模塊化混合系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】模塊化混合系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本專利申請要求于2014年9月17日提交的美國臨時專利申請第62/051，578號的權(quán)益，該申請的全部內(nèi)容通過弓I用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開總體上涉及至少部分地由電動推進(jìn)或驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動的車輛，所述電動推進(jìn)或驅(qū)動系統(tǒng)包括至少一個電動牽引馬達(dá)和至少一個電動馬達(dá)控制器。
【背景技術(shù)】
[0004]本部分提供了與本公開內(nèi)容有關(guān)但不一定是現(xiàn)有技術(shù)的背景信息。
[0005]汽車行業(yè)正積極努力地開發(fā)替代動力系統(tǒng)，以設(shè)法顯著地減少或消除通過配備有內(nèi)燃機的常規(guī)動力系統(tǒng)向空氣中排放的排放物。朝著配備有一個或更多個電動牽引馬達(dá)的電動車輛(EV)的方向已經(jīng)有重大進(jìn)展。例如，一些電動車輛僅通過(一個或多個)電動馬達(dá)驅(qū)動，并且僅僅依靠存儲在車載電池組中的電能。然而，一些通常被稱為混合電動車輛(HEV)的其它電動車輛同時具有內(nèi)燃機以及一個或更多個牽引馬達(dá)二者。
[0006]存在有兩種類型的混合電動車輛，即串聯(lián)式混合和并聯(lián)式混合。在串聯(lián)式混合電動車輛中，通過(一個或多個)電動牽引馬達(dá)產(chǎn)生牽引功率并且將其傳送至車輪，而內(nèi)燃引擎用于驅(qū)動發(fā)電機以對電池組充電。在并聯(lián)式混合電動車輛中，(一個或多個)牽引馬達(dá)和內(nèi)燃機獨立地或相結(jié)合地工作，以產(chǎn)生牽引功率并將其傳送至車輪。
[0007]目前正在開發(fā)各種類型的電動和混合的動力系統(tǒng)布置。例如，一些電動車輛配備有輪式電動牽引馬達(dá)/齒輪箱組件。在這樣的布置中，在牽引馬達(dá)和驅(qū)動輪輪轂之間設(shè)置有定比齒輪減少。在其它布置中，使用電動推進(jìn)系統(tǒng)來產(chǎn)生牽引功率并且將其傳送至車輪對。電動推進(jìn)系統(tǒng)可以包括:電動牽引馬達(dá)；最終驅(qū)動器組件，其包括適于連接到車輪的差動單元；以及減速齒輪組，用于將牽引馬達(dá)的輸出部件直接耦接至差動單元的輸入部件。減速齒輪組可以基于中間軸配置或行星齒輪配置，以用于在牽引馬達(dá)和差動單元之間提供所期望的速度減少和扭矩倍增。因此，電動推進(jìn)系統(tǒng)本質(zhì)上是能夠適于驅(qū)動車輛的前輪或后輪的單速或“直接驅(qū)動”的變速驅(qū)動橋。
[0008]在一些其它電動或混合車輛中，電動推進(jìn)系統(tǒng)可以包括成對的電動牽引馬達(dá)，該成對的電動牽引馬達(dá)中的每一個安裝在車輪的板中并且耦接有用于驅(qū)動車軸將牽引功率傳輸至車輪的齒輪減速單元。可以獨立地控制這些牽引馬達(dá)，以將平衡的功率和牽引力分配至每個車輪，而無需關(guān)注與配備有差動單元的傳統(tǒng)車輛相關(guān)聯(lián)的輪間滑移。在配備有這樣的“雙馬達(dá)”電動推進(jìn)系統(tǒng)的車輛中，這種功率和牽引的平衡可以在前輪驅(qū)動(FWD)或后輪驅(qū)動(RWD)的車輛配置中提供側(cè)到側(cè)(即“左到右”)的控制。替選地，在車輛的前部和后部均可以使用電動推進(jìn)系統(tǒng)，以提供四個獨立可控的牽引馬達(dá)，并且針對左到右和前到后兩者的控制產(chǎn)生平衡的功率和牽引力，以建立四輪驅(qū)動(4WD)的車輛配置。這樣的雙馬達(dá)電力推進(jìn)系統(tǒng)通常包括在牽引馬達(dá)和車軸之間的定比齒輪組。然而，定比齒輪組可能要求在低端扭矩和頂端速度之間進(jìn)行折衷，以及需要利用較大的馬達(dá)來適應(yīng)所有的扭矩和速度的要求。
[0009]鑒于上述情況，將有益的是提供以下技術(shù)，該技術(shù)解決和克服了這些問題，以便有利于具有優(yōu)化的功率和牽引力傳送特性的電動驅(qū)動車輛的設(shè)計和制造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本部分提供了本公開內(nèi)容的總體概要，而不是其全部范圍或其所有特征的全面公開。
