具有两挡自动变速能力的纯电动汽车专用驱动系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种具有两挡自动变速能力的纯电动汽车专用驱动系统，它包括：驱动电机、变模换挡驱动机构、传动总成、半轴和车轮组件以及其它电子控制系统附件。它是一种可实现主辅电机集中式驱动和双电机分布式驱动自动切换且带有两挡自动变速功能的电动汽车专用纯电驱动系统。利用该系统进行不同模式驱动，能够大幅降低对驱动电机工作特性的要求，明显改善车辆的动力性和可靠性；根据不同工况选取不同的驱动模式并协调两侧电机转矩输出，有利于提高车辆的运行经济性和行驶稳定性；可实现单电机集中驱动，避免了分布式驱动时一侧电机出现意外故障导致的车辆难以正常行驶的弊端，更加灵活可靠。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种具有两挡自动变速能力的纯电动汽车专用驱动系统，它包括：驱动电机、变模换挡驱动机构、传动总成、半轴和车轮组件以及其它电子控制系统附件。它是一种可实现主辅电机集中式驱动和双电机分布式驱动自动切换且带有两挡自动变速功能的电动汽车专用纯电驱动系统。利用该系统进行不同模式驱动，能够大幅降低对驱动电机工作特性的要求，明显改善车辆的动力性和可靠性；根据不同工况选取不同的驱动模式并协调两侧电机转矩输出，有利于提高车辆的运行经济性和行驶稳定性；可实现单电机集中驱动，避免了分布式驱动时一侧电机出现意外故障导致的车辆难以正常行驶的弊端，更加灵活可靠。【专利说明】具有两挡自动变速能力的纯电动汽车专用驱动系统
本技术涉及一种车用纯电驱动系统，具体地，涉及一种集双电机分布式驱动功能和主辅电机集中式驱动功能于一体，可实现两挡自动变速和两种驱动模式自动切换的纯电动汽车专用驱动系统。技术背景目前，电动汽车上使用的驱动系统主要有单电动机集中式驱动和多电动机分布式驱动两种。集中式驱动技术相对成熟，但驱动力要靠差速器大致平均分配给左右半轴，无法独立调节单个车轮的驱动力矩，在不外加传感器和控制机构的情况下难以进行整车运动学/动力学控制；分布式驱动取消了车轮间的相互约束，采用软连接代替大部分机械传动部件，通过灵活控制驱动电机的转矩和转速变化，便于改善车辆的动力学性能，容易实现汽车底盘的电子化和主动化，不过一旦一侧驱动电机出现故障，将难以保证车辆正常行驶。轮毂电机驱动系统具有结构紧凑和布置方便的独特优势，已成为分布式驱动系统最受追捧的结构方案，但轮毂电机驱动系统属于非簧载质量，其作为大动载组件将对车辆的平顺性会造成恶劣的影响，且自身可靠性也难以保障；此外，以轮毂电机为代表的分布式驱动系统均难以匹配变速装置，致使整车的动力性受到限制。正是由于集中式驱动系统和分布式驱动系统各自的结构缺陷的存在，在一定程度上阻碍了电动汽车的产业化进程。
技术实现思路
本技术的目的在于:设计一种可以实现集中式驱动与分布式驱动两种驱动模式自动切换并具有两挡自动变速能力的车用纯电驱动系统，在充分考虑电动汽车各种行驶工况动力需求的基础上，解决集中式驱动系统无法独立调节各个驱动轮的运动状态、分布式驱动系统一侧故障时车辆难以正常行驶的缺陷。为了解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是:一种车用双模式纯电驱动系统，它包括:驱动电机、变模换挡驱动机构、传动总成、半轴和车轮组件以及其它电子控制系统附件；所述驱动电机为两台结构和技术参数完全相同的交流异步电机，分别固定在传动总成的两侧并与传动系统的两侧输入轴相连，作为驱动车辆行驶的动力源；所述两套驱动半轴和车轮组件也固定在传动总成的两侧，分别与传动系统的两侧输出轴相连，作为驱动车辆行驶的动力终端；所述变模换挡驱动机构固定在传动总成的壳体上，包括驱动电机、壳体组件和内部传动组件三部分，其用于进行驱动模式和挡位的自动切换控制；进一步地，所述驱动电机为小型直流无刷电机，可以进行精确的转速控制，从而为变模换挡的精确控制创造条件；所述壳体组件包括上部端盖、外围壳体、下部底座和固定在壳体上的挡位传感器，为传动组件提供支撑和位置参考；所述内部传动组件包括蜗杆、蜗轮齿扇、齿轮轴、齿扇、限位螺母和换挡轴，其将驱动电机的动力进行降速增扭后传递给传动总成的变模换挡执行机构。