一种双电机双模耦合电动车驱动系统技术方案

本发明专利技术涉及一种双电机双模耦合电动车驱动系统，包括：第一电机、第二电机、第一离合器、第二离合器、第三离合器、第一锁止器、第二锁止器以及单排行星齿轮机构；还包括执行机构控制单元以及与该执行机构控制单元相连的传感信号获取单元、转矩信号计算处理单元、车辆状态信号获取单元以及驱动机构；执行机构控制单元通过传感信号获取单元、转矩信号计算处理单元以及车辆状态信号获取单元对于电动车当前运行模式进行识别、模式切换以及动力分配，并经驱动机构分别驱动第一电机、第二电机、第一离合器、第二离合器、第三离合器、第一锁止器以及第二锁止器，通过单排行星齿轮结构驱动传动轴，进而驱动电动汽车的车轮运转。

Dual motor dual mode coupling electric vehicle drive system

The invention relates to a dual motor coupling dual-mode electric vehicle driving system, including: the first motor and the second motor, a first clutch, a second clutch, a third clutch, a first lock, second lock and planetary gear mechanism; also includes actuator control unit and the actuator control unit is connected to the sensing signal the torque signal acquisition unit, a calculation processing unit, a vehicle condition signal acquisition unit and a driving mechanism; the actuator control unit through the sensor signal acquisition unit, calculate the torque signal processing unit and vehicle status signal acquisition unit for the electric current operation mode identification, mode switching and power distribution, and the driving mechanism drives the first motor and the second respectively. A motor, a first clutch, a second clutch and the third clutch, the first locking device And the second locking device drives the transmission shaft through a single row planetary gear structure to drive the wheel of the electric vehicle.

