模块化混合系统的制作方法
【专利说明】模块化混合系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求于2014年9月17日提交的美国临时专利申请第62/051，578号的权益，该申请的全部内容通过弓I用并入本文。
技术领域
[0003]本公开总体上涉及至少部分地由电动推进或驱动系统驱动的车辆，所述电动推进或驱动系统包括至少一个电动牵引马达和至少一个电动马达控制器。
【背景技术】
[0004]本部分提供了与本公开内容有关但不一定是现有技术的背景信息。
[0005]汽车行业正积极努力地开发替代动力系统，以设法显著地减少或消除通过配备有内燃机的常规动力系统向空气中排放的排放物。朝着配备有一个或更多个电动牵引马达的电动车辆(EV)的方向已经有重大进展。例如，一些电动车辆仅通过(一个或多个)电动马达驱动，并且仅仅依靠存储在车载电池组中的电能。然而，一些通常被称为混合电动车辆(HEV)的其它电动车辆同时具有内燃机以及一个或更多个牵引马达二者。
[0006]存在有两种类型的混合电动车辆，即串联式混合和并联式混合。在串联式混合电动车辆中，通过(一个或多个)电动牵引马达产生牵引功率并且将其传送至车轮，而内燃引擎用于驱动发电机以对电池组充电。在并联式混合电动车辆中，(一个或多个)牵引马达和内燃机独立地或相结合地工作，以产生牵引功率并将其传送至车轮。
[0007]目前正在开发各种类型的电动和混合的动力系统布置。例如，一些电动车辆配备有轮式电动牵引马达/齿轮箱组件。在这样的布置中，在牵引马达和驱动轮轮毂之间设置有定比齿轮减少。在其它布置中，使用电动推进系统来产生牵引功率并且将其传送至车轮对。电动推进系统可以包括:电动牵引马达；最终驱动器组件，其包括适于连接到车轮的差动单元；以及减速齿轮组，用于将牵引马达的输出部件直接耦接至差动单元的输入部件。减速齿轮组可以基于中间轴配置或行星齿轮配置，以用于在牵引马达和差动单元之间提供所期望的速度减少和扭矩倍增。因此，电动推进系统本质上是能够适于驱动车辆的前轮或后轮的单速或“直接驱动”的变速驱动桥。
[0008]在一些其它电动或混合车辆中，电动推进系统可以包括成对的电动牵引马达，该成对的电动牵引马达中的每一个安装在车轮的板中并且耦接有用于驱动车轴将牵引功率传输至车轮的齿轮减速单元。可以独立地控制这些牵引马达，以将平衡的功率和牵引力分配至每个车轮，而无需关注与配备有差动单元的传统车辆相关联的轮间滑移。在配备有这样的“双马达”电动推进系统的车辆中，这种功率和牵引的平衡可以在前轮驱动(FWD)或后轮驱动(RWD)的车辆配置中提供侧到侧(即“左到右”)的控制。替选地，在车辆的前部和后部均可以使用电动推进系统，以提供四个独立可控的牵引马达，并且针对左到右和前到后两者的控制产生平衡的功率和牵引力，以建立四轮驱动(4WD)的车辆配置。这样的双马达电力推进系统通常包括在牵引马达和车轴之间的定比齿轮组。然而，定比齿轮组可能要求在低端扭矩和顶端速度之间进行折衷，以及需要利用较大的马达来适应所有的扭矩和速度的要求。
[0009]鉴于上述情况，将有益的是提供以下技术，该技术解决和克服了这些问题，以便有利于具有优化的功率和牵引力传送特性的电动驱动车辆的设计和制造。
【发明内容】
[0010]本部分提供了本公开内容的总体概要，而不是其全部范围或其所有特征的全面公开。
[0011]根据本公开的方面，公开了一种用于车辆的电动推进系统。车辆可以包括第一车轮对、第二车轮对和系统控制器。电动推进系统可以被配置成将电动牵引功率提供给第一车轮或第二车轮，并且可以包括:第一电动牵引马达，其可操作地连接至第一车轮或第二车轮中的一个车轮；第二电动牵引马达，其可操作地连接至第一车轮或第二车轮中的另一车轮；以及至少一个电动马达控制器，其与第一电动牵引马达和第二电动牵引马达互连或以进行电通信。
[0012]根据电动推进系统的一种实施方式，第一电动牵引马达安装至第一车轮中的一个车轮并且适于驱动所述第一车轮中的一个车轮，而第二电动牵引马达安装至第一车轮中的另一车轮并且适于驱动所述第一车轮中的另一车轮，以建立后轮驱动(RWD)的电动车辆。换言之，第一电动牵引马达内置于第一车轮中的一个车轮中，而第二电动牵引马达内置于第一车轮中的另一车轮中。根据电动推进系统的另一实施方式，第一电动牵引马达安装至第二车轮中的一个车轮并且适于驱动所述第二车轮中的一个车轮，而第二电动牵引马达安装至第二车轮中的另一车轮并且适于驱动所述第二车轮中的另一车轮，以建立前轮驱动(FffD)的电动车辆。在任一实施方式中，电动推进系统不要求齿轮箱以电的方式驱动第一车轮对或第二车轮对。因此，优选的实施方式减少了电动推进系统的复杂性、部件和总体成本。
[0013]根据这些和其它方面、特征和优点，本公开的电动推进系统还可以包括成对的电动马达控制器，所述成对的电动马达控制器中的每一个与相应的电动牵引马达以及系统控制器进行通信。电动马达控制器中的每一个传达和接收来自系统控制器的车辆信号，并且相应地对各个电动牵引马达进行控制。换言之，成对的电动马达控制器对从系统控制器接收的内燃机的车辆状况作出反应，以根据需要提供车辆辅助功率。因为电动推进系统被设计成仅监听气体推进系统，即不向气体推进系统输出信号，所以电动推进系统可以普遍地应用于用于建立实现电动推进系统的模块化方法的所有车辆。换言之，电动推进系统可以在不干扰或影响现有引擎控制的情况下协助车辆。
