CN205970802U - 电动汽车的动力***及具有其的电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种电动汽车的动力***及具有其的电动汽车，其中，动力***包括：离合器；行星齿轮，所述行星齿轮包括太阳轮和齿圈；第一电机和第二电机，所述第一电机和所述太阳轮相连，所述第二电机与所述齿圈相连，并且所述第一电机通过所述离合器与所述第二电机相连；第一制动器，第一制动器用以制动所述齿圈；第二制动器，第二制动器用以制动所述太阳轮。该动力***可以提高车辆的经济性能，同时有效地保证车辆的动力性能，简单易实现。

Description

电动汽车的动力***及具有其的电动汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车的动力***及具有其的电动汽车。

背景技术

相关技术中，电动汽车的动力***结构多数为单驱动电机通过减速器减速增扭后直接驱动车辆行驶，结构比较简单，但也存在一些缺陷。

举例而言，由于驱动电机是通过单级减速器减速增扭后驱动车辆行驶，导致电机的工作点无法实现调节功能，从而会影响整车的经济性能，并且为了提高车辆的经济性能，驱动电机一般规格较小且转速较高，并且使用速比较小的减速器，从而会影响整车的动力性能，使其动力性一般比相关传统车型要差很多，从而无法很好地实现电动汽车的动力性能与经济性能均能达到要求的目的。因此，相关技术中电动汽车的动力***有待改进。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种电动汽车的动力***，该***可以提高车辆的经济性能和动力性能，简单易实现。

本实用新型的另一个目的在于提出一种电动汽车。

为达到上述目的，本实用新型一方面提出了一种电动汽车的动力***，包括：离合器；行星齿轮，所述行星齿轮包括太阳轮和齿圈；第一电机和第二电机，所述第一电机和所述太阳轮相连，所述第二电机与所述齿圈相连，并且所述第一电机通过所述离合器与所述第二电机相连；第一制动器，所述第一制动器用以制动所述齿圈；第二制动器，所述第二制动器用以制动所述太阳轮。

根据本实用新型的电动汽车的动力***，第一电机和第二电机均可以单独驱动车辆，降低了整车的能量消耗率，并且可以通过第一电机驱动或发电来调节第二电机的工作点，以使第二电机工作在高效区域，降低了整车的综合电能小号，以及可以实现双电机同时驱动的工作模式，提高了车辆的经济性能，同时有效地保证车辆的动力性能，简单易实现。

进一步地，所述行星齿轮还包括：行星架，所述行星架的输出端与车辆驱动轴相连。

进一步地，通过控制所述第一电机和所述第二电机的工作状态以及所述第一制动器和所述第二制动器的工作状态和所述离合器的工作状态以切换所述电动汽车的工作模式，其中，所述电动汽车的工作模式包括第一至第四驱动模式和第一至第三制动回馈模式。

进一步地，当所述电动汽车处于第一驱动模式时，所述第一电机工作于驱动模式，所述第二电机停止工作，所述第一制动器处于制动状态，所述第二制动器处于松开状态，所述离合器处于打开状态；当所述电动汽车处于第二驱动模式时，所述第二电机进行工作于驱动模式，所述第一电机停止工作，所述第二制动器处于制动状态，所述第一制动器处于松开状态，所述离合器处于打开状态；当所述电动汽车处于第三驱动模式时，所述第一电机工作于发电模式，所述第二电机工作于驱动模式，所述第一制动器和所述第二制动器均处于松开状态，所述离合器处于打开状态；当所述电动汽车处于第四驱动模式时，所述第一电机和所述第二电机均工作于驱动模式，所述第一制动器和所述第二制动器均处于松开状态，所述离合器处于闭合状态。

进一步地，当所述电动汽车处于第一制动回馈模式时，所述第一电机工作，所述第二电机停止工作，所述第一制动器处于制动状态，所述第二制动器处于松开状态，所述离合器处于打开状态；当所述电动汽车处于第二制动回馈模式时，所述第二电机工作，所述第一电机停止工作，所述第二制动器处于制动状态，所述第一制动器处于松开状态，所述离合器处于打开状态；当所述电动汽车处于第三制动回馈模式时，所述第一电机和所述第二电机均工作，所述第一制动器和所述第二制动器均处于松开状态，所述离合器处于闭合状态。

