专利名称:一种电驱动桥系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种电驱动桥系统，其特征在于，包括对转双转子电机、第一齿轮传动机构、第二齿轮传动机构、万向节、传动轴、第一辅助电机、第二辅助电机，第一齿轮传动机构、第二齿轮传动机构均包括相啮合的主动轮和从动轮；对转双转子电机的内转子输出轴、外转子输出轴分别与第一齿轮传动机构、第二齿轮传动机构的主动轮连接；第一齿轮传动机构的从动轮、第二齿轮传动机构的主动轮分别通过万向节、传动轴与两侧轮毂相连，所述第一辅助电机、第二辅助电机分别通过离合器与第二齿轮传动机构、第一齿轮传动机构的从动轮与相连。本实用新型具有普通驱动、辅助联合驱动、能量回收、差速控制四种功能，并能在四种模式间快速切换。
【专利说明】一种电驱动桥系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于纯电动汽车驱动系统【技术领域】，具体涉及一种电驱动桥系统。
【背景技术】
[0002]纯电动汽车作为能够缓解能源问题和环境问题的未来汽车发展方向，越来越多的科研机构、高校和企业均加大投入对纯电动汽车的研宄。新型纯电动汽车主要采用电力传动，与传统机械传动相比，电传动有很多优点，如整车结构布置，无极变速，提高整车动力性能和经济性能。但是由于电机及其控制技术的限制，纯电动汽车无法最大化的发挥其优点，如出现能量回收达不到预期效果和差速控制效果不佳等问题。
实用新型内容
[0003]针对现有技术中存在不足，本实用新型提供了一种电驱动桥系统，通过对该电驱动桥系统中各驱动电机的有效控制，实现车辆驱动、联合驱动、能量回收、电子差速等功能，以满足车辆不同工况对电驱动系统的需求。
[0004]本实用新型是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0005]一种电驱动桥系统，其特征在于，包括对转双转子电机、第一齿轮传动机构、第二齿轮传动机构、万向节、传动轴、第一辅助电机、第二辅助电机，所述第一齿轮传动机构、第二齿轮传动机构均包括相啮合的主动轮和从动轮、且为等速传动；所述对转双转子电机的内转子输出轴与第一齿轮传动机构的主动轮连接，第一齿轮传动机构的从动轮通过万向节、传动轴与左侧轮毂相连，所述第一齿轮传动机构的从动轮还与第一辅助电机相连；所述对转双转子电机的外转子输出轴与第二齿轮传动机构的主动轮连接，第二齿轮传动机构的主动轮通过万向节、传动轴与右侧轮毂相连，所述第二齿轮传动机构的从动轮与第二辅助电机相连。
[0006]进一步地，所述第一辅助电机、第二辅助电机与第一齿轮传动机构的从动轮、第二齿轮传动机构的从动轮之间还分别设置有第一离合器、第二离合器。
[0007]进一步地，所述电驱动桥系统还包括控制器，所述控制器与第一离合器、第二离合器连接，用于控制第一离合器、第二离合器的工作状态。
[0008]进一步地，所述控制器还与对转双转子电机、第一辅助电机、第二辅助电机连接，且所述控制器内还包括用于控制第一辅助电机、第二辅助电机在发电机、电动机两种工作状态转换的辅助电机控制模块，以及用于控制对转双转子电机的工作状态的对转双转子电机控制模块。
[0009]进一步地，所述电驱动桥系统还包括电源储存装置，所述电源储存装置分别与第一辅助电机、第二辅助电机连接。
[0010]本实用新型所述的电驱动桥系统，以对转双转子电机为主要动力输出源，两端输出的转矩大小相同、方向相反；通过第一齿轮传动机构改变对转双转子电机输出转矩的方向。第一辅助电机、第二辅助电机与第一齿轮传动机构的从动轮、第二齿轮传动机构的从动轮连接，构成联合驱动。
[0011]通过在所述第一辅助电机、第二辅助电机与第一齿轮传动机构的从动轮、第二齿轮传动机构的从动轮之间还分别设置有第一离合器、第二离合器，同时增加控制器，能够使所述电驱动桥系统具有普通驱动、辅助联合驱动、能量回收、差速控制四种功能，并能够通过控制器对离合器、辅助电机的控制实现在四种不同模式间的快速切换。
