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CN103552477A - 一种电动汽车双电机驱动系统 - Google Patents

一种电动汽车双电机驱动系统 Download PDF

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CN103552477A
CN103552477A CN201310470609.0A CN201310470609A CN103552477A CN 103552477 A CN103552477 A CN 103552477A CN 201310470609 A CN201310470609 A CN 201310470609A CN 103552477 A CN103552477 A CN 103552477A
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drive system
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CN201310470609.0A
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时培成
孙阳敏
解文辰
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Anhui Polytechnic University
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Anhui Polytechnic University
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Abstract

本发明公开了一种电动汽车双电机驱动系统，其特征在于：所述的驱动系统为集成控制单元的输出端分别连接大功率驱动电机和小功率驱动电机；大功率驱动电机和小功率驱动电机经过动力耦合器整合后将动力输出到汽车的传动轴上；集成控制单元的输入端分别连接超级电容、飞轮电池和无线充电装置。由于采用上述的结构，本发明的优点在于：1、根据汽车行驶状态实时调整不同功率的电动机工作，充分利用能源；2、具有较好的电能回收功能；3、提高车辆对行驶环境适应力。

Description

一种电动汽车双电机驱动系统
技术领域
本发明涉及电动汽车的设计与制造，特别涉及一种电动汽车双电机驱动系统。
背景技术
电动车作为新能源汽车的主力军，具有良好的发展前景。目前，电动车的驱动装置主要有两种，一种是通过单级或两级齿轮变速箱，将驱动电机的动力传递到差速器，再传递到车轮；另一种是轮毂电机驱动，将电机安装在车轮轮毂上，由车轮直接驱动车辆。
传统的电动汽车保留了大部分燃油汽车的机械结构，有些电动汽车仅仅将发动机替换成电动机，使汽车底盘仍然具有沉重且复杂的机械结构，不利于节能和降低成本。虽然轮毂电机省去了传统汽车的变速器、传动轴和差速器等，大幅简化了汽车底盘结构，但是其控制系统复杂，在减振和制动等方面存在尚未解决的问题，轮毂电机还难以大规模推广应用。现在也已有采用双电机驱动的结构方案，但是由于采用两个相同大小的电机，在驱动力的分配和能源利用率上有所不足，对行驶环境的适应能力有待提高。
针对上述的问题，为电动汽车提供一种新型的双电机驱动系统，充分利用能源的同时提高车辆对行驶环境的适应性是现有技术需要解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种电动汽车双电机驱动系统，以达到充分利用能源的同时提高车辆对行驶环境适应性的目的。
为达到上述目的，本发明的技术方案是，一种电动汽车双电机驱动系统，其特征在于：所述的驱动系统为集成控制单元的输出端分别连接大功率驱动电机和小功率驱动电机；大功率驱动电机和小功率驱动电机经过动力耦合器整合后将动力输出到汽车的传动轴上；集成控制单元的输入端分别连接超级电容、飞轮电池和无线充电装置。
