一种纯电动车辆动力总成系统的制作方法

本发明涉及一种车辆用动力总成系统，尤其是用于纯电动车辆的一种纯电动车辆动力总成系统。

背景技术：

纯电动汽车已成为清洁、高效汽车的发展方向，是解决环保和节能问题的最佳途径之一，也是我国汽车工业可持续发展的必然选择。纯电动汽车采用何种动力构型作为动力驱动装置，已成为当前纯电动汽车动力系统技术研究的热点。电动机的布置数量、方式及控制策略不同，形成了各式各样的结构型式。目前大部分纯电动车辆采用单电机直驱，单电机加减速箱，单电机加变速箱等形式。这种型式要么效率不高，且电机体积重量过大，动力不足；要么存在换挡动力中断，不符合电动车驾乘期望等，很难适应下一步市场要求的高速、重载、低能耗的法规要求。市场上出现过的某进口双电机加定轴减速箱式动力总成，对制造精度要求极高而不适合国内大批量推广遭淘汰。在已经公开的专利或论文中出现的双电机加行星排耦合的结构方案往往追求过多功能造成结构复杂，成本过高市场难以接受，或者对零部件要求太高致使可靠性不足而难以量产。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明公开了一种纯电动车辆动力总成系统。系统采用两个小体积高速法兰电机通过单行星排机构实现低速单个电机驱动及中高速时两个电机的动力耦合后共同驱动，解决目前大多数单电机驱动大型车辆动力不足，效率低下，重量大成本高的问题，也解决了带变速器的纯电驱动系统换挡时动力中断，驾乘不舒适等问题。本发明适用于大型纯电动车辆，具有结构简单，驱动效率较高，易于设计、加工，利于降低制造成本，降低系统故障率等问题，便于批量推广，实现节能减排。

为解决上述技术问题，本发明予以实现的一种技术方案是：

一种纯电动车辆动力总成系统，包括第一电机、第二电机、第一电机输入轴、第二电机输入轴、第一电机主动齿轮、第二电机主动齿轮、第一电机从动齿轮，第二电机从动齿轮、中心轴、太阳轮、行星齿轮、行星架、内齿圈、动力输出轴、第一电机输入轴制动器、车辆减速差速机构、机架等，其中所述第一电机通过所述第一电机输入轴与所述第一电机主动齿轮连接，所述第二电机通过所述第二电机输入轴与所述第二电机主动齿轮连接，所述第一电机从动齿轮与所述内齿圈连接，所述第二电机从动齿轮通过所述中心轴与所述太阳轮连接，所述行星架通过所述动力输出轴与车辆减速差速机构连接，所述第一电机输入轴制动器中的旋转件与所述第一电机输入轴连接，所述第一电机输入轴制动器中的固定件与所述机架连接，所述太阳轮、所述行星轮、所述行星架、所述内齿圈组成行星排机构。所述第一电机和所述第二电机既可以用作电动机，也可以用作发电机，所述第一电机和所述第二电机布置在所述车辆减速差速机构同侧；

当车辆起步或低速行驶时，所述第一电机输入轴制动器起作用，将所述第一电机输入轴制动，所述第一电机、所述第一电机主动齿轮、所述第一电机从动齿轮、所述内齿圈也同时处于制动状态，所述第二电机通电旋转，通过所述第二电机输入轴、所述第二电机主动齿轮、所述第二电机从动齿轮、所述中心轴、所述太阳轮，所述行星齿轮、所述行星架，所述动力输出轴，将减速增扭后的动力传动给所述车辆减速差速机构，驱动车辆起步和低速行驶；

当车辆中高速行驶时，所述第一电机输入轴制动器松开，解除制动，所述第二电机也通电旋转，通过所述第一电机输入轴、所述第一电机主动齿轮、所述第一电机从动齿轮、所述内齿圈，将动力传动至行星排机构，与第二电机传动来的动力进行耦合，通过所述动力输出轴，将耦合后的动力传动给所述车辆减速差速机构，驱动车辆中高速行驶；

