一种电动汽车动力系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种电动汽车动力系统，该系统的发动机通过内轴与第一电动机转子连接，第二电动机转子与外轴相连，外轴与一档齿轮对连接；外轴设于所述内轴的外周，且能够与内轴各自独立旋转；第二电动机通过外轴、一档齿轮对和主减速齿轮对将动力输出到差速器，当换档机构与一档齿轮对接合时，发动机通过一档齿轮对和主减速齿轮对将动力输出到差速器；当换档机构与二档齿轮对接合时，发动机通过二档齿轮对和主减速齿轮对将动力输出到差速器；差速器通过半轴与车轮连接。本实用新型在动力电池电量不足时，低速时串联驱动车辆，高速时并联驱动车辆，提高了高速长途性能；第一电动机和第二电动机集成设计，结构紧凑。
【专利说明】一种电动汽车动力系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于电动汽车领域，涉及一种电动汽车动力系统，特别涉及具有发动 机和两个电动机并能进行发动机驱动和电动机驱动的可外接充电式电动汽车动力系统。
【背景技术】
[0002] 在现有技术中，公知有以下内容。
[0003] 增程式电动车是一种配有车载动力电池和辅助动力单元 (AuxiliaryEnergySupply，AES)的纯电驱动的电动汽车，当电能充足时，电池提供车辆行驶 所需的所有能量，当电能不足时，辅助动力单元工作。
[0004] 增程式电动汽车工作模式分成两个阶段，第一阶段为⑶（ChargeDepleting，电量 消耗）阶段，该阶段下保持纯电动行驶，在有限的行驶里程内由电池提供能量；第二阶段为 CS (ChargeSustaining,电量保持)阶段，该阶段下发动机参与工作，实现整车续驶里程的延 长。
[0005] 目前的增程式电动汽车存在两种构型，包括串联增程式电动汽车（如 AudiAle-tron)和混联增程式电动汽车(如ChevroletVOLT)。在串联增程式电动车中，电动 机为驱动动力源，发动机不直接驱动车辆，只是在动力电池电量下降到一定程度时，发动机 才会起动，带动发电机发电，为驱动电机提供能量。串联增程式电动汽车动力系统较为简 单，成本较低。在混联增程式电动汽车VOLT中，CS阶段，低速行驶时串联驱动，高速行驶时 电动机与发动机联合驱动车辆行驶，在CS阶段下动力性和油耗均优于串联增程式电动汽 车。
[0006] 中国大多数用户都是首次购车，对高速长途性能要求较高。由于目前电池能量密 度低，纯电动车续驶里程较短，不能满足高速长途行驶的要求。
[0007] 如上述串联增程式电动汽车，通常配置小功率的发动机和发电机，在CS阶段下动 力性只能满足回家行驶。如果增大发动机和发电机的功率以提高CS阶段的高速长途动力 性，则由于能量二次转换损失，高速长途行驶时经济性差。所以，串联增程式电动汽车高速 长途性能差。
[0008] 混联增程式电动汽车在CS阶段下动力性和油耗均优于串联增程式电动汽车，可 以满足高速长途行驶的要求，但动力系统复杂、成本较高。
【发明内容】
[0009] 发明要解决的技术问题是提供一种具有良好的高速长途性能，且动力系统较简 单，成本较低的电动汽车动力系统。
[0010] 为了解决上述技术问题，本实用新型的电动汽车动力系统包括发动机、第一电动 机、第二电动机、内轴、外轴、一档齿轮对、二档齿轮对、主减速齿轮对、换档机构，差速器；所 述的发动机通过内轴与第一电动机转子连接，第二电动机转子与外轴相连，外轴与一档齿 轮对连接；第二电动机通过外轴、一档齿轮对和主减速齿轮对将动力输出到差速器，当换档 机构与一档齿轮对接合时，发动机通过一档齿轮对和主减速齿轮对将动力输出到差速器； 当换档机构与二档齿轮对接合时，发动机通过二档齿轮对和主减速齿轮对将动力输出到差 速器；差速器通过半轴与车轮连接。
[0011] 所述的第一电动机和第二电动机配置于一档齿轮对的同一侧，并且配置在同一条 轴线上，能够使侧面的结构减少，提高搭载性。
[0012] 所述发动机动力输出端配置一个减震器，起到缓冲减震作用。