其中，所述齿圈的齿数与所述太阳轮的齿数之比大于1。

为达到上述目的，本实用新型另一方面提出了一种电动汽车，其包括上述的电动汽车的动力***。该电动汽车由于具有了上述动力***，第一电机和第二电机均可以单独驱动车辆，降低了整车的能量消耗率，并且可以通过第一电机驱动或发电来调节第二电机的工作点，以使第二电机工作在高效区域，降低了整车的综合电能小号，以及可以实现双电机同时驱动的工作模式，提高了车辆的经济性能，同时有效地保证车辆的动力性能，简单易实现。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为相关技术中双电机四驱动力***的结构示意图；

图2为根据本实用新型一个实施例的电动汽车的动力***的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面描述根据本实用新型实施例的电动汽车的动力***及具有其的电动汽车之前，先来简单描述一下相关技术中动力***的缺陷。

如图1所示，前驱***是由驱动电机MG1、前驱减速器1以及前差速器2组成；后驱***由驱动电机MG2、后驱减速器3以及后差速器4组成。其中，电动汽车的动力传动情况可以如下描述：前驱电机MG1通过前驱减速器1减速增扭后将动力经过前差速器2输出到前车轮端驱动车辆行驶；后驱电机MG2通过后驱减速器3减速增扭后将动力经过后差速器4输出到后车轮端驱动车辆行驶。因此，相关技术中双电机四驱动力***可以实现纯电前驱、纯电后驱和纯电四驱模式的三种工作模式。

然而，相关技术中双电机四驱动力***存在以下缺陷：

(1)在处于纯电前轮驱动的工作模式时，由于后驱电机MG2与后驱动轴不能够脱开，导致在前驱电机MG1驱动时，后驱电机MG2会一直跟随着空转，从而后驱电机MG2内部产生电磁感应，进而造成一定的电量损失，而且后驱电机MG2与后驱减速器3的空转的动力来源于前驱电机MG1，进而造成前驱电机MG1在克服整车行驶阻力的同时还要为后驱***空转提供动力，使得电量消耗率增加，经济性变差；同理，在处于纯电后驱驱动的工作模式时，前驱***也会空转，使得电量消耗率增加，经济性变差。

(2)由于前驱电机MG1电机与后驱电机MG2电机高效率分布区域比较局限等原因，造成在某些行驶工况时，使用前轮驱动、后轮驱动以及四轮驱动的工作模式时，均不能在电机的高效区域运行，进而造成电量消耗率上升，经济性能不能达到最优的结果。

本实用新型正是基于上述问题，而提出了一种电动汽车的动力***和一种电动汽车。

下面参照附图描述根据本实用新型实施例提出的电动汽车的动力***及具有其的电动汽车，首先将参照附图描述根据本实用新型实施例提出的电动汽车的动力***。

图2是本实用新型一个实施例的电动汽车的动力***的结构示意图。

如图2所示，该电动汽车的动力***包括：离合器100、行星齿轮200(图中未具体标识)、第一电机MG1、第二电机MG2、第一制动器300和第二制动器400。其中，行星齿轮200包括太阳轮201和齿圈202.

具体而言，第一电机MG1和太阳轮201相连，第二电机MG2与齿圈202相连，并且第一电机MG1通过离合器100与第二电机MG2相连。第一制动器300(相当于齿圈制动器)用以制动齿圈202。第二制动器400(相当于太阳轮制动器)用以制动太阳轮201。本实用新型实施例的动力***可以提高车辆的经济性能，同时有效地保证车辆的动力性能，简单易实现。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，行星齿轮200还包括：行星架203。行星架203的输出端与车辆驱动轴相连。具体地，行星齿轮200与差速减速装置10相连。

也就是说，本实用新型实施例的动力***由两个驱动电机、一个行星齿轮、一个离合器以及两个制动器组成。其中，第一电机MG1与太阳轮201固连，第二电机MG2与齿圈202固连，行星架203的输出端与车辆驱动轴固连，第一制动器300与齿圈202固连，以实现齿圈202与车架的固定与分离，第二制动器400与太阳轮201固连，以实现太阳轮201与车架的固定与分离，第二电机MG2与第一电机MG1之间通过离合器100连接，以实现两个电机的单独驱动与工作驱动模式。其中，通过行星齿轮机构实现第一电机MG1与第二电机MG2的动力耦合功能，并且可以通过第一电机MG1的调速功能可以将第二电机MG2调节到高效区域，实现电量消耗最低的目的。

