一種并聯(lián)增程式電動汽車動力系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種并聯(lián)增程式電動汽車動力系統(tǒng)，該動力系統(tǒng)包括發(fā)動機，第一電動機，第二電動機，連接斷開單元，第一、第二傳動機構(gòu)，齒輪傳動機構(gòu)；所述發(fā)動機通過第一傳動機構(gòu)與第一電動機轉(zhuǎn)子連接，并通過第一傳動機構(gòu)和連接斷開單元輸出動力；第二電動機轉(zhuǎn)子通過第二傳動機構(gòu)輸出動力；第一、第二傳動機構(gòu)輸出的動力經(jīng)過齒輪傳動機構(gòu)傳遞到差速器，然后經(jīng)過半軸傳遞到車輪；所述的第二電動機可以一直驅(qū)動車輛，滿足整車動力性需求，保證純電動性能。本實用新型通過控制連接斷開單元的分離或者結(jié)合，實現(xiàn)動力總成運行模式的切換，在動力電池電量不足時，低速時串聯(lián)驅(qū)動車輛，高速時并聯(lián)驅(qū)動車輛，提高了車輛的高速長途性能。
【專利說明】一種并聯(lián)增程式電動汽車動力系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于電動汽車【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種增程式電動汽車動力系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有技術(shù)中，公知有以下內(nèi)容。
[0003] 增程式電動車是一種配有車載動力電池和輔助動力單元 (AuxiliaryEnergySupply，AES)的純電驅(qū)動的電動汽車，當(dāng)電能充足時，電池提供車輛行駛 所需的所有能量，當(dāng)電能不足時，輔助動力單元工作。
[0004] 增程式電動汽車工作模式分成兩個階段，第一階段為⑶（ChargeDepleting，電量 消耗）階段，該階段下保持純電動行駛，在有限的行駛里程內(nèi)由電池提供能量；第二階段為 CS (ChargeSustaining,電量保持)階段，該階段下發(fā)動機參與工作，實現(xiàn)整車續(xù)駛里程的延 長。
[0005] 目前的增程式電動汽車存在兩種構(gòu)型，包括串聯(lián)增程式電動汽車（如 AudiAle-tron)和混聯(lián)增程式電動汽車(如ChevroletVOLT)。在串聯(lián)增程式電動車中，電動 機為驅(qū)動動力源，發(fā)動機不直接驅(qū)動車輛，只是在動力電池電量下降到一定程度時，發(fā)動機 才會起動，帶動發(fā)電機發(fā)電，為驅(qū)動電機提供能量。串聯(lián)增程式電動汽車動力系統(tǒng)較為簡 單，成本較低。在混聯(lián)增程式電動汽車VOLT中，CS階段，低速行駛時串聯(lián)驅(qū)動，高速行駛時 電動機與發(fā)動機聯(lián)合驅(qū)動車輛行駛，在CS階段下動力性和油耗均優(yōu)于串聯(lián)增程式電動汽 車。
[0006] 中國大多數(shù)用戶都是首次購車，對高速長途性能要求較高。由于目前電池能量密 度低，純電動車不能滿足高速長途行駛的要求。
[0007] 如上述串聯(lián)增程式電動汽車，通常配置小功率的發(fā)動機和發(fā)電機，在CS階段下動 力性只能滿足回家行駛。如果增大發(fā)動機和發(fā)電機的功率以提高CS階段的高速長途動力 性，則由于能量二次轉(zhuǎn)換損失，高速長途行駛時經(jīng)濟性差。所以，串聯(lián)增程式電動汽車高速 長途性能差。
[0008] 混聯(lián)增程式電動汽車在CS階段下動力性和油耗均優(yōu)于串聯(lián)增程式電動汽車，可 以滿足高速長途行駛的要求，但動力系統(tǒng)復(fù)雜、成本較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低的并聯(lián)增程式電動汽 車動力系統(tǒng)，由該動力系統(tǒng)驅(qū)動的電動汽車具有良好的高速長途性能。
[0010] 為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的并聯(lián)增程式電動汽車動力系統(tǒng)包括發(fā)動 機，第一電動機，第二電動機，連接斷開單元，第一、第二傳動機構(gòu)，齒輪傳動機構(gòu)；所述發(fā)動 機通過第一傳動機構(gòu)與第一電動機轉(zhuǎn)子連接，并通過第一傳動機構(gòu)和連接斷開單元輸出動 力；第二電動機轉(zhuǎn)子通過第二傳動機構(gòu)輸出動力；第一、第二傳動機構(gòu)輸出的動力經(jīng)過齒 輪傳動機構(gòu)傳遞到差速器，然后經(jīng)過半軸傳遞到車輪。
