一种分布式三电机驱动动力系统技术方案

本发明专利技术属于纯电动汽车的驱动系统技术领域，尤其涉及一种分布式三电机驱动纯电动动力系统，主要包括第一电机、第二电机、第三电机、差速器、主减速器、逆变器、电池组、固定速比减速器、高压柜、充电机、整车控制器包括电池管理系统、电控控制器等；本发明专利技术的优势在于：1.通过分布式驱动，将单电机集中式驱动形式，改为由前轴一个小功率电机、后轴两轮边相同功率的电机驱动，在保证车辆整体动力性不变的前提下，使车辆既可工作在两驱模式下，又可实现适时四驱，可以适应多种工况；2.依据车辆行驶需求，实现不同模式的切换，需求小时由单轴电机驱动，需求大时由前后轴三电机共同驱动，在相同车辆负荷条件下，提高了单个电机负荷率，明显提高了电机的工作效率，减少了电能消耗，使车辆的经济性大大提升。

A distributed three motor drive power system

The invention belongs to the technical field of pure electric vehicle drive system, especially relates to a distributed three-motor drive pure electric power system, mainly including the first motor, the second motor, the third motor, differential, main reducer, inverter, battery pack, fixed speed ratio reducer, high voltage cabinet, charger and vehicle controller. The invention has the following advantages: 1. By means of distributed driving, the centralized driving mode of a single motor is changed to be driven by a small power motor in the front axle and a motor with the same power on both sides of the rear axle, so that the vehicle can work in two ways without changing the overall dynamic performance of the vehicle. In the driving mode, it can also realize the timely four-wheel drive, which can adapt to a variety of working conditions; 2. According to the vehicle driving demand, realize the switching of different modes, the demand is driven by a single-axis motor when the hour is small, and the demand is large by the front and rear axle three motors together. Under the same vehicle load conditions, the load rate of a single motor is increased, and the motor is obviously improved. The work efficiency reduces the power consumption and greatly improves the economy of vehicles.

