电动汽车及电动动力系统的制作方法

本实用新型涉及电动汽车及电动动力系统。

背景技术：

电动汽车以车载电源为动力，以电动机驱动车轮行驶。电动汽车工作过程中的工作需求如下：一是汽车起步时需要电动机提供大转矩以缩短起步时间；二是汽车平稳行驶时需要电动机提供高转速以满足车速需求。但在电动机的设计过程中电动机的额定转矩与额定转速是一对相矛盾的参数，高额定转速意味着大额定转矩，大额定转矩则意味着低额定转速。若是通过频繁改变供电电流以适应不同工况，会影响动力电池的使用寿命和充放电效率。所以需要合理设计电动动力系统以满足电动汽车的工作需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能够实现快速起步、低能耗高速运转的电动动力系统；本实用新型的目的还在于提供一种使用上述电动动力系统的电动汽车。

为实现上述目的，本实用新型的电动动力系统采用以下技术方案：

电动动力系统，包括第一电动机、第一减速装置、第二电动机和动力输出轴，第一电动机连接在第一减速装置的第一工作轮上，第一减速装置的第二工作轮连接在动力输出轴上，第一电动机与动力输出轴之间设置有用于控制第一电动机动力切入或切出的离合器，第一电动机的额定转速低于第二电动机的额定转速。

动力输出轴上安装有可随动力输出轴同步旋转的飞轮储能器。

所述第一电动机为永磁电动机。

动力输出轴上安装有第二减速装置，第二减速装置的输出端连接有用于实现换档的变速装置。

动力输出轴上设置有用于检测行驶阻力的扭矩传感器和用于检测动力输出轴转速的转速传感器，转速传感器与扭矩传感器均安装在第二电动机与飞轮储能器之间，电动动力系统包括用于控制第一电动机和第二电动机转速的电动机控制器，电动机控制器与扭矩传感器及转速传感器均电信号连接。

本实用新型的电动汽车采用以下技术方案：

电动汽车，包括电动动力系统，电动动力系统包括第一电动机、第一减速装置、第二电动机和动力输出轴，第一电动机连接在第一减速装置的第一工作轮上，第一减速装置的第二工作轮连接在动力输出轴上，第一电动机与动力输出轴之间设置有用于控制第一电动机动力切入或切出的离合器，第一电动机的额定转速低于第二电动机的额定转速。

动力输出轴上安装有可随动力输出轴同步旋转的飞轮储能器。

所述第一电动机为永磁电动机。

动力输出轴上安装有第二减速装置，第二减速装置的输出端连接有用于实现换档的变速装置。

动力输出轴上设置有用于检测行驶阻力的扭矩传感器和用于检测动力输出轴转速的转速传感器，转速传感器与扭矩传感器均安装在第二电动机与飞轮储能器之间，电动动力系统包括用于控制第一电动机和第二电动机转速的电动机控制器，电动机控制器与扭矩传感器及转速传感器均电信号连接。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型的电动汽车平稳行驶时是由第二电动机工作在额定状态独立供给动力，第二电动机工作在额定状态时不仅节约能耗、各项性能也处于最优状态。而在汽车起步或是加速过程中，通过离合器将第一电动机的动力接入动力输出轴，第一电动机能提供较大的起步转矩，第一减速装置的设置能进一步减小动力输出轴的转速，增大起步转矩、缩短起步或加速时间。所以本实用新型的电动汽车同时具有能耗低、起步快的优点，能满足不同工况的行驶需求。

附图说明

图1为本实用新型的电动动力系统的一个实施例的结构示意图。

图中，1 电动机减震支架，2 第一电动机，3 第一减速装置，4第一减速装置第二工作轮，5扭矩传感器，6 第二电动机，7 转速传感器，8 飞轮储能器，9 第二减速装置，10 动力输出轴，11 变速装置，12 差速器，13 万向节。