可以理解的是，本实用新型实施例的动力***为双电机***结构形式，不但能够实现第一电机MG1单独驱动车辆行驶的同时第二电机MG2完全静止不工作，进而降低了整车的能量消耗率，同时也可以满足实现第二电机MG2单独驱动车辆行驶的同时第一电机MG1完全静止不工作，进而降低了整车的能量消耗率。另外，本实用新型实施例的动力***还可以实现通过第一电机MG1驱动或发电来调节第二电机MG2的工作点，使第二电机MG2电机工作在高效区域，进而降低了整车的综合电能消耗，以及可以实现双电机同时驱动，进而满足大功率输出的需求。

具体地，在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，通过控制第一电机MG1和第二电机MG2的工作状态以及第一制动器300和第二制动器400的工作状态和离合器100的工作状态以切换电动汽车的工作模式，其中，电动汽车的工作模式包括第一至第四驱动模式和第一至第三制动回馈模式。

即言，在实用新型的实施例中，通过控制离合器100、第一制动器300、第二制动器400、第一电机MG1的工作状态以及第二电机MG2的工作状态实现不同的工作模式。其中，本实用新型实施例的动力***可以实现多种工作模式：第一电机MG1的纯电驱动模式、第二电机MG2的纯电驱动模式、第二电机MG2驱动同时第一电机MG1发电的驱动模式、第一电机MG1与第二电机MG2共同驱动的驱动模式。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，如表1所示，当电动汽车处于第一驱动模式时，第一电机MG1工作于驱动模式，第二电机MG2停止工作，第一制动器300处于制动状态，第二制动器400处于松开状态，离合器100处于打开状态；当电动汽车处于第二驱动模式时，第二电机MG2进行工作于驱动模式，第一电机MG1停止工作，第二制动器400处于制动状态，第一制动器300处于松开状态，离合器100处于打开状态；当电动汽车处于第三驱动模式时，第一电机MG1工作于发电模式，第二电机MG2工作于驱动模式，第一制动器300和第二制动器400均处于松开状态，离合器100处于打开状态；当电动汽车处于第四驱动模式时，第一电机MG1和第二电机MG2均工作于驱动模式，第一制动器300和第二制动器400均处于松开状态，离合器100处于闭合状态。需要说明的是，表1为驱动工作模式控制表。

表1

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，如表2所示，当电动汽车处于第一制动回馈模式时，第一电机MG1工作，第二电机MG2停止工作，第一制动器300处于制动状态，第二制动器400处于松开状态，离合器100处于打开状态；当电动汽车处于第二制动回馈模式时，第二电机MG2工作，第一电机MG1停止工作，第二制动器400处于制动状态，第一制动器300处于松开状态，离合器100处于打开状态；当电动汽车处于第三制动回馈模式时，第一电机MG1和第二电机MG2均工作，第一制动器300和第二制动器400均处于松开状态，离合器100处于闭合状态。需要说明的是，表2为制动工作模式控制表。

表2

其中，在本实用新型的一个实施例中，齿圈202的齿数与太阳轮201的齿数之比大于1。

下面对本实用新型实施例的动力***的工作原理进行详细描述。

如图2所示，行星齿轮200的转速公式为：

n1+αn2＝(1+α)n3，

其中，n1为太阳轮201转速，即第一电机MG1转速；n2为齿圈202转速，即第二电机MG2转速；n3为行星架203转速，即驱动轴转速；α＝齿圈202齿数Z2与太阳轮201齿数Z1之比，即α＝Z2/Z1，且α＞1(α一般为2点几)。

如表1所示，在驱动时所能实现的工作模式如下：

第一驱动模式：在此模式下，第一电机MG1单独驱动车辆行驶。此时，离合器100打开，第一制动器300闭合，齿圈202被锁住静止不动，第二电机MG2不工作，第二制动器400分离，第一电机MG1通过太阳轮201经过行星架203将动力单独输出到差速减速装置10，并驱动车辆行驶，此时n2＝0，由上述公式可以得出，第一电机MG1到驱动轴的传动比i＝n₁/n₃＝1+α。