[0011]根據(jù)本公開的方面，公開了一種用于車輛的電動推進(jìn)系統(tǒng)。車輛可以包括第一車輪對、第二車輪對和系統(tǒng)控制器。電動推進(jìn)系統(tǒng)可以被配置成將電動牽引功率提供給第一車輪或第二車輪，并且可以包括:第一電動牽引馬達(dá)，其可操作地連接至第一車輪或第二車輪中的一個車輪；第二電動牽引馬達(dá)，其可操作地連接至第一車輪或第二車輪中的另一車輪；以及至少一個電動馬達(dá)控制器，其與第一電動牽引馬達(dá)和第二電動牽引馬達(dá)互連或以進(jìn)行電通信。
[0012]根據(jù)電動推進(jìn)系統(tǒng)的一種實施方式，第一電動牽引馬達(dá)安裝至第一車輪中的一個車輪并且適于驅(qū)動所述第一車輪中的一個車輪，而第二電動牽引馬達(dá)安裝至第一車輪中的另一車輪并且適于驅(qū)動所述第一車輪中的另一車輪，以建立后輪驅(qū)動(RWD)的電動車輛。換言之，第一電動牽引馬達(dá)內(nèi)置于第一車輪中的一個車輪中，而第二電動牽引馬達(dá)內(nèi)置于第一車輪中的另一車輪中。根據(jù)電動推進(jìn)系統(tǒng)的另一實施方式，第一電動牽引馬達(dá)安裝至第二車輪中的一個車輪并且適于驅(qū)動所述第二車輪中的一個車輪，而第二電動牽引馬達(dá)安裝至第二車輪中的另一車輪并且適于驅(qū)動所述第二車輪中的另一車輪，以建立前輪驅(qū)動(FffD)的電動車輛。在任一實施方式中，電動推進(jìn)系統(tǒng)不要求齒輪箱以電的方式驅(qū)動第一車輪對或第二車輪對。因此，優(yōu)選的實施方式減少了電動推進(jìn)系統(tǒng)的復(fù)雜性、部件和總體成本。
[0013]根據(jù)這些和其它方面、特征和優(yōu)點，本公開的電動推進(jìn)系統(tǒng)還可以包括成對的電動馬達(dá)控制器，所述成對的電動馬達(dá)控制器中的每一個與相應(yīng)的電動牽引馬達(dá)以及系統(tǒng)控制器進(jìn)行通信。電動馬達(dá)控制器中的每一個傳達(dá)和接收來自系統(tǒng)控制器的車輛信號，并且相應(yīng)地對各個電動牽引馬達(dá)進(jìn)行控制。換言之，成對的電動馬達(dá)控制器對從系統(tǒng)控制器接收的內(nèi)燃機的車輛狀況作出反應(yīng)，以根據(jù)需要提供車輛輔助功率。因為電動推進(jìn)系統(tǒng)被設(shè)計成僅監(jiān)聽氣體推進(jìn)系統(tǒng)，即不向氣體推進(jìn)系統(tǒng)輸出信號，所以電動推進(jìn)系統(tǒng)可以普遍地應(yīng)用于用于建立實現(xiàn)電動推進(jìn)系統(tǒng)的模塊化方法的所有車輛。換言之，電動推進(jìn)系統(tǒng)可以在不干擾或影響現(xiàn)有引擎控制的情況下協(xié)助車輛。
[0014]根據(jù)本文提供的描述，另外的適用性領(lǐng)域?qū)⒆兊妹黠@。本概要中的描述和具體示例僅意在說明的目的，而非意在限制本公開內(nèi)容的范圍。
【附圖說明】
[0015]本文描述的附圖僅出于所選擇的實施方式而不是所有可能的實現(xiàn)方式的說明性目的，而非意在限制本公開內(nèi)容的范圍。通過參照下面在結(jié)合附圖進(jìn)行考慮時的詳細(xì)描述，正如將更好地理解本公開內(nèi)容的那樣，將易于理解本公開內(nèi)容的其它優(yōu)點，在附圖中:
[0016]圖1是包括氣體推進(jìn)系統(tǒng)的車輛的立體圖；
[0017]圖2是包括氣體推進(jìn)系統(tǒng)和電動推進(jìn)系統(tǒng)的車輛的立體圖；
[0018]圖3更詳細(xì)地示出了圖2的電動推進(jìn)系統(tǒng)；
[0019]圖4是電動推進(jìn)系統(tǒng)的一部分的頂視圖；
[0020]圖5是電動推進(jìn)系統(tǒng)的示例性電動牽引馬達(dá)的立體圖；
[0021]圖6是圖4的電動牽引馬達(dá)的側(cè)視圖；以及
[0022]圖7是電動推進(jìn)系統(tǒng)的電池組的示例性布置的立體圖。
[0023]貫穿附圖的各個視圖，相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的部件。
【具體實施方式】
