一种纯电动汽车单轴双电机驱动系统的制作方法

本发明涉及一种纯电动汽车驱动系统，具体涉及一种纯电动汽车单轴双电机驱动系统。

背景技术：

近些年来，面对环境污染和能源枯竭等压力，新能源汽车领域成为未来的重点发展方向。由于纯电动车经济、环保、低噪音等优点，纯电动汽车已经成为新能源车的首要发展方向。而目前纯电动汽车产业仍处于初级阶段，驱动结构以单电机驱动为主。单电机驱动系统存在着续驶里程短、电机工作效率低的问题。当车辆巡航行驶时，电机工作在低负荷区，工作效率低，经济性差。在电池发展技术受限的情况下，就要通过提高驱动系统的效率来提高纯电动汽车的续驶里程。电机的工作特性决定了电机只有运行在额定转速附近才能得到较高的效率。如果电机一直运行在这个高效率区域，则会大大提高纯电动汽车的能量利用效率。

目前双电机驱动方案有双轴双电机驱动系统、轮边电机驱动系统。双轴双电机驱动系统需要在原单电机驱动系统的基础上增加一套传动系统，对原车改动较大。轮边电机相比于原单电机驱动系统省去了机械差速装置，采用电子差速器，这种结构较复杂，并且对控制算法要求较高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种纯电动汽车单轴双电机驱动系统，最大程度的保留了原单电机驱动系统结构，可以大大的减少开发成本、缩短开发周期；同时可以根据不同的车辆行驶负荷需求，实现不同工作模式之间的切换，使两个电机工作在各自的高效区，从而有效地提高驱动系统的效率和经济性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种纯电动汽车单轴双电机驱动系统，其特征在于：两个电机通过各自的离合器共轴设置，该轴位于汽车的前桥和后桥之间；在该轴上，两个电机经各自齿轮组动力耦合后经由另一齿轮组和差速器驱动汽车后桥；两个电机均通过高压配电柜与电池包连接；通过不同的车辆负荷需求控制两个电机单独或共同工作。

进一步的，两个电机均通过电机控制器与高压配电柜连接。

进一步的，高压配电柜还通过充电机与外接充电插头连接，所述充电插头在停车充电时与外接电源相连，经充电机、高压配电柜为电池包充电。

进一步的，车辆在行驶过程中，根据需求切换的驱动模式可分为：单电机驱动模式、双电机驱动模式；所述单电机驱动模式，当车辆起步或低负荷运行时单电机工作，提高单电机负荷率；所述双电机工作模式，当车辆中高负荷运行单电机驱动无法满足负荷需求时双电机共同驱动，在满足动力性能要求的前提下提高电机的负荷率，使电机工作在高效区时间变长，减少电机损耗。

进一步的，还包括制动回收模式，当车辆制动时，如果此时电池电量小于最大允许值，双电机工作回收制动能量；此时，两个电机各自的离合器均处于结合状态，两个电机同时回收制动时产生的能量，将机械能转换为电能储存在电池包里头。

进一步的，还包括停车充电模式，当车辆停车充电时，电池包不再通过高压配电柜向电机输送电能。

本发明的工作过程和工作原理为：

当车辆起步或低负荷运行时单电机工作，另一个电机不工作，提高了工作电机负荷率。当车辆中高负荷运行单电机难以满足驱动要求时双电机工作，一个电机工作在高效区，剩余负荷需求由另一个电机来满足，可以在满足动力性要求的前提下提高电机的负荷率，使电机工作在高效区时间变长，减少电量损耗。当车辆制动时，如果此时电池电量小于最大允许值，双电机工作工作制动回收电能。当车辆停车充电时，电池不再通过高压配电柜向电机输送电能，此时车辆通过充电插头、充电机、高压配电柜向电池充电。

相对于本发明具有以下优势：

1、根据车辆行驶的动力需求，实现不同工作模式之间的切换，使得两个电机在任意工作模式下均可以单独或共同工作在各自的高效区，从而提高传动系统效率，提高车辆行驶的经济性；当车辆制动时，单轴双电机驱动系统相比于单电机驱动系统可以大大提高能量制动回收率。从而在保证车辆行驶动力性的前提下提高整车经济性。

2、由于离合器的存在，在单电机驱动时，避免了另一个电机空转引起的机械损耗和电磁损耗。该结构在驱动模式和制动能量回收模式下均不存在电机空转的机械损耗和电磁损耗，系统的能量使用效率高。

