[發(fā)明專利]一種適用于純電動(dòng)汽車的雙電機(jī)兩擋動(dòng)力總成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

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• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN112895868A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阮嘉賡;李世玉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B60K1/02
• 分類號: B60K1/02;B60K17/06;B60K17/348;B60K17/356
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發(fā)明公開了一種適用于純電動(dòng)汽車的雙電機(jī)兩擋動(dòng)力總成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，屬于純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括分布在前后驅(qū)動(dòng)軸上的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，布置在后軸上的兩檔變速器，布置在前軸的減速器及離合器以及相關(guān)電控系統(tǒng)組成。相比于目前市面上較多的單電機(jī)+固定速比減速器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過控制離合器的開合及變速器擋位的切換，可以實(shí)現(xiàn)五種驅(qū)動(dòng)模式，在車輛進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，選用效率較高的模式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而在不增加車輛成本和控制復(fù)雜程度的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮車輛經(jīng)濟(jì)性，并且雙電機(jī)前后軸布置可以實(shí)現(xiàn)車輛四輪驅(qū)動(dòng)，增加車輛在極端路況下的通過性與可操控性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適用于純電動(dòng)汽車的雙電機(jī)兩擋動(dòng)力總成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，屬于純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

進(jìn)入21世紀(jì)以來，能源危機(jī)與環(huán)境污染已經(jīng)成為當(dāng)前國際社會(huì)的主要問題。純電動(dòng)汽車具有零排放、低噪音、使用成本低等優(yōu)勢越來越受到人們的青睞，但是，因其價(jià)格高、充電設(shè)施不完善、單次充電續(xù)駛里程短等問題限制了其快速發(fā)展和大規(guī)模普及。目前市場上純電動(dòng)汽車多采用單電機(jī)+固定速比減速器動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，能基本滿足駕駛者的一般使用需求，但該動(dòng)力總成驅(qū)動(dòng)電機(jī)既要能在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)提供較大的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩滿足起步、加速和爬坡性能，又要能在恒功率區(qū)提供較高的轉(zhuǎn)矩以滿足最高車速和高速超車的要求，因此，選取的驅(qū)動(dòng)電機(jī)峰值功率通常較大且極限轉(zhuǎn)速較高，效率較低。此外，此種動(dòng)力總成形式對于不同工況的適應(yīng)性差，無法根據(jù)不同路況及時(shí)調(diào)整電機(jī)的工作點(diǎn)，電機(jī)的工作效率較低，進(jìn)一步加劇了駕駛者的里程焦慮。

鑒于以上不足，為了進(jìn)一步提高純電動(dòng)汽車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和續(xù)駛里程，針對純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)有兩個(gè)解決方案：

一是針對傳動(dòng)系統(tǒng)，使用多擋變速器來代替減速器。使用多擋變速器，在滿足車輛對爬坡度、加速性能的前提下，可以調(diào)節(jié)電機(jī)工作區(qū)，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)更多時(shí)間工作在高效率區(qū)，結(jié)構(gòu)相對簡單，成本更低。但是減速器改為多擋變速器方式，車輛驅(qū)動(dòng)方式仍為兩輪驅(qū)動(dòng)，兩驅(qū)車在轉(zhuǎn)向和雨雪天氣下的操控性和極端路況的脫困能力等方面不如四驅(qū)車。

另一種優(yōu)化傳動(dòng)效率的方式是針對動(dòng)力源，將大功率電機(jī)換成兩個(gè)中小功率電機(jī)。在保證加速、爬坡、最高車速等基本性能不受影響，甚至有所提升前提下，通過兩個(gè)較小電機(jī)在各自較窄的效率分布區(qū)間內(nèi)協(xié)同驅(qū)動(dòng)，以提升電機(jī)在低速輕載、低速重載和高速輕載等不同工況下的驅(qū)動(dòng)效率。將單電機(jī)驅(qū)動(dòng)改為雙電機(jī)四輪驅(qū)動(dòng)，在一定程度上可以提高電機(jī)效率，但是由于減速器的存在，還不能進(jìn)一步發(fā)揮電機(jī)的最佳性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種適用于純電動(dòng)汽車的雙電機(jī)兩擋動(dòng)力總成，以提高車輛動(dòng)力系統(tǒng)綜合能量效率，增加車輛續(xù)駛里程。該動(dòng)力總成采用前后軸布置的兩個(gè)小功率電機(jī)為動(dòng)力源，且僅在后軸電機(jī)配有兩擋自動(dòng)變速器，通過對兩個(gè)電機(jī)差異化設(shè)計(jì)，以避免前后軸全裝有兩擋變速器時(shí)帶來的重量和控制難度增加。因此在不增加車輛成本和控制復(fù)雜程度的基礎(chǔ)上，雙電機(jī)+兩擋變速器組合可以充分發(fā)揮車輛經(jīng)濟(jì)性，并且雙電機(jī)前后軸布置可以實(shí)現(xiàn)車輛四輪驅(qū)動(dòng)，增加車輛在極端路況下的通過性與可操控性。

本發(fā)明提出的雙電機(jī)兩擋動(dòng)力總成主要由以下幾部分組成：

驅(qū)動(dòng)電機(jī)M1、驅(qū)動(dòng)電機(jī)M2、前差速器1、離合器2、減速器3、兩擋自動(dòng)變速器4、后差速器5、電池管理系統(tǒng)6、電池組7、電機(jī)控制器8；驅(qū)動(dòng)電機(jī)M1通過兩擋自動(dòng)變速器4與后差速器5連接，驅(qū)動(dòng)電機(jī)M1用以實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)汽車的后輪驅(qū)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)電機(jī)M2通過減速器3、離合器2與前差速器1相連接；驅(qū)動(dòng)電機(jī)M2用以實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)汽車的前輪驅(qū)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)電機(jī)M1、驅(qū)動(dòng)電機(jī)M2均與電機(jī)控制器8連接，電機(jī)控制器8通過電池組7與電池管理系統(tǒng)6連接。

前軸傳動(dòng)系包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)M2、減速器和前差速器。動(dòng)力由驅(qū)動(dòng)電機(jī)M2輸出，經(jīng)過減速器減速增扭，帶動(dòng)離合器和前差速器驅(qū)動(dòng)前輪。