专利名称：采用同步带传动的混合动力电动汽车驱动系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种混合动力汽车驱动系统，特别是涉及一种分布式布置并采用同步带传递动力的混合动力电动汽车驱动系统。
背景技术：
现代的油电混合动力电动汽车一般分为串联式、并联式和混联式三种。它们无一例外均采用集中电机驱动方案，即有一个大功率的主驱动电机与发动机的动力经过动力耦合装置动力耦合后再经传动轴、主减速器传递到车轮。为满足汽车性能要求，此种方案一般电机采用功率较大。目前电机功率密度不高， 因此电机功率大，尺寸、质量必然很大，这样势必对整车性能造成不良影响，而且电机在车内布置并不灵活，很可能会影响到车内空间，对汽车的舒适性产生不良影响。减速式轮边电驱动系统是目前较为新型的电动汽车传动方案，即各驱动电机被分别布置在各驱动轮附近，通过减速机构后直接驱动车轮。由于可以每个驱动轮均布置轮边电机，因此轮边电机可选功率较小的电机。并且轮边电驱动系统省略了传统汽车的离合器、万向节、传动轴与差速器等装置，因此使其相比集中电机驱动有独特的优势整车结构简洁、可利用空间大；传动链短、驱动系统传动效率较高，各驱动轮转矩独立可控，底盘系统动力学控制更为灵活、方便等。但目前轮边电驱动系统由于中心距和传动比的要求而采用多级齿轮传动，增加了车辆的簧下质量，导致车辆性能的不理想，并且由于承载齿轮精密传动的要求导致了密封和润滑成本的提高。同步带是一种新型传动带，是在综合了带传动、链条传动和齿轮传动的优点而发展起来的。由于是利用带齿工作面与带轮齿槽啮合进行传动，因此带与带轮之间在传动过程中没有滑差而呈现同步传动。与传统V带相比具有带体轻而薄，强度高，传动比准确，传动效率高，传动功率范围大，传动速度高等优点。与链条传动相比具有同步性能好、无需润滑、重量轻、成本低及维修养护方便等优点。因而其发展非常迅速，并在一些特定场合已经取代了其他类型带传动或链传动，现已广泛应用于轻工机械、化工、计算机和通用机械等领域。但目前在汽车上的应用仅局限于控制发动机气门的凸轮轴驱动上。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种采用同步带传动的混合动力电动汽车驱动系统，将分布式轮边电驱动系统中的齿轮传动替换为同步带传动。为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种采用同步带传动的混合动力电动汽车驱动系统，即前轮由发动机提供动力，每个后轮均有一套轮边电驱动系统提供动力。具体传动方案为由前轮发动机驱动系统和二组独立控制的后轮电驱动系统组成，其中，前轮驱动系统包括发动机、离合器、变速器和主减速器，与前置前驱的传统汽车一样，发动机的动力经离合器、变速器、主减速器传递驱动前轮。后轮电驱动系统包括动力蓄电池、二个轮边电机和二组同步带减速机构，动力蓄电池通过电气连接为轮边电机供电，轮边电机的壳体与悬架单摆臂固结，轮边电机的转子输出轴与小带轮固联，半轴一端与大带轮固联，大小带轮通过同步带连接，半轴另一端与驱动轮轮毂固联；轮边电机输出转矩通过同步带小带轮、同步带、同步带大带轮传递至半轴和轮毂，并驱动后轮；发动机和轮边电机之间无直接机械联系，它们通过整车控制器来实现汽车驱动模式的转换。所述悬架单摆臂为悬架单纵臂或悬架单斜臂。
本发明的有益效果是
1)采用此种分布式混合动力驱动方案能使得整车质量分配合理，前后轮均有动力输出而构成全轮驱动，整车性能更为良好。相比于传动的全轮驱动汽车，机构简化，传动效率高,并且构成混合动力汽车使汽车经济性大为提高；
2)此种分布式混合动力驱动方案更加适合于传统内燃机汽车向新能源汽车的改装。由于新能源汽车开发难度较大，因此由传统的内燃机汽车向新能源汽车的改装无疑是最为方便和现实的办法。而此种分布式驱动系统可以完全保留前置前驱的传统发动机动力传动机构，仅需为后轮加装二组独立控制、且由同步带减速传动的轮边电驱动系统，因此十分适合传统车向新能源汽车的改装；
3)米用轮边电驱动系统相比于集中电机驱动布置灵活，传动链短、驱动系统传动效率较高，各驱动轮转矩独立可控，底盘系统动力学控制更为灵活、方便；
4)将轮边电驱动系统减速机构采用同步带传动相比于齿轮传动能够更好地满足轮边电驱动系统的中心距要求，结构简化，有利于车辆簧下质量的减小，因此有利于汽车的平顺性和操纵稳定性，并且由于同步带传动效率高，适应能力强，而不需要润滑和密封，因此成本更加低廉。
图I为本发明结构示意 图2为本发明中单个后轮驱动装置的结构布置 图中标号说明
I一前轮；2 —发动机；
3一离合器；4 一小带轮；
5—大带轮；6—同步带；
7一轮边电机；8 —动力蓄电池；
9 一变速器；10 —主减速器；