当车辆制动时，根据制动时所处车速范围，如果是低速行驶，车辆动能沿着上面所述第二电机驱动时的动力传递的反方向路线传递给所述第二电机，所述第二电机处于发电状态，进行能量回收。如果是中高速行驶，车辆动能沿着上面所述第一电机与所述第二电机驱动时动力传递的反方向路线分别传递给所述第一电机、所述第二电机，所述第一电机、所述第二电机处于发电状态，分别进行能量回收。其回收电能储存在动力电池里，从而实现车辆的制动回馈模式；

本系统还包含一控制系统，所述第一电机、所述第二电机、所述第一电机输入轴制动器通过所述控制系统电连接。通过所述控制系统，决定所述第一电机、所述第二电机及所述第一电机输入轴制动器的工作状态，使单电机驱动与双电机驱动状态相互转换时平顺流畅无冲击，使双电机共同驱动时调节两个电机的转速与扭矩使整体系统效率最高。

本发明的有益效果是：

系统采用两个小体积高速法兰电机通过单行星排机构实现低速单个电机驱动，中高速时两个电机的动力耦合后共同驱动，解决目前大多数单电机驱动大型车辆动力不足，效率低下，重量大成本高的问题，也解决了带变速器的纯电驱动系统换挡时动力中断，驾乘不舒适的问题。本发明适用于大型纯电动车辆纵向布置动力总成结构，具有结构简单，驱动效率较高，易于设计、加工，利于降低制造成本，降低系统故障率等问题，便于批量推广，实现节能减排。

为解决上述技术问题，本发明予以实现的第二种技术方案是：

一种纯电动车辆动力总成系统，包括第一电机、第二电机、第一电机输入轴、第二电机输入轴、第一电机主动齿轮、第二电机主动齿轮、第一电机从动齿轮，第二电机从动齿轮、中心轴、太阳轮、行星齿轮、行星架、内齿圈、动力输出轴、第一电机输入轴制动器、车辆减速差速机构、机架等，其中所述第一电机通过所述第一电机输入轴与所述第一电机主动齿轮连接，所述第二电机通过所述第二电机输入轴与所述第二电机主动齿轮连接，所述第一电机从动齿轮与所述内齿圈连接，所述第二电机从动齿轮通过所述中心轴与所述太阳轮连接，所述行星架通过所述动力输出轴与车辆减速差速机构连接，所述第一电机输入轴制动器中的旋转件与所述第一电机输入轴连接，所述第一电机输入轴制动器中的固定件与所述机架连接，所述太阳轮、所述行星轮、所述行星架、所述内齿圈组成行星排机构。所述第一电机和所述第二电机既可以用作电动机，也可以用作发电机，所述第一电机和所述第二电机布置在所述车辆减速差速机构的两侧；

当车辆起步或低速行驶时，所述第一电机输入轴制动器起作用，将所述第一电机输入轴制动，所述第一电机、所述第一电机主动齿轮、所述第一电机从动齿轮、所述内齿圈也同时处于制动状态，所述第二电机通电旋转，通过所述第二电机输入轴、所述第二电机主动齿轮、所述第二电机从动齿轮、所述中心轴、所述太阳轮，所述行星齿轮、所述行星架，所述动力输出轴，将减速增扭后的动力传动给所述车辆减速差速机构，驱动车辆起步和低速行驶；

当车辆中高速行驶时，所述第一电机输入轴制动器松开，解除制动，所述第二电机也通电旋转，通过所述第一电机输入轴、所述第一电机主动齿轮、所述第一电机从动齿轮、所述内齿圈，将动力传动至行星排机构，与第二电机传动来的动力进行耦合，通过所述动力输出轴，将耦合后的动力传动给所述车辆减速差速机构，驱动车辆中高速行驶；

当车辆制动时，根据制动时所处车速范围，如果是低速行驶，车辆动能沿着上面所述第二电机驱动时的动力传递的反方向路线传递给所述第二电机，所述第二电机处于发电状态，进行能量回收。如果是中高速行驶，车辆动能沿着上面所述第一电机与所述第二电机驱动时动力传递的反方向路线分别传递给所述第一电机、所述第二电机，所述第一电机、所述第二电机处于发电状态，分别进行能量回收。其回收电能储存在动力电池里，从而实现车辆的制动回馈模式；