[0024]現(xiàn)在將參照附圖來更全面地描述示例實施方式。提供示例實施方式，使得本公開內(nèi)容將是透徹的，并且向本領(lǐng)域技術(shù)人員全面地表達(dá)本公開內(nèi)容的范圍。闡述了許多具體細(xì)節(jié)如具體部件、裝置和方法的示例，以提供對本公開內(nèi)容的實施方式的透徹理解。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將明顯的是，不必使用具體細(xì)節(jié)，可以以許多不同的形式來實施示例實施方式，并且示例實施方式不應(yīng)被解釋為對本公開內(nèi)容的范圍進(jìn)行限制。在一些示例性實施方式中，沒有詳細(xì)描述公知的過程、公知的裝置結(jié)構(gòu)以及公知的技術(shù)。
[0025]首先參照圖1，現(xiàn)有技術(shù)的用于車輛10的氣體推進(jìn)系統(tǒng)12的示例性布置包括引擎14，其可操作成耦接以驅(qū)動成對的第一接地輪16。引擎模塊18借助于車輛總線(CAN)與引擎14進(jìn)行電通信，以接收信號并將信號發(fā)送至引擎14。
[0026]參照圖2，根據(jù)本主題公開的用于車輛10的模塊化混合系統(tǒng)的示例性布置包括:緊接在上面描述的氣體推進(jìn)系統(tǒng)12，以及用于驅(qū)動成對的第二接地輪22的電動推進(jìn)系統(tǒng)
20。雖然電動推進(jìn)系統(tǒng)20被示出并布置為車輛10的后傳動系，但是在不脫離本主題公開的范圍的情況下，電動推進(jìn)系統(tǒng)20還可以被布置為電動車輛的前傳動系。
[0027]如在圖3中最佳示出的，在示例性實施方式中，電動推進(jìn)系統(tǒng)20包括第一電動牽引馬達(dá)24和第二電動牽引馬達(dá)26，第一電動牽引馬達(dá)24安裝至第二車輪22中的一個車輪，第二電動牽引馬達(dá)26安裝至第二車輪22的另一車輪。如在圖4和圖5中最佳示出的，在示例性實施方式中，第一電動牽引馬達(dá)24和第二電動牽引馬達(dá)26優(yōu)選地被馬達(dá)殼體28圍住或包圍。如在圖4中進(jìn)一步示出的，在示例性實施方式中，通過移除相應(yīng)的車軸29的端部段，并且然后將馬達(dá)殼體28焊接到相應(yīng)的截斷軸端，來將電動牽引馬達(dá)24、26安裝至第二車輪22。對車軸29進(jìn)行修改以提供用于將電動牽引馬達(dá)24、26安裝在第二車輪22中的每一個之內(nèi)或第二車輪22中的每一個之上，這導(dǎo)致了第二車輪22由電動牽引馬達(dá)24、26直接驅(qū)動。
[0028]如圖3所示，電動推進(jìn)系統(tǒng)20還包括成對的電動馬達(dá)控制器30，所述成對的電動馬達(dá)控制器30中的每一個與第一電動牽引馬達(dá)24或第二電動牽引馬達(dá)26中的相應(yīng)的一個進(jìn)行通信，并且所述成對的電動馬達(dá)控制器30中的每一個由電池組32來供電。如圖7所示，在實施方式中，電動推進(jìn)系統(tǒng)20還可以包括成對的電池組32，所述成對的電池組32中的每一個與電池盒34和電池充電器36進(jìn)行通信。
[0029]如圖2所示，電動推進(jìn)系統(tǒng)20還包括電動推進(jìn)系統(tǒng)控制器38，電動推進(jìn)系統(tǒng)控制器38與引擎模塊18進(jìn)行電通信。所述成對的電動馬達(dá)控制器30中的每一個單獨與系統(tǒng)控制器38進(jìn)行通信，并且因此能夠從系統(tǒng)控制器38接收車輛信號，以相應(yīng)地對各個電動牽引馬達(dá)24、26進(jìn)行控制。換言之，成對的電動馬達(dá)控制器30對如從系統(tǒng)控制器38接收的車輛CAN信號例如瞬時燃料消耗進(jìn)行監(jiān)聽并作出反應(yīng)，以給氣體推進(jìn)系統(tǒng)12提供幫助。
[0030]如在圖3中最佳示出的，電動推進(jìn)系統(tǒng)20還包括冷卻回路40，以幫助散發(fā)在電動馬達(dá)控制器30和電動牽引馬達(dá)24、26 二者中產(chǎn)生的熱量。冷卻回路40包括散熱器和冷卻風(fēng)扇42，其優(yōu)選地安裝在電動車輛10的前面。冷卻回路40還包括優(yōu)選地位于車輛10的底部的栗44，栗44將冷卻流體從散熱器42栗送至車輛10的后部并進(jìn)入成對的電動馬達(dá)控制器30中的第一個電動馬達(dá)控制器。當(dāng)離開第一馬達(dá)控制器時，冷卻流體被繞送至所述成對的電動馬達(dá)控制器30中的另一個電動馬達(dá)控制器，此后，冷卻流體被繞送至各個電動牽引馬達(dá)24、26。當(dāng)離開該電動牽引馬達(dá)24、26時，冷卻流體被繞送至其它電動牽引馬達(dá)
24、26，并且隨后返回到車輛10的前部并進(jìn)入散熱器42，從而形成閉環(huán)液壓回路。如圖4所示，在示例