[0013] 本实用新型也可以根据整车实际布置需求，将第二电动机布置在一档齿轮对的左 侦lJ，第一电动机位于二档齿轮对与发动机之间，并且第一电动机与第二电动机配置在同一 条轴线上。在发动机与第一电动机之间配置一个减震器，或者在第一电动机与二档齿轮对 之间配置一个减震器，起到缓冲减震作用。
[0014] 所述的换档机构有三个动作状态，分别为与一档齿轮对的其中一个齿轮相连的第 一动作状态、与二档齿轮对的其中一个齿轮相连的第二动作状态、不与任何齿轮相连的第 三动作状态。
[0015] 本实用新型通过控制换档机构的动作状态，实现电动汽车动力系统工作模式的切 换，有选择地通过一档齿轮对或二档齿轮对输出动力，当换档机构处于第一动作状态时，发 动机通过一档齿轮对、主减速齿轮、差速器及半轴输出动力至车轮，当换档机构处于第二动 作状态时，发动机通过二档齿轮对、主减速齿轮、差速器及半轴输出动力至车轮，当换档机 构处于第三动作状态时，发动机不能直接输出动力至车轮。
[0016] 所述的第二电动机峰值功率由整车动力性决定，其不仅大于整车百公里加速的需 求功率，而且大于整车最高车速的需求功率，在动力电池电量充足时（SOC为35%?100%)， 第二电动机单独驱动车辆行驶，发动机停机，降低油耗与排放。
[0017] 本实用新型的积极效果在于：第二电动机可以一直驱动车辆，整车动力性需求由 第二电动机满足，保证纯电动性能。通过控制换档机构的动作状态，在动力电池电量充足时 (S0C为35%?100%)，第二电动机单独驱动车辆行驶，发动机停机，降低油耗与排放。动力 电池电量不足时（SOC为25%?35%)，低速行驶时利用第一电动机为动力电池充电以满足车 辆功率需求，高速行驶时发动机参与驱动以满足车辆的驱动功率与电动附件消耗功率的需 求，提高了发动机的负荷率，从而改善了整车的燃油经济性；本实用新型在动力电池电量不 足时，低速时串联驱动车辆，高速时并联驱动车辆，提高了高速长途性能。通过一档齿轮对 或二档齿轮对输出动力，发动机工作区间更加灵活，可以同时兼顾车辆的动力性与经济性。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步详细说明。
[0019] 图1为本实用新型的电动汽车动力系统实施例1结构示意图。
[0020] 图2为本实用新型的电动汽车动力系统实施例2结构示意图。
[0021] 图3为本实用新型的电动汽车动力系统实施例3结构示意图。
【具体实施方式】
[0022] 实施例1
[0023] 如图1所示，本实用新型的电动汽车动力系统包括发动机1、第一电动机、第二电 动机、内轴2、外轴15、一档齿轮对、二档齿轮对、主减速齿轮对、换档机构4，差速器16、减震 器20 ;所述的发动机1通过内轴2与第一电动机转子6连接，第二电动机转子8与外轴15 相连，外轴15与一档齿轮对连接；外轴15设于所述内轴2的外周，且能够与内轴2各自独 立旋转；第二电动机通过外轴15、一档齿轮对和主减速齿轮对与差速器16连接，当换档机 构4与一档齿轮对接合时，发动机1通过一档齿轮对和主减速齿轮对与差速器16连接；当 换档机构4与二档齿轮对接合时，发动机1通过二档齿轮对和主减速齿轮对与差速器16连 接；差速器16通过半轴17与车轮18连接。减震器20布置在发动机动力输出端，起到缓冲 减震作用，削减发动机传递到第一电动机、一档齿轮对、二档齿轮对的震动。
[0024] 所述的一档齿轮对由低速齿轮5和低速齿轮11常啮合在一起构成，外轴15与低 速齿轮5连接，低速齿轮11通过传动轴10与齿轮13连接。
[0025] 所述的二档齿轮对由高速齿轮3和高速齿轮12常啮合在一起构成，内轴2与高速 齿轮3连接，高速齿轮12通过传动轴10与齿轮13连接。
[0026] 所述的主减速齿轮对由齿轮13、齿轮14常啮合在一起构成，齿轮14固定在差速器 16上。
[0027] 本【技术领域】中，一档通常指速度相对较低的档位，二档通常指速度相对较高的档 位。因此上述低速齿轮和高速齿轮也并非指严格意义上的低速和高速，而是相对的低速和 高速。
[0028] 所述的第一电动机和第二电动机布置在所述一档齿轮对的左侧。