【技术实现步骤摘要】
一种双电机双模耦合电动车驱动系统
本专利技术涉及一种双电机双模耦合电动车驱动系统。
技术介绍
传统由于全球空气污染和能源短缺问题，电动汽车越来越受到人们的关注和青睐。电机驱动系统在电动汽车上的传动形式主要表现为多电机独立驱动和单电机集中式驱动。多电机独立驱动的车辆主要表现为轮毂电机驱动形式和轮边电机独立驱动形式。轮毂电机驱动形式可以简化传动系统结构，布置方便，但受限制于驱动电机的扭矩密度、轮毂与电机集成化制造水平，技术还不成熟；轮边电机独立驱动形式结构不紧凑，重量、体积大，功率密度优势不明显。传统的电动汽车保留了大部分燃油汽车的机械结构，部分电动汽车仅仅将发动机替换成电动机，使汽车底盘仍然具有沉重且复杂的机械机构，不利于节能和降低成本。现在也已经有采用双电机驱动的驱动系统，但是由于采用两个相同大小的电机或者两个不同大小的电机，在驱动力的分配和能源利用效率上，略显不足，对行驶环境的适应能力有待提高。申请号为201210024534.9的中国专利提供了一种电动汽车双电机耦合驱动及其控制系统，由一组行星齿轮机构、一组齿轮传动机构、两台驱动电机、一个锁止器、两个离合器组成、通过对两个离合器与一个锁止器的联合控制可以实现双电机的转矩耦合输出、转速耦合和主电机单独驱动输出。该方案实现了车辆行驶时的无动力传递；在低速时通过双电机转矩耦合实现大转矩输出，高速时通过双电机转速耦合实现高转速输出。但是在低速小转矩工况，汽车由主电机驱动，由于主电机负荷率较低，造成该构型在低速小转矩情况下的经济性并不明显；转速耦合模式下，两个电机的转矩分配不合理，高速工况经济性不明显；并且由于两个电机采用平行轴布置，为保证合适的轴间距，造成装置体积较大。申请号为201010100671.7的中国专利公开了一种适合于纯电动客车的双电机转速耦合的电驱动装置，由一组简单行星齿轮机构、两台驱动电机、一个锁止器组成。低速时，锁止器将行星架锁止，一号电机动力经太阳轮由行星架输出，一号电机单独驱动；高速时，行星架解锁，第二电机与行星齿轮机构行星架连接，与第一电机通过行星齿轮机构实现转速耦合。该方案结构结构简单，通过高速情况下转速耦合，能够减少单台电机功率。缺点是工作模式少，车辆低速时只能由第一电机单独驱动，这就要求第一电机转矩容量要大；在低速小转矩工况下，由于负荷率偏低，一号电机驱动构型的经济性并不明显。申请号为201320779634.2的中国专利提供了一种改进型的电动汽车双电机耦合驱动系统。它是由同轴布置在系统两端的主电机和辅电机、二号传动齿轮、二号离合器、三号传动齿轮、三号离合器、行星齿轮机构组成。在低速小转矩工况采用辅助电机，中高转速中转矩采用主电机驱动，低速大转矩采用双电机转矩耦合，高速工况采用双电机转速耦合。该结构虽然采用了同轴布置，但是大量采用传动齿轮，使结构复杂，体积变大。在低速小转矩采用辅电机，在中高速中转矩采用主电机，容易造成低速转矩不足，中高速转矩过大，并没有合理利用主，辅电机，还可能造成主电机使用寿命不长。针对上述的问题，为电动汽车提供一种新型的双电机驱动系统，其结构更简单，性能更可靠，使整车布置更灵活，既能充分利用能源又能提高驱动系统电机的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种双电机双模耦合电动车驱动系统，以克服现有技术中存在的缺陷。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种双电机双模耦合电动车驱动系统，包括：第一电机、第二电机、第一离合器、第二离合器、第三离合器、第一锁止器、第二锁止器以及单排行星齿轮机构；还包括一执行机构控制单元以及与该执行机构控制单元相连的传感信号获取单元、转矩信号计算处理单元、车辆状态信号获取单元以及驱动机构；所述执行机构控制单元通过所述传感信号获取单元、所述转矩信号计算处理单元以及所述车辆状态信号获取单元对于电动车当前运行模式进行识别、模式切换以及动力分配，并经所述驱动机构分别驱动所述第一电机、所述第二电机、所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器、所述第一锁止器以及所述第二锁止器，通过所述单排行星齿轮结构驱动所述传动轴，进而驱动电动汽车的车轮运转。在本专利技术一实施例中，所述传感信号获取单元包括一车速传感器、一转速传感器、分别与所述车速传感器以及所述转速传感器相连的第一模拟信号输入电路、一加速踏板传感器、一制动踏板传感器、分别与所述加速踏板传感器以及所述制动踏板传感器相连的第二模拟信号输入电路、分别与所述第一模拟信号输入电路以及所述第二模拟信号输入电路相连的信号处理电路。在本专利技术一实施例中，所述第一电机与所述第二电机同轴设置，且通过单排行星齿轮机构与传动轴相连；所述第一电机通过所述第一离合器与所述单排行星齿轮机构中的太阳轮相连；所述第二电机通过所述第二离合器以及所述第三离合器与所述太阳轮相连，且所述第二电机通过所述第三离合器与所述单排行星齿轮机构的行星架相连；所述第一锁止机构设置于所述行星架上，所述第二锁止机构设置于所述太阳轮上。在本专利技术一实施例中，所述传动轴为所述电动汽车的前传动轴，所述前传动轴通过驱动桥将动力传输至电动汽车前轴的左右车轮。在本专利技术一实施例中，所述电动车当前运行模式识别、模式切换以及动力分配过程如下：（1）当电动汽车启动、爬坡或加速，所述执行机构控制单元根据所述加速踏板传感器提供的信号，获取该信号对应的当前单电机需求转矩，并与电动汽车当前单电机提供的最大转矩进行比较；若当前单电机提供的最大转矩与该当前单电机需求转矩不匹配时，则所述第一电机与所述第二电机同时运行，采用转矩耦合，也即TC模式；（2）当电动汽车平稳运行，所述执行机构控制单元根据所述转速传感器以及所述车速传感器提供的转速信号以及车速信号，获取与该转速信号与车速信号匹配对应的当前单电机需求转速，并与电动汽车当前单电机提供的最大转速进行比较；若当前单电机提供的最大转速与该当前单电机需求转速不匹配时，所述第一电机与所述第二电机同时运行同时运行，采用转速耦合，也即SC模式；（3）当电动汽车平稳运行，所述执行机构控制单元根据所述转速传感器以及所述车速传感器提供的转速信号以及车速信号，获取与该转速信号与车速信号匹配对应的当前单电机需求转速，并与电动汽车当前单电机提供的最大转速进行比较；若当前单电机提供的最大转速与该当前单电机需求转速匹配时，采用单电机运行模式，也即SM1模式或SM2模式，且所述SM1模式与SM2模式可切换。在本专利技术一实施例中，采用所述TC模式时，所述第一离合器以及所述第二离合器闭合，所述第三离合器断开，所述第一锁止器闭合，所述第二锁止器断开，所述第一电机与所述第二电机同时运转，并同时与所述太阳轮连接，此时转矩耦合，所述行星架固定，所述太阳轮为主动件，带动所述行星轮转动；所述行星轮作为被动件，将动力传输至传动轴。在本专利技术一实施例中，采用所述SC模式时，所述第一离合器闭合，所述第三离合器闭合，所述第一电机通过所述第一离合器与所述太阳轮相连，所述第二电机通过所述第三离合器与所述行星架连接，所述第二离合器断开，所述第一锁止器与所述第二锁止器断开，所述第一电机与所述第二电机同时运转，同时驱动所述行星轮运转，此时转速耦合，将动力传输至传动轴。在本专利技术一实施例中，采用所述SM1模式时，所述第一离合器闭合，第一锁止器闭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双电机双模耦合电动车驱动系统，其特征在于，包括：第一电机、第二电机、第一离合器、第二离合器、第三离合器、第一锁止器、第二锁止器以及单排行星齿轮机构；还包括一执行机构控制单元以及与该执行机构控制单元相连的传感信号获取单元、转矩信号计算处理单元、车辆状态信号获取单元以及驱动机构；所述执行机构控制单元通过所述传感信号获取单元、所述转矩信号计算处理单元以及所述车辆状态信号获取单元对于电动车当前运行模式进行识别、模式切换以及动力分配，并经所述驱动机构分别驱动所述第一电机、所述第二电机、所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器、所述第一锁止器以及所述第二锁止器，通过所述单排行星齿轮结构驱动所述传动轴，进而驱动电动汽车的车轮运转。