所述的传动轴可为汽车的前传动轴或者后传动轴。
所述的传动轴通过驱动桥将动力分别传送到汽车的左右车轮。
所述的驱动系统还可以使大功率电机直接驱动电动汽车的后驱动轴，小功率电机直接驱动电动汽车前驱动轴，并且这两个电动机的输出轴直接与汽车传动轴相连。
所述的超级电容与飞轮电池为并联关系。
所述的集成控制单元的输入端和汽车驾驶操作系统连接；集成控制单元智能调节两个电机的运行模式，当电动汽车起动、爬坡或加速、需要较大动力时，大功率驱动电机和小功率驱动电机同时运转；当汽车平稳行驶时，集成控制单元只有小功率驱动电机运转，此时大功率驱动电机回路断开；随着所需功率的提升，集成控制单元适时的控制大功率驱动电机加入运行。
一种电动汽车双电机驱动系统，由于采用上述的结构，本发明的优点在于：1、根据汽车行驶状态实时调整不同功率的电动机工作，充分利用能源；2、具有较好的电能回收功能；3、提高车辆对行驶环境适应力。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；
图1为本发明一种电动汽车双电机驱动系统方案一的结构示意图；
图2为本发明一种电动汽车双电机驱动系统方案二的结构示意图；
图3为本发明一种电动汽车双电机驱动系统方案三的结构示意图；
在图1-3中，1、大功率驱动电机；2、小功率驱动电机；3、动力耦合器；4、飞轮电池；5、超级电容；6、无线充电装置；7、集成控制单元；8、驱动桥；9、前传动轴；10、后传动轴。
具体实施方式
本发明提出了一种电动汽车双电机驱动系统，包括一个大功率驱动电机1、一个小功率驱动电机2、集成控制单元7、超级电容5、飞轮电池4和无线充电装置6。其中集成控制单元7的输出端分别连接大功率驱动电机1和小功率驱动电机2；大功率驱动电机1和小功率驱动电机2经过动力耦合器3整合后将动力输出到汽车的传动轴上；集成控制单元7的输入端分别连接超级电容5、飞轮电池4和无线充电装置6。传动轴可为汽车的前传动轴9或者后传动轴10。传动轴再通过驱动桥将动力分别传送到汽车的左右车轮。本发明还可以使大功率电机1直接驱动电动汽车的后传动轴10，小功率电机2直接驱动电动汽车前传动轴9。
集成控制单元7输出端与电机连接，输入端连接电源和汽车驾驶操作系统。集成控制单元7智能调节双电机的运行模式，自动根据车辆的运行工况和驾驶员的指令在单电机运转和双电机同时运转之间切换。当电动汽车起动、爬坡或加速时，需要较大动力，此时大功率驱动电机1和小功率驱动电机2可以同时运转；当汽车平稳行驶时，需要的动力较小，只有小功率驱动电机2运转，此时大功率驱动电机1电路断开；当驾驶员踩下加速踏板，汽车所需功率提升，集成控制单元7适时的控制大功率驱动电机1运行，切断小功率驱动电机2电路；如果驾驶员猛踩加速踏板，发出急加速指令信号，则大功率驱动电机1和小功率驱动电机2同时运行，为电动汽车提供足够动力。
超级电容5通过集成控制单元7与飞轮电池4并联，超级电容5能平缓电路电流波动，在汽车启动时提供瞬间大电流，并且能快速回收制动时产生的电能。在汽车下坡和制动时，由传动轴拖动电机转动发电，所得电力经过控制器存储到超级电容5。该驱动系统采用飞轮电池4作为电源。目前广泛使用的化学电池，其工作原理是将电能转变为化学能储存，再转化为电能输出。化学电池价格低廉，技术较为成熟，但效率低，污染严重，充电时间长，体积和质量过大，使用过程中电能不易控制，并且有漏电甚至自燃的危险。飞轮电池能量密度高、能量转换效率高、体积小、重量轻、环境适应性好、使用寿命长，并且安全环保。同时本发明采用的无线充电装置6，提高了电动汽车的充电安全性，即使恶劣天气也能顺利充电。
下面结合附图1-3的三种不同的实施例进行具体描述：
如图1所示，本实施例包括大功率驱动电机1、小功率驱动电机2、动力耦合器3、集成控制单元7、超级电容5、飞轮电池4和无线充电装置6。其中大功率驱动电机1和小功率驱动电机2并联安装在动力耦合器3上，驱动电动汽车前传动轴9转动。
