专利名称：电动车辆及其辅机驱动装置、辅机驱动系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种电动车辆及其辅机驱动装置、辅机驱动系统。
背景技术：
电动车辆包括·油电混合动力汽车和纯电动汽车，该类型汽车的辅机系统包括电动制动空压机系统和助力转向系统。电动制动空压机系统包括电机、空压机和真空助力泵，电机驱动空压机以提供压缩空气，空压机将压缩空气输送至真空助力泵，产生所需制动助力。纯电动汽车一般需要一套空压机，而混合动力汽车，发动机本身机体上附带有一套空压机，且还需设置一套空压机用于纯电动模式下工作，以充分利用发动机的动力，节省能耗。因此，混合动力汽车会有两个空压机。助力转向系统包括电机、助力转向泵以及助力油缸，电机驱动转向泵向外泵油，油液驱动助力油缸动作，带动车轴转动而实现转向。然而，上述电动车辆存在下述技术问题:第一、上述辅机系统需要设置两套电机，分别用于驱动空压机和助力转向泵，硬件较多，生产成本和控制成本均较高；第二、为了保证制动和转向的响应速度，尤其是制动响应速度，空压机和助力转向泵都工作于常流状态(一直工作)，一般依靠阀元件控制空压机和真空助力泵、助力转向泵和助力油缸的通断，即两套电机始终负载工作，造成了功耗浪费。为了节能，现有技术中存在如下处理方式:通过采集空压机加载信号、功率信号和转速信号的运行状态信息计算生成最优转速，并通过变频器控制电机转速，使辅机系统工作于最优转速，达到节能效果。然而，该种方式需要采集诸多信息，而且最优转速的计算只能依赖理论和试验，与真实存在偏差；控制单元的成本和复杂程度也妨碍其产业化；变频器比较昂贵，控制也较为复杂。有鉴于此，如何改进电动车辆辅机驱动系统，以降低生产、控制成本，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种电动车辆及其辅机驱动装置、辅机驱动系统。该辅机驱动装置通过设置双轴电机和离合器，能够达到减少硬件，降低生产、控制成本的目的。本发明提供的电动车辆辅机驱动装置，包括制动动力部件、助力转向泵，还包括具有两个输出端的双轴电机以及两个离合器，所述双轴电机的两输出端分别通过一所述离合器连接所述制动动力部件和所述助力转向泵。该电动车辆辅机装置通过一双轴电机为制动动力部件和助力转向泵提供动力。离合器闭合或分离时，对应的制动动力部件或助力转向泵与双轴电机连接或是断开连接，双轴电机实现动力传输或是无负载空转。可见，该辅机装置具有下述技术效果:第一、采用双轴电机驱动制动动力部件和助力转向泵，相较于背景技术的两套电机系统，节省了硬件成本；第二、采用离合器控制双轴电机和制动动力部件、助力转向泵的连接，可以避免辅机系统处于常流状态，仅在具有制动或是转向需求时，制动动力部件或助力转向泵才工作，其他情况下，双轴电机无负载空转，由于无负载，双轴电机的能耗非常小。因此，相较于背景技术中的常流状态，该辅机系统的能耗得以大幅降低。另外，通过离合器闭合或分离控制双轴电机的动力输出，离合器响应速度快，可以保证制动的响应速度需求。优选地，所述辅机驱动装置还包括真空助力泵，所述制动动力部件为驱动所述真空助力泵的空压机。空压机和真空助力泵配合驱动制动机构动作，具有较好的制动效果。而且，现有技术中对于混合动力车辆，其发动机自带有空压机，发动模式下由发动机驱动该空压机工作，电动模式下，启动电机驱动另一空压机工作，以节省能耗。而本实施例中，在离合器作用下，双轴电机可以无负载空转，无论是发动机模式还是电动模式，能耗均较小，故发动机上无需再设置一套空压机，即本发明中的辅机驱动装置或是驱动系统在保证降低能耗的前提下，仅设置一套空压机即可，而且控制时无需区分发动机模式和电动模式，控制成本也进一步得以降低。