[发明专利]一种适用于纯电动汽车的双电机两挡动力总成驱动系统

说明书

本发明公开了一种适用于纯电动汽车的双电机两挡动力总成驱动系统，属于纯电动汽车驱动系统技术领域。该驱动系统包括分布在前后驱动轴上的两个驱动电机，布置在后轴上的两档变速器，布置在前轴的减速器及离合器以及相关电控系统组成。相比于目前市面上较多的单电机+固定速比减速器驱动系统，该驱动系统通过控制离合器的开合及变速器挡位的切换，可以实现五种驱动模式，在车辆进行驱动时，选用效率较高的模式进行驱动，从而在不增加车辆成本和控制复杂程度的基础上，充分发挥车辆经济性，并且双电机前后轴布置可以实现车辆四轮驱动，增加车辆在极端路况下的通过性与可操控性。

技术领域

本发明涉及一种适用于纯电动汽车的双电机两挡动力总成驱动系统，属于纯电动汽车驱动系统技术领域。

背景技术

进入21世纪以来，能源危机与环境污染已经成为当前国际社会的主要问题。纯电动汽车具有零排放、低噪音、使用成本低等优势越来越受到人们的青睐，但是，因其价格高、充电设施不完善、单次充电续驶里程短等问题限制了其快速发展和大规模普及。目前市场上纯电动汽车多采用单电机+固定速比减速器动力传动系统，结构简单、制造成本低，能基本满足驾驶者的一般使用需求，但该动力总成驱动电机既要能在恒转矩区提供较大的瞬时转矩满足起步、加速和爬坡性能，又要能在恒功率区提供较高的转矩以满足最高车速和高速超车的要求，因此，选取的驱动电机峰值功率通常较大且极限转速较高，效率较低。此外，此种动力总成形式对于不同工况的适应性差，无法根据不同路况及时调整电机的工作点，电机的工作效率较低，进一步加剧了驾驶者的里程焦虑。

鉴于以上不足，为了进一步提高纯电动汽车动力性、经济性和续驶里程，针对纯电动汽车驱动和传动系统有两个解决方案：

一是针对传动系统，使用多挡变速器来代替减速器。使用多挡变速器，在满足车辆对爬坡度、加速性能的前提下，可以调节电机工作区，使驱动电机更多时间工作在高效率区，结构相对简单，成本更低。但是减速器改为多挡变速器方式，车辆驱动方式仍为两轮驱动，两驱车在转向和雨雪天气下的操控性和极端路况的脱困能力等方面不如四驱车。

另一种优化传动效率的方式是针对动力源，将大功率电机换成两个中小功率电机。在保证加速、爬坡、最高车速等基本性能不受影响，甚至有所提升前提下，通过两个较小电机在各自较窄的效率分布区间内协同驱动，以提升电机在低速轻载、低速重载和高速轻载等不同工况下的驱动效率。将单电机驱动改为双电机四轮驱动，在一定程度上可以提高电机效率，但是由于减速器的存在，还不能进一步发挥电机的最佳性能。

发明内容

本发明设计了一种适用于纯电动汽车的双电机两挡动力总成，以提高车辆动力系统综合能量效率，增加车辆续驶里程。该动力总成采用前后轴布置的两个小功率电机为动力源，且仅在后轴电机配有两挡自动变速器，通过对两个电机差异化设计，以避免前后轴全装有两挡变速器时带来的重量和控制难度增加。因此在不增加车辆成本和控制复杂程度的基础上，双电机+两挡变速器组合可以充分发挥车辆经济性，并且双电机前后轴布置可以实现车辆四轮驱动，增加车辆在极端路况下的通过性与可操控性。

本发明提出的双电机两挡动力总成主要由以下几部分组成：

驱动电机M1、驱动电机M2、前差速器1、离合器2、减速器3、两挡自动变速器4、后差速器5、电池管理系统6、电池组7、电机控制器8；驱动电机M1通过两挡自动变速器4与后差速器5连接，驱动电机M1用以实现纯电动汽车的后轮驱动；驱动电机M2通过减速器3、离合器2与前差速器1相连接；驱动电机M2用以实现纯电动汽车的前轮驱动；驱动电机M1、驱动电机M2均与电机控制器8连接，电机控制器8通过电池组7与电池管理系统6连接。

前轴传动系包括驱动电机M2、减速器和前差速器。动力由驱动电机M2输出，经过减速器减速增扭，带动离合器和前差速器驱动前轮。