第二驱动模式：在此模式下，第二电机MG2单独驱动车辆行驶。此时，离合器100打开，第二制动器400闭合，太阳轮201被锁住静止不动，第一电机MG1不工作，第一制动器300分离，第二电机MG2通过齿圈202经过行星架203将动力单独输出到差速器装置10，并驱动车辆行驶，此时n1＝0，由上述公式可以得出，第二电机MG2到驱动轴的传动比i＝n₂/n₃＝(1+α)/α。

第三驱动模式：在此模式下，第二电机MG2作为主驱动电机一部分动力用于驱动车辆行驶，一部分通过第一电机MG1发电充入电池，此种模式目的为了使用第一电机MG1调节第二电机MG2的工作区域，使第二电机MG2始终工作在高效区域。此时，离合器100打开，第一制动器300分离，第二轮制动器400分离，第二电机MG2处于驱动模式，第一电机MG1处于发电模式。由于行星架203与驱动轴相连，因此n3为与车速相关的转速，第二电机MG2转速通过第一电机MG1转速调速到高效区域，由上述公式可以得出，第二电机MG2的转速到驱动轴的传动比i＝[(1+α)n₃-n₁]/α。

第四驱动模式：在此模式下，第一电机MG1与第二电机MG2同时用于驱动车辆行驶。此时，离合器100闭合，第一制动器300分离，第二制动器400分离，第一电机MG1处于驱动模式，第二电机MG2处于驱动模式，第一电机MG1电机与第二电机MG2共同驱动车辆行驶。由于离合器100结合，第一电机MG1与第二电机MG2转速相同，进而太阳轮201、行星架203与齿圈202转速完全相同，由上述公式可以得出，第一电机MG1与第二电机MG2的转速到驱动轴的传动比i＝1。

进一步地，如表2所示，在制动或滑行时所能实现的工作模式如下：

第一制动回馈模式：在此模式下，第一电机MG1单独制动回馈。此时，离合器100打开，第一制动器300闭合，齿圈202被锁住静止不动，第一电机MG1处于发电模式，第二电机MG2不工作，第二制动器400分离，第一电机MG1通过太阳轮201经过行星架203单独回收制动产生的能量，此时n2＝0，由上述公式可以得出，第一电机MG1到驱动轴的传动比i＝n₁/n₃＝1+α。

第二制动回馈模式：在此模式下，第二电机MG2单独制动回馈。此时，离合器100打开，第二制动器400闭合，太阳轮201被锁住静止不动，第一电机MG1不工作，第二电机MG2处于发电模式，第一制动器300分离，第二电机MG2通过太阳轮201经过行星架203单独回收制动产生的能量，此时n1＝0，由上述公式可以得出，第二电机MG2到驱动轴的传动比i＝n₂/n₃＝(1+α)/α。

第三制动回馈模式：在此模式下，第一电机MG1与第二电机MG2同时进行制动回馈。此时，离合器100闭合，第一制动器300分离，第二制动器400分离，第一电机MG1处于发电模式，第二电机MG2处于发电模式，第一电机MG1与第二电机MG2共同回收制动产生的能量。由于离合器100结合，第一电机MG1与第二电机MG2驱动电机转速相同，进而太阳轮201、行星架203与齿圈202转速完全相同，由上述公式可以得出，第一电机MG1与第二电机MG2的转速到驱动轴的传动比i＝1。

也就是说，在驱动模式中，能够实现第一电机MG1驱动模式、第二电机MG2驱动模式、第二电机MG2驱动同时第一电机MG1发电模式以及第一电机MG1与第二电机MG2共同驱动模式；在制动模式中，能够实现第一电机MG1回馈模式、第二电机MG2回馈模式以及第一电机MG1与第二电机MG2共同回馈模式。

