專利名稱：一種電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)，尤其是一種電動(dòng)汽車動(dòng)力總成系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前電動(dòng)汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)基本沿用了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。由于內(nèi)燃 機(jī)的動(dòng)力輸出特性決定了傳統(tǒng)汽車必須裝備離合器、變速箱、減速器，以保證汽車在不同 運(yùn)動(dòng)速度下，內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力輸出與汽車實(shí)際動(dòng)力(牽引力)需求相匹配，并保持在相對(duì)穩(wěn)定 和高效的工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。而以電力驅(qū)動(dòng)的電機(jī)可以在其設(shè)計(jì)范圍內(nèi)滿足從低轉(zhuǎn)速到高轉(zhuǎn) 速近乎線性的動(dòng)力輸出；在車輛減速和剎車時(shí)，電機(jī)還可以作為發(fā)電機(jī)回饋電能給動(dòng)力蓄 電池充電；甚至反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)緊急剎車。因此內(nèi)燃機(jī)傳統(tǒng)的傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)不但沒(méi) 有必要而且累贅。另一方面，采用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)也帶來(lái)了一系列技術(shù)問(wèn)題1.成本高昂。目前為傳統(tǒng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)配套的、額定輸出功率在100KW的驅(qū)動(dòng)電 機(jī)的市場(chǎng)價(jià)格相當(dāng)于一臺(tái)7-8L柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的價(jià)格，加上電機(jī)控制器(基本同驅(qū)動(dòng)電機(jī)的價(jià) 格相當(dāng))和獨(dú)立的整車控制器增加的成本，光是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)帶來(lái)的成本增加已經(jīng)相當(dāng)可觀。 加上目前動(dòng)力電池系統(tǒng)的高額成本，電動(dòng)汽車的成本成為其走向市場(chǎng)的巨大障礙。2.匹配不良。由于汽車的行駛路況比較復(fù)雜，需要不斷地啟動(dòng)、停車、加速和減速。 因此目前單電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不能很好解決電機(jī)扭矩-轉(zhuǎn)速特性與整車動(dòng)力性之間的矛盾 若功率恒定，則不能同時(shí)滿足汽車加速性能和最高車速要求；如果要完全兼顧最高車速和 低速爬坡的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，則必須大幅度提高電機(jī)的功率，這樣不但電機(jī)的體積會(huì)成倍增 加導(dǎo)致整車質(zhì)量增加，而且迫使動(dòng)力電池的電壓等級(jí)提升或工作電流增大，安全性能和電 力電子器件的性能要求提高，增加了造價(jià)。在實(shí)際應(yīng)用中，人們不得不使用傳統(tǒng)汽車的手動(dòng) 或自動(dòng)變速箱來(lái)解決電動(dòng)汽車動(dòng)力匹配問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種價(jià)格便宜、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 性能可靠的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)，包括整車 控制器、與所述的整車控制器相連接的電機(jī)控制器、與所述的電機(jī)控制器相連接的至少兩 個(gè)電機(jī)、與所述的電機(jī)相連接、用于合成多個(gè)所述的電機(jī)的功率和扭矩的變速箱，所述的變 速箱具有一個(gè)輸出軸和至少兩個(gè)輸入軸。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，每個(gè)所述的電機(jī)單獨(dú)連接一個(gè)所述的電機(jī)控制器，每 個(gè)電機(jī)采用一個(gè)電機(jī)控制器，其中一個(gè)或多個(gè)電機(jī)發(fā)生故障時(shí)，還可以使用剩余的電機(jī)，使
產(chǎn)品更加可靠。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置在汽車的前橋 上。