[0011] 第二電動機可以一直驅(qū)動車輛，滿足整車動力性需求，保證純電動性能；通過控制 連接斷開單元的分離或者結(jié)合，實現(xiàn)動力總成運行模式的切換。動力電池電量充足時（S0C 為35%?100%)，第二電動機單獨驅(qū)動車輛行駛，發(fā)動機停機，降低油耗及排放。動力電池電 量不足時（SOC為25%?35%)，低速行駛時利用第一電動機為動力電池充電以滿足車輛功率 需求，高速行駛時發(fā)動機參與驅(qū)動以滿足車輛的驅(qū)動功率與電動附件消耗功率的需求，提 高了發(fā)動機的負荷率，從而改善了整車的燃油經(jīng)濟性。本實用新型在動力電池電量不足時， 低速時串聯(lián)驅(qū)動車輛，高速時并聯(lián)驅(qū)動車輛，提高了車輛的高速長途性能。
[0012] 所述第一傳動機構(gòu)由傳動軸構(gòu)成，發(fā)動機通過傳動軸與第一電動機轉(zhuǎn)子及連接斷 開單元連接，所述發(fā)動機動力輸出端可以配置一個減震器，起到緩沖減震作用。
[0013] 所述第一傳動機構(gòu)還可以采用第一行星齒輪機構(gòu)，發(fā)動機與第一行星齒輪機構(gòu)的 行星架及連接斷開單元相連，第一電動機轉(zhuǎn)子與第一行星齒輪機構(gòu)的太陽輪相連，所述發(fā) 動機動力輸出端可以配置一個減震器，起到緩沖減震作用。
[0014] 當(dāng)?shù)谝粋鲃訖C構(gòu)米用第一行星齒輪機構(gòu)時，啟動發(fā)動機時需求的第一電動機轉(zhuǎn)矩 減小，可以采用較小的第一電動機，降低成本，方便整車安裝布置。
[0015] 所述第二傳動機構(gòu)采用第二行星齒輪機構(gòu)，第二電動機轉(zhuǎn)子與第二行星齒輪機構(gòu) 的太陽輪相連，第二行星齒輪機構(gòu)的行星架通過齒輪傳動機構(gòu)與差速器連接。
[0016] 當(dāng)?shù)诙鲃訖C構(gòu)采用行星齒輪機構(gòu)機構(gòu)時，可以降低對第二電動機的扭矩需求， 可以采用一個較小的第二電動機，降低成本，方便整車安裝布置。
[0017] 所述的連接斷開單元可以是干式離合器、濕式離合器或者其它能夠?qū)崿F(xiàn)連接斷開 功能的機構(gòu)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明。
[0019] 圖1為本實用新型的并聯(lián)增程式電動汽車動力系統(tǒng)實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖2為本實用新型的并聯(lián)增程式電動汽車動力系統(tǒng)實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖中，1.發(fā)動機2.傳動軸3.第一電動機定子4.第一電動機轉(zhuǎn)子5.連接 斷開單元6.齒輪7.第二行星齒輪機構(gòu)齒圈8.第二行星齒輪機構(gòu)行星架9.第二 行星齒輪機構(gòu)行星輪10.第二行星齒輪機構(gòu)太陽輪11.第二電動機轉(zhuǎn)子12.第二電 動機定子13、14.齒輪15.差速器16.半軸17.車輪18.第一行星齒輪機構(gòu)齒圈 19.第一行星齒輪機構(gòu)行星架 20.第一行星齒輪機構(gòu)行星輪 21.第一行星齒輪機構(gòu)太 陽輪30.減震器

【具體實施方式】
[0022] 本實用新型的并聯(lián)增程式電動汽車動力系統(tǒng)包括發(fā)動機1、第一電動機、第二電動 機、連接斷開單元5、第一、第二傳動機構(gòu)，齒輪傳動機構(gòu)；所述發(fā)動機1通過第一傳動機構(gòu) 與第一電動機轉(zhuǎn)子4及連接斷開單元5連接；第二電動機轉(zhuǎn)子11與第二傳動機構(gòu)連接，連 接斷開單元5和第二傳動機構(gòu)通過齒輪傳動機構(gòu)與差速器15連接，差速器15通過半軸16 與車輪17連接。
[0023] 實施例1
[0024] 如圖1所示，本實用新型的并聯(lián)增程式電動汽車動力系統(tǒng)包括發(fā)動機1、第一電動 機、第二電動機、連接斷開單元5、第一、第二傳動機構(gòu)，齒輪傳動機構(gòu)；所述發(fā)動機1用來滿 足車輛高速勻速行駛的驅(qū)動功率與電動附件消耗功率的需求，第一電動機的功率用來滿足 車輛中低速行駛的功率需求；連接斷開單元5采用干式離合器；第二電動機由整車動力性 決定；第一傳動機構(gòu)采用傳動軸；第二傳動機構(gòu)采用第二行星齒輪機構(gòu)。
[0025] 所述第二行星齒輪機構(gòu)包括齒圈7、行星架8、行星輪9、太陽輪10 ;齒圈7固定，不 能旋轉(zhuǎn)，行星架8及其上的行星輪9和太陽輪10能夠自由旋轉(zhuǎn)。
[0026] 所述齒輪傳動機構(gòu)包括齒輪6、齒輪13、齒輪14。
[0027] 發(fā)動機1通過傳動軸2與第一電動機轉(zhuǎn)子4及離合器連接；第二電動機轉(zhuǎn)子11與 太陽輪10連接，兩個行星輪9與太陽輪10和齒圈7嚙合；行星架8、離合器與齒輪6連接， 齒輪6通過齒輪13、齒輪14與差速器15連接，差速器15通過半軸16與車輪17連接。
