电动汽车分布式轮边电驱动动力总成及方法技术

本发明专利技术公开了一种电动汽车分布式轮边电驱动动力总成及方法。动力总成中，的二合一减速器内部设有两个结构互不干涉的齿轮减速结构，通过壳体一体化安装；第一电机与第二电机分别对称布置于二合一减速器的左侧和右侧，且分别连接二合一减速器中两个齿轮减速结构的输入轴；第一半轴总成与第二半轴总成分别置于二合一减速器的左侧和右侧，一端分别连接二合一减速器中两个齿轮减速结构的输出轴，另一端分别连接第一车轮和第二车轮；二合一减速器中每个齿轮减速结构的输出轴与输入轴均平行但不共线；整个动力总成沿二合一减速器的中心面呈镜像对称分布。本发明专利技术是电动汽车采用轮边电机驱动动力总成的一种可行布置方案，具有结构紧凑、安装简便的特点。

Distributed wheel side electric drive assembly and method for electric vehicle

The invention discloses a distributed wheel side electric drive assembly for electric vehicles and a method thereof. In the power assembly, there are two gear deceleration structures which have no interference in each other. The first and second motors are arranged symmetrically on the left and right side of the double one reducer, respectively, and respectively connect the input shaft of two gear deceleration structures in the two in one reducer; first, the first motor and the motor are respectively connected to the input shaft of the two gear deceleration structure. The half shaft assembly and the second half shaft assembly are separately placed on the left and right side of the double decelerator. One end is respectively connected with the output axis of two gear deceleration structures in the two in one reducer, the other end connected to the first wheel and the second wheel respectively, and the output axis of each gear reducer in the double decelerator is parallel to the input axis, but not in the two axis. The whole powertrain is mirrored symmetrical along the center of the two gear reducer. The invention is a feasible layout scheme for electric vehicle driven by wheel side motor, and has the advantages of compact structure and simple installation.

【技术实现步骤摘要】
电动汽车分布式轮边电驱动动力总成及方法
本专利技术属于电动汽车设备
，具体涉及一种电动汽车分布式轮边电驱动动力总成及方法。
技术介绍
下一代汽车的驱动形式必然是采用轮毂/轮边电机的分布式驱动，可以提高传动效率，精简底盘结构，提高车辆动力性、经济性及稳定性，轮边电机应用技术较轮毂电机来说相对成熟，是推进分布式驱动电动汽车产品化的首选方案。特别是采用高速电机轮边驱动，电机体积更小、成本更低。但采用高速电机需要配置一个减速模块，因此增加了减速齿轮设计、制造及动力总成整体布置的难度。因此，本专利提出一个集成电机、减速器等的分布式轮边电驱动动力总成，制造简单、成本低廉、布置紧凑、安装简便，有利于分布式驱动电动汽车的产业化推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电动汽车分布式轮边电驱动动力总成的可行匹配设计及布置方案，并充分考虑电动汽车的设计、制造、安装、使用的实际情况，使动力总成具有安装简便、整体强度高、制造成本低的优点，且这套动力总成能够使电动汽车的动力性能达到综合最优。