增程式电动车用动力装置的制作方法

本实用新型涉及电动车驱动装置结构技术领域，具体涉及一种增程式电动车用动力装置。

背景技术：

随着我国车辆生产量的不断攀升，城市中车辆的保有量也在快速的增长，随之而来的石油资源供需矛盾和大气环境污染等问题变得愈发突出。同时，日益严格的车辆尾气排放法规和不断出台的国家鼓励政策，促使新能源汽车市场的规模呈现爆发式增长。

纯电动汽车是一种完全依靠动力电机驱动车辆，其作为新能源汽车的一种，由于具有零排放、高效率、电能来源广泛、驾驶舒适、技术成熟度高等优点，因此，纯电动汽车成为各主要整车生产厂商大力发展的方向。但由于纯电动汽车受限于现有车载电池等相关领域的技术水平，导致其具有价格高、体积大、续航里程短、充电时间长、环境适应性差等缺点，而使其无法满足用户的日常使用需求。

针对于目前纯电动汽车的不足，出现了通过增加车载备用能量源或者发电机系统的增程式电动汽车，且增程式电动汽车有效的减小了电池体积，并解决了充电不方便等问题。同时，增程式电动汽车在日常使用中采用纯电动模式行驶，实现零排放，而当长途行驶或者电池电量低于阈值时，由车载备用能量源或者发电机系统提供电能，在满足燃油经济性的同时，扩大了续航里程。

然而，增程式电动汽车同样存在不足，例如，增程式电动汽车的动力系统中通常包括增程器及电驱动装置，而现有的增程器及电驱动装置一般采用分开式结构，这就使得增程器和电驱动装置的连接需要通过悬置及附属支架来实现，极大的增加了动力总成中零部件的数量，且生产制造成本较高，而系统模态、噪声、振动与声振粗糙度(Noise，Vibration，Harshness；NVH)等性能较低。

因此，如何设计一种结构更加合理的增程式电动车的动力装置就成为了亟待解决的事情。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种增程式电动车用动力装置，其具有结构合理、应用方便的优点。

本实用新型的技术方案为：

增程式电动车用动力装置，包括电机壳体、第一电机、第一单向离合器、输入轴、前端盖、第二电机、第二单向离合器和后端盖；

前端盖和后端盖分别连接电机壳体的前端和后端，且前端盖、后端盖和电机壳体之间形成双电机腔，并将第一电机、第一单向离合器、第二电机和第二单向离合器分别置于双电机腔内部；

第一电机包括第一定子、第一转子和转子端板，第一转子置于第一定子中心，第一定子连接电机壳体，第一转子分别连接第一单向离合器的外圈和转子端板，且转子端板还连接第二单向离合器的外圈，第一转子还连接前端盖；

输入轴连接第一单向离合器的内圈并贯穿前端盖；

第二电机包括第二定子和第二转子，且第二转子置于第二定子中心，第二定子连接电机壳体，第二转子连接第二单向离合器的内圈，并通过第二单向离合器连接第二转子和第一转子，第二转子还连接后端盖；

其中，当第一电机的转速比输入轴的转速低时，第一单向离合器处于锁止状态，而当第一电机的转速比输入轴的转速高时，第一单向离合器处于分离状态；

当第二电机的转速比第一电机的转速低时，第二单向离合器处于锁止状态，而当第二电机的转速比第一电机的转速高时，第二单向离合器处于分离状态。

优选的，还包括：外转子式旋转变压器，且外转子式旋转变压器为多个，其分别连接第一电机和第二电机。

进一步优选的，外转子式旋转变压器分别连接第一电机和第二电机的转子。

优选的，电机壳体上设置有冷却水道。

优选的，前端盖和后端盖螺栓连接电机壳体。

进一步优选的，第一转子与前端盖通过轴承支撑固定；第二转子与后端盖通过轴承支撑固定。

本实用新型的增程式电动车用动力装置具有结构设计合理、应用方便的优点，通过串联设置双电机，并改进动力装置的结构，有效的减少了零部件数量，降低了装置的生产制造成本，同时通过设置两个单向离合器，能够更加高效的控制双电机的工作，保证车辆的稳定运行。

附图说明

图1为本实用新型中增程式电动车用动力装置的剖面结构图。

附图标记说明

1：电机壳体2：第一电机

3：第一单向离合器4：输入轴

5：前端盖6：第二电机

7：第二单向离合器8：后端盖

9、10：外转子式旋转变压器 11：转子端板

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实施例的增程式电动车用动力装置，其具体包括：电机壳体1、第一电机2、第一单向离合器3、输入轴4、前端盖5、第二电机6、第二单向离合器7和后端盖8。

具体的，前端盖5固定连接电机壳体1的前端，后端盖8固定连接电机壳体1的后端，使得连接后的前端盖5、后端盖8和电机壳体1之间形成双电机腔，以便将第一电机2、第二电机6及其连接结构一同设置在该双电机腔内部。

第一电机2、第一单向离合器3、第二电机6和第二单向离合器7相互连接后的动力总成一同置于双电机腔内部，以便通过双电机腔保护双电机结构；而输入轴4贯穿前端盖5，使得输入轴4插入双电机腔内部的一端连接第一单向离合器3，输入轴4的另一端置于双电机腔外部。

其中，第一电机2分别连接电机壳体1和前端盖5，第二电机6分别连接电机壳体1和后端盖8，且第一电机2与前端盖5以及第二电机6与后端盖8可具体通过轴承支撑固定，而前端盖5和后端盖8也可分别通过螺栓连接的方式连接电机壳体1。

