一种电动汽车双动力氢能源充电系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种电动汽车双动力氢能源充电系统，包括第一驱动电机以及对应的第一蓄电池组和第二驱动电机以及对应的第二蓄电池组，分别与第一驱动电机和第二驱动电机的动力输出端相连接的两个离合器，以及变速箱,传动轴和氢能源充电装置；所述离合器连接至变速箱的输入端，变速箱的输出端与车辆传动轴相连接，与所述第一和第二蓄电池组连接的氢能源充电装置，所述氢能源充电装置包括多孔质氢燃料极(阳极)，和空气极(阴极)以及位于多孔质氢燃料极与空气极之间的重叠的聚合物电解质膜。

A dual power hydrogen energy charging system for electric vehicles

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车双动力氢能源充电系统
本技术属于汽车制造
，具体涉及一种汽车的驱动布置结构，特别地涉及一种电动汽车双动力氢能源充电系统。
技术介绍
随着能源和环境问题的日趋严峻，电动汽车的发展迎来了新的良机。目前，国内绝大部分电动汽车都是在燃油车的基础上，将发动机与变速箱简单的用一个电机与一个定传动比减速器替换，然后直接将动力输出到差速器。由于汽车在爬坡以及启动时要求动力系统提供大的扭矩，以满足所需的加速性能与爬坡性能，而在高速行驶的时候则需要动力系统提供足够高的转速。因此，上述的动力系统很难兼顾这两方面的需求。此外，单电机驱动系统在启动的时候，为了获得更好的加速性能，电池需输出较大的电流，这会给电池带来损坏。在已有技术中，中国专利CN101633305公开了一种双电机通过花键传动实现串联结构式的动力总成系统，通过2套电机控制器分别控制1台低速电机和1台高速电机在不同车速工况下运转，从而保证2台电机尽量处于高效率区运转；与之对应的，专利CN203739605U公开了一种双电机并联式驱动系统，每台电机分别通过定轴式齿轮传动机构将动力传递到输出轴，使高速电机和低速电机在不同车速工况下运转来保证动力系统高效运转；CN102490599同样采用并联方式，不同的是其设计理念在于利用定轴轮系实现双电机转矩耦合来改善汽车的爬坡性能和加速性能；专利CN104015600A同样采用并联方式，不过其设计理念在于利用双电机的独立调速来实现一种无级变速功能的驱动系统；专利CN201110257806公开了一种双电机纯电动一体化传动系统控制方法，采用双电机提供不同的动力，并经过动力耦合器进行综合输出，其中动力耦合器由具有四个不同传动比的档位的两套自动换挡执行机构AMT组成，通过对电机和机械式自动变速器(AMT)进行一体化控制来实现换挡；CN104691319利用一套行星排机构实现双电机转速耦合来达到2台电机尽可能高效运转的目的。专利CN101633305和CN203739605U分别采用串联和并联模式实现高速电机和低速电机在不同车速下切换运转，从而提高动力系统效率。专利CN102490599利用定轴轮系实现双电机转矩耦合来改善汽车的爬坡性能和加速性能，但由于2台电机转速成比例导致调速必须同步进行，否则易导致功率流内循环而降低整套动力系统效率；并且高速模式下，该系统无法实现转速解耦导致效率急剧下降。专利CN201110257806采用双电机和双机械式自动变速器(AMT)实际动力耦合，然而这种结构过于复杂，并且由于控制复杂导致存在换挡时间长、换挡冲击明显，有时甚至会出现车辆在行驶过程中换不了挡的问题。专利CN104691319利用一套行星排机构实现双电机转速耦合实现2台电机各自高效运转的目的。但由于没有实现转矩耦合，2台电机输出扭矩无法耦合从而无法提高整套系统的加速性能和爬坡性能。CN103754099A公布了一种双电机多模式动力耦合驱动总成，这个多模式指的是转速耦合、低速实现单电机驱动、单电机制动能量回收制动，双电机转速耦合驱动，双电机转速耦合制动能量回收等多种工作模式，在动力耦合上其本质还是只能实现转速耦合一种方式。在结构上，行星轮系由于缺少离合器无法实现三元件(齿圈、行星架、太阳轮)的同向同转速整体运动，所以根本无法实现转矩耦合。另外，通过太阳轮处有设置锁止器制动太阳轮，从而实现与齿圈连接的电机单独驱动模式，不过由于齿圈处缺少制动器从而无法实现另一个电机的单电机驱动。这也就使得一旦齿圈处的电机出现故障，整个系统就瘫痪，其故障应对性较弱。综上分析，现有技术均无法同时实现双电机之间的转速耦合和转矩耦合功能，这必然导致车辆要么利用转矩耦合提高动力性却牺牲了整体效率；要么利用转速耦合实现转速解耦满足单个电机高效率却降低了车辆动力性；要么直接采用低速电机和高速电机分别工作在不同车速工况，虽然提高单电机的使用效率却必须都选用大功率电机满足动力性需求。