一种安全冗余的电动汽车双电机轮边驱动系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种安全冗余的电动汽车双电机轮边驱动系统，包括：第一轮边电机；第一减速机构，其动力输入端选择性的连接所述第一轮边电机；第一车轮；第一半轴，其一端与所述第一减速机构的动力输出端连接，另一端连接所述第一车轮；第二轮边电机；第二减速机构，其动力输入端选择性的连接所述第二轮边电机；第二车轮，其与所述第一车轮对称设置在汽车的两侧；第二半轴，其一端与所述第二减速机构的动力输出端连接，另一端连接所述第二车轮；差速器，其一端与所述第一减速机构的动力输出端连接，另一端选择性的连接所述第二减速机构的动力输出端。本发明专利技术还公开了一种安全冗余的电动汽车双电机轮边驱动系统的控制方法。

【技术实现步骤摘要】
一种安全冗余的电动汽车双电机轮边驱动系统及其控制方法
本专利技术属于电动汽车驱传动
，特别涉及一种安全冗余的电动汽车双电机轮边驱动系统及其控制方法。
技术介绍
汽车的发展已有百余年历史，从最初的交通工具发展到集代步、娱乐、时尚、工作为一体的生活必需品，已经成为人类生活方式和生产能力的杰出代表。随着科技的快速进步和人们环保意识的不断提高，污染大、效率低、噪声强的传统内燃机汽车逐渐无法满足当代人的生活需要，零排放、高效率、低噪声的纯电动汽车成为新的发展热点。按照驱动系统的类型，纯电动汽车主要分为集中电机驱动和分布式电机驱动两大类。与传统内燃机汽车相比，集中电机驱动式电动汽车主要是把动力源换为电动机，由于没有取消变速器、传动轴等复杂的机械部件，较为笨重且传动效率较低，使得车内布置空间有限，并不能够有效地发挥电动汽车的诸多优势。分布式电机驱动又可以分为轮毂电机驱动和轮边电机驱动，轮毂电机又叫电动轮，是将动力、传动和制动装置集成在轮毂内，省去了离合器、变速器、传动轴、差速器等大量机械零件，有效减轻整车质量，增加车内布置空间，电动轮还有独立可控，反应快速等诸多优势，但电动轮工作环境恶劣，需要经受住长时间的震动、涉水和高温，对生产工艺要求较高，此外，车辆的非簧载质量也大大增加，轮毂电机驱动电动汽车被认为是电动汽车的终极发展形态；轮边电机与固定传动比减速器制成一体安装在车架上，减速器输出端通过万向节与车轮半轴连接进而驱动车轮，与轮毂电机相比，轮边电机具有体积小、功率密度高、成本低、不增加簧载质量、易于实现等诸多优势，目前应用最广泛。目前最常用的电动汽车轮边电机驱动系统是对称轮边电机分布式驱动系统，其将两轮边电机对称布置且与固定速比的减速器连接并安装在车架上，电机输出的动力经减速器、万向节、半轴等传送至车轮，实现对该侧车轮的驱动。由于各电机彼此独立工作且每个电机单独控制一个车轮，在电动汽车行驶时，当某一电机突然工作异常甚至失效时，车辆就会突然失去操纵稳定性，容易发生跑偏、甩尾、卷入等危险情况，极易导致交通事故。因此有必要提出一种安全冗余的电动汽车双电机轮边驱动系统以避免上述危险情况的发生。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种安全冗余的电动汽车双电机轮边驱动系统，汽车行驶过程中，当某个电机突然工作异常甚至失效时，其可以迅速实现该电机与驱动系统的分离，并让另一个正常工作的电机接管控制该侧车轮，保证电动汽车的安全行驶。本专利技术的目的之二是提供一种安全冗余的电动汽车双电机轮边驱动系统的控制方法，通过控制电磁离合器的通断实现各驱动电机与减速器之间、两个特定减速齿轮之间的通断，达到断开失效电机、连接差速器、有效电机控制两侧车轮的目的。本专利技术提供的技术方案为：一种安全冗余的电动汽车双电机轮边驱动系统，包括：第一轮边电机；第一减速机构，其动力输入端选择性的连接所述第一轮边电机；第一车轮；第一半轴，其一端与所述第一减速机构的动力输出端连接，另一端连接所述第一车轮；第二轮边电机；第二减速机构，其动力输入端选择性的连接所述第二轮边电机；第二车轮，其与所述第一车轮对称设置在汽车的两侧；第二半轴，其一端与所述第二减速机构的动力输出端连接，另一端连接所述第二车轮；差速器，其一端与所述第一减速机构的动力输出端连接，另一端选择性的连接所述第二减速机构的动力输出端。