本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

當(dāng)前電動(dòng)車變速系統(tǒng)普遍采用固定傳動(dòng)比的單速減速箱，或者多檔切換的電控變速箱方案。前一種方案通過電機(jī)調(diào)速來實(shí)現(xiàn)車輛變速控制，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單但車輛在低速、高速區(qū)域電機(jī)工作效率較低，影響了電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程；后一種方案類似燃油車變速箱，通過電控（或手動(dòng)）改變變速箱齒輪比實(shí)現(xiàn)車輛變速控制，這種方案可以盡量控制電機(jī)轉(zhuǎn)速工作與高效區(qū)，提高系統(tǒng)效率，但當(dāng)變速箱切換檔位時(shí)會(huì)發(fā)生動(dòng)力中斷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

一種電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)；至少兩個(gè)輸入軸，各所述輸入軸分別用于傳導(dǎo)相應(yīng)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的扭矩；空套齒輪，各所述空套齒輪空套于所述輸入軸上；結(jié)合套，所述結(jié)合套用于將各所述空套齒輪分別嚙合于相應(yīng)的輸入軸上，使相應(yīng)的空套齒輪輸出扭矩；中間軸，所述中間軸上的齒輪與各空套齒輪嚙合；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的扭矩均傳導(dǎo)到所述中間軸上；輸出軸，所述輸出軸的齒輪與所述中間軸的齒輪嚙合，將所述中間軸的扭矩輸出到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)外。

優(yōu)選的是，所述輸入軸為所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸。

優(yōu)選的是，所述輸出軸可通過所述結(jié)合套至少與一個(gè)所述輸入軸直接嚙合。

優(yōu)選的是，至少一個(gè)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸為中空的套管結(jié)構(gòu)，所述輸出軸位于所述套管結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述輸出軸相對(duì)于所述套管結(jié)構(gòu)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。

優(yōu)選的是，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為兩個(gè)，相應(yīng)的所述輸入軸為兩個(gè)，所述輸入軸和所述輸出軸位于同一條直線上。

優(yōu)選的是，所述結(jié)合套通過花鍵與輸入軸配合，使所述空套齒輪與輸入軸結(jié)合或分離。

優(yōu)選的是，兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別為第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)，相應(yīng)的所述輸入軸分別為第一輸入軸和第二輸入軸；

所述第一輸入軸上包括兩個(gè)所述空套齒輪，第一輸入軸上兩個(gè)所述空套齒輪之間配置一個(gè)可分別與兩者嚙合的結(jié)合套；

所述第二輸入軸為所述套管結(jié)構(gòu)，所述第二輸入軸上包括一個(gè)所述空套齒輪，所述輸出軸的齒輪與第二輸入軸上的所述空套齒輪之間配置一個(gè)可分別與兩者嚙合的結(jié)合套。

優(yōu)選的是，各所述空套齒輪的齒輪比不同。

優(yōu)選的是，各所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳導(dǎo)到所述中間軸上的扭矩相同。

優(yōu)選的是，還包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)用于控制各驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入；

當(dāng)一個(gè)所述結(jié)合套進(jìn)行換擋動(dòng)作時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)控制與該結(jié)合套對(duì)應(yīng)的輸入軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止輸出扭矩，同時(shí)控制結(jié)合套未動(dòng)作的輸入軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)彌補(bǔ)損失的扭矩。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明的電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方便電控自動(dòng)變速，同時(shí)配置至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)配合可以實(shí)現(xiàn)無動(dòng)力中斷的換擋。同時(shí)方便外部控制系統(tǒng)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行控制，可以保障在絕大部分速度下電機(jī)均工作于高效率區(qū)域。換擋過程不會(huì)產(chǎn)生動(dòng)力中斷，通過外部控制同步省掉了傳統(tǒng)機(jī)械式變速箱的同步器。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的低速雙電機(jī)模式示意圖；