II一橡胶衬套；12 —悬架单摆臂；
13 一车轮轮辋；14 一车轮轮毂；
15 一轮毂轴承；16 —鼓式制动器；
17 —鼓式制动器制动底板；18 —半轴套管；
19 一半轴；20 —轴承；
21-后轮。
具体实施方式
请参阅附图所示，对本发明作进一步地描述。如图I和图2所示，本发明提供了一种采用同步带传动的混合动力电动汽车驱动系统，即前轮由发动机提供动力，每个后轮均有一套轮边电驱动系统提供动力。具体传动方案为由前轮发动机驱动系统和二组独立控制的后轮电驱动系统组成，其中，前轮驱动系统包括发动机2、离合器3、变速器9和主减速器10，发动机2的动力经离合器3、变速器9、主减速器10传递驱动前轮。后轮电驱动系统包括动力蓄电池8、二个轮边电机7和二组同步带减速机构，动力蓄电池8通过电气连接为轮边电机7供电，悬架单摆臂12通过橡胶衬套11铰接在车架上，轮边电机7的壳体与悬架单摆臂12固结，轮边电机7的转子输出轴与小带轮4固联，半轴19 一端与大带轮5固联，大小带轮通过同步带6连接，半轴19另一端由轮毂轴承15支承于半轴套管18内，半轴套管18与悬架单摆臂12固连，半轴与驱动轮轮毂14固联，轮毂14与鼓式制动器16以及轮辋13通过螺栓固定连接。轮边电机7输出转矩通过同步带小带轮 4、同步带6、同步带大带轮5传递至半轴19和轮毂14后，再传递至轮辋13，最终驱动后轮21。发动机2和轮边电机7之间无直接机械联系，它们通过整车控制器来实现汽车驱动模式的转换。所述悬架单摆臂12为悬架单纵臂或悬架单斜臂。所述混合动力电动汽车驱动系统其具体的驱动策略是在车辆起步时，由轮边电机7通过同步带减速机构减速增扭后驱动后轮21，而此时发动机2并不工作，这样发挥了减速式轮边电驱动的低速大转矩、加速性好的优点，避免了发动机在低负荷率时燃油消耗率较高的缺点。在低速需求转矩低的城市工况时，车辆需求功率较低，两个轮边电机7的动力完全足以提供车辆动力，车辆处于纯电动工况行驶；当汽车处于高速或爬坡等工况时，车辆需求功率较高，这时可以开启发动机2，使车辆工作在混合动力模式，共同提供车辆的功率需求；若动力蓄电池8馈电时可以接入电网由电网进行充电，也可以用发动机2通过发电机(此电机为发动机的启动电机)为动力蓄电池8充电，实现车辆边行驶边充电或者是停车充电的功能；轮边电机7还可以在汽车制动时吸收制动能，为动力蓄电池8充电，实现制动能的回馈功能。整车控制器实现对整车的能量管理，合理分配发动机2与电机7的动力，使得发动机2、电机7能尽量工作在油耗最低以及效率最低的区域，从而极大地改善整车效率，有效延长汽车续驶里程，提高经济性和动力性。上述的具体实施方式
只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制，对于前轮采用前置发动机驱动、后轮采用同步带减速式单摆臂悬架轮边电驱动型式的，或基于此所作的任何等同变更或修饰均属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种采用同步带传动的混合动カ电动汽车驱动系统，其特征在于该驱动系统由前轮发动机驱动系统和ニ组独立控制的后轮电驱动系统组成；其中，前轮发动机驱动系统包括前置发动机、离合器、变速器和主減速器，发动机的动カ经离合器、变速器、主減速器传递驱动前轮；后轮电驱动系统包括动カ蓄电池、ニ个轮边电机和ニ组同步带减速机构，动カ蓄电池通过电气连接为轮边电机供电，轮边电机的壳体与悬架单摆臂固结，轮边电机的转子输出轴与小带轮固联，半轴一端与大带轮固联，大小带轮通过同步带连接，半轴另一端与驱动轮轮毂固联；轮边电机输出转矩通过同步带小带轮、同步带、同步带大带轮传递至半轴和轮毂，并驱动后轮；发动机和轮边电机之间无直接机械联系，它们通过整车控制器来实现汽车驱动模式的转换。
2.根据权利要求书I所述的采用同步带传动的混合动カ电动汽车驱动系统，其特征在于所述悬架单摆臂为悬架单纵臂或悬架单斜臂。
全文摘要
本发明公开一种采用同步带传动的混合动力电动汽车驱动系统，该驱动系统由前轮发动机驱动系统和二组独立控制的后轮电驱动系统组成；轮边电机输出转矩通过同步带小带轮、同步带、同步带大带轮传递至半轴和轮毂，并驱动后轮；发动机和轮边电机之间无直接机械联系，它们通过整车控制器来实现汽车驱动模式的转换。本发明的优点是此种分布式的布置形式相比于集中电机形式布置更加灵活，节省车内空间，并可实现全轮驱动、前轮驱动、后轮驱动等多种驱动控制模式，整车性能更好，有利于减小汽车簧下质量，成本低、高性能。
文档编号B60K6/36GK102673365SQ201210178138
公开日2012年9月19日 申请日期2012年6月1日 优先权日2012年6月1日
发明者代群, 余卓平, 夏威夷, 沈雨霏, 钟再敏, 陈辛波 申请人:同济大学