进一步的，第一电机2和第二电机6可具体的采用永磁同步发电机/电动机或交流异步发电机/电动机。

本实施例中双电机动力总成结构具体如下：

第一电机2分别连接第一单向离合器3和第二单向离合器7。其中，第一电机2可进一步的具体包括第一定子、第一转子和转子端板11。

其中，第一定子连接电机壳体1，其可具体通过螺栓连接等方式连接；第一转子置于第一定子的中心，且第一转子分别连接第一单向离合器3的外圈和转子端板11；以及转子端板11还连接第二单向离合器7的外圈，以通过转子端板11连接第一单向离合器3和第二单向离合器7。以及，第一转子还与前端盖5通过轴承支撑固定。进一步的，第一定子还可通过键连接、过盈配合等方式连接电机壳体1。

输入轴4还连接第一单向离合器3，且具体的说，输入轴4连接第一单向离合器3的内圈。

第二电机6连接第二单向离合器7，且第二电机6通过第二单向离合器7连接第一电机2。其中，第二电机6可进一步的具体包括第二定子和第二转子。

其中，第二定子连接电机壳体1，其可具体通过螺栓连接等方式连接；第二转子置于第二定子的中心，且第二转子连接第二单向离合器7的内圈，由于第二单向离合器7的外圈连接第一电机2的转子端板，因此，通过第二转子通过第二单向离合器7连接第一转子；以及，第二转子还与后端盖8通过轴承支撑固定。进一步的，第二定子还可通过键连接、过盈配合等方式连接电机壳体1。

进一步的，第一单向离合器3与第一电机2通过过盈配合的方式传递动力，而第一单向离合器3与输入轴4之间通过键传递动力；第二单向离合器7的内圈与第二电机6的转子轴连接，并通过键传递动力，而第二单向离合器7的外圈通过螺栓固定到第一电机2的转子端板上，以此来传递动力。

并且，当第一电机2的转速比输入轴4的转速低时，第一单向离合器3处于锁止状态，而当第一电机2的转速比输入轴4的转速高时，第一单向离合器3处于分离状态。

相反的，当第二电机6的转速比第一电机2的转速高时，第二单向离合器7处于分离状态，而当第二电机6的转速比第一电机2的转速低时，第二单向离合器7处于锁止状态，即第二单向离合器7相对于第一单向离合器3反装。

进一步的，本实施例的增程式电动车用动力装置还包括外转子式旋转变压器9、10，且外转子式旋转变压器9、10可设置为多个，并分别将外转子式旋转变压器9、10连接至第一电机2和第二电机6的转子，以便通过外转子式旋转变压器9、10来测量第一电机2和第二电机6中转子的转速。

以及，电机壳体1上还可进一步的设置冷却水道，以便通过冷却水道来使冷却水高效的对动力装置进行冷却。

本实施例通过以上的说明的动力系统结构设置，使得本实施例的增程式电动车用动力装置具有如下的工作方式：

1、第一单向离合器3和第二单向离合器7的工作状态

如上说明的，当第一电机2的转速比输入轴4的转速低时，第一单向离合器3处于锁止状态，而当第一电机2的转速比输入轴4的转速高时，第一单向离合器3处于分离状态。

由于第二单向离合器7反向设置，即当第二电机6的转速比第一电机2的转速高时，第二单向离合器7处于分离状态，而当第二电机6的转速比第一电机2的转速低时，第二单向离合器7处于锁止状态。

2、根据以上说明的第一单向离合器3和第二单向离合器7工作状态的不同，增程式电动车用动力装置可以实现以下几种工作模式：

(1)纯电动启动/行驶模式：当蓄电池SOC中的电量高于某一阈值SOC_low，且车速未超过设定值V_m时，第二电机6作为电动机运行，并驱动车辆行驶，而第一电机2处于自由状态；由于第二电机6转速高于第一电机2的转速，则第二离合器7处于分离状态，则第二电机6全部向后动力输出。

(2)增程模式：当蓄电池SOC中的电量低于某一阈值SOC_low，且车速未超过设定值V_m时，第二电机6作为电动机运行，而第一电机2作为发电机使用。此时，第一单向离合器3处于锁止状态，外部动力，即车辆内置的发动机的动力通过输入轴4，并通过输入轴4带动第一电机2转动，第一电机2将动力转换成电能，给蓄电池充电。当第二电机6的转速高于发动机的转速，进而高于第一电机2的转速，第二单向离合器7处于分离状态，第二电机6接收蓄电池的电能，并将电能转换成动能，以此来驱动车辆行驶。

(3)加速模式：车辆在行驶中需要超车或瞬间加速时，第一电机2和第二电机6将同时作为电动机使用。第一电机2的转速高于输入轴4和第二电机6的转速，此时，第一单向离合器3处于分离状态，而第二单向离合器7处于锁止状态，通过第一电机2和第二电机6双电动机同时对外输出动力，实现车辆在短时间加速或超车。

(4)巡航模式：当车辆高速巡航时，第一电机2和第二电机6处于自由或转速小于输入轴4的转速，此时第一单向离合器3和第二单向离合器7都处于锁止状态，则直接将输入轴4的动力向后输出。

(4)制动模式：当车辆制动时，主要采用第二电机6做发电机使用，以此来实现制动能量的回收。

本实用新型的增程式电动车用动力装置具有结构设计合理、应用方便的优点，通过串联设置双电机，并改进动力装置的结构，有效的减少了零部件数量，降低了装置的生产制造成本，同时通过设置两个单向离合器，能够更加高效的控制双电机的工作，保证车辆的稳定运行。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以作出适当改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。