本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置在汽車的后橋 上。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置在汽車的前橋和 后橋上。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述的變速箱的輸出端通過(guò)傳動(dòng)軸和萬(wàn)向節(jié)與汽車車 輪相連接。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述的電機(jī)殼體和變速箱殼體相連形成一整體式結(jié) 構(gòu)，集成化設(shè)置防止多個(gè)電機(jī)在安裝時(shí)與變速箱的對(duì)位發(fā)生歪斜，影響產(chǎn)品性能。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述的變速箱為固定速比的齒輪變速箱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、連 接牢固。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述的變速箱輸出端還連接有差速器，通過(guò)差速器實(shí) 現(xiàn)汽車各輪胎的速度調(diào)節(jié)，減小了對(duì)汽車控制器的要求，更加經(jīng)濟(jì)實(shí)用。本發(fā)明的有益效果是由于采用了變速箱和多電機(jī)并車設(shè)置的集成化的技術(shù)方 案，使電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)價(jià)格便宜、可兼顧電動(dòng)汽車各種不同的行駛狀態(tài)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、使用方便，進(jìn)一步降低了電動(dòng)汽車的生產(chǎn)成本。


附圖1為本發(fā)明一種電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本發(fā)明一種電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施例中電機(jī)與變速器的立體圖；附圖3為本發(fā)明一種電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施例中電機(jī)與變速器的主視圖；附圖4為本發(fā)明一種電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施例中電機(jī)與變速器的結(jié)構(gòu)示 意圖一；附圖5為本發(fā)明一種電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)中電機(jī)與變速器的結(jié)構(gòu)示意圖二 ；附圖6為本發(fā)明一種電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)中電機(jī)與變速器的結(jié)構(gòu)示意圖三。其中1、第一電機(jī)；2、第二電機(jī)；3、第三電機(jī)；4、第四電機(jī)、5、變速箱。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的典型實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被 本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。參見(jiàn)附圖1至附圖4，一種電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)，包括具有四個(gè)輸入軸和一個(gè) 輸出軸的變速箱5，與變速箱5的四個(gè)輸入軸相連接的第一電機(jī)1、第二電機(jī)2、第三電機(jī)3 和第四電機(jī)4，分別與各個(gè)電機(jī)相連接的第一電機(jī)控制器、第二電機(jī)控制器、第三電機(jī)控制 器和第四電機(jī)控制器。各個(gè)電機(jī)的功率和扭矩被變速箱5合成后從變速箱5的輸出軸輸出。 給各個(gè)電機(jī)都單獨(dú)設(shè)置電機(jī)控制器，在某個(gè)單獨(dú)的電機(jī)損壞時(shí)，不會(huì)影響其他電機(jī)的工作， 增加了產(chǎn)品的可靠性。第一電機(jī)控制器、第二電機(jī)控制器、第三電機(jī)控制器和第四電機(jī)控制器分別與整 車控制器相連接。本實(shí)施例中的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置在汽車的前橋上，變速箱5的輸出端通過(guò)傳動(dòng)軸和萬(wàn)向節(jié)與汽車車輪相連接，在汽車車輪和變速箱5間還連接有差速器。當(dāng)然 本發(fā)明的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)還可以設(shè)置在汽車的后橋上，或者分別設(shè)置在汽車的前 橋和后橋上。本實(shí)施例中的，電機(jī)殼體和變速箱5殼體相連形成一整體式結(jié)構(gòu)，在生產(chǎn)制造的 時(shí)候就將電機(jī)和變速箱5進(jìn)行集成，防止在汽車裝備過(guò)程中，多個(gè)電機(jī)和變速箱5進(jìn)行連接 時(shí)，因?yàn)榘惭b的失誤造成電機(jī)和變速箱5的位移，導(dǎo)致裝配不合格。在本實(shí)施例中的變速箱5為固定速比的齒輪變速箱5，采用齒輪傳遞動(dòng)力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，結(jié)構(gòu)牢靠。當(dāng)然還可以采用不固定速比的具有增速或減速性能的齒輪變速箱5，當(dāng)然還 可以采取其他不同形式的變速箱5，如使用皮帶或鏈條將電機(jī)輸出端的齒輪相連、使用液壓 的方式、使用柔性傳動(dòng)等方式進(jìn)行電機(jī)動(dòng)力的并聯(lián)。變速箱5的形式不限定本發(fā)明的包含 范圍。以下通過(guò)本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳述本發(fā)明的工作原理。