[0014]根据本文提供的描述，另外的适用性领域将变得明显。本概要中的描述和具体示例仅意在说明的目的，而非意在限制本公开内容的范围。
【附图说明】
[0015]本文描述的附图仅出于所选择的实施方式而不是所有可能的实现方式的说明性目的，而非意在限制本公开内容的范围。通过参照下面在结合附图进行考虑时的详细描述，正如将更好地理解本公开内容的那样，将易于理解本公开内容的其它优点，在附图中:
[0016]图1是包括气体推进系统的车辆的立体图；
[0017]图2是包括气体推进系统和电动推进系统的车辆的立体图；
[0018]图3更详细地示出了图2的电动推进系统；
[0019]图4是电动推进系统的一部分的顶视图；
[0020]图5是电动推进系统的示例性电动牵引马达的立体图；
[0021]图6是图4的电动牵引马达的侧视图；以及
[0022]图7是电动推进系统的电池组的示例性布置的立体图。
[0023]贯穿附图的各个视图，相应的附图标记表示相应的部件。
【具体实施方式】
[0024]现在将参照附图来更全面地描述示例实施方式。提供示例实施方式，使得本公开内容将是透彻的，并且向本领域技术人员全面地表达本公开内容的范围。阐述了许多具体细节如具体部件、装置和方法的示例，以提供对本公开内容的实施方式的透彻理解。对于本领域技术人员来说将明显的是，不必使用具体细节，可以以许多不同的形式来实施示例实施方式，并且示例实施方式不应被解释为对本公开内容的范围进行限制。在一些示例性实施方式中，没有详细描述公知的过程、公知的装置结构以及公知的技术。
[0025]首先参照图1，现有技术的用于车辆10的气体推进系统12的示例性布置包括引擎14，其可操作成耦接以驱动成对的第一接地轮16。引擎模块18借助于车辆总线(CAN)与引擎14进行电通信，以接收信号并将信号发送至引擎14。
[0026]参照图2，根据本主题公开的用于车辆10的模块化混合系统的示例性布置包括:紧接在上面描述的气体推进系统12，以及用于驱动成对的第二接地轮22的电动推进系统
20。虽然电动推进系统20被示出并布置为车辆10的后传动系，但是在不脱离本主题公开的范围的情况下，电动推进系统20还可以被布置为电动车辆的前传动系。
[0027]如在图3中最佳示出的，在示例性实施方式中，电动推进系统20包括第一电动牵引马达24和第二电动牵引马达26，第一电动牵引马达24安装至第二车轮22中的一个车轮，第二电动牵引马达26安装至第二车轮22的另一车轮。如在图4和图5中最佳示出的，在示例性实施方式中，第一电动牵引马达24和第二电动牵引马达26优选地被马达壳体28围住或包围。如在图4中进一步示出的，在示例性实施方式中，通过移除相应的车轴29的端部段，并且然后将马达壳体28焊接到相应的截断轴端，来将电动牵引马达24、26安装至第二车轮22。对车轴29进行修改以提供用于将电动牵引马达24、26安装在第二车轮22中的每一个之内或第二车轮22中的每一个之上，这导致了第二车轮22由电动牵引马达24、26直接驱动。
[0028]如图3所示，电动推进系统20还包括成对的电动马达控制器30，所述成对的电动马达控制器30中的每一个与第一电动牵引马达24或第二电动牵引马达26中的相应的一个进行通信，并且所述成对的电动马达控制器30中的每一个由电池组32来供电。如图7所示，在实施方式中，电动推进系统20还可以包括成对的电池组32，所述成对的电池组32中的每一个与电池盒34和电池充电器36进行通信。
[0029]如图2所示，电动推进系统20还包括电动推进系统控制器38，电动推进系统控制器38与引擎模块18进行电通信。所述成对的电动马达控制器30中的每一个单独与系统控制器38进行通信，并且因此能够从系统控制器38接收车辆信号，以相应地对各个电动牵引马达24、26进行控制。换言之，成对的电动马达控制器30对如从系统控制器38接收的车辆CAN信号例如瞬时燃料消耗进行监听并作出反应，以给气体推进系统12提供帮助。
[0030]如在图3中最佳示出的，电动推进系统20还包括冷却回路40，以帮助散发在电动马达控制器30和电动牵引马达24、26 二者中产生的热量。冷却回路40包括散热器和冷却风扇42，其优选地安装在电动车辆10的前面。冷却回路40还包括优选地位于车辆10的底部的栗44，栗44将冷却流体从散热器42栗送至车辆10的后部并进入成对的电动马达控制器30中的第一个电动马达控制器。当离开第一马达控制器时，冷却流体被绕送至所述成对的电动马达控制器30中的另一个电动马达控制器，此后，冷却流体被绕送至各个电动牵引马达24、26。当离开该电动牵引马达24、26时，冷却流体被绕送至其它电动牵引马达
24、26，并且随后返回到车辆10的前部并进入散热器42，从而形成闭环液压回路。如图4所示，在示例