优选地，两所述离合器为电磁离合器。电磁离合器的闭合或是分离的响应速度较快，能够满足制动的速度响应需求。优选地，两所述离合器均为液控离合器。液控离合器的闭合或是分离的响应速度较快，能够满足制动的速度响应需求。优选地，所述空压机和所述助力转向泵的额定转速相等。如此设计，双轴电机驱动空压机和助力转向泵时，无需对双轴电机的转速进行控制，即无需设置变频器，控制成本较低。优选地，所述双轴电机的最大转矩大于所述空压机和所述助力转向泵的最大转矩之和。如此，可以保证双轴电机在任何工况下，均可以顺利地驱动空压机和助力转向泵动作。本发明还提供一种电动车辆辅机驱动系统，包括如上任一项所述的电动车辆辅机驱动装置；还包括接收制动信号和转向信号的控制器，所述控制器根据控制信号和转向信号控制两所述离合器闭合或是分离。该辅机系统包括上述辅机装置，可以达到如上所述辅机装置的技术效果，此处不再赘述。优选地，所述控制器为电动车辆的整车控制器。如此设计，无需单独设置控制两离合器的控制器，节省硬件；而且，整车控制器一般能够采集到制动信号和转向信号，直接利用采集的信号即可，无需另设线路，从而简化系统结构。本发明还提供一种电动车辆，包括主驱动系统和车辆辅机驱动系统，其特征在于，所述车辆辅机驱动系统为上述任一项所述的车辆辅机驱动系统。
电动车辆包括上述辅机系统，由于辅机系统具有上述技术效果，具有该辅机系统的电动车辆也具有相同的技术效果。
图1为本发明所提供电动车辆辅机驱动装置一种具体实施方式
的结构框图；图2为本发明所提供电动车辆辅机驱动系统一种具体实施方式
的结构框图。图1-2 中:11双轴电机、12空压机、13助力转向泵、141第一离合器、142第二离合器、15真空助力泵、16助力油缸、17控制器
具体实施例方式为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。请参考图1，图1为本发明所提供电动车辆辅机驱动装置一种具体实施方式
的结构框图。该实施例中的电动车辆辅机驱动装置,包括驱动制动机构的制动动力部件，包括图1中所示的空压机12，以及驱动转向系统动作的助力转向泵13，可参见背景技术理解空压机12和助力转向泵13的工作原理、功能。另外，该辅机驱动装置还包括具有两个输出端的双轴电机11和两个离合器，如图1中所不的第一离合器141和第二离合器142。双轴电机11的两个输出端可以位于双轴电机11的两端，双轴电机11转动时，两输出端可以同时输出动力。双轴电机11的两输出端分别通过一离合器连接空压机12和助力转向泵13，如图1所示，双轴电机11的一输出端通过第一离合器141连接空压机12，另一输出端通过第二离合器142连接助力转向泵13。如此设计，一套双轴电机11即可为空压机12、助力转向泵13提供动力，相较于背景技术的两套电机，可以省去一套电机。具体工作过程可参考图2理解。图2为本发明所提供电动车辆辅机驱动系统一种具体实施方式
的结构框图。该辅机驱动系统包括上述的辅机驱动装置，还包括控制器17，控制器17能够接收到转向信号和制动信号。转向信号可以来自于设置于转向系中的监测转向传感器，制动信号可以来自于制动踏板位置传感器，根据转向方式(电控或是非电控)、制动方式的不同，可以选择相应的信号采集装置，具体可以参考现有技术理解。