优选的是，所述的安全冗余的电动汽车双电机轮边驱动系统，还包括：第一离合器，其设置在所述第一轮边电机与所述第一减速机构的动力输入端之间；第二离合器，其设置在所述第二轮边电机与所述第二减速机构的动力输入端之间；以及第三离合器，其设置在所述差速器及所述第二减速机构的动力输出端之间。优选的是，所述第一减速机构包括：第一一级减速机构，其包括：第一一级主动齿轮，其齿轮轴通过所述第一离合器连接所述第一轮边电机；第一一级从动齿轮，其与所述第一一级主动齿轮啮合传动；以及第一二级减速机构，其动力输入端连接所述第一一级从动齿轮的齿轮轴，动力输出端与所述第一半轴的一端连接；所述第二减速机构包括：第二一级减速机构，其包括：第二一级主动齿轮，其齿轮轴通过所述第二离合器连接所述第二轮边电机；第二一级从动齿轮，其与所述第二一级主动齿轮啮合传动；以及第二二级减速机构，其动力输入端连接所述第二一级从动齿轮的齿轮轴，动力输出端与所述第二半轴的一端连接。优选的是，所述差速器的一端与所述第一一级从动齿轮的齿轮轴连接，另一端通过所述第三离合器连接所述第二一级从动齿轮的齿轮轴。优选的是，所述差速器的一端与所述第一二级减速机构的动力输出端连接，另一端通过所述第三离合器连接所述第二二级减速机构的动力输出端。优选的是，所述第一二级减速机构和所述第二二级减速机构均为行星减速机构。优选的是，所述第一二级减速机构包括：第一二级主动齿轮，其齿轮轴与所述第一一级从动齿轮的齿轮轴连接；第一二级从动齿轮，其与所述第一二级主动齿轮啮合传动；所述第二二级减速机构包括：第二二级主动齿轮，其齿轮轴与所述第二一级从动齿轮的齿轮轴连接；第二二级从动齿轮，其与所述第二二级主动齿轮啮合传动。一种安全冗余的电动汽车双电机轮边驱动系统的控制方法，包括如下步骤：步骤一、采集第一轮边电机和第二轮边电机的转速信号，并将其传递至整车控制器；步骤二、整车控制器接收所述第一轮边电机和所述第二轮边电机的转速信号信号，并且判断所述第一轮边电机和所述第二轮边电机是否正常工作，确定车辆的工作模式；其中，当所述第一轮边电机正常，所述第二轮边电机异常时：控制第一离合器和第三离合器同时闭合，第二离合器断开；当所述第一轮边电机异常，所述第二轮边电机正常时：控制所述第二离合器和所述第三离合器同时闭合，所述第一离合器断开；当所述第一轮边和所述第二轮边电机都正常时：控制所述第一离合器和所述第二离合器同时闭合，所述第三离合器断开，并且差速器的差速锁工作。优选的是，当所述第一轮边电机正常，所述第二轮边电机异常，且左右车轮处在相同附着系数的路面上时：传递至第一车轮的扭矩和第二车轮的驱动扭矩为：当所述第一轮边电机异常，所述第二轮边电机正常，且第一车轮和第二车轮处在相同附着系数的路面上时：传递至所述第一车轮的扭矩和所述第二车轮的驱动扭矩为：其中，T1为传递至第一车轮的驱动扭矩；T2为传递至第二车轮的驱动扭矩；Tml为第一轮边电机的输出转矩；i1l为第一一级减速机构的传动比；i2l为第一二级减速机构的传动比；Tmr为第二轮边电机的输出转矩；i1r为第二一级减速机构的传动比；i2r为第二二级减速机构的传动比。优选的是，当所述第一轮边和所述第二轮边电机都正常，且第一车轮和第二车轮处在相同附着系数的路面上时：传递至所述第一车轮的驱动扭矩为：T1＝T本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种安全冗余的电动汽车双电机轮边驱动系统，其特征在于，包括：/n第一轮边电机；/n第一减速机构，其动力输入端选择性的连接所述第一轮边电机；/n第一车轮；/n第一半轴，其一端与所述第一减速机构的动力输出端连接，另一端连接所述第一车轮；/n第二轮边电机；/n第二减速机构，其动力输入端选择性的连接所述第二轮边电机；/n第二车轮，其与所述第一车轮对称设置在汽车的两侧；/n第二半轴，其一端与所述第二减速机构的动力输出端连接，另一端连接所述第二车轮；/n差速器，其一端与所述第一减速机构的动力输出端连接，另一端选择性的连接所述第二减速机构的动力输出端。/n

