电驱桥系统和电动卡车的制作方法

本技术涉及电驱桥系统和电动卡车。

背景技术：

1、中国国内现已知多种多轴驱动重卡，例如6车轮配4驱动，8车轮配4驱动等等。其中，无论油车，还是电驱动车，双后桥驱动系统速比相同。尤其是电动多轴驱动卡车，两根驱动桥结构相同，每个驱动桥采用2至3挡换挡机构，在车辆使用过程中，两个车轴挡位切换同步性较差或者说同步性难度高，易造成磨胎或者换挡机构打齿，换挡策略复杂。

2、此外，还已知国外某电动卡车采用6车轮配4驱动，总重约为37吨左右。在控制策略上，采用一个驱动桥上的单电机作为巡航工况的驱动器，并采用另一个驱动桥上的双电机作为动力工况的驱动器，从而实现不同场景不同驱动模式。但是由于两个电驱桥都没有配备换挡机构，因此无法采用单电机适用动力工况，而且在高速加带坡度的工况下，单电机作为巡航工况的驱动器则使得电机工作点容易超出高效区，由此在坡路较为频繁的公路上行驶时能耗明显较高，而且要求电机功率较大。

3、因此，鉴于中国国内道路类型多样，工况众多，因此需要电驱桥系统能够具有广泛的适应性，并且同时要求节省能源，以降低运输成本。

4、此外，电动卡车涉及重型、中型、轻型卡车以及各种作业车辆(如搅拌车、自卸车等)，各种车型的电驱桥往往需要单独设计，而它们如果能够基于一个电驱桥系统框架进行设计，不同车型仅需要在此基础上进行改装或扩展，则能够大大降低设计成本和制造成本。因此，一种能够尽可能广泛适用于多种车型的电驱桥系统或者说电驱桥架构也是当前的努力方向。

技术实现思路

1、基于以上提及的现有技术，本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种电驱桥系统，其具有对于多种路况和工况的广泛适应性，在行驶中电机能够尽可能保持在高效区，从而更加节能，同时该电驱桥系统能够适用于大部分电动卡车的车型。本实用新型所要解决的技术问题还在于提供一种电动卡车，该电动卡车具有按照本实用新型的电驱桥系统。

2、按照本实用新型的电驱桥系统具有第一电驱桥和第二电驱桥，其中，第一电驱桥具有至少一个第一电机、与该第一电机相连的第一无挡减速器、与第一无挡减速器相连的第一车轴、第二车轴；第二电驱桥具有至少一个第三电机、第一换挡变速器、差速器总成，其中第三电机与第一换挡变速器的输入轴相连，第一换挡变速器的输出轴与差速器总成相连，差速器总成与第三车轴和第四车轴相连。

3、本实用新型的核心构思在于两种电驱桥的有机组合，更确切的说是固定传动比电驱桥和可换挡电驱桥的有机组合，通过这种组合能够广泛地适用于各种路况和工况，此处所说的适用并非仅是能够使用，而是同时保证电机能够大部分时间保持在高效区。在本实用新型的范畴中，电机的高效区指的是电机效率在90％至97％的范围中。此外，通过上述两种电驱桥的有机组合，电机控制器以及换挡控制器设计更加合理，并且能够较好地集成。而且基于本实用新型的电驱桥系统能够适用于多种作业车辆，不仅可适用于运输卡车，而且可以适用于搅拌车、自卸车等等。因此基于本实用新型的电驱桥系统创建了一种电驱桥架构或者电驱桥平台，在此基础上提供了诸多可行方案，解决了多轴电动车辆的电驱动系统动力性和经济性不能同时兼容的问题。

4、在本实用新型优选的实施例中，第一电驱桥具有第一电机、与第一电机相连的第一无挡减速器、与第一无挡减速器相连的第一车轴、第二电机、与第二电机相连的第二无挡减速器、与第二无挡减速器相连的第二车轴；第二电驱桥具有唯一的第三电机、第一换挡变速器、差速器总成，其中第三电机与第一换挡变速器的输入轴相连，第一换挡变速器的输出轴与差速器总成相连，差速器总成与第三车轴和第四车轴相连。

5、在本实用新型优选的实施例中，第一电驱桥具有唯一的第一电机、与该第一电机相连的第一无挡减速器、与第一无挡减速器相连的第一车轴、第二车轴；第二电驱桥具有唯一的第三电机、第一换挡变速器、差速器总成，其中第三电机与第一换挡变速器的输入轴相连，第一换挡变速器的输出轴与差速器总成相连，差速器总成与第三车轴和第四车轴相连。