附图说明

图1为本发明的纯电动汽车单轴双电机驱动系统整体结构示意图。

图中附图标记说明：

1—电池包；2—高压配电柜；3—第一电机控制器；4—第一电机；5—第一离合器；6—第一齿轮组；7—第二齿轮组；8—差速器；9—第三齿轮组；10—离合器2；11—第二电机；12—第二电机控制器；13—充电机；14—充电插头。

具体实施方法

下面结合附图，对本发明的纯电动汽车单轴双电机驱动系统做进一步的描述。

如图1所示，本发明为一种纯电动汽车单轴双电机驱动系统，包括电池包1、高压配电柜2、第一电机控制器3、第一电机4、第一离合器5、第一齿轮组6、第二齿轮组7、差速器8、第三齿轮组9、第二离合器10、第二电机11、第二电机控制器12、充电机13、充电插头14。

实施案例：如图1所示，所述第一电机4和第二电机11经第一齿轮组6和第三齿轮组9实现动力耦合后经第二齿轮组7、差速器8驱动车辆后轴；两个电机在制动回收时输出电流经由第一电机控制器3、第二电机控制器12、高压配电柜2为电池包1充电；所述第一电机控制器3、第二电机控制器12一端分别与第一电机4、第二电机11相连，另一端与高压配电柜2相连；所述充电插头14在停车充电时与外接电源相连，经充电机13、高压配电柜2为电池包1充电。

车辆在行驶过程中，根据需求其驱动模式可分为：单电机驱动模式、双电机驱动模式、制动回收模式、停车充电模式。

所述单电机驱动模式，当车辆起步或低负荷运行时单电机(第一电机4、第二电机11)工作，提高电机负荷率；所述双电机工作模式，当车辆中高负荷运行且单电机驱动无法满足负荷需求时双电机工作，一个电机工作在高效区，剩余负荷需求由另一个电机来满足，可以在满足动力性要求的前提下提高电机的负荷率，使电机工作在高效区时间变长，减少电量损耗；所述制动回收模式，当车辆制动时，如果此时电池电量小于最大允许值，双电机工作制动回收电能。

为了方便进一步了解本发明内容，结合附图对本发明进行详细说明，具体如下：

1.单电机驱动模式

当车辆起步或低负荷运行一个电机(第一电机4或第二电机11)工作，此时一个离合器(第一离合器5或第二离合器10)结合，另一个离合器(第二离合器10或第一离合器5)断开，另一个电机(第二电机11或第一电机4)无动力输出。此时电池组经由高压配电柜2向工作电机(第一电机4或第二电机11)提供电能，驱动车辆行驶。当车辆行驶需求负荷达到设定目标负荷时，切换成双电机驱动模式。

当车辆行驶在市内工况时，车速较低，需求负荷较小。若采用传统的集中式单电机驱动系统，则电机大部分时间工作在低效率区，电能消耗较大。采用双电机驱动系统，当车辆行驶需求负荷较小时，单电机工作，通过提高电机负荷率来增加电机工作在高效率区域的时间，从而减小车辆行驶时的电量消耗，同时，由于离合器的存在，在单电机驱动时，避免了另一个电机空转引起的机械损耗和电磁损耗。

2.双电机驱动模式

在此模式下电池电量充足，当车辆行驶需求负荷较大时，单电机不能满足此时的车辆负荷需求，此时双电机的第一电机4、第二电机11共同工作，第一离合器5和第二离合器10处于结合状态，一个电机工作在高效区，剩余负荷需求由另一个电机来满足。此时电池组经由高压配电柜2、电机控制器(第一电机控制器3、第二电机控制器12)分别向两个电机提供电能，驱动车辆行驶。可以在满足动力性要求的前提下提高电机的负荷率，使电机工作在高效区时间变长，减少电量损耗。

3.制动回收模式

当车辆制动时，第一离合器5和第二离合器10处于结合状态，两个电机同时回收制动时产生的能量，将机械能转换为电能储存在电池包1里头。

4.停车充电模式

当车辆停车充电时，电池包1不再通过高压配电柜2向电机输送电能，此时车辆通过充电插头14、充电机13、高压配电柜2向电池包1充电。

以上内容结合附图对本发明进行了示例性说明，在结构和布局方面的改动或润色视为与本发明同等的技术方案，因此也在本发明的保护范围内。