【技术特征摘要】
1.一种安全冗余的电动汽车双电机轮边驱动系统，其特征在于，包括：
第一轮边电机；
第一减速机构，其动力输入端选择性的连接所述第一轮边电机；
第一车轮；
第一半轴，其一端与所述第一减速机构的动力输出端连接，另一端连接所述第一车轮；
第二轮边电机；
第二减速机构，其动力输入端选择性的连接所述第二轮边电机；
第二车轮，其与所述第一车轮对称设置在汽车的两侧；
第二半轴，其一端与所述第二减速机构的动力输出端连接，另一端连接所述第二车轮；
差速器，其一端与所述第一减速机构的动力输出端连接，另一端选择性的连接所述第二减速机构的动力输出端。


2.根据权利要求1所述的安全冗余的电动汽车双电机轮边驱动系统，其特征在于，还包括：
第一离合器，其设置在所述第一轮边电机与所述第一减速机构的动力输入端之间；
第二离合器，其设置在所述第二轮边电机与所述第二减速机构的动力输入端之间；以及
第三离合器，其设置在所述差速器及所述第二减速机构的动力输出端之间。


3.根据权利要求2所述的安全冗余的电动汽车双电机轮边驱动系统，其特征在于，所述第一减速机构包括：
第一一级减速机构，其包括：
第一一级主动齿轮，其齿轮轴通过所述第一离合器连接所述第一轮边电机；
第一一级从动齿轮，其与所述第一一级主动齿轮啮合传动；以及
第一二级减速机构，其动力输入端连接所述第一一级从动齿轮的齿轮轴，动力输出端与所述第一半轴的一端连接；
所述第二减速机构包括：
第二一级减速机构，其包括：
第二一级主动齿轮，其齿轮轴通过所述第二离合器连接所述第二轮边电机；
第二一级从动齿轮，其与所述第二一级主动齿轮啮合传动；以及
第二二级减速机构，其动力输入端连接所述第二一级从动齿轮的齿轮轴，动力输出端与所述第二半轴的一端连接。


4.根据权利要求3所述的安全冗余的电动汽车双电机轮边驱动系统，其特征在于，所述差速器的一端与所述第一一级从动齿轮的齿轮轴连接，另一端通过所述第三离合器连接所述第二一级从动齿轮的齿轮轴。


5.根据权利要求3所述的安全冗余的电动汽车双电机轮边驱动系统，其特征在于，所述差速器的一端与所述第一二级减速机构的动力输出端连接，另一端通过所述第三离合器连接所述第二二级减速机构的动力输出端。


6.根据权利要求4或5所述的安全冗余的电动汽车双电机轮边驱动系统，其特征在于，所述第一二级减速机构和所述第二二级减速机构均为行星减速机构。


7.根据权利要求4或5所述的安全冗余的电动汽车双电机轮边驱动系统，其特征在于，所述第一二级减速机构包括：
第一二级主...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳立强，张奇祥，田梦杰，王凯，许杰，崔明萱，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22