在汽車低速行駛時(shí)，第一電機(jī)1開(kāi)始工作，第一電機(jī)1推動(dòng)變速箱5工作，變速箱5 工作，推動(dòng)第二電機(jī)2、第三電機(jī)3和第四電機(jī)4的輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)榈诙姍C(jī)2、第三電機(jī) 3和第四電機(jī)4沒(méi)有運(yùn)轉(zhuǎn)，所以此時(shí)僅為第二電機(jī)2、第三電機(jī)3和第四電機(jī)4的輸出軸空轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)谝浑姍C(jī)1工作一段時(shí)間后，第二電機(jī)2開(kāi)始啟動(dòng)，和第一電機(jī)1同速度的一起 推動(dòng)變速箱5工作，第二電機(jī)2工作穩(wěn)定后，第一電機(jī)1停止轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)僅有第二電機(jī)2推 動(dòng)變速箱5轉(zhuǎn)動(dòng)，第一電機(jī)1、第三電機(jī)3和第四電機(jī)4的輸出軸在變速箱5的帶動(dòng)下空轉(zhuǎn)。 第一電機(jī)1和第二電機(jī)2的切換為第一電機(jī)1提供了休息的時(shí)間，防止第一電機(jī)1因?yàn)楦?速運(yùn)轉(zhuǎn)而過(guò)熱。在第二電機(jī)2工作了一段時(shí)間后，可以切換到第三電機(jī)3和第四電機(jī)4，循 環(huán)使用各電機(jī)。如果汽車上承重較大，一個(gè)電機(jī)在推動(dòng)汽車的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)動(dòng)力不足的問(wèn)題，這時(shí) 可以同時(shí)啟動(dòng)第一電機(jī)1和第二電機(jī)2，讓第一電機(jī)1和第二電機(jī)2同時(shí)推動(dòng)變速箱5運(yùn) 動(dòng)，變速箱5的輸出端同時(shí)合并了第一電機(jī)1和第二電機(jī)2的功率和扭矩，給予汽車更大的 推動(dòng)力。這時(shí)第三電機(jī)3和第四電機(jī)4的輸出端在變速箱5的帶動(dòng)下空轉(zhuǎn)。在運(yùn)行一段時(shí)間后，第三電機(jī)3和第四電機(jī)4啟動(dòng)，替換第一電機(jī)1和第二電機(jī)2 給予推動(dòng)力，使第一電機(jī)1和第二電機(jī)2得到休息。根據(jù)車載情況的不同，在低速運(yùn)行時(shí)，可以選擇同時(shí)使用電機(jī)的數(shù)目，可以使用一 個(gè)電機(jī)，兩個(gè)電機(jī)，三個(gè)電機(jī)甚至是四個(gè)電機(jī)，使用電機(jī)的數(shù)目不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。在汽車高速行駛時(shí)，第一電機(jī)1開(kāi)始工作，第一電機(jī)1高速運(yùn)轉(zhuǎn)，第一電機(jī)1推動(dòng) 變速箱5工作，變速箱5工作推動(dòng)第二電機(jī)2、第三電機(jī)3和第四電機(jī)4的輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)?第二電機(jī)2、第三電機(jī)3和第四電機(jī)4沒(méi)有運(yùn)轉(zhuǎn)，所以此時(shí)僅為第二電機(jī)2、第三電機(jī)3和第 四電機(jī)4的輸出軸空轉(zhuǎn)。僅使用一個(gè)電機(jī)高速對(duì)汽車進(jìn)行推動(dòng)，可以將電機(jī)的速度最大化 的傳遞到汽車。在第一電機(jī)1運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后，依次切換到第二電機(jī)2、第三電機(jī)3和第四 電機(jī)4，循環(huán)使用各個(gè)電機(jī)。同樣的，如果汽車上負(fù)載較大，可以同時(shí)開(kāi)啟第一電機(jī)1和第二電機(jī)2，變速箱5整 合第一電機(jī)1和第二電機(jī)2的輸出力后傳送到汽車，驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)。這時(shí)第三電機(jī)3和第 四電機(jī)4的輸出軸被變速箱5帶動(dòng)下空轉(zhuǎn)。
在爬坡等需要強(qiáng)扭力的情況下，同時(shí)啟動(dòng)四個(gè)電機(jī)，變速箱5整合四個(gè)電機(jī)的功 率和扭矩，給予汽車強(qiáng)推動(dòng)力，多電機(jī)幾乎同時(shí)在恒扭矩工作區(qū)輸出，最大程度地提供車輛 牽引力，克服慣性和重力使汽車順利完成爬坡的動(dòng)作。爬坡動(dòng)作結(jié)束后，可以根據(jù)需要切換 到高速或低速行進(jìn)狀態(tài)。在正常剎車的情況下，停止正在運(yùn)行的電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，讓變速箱5的慣性轉(zhuǎn)動(dòng)繼續(xù) 推動(dòng)汽車前進(jìn)，在運(yùn)行了一段距離后，變速箱5也停止轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到剎車的目的。在急剎車的情況下，反轉(zhuǎn)正在轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)，給予變速箱5 —個(gè)快速的反轉(zhuǎn)力，使變 速箱5立即停止，達(dá)到急剎車的目的。需要特別提及的是，本實(shí)施例中的電機(jī)為具有自適應(yīng)特性的電機(jī)，轉(zhuǎn)速不僅受到 電機(jī)控制器的控制，還接受變速箱5的反饋，自行調(diào)整轉(zhuǎn)速。