[實用新型]一種半分布式前后多電機驅動系統

有效

• 申請號: 201721260953.7
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN207374100U
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 林程;邵帥;趙明杰
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B60K1/02
• 分類號: B60K1/02;B60K17/12;B60K7/00
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙) 11367
• 代理人: 陳常美

本實用新型涉及半分布式前后多電機驅動系統，包括驅動電機（14）、自動機械式變速箱（16）、第三電機控制單元（15）、車輛左前驅動輪（1）、車輛右前驅動輪（7）、第一輔助動力電機（6）、第二輔助動力電機（2）、第一電機控制單元（5）、第二電機控制單元（3），驅動電機（14）與自動機械式變速箱（16）相連，第三電機控制單元（15）與驅動電機（14）相連，第一輔助動力電機（6）與車輛右前驅動輪（7）相連，第二輔助動力電機（2）與車輛左前驅動輪（1）相連，第一電機控制單元（5）與第一輔助動力電機（6）相連，第二電機控制單元（3）與第二輔助動力電機（2）相連。本實用新型結構緊湊、控制簡單，實現全時四驅。

技術領域

本實用新型涉及純電動客車的電機驅動系統，尤其涉及一種半分布式前后多電機驅動系統。

背景技術

目前，能源危機和環境污染問題日益嚴重，發展新能源汽車已經成為汽車領域的重要研究方向之一。純電動車輛尤其是純電動城市客車的工作特性能夠良好地適應城市工況的實際需要，同時可以較好地實現節能減排。

在現有技術中，純電動客車比較成熟的驅動方式是集中式驅動，其中以單電機直驅或者單電機匹配自動機械式變速箱（Automated Mechanical Transmission，AMT）為主。該驅動構型一般將動力系統布置于整車后橋，動力由電機依次經變速裝置、傳動軸、差速器、半軸最終傳遞至驅動輪，以實現向整車提供驅動力。該驅動構型可以實現整車行駛的一般需要，但其存在固有的技術缺陷，這將導致在實際驅動過程中無法實現更為優越的性能，其主要技術缺陷包括以下幾個方面：1）該驅動構型使用單電機時，由于需要提供整車所需的全部動力，因而電機功率和峰值扭矩較大，這將導致電機的設計尺寸較大，不利于整車的合理布局；2）該驅動構型采用單個大功率電機時，成本較高且制造難度較大；3）該驅動構型使用的單電機一旦發生故障，由于沒有備用功率源，此時車輛只能被迫停駛。基于上述技術問題，人們提出了一種雙電機耦合驅動構型，該耦合驅動構型雖然較好解決了上述技術問題，但其仍是將兩個動力源均布置于整車后橋，因此無法考慮各個前后橋軸載荷轉移、整車載荷分布、各個驅動輪附著力、滑移率等方面的問題，同時也無法合理分配爬坡、加速過程中的前后驅動力分配、緊急制動時的前后制動能量回收以及制動力分配，因而該耦合驅動構型既無法發揮出整車應有的動力性潛能，也不利于綜合進行節能管理。

相應地，現有純電動客車的一種分布式驅動技術能夠較好解決上述集中式驅動存在的技術問題。該驅動構型一般采用輪邊電機或者輪轂電機技術，將各個電機直接布置在各個車輪旁側，直接向各個車輪提供動力，最大程度地簡化了傳動系。分布式驅動構型能夠充分考慮各個驅動輪的附著率、滑移率以及整車動力學狀態，能夠靈活地控制整車運行狀態，提高車輛的動力性能和操作穩定性能。但是，該技術方案對電機設計具有較高要求，不僅需要電機外徑尺寸及體積足夠小，還須匹配小體積、大速比的輪邊減速器。同時，由于車輛驅動輪側的工作環境惡劣，需要綜合考慮電磁場、熱場和機械振動的耦合作用，這顯然不利于電機的穩定工作，整體驅動系統的故障率也較高。此外，由于輪邊的布置空間有限，因此一般無法配置額外的變速裝置或只能配置速比較小且固定的減速器，即各個電機轉速只能被動地與車速保持一致，其所能提供的峰值扭矩也是固定值，無法通過成熟的變速裝置改善整車的最大驅動力性能和能耗性能。可見，現有的分布式驅動構型技術并不成熟，無法在短期內快速推廣應用。

在現有技術中還存在一種較為成熟的前后雙電機驅動構型技術方案，其在一些新能源車輛上也得到了應用，如特斯拉的P85D車型。該驅動構型能夠以最直接的方式實現全時四驅以及前后橋驅動力的分配。但該驅動構型如直接應用于純電動客車時則存在如下較大的技術缺陷：因采用前后雙電機布置，故需要同時在前后橋上布置主減速器及差速器，這將直接導致前橋及后橋處的底盤高度均會被迫提高，從而在乘客艙內形成凸起，進而使純電動城市客車的低地板面積及低地板連續面積大幅降低，因此該驅動構型實用性較差。