[0012]具体地:
[0013]电驱动桥的普通驱动模式:对转双转子电机根据车辆需求输出转矩，第一离合器、第二离合器处于分离状态，第一辅助电机、第二辅助电机不工作，即辅助电机和电驱动桥之间无动力传递，对转双转子电机的内转子输出轴输出的转矩输入第一齿轮传动装置的主动轮，动力经过从动轮改变转矩方向后，由从动轮输出经万向节、驱动轴、万向节传递给左侧轮毂。外转子输出轴输出的转矩输入第二齿轮传动装置的主动轮，此时从动轮处于空转状态，动力由此主动轮输出经万向节、驱动轴、万向节传递给右侧轮毂。
[0014]电驱动桥的辅助联合驱动模式:对转双转子电机根据车辆需求输出转矩，同时两台辅助电机同时工作，第一离合器、第二离合器结合，即辅助电机和电驱动桥之间有动力传递，对转双转子电机的内转子输出轴输出的转矩输入第一齿轮传动装置的主动轮，第一辅助电机输出的转矩经过第一离合器传递给从动轮，形成转矩叠加，输出转矩由从动轮输出传递给等速万向节、驱动轴、等速万向节到左侧轮毂；外转子输出轴输出输出的转矩输入第二齿轮传动装置的主动轮，第二辅助电机输出的转矩经过第二离合器传递给从动轮，亦形成转矩叠加，转矩由主动轮输出传递给等速万向节、驱动轴、等速万向节到右侧轮毂，驱动车辆。
[0015]电驱动桥的能量回收模式:对转双转子电机不输出转矩，但两台辅助电机同时以发电机模式工作，第一离合器、第二离合器结合，即辅助电机和电驱动桥之间有动力传递，轮毂通过万向节、驱动轴、万向节传递转矩到第一齿轮传动机构、第二齿轮传动机构上，转矩通过第一离合器、第二离合器传递到第一辅助电机、第二辅助电机上，第一辅助电机、第二辅助电机的旋转的转子和定子形成发电机，将回收的能量储存到电源储存装置中，同时达到车辆缓速制动的目的。
[0016]电驱动桥的电子差速控制模式:电驱动桥电动汽车电子差速功能实现通常采用转矩控制策略，即车辆转向时调整内外侧车轮的输出扭矩。以车辆左转为例，转向时左侧车轮转矩减小、右侧增大。本实用新型中的电驱动桥系统差速功能实现方法如下:对转双转子电机输出转矩，第一离合器、第二离合器结合，第一辅助电机以发电机模式工作，第一辅助电机以能量回收模式达到减小左侧输出到轮毂的转矩，使左侧输出到车轮的转矩小于对转双转子电机输出的转矩；第二辅助电机以电动机模式工作，第二辅助电机以联合驱动模式达到增大右侧输出到轮毂的转矩，使右侧输出到车轮的转矩大于对转双转子电机输出的转矩，以此实现左右车轮输出转矩差异，具体差值可以由车辆差速控制策略和电机控制器协调控制，实现车辆的电子差速功能。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型所述电驱动桥系统一实施例的结构图。
[0018]附图标记说明如下:
[0019]1-左侧轮毂，2-万向节，3-传动轴，4-对转双转子电机，5-第一齿轮传动机构，6-第二齿轮传动机构，7-第一离合器，8-第一辅助电机，9-内转子输出轴，10-内转子，
11-外转子，12-外转子输出轴，13-主动轮，14-从动轮，15-第二离合器，16-第二辅助电机，17-右侧轮毂。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。
[0021]如图1所示，本实用新型所述的电驱动桥系统，包括对转双转子电机4、第一齿轮传动机构5、第二齿轮传动机构6、万向节2、传动轴3、第一辅助电机8、第二辅助电机16、第一离合器7、第二离合器15、控制器、电源储存装置。所述第一齿轮传动机构5、第二齿轮传动机构6均包括相啮合的主动轮13和从动轮14、且为等速传动。对转双转子电机4由外转子11和内转子10构成，对转双转子电机4工作时其内转子输出轴9和外转子输出轴12上的转矩大小相等，方向相反。所述对转双转子电机4的内转子输出轴9与第一齿轮传动机构5的主动轮13相连实现动力传递。主动轮13带动从动轮14转动，第一齿轮传动机构5的从动轮14通过万向节2、传动轴3与左侧轮毂I相连。所述第一齿轮传动机构5的从动轮14还与第一辅助电机8之间设置有第一离合器7 ;第一离合器7控制第一辅助电机8和从动轮14之间的动力传递通断。