【技术实现步骤摘要】
一种分布式三电机驱动动力系统
本专利技术涉及一种纯电动汽车驱动系统
，尤其涉及一种纯电动汽车动力系统。
技术介绍
随着环境问题和石油危机的日益严重，各国纷纷出台政策法规，一方面，以石油和汽油为燃料的传统汽车收到了限制和冲击，另一方面，新能源汽车因其满足节能和环保的双重要求成为当前各国高校、科研机构和大型车企的研究热点。电动汽车作为新能源汽车中最有前景的重要分支，能源可再生，完全无污染，因此被我国定为当前汽车工业转型的最终战略目标。纯电动汽车由电机驱动，整体式驱动系统由一个电机带动，一方面较大的负荷大大增加了电机的尺寸体积，增加了安装的难度；另一个方面电动汽车在不同的路况和工况下，电机所需的功率不同，单纯的前驱、后驱或者四驱，不能最大化地利用电机特性，使电机效率降低。
技术实现思路
为解决上述技术存在的不足，本专利技术提供一种分布式三电机驱动动力系统，安装便捷且可以更好地满足不同驾驶工况功率需求，适应性强；同样的车辆负荷条件下单个电机工作效率大大提高，减少了电耗，增加了续驶里程，提高了电机的效率。为解决上述技术方案，本专利技术采用如下技术方案：一种分布式三电机驱动纯电动动力系统，包括第一电机、第二电机、第三电机、差速器、主减速器、两个固定速比减速器、三个逆变器、高压柜、充电机、电池组、整车控制器、外接充电接头；所述第一电机输出端输出动力经主减速器、差速器驱动车辆前桥，所述动力传递路线为机械连接；所述第二电机与第三电机均为轮边电机，电机输出轴经固定速比减速器减速增扭，驱动车辆后桥，所述动力传递路线为机械连接；所述外接充电接头可与外接电源插座相连，经充电机、高压柜为电池组充电，所述充电线路为电气连接；所述电池组输出端经高压柜、逆变器为第一电机、第二电机、第三电机分别提供电能，所述连接为电气连接；所述整车控制器与电池组包括电池管理系统、逆变器、高压柜信号连接，对整个电驱动系统进行控制。进一步的，第一电机、第二电机、第三电机分别驱动前后轴，其中前轴一个轮边电机，后轴两个轮边电机，同一轴的轮边电机的功率相同，前后轴的电机可以根据需求设计成功率相同或功率不同，前后轴电机的位置可以交换为前轴双电机，后轴单电机布置。进一步的，所述的轮边电机输出轴上的减速器根据需求选型和设置挡位数，或者根据需求不设置主减速器，直接由电机驱动车辆。进一步的，所述的减速器为固定速比减速器。进一步的，上述系统包括单电机驱动模式、双电机共同驱动模式、双轴三电机共同驱动模式、制动能量回收模式和停车充电模式：其中，单电机驱动模式、双电机共同驱动模式中，其中一个轴电机在车辆负荷较低时单独驱动车辆，充分利用电机特性，并保证该电机具有较高的负荷率，工作在高效区间；双轴三电机共同驱动模式下，两个轴三个电机在车辆负荷较高时共同驱动车辆，此时三个电机均具有较高的负荷率，工作在各自的高效区间；制动能量回收模式下，在整车控制器检测到制动信号时，由电机回收部分制动能量并转化为电能为电池组充电；停车充电模式下，车辆在停车时外接充电插头接外接充电插座对电池组进行充电。进一步的，上述系统的制动能量回收模式和停车充电模式不同时进行。本专利技术的工作原理为：当车辆负荷较低时，所述系统其中一个轴电机前轴或者后轴通过减速器减速增扭后单独驱动车辆，另外一个轴的电机关闭，不仅能满足车辆行驶需求，还能使电机工作在相对高效的区域，实现车辆的前驱或者后驱；当车辆负荷较高时例如爬坡或加速时候，单轴电机驱动工作难以满足需求，此时由三个电机通过驱动各自的传动系统共同驱动车辆，将负荷分配给三个电机，使三个电机都有较高的负荷率，从而工作在各自的高效区间内，可以实现车辆的四驱模式；当车辆制动时，三个电机都进行制动能量回收，提高了制动能量回收率，缩短了刹车距离。本专利技术的优势在于：本专利技术提供一种分布式三电机驱动动力系统，由前轴一个电机、后轴两个轮边电机各自的传动系统分别驱动前后轴，依据车辆行驶需求，车辆可以实现前轴单电机驱动、后轴双电机共同驱动，前后轴三电机共同驱动，相比于单一大电机单独驱动，同样的车辆负荷条件下单个电机工作效率大大提高，减少了电耗，增加了续驶里程，提高了电机的效率。不同于传统纯电动汽车的单电机集中式驱动车辆，所述系统由三个相对小功率的电机分别驱动车辆前后轴，在保证整车动力性不变的前提下，车辆负荷条件相同时，电机的负荷率大大提高，从而提高了电机的工作效率，减少了电耗；同时所述系统可实现单电机驱动模式、双电机共同驱动模式、前后轴三电共同驱动，可以更好地满足不同驾驶工况功率需求；双轴三电机在制动能量回收时，比单轴可以回收更多能量，利于缩短刹车距离。附图说明图1为本专利技术分布式三电机驱动纯电动动力系统的整体结构示意图。