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供一种电动汽车双动力氢能源充电系统，包括第一驱动电机以及对应的第一蓄电池组和第二驱动电机以及对应的第二蓄电池组，分别与第一驱动电机和第二驱动电机的动力输出端相连接的两个离合器，以及变速箱,传动轴和氢能源充电装置；所述离合器连接至变速箱的输入端，变速箱的输出端与车辆传动轴相连接，与所述第一和第二蓄电池组连接的氢能源充电装置，所述氢能源充电装置包括多孔质氢燃料极(阳极)，和空气极(阴极)以及位于多孔质氢燃料极与空气极之间的重叠的聚合物电解质膜，所述聚合物电解质膜是膨胀聚四氟乙烯膜。进一步，所述第一驱动电机和第二驱动电机并列布置。进一步，所述离合器是离心式单向自动离合器。进一步，所述离合器通过花键轴连接至变速箱的输入端。进一步，所述变速箱是机电耦合变速箱。该系统可以有效克服车辆在起步、超车、上坡、越沟坎动力等情况下动力不足的问题，同时可在车辆动态行进中对双电机组中动力不足的机组进行切换，替换下来的电源不足机组由车载氢能源充电装置快速充电，保持备用切换。由此，针对两个驱动电机的反复切换可以为动态行驶的车辆提供了不间断的动力源，以不间断地延长驱动电机组的工作时间并且极大提高车辆续航里程。该系统有效解决了纯电动汽车的动态车载自行充电，减少纯电动汽车因动力电源不足而被迫停驶，急需进行地面固定充换电的繁琐工序，实破了目前纯电动汽车单纯的“电池+电机+充电桩”的工作模式，同时解决了纯电动汽车普遍存在的动力不足，行驶里程短、车辆充换电频繁工序繁琐，过分依赖地面固定模式充换电源、无法车载动态自行充电所造成纯电动汽车使用的局限性与普及率等问题。附图说明图1是本技术的电动汽车双动力氢能源充电系统的结构示意图。图中：1第一驱动电机，2第二驱动电机,3第一蓄电池组，4第二蓄电池组，5离合器，6变速箱,7传动轴,8氢能源充电装置。具体实施方式下面结合附图，对本技术进一步详细说明。参考图1，本技术提供了一种电动汽车双动力氢能源充电系统，包括第一驱动电机1以及对应的第一蓄电池组3、第二驱动电机2以及对应的第二蓄电池组4，分别与第一驱动电机1和第二驱动电机2的前端动力输出轴相连接的两个离心式单向自动离合器5，以及变速箱6,传动轴7和氢能源充电装置8。其中第一驱动电机1和第二驱动电机2在驱动系统内联体并列地布置，其中蓄电池组3、4是酸铅免维护电池或者磷酸锂铁电池。所述两个离心式单向自动离合器5通过花键轴共同连接至机电耦合变速箱6的输入端，机电耦合变速箱6的输出端与车辆传动轴7相连接，这样，两个驱动电机1、2共同输出的动力可经过机电耦合变速箱6的耦合和变速后输出至传动轴7的花键盘连接处。在该系统中安装有可向两个蓄电池组3、4充电的车载氢能源充电装置8，该充电装置包括多孔质氢燃料极(阳极)，和空气极(阴极)以及位于多孔质氢燃料极与空气极之间的重叠的聚合物电解质膜。在阳极，氢分解为氢离子(质子)和电子，聚合物电解质膜仅允许质子穿过而至阴极，电子沿外电路移到阴极，在阴极与氧进行化学反应变成水(H2O)。在电子移动过程中获得电能。所述聚合物电解质膜可以是膨胀聚四氟乙烯膜。车辆通过采用以上所述系统，可实现以下的控制策略：起动车辆后，两组动力驱动电机1、2产生的动力分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车双动力氢能源充电系统，其特征在于，包括第一驱动电机以及对应的第一蓄电池组和第二驱动电机以及对应的第二蓄电池组，分别与第一驱动电机和第二驱动电机的动力输出端相连接的两个离合器，以及变速箱,传动轴和氢能源充电装置；所述离合器连接至变速箱的输入端，变速箱的输出端与车辆传动轴相连接，所述氢能源充电装置与所述第一和第二蓄电池组连接，所述氢能源充电装置包括多孔质氢燃料极，和空气极以及位于多孔质氢燃料极与空气极之间的重叠的聚合物电解质膜，所述聚合物电解质膜是膨胀聚四氟乙烯膜。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车双动力氢能源充电系统，其特征在于，包括第一驱动电机以及对应的第一蓄电池组和第二驱动电机以及对应的第二蓄电池组，分别与第一驱动电机和第二驱动电机的动力输出端相连接的两个离合器，以及变速箱,传动轴和氢能源充电装置；所述离合器连接至变速箱的输入端，变速箱的输出端与车辆传动轴相连接，所述氢能源充电装置与所述第一和第二蓄电池组连接，所述氢能源充电装置包括多孔质氢燃料极，和空气极以及位于多孔质氢燃料极与空气极之间的重叠的聚合物电解质膜，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鑫，裴晶，李磊，
申请(专利权)人：国科工信北京新能源科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11