[0022]所述对转双转子电机4的外转子输出轴12与第二齿轮传动机构6的主动轮13相连，实现动力传递，主动轮13带动从动轮14转动。第二齿轮传动机构6的主动轮13通过万向节2、传动轴3与右侧轮毂17相连。所述第二齿轮传动机构6的从动轮14与第二辅助电机16之间设置有第二离合器15，控制第二辅助电机16和从动轮14之间的动力传递通断。
[0023]所述控制器与第一离合器7、第二离合器15、对转双转子电机4、第一辅助电机8、第二辅助电机16连接，包括用于控制第一离合器7、第二离合器15的工作状态的离合器控制模块，用于控制第一辅助电机8、第二辅助电机16在发电机、电动机两种工作状态转换的辅助电机控制模块，以及用于控制对转双转子电机4的工作状态的对转双转子电机4控制模块。所述电源储存装置分别与第一辅助电机8、第二辅助电机16连接。
[0024]对转双转子电机4为主要动力输出源，第一辅助电机8、第二辅助电机16、第一离合器7、第二离合器15由控制器根据车辆工况需求控制处于不同的工作状态，配合对转双转子电机4满足整车对驱动系统的需求。
[0025]具体地:
[0026]电驱动桥的普通驱动模式:对转双转子电机4根据车辆需求输出转矩，第一离合器7、第二离合器15处于分离状态，第一辅助电机8、第二辅助电机16不工作，即辅助电机和电驱动桥之间无动力传递，对转双转子电机4的内转子输出轴9输出的转矩输入第一齿轮传动装置的主动轮13，动力经过从动轮14改变转矩方向后，由从动轮14输出经万向节
2、驱动轴、万向节2传递给左侧轮毂。外转子输出轴12输出的转矩输入第二齿轮传动装置的主动轮13，此时从动轮14处于空转状态，动力由此主动轮13输出经万向节2、驱动轴、万向节2传递给右侧轮毂。
[0027]电驱动桥的辅助联合驱动模式:当对转双转子电机4的最大输出转矩小于整车所需求的转矩时，需要第一辅助电机8、第二辅助电机16辅助驱动，为整车驱动系统补给转矩。首先根据当前对转双转子电机4的转速，控制第一辅助电机8、第二辅助电机16提速，当第一辅助电机8、第二辅助电机16的转速和对转双转子电机4转速接近时，控制器驱动控制离合器的电磁阀，使第一离合器7、第二离合器15由分离状态到结合状态，第一辅助电机8、第二辅助电机16实现与驱动系统的动力连接，根据补给所需，提高第一辅助电机8、第二辅助电机16的输出转矩，动力耦合后电驱动桥处于联合驱动模式下。对转双转子电机4的内转子输出轴9输出的转矩输入第一齿轮传动装置的主动轮13，第一辅助电机8输出的转矩经过第一离合器7传递给从动轮14，形成转矩叠加后，由从动轮14传出，经万向节2、传动轴3传递到左侧轮毂I。外转子输出轴12输出的转矩输入第二齿轮传动装置的主动轮13，第二辅助电机16输出的转矩经过第二离合器15传递给从动轮14，亦形成转矩叠加，由第二齿轮传动机构6主动轮13输出，经万向节2、传动轴3传递到右侧轮毂17。
[0028]电驱动桥的能量回收模式:当车辆处于滑行或者制动模式下，为了节能将部分能量回收，本实用新型的电驱动桥由第一辅助电机8、第二辅助电机16进行回收制动能量。首先根据当前对转双转子电机4的转速，控制第一辅助电机8、第二辅助电机16提速，当第一辅助电机8、第二辅助电机16转速和对转双转子电机4转速接近时，控制器驱动控制离合器的电磁阀，使第一离合器7、第二离合器15由分离状态到结合状态，第一辅助电机8、第二辅助电机16实现与驱动系统的动力连接。左侧轮毂I的转矩经万向节2、传动轴3传递到第一齿轮传动机构5从动轮14，然后经第一离合器7传递到第一辅助电机8，第一辅助电机8为发电机模式，由电磁感应原理将部分转矩转化为电能储存到电能储存装置中；同时，右侧轮毂17的转矩经万向节2、传动轴3传递到第二齿轮传动机构6的主动轮13，经过从动轮14、第二离合器15传递到第二辅助电机16，第二辅助电机16为发电机模式，由电磁感应原理将部分转矩转化为电能储存装置中，为整车提供制动力矩，降低车速的同时实现制动能量回收。