圖3為本發(fā)明的電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的中速雙電機(jī)模式示意圖；

圖4為本發(fā)明的電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的高速雙電機(jī)模式示意圖；

圖5為本發(fā)明的電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的換擋模式示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

一種電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)；至少兩個(gè)輸入軸，各所述輸入軸分別用于傳導(dǎo)相應(yīng)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的扭矩；空套齒輪，各所述空套齒輪空套于輸入軸上；結(jié)合套，所述結(jié)合套用于將各所述空套齒輪分別嚙合于相應(yīng)的輸入軸上，使相應(yīng)的空套齒輪輸出扭矩；中間軸，所述中間軸上的齒輪與各空套齒輪嚙合；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的扭矩均傳導(dǎo)到所述中間軸上；輸出軸，所述輸出軸的齒輪與所述中間軸的齒輪嚙合，將所述中間軸的扭矩輸出到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)外。

所述輸入軸為所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸。所述輸出軸可通過所述結(jié)合套至少與一個(gè)所述輸入軸直接嚙合。至少一個(gè)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸為中空的套管結(jié)構(gòu)，所述輸出軸位于所述套管結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述輸出軸相對(duì)于所述套管結(jié)構(gòu)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。所述輸入軸和所述輸出軸位于同一條直線上。所述結(jié)合套通過花鍵與輸入軸配合，使所述空套齒輪與輸入軸結(jié)合或分離。

如圖1所示，本實(shí)施例采用最常見的雙電機(jī)直驅(qū)形式為例。輸入兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別為第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)1和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)2，相應(yīng)的所述輸入軸分別為第一輸入軸3和第二輸入軸4；

所述第一輸入軸3上包括兩個(gè)所述空套齒輪，分別為第一空套齒輪5和第二空套齒輪6，第一輸入軸3上兩個(gè)所述空套齒輪之間配置一個(gè)可分別與兩者嚙合的第一結(jié)合套7；

所述第二輸入軸4為套管結(jié)構(gòu)，所述第二輸入軸4上包括一個(gè)所述空套齒輪，為第三空套齒輪8，輸出軸16的齒輪9與第二輸入軸4上的第三空套齒輪8之間配置一個(gè)可分別與兩者嚙合的第二結(jié)合套10。

相應(yīng)地，中間軸11上配置與第一空套齒輪5、第二空套齒輪6和第三空套齒輪8相嚙合的第一中間齒輪12、第二中間齒輪13和第三中間齒輪14。第一空套齒輪5和第一中間齒輪12組成一檔齒輪對(duì)，第二空套齒輪6和第二中間齒輪13組成二檔齒輪對(duì)，第三空套齒輪8和第三中間齒輪14組成三檔齒輪對(duì)，輸出軸16的齒輪9和第四中間齒輪15組成四擋齒輪對(duì)，第二輸入軸4可直接與輸出軸16耦合輸出扭矩。所述第一輸入軸2和第二輸入軸4（包含所述輸出軸16）位于同一條直線上，保證驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的體積最小化配置。各結(jié)合套通過可滑動(dòng)花鍵對(duì)輸入軸進(jìn)行配置，實(shí)現(xiàn)空套齒輪與輸入軸的結(jié)合或分離。各所述空套齒輪的齒輪比不同，但在輸入時(shí)保證各所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳導(dǎo)到所述中間軸上的扭矩相同，當(dāng)然扭矩也可不同。

所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)用于控制各驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入；當(dāng)一個(gè)所述結(jié)合套進(jìn)行換擋動(dòng)作時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)控制與該結(jié)合套對(duì)應(yīng)的輸入軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止輸出扭矩，同時(shí)控制結(jié)合套未動(dòng)作的輸入軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)彌補(bǔ)損失的扭矩，如此實(shí)現(xiàn)換擋時(shí)不會(huì)產(chǎn)生動(dòng)力中斷。當(dāng)中間軸上的扭矩不同時(shí)，通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)補(bǔ)償其扭矩，補(bǔ)償?shù)闹禐?0%至50%。