图中标号说明：1—差速器；2—半轴；3—前车轮；4—主减速器；5—第一电机；6、11、12—第一、二、三逆变器；7—充电机；8—高压柜；9—整车控制器；10—电池组；13、16—第一和第二减速器；14—第二电机；15—第三电机；17—后车轮；18—外接充电插头；三种不同的连线标识分别代表机械连接、信号连接、电气连接。具体实施方法下面结合附图及实施例对本专利技术进行详细描述。如图1所示，一种分布式三电机驱动纯电动动力系统，包括第一电机5、第二电机14、第三电机15、差速器1、主减速器4、两个固定速比减速器（第一減速器13和第二減速器16）、三个逆变器（第一、二、三逆变器6、11、12）、高压柜8、充电机7、电池组10和整车控制器9、外接充电接头18；所述第一电机5靠近前桥上输出端输出动力经主减速器4、差速器1驱动车辆前桥，所述动力传递路线为机械连接；所述第二电机14与第三电机15均为轮边电机，电机输出轴经固定速比减速器13、16减速增扭，驱动车辆后桥，所述动力传递路线为机械连接；所述外接充电接头18可与外接电源插座相连，经充电机7、高压柜8为电池10充电，所述充电线路为电气连接；所述电池10输出端经高压柜8、逆变器14为第一电机5、第二电机14、第三电机15分别提供电能，所述连接为电气连接；所述整车控制器9与电池组包括电池管理系统BMS10、逆变器6、11、12、高压柜8信号连接，对整个电驱动系统进行控制。车辆在行驶过程中，依据车辆的负荷状态，整车控制器控制车辆行驶在不同驱动模式，其驱动模式包括：前轴单电机驱动模式、后轴双电机共同驱动模式、前后轴三电共同驱动，制动能量回收模式和停车充电模式。所述前轴单电机或者后轴双电机驱动模式，所述系统其中一个轴电机在车辆负荷较低时通过减速器减速增扭单独驱动车辆，另一个轴的电机关闭，充分利用电机特性，不仅能满足行驶需求，还能保证该电机具有较高的负荷率，工作在高效区间；所述双轴电机共同驱动模式，所述系统的两个轴上的三个电机在车辆负荷较高单轴驱动难以满足行驶需求时共同驱动车辆，将负荷分配给前后轴的三个电机上，此时前后轴上的三个电机均具有较高的负荷率，工作在各自的高效区间；所述的制动能量回收模式，在整车控制器检测到制动信号时，由三个电机回收部分制动能量并转化为电能为电池充电，制动能量回收率更高；所述停车充电模式，车辆在停车时外接充电插头接外接充电插座对电池进行充电，保持电池电量充足。为了进一步了解本专利技术实施方式及内容，通过附图对本专利技术进行详细说明，具体如下：1.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式三电机驱动纯电动动力系统，其特征在于：包括第一电机、第二电机、第三电机、差速器、主减速器、两个固定速比减速器、三个逆变器、高压柜、充电机、电池组、整车控制器、外接充电接头；所述第一电机输出端输出动力经主减速器、差速器驱动车辆前桥，所述动力传递路线为机械连接；所述第二电机与第三电机均为轮边电机，电机输出轴经固定速比减速器减速增扭，驱动车辆后桥，所述动力传递路线为机械连接；所述外接充电接头可与外接电源插座相连，经充电机、高压柜为电池组充电，所述充电线路为电气连接；所述电池组输出端经高压柜、逆变器为第一电机、第二电机、第三电机分别提供电能，所述连接为电气连接；所述整车控制器与电池组包括电池管理系统、逆变器、高压柜信号连接，对整个电驱动系统进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种分布式三电机驱动纯电动动力系统，其特征在于：包括第一电机、第二电机、第三电机、差速器、主减速器、两个固定速比减速器、三个逆变器、高压柜、充电机、电池组、整车控制器、外接充电接头；所述第一电机输出端输出动力经主减速器、差速器驱动车辆前桥，所述动力传递路线为机械连接；所述第二电机与第三电机均为轮边电机，电机输出轴经固定速比减速器减速增扭，驱动车辆后桥，所述动力传递路线为机械连接；所述外接充电接头可与外接电源插座相连，经充电机、高压柜为电池组充电，所述充电线路为电气连接；所述电池组输出端经高压柜、逆变器为第一电机、第二电机、第三电机分别提供电能，所述连接为电气连接；所述整车控制器与电池组包括电池管理系统、逆变器、高压柜信号连接，对整个电驱动系统进行控制。2.根据权利要求1所述的的分布式三电机驱动纯电动动力系统，其特征在于：第一电机、第二电机、第三电机分别驱动前后轴，其中前轴一个轮边电机，后轴两个轮边电机，同一轴的轮边电机的功率相同，前后轴的电机可以根据需求设计成功率相同或功率不同，前后轴电机的位置可以交换为前轴双电机，后轴单电机布置。3.根据权利要求1或2所述的的分布式三...

【专利技术属性】
技术研发人员：田韶鹏，吕晨阳，侯雪莹，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42