[0029]电驱动桥的电子差速控制模式:车辆转向时，左右侧的轮毂的需求转矩不同，内外侧转矩需求的差异由车辆结构参数和车辆转向角的不同而定，相比于仅有双转子电机作为动力输出的电驱动桥，本实用新型的电驱动桥可以实现大范围内的转矩差异变化。以车辆左转为例，左侧需求转矩小于右侧需求转矩，对转双转子电机4按普通模式驱动车辆，同时根据当前对转双转子电机4的转速，控制第一辅助电机8、第二辅助电机16提速，当第一辅助电机8、第二辅助电机16转速和对转双转子电机4转速接近时，控制器驱动控制第一离合器7、第二离合器15的电磁阀，使第一离合器7、第二离合器15由分离状态到结合状态，第一辅助电机8、第二辅助电机16实现与驱动系统的动力连接。第一齿轮传动机构5的从动轮14经万向节2、传动轴3与左侧轮毂I相连。左侧轮毂I需要减小的转矩经第一齿轮传动机构5的从动轮14、第一离合器7传递到第一辅助电机8，第一辅助电机8为发电机模式，将多余的转矩转化为电能储存到电能储存装置中；同时，第二辅助电机16和对转双转子电机4联合驱动，即加大输出转矩，右侧的输出的转矩经第二齿轮机构耦合后，由第二齿轮传动机构6的主动轮13输出，经万向节2、传动轴3传递到右侧轮毂17。由此实现左侧转矩变小，右侧转矩变大，符合车辆差速工况要求，实现电子差速功能。
[0030]所述实施例为本实用新型的优选的实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种电驱动桥系统，其特征在于，包括对转双转子电机(4)、第一齿轮传动机构(5)、第二齿轮传动机构(6)、万向节(2)、传动轴(3)、第一辅助电机(8)、第二辅助电机(16)，所述第一齿轮传动机构(5)、第二齿轮传动机构(6)均包括相啮合的主动轮(13)和从动轮(14)、且为等速传动；所述对转双转子电机(4)的内转子输出轴(9)与第一齿轮传动机构(5)的主动轮(13)连接，第一齿轮传动机构(5)的从动轮(14)通过万向节(2)、传动轴(3)与左侧轮毂(I)相连，所述第一齿轮传动机构(5)的从动轮(14)还与第一辅助电机(8)相连；所述对转双转子电机(4)的外转子输出轴(12)与第二齿轮传动机构(6)的主动轮(13)连接，第二齿轮传动机构(6)的主动轮(13)通过万向节(2)、传动轴(3)与右侧轮毂(17)相连，所述第二齿轮传动机构(6)的从动轮(14)与第二辅助电机(16)相连。2.根据权利要求1所述的电驱动桥系统，其特征在于，所述第一辅助电机(8)、第二辅助电机(16)与第一齿轮传动机构(5)的从动轮(14)、第二齿轮传动机构(6)的从动轮(14)之间还分别设置有第一离合器(7)、第二离合器(15)。3.根据权利要求2所述的电驱动桥系统，其特征在于，所述电驱动桥系统还包括控制器，所述控制器与第一离合器(7)、第二离合器(15)连接，用于控制第一离合器(7)、第二离合器(15)的工作状态。4.根据权利要求3所述的电驱动桥系统，其特征在于，所述控制器还与对转双转子电机(4)、第一辅助电机(8)、第二辅助电机(16)连接，且所述控制器内还包括用于控制第一辅助电机(8)、第二辅助电机(16)在发电机、电动机两种工作状态转换的辅助电机控制模块，以及用于控制对转双转子电机(4)的工作状态的对转双转子电机(4)控制模块。5.根据权利要求3所述的电驱动桥系统，其特征在于，所述电驱动桥系统还包括电源储存装置，所述电源储存装置分别与第一辅助电机(8)、第二辅助电机(16)连接。
【文档编号】B60K17-04GK204279059SQ201420711276
【发明者】陈龙, 张龙飞, 袁朝春, 申小敏, 李道宇, 任皓, 王潍 [申请人]江苏大学