[发明专利]电动汽车集成式变速驱动器一体机

摘要

本发明公开了一种电动汽车集成式变速驱动器一体机。它涉及新能源节能汽车关键技术的动力耦合方式变革。用一台双转子电机代替两台电机实现调速‑调矩功能；还省去一件离合器，有效解决横置发动机前舱布置空间紧张问题；因增设齿轮对，增加了转矩输出；它结构简单、效率高、成本低廉，并高度集成于同一机壳内。另外，它提供了横向6种构型方式平台：无级自动变速器CVT、混合动力变速驱动器HEV、插电混合动力驱动器PHEV、增程电力驱动器EREV、纯电驱动器BEV、燃料电池驱动器FCEV；兼容集成在一个技术平台上，并纵向涵盖了几乎现存的新能源节能汽车所有主要工作模式。本发明显著缩短研发周期，有利于企业产品标准化、系列化、通用化，使其更具市场竞争力。

主权项

1.一种电动汽车集成式变速驱动器一体机，它包括：双转子电机、电机控制器、包括单/多排的行星机构、包括离合器、制动器、超越离合器的执行元件、包括燃油发动机、动力蓄电池组、燃料电池堆、超级电容、光伏电池的动力能源系统与储能动力源、非动力蓄电池组、功率变换器、集电环、包括旋转变压器的各类传感器及电接口、减速齿轮对、包括差速器的主减速器、带线插头的车载充电机、外电网；其特征在于：所述电动汽车集成式变速驱动器一体机，简称ITD，即Integrated Transmission Drive；它是将一台双转子电机、行星机构、执行元件、齿轮对、集电环与传感器及电接口，集成安装于同一机壳空腔内，由输入机壳内的动力能源系统与储能动力源功率种类，和执行元件参与工况的不同组合，搭建出多种功能构型；由机壳内机件输出的机械功率，可以是动力能源系统与储能动力源之一种功率，抑或两种或多种混合动力联合功率；ITD执行元件作动与多模式切换，靠手动/电动操纵机构或电‑液自动控制实现；所述集成式变速驱动器无级自动变速器构型ITD‑CVT，它仅有动力能源系统与储能动力源中的燃油发动机输入机械功率；其一端与发动机缸体机械连接，另一端与传动轴机械连接，以保证驱动功率传递给车轮；发动机曲轴经由带扭转减振器的输出轴，机械连接双转子电机第一转子后，机械串联行星机构之一元件，第二转子则机械连接行星机构之二元件；或发动机曲轴经由带扭转减振器的输出轴，一端通过电机中空轴管机械连接行星机构之一元件，另一端机械并联双转子电机第一转子，并通过电磁力连接第二转子，再机械连接行星机构之二元件；在第一转子与扭转减振器间的轴径处，设有执行元件，用以限制第一转子与发动机曲轴逆转，保证发动机动力正常输出；在第二转子与所连行星机构元件间，设有执行元件，用以控制第二转子和行星机构该元件的转动及功率流；行星机构所余第三元件作为输出渠道，用于输出发动机机械功率；当根据构型布置或大转矩需要设置减速齿轮对时，它或安装于行星机构之前，或安装于行星机构之后；对于FF前置前驱动横置发动机，通过机壳腔内主减速器，与壳外2根传动半轴机械连接，用能源与管理系统的发动机一种功率，来驱动车轮行驶；对于FR前置后驱动发动机，行星机构第三元件或直接或经过减速齿轮对，机械连接机壳外传动轴，再与安装于后轴桥壳内的主减速器机械连接，并最终通过两侧半轴，用能源与管理系统的发动机一种功率，来驱动车轮行驶；集电环安装于带线圈转子旁的中心轴上，其静止端碳刷支架，通过电接口连接机壳外电机控制器或其它控制器；集电环旋转端，电连接带有三相绕组线圈的转子；由发动机带动第一转子转动，通过两转子间的磁动力耦合带动第二转子转动，从而将发动机机械功率经过转子间的电功率，再次转化成机械功率，并传递至次级机件；电机控制器和非动力蓄电池组联合调节电功率，经由集电环引入转子绕组，三相绕组中旋转磁场的电磁力，参与两转子间的磁动力耦合调节电磁功率输出，调整转子运动，实现无级自动变速调节，达到调整发动机输出转速的目的；两个旋转变压器的内环，分别安装在与两转子连接的转动轴上，外环则固接在机壳上；由内外环转动在外环绕组中产生的感应电信号，通过其导线，将各自的转速信号传输给电机控制器，以计算出两转子间相对转速，作为电机的控制参量；机壳腔内转速、温度、液压及其它传感器测量之工况参数，通过机壳其它电接口，传递至相关记录装置，以供电机控制器或其它控制器或装置使用。