一种电动汽车双轴全轮分布式驱动动力系统构型的制作方法

本实用新型涉及纯电动汽车动力系统领域，特别是指电动汽车双轴全轮分布式驱动动力系统构型。

背景技术：

分布式独立驱动包括轮边电机驱动和轮毂电机驱动。轮边电机驱动，电机和减速器在车轮内侧同轴布置，经过传动轴驱动车轮，简化了传动系统的结构，提高了整车的机械效率，并且驱动电机与减速器可以固定在车架上，可以避免汽车非簧载质量过大的问题。但此种构型需要在左右驱动轮之间同轴布置两台驱动电机以及两台减速器，占用了过多的轴向空间，对整车动力系统的布置造成了很大的困难，不适用于轮距较窄的车型。

相比于轮边电机驱动，轮毂电机驱动将驱动电机布置在车轮内，没有传动轴，进一步简化了传动系统，提升了机械效率。由于电机集成在驱动轮中，不占用轴向空间，相比于轮边电机驱动结构更加紧凑，使得整车动力系统的布置更加容易。除此之外，轮毂电机驱动的汽车还可以实现四轮转向，使转向半径减小，提高转向灵敏性。但是，电机与减速器集成在车轮内，增大了汽车的非簧载质量，从而减小了整车的簧上质量与簧下质量的比值，对整车的平顺性带来了不利的影响。除此之外，轮毂电机驱动构型对于驱动电机的隔振性能、防水性能以及疲劳寿命等性能的要求较高，使得其成本高于其他的电动汽车动力系统构型。

此外，分布式独立驱动构型各驱动轮动力完全独立，当车辆行驶过程中某个驱动轮处在在低附着路面条件下时，由于无法实现各驱动轮之间动力的耦合，此驱动轮对应的驱动电机提供的驱动力将会失效，无法充分利用各个电机的驱动力。所以，为了避免现有轮毂电机和轮边驱动系统的瓶颈问题和局限，暨需一种新的分布式驱动动力系统构型，使其既能发挥分布式独立驱动的优势，又能在复杂工况下实现动力的适度耦合。

专利号为zl201710198125.3的中国发明专利公开了一种纯电动汽车动力系统构型及其控制方法及纯电动汽车，纯电动汽车动力系统构型包括用于单独驱动前轮或后轮的轮边电机，轮边电机与相应轮之间设置有轮边减速器，纯电动汽车动力系统构型还包括用于设置在后轮或前轮之间的驱动桥，所述驱动桥上设置有差速器，差速器的上游依次连接有主减速器和集中电机，纯电动汽车动力系统构型还包括与轮边电机和集中电机信号相连的用于控制轮边电机和集中电机各自单独工作或者同时工作的整车控制器。该发明的有益效果在于：该系统构型的系统效率对工况匹配度比较高，可以兼顾整车工作全工况下的效率最优，最大限度减少系统损失，并提升系统利用效率，提高车辆的环境适应性，能够满足用户多种需求。但该发明未设置轮间动力耦合装置和轴间动力耦合装置，仍存在上述分布式独立驱动构型的技术缺陷，因此亟待改进。

技术实现要素：

为了解决上述现有纯电动汽车动力系统构型存在的技术缺陷，本实用新型采用的技术方案具体如下：

一种电动汽车双轴全轮分布式驱动动力系统构型，包括两前轮和两后轮，所述两前轮轮轴之间、两后轮轮轴之间均装有减速器，所述两前轮轮轴之间、两后轮轮轴之间均装有轮间电磁离合器，所述两前轮轮轴与所述两后轮轮轴之间装有轴间电磁离合器。

所述轮间电磁离合器作为轮间动力耦合装置，所述轴间电磁离合器作为轴间动力耦合装置。

优选的是，所述两前轮均配置有前轮轮边驱动电机，所述前轮轮边驱动电机的转子轴与所述减速器输入端相连接，所述两后轮均配置有后轮轮边驱动电机，所述后轮轮边驱动电机的转子轴与所述减速器输入端相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述前轮轮边驱动电机和后轮轮边驱动电机均采用轮边高速电机，所述轮边高速电机经所述减速器减速增扭后驱动各自车轮。

在上述任一方案中优选的是，所述轮边高速电机采用永磁同步电机。

在上述任一方案中优选的是，所述轮边高速电机采用永磁异步电机。

在上述任一方案中优选的是，所述轮间电磁离合器和轴间电磁离合器均采用摩擦式电磁离合器。

在上述任一方案中优选的是，所述摩擦式电磁离合器采用固定线圈式离合器。

在上述任一方案中优选的是，所述摩擦式电磁离合器采用线圈式离合器。

在上述任一方案中优选的是，所述减速器包括单级正交锥齿轮、左前轮两级减速齿轮和右前轮两级减速齿轮，所述单级正交锥齿轮的左右两端分别与所述左前轮两级减速齿轮和右前轮两级减速齿轮相连接。

所述单级正交锥齿轮用于实现轴间动力耦合功能，由于锥齿轮适用于低转速的传动条件，故将所述单级正交锥齿轮的速比设定为1:1，这样可以使两个锥齿轮的转速都等于低速轴的转速，避免了锥齿轮转速过高的情况发生；所述左前轮两级减速齿轮用于将左前轮对应的驱动电机的动力减速增矩后传至驱动轮，所述右前轮两级减速齿轮用于将右前轮对应的驱动电机的动力减速增矩后传至驱动轮。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：在车辆正常行驶时，各电机动力不耦合，各驱动轮能够实施独立电机动力驱动。在车辆处于极端条件如一侧车轮打滑、前轴或后轴两侧车轮打滑等情况下，能够实现轮间的耦合以及前后轴间动力的耦合，能够利用全部车轮的附着力，使得车辆具有更强的动力性能，更加充分地利用驱动电机的驱动力，从而进一步提高车辆在极端工况下的通过能力。