下面以三個(gè)空套齒輪和一個(gè)輸出軸齒輪與中間軸齒輪齒比分別為4，2，1.5，1為例進(jìn)行說明：

情況1：低速雙電機(jī)模式

如圖2所示，第一結(jié)合套7滑向左側(cè)，第二結(jié)合套10滑向右側(cè)；第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)1的動(dòng)力依次通過第一空套齒輪5，第一中間齒輪12，第四中間齒輪15和輸出軸16的齒輪9傳遞到輸出軸上；第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)2的動(dòng)力依次通過第三空套齒輪8，第三中間齒輪14，第四中間齒輪15和輸出軸16的齒輪9傳遞到輸出軸上；通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)1和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)2扭矩輸出可以實(shí)現(xiàn)兩者的扭矩參與比例，從而盡可能讓第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)1和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)2在車輛低速時(shí)工作于高效區(qū)。

情況2：中速雙電機(jī)模式

如圖3所示，第一結(jié)合套7滑向右側(cè)，第二結(jié)合套10滑向右側(cè)；第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)1的動(dòng)力依次通過第二空套齒輪6，第二中間齒輪13第四中間齒輪15和輸出軸16的齒輪9傳遞到輸出軸上；第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)2的動(dòng)力依次通過第三空套齒輪8，第三中間齒輪14，第四中間齒輪15和輸出軸16的齒輪9傳遞到輸出軸上；通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)1和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)2扭矩輸出可以實(shí)現(xiàn)兩者的扭矩參與比例，從而盡可能讓第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)1和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)2在車輛中速時(shí)工作于高效區(qū)。

情況3：高速雙電機(jī)模式

如圖4所示，第一結(jié)合套7滑向右側(cè)，第二結(jié)合套10滑向左側(cè)；第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)1的動(dòng)力依次通過第二空套齒輪6，第二中間齒輪13第四中間齒輪15和輸出軸16的齒輪9傳遞到輸出軸上；第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)2的動(dòng)力直接傳遞到輸出軸16上；通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)1和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)2扭矩輸出可以實(shí)現(xiàn)兩者的扭矩參與比例，從而盡可能讓第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)1和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)2在車輛高速時(shí)工作于高效區(qū)。在高速雙電機(jī)模式下，第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)2的動(dòng)力不再需要經(jīng)過齒輪傳動(dòng)，而是直接輸出，提高了高速工況下的效率。

倒車模式與低速雙電機(jī)模式相同僅控制電機(jī)提供反向動(dòng)力即可。同時(shí)第一結(jié)合套7和第二結(jié)合套10單個(gè)滑動(dòng)也可實(shí)現(xiàn)單電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作，此模式不再累述。

換擋時(shí)以系統(tǒng)從雙電機(jī)低速模式切換到雙電機(jī)中速模式為例，如圖5所示，當(dāng)換擋指令下達(dá)后第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)1停止扭矩輸出，同時(shí)第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)2增加扭矩輸出以彌補(bǔ)損失的動(dòng)力，然后第一結(jié)合套7滑向中央位置，通過控制第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)1將其轉(zhuǎn)速、相位與輸出軸16的齒輪9完全同步后，第一結(jié)合套7滑向右側(cè)，第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)1恢復(fù)扭矩輸出，第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)2恢復(fù)以前的扭矩輸出，換擋結(jié)束。整個(gè)換擋過程由于第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)2持續(xù)提供扭矩，不會(huì)產(chǎn)生動(dòng)力中斷。由于換擋過程短暫（通常不超過1秒），在換擋過程中第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)2增加扭矩不會(huì)導(dǎo)致電機(jī)過熱。同時(shí)，通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速、相位實(shí)現(xiàn)同步，省掉了傳統(tǒng)機(jī)械式變速箱的同步器。