本系统还包含一控制系统，所述第一电机、所述第二电机、所述第一电机输入轴制动器通过所述控制系统电连接。通过所述控制系统，决定所述第一电机、所述第二电机及所述第一电机输入轴制动器的工作状态，使单电机驱动与双电机驱动状态相互转换时平顺流畅无冲击，使双电机共同驱动时调节两个电机的转速与扭矩使整体系统效率最高。

本发明的有益效果是：

系统采用两个小体积高速法兰电机通过单行星排机构实现低速单个电机驱动，中高速时两个电机的动力耦合后共同驱动，解决目前大多数单电机驱动大型车辆动力不足，效率低下，重量大成本高的问题，也解决了带变速器的纯电驱动系统换挡时动力中断，驾乘不舒适的问题。本发明适用于大型纯电动车辆横向布置动力总成结构，具有结构简单，驱动效率较高，易于设计、加工，利于降低制造成本，降低系统故障率等问题，便于批量推广，实现节能减排。

附图说明

图1是本发明一种纯电动车辆动力总成系统的第一种技术方案；

图2是本发明一种纯电动车辆动力总成系统的第二种技术方案；

图中：1-第一电机、2-第二电机、3-第二电机输入轴、4-第二电机主动齿轮、5-第一电机从动齿轮、6-内齿圈、7-行星齿轮、8-行星架、9-动力输出轴、10-车速减速差速机构、11-太阳轮、12-机架、13-第一电机输入轴制动器、14-第一电机输入轴、15-第一电机主动齿轮、16-中心轴、17-第二电机从动齿轮。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施方式1：

如图1所示，作为实现本发明一种纯电动车辆动力总成系统的基本构思的一种技术的实施方式是：包括第一电机1、第二电机2、第二电机输入轴3、第二电机主动齿轮4、第一电机从动齿轮5、内齿圈6、行星齿轮7、行星架8、动力输出轴9、车速减速差速机构10、太阳轮11、机架12、第一电机输入轴制动器13、第一电机输入轴14、第一电机主动齿轮15、中心轴16、第二电机从动齿轮17。

其中：所述第一电机1通过所述第一电机输入轴14与所述第一电机主动齿轮15连接，所述第二电机2通过所述第二电机输入轴3与所述第二电机主动齿轮4连接，所述第一电机从动齿轮5与所述内齿圈6连接，所述第二电机从动齿轮17通过所述中心轴16与所述太阳轮11连接，所述行星架8通过所述动力输出轴9与车辆减速差速机构10连接，所述第一电机输入轴制动器13中的旋转件与所述第一电机输入轴14连接，所述第一电机输入轴制动器13中的固定件与所述机架12连接，所述太阳轮11、所述行星轮7、所述行星架8、所述内齿圈6组成行星排机构。所述第一电机1和所述第二电机2既可以用作电动机，也可以用作发电机，所述第一电机1和所述第二电机2布置在所述车辆减速差速机构10同侧；

当车辆起步或低速行驶时，所述第一电机输入轴制动器13起作用，将所述第一电机输入轴14制动，所述第一电机1、所述第一电机主动齿轮15、所述第一电机从动齿轮5、所述内齿圈6也同时处于制动状态，所述第二电机2通电旋转，通过所述第二电机输入轴3、所述第二电机主动齿轮4、所述第二电机从动齿轮17、所述中心轴16、所述太阳轮11，所述行星齿轮7、所述行星架8，所述动力输出轴9，将减速增扭后的动力传动给所述车辆减速差速机构10，驱动车辆起步和低速行驶；

当车辆中高速行驶时，所述第一电机输入轴制动器13松开，解除制动，所述第二电机2也通电旋转，通过所述第一电机输入轴14、所述第一电机主动齿轮15、所述第一电机从动齿轮5、所述内齿圈6，将动力传动至行星排机构，与第二电机传动来的动力进行耦合，通过所述动力输出轴9，将耦合后的动力传动给所述车辆减速差速机构10，驱动车辆中高速行驶；

当车辆制动时，根据制动时所处车速范围，如果是低速行驶，车辆动能沿着上面所述第二电机2驱动时的动力传递的反方向路线传递给所述第二电机2，所述第二电机2处于发电状态，进行能量回收。如果是中高速行驶，车辆动能沿着上面所述第一电机1与所述第二电机2驱动时动力传递的反方向路线分别传递给所述第一电机1、所述第二电机2，所述第一电机1、所述第二电机2处于发电状态，分别进行能量回收。其回收电能储存在动力电池里，从而实现车辆的制动回馈模式；