控制器17接收到转向信号和制动信号时按照下述控制策略控制第一离合器141、第二离合器142的动作:a、接收到制动信号，未接收到转向信号:输出闭合空压机12侧的第一离合器141、分离助力转向泵13侧的第二离合器142的指令，使双轴电机11输出端与空压机12连接，双轴电机11带动空压机12工作，空压机12驱动真空助力泵15动作，真空助力泵15驱动制动机构，发挥制动功能；此时，第二离合器142分离，则另一输出端与助力转向泵13断开，助力转向泵13不工作；b、接收到转向信号，未接收到制动信号:输出闭合助力转向泵13侧的第二离合器142、分离空压机12侧的第一离合器141的指令，使双轴电机11输出端与助力转向泵13连接，双轴电机11带动助力转向泵13工作，助力转向泵13将高压油输送至助力油缸16，发挥转向功能；此时，第一离合器141分离，另一输出端与空压机12断开，空压机12不工作；C、接收到转向信号和制动信号:输出闭合空压机12侧的第一离合器141、助力转向泵13侧的第二离合器142的指令，使双轴电机11的两输出端分别连接上空压机12和助力转向泵13，同时驱动二者转动，以同时发挥转向和制动功能；d、未接收到转向信号和制动信号:输出分离空压机12侧的第一离合器141、助力转向泵13侧的第二离合器142的指令，使双轴电机11的两输出端分别与空压机12和助力转向泵13断开，空压机12和助力转向泵13失去动力，均不工作，双轴电机11空转。上述电动车辆辅机装置和辅机系统具有下述技术效果:第一、采用双轴电机11驱动空压机12和助力转向泵13，相较于背景技术，节省了硬件成本；第二、采用离合器控制双轴电机11和空压机12、助力转向泵13的连接，可以避免辅机系统处于常流状态，仅在具有制动或是转向需求时，空压机12或助力转向泵13才工作，其他情况下，双轴电机11无负载空转，由于无负载，双轴电机11的能耗非常小。因此，相较于背景技术中的常流状态，该辅机系统的能耗得以大幅降低。另外，通过离合器闭合或分离控制双轴电机11的动力输出，离合器响应速度快，可以保证制动的响应速度需求。而且，现有技术中对于混合动力车辆，其发动机自带有空压机，发动机模式下由发动机驱动该空压机工作，电动模式下，启动电机驱动另一空压机工作，以节省能耗。而本实施例中，在离合器作用下，双轴电机11可以无负载空转，无论是发动机模式还是电动模式，能耗均较小，故发动机上无需再设置一套空压机，即本发明中的辅机驱动装置或是驱动系统在保证降低能耗的前提下，仅设置一套空压机即可，而且控制时无需区分发动机模式和电动模式，控制成本也进一步得以降低。为了提高离合器快速闭合或分离的响应速度，上述实施例中的两个离合器优选为电磁离合器，辅机系统的控制器17直接信号连接第一离合器141和第二离合器142，电控两个离合器的闭合或是分离。当然，也可以是液控离合器，响应速度也可以满足使用需求，此时，控制器17通过控制油路的通断控制离合器的闭合或是分离。控制器17可以为电动车辆的整车控制器。对于电动车辆，车辆上一般会设置整车控制器，用于接收、存储、分析各种车辆信息，并输出多种指令，控制整车的正常行驶。可以将该整车控制器上设置两个输出针脚，分别输出控制第一离合器141、第二离合器142分离或是闭合的指令。同时，在整车控制器内部设定预定的控制策略(该控制策略保证两离合器按照上述a、b、C、d四种情形工作)，则整车控制器可以控制两离合器的动作。如此设计，无需单独设置控制两离合器的控制器17，节省硬件；而且，整车控制器一般能够采集到制动信号和转向信号，直接利用采集的信号即可，无需另设线路，从而简化系统结构。针对上述各实施例，选型时，空压机12和助力转向泵13的额定转速可以相等，此处的相等并不限于二者的额定转速完全相等，也可以是大致相等。如此，双轴电机11驱动空压机12和助力转向泵13时，双轴电机11的转速可以设定为与二者的额定转速一致，工作时，双轴电机11 一直按照该设定转速转动即可，无需对双轴电机11的转速进行控制，即无需设置变频器，则控制成本较低。