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一种基于行星齿轮的双电机电动汽车驱动系统


技术摘要:
本发明涉及一种基于行星齿轮的双电机电动汽车驱动系统,属于纯电动汽车驱动技术领域。包括第一电机、第一电机制动器、第二电机、第二电机制动器、行星齿轮动力耦合机构。当车辆小功率运行时,驱动系统处于第一驱动模式或第二驱动模式;第一驱动模式:当第一电机工作,  全部
背景技术:
电动汽车的发展与优良的经济性能有密不可分的关系,而驱动系统的经济性能直 接影响电动汽车的经济性能。现在量产的电动汽车的驱动系统多采用单电机、固定减速比 的驱动形式或者单电机、多挡变速箱的驱动形式。单电机加固定速比的驱动系统无法在满 足动力性能的前提下兼顾经济性能,无法完全发挥出纯电动汽车的优势。 单电机加多档变速箱的驱动形式对于纯电动汽车的经济性能有所提升,但是在换 挡时存在动力中断的问题,影响用户的驾驶体验。在这种条件下,双电机驱动系统就应运而 生。在换挡过程中,一个电机动力输出的中断,可以由另一电机补偿,这样就避免了动力中 断问题。常见的双电机传动系统有转速耦合和转矩耦合两种模式,各有优势。转速耦合可以 增加汽车的最高车速,对高速行驶情况下的效率提升更多。转矩耦合模式则对低速大扭矩 情况下的效率提升更多。就具有转速耦合模式的双电机驱动系统而言,多采用行星齿轮机 构。 现有技术中公开了一种纯电动汽车用双电机耦合器,能实现双电机的转速耦合输 出,但是在单电机输出模式下,另一电机仍然需要力矩的输出,电机仍需处于工作状态,这 增加了能耗,降低了传动系统效率。
技术实现要素:
为了解决驱动系统换挡时动力中断,以及双电机驱动系统在单电机工作模式下, 另一电机仍处于工作状态的问题,本发明提供一种基于行星齿轮的双电机电动汽车驱动系 统。 一种基于行星齿轮的双电机电动汽车驱动系统包括第一电机1、第一电机制动器 4、第二电机2、第二电机制动器3、行星齿轮动力耦合机构。 所述第一电机制动器3设于第一电机1的输出轴上,所述第二电机制动器4设于第 二电机2的输出轴上; 所述第二电机2的输出轴的轴端固定设有第一齿轮5,所述第一电机1的输出轴上空套 设有第二齿轮12,所述第一齿轮5和第二齿轮12啮合传动; 行星齿轮动力耦合机构包括齿圈7、太阳轮6和两个以上的行星轮9; 所述齿圈7和第二齿轮12构成连体齿轮空套在第二电机2的输出轴上;所述太阳轮6固 定设于第二电机2输出轴的轴端,且太阳轮6和齿圈7同轴位于同一圆周的径向上;两个以上 的行星轮9通过行星架8分别与齿圈7、太阳轮6啮合; 行星架8上通过短轴固定设有第一减速齿轮10,所述短轴和第一电机1的输出轴同轴; 与第一减速齿轮10啮合的第二减速齿轮13固定设于差速器11的一侧壳体上, 当车辆小功率运行时,驱动系统处于第一驱动模式或第二驱动模式; 4 CN 111591121 A 说 明 书 2/4 页 第一驱动模式:当第一电机1工作,第二电机制动器4抱死时,第一电机1通过固定的传 动比驱动车辆; 第二驱动模式:当第一电机制动器3抱死,第二电机2工作时,第二电机2通过固定的传 动比驱动车辆; 当车辆大功率运行时,驱动系统处于第三驱动模式; 第三驱动模式:当第一电机制动器3和第二电机制动器4均释放,第一电机1和第二电机 2同时工作时,两电机以变化的传动比驱动,且通过转速耦合。 进一步限定的技术方案如下: 所述第一电机1为永磁同步电机,功率为65kw。 所述第二电机2为永磁同步电机,功率为35kw。 所述第一电机制动器3和第二电机制动器4为结构相同的制动器。 所述制动器包括U形的制动钳体315、管状壳体323、制动盘317、固定制动块316、活 动制动块318、制动电机322、电磁离合器324和丝杠传动机构;丝杠传动机构包括丝杠321和 螺母319;所述制动盘317的一部分位于制动钳体315内;所述固定制动块316固定设于制动 钳体315内的一侧面上,活动制动块318活动设于制动钳体315内的另一侧面上,且固定制动 块316和活动制动块318分别对应着制动盘317的一个侧面;丝杠321的一端上套有螺母319, 螺母319固定连接着活动制动块318,丝杠321的另一端固定连接着制动电机322的输出轴, 所述电磁离合器324设于丝杠321的中部;所述管状壳体323固定设于制动钳体315外部一 侧,所述制动电机322、电磁离合器324和丝杠传动机构位于管状壳体323内,丝杠321通过滚 珠轴承320设于管状壳体323上。 所述电磁离合器324为单片电磁离合器。 所述制动电机322为永磁直流电机,功率为250W。 本发明的有益技术效果体现在以下方面: 1.本发明的双电机电动汽车驱动系统能在动力性能不变的情况下,提升车辆的经济性 能,从而提高车辆的续航里程。在NEDC工况下仿真模拟得出以下结论,在电机总功率相同, 动力性能均满足相同要求的前提下,单电机固定速比驱动系统的电机平均效率为77.02%, 单电机带有两档变速器驱动系统的电机平均效率79.08%,基于行星齿轮的双电机电动汽车 驱动系统的电机平均效率为90.79%。在其他常见工况下,电机效率也均有所提升。通过对比 可得,本发明有利于提高电机效率,增加电动汽车的续驶里程。 2 .本发明的双电机电动汽车驱动系统能避免换挡时的动力中断,提高乘坐舒适 性。由于行星齿轮机构的存在,模式切换过程中,双电机均可输出动力,经过双电机的协调 配合,可以保证输出动力基本保持不变,从而避免动力中断。 3.本发明采用了电机制动器,解决了单电机驱动模式下,另一电机长时间处于工 作状态的问题。 4.本发明的电机制动器为电子机械制动器,响应更快,控制精度更高,更加符合电 动汽车的发展。 5 .本发明的电机制动器采用了电磁离合器作为自锁机构,在提供足够使制动力 后,能使制动电机停止工作,避免了制动电机的堵转,并且所采用的电磁离合器功率较小, 只有10w,进一步降低了能耗。 5 CN 111591121 A 说 明 书 3/4 页 附图说明 图1为本发明结构示意图。 图2为本发明制动器结构示意图。 上图中标号:第一电机1、第二电机2、第一电机制动器3、第二电机制动器4、第一齿 轮5、太阳轮6、齿圈7、行星架8、行星轮9、第一减速齿轮10、差速器11、第二齿轮12、第二减速 齿轮13、制动钳体315、固定制动块316、制动盘317、活动制动块318、螺母319、滚珠轴承320、 丝杠321、制动电机322、管状壳体323、电磁离合器324、导向销325、回位弹簧326。
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