所述传动总成包括左端盖、左侧壳体、右侧壳体、右端盖、密封盖和内部传动组件；进一步地，所述左、右端盖上分别开有输入轴和输出轴孔以及进行变模换挡执行机构杆件运动定位的限位孔，用于内部传动组件定位；所述左、右侧壳体内部分别带有隔板，为内部齿轮组提供合理的支撑；所述密封盖分别固定在左、右侧端盖的输入轴和输出轴位置，开有孔洞让输入轴和输出轴进出，内侧包裹密封垫圈防止润滑油渗出；所述内部传动组件包括两组变模换挡执行机构、两侧输入轴及轴承、两侧一级主动齿轮、两侧接合套、中间主动齿轮组件、两侧二级传动齿轮组件、中间从动齿轮组件、两侧输出轴齿轮组件，用于分别把两侧驱动电机的动力传递车驱动半轴和车轮。进一步地，所述内部传动组件的两组变模换挡执行机构分别包括一个换挡杆和一个与其固结的换挡拨叉，用于带动接合套进行变模换挡操作；所述接合套分别包括一个带内外花键的内部花键毂和一个带内花键的外部套筒，用于分别与两侧主动齿轮和中间主动齿轮的换挡齿圈连接；所述两侧输入轴分别开有与外部驱动电机相连的内花键、与接合套相连的外花键，各自一端通过滚柱轴承固定在左、右壳体端盖上，另一端从左右侧伸入中间主动齿轮轴孔中并用滚针轴承支撑，分别通过滚针轴承支撑两侧一级主动齿轮，该输入轴用于将动力向后部传动组件传递；所述两侧一级主动齿轮分别带有一体化加工的换挡齿圈，用于在选取集中驱动模式后将动力向两侧一级从动齿轮传递；所述中间主动齿轮组件包括一个带内花键的主动齿轮和两侧带可伸入主动齿轮的外花键的换挡齿圈，其两侧齿圈分别通过与其连接的滚柱轴承把中间主动齿轮组件固定在两侧壳体的隔板上，该中间主动齿轮用于在选取分布式驱动模式后将动力向中间从动齿轮传递；所述两侧二级传动齿轮组件分别包括一根一端带花键传动轴和与传动轴过盈配合的一级从动齿轮以及二级主动齿轮，传动轴一端用轴承支撑在壳体端盖上，另一端的花键伸入到中间从动齿轮组差速器的半轴齿轮内花键槽内，该组件用于将两侧从动齿轮和中间从动齿轮得到的动力向两侧输出轴齿轮组传递；所述中间从动齿轮组件包括中间从动齿轮、差速器壳体、差速器行星轮和行星轮架、差速器半轴齿轮和支撑在差速器壳体上的轴承，该组件用于将分布式驱动模式下中间从动齿轮获得的动力传递给两侧二级传动齿轮组件；所述两侧输出轴齿轮组件分别包括带内花键的输出轴、二级从动齿轮以及用于将输出轴分别支撑在左、右端盖和壳体隔板上的滚柱轴承，该组件用于将传动系统降速增扭后获得动力最终传递给半轴和车轮。本技术的有益效果是:在两套分布式驱动系统的传动总成中间安装了一套由减速齿轮组和对称式圆锥行星齿轮差速器组成的中央减速装置，且中间减速器的速比大于两侧减速器的速比，这样就增加了集中驱动和变速功能。在采用集中式驱动模式时，接合套与中间主动齿轮接合，动力由电机经中间主动齿轮和差速器传递给两侧二级减速系统，并最终通过半轴传递给车轮，此时两侧一级减速齿轮组空转；采用分布式驱动模式时，接合套与两侧一级主动齿轮接合，动力由两侧电机分别经两侧减速系统和半轴传递给车轮，此时中间减速齿轮组空转，差速器等部件对驱动系统转矩传递的影响极小，基本可以忽略。该系统可以根据不同工况合理选取主辅电机集中式驱动和双电机分布式驱动并协调两侧电机的转矩输出，可以有效降低整车对电机动力性能的要求；在需要进行驱动防滑、制动防抱死和高速稳定性控制时，可以选择分布式驱动模式，解决集中式驱动系统无法独立调节各个驱动轮的运动状态的结构缺陷；可以实现主副电机集中式驱动，避免了分布式驱动电动汽车一侧电机出现意外故障导致的车辆难以正常行驶的弊端，更加灵活可靠。该系统在充分考虑电动汽车各种行驶工况需求的基础上，可以充分利用两种纯电驱动模式的各自优点，明显改善车辆的动力性、经济性、行驶稳定性和通过性，在结构上具有明显的优越性。【专利附图】【附图说明】附图用来提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张利鹏，祁炳楠，
申请(专利权)人：聊城大学，
类型：实用新型
国别省市：