6、在本实用新型优选的实施例中，第一电驱桥具有第一电机、与第一电机相连的第一无挡减速器、与第一无挡减速器相连的第一车轴、第二电机、与第二电机相连的第二无挡减速器、与第二无挡减速器相连的第二车轴；第二电驱桥具有第三电机、与第三电机相连的第一换挡变速器、第四电机、与第四电机相连的第二换挡变速器、差速器总成，其中第三电机与第一换挡变速器的输入轴相连，第一换挡变速器的输出轴与差速器总成相连，其中第四电机与第二换挡变速器的输入轴相连，第四换挡变速器的输出轴与差速器总成相连，差速器总成与第三车轴和第四车轴相连。

7、在本实用新型优选的实施例中，第一电驱桥具有唯一的第一电机、与第一电机相连的第一无挡减速器、与第一无挡减速器相连的第一车轴、第二车轴；第二电驱桥具有第三电机、与第三电机相连的第一换挡变速器、第四电机、与第四电机相连的第二换挡变速器、差速器总成，其中第三电机与第一换挡变速器的输入轴相连，第一换挡变速器的输出轴与差速器总成相连，其中第四电机与第二换挡变速器的输入轴相连，第四换挡变速器的输出轴与差速器总成相连，差速器总成与第三车轴和第四车轴相连。

8、在本实用新型优选的实施例中，第一换挡变速器和/或第二换挡变速器设计为二挡变速器，该二挡变速器具有高速挡和低速挡，其中二挡变速器传动比在13:1至55:1之间选择。由此可以使得第二电驱桥能够根据功率需求和/或载重在经济巡航模式和动力模式之间进行选择。

9、在本实用新型优选的实施例中，第一车轴、第二车轴、第三车轴和第四车轴分别与各自的车轮等速地相连。这意味着在车轮和车轴之间不设置轮边减速器(诸如行星齿轮减速器)，这一方面可以减轻电驱桥的整体重量，另一方面也能减少零件数量和复杂度。

10、在本实用新型优选的实施例中，第一电机、第二电机、第三电机和第四电机选择为相同规格或不同规格的电机。通过这种设计，首先体现了按照本实用新型的电驱桥系统的兼容性良好，因为不需要为了不同工况而刻意选择电机。此外，尤其当多个电机采用相同规格的电机时能够降低电机控制复杂度，并且有利于物流成本和维护成本。

11、在本实用新型优选的实施例中，第一电机、第二电机、第三电机和第四电机的额定功率分别在80至200千瓦之间选择。在这种情况下，不但能够满足大部分工况，而且对于大部分路况而言也能够尽可能节能。尤其对于运输电动卡车而言，相比油车能够显著降低运输成本。

12、在本实用新型优选的实施例中，电驱桥系统具有电驱桥控制器，电驱桥控制器配置为根据场景需求能够进行单电机驱动模式、双电机驱动模式、三电机驱动模式和/或四电机驱动模式的切换。通过以上各种驱动模式的切换，能够极大地适应各种工况和路况，即此处所述的场景，比如这些场景涉及车辆启动、车辆巡航、车辆爬坡等等。

13、在本实用新型优选的实施例中，电驱桥系统具有电驱桥控制器，电驱桥控制器配置为将第一电机、第二电机、第三电机和/或第四电机的目标扭矩控制在200至300牛米之间，并且目标转速控制在4000至6000转每分。这种设计可以根据电机的数量进行调整，而非局限为必须设有四个电机。申请人通过试验已经证明这种控制控制策略非常有利，通过控制电机的扭矩和转速，电机能够尽可能地保持在高效区，由此能够很大程度地降低能耗。此外，这种控制策略尤其结合按照本实用新型的电驱桥系统使用时是非常有利的，因为按照本实用新型的电驱桥系统提供了这样前提，能够使得在各种工况下总有电机能够在高效区内工作，也就是说电机能够大部分情况下保持在高效区内，由此降低了能耗。

14、本实用新型的另一方面还涉及一种电动卡车，其具有按照本实用新型的电驱桥系统。按照本实用新型的电动卡车具有至少两个车桥，优选具有三个车桥。有利的是，按照本实用新型的电驱桥系统是中车桥和后车桥。在按照本实用新型的电动卡车中，单个车桥的载重设计为7至16吨，此外总车载重最高可达到60吨。

15、总体而言，按照本实用新型的电驱桥系统解决了电动商用车辆场景适用能力差的问题，使得电驱桥能够在电动卡车、尤其是中重型电动卡车中广泛应用，而且解决多轴车辆电驱动系统动力性和经济性不能同时兼容的问题。通过本实用新型的诸多优选实施例，按照本实用新型的电驱桥系统或电动卡车能够进一步降低能耗以及运行成本，从而相对油车产生更大的优势，提高了电动卡车的未来的市场渗透率。