【技术特征摘要】
1.一种双电机双模耦合电动车驱动系统，其特征在于，包括：第一电机、第二电机、第一离合器、第二离合器、第三离合器、第一锁止器、第二锁止器以及单排行星齿轮机构；还包括一执行机构控制单元以及与该执行机构控制单元相连的传感信号获取单元、转矩信号计算处理单元、车辆状态信号获取单元以及驱动机构；所述执行机构控制单元通过所述传感信号获取单元、所述转矩信号计算处理单元以及所述车辆状态信号获取单元对于电动车当前运行模式进行识别、模式切换以及动力分配，并经所述驱动机构分别驱动所述第一电机、所述第二电机、所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器、所述第一锁止器以及所述第二锁止器，通过所述单排行星齿轮结构驱动所述传动轴，进而驱动电动汽车的车轮运转。2.根据权利要求1所述的一种双电机双模耦合电动车驱动系统，其特征在于，所述传感信号获取单元包括一车速传感器、一转速传感器、分别与所述车速传感器以及所述转速传感器相连的第一模拟信号输入电路、一加速踏板传感器、一制动踏板传感器、分别与所述加速踏板传感器以及所述制动踏板传感器相连的第二模拟信号输入电路、分别与所述第一模拟信号输入电路以及所述第二模拟信号输入电路相连的信号处理电路。3.根据权利要求2所述的一种双电机双模耦合电动车驱动系统，其特征在于，所述第一电机与所述第二电机同轴设置，且通过单排行星齿轮机构与传动轴相连；所述第一电机通过所述第一离合器与所述单排行星齿轮机构中的太阳轮相连；所述第二电机通过所述第二离合器以及所述第三离合器与所述太阳轮相连，且所述第二电机通过所述第三离合器与所述单排行星齿轮机构的行星架相连；所述第一锁止机构设置于所述行星架上，所述第二锁止机构设置于所述太阳轮上。4.根据权利要求3所述的一种双电机双模耦合电动车驱动系统，其特征在于，所述传动轴为所述电动汽车的前传动轴，所述前传动轴通过驱动桥将动力传输至电动汽车前轴的左右车轮。5.根据权利要求3所述的一种双电机双模耦合电动车驱动系统，其特征在于，所述电动车当前运行模式识别、模式切换以及动力分配过程如下：当电动汽车启动、爬坡或加速，所述执行机构控制单元根据所述加速踏板传感器提供的信号，获取该信号对应的当前单电机需求转矩，并与电动汽车当前单电机提供的最大转矩进行比较；若当前单电机提供的最大转矩与该当前单电机需求转矩不匹配时，则所述第一电机与所述第二电机同时运行，采用转矩耦合，也即TC模式；当...

【专利技术属性】
技术研发人员：林歆悠，魏申申，吴超宇，王黎明，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建,35