本专利技术所采用的具体技术方案如下：电动汽车分布式轮边电驱动动力总成，包括第一车轮、第一电机、二合一减速器、第二电机、第二车轮、第二半轴总成、第一半轴总成；所述的二合一减速器内部设有两个结构互不干涉的齿轮减速结构，通过壳体一体化安装；第一电机与第二电机分别对称布置于二合一减速器的左侧和右侧，且分别连接二合一减速器中两个齿轮减速结构的输入轴；第一半轴总成与第二半轴总成分别置于二合一减速器的左侧和右侧，一端分别连接二合一减速器中两个齿轮减速结构的输出轴，另一端分别连接第一车轮和第二车轮；二合一减速器中每个齿轮减速结构的输出轴与输入轴均平行但不共线；整个动力总成沿二合一减速器的中心面呈镜像对称分布。作为优选，第一电机、第二电机分别与二合一减速器中两个齿轮减速结构的输入轴花键连接。作为优选，第一半轴总成、第二半轴总成分别与二合一减速器中两个齿轮减速结构的输出轴花键连接。作为优选，第一半轴总成、第二半轴总成分别与第一车轮、第二车轮花键连接。作为优选，第一电机与第二电机外侧各设有一个安装支撑点，二合一减速器上设有两个安装支撑点，整个动力总成共设有四个安装支撑点。作为优选，动力总成呈两排平行设计，所述的第一电机和第二电机成一排，第一半轴总成和第二半轴总成成另一排。本专利技术的另一目的在于提供一种对上述动力总成的电机及减速器进行参数匹配、优化的方法，所述的减速器参数为减速器传动比，方法步骤如下：1)在减速器传动比限定范围内选出m个可行传动比ij，j∈[1,2,…,m]，由小至大分别为i1、i2、……、im；2)分别计算不同传动比ij对应的电动汽车的动力性能参数，动力性能参数包括最高车速vmax、最大爬坡度αmax、0-100km/h加速时间t，所述动力性能参数、电机参数及减速器参数之间的关系满足a)～d)：a)驱动电机的峰值功率Pmax必须不小于电动汽车最高车速时所需电机功率Pmax,v、最大爬坡度时所需电机功率Pmax,α及最短0-100km/h加速时间所需电机功率Pmax,t，其中：PmaxNm≥max{Pmax,v,Pmax,α,Pmax,t}b)驱动电机的峰值转矩Tmax必须不小于电动汽车最高车速时所需电机转矩Tmax,v、最大爬坡度时所需电机转矩Tmax,α及最短0-100km/h加速时间所需电机转矩Tmax,t，其中：TmaxNm≥max{Tmax,v,Tmax,α,Tmax,t}c)驱动电机的峰值转速nmax必须不小于电动汽车最高车速时所需的电机转速，其中：d)减速器的传动比i必须不小于由电机峰值转速与电动汽车最高车速决定的传动比imin；必须不大于由电机峰值转速点对应的最大转矩与电动汽车最高车速时的行驶阻力决定的传动比imax1；必须不大于由电机峰值转矩与电动汽车最大爬坡度时的行驶阻力决定的传动比imax2，其中：imin≤i≤min{imax1,imax2}其中，Tnmax为电机峰值转速点对应的最大转矩，计算公式为：上述式中：mt为电动汽车整备质量；M为电动汽车满载质量；g为重力加速度；f为滚动阻力系数；CD为空气阻力系数；A为迎风面积；ηt为传动系效率；i为减速器中齿轮减速结构的传动比，依次取i1、i2、……、im；r为车轮滚动半径；Nm为电动汽车上用于驱动车轮的电机数量；vmax为最高车速；vi为爬坡车速；αmax为最大爬坡度；vt为加速t时间后对应车速；t为百公里加速时间；δ为旋转质量系数；3)使用多目标优化法，将最高车速vmax、最大爬坡度αmax、0-100km/h加速时间t分别作为三个目标函数f1(X)、f2(X)、f3(X)，将传动比ij所对应的目标函数值用fkj(X)表示，k＝1,2,3；4)对三个目标函数值做无量纲化处理：其中，5)计算m个可行传动比ij分别对应的综合目标函数：其中，wk为目标函数fk'(X)的加权系数，且w1＞0，w2＞0，w3＜0；6)取综合目标函数Fj(X)值最大对应的传动比ij为电动汽车中齿轮减速结构的设计传动比i。作为优选，对不同的可行传动比ij计算综合目标函数时，所述的加权系数wk取值保持不变。本专利技术相对于现有技术而言，具有以下有益效果：1、增加减速器后，电机的转速被比例缩小后输出、转矩被比例放大后输出，因此在实际使用时可以减小电机的输入电流，减小电池的输出电流，能够避免电池的大电流放电，有效延长电池的使用寿命，同时也降低了整车高压系统的设计难度。2、本专利技术是电动汽车轮边电机驱动动力总成的一种可行布置方案，结构紧凑、安装简便，适合被广泛应用于批量化生产的分布式驱动电动汽车上；3、由于减速器为二合一设计，由两个电机和一个二合一减速器组成的驱动总成可以一体化安装，具有强度高、抗扭抗振性能好的优点；4、由于减速器输入输出不同轴，减速器设计、制造简便、传动比可选择的范围较大的特点，可以极大地减小轮边电机驱动总成中减速机构的设计生产成本。