本系统还包含一控制系统，所述第一电机1、所述第二电机2、所述第一电机输入轴制动器13通过所述控制系统电连接。通过所述控制系统，决定所述第一电机1、所述第二电机2及所述第一电机输入轴制动器13的工作状态，使单电机驱动与双电机驱动状态相互转换时平顺流畅无冲击，使双电机共同驱动时调节两个电机的转速与扭矩使整体系统效率最高。

实施方式2：

如图2所示，作为实现本发明一种纯电动车辆动力总成系统的基本构思的一种技术的实施方式是：包括第一电机1、第二电机2、第二电机输入轴3、第二电机主动齿轮4、第一电机从动齿轮5、内齿圈6、行星齿轮7、行星架8、动力输出轴9、车速减速差速机构10、太阳轮11、机架12、第一电机输入轴制动器13、第一电机输入轴14、第一电机主动齿轮15、中心轴16、第二电机从动齿轮17。

其中：所述第一电机1通过所述第一电机输入轴14与所述第一电机主动齿轮15连接，所述第二电机2通过所述第二电机输入轴3与所述第二电机主动齿轮4连接，所述第一电机从动齿轮5与所述内齿圈6连接，所述第二电机从动齿轮17通过所述中心轴16与所述太阳轮11连接，所述行星架8通过所述动力输出轴9与车辆减速差速机构10连接，所述第一电机输入轴制动器13中的旋转件与所述第一电机输入轴14连接，所述第一电机输入轴制动器13中的固定件与所述机架12连接，所述太阳轮11、所述行星轮7、所述行星架8、所述内齿圈6组成行星排机构。所述第一电机1和所述第二电机2既可以用作电动机，也可以用作发电机，所述第一电机1和所述第二电机2布置在所述车辆减速差速机构的两侧；

当车辆起步或低速行驶时，所述第一电机输入轴制动器13起作用，将所述第一电机输入轴14制动，所述第一电机1、所述第一电机主动齿轮15、所述第一电机从动齿轮5、所述内齿圈6也同时处于制动状态，所述第二电机2通电旋转，通过所述第二电机输入轴3、所述第二电机主动齿轮4、所述第二电机从动齿轮17、所述中心轴16、所述太阳轮11，所述行星齿轮7、所述行星架8，所述动力输出轴9，将减速增扭后的动力传动给所述车辆减速差速机构10，驱动车辆起步和低速行驶；

当车辆中高速行驶时，所述第一电机输入轴制动器13松开，解除制动，所述第二电机2也通电旋转，通过所述第一电机输入轴14、所述第一电机主动齿轮15、所述第一电机从动齿轮5、所述内齿圈6，将动力传动至行星排机构，与第二电机传动来的动力进行耦合，通过所述动力输出轴9，将耦合后的动力传动给所述车辆减速差速机构10，驱动车辆中高速行驶；

当车辆制动时，根据制动时所处车速范围，如果是低速行驶，车辆动能沿着上面所述第二电机2驱动时的动力传递的反方向路线传递给所述第二电机2，所述第二电机2处于发电状态，进行能量回收。如果是中高速行驶，车辆动能沿着上面所述第一电机1与所述第二电机2驱动时动力传递的反方向路线分别传递给所述第一电机1、所述第二电机2，所述第一电机1、所述第二电机2处于发电状态，分别进行能量回收。其回收电能储存在动力电池里，从而实现车辆的制动回馈模式；

本系统还包含一控制系统，所述第一电机1、所述第二电机2、所述第一电机输入轴制动器13通过所述控制系统电连接。通过所述控制系统，决定所述第一电机1、所述第二电机2及所述第一电机输入轴制动器13的工作状态，使单电机驱动与双电机驱动状态相互转换时平顺流畅无冲击，使双电机共同驱动时调节两个电机的转速与扭矩使整体系统效率最高。

以上示意性地对本发明的内容及工作原理进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之例，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，采用其它形式结构或本发明图示结构新的排列组合，设计出的与本发明类似的结构及实施例，也属于本发明的保护范围。