根据本实用新型的电动汽车的动力***，不但能够实现第一电机单独驱动车辆行驶的同时第二电机完全静止不工作，进而降低了整车的能量消耗率，而且也可以满足实现第二电机MG2单独驱动车辆行驶的同时第一电机完全静止不工作，进而降低了整车的能量消耗率，还可以实现通过第一电机驱动或发电来调节第二电机的工作点，从而使第二电机工作在高效区域，进而降低了整车的综合电能消耗，以及在大功率需求的情况下，可以实现双电机同时驱动的工作模式。另外，本实用新型实施例的动力***还可以实现在不同车速下、不同扭矩需求下的整体驱动效率最高的目标，并且在双电机同时驱动时，可以满足驾驶员对急加速的需求，提高了车辆的经济性能，同时有效地保证车辆的动力性能，简单易实现。

此外，本实用新型的实施例还提出了一种电动汽车，该电动汽车包括上述的电动汽车的动力***。由于具有了上述动力***，该电动汽车不但能够实现第一电机单独驱动车辆行驶的同时第二电机完全静止不工作，进而降低了整车的能量消耗率，而且也可以满足实现第二电机MG2单独驱动车辆行驶的同时第一电机完全静止不工作，进而降低了整车的能量消耗率，还可以实现通过第一电机驱动或发电来调节第二电机的工作点，从而使第二电机工作在高效区域，进而降低了整车的综合电能消耗，以及在大功率需求的情况下，可以实现双电机同时驱动的工作模式。另外，本实用新型实施例的动力***还可以实现在不同车速下、不同扭矩需求下的整体驱动效率最高的目标，并且在双电机同时驱动时，可以满足驾驶员对急加速的需求，提高了车辆的经济性能，同时有效地保证车辆的动力性能，简单易实现。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种电动汽车的动力***，其特征在于，包括：

离合器；

行星齿轮，所述行星齿轮包括太阳轮和齿圈；

第一电机和第二电机，所述第一电机和所述太阳轮相连，所述第二电机与所述齿圈相连，并且所述第一电机通过所述离合器与所述第二电机相连；

第一制动器，所述第一制动器用以制动所述齿圈；以及

第二制动器，所述第二制动器用以制动所述太阳轮。

2.根据权利要求1所述的电动汽车的动力***，其特征在于，所述行星齿轮还包括：

行星架，所述行星架的输出端与车辆驱动轴相连。

3.根据权利要求1所述的电动汽车的动力***，其特征在于，通过控制所述第一电机和所述第二电机的工作状态以及所述第一制动器和所述第二制动器的工作状态和所述离合器的工作状态以切换所述电动汽车的工作模式，其中，所述电动汽车的工作模式包括第一至第四驱动模式和第一至第三制动回馈模式。

4.根据权利要求3所述的电动汽车的动力***，其特征在于，

当所述电动汽车处于第一驱动模式时，所述第一电机工作于驱动模式，所述第二电机停止工作，所述第一制动器处于制动状态，所述第二制动器处于松开状态，所述离合器处于打开状态；

当所述电动汽车处于第二驱动模式时，所述第二电机进行工作于驱动模式，所述第一电机停止工作，所述第二制动器处于制动状态，所述第一制动器处于松开状态，所述离合器处于打开状态；

当所述电动汽车处于第三驱动模式时，所述第一电机工作于发电模式，所述第二电机工作于驱动模式，所述第一制动器和所述第二制动器均处于松开状态，所述离合器处于打开状态；以及

当所述电动汽车处于第四驱动模式时，所述第一电机和所述第二电机均工作于驱动模式，所述第一制动器和所述第二制动器均处于松开状态，所述离合器处于闭合状态。

5.根据权利要求3所述的电动汽车的动力***，其特征在于，

当所述电动汽车处于第一制动回馈模式时，所述第一电机工作，所述第二电机停止工作，所述第一制动器处于制动状态，所述第二制动器处于松开状态，所述离合器处于打开状态；

当所述电动汽车处于第二制动回馈模式时，所述第二电机工作，所述第一电机停止工作，所述第二制动器处于制动状态，所述第一制动器处于松开状态，所述离合器处于打开状态；以及

当所述电动汽车处于第三制动回馈模式时，所述第一电机和所述第二电机均工作，所述第一制动器和所述第二制动器均处于松开状态，所述离合器处于闭合状态。

6.根据权利要求1所述的电动汽车的动力***，其特征在于，所述齿圈的齿数与所述太阳轮的齿数之比大于1。

7.一种电动汽车，其特征在于，包括：如权利要求1-6任一项所述的电动汽车的动力***。