在不同的電機(jī)相互切換的時(shí) 候，根據(jù)變速箱5的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，協(xié)調(diào)各電機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到各電機(jī)共同運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。由于電機(jī) 的自適應(yīng)特性，輸入到變速箱5的電機(jī)可以為各不相同的，根據(jù)路況、車速的不同使用不同 規(guī)格的電機(jī)相搭配。電機(jī)的不同不限定本發(fā)明的包含范圍。本較佳實(shí)施例中，使用四個(gè)電機(jī)輸入到一個(gè)變速箱5。為了達(dá)到相同的目的，我們 還可以采取其他的方式，如對(duì)于負(fù)載較小的小型轎車而言，使用兩個(gè)電機(jī)輸入一個(gè)變速箱5 即可實(shí)現(xiàn)對(duì)小型轎車的驅(qū)動(dòng)(參見(jiàn)附圖4)；再如對(duì)于有位置限制的車輛而言，在同一個(gè)區(qū) 域無(wú)法布置四個(gè)電機(jī)，但是車身負(fù)載較重，需要使用四個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，這時(shí)可以采取在兩個(gè)區(qū) 域排布電機(jī)，在單個(gè)區(qū)域采取兩個(gè)電機(jī)輸入一個(gè)變速箱5中，將兩個(gè)區(qū)域的變速箱5的輸出 端再綁定在一起，也可以達(dá)到4個(gè)電機(jī)制動(dòng)的目的(參見(jiàn)附圖5)。電機(jī)的數(shù)量、電機(jī)和變速 箱5的排列方式可以有多種形式，不造成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。通過(guò)以上實(shí)施例可以看出，本發(fā)明是一種價(jià)格便宜、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用的電動(dòng)汽車驅(qū) 動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)。以上實(shí)施方式只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的 人了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神 實(shí)質(zhì)所做的等效變化或修飾均涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于包括整車控制器、與所述的整車控制器相連接的電機(jī)控制器、與所述的電機(jī)控制器相連接的至少兩個(gè)電機(jī)、與所述的電機(jī)相連接、用于合成多個(gè)所述的電機(jī)的功率和扭矩的變速箱(5)，所述的變速箱(5)具有一個(gè)輸出軸和至少兩個(gè)輸入軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于每個(gè)所述的電 機(jī)單獨(dú)連接一個(gè)所述的電機(jī)控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述的電動(dòng)汽 車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置在汽車的前橋上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述的電動(dòng)汽 車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置在汽車的后橋上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述的電動(dòng)汽 車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置在汽車的前橋和后橋上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述的變速箱 的輸出端通過(guò)傳動(dòng)軸和萬(wàn)向節(jié)與汽車車輪相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述的電機(jī)殼 體和變速箱(5)殼體相連形成一整體式結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述的變速箱 (5)為固定速比的齒輪變速箱(5)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的一種電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于 所述的變速箱(5)輸出端還連接有差速器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)，包括整車控制器、與所述的整車控制器相連接的電機(jī)控制器、與所述的電機(jī)控制器相連接的至少兩個(gè)電機(jī)、與所述的電機(jī)相連接、用于合成多個(gè)所述的電機(jī)的功率和扭矩的變速箱(5)，所述的變速箱(5)具有一個(gè)輸出軸和至少兩個(gè)輸入軸。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，提供了一種價(jià)格便宜、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)B60W10/08GK101934792SQ20101027792
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者鄧有白 申請(qǐng)人:鄧有白