具体实施方式

本实用新型的电动汽车的实施例：

本实用新型的电动汽车包括车身、轮胎及用于驱动轮胎运动的电动动力系统，电动动力系统包括电动机控制器、第一电动机2、第一减速装置3、第二电动机6、飞轮储能器8、第二减速装置9、动力输出轴10、变速装置11和差速器12。电动机控制器用于控制第一电动机2与第二电动机6的工作状态，第一电动机2的额定转速低于第二电动机6的额定转速，电动动力系统的动力经差速器12传递给万向节13，再经万向节13传递给轮胎以驱动轮胎转动。本实用新型中，第一电动机2设置在电动机减震支架1上以免第一电动机2受车身震动影响。

第一减速装置3为降速装置，既可以是CVT、液力变矩器，还可以是固定速比的皮带轮、链轮等其他降速装置，其第二工作轮4通过离合器连接在动力输出轴10上，控制离合器的通断状态即可实现第一电动机2的动力切入或切出。飞轮储能器8、第二减速装置9的输入轮及变速装置11的输入轮均安装在动力输出轴10上。动力输出轴10上还安装有用于检测动力输出轴10转速的转速传感器7和用于检测行驶阻力信号的扭矩传感器5，转速传感器7和扭矩传感器5安装在第二电动机6与飞轮储能器8之间。电动机控制器与扭矩传感器5及转速传感器7均电信号连接。在其他实施例中，离合器还可以设置在第一电动机2与第一减速装置3的第一工作轮之间。

第一电动机2动力切出时，动力传递路线为第二电动机6——动力输出轴10——飞轮储能器8和第二减速装置9。

在第一电动机2单独工作时，动力传递路线为第一电动机2——第一减速装置3——动力输出轴10——飞轮储能器8和第二减速装置。

在第一电动机2单独工作、第二电动机6不工作时，第一电动机2的输出动力通过第一减速装置3连接动力输出轴10上的飞轮储能器8，再驱动变速装置11和车轮。

第一电动机2为永磁电动机，由于永磁电动机工作过程中转子会随着定子旋转磁场同步旋转，不存在转子与定子旋转磁场异步功耗的问题，所以可设计较高的极对数。由于电机额定转速n=60*f/p（式中f为供电频率，p为电机极对数），所以永磁电动机的额定转速可以设计地较低。再由电机输出转矩T=9.55P/n（式中P为电机额定功率，n为电机额定转速）可知，在电机额定功率相同的情况下，电机额定转速越低，电机输出转矩越大。经第一减速装置3降速后动力输出轴10的转速会低于第一电动机2的转速，飞轮储能器8安装在动力输出轴10上其转速会随动力输出轴10而降低。忽略能耗情况下，传输至动力输出轴的功率等于第一电动机2的功率，在功率不变的情况下，动力输出轴10上的转矩会进一步提高，能进一步增大起动转矩、缩短电动汽车起步时间、减少起步能耗。

第二电动机6的额定转速能满足汽车高速行驶的需求，所以在汽车平稳行驶时使第二电动机6工作在额定状态下即可，第二电动机6工作在额定状态下时不仅节约能耗、各项性能也处于最优状态。

第二减速装置9的设置能减小变速装置11中输入齿轮的转速，以满足汽车车轮的转速需求。变速装置11的设置使得本实用新型的电动汽车具有了换档功能。

在电动汽车的工作状态一般包括：高速状态、低速状态、驻车状态、爬坡或起步过程、刹车过程。

爬坡或起步过程中，由第一电动机2独立供给动力，使电动汽车快速起步；低速行驶状态下，依然由第一电动机2供给动力，如遇阻力超出第一电动机2功率输出范围，由扭矩传感器5向第二电动机6的控制器提供信号，第二电动机6转动提供动力，叠加输出满足需求；高速行驶时，电动汽车所需牵引力会减小，此时断开第一减速装置3与动力输出轴10之间的动力传递，起动第二电动机6即可满足电动汽车的正常使用需求；刹车时，电动机控制器还可以控制第一电动机2转为发电状态；飞轮储能器8的设置使得在短暂停车过程中，第一电动机2可保持怠速转动储能状态，以便为快速起步提供动力。

由上述分析过程可知，本实用新型中第一电动机2与第二电动机6配合使用，在不同的工况下采用不同的组合形式，在维持低能耗的前提下，解决了电动汽车起步、加速过程中动力不足的问题，使本实用新型满足不同工况下的动力需求。