5、通过匹配计算与多目标优化方法确定电机、减速器的参数及选型，使电动汽车的动力性能达到综合最优。附图说明图1是电动汽车分布式轮边电驱动动力总成俯视图。图中：第一车轮1、第一电机2、二合一减速器3、第二电机4、第二车轮5、第二半轴总成6、第一半轴总成7。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步阐述和说明。参照附图1，一种电动汽车分布式轮边电驱动动力总成，包括第一车轮1、第一电机2、二合一减速器3、第二电机4、第二车轮5、第二半轴总成6、第一半轴总成7。二合一减速器3内部为两个对称的齿轮减速结构，两个结构互不干涉，仅通过壳体安装在一起。两个齿轮减速结构呈镜像对称，两者的输入轴和输出轴分别设置于二合一减速器3的两侧。第一电机2与第二电机4分别对称布置于二合一减速器3的左侧和右侧，第一电机2连接二合一减速器3中左侧齿轮减速结构的输入轴，第二电机4连接二合一减速器3中右侧齿轮减速结构的输入轴。第一半轴总成7与第二半轴总成6位于第一电机2与第二电机4下方，且分别置于二合一减速器3的左侧和右侧。第一半轴总成7一端连接二合一减速器3中左侧齿轮减速结构的输出轴，另一端连接第一车轮1，用于将第一电机2的动力传输至第一车轮1；第二半轴总成6一端连接二合一减速器3中右侧齿轮减速结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车分布式轮边电驱动动力总成，其特征在于：包括第一车轮(1)、第一电机(2)、二合一减速器(3)、第二电机(4)、第二车轮(5)、第二半轴总成(6)、第一半轴总成(7)；所述的二合一减速器(3)内部设有两个结构互不干涉的齿轮减速结构，通过壳体一体化安装；第一电机(2)与第二电机(4)分别对称布置于二合一减速器(3)的左侧和右侧，且分别连接二合一减速器(3)中两个齿轮减速结构的输入轴；第一半轴总成(7)与第二半轴总成(6)分别置于二合一减速器(3)的左侧和右侧，一端分别连接二合一减速器(3)中两个齿轮减速结构的输出轴，另一端分别连接第一车轮(1)和第二车轮(5)；二合一减速器(3)中每个齿轮减速结构的输出轴与输入轴均平行但不共线；整个动力总成沿二合一减速器(3)的中心面呈镜像对称分布。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车分布式轮边电驱动动力总成，其特征在于：包括第一车轮(1)、第一电机(2)、二合一减速器(3)、第二电机(4)、第二车轮(5)、第二半轴总成(6)、第一半轴总成(7)；所述的二合一减速器(3)内部设有两个结构互不干涉的齿轮减速结构，通过壳体一体化安装；第一电机(2)与第二电机(4)分别对称布置于二合一减速器(3)的左侧和右侧，且分别连接二合一减速器(3)中两个齿轮减速结构的输入轴；第一半轴总成(7)与第二半轴总成(6)分别置于二合一减速器(3)的左侧和右侧，一端分别连接二合一减速器(3)中两个齿轮减速结构的输出轴，另一端分别连接第一车轮(1)和第二车轮(5)；二合一减速器(3)中每个齿轮减速结构的输出轴与输入轴均平行但不共线；整个动力总成沿二合一减速器(3)的中心面呈镜像对称分布。2.如权利要求1所述的电动汽车分布式轮边电驱动动力总成，其特征在于：第一电机(2)、第二电机(4)分别与二合一减速器(3)中两个齿轮减速结构的输入轴花键连接。3.如权利要求1所述的电动汽车分布式轮边电驱动动力总成，其特征在于：第一半轴总成(7)、第二半轴总成(6)分别与二合一减速器(3)中两个齿轮减速结构的输出轴花键连接。4.如权利要求1所述的电动汽车分布式轮边电驱动动力总成，其特征在于：第一半轴总成(7)、第二半轴总成(6)分别与第一车轮(1)、第二车轮(5)花键连接。5.如权利要求1所述的电动汽车分布式轮边电驱动动力总成，其特征在于：第一电机(2)与第二电机(4)外侧各设有一个安装支撑点，二合一减速器(3)上设有两个安装支撑点，整个动力总成共设有四个安装支撑点。6.如权利要求1所述的电动汽车分布式轮边电驱动动力总成，其特征在于：动力总成呈两排平行设计，所述的第一电机(2)和第二电机(4)成一排，第一半轴总成(7)和第二半轴总成(6)成另一排。7.一种对权利要求1所述动力总成的电机及减速器进行参数匹配、优化的方法，其特征在于，所述的减速器参数为减速器传动比，方法步骤如下：1)在减速器传动比限定范围内选出m个可行传动比ij，j∈[1,2,…,m]，由小至大分别为i1、i2、……、im；2)分别计算不同传动比ij对应的电动汽车的动力性能参数，动力性能参数包括最高车速vmax、最大爬坡度αmax、0-100km/h加速时间t，所述动力性能参数、...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱绍鹏，王燕然，厉蒋，王锋，梁志伟，杨兴浩，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33