上述实施例中，双轴电机11的最大转矩最好大于空压机12和助力转向泵13的最大转矩之和，以保证双轴电机11在任何工况下，均可以顺利地驱动空压机12和助力转向泵13动作。另外，双轴电机11的功率应当足够大，以满足同时驱动空压机12、助力转向泵13以额定转速工作。需要说明的是,上述实施例中，制动动力部件为空压机12,由空压机12驱动真空动力泵15动作，进而驱动制动机构动作。可以想到，根据制动需求和车辆信号的不同，制动动力部件也可以是其他能够提供动力的元件，比如针对液动型制动器，由泵体直接驱动，此时泵体为制动动力部件，则双轴电机11的输出端可以通过离合器连接该泵体。除了上述电动车辆辅机装置、辅机系统，本发明还提供一种电动车辆，包括主驱动系统和车辆辅机驱动系统，车辆辅机驱动系统为上述任一实施例所述的车辆辅机驱动系统。由于上述辅机驱动系统具有上述技术效果，具有该辅机驱动系统的电动车辆也具有相同的技术效果，此处不再赘述。以上对本发明所提供的一种电动车辆及其辅机驱动装置、辅机驱动系统均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种电动车辆辅机驱动装置，包括制动动力部件、助力转向泵(13)，其特征在于，还包括具有两个输出端的双轴电机(11)以及两个离合器，所述双轴电机(11)的两输出端分别通过一所述离合器连接所述制动动力部件和所述助力转向泵(13)。
2.如权利要求1所述的电动车辆辅机驱动装置，其特征在于，所述辅机驱动装置还包括真空助力泵(15)，所述制动动力部件为驱动所述真空助力泵(15)的空压机(12)。
3.如权利要求2所述的电动车辆辅机驱动装置，其特征在于，两所述离合器均为电磁宦人興两口o
4.如权利要求2所述的电动车辆辅机驱动装置，其特征在于，两所述离合器均为液控宦人興两口o
5.如权利要求2-4任一项所述的电动车辆辅机驱动装置，其特征在于，所述空压机(12)和所述助力转向泵(13)的额定转速相等。
6.如权利要求2-4任一项所述的电动车辆辅机驱动装置，其特征在于，所述双轴电机(11)的最大转矩大于所述空压机(12)和所述助力转向泵(13)的最大转矩之和。
7.—种电动车辆辅机驱动系统,其特征在于,包括如权利要求1-6任一项所述的电动车辆辅机驱动装置；还包括接收制动信号和转向信号的控制器(17)，所述控制器(17)根据制动信号和转向信号控制两所述离合器闭合或是分离。
8.如权利要求7所述的电动车辆辅机驱动系统，其特征在于，所述控制器(17)为电动车辆的整车控制器。
9.一种电动车辆，包括主驱动系统和车辆辅机驱动系统，其特征在于，所述车辆辅机驱动系统为权利要求7或8所述的车辆辅机驱动系统。
全文摘要
本发明公开一种电动车辆及其辅机驱动装置、辅机驱动系统，装置包括制动动力部件、助力转向泵，还包括具有两个输出端的双轴电机以及两个离合器，双轴电机的两输出端分别通过一离合器连接制动动力部件和助力转向泵。该辅机装置采用双轴电机驱动制动动力部件和助力转向泵，相较于背景技术，节省了硬件成本；采用离合器控制双轴电机和制动动力部件、助力转向泵的连接，可以避免辅机系统处于常流状态，仅在具有制动或是转向需求时，制动动力部件或助力转向泵才工作，其他情况下，双轴电机无负载空转，双轴电机的能耗非常小。因此，相较于背景技术中的常流状态，该辅机系统的能耗得以大幅降低。另外，离合器响应速度快，可以保证制动的响应速度需求。
文档编号B62D5/06GK103112351SQ201310052120
公开日2013年5月22日 申请日期2013年2月17日 优先权日2013年2月17日
发明者韩尔樑, 刘焕东, 康建山, 李会收, 赵强 申请人:潍柴动力股份有限公司