[0029] 第一电动机包括第一电动机转子6,第一电动机定子7 ;第二电动机包括第二电动 机转子8,第二电动机定子9。
[0030] 第二电动机由未示于图中的动力电池供电，在车辆停止运行时，可以通过外接电 网对动力电池进行充电，在车辆行驶过程中，当动力电池电量下降到一定程度时，发动机1 驱动第一电动机为动力电池充电。
[0031] 所述的第二电动机峰值功率由整车动力性决定，其不仅大于整车百公里加速的需 求功率，而且大于整车最高车速的需求功率，具体功率大小由整车整备质量、百公里加速时 间、整车风阻、滚阻等决定。其中整车百公里加速的需求功率和整车最高车速的需求功率均 为本领域技术人员通过常规技术手段就可以确定的。
[0032] 换档机构4有三个动作状态，分别为与低速齿轮5相连的第一动作状态、与高速齿 轮3相连的第二动作状态、不与任何齿轮相连的第三动作状态。
[0033] 当换档机构4处于第一动作状态时，发动机1通过低速齿轮5、低速齿轮11、齿轮 13,齿轮14、差速器16、半轴17输出动力至车轮18,当换档机构4处于第二动作状态时，发 动机1通过高速齿轮3、高速齿轮12、齿轮13,齿轮14、差速器16、半轴17输出动力至车轮 18,当换档机构4处于第三动作状态时，发动机1不能直接输出动力至车轮18。
[0034] 根据电池荷电状态（S0C)，电动汽车动力系统有两个工作阶段：电量消耗（⑶）阶 段和电量维持（CS)阶段。当电池电量充足（S0C为35%?100%)时，电动汽车动力系统工 作在⑶阶段，当电池电量降低到一定程度（S0C为25%?35%)时，电动汽车动力系统进入 到CS阶段。在CD阶段下电动汽车动力系统工作在纯电动模式。在CS阶段下电动汽车动 力系统有以下几种工作模式：低速串联模式、高速行车发电模式、高速发动机单独驱动模式 和高速联合驱动模式。在CS阶段下，由于发动机可以直接参与驱动，减少了能量的二次损 失，所以其高速长途性能较好。
[0035] ⑶阶段和CS阶段下电动汽车动力系统工作模式见下表。
【权利要求】
1. 一种电动汽车动力系统，其特征在于包括发动机（1)、第一电动机、第二电动机、内 轴（2)、外轴（15)、一档齿轮对、二档齿轮对、主减速齿轮对、换档机构（4)，差速器（16);所 述的发动机（1)通过内轴（2)与第一电动机转子（6)连接，第二电动机转子（8)与外轴（15) 相连；第二电动机通过外轴（15)、一档齿轮对和主减速齿轮对将动力输出到差速器（16)， 当换档机构（4)与一档齿轮对接合时，发动机（1)通过一档齿轮对和主减速齿轮对将动力 输出到差速器（16);当换档机构（4)与二档齿轮对接合时，发动机（1)通过二档齿轮对和主 减速齿轮对将动力输出到差速器（16);差速器（16)通过半轴（17)与车轮（18)连接。
2. 根据权利要求1所述的电动汽车动力系统，其特征在于所述的第一电动机和第二电 动机配置于一档齿轮对的同一侧，并且配置在同一条轴线上。
3. 根据权利要求1或2所述的电动汽车动力系统，其特征在于，在发动机（1)动力输出 端配置一个减震器（20)。
4. 根据权利要求1所述的电动汽车动力系统，其特征在于所述的第二电动机布置在一 档齿轮对的左侧，第一电动机位于二档齿轮对与发动机（1)之间，并且第一电动机与第二 电动机配置在同一条轴线上。
5. 根据权利要求4所述的电动汽车动力系统，其特征在于，在发动机（1)与第一电动机 之间配置一个减震器（20)。
6. 根据权利要求4所述的电动汽车动力系统，其特征在于，在第一电动机与二档齿轮 对之间配置一个减震器（20)。
7. 根据权利要求1所述的电动汽车动力系统，其特征在于所述的第二电动机峰值功率 不仅大于整车百公里加速需求功率、而且大于最高车速需求功率。
【文档编号】B60K6/442GK204161080SQ201420155338
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年4月1日 优先权日:2014年4月1日
【发明者】李骏, 刘明辉, 杨兴旺, 赵子亮, 罗国鹏, 赵洪辉 申请人:中国第一汽车股份有限公司