[0028] 所述的減震器30配置在發(fā)動機動力輸出端，起到緩沖減震作用，削減發(fā)動機1傳 遞到第一電動機的震動。
[0029] 第二電動機由未示于圖中的動力電池供電，在車輛停止運行時，可以通過外接電 網(wǎng)對動力電池進行充電，在車輛行駛過程中，當(dāng)動力電池電量下降到一定程度時，發(fā)動機1 驅(qū)動第一電動機為動力電池充電。
[0030] 所述的第二電動機峰值功率由整車動力性決定，其不僅大于整車百公里加速的需 求功率，而且大于整車最高車速的需求功率，具體功率大小由整車整備質(zhì)量、百公里加速時 間、整車風(fēng)阻、滾阻等決定。其中整車百公里加速的需求功率和整車最高車速的需求功率均 為本領(lǐng)域技術(shù)人員通過常規(guī)技術(shù)手段就可以確定的。
[0031] 根據(jù)動力電池荷電狀態(tài)（S0C)，所述增程式電動汽車動力系統(tǒng)有兩個工作階段： 電量消耗（⑶）階段和電量維持（CS)階段。當(dāng)動力電池電量充足（S0C為35%?100%)時， 所述增程式電動汽車動力系統(tǒng)工作在CD階段，當(dāng)動力電池電量降低到一定程度（S0C為 25%?35%)時，所述增程式電動汽車動力系統(tǒng)進入到CS階段。在CD階段下所述增程式電 動汽車動力系統(tǒng)工作在純電動模式。在CS階段下所述增程式電動汽車動力系統(tǒng)有以下幾 種工作模式：低速串聯(lián)模式、高速行車發(fā)電模式、高速發(fā)動機單獨驅(qū)動模式和高速聯(lián)合驅(qū)動 模式。在CS階段下，由于發(fā)動機可以直接參與驅(qū)動，減少了能量的二次損失，發(fā)動機負荷率 大，所以其高速長途性能較好。
[0032] CD和CS階段下所述增程式電動汽車動力系統(tǒng)工作模式如下表所示。

【權(quán)利要求】
1. 一種并聯(lián)增程式電動汽車動力系統(tǒng)，其特征在于包括發(fā)動機（1 )，第一電動機，第二 電動機，連接斷開單元（5)，第一、第二傳動機構(gòu)，齒輪傳動機構(gòu)；所述發(fā)動機（1)通過第一 傳動機構(gòu)與第一電動機轉(zhuǎn)子連接，并通過第一傳動機構(gòu)和連接斷開單元（5)輸出動力；第 二電動機轉(zhuǎn)子通過第二傳動機構(gòu)輸出動力；第一、第二傳動機構(gòu)輸出的動力經(jīng)過齒輪傳動 機構(gòu)傳遞到差速器（15)，然后經(jīng)過半軸（16)傳遞到車輪（17)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)增程式電動汽車動力系統(tǒng)，其特征在于所述第一傳動機 構(gòu)由傳動軸（2)構(gòu)成，發(fā)動機（1)通過傳動軸（2)與第一電動機轉(zhuǎn)子（4)及連接斷開單元（5) 連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)增程式電動汽車動力系統(tǒng)，其特征在于所述第一傳動機 構(gòu)采用第一行星齒輪機構(gòu)，發(fā)動機（1)與第一行星齒輪機構(gòu)的行星架（19)及連接斷開單元 (5)相連，第一電動機轉(zhuǎn)子（4)與第一行星齒輪機構(gòu)的太陽輪（21)相連。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的并聯(lián)增程式電動汽車動力系統(tǒng)，其特征在于在發(fā)動機 (1)動力輸出端配置一個減震器（30)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)增程式電動汽車動力系統(tǒng)，其特征在于所述第二傳動機 構(gòu)采用第二行星齒輪機構(gòu)，第二電動機轉(zhuǎn)子（11)與第二行星齒輪機構(gòu)的太陽輪（10)相連， 第二行星齒輪機構(gòu)的行星架（8)通過齒輪傳動機構(gòu)與差速器（15)連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)增程式電動汽車動力系統(tǒng)，其特征在于所述的連接斷開 單元（5)采用干式離合器或濕式離合器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)增程式電動汽車動力系統(tǒng)，其特征在于所述的第二電動 機峰值功率不僅大于整車百公里加速需求功率、而且大于最高車速需求功率。
【文檔編號】B60K6/38GK204161081SQ201420155389
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】趙子亮, 劉明輝, 李元, 楊興旺, 劉建康, 李川 申請人:中國第一汽車股份有限公司