[实用新型]一种半分布式前后多电机驱动系统

说明书

本实用新型涉及半分布式前后多电机驱动系统，包括驱动电机（14）、自动机械式变速箱（16）、第三电机控制单元（15）、车辆左前驱动轮（1）、车辆右前驱动轮（7）、第一辅助动力电机（6）、第二辅助动力电机（2）、第一电机控制单元（5）、第二电机控制单元（3），驱动电机（14）与自动机械式变速箱（16）相连，第三电机控制单元（15）与驱动电机（14）相连，第一辅助动力电机（6）与车辆右前驱动轮（7）相连，第二辅助动力电机（2）与车辆左前驱动轮（1）相连，第一电机控制单元（5）与第一辅助动力电机（6）相连，第二电机控制单元（3）与第二辅助动力电机（2）相连。本实用新型结构紧凑、控制简单，实现全时四驱。

技术领域

本实用新型涉及纯电动客车的电机驱动系统，尤其涉及一种半分布式前后多电机驱动系统。

背景技术

目前，能源危机和环境污染问题日益严重，发展新能源汽车已经成为汽车领域的重要研究方向之一。纯电动车辆尤其是纯电动城市客车的工作特性能够良好地适应城市工况的实际需要，同时可以较好地实现节能减排。

在现有技术中，纯电动客车比较成熟的驱动方式是集中式驱动，其中以单电机直驱或者单电机匹配自动机械式变速箱（Automated Mechanical Transmission，AMT）为主。该驱动构型一般将动力系统布置于整车后桥，动力由电机依次经变速装置、传动轴、差速器、半轴最终传递至驱动轮，以实现向整车提供驱动力。该驱动构型可以实现整车行驶的一般需要，但其存在固有的技术缺陷，这将导致在实际驱动过程中无法实现更为优越的性能，其主要技术缺陷包括以下几个方面：1）该驱动构型使用单电机时，由于需要提供整车所需的全部动力，因而电机功率和峰值扭矩较大，这将导致电机的设计尺寸较大，不利于整车的合理布局；2）该驱动构型采用单个大功率电机时，成本较高且制造难度较大；3）该驱动构型使用的单电机一旦发生故障，由于没有备用功率源，此时车辆只能被迫停驶。基于上述技术问题，人们提出了一种双电机耦合驱动构型，该耦合驱动构型虽然较好解决了上述技术问题，但其仍是将两个动力源均布置于整车后桥，因此无法考虑各个前后桥轴载荷转移、整车载荷分布、各个驱动轮附着力、滑移率等方面的问题，同时也无法合理分配爬坡、加速过程中的前后驱动力分配、紧急制动时的前后制动能量回收以及制动力分配，因而该耦合驱动构型既无法发挥出整车应有的动力性潜能，也不利于综合进行节能管理。

相应地，现有纯电动客车的一种分布式驱动技术能够较好解决上述集中式驱动存在的技术问题。该驱动构型一般采用轮边电机或者轮毂电机技术，将各个电机直接布置在各个车轮旁侧，直接向各个车轮提供动力，最大程度地简化了传动系。分布式驱动构型能够充分考虑各个驱动轮的附着率、滑移率以及整车动力学状态，能够灵活地控制整车运行状态，提高车辆的动力性能和操作稳定性能。但是，该技术方案对电机设计具有较高要求，不仅需要电机外径尺寸及体积足够小，还须匹配小体积、大速比的轮边减速器。同时，由于车辆驱动轮侧的工作环境恶劣，需要综合考虑电磁场、热场和机械振动的耦合作用，这显然不利于电机的稳定工作，整体驱动系统的故障率也较高。此外，由于轮边的布置空间有限，因此一般无法配置额外的变速装置或只能配置速比较小且固定的减速器，即各个电机转速只能被动地与车速保持一致，其所能提供的峰值扭矩也是固定值，无法通过成熟的变速装置改善整车的最大驱动力性能和能耗性能。可见，现有的分布式驱动构型技术并不成熟，无法在短期内快速推广应用。

在现有技术中还存在一种较为成熟的前后双电机驱动构型技术方案，其在一些新能源车辆上也得到了应用，如特斯拉的P85D车型。该驱动构型能够以最直接的方式实现全时四驱以及前后桥驱动力的分配。但该驱动构型如直接应用于纯电动客车时则存在如下较大的技术缺陷：因采用前后双电机布置，故需要同时在前后桥上布置主减速器及差速器，这将直接导致前桥及后桥处的底盘高度均会被迫提高，从而在乘客舱内形成凸起，进而使纯电动城市客车的低地板面积及低地板连续面积大幅降低，因此该驱动构型实用性较差。