附图说明

图1为按照本实用新型的电动汽车双轴全轮分布式驱动动力系统构型的一优选实施例的结构示意图。

图2为按照本实用新型的电动汽车双轴全轮分布式驱动动力系统构型中减速器的一优选实施例的结构示意图。

附图标记说明：

1前轮；2前轮轮边驱动电机；3后轮；4后轮轮边驱动电机；5减速器；6轮间电磁离合器；7轴间电磁离合器；8单级正交锥齿轮；9左前轮两级减速齿轮；10右前轮两级减速齿轮。

具体实施方式

下面结合图1、2详细描述所述电动汽车双轴全轮分布式驱动动力系统构型的优选技术方案：

一种电动汽车双轴全轮分布式驱动动力系统构型，包括两前轮1和两后轮3，两前轮1轮轴之间、两后轮3轮轴之间均装有减速器5，两前轮1轮轴之间、两后轮3轮轴之间均装有轮间电磁离合器6，两前轮1轮轴与两后轮3轮轴之间装有轴间电磁离合器7。

轮间电磁离合器6作为轮间动力耦合装置；轴间电磁离合器7作为轴间动力耦合装置。

两前轮1均配置有前轮轮边驱动电机2，前轮轮边驱动电机2的转子轴与减速器5输入端相连接，两后轮3均配置有后轮轮边驱动电机4，后轮轮边驱动电机4的转子轴与减速器5输入端相连接，前轮轮边驱动电机2、后轮轮边驱动电机4经减速器5减速增扭后驱动各自车轮。

前轮轮边驱动电机2和后轮轮边驱动电机4均采用轮边高速电机。所述轮边高速电机可选择采用永磁同步电机或永磁异步电机。

轮间电磁离合器6和轴间电磁离合器7均采用摩擦式电磁离合器。所述摩擦式电磁离合器可选择采用固定线圈式离合器或线圈式离合器。

减速器5包括单级正交锥齿轮8、左前轮两级减速齿轮9和右前轮两级减速齿轮10，单级正交锥齿轮8的左右两端分别与左前轮两级减速齿轮9和右前轮两级减速齿轮10相连接。单级正交锥齿轮8的速比为1:1。

单级正交锥齿轮8实现轴间动力耦合功能，由于锥齿轮适用于低转速的传动条件，故将单级正交锥齿轮8的速比定为1:1，从而使两个锥齿轮的转速都等于低速轴的转速，以避免锥齿轮转速过高；左前轮两级减速齿轮9用于将左前轮对应的驱动电机的动力减速增矩后传至驱动轮；右前轮两级减速齿轮10用于将右前轮对应的驱动电机的动力减速增矩后传至驱动轮。

本实用新型包括三种工作模式：一是车辆在正常路面行驶时，由于各个车轮速差不大，因此所述轮间动力耦合装置、轴间动力耦合装置不工作，各车轮独立受控于各自的驱动电机即可满足正常行驶要求，必要时可实施对车轮的独立控制，提高车辆的主动安全性；二是当车辆的前后车轮存在一定转速差时，启动轴间电磁离合器7工作，控制前后轴间扭矩传递即可实现整车动力性的提升；三是当车辆的左右车轮有一定转速差时，仅需对轮间电磁离合器6进行控制并传递轮间扭矩即可改善整车动力性能。上述三种工作模式有效降低了复杂条件下对分布电机实施协调控制的难度。

当所述轮间、轴间动力耦合装置全部耦合时，所述前后轮轮边的四台驱动电机的动力可全部传递到某一个驱动轮上，此时该驱动轮的输出转矩达到最大。由于输出转矩不能大于极限值，所以可据此选择所述摩擦式电磁离合器的最大可传递扭矩。

与现有驱动电机与减速器同轴布置的轮边驱动构型相比，本实用新型中所述前后轮轮边的四台驱动电机与两减速器5之间并非同轴布置，所以轴向空间占用相对较小，整车动力系统的布置更加容易。同时，由于本实用新型为轮边驱动构型，相比于现有轮毂电机驱动构型，本技术方案中的驱动电机与减速器属于簧载质量，不仅能有效避免现有技术中因非簧载质量过大而造成的平顺性不佳等动力学性能问题，且对驱动电机的防水、散热、防尘、隔振性能和疲劳寿命的要求也进一步降低。

本实用新型在车辆正常行驶时，各驱动电机动力不耦合，各驱动轮能够实施独立电机动力驱动。在车辆处于极端条件如一侧车轮打滑、前轴或后轴两侧车轮打滑等情况下，能够实现轮间的耦合以及前后轴间动力的耦合，能够利用全部车轮的附着力，使得车辆具有更强的动力性能，更加充分地利用驱动电机的驱动力，从而进一步提高车辆在极端工况下的通过能力。

上述实施例仅为优选的技术方案，其中所涉及的各个组成部件以及连接关系并不限于所描述的以上实施方案，所述优选方案中的各个组成部件的设置以及连接关系可以进行任意的排列组合并形成完整的技术方案。