大功率驱动电机1和小功率驱动电机2的运转状态受集成控制单元7控制，当电动汽车起动、爬坡或加速时，需要较大动力，此时大功率驱动电机1和小功率驱动电机2同时运转，驱动力通过动力耦合器3整合后输出到前传动轴9，再由前驱动桥8将动力分别传送到左右车轮；当汽车平稳行驶时，只有小功率驱动电机2运转，此时大功率驱动电机1回路断开；随着所需功率的提升，集成控制单元7适时的自动控制大功率驱动电机1加入运行。大功率驱动电机1和小功率驱动电机2在电动汽车下坡或制动时，能受传动轴带动进行发电，所得电力经由集成控制单元7中的能量管理单元快速回收到超级电容5，在电动汽车加速时电力从超级电容5有控制地送到驱动电机。
超级电容5通过能量管理单元与飞轮电池4并联。超级电容5功率密度大，可以大电流快速充放电，安全环保，使用寿命长，控制电路较为简单。在电动汽车启动时，超级电容5将从飞轮电池4获得的电能以足够大的功率提供给驱动电机；在电动汽车减速制动时，又能迅速回收反馈的电能。飞轮电池4能量密度高、能量转换效率高、体积小、重量轻、环境适应性好、使用寿命长，并且安全环保。飞轮电池4中有一个电机，充电时该电机作为电动机运转，在外电源的驱动下，电机带动飞轮高速旋转，即用电给飞轮电池“充电”，增加了飞轮的转速，从而增大其能量；放电时，电机则以发电机状态运转，在飞轮的带动下对外输出电能，完成机械能（动能）到电能的转换。无线充电装置6由于没有暴露在外的插头，充电时不受雨雪影响。并且布置位置和形式灵活多样，可以采用电磁感应式或磁共振式无线充电技术。
如图2所示，本发明包括大功率驱动电机1、小功率驱动电机2、动力耦合器3、集成控制单元7、超级电容5、飞轮电池4和无线充电装置6。其中大功率驱动电机1和小功率驱动电机2并联安装在动力耦合器3上，驱动电动汽车后传动轴10转动，再由后驱动桥8将动力分别传送到左右车轮。
如图3所示，大功率驱动电机1直接与汽车后传动轴10连接，小功率驱动电机2直接与汽车前传动轴9连接。集成控制单元7根据电动汽车运行工况和驾驶员的操作指令控制两个驱动电机的运行状态，实现单独前轮驱动，单独后轮驱动或者四轮驱动。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电动汽车双电机驱动系统，其特征在于：所述的驱动系统为集成控制单元（7）的输出端分别连接大功率驱动电机（1）和小功率驱动电机（2）；大功率驱动电机（1）和小功率驱动电机（2）经过动力耦合器（3）整合后将动力输出到汽车的传动轴上；集成控制单元（7）的输入端分别连接超级电容（5）、飞轮电池（4）和无线充电装置（6）。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车双电机驱动系统，其特征在于：所述的传动轴可为汽车的前传动轴（9）或者后传动轴（10）。
3.根据权利要求1或2所述的一种电动汽车双电机驱动系统，其特征在于：所述的传动轴通过驱动桥（8）将动力分别传送到汽车的左右车轮。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车双电机驱动系统，其特征在于：所述的驱动系统还可以使大功率电机（1）直接驱动电动汽车的后传动轴（10），小功率电机（2）直接驱动电动汽车前传动轴（9），两个电动机输出轴直接与汽车传动轴相连。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车双电机驱动系统，其特征在于：所述的超级电容（5）与飞轮电池（4）为并联关系。
6.根据权利要求1所述的一种电动汽车双电机驱动系统，其特征在于：所述的集成控制单元（7）的输入端和汽车驾驶操作系统连接；集成控制单元（7）智能调节两个电机的运行模式，当电动汽车起动、爬坡或加速、需要较大动力时，大功率驱动电机（1）和小功率驱动电机（2）同时运转；当汽车平稳行驶时，集成控制单元（7）只有小功率驱动电机（2）运转，此时大功率驱动电机（1）回路断开；随着所需功率的提升，集成控制单元（7）控制大功率驱动电机（1）加入运行。
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