CN216886229U - 一种动力***及电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种动力***及电动汽车。该动力***包括第一电机、第二电机、双离合器和减速器,所述第一电机和所述第二电机分别与所述双离合器的输入端连接,所述双离合器用于选择性地在所述第一电机与所述双离合器的输出端和/或所述第二电机与所述双离合器的输出端之间建立动力传递路径;所述减速器与所述双离合器的输出端连接。通过设置两个电机、双离合器,可以选择输出不同的动力,满足不同工况下的动力需求。本动力***在满足整车动力性能需求的前提下,电机的功率、扭矩及成本得到有效降低。
Description
技术领域
本申请涉及电动汽车领域,具体涉及一种动力***及电动汽车。
背景技术
目前的纯电动或混合动力新能源汽车,其动力总成通常设置有电动机、离合器、变速箱或减速器,这些部件的布局种类非常多,根据车身结构的不同,或者车辆用途的不同,可以将动力总成中这些部件的布局作出不同的设计,例如:有的电动机在车身上前置,有的后置,有的减速器在车身上横轴布置,有的纵轴布置。随着新能源汽车技术的发展,对动力总成不断提出新的性能要求,例如:更小的体积、更高的驱动效率、更低的噪音、等。现有的动力总成难以满足新的性能要求,不再适用于新型汽车,亟待推出新结构的动力总成。
实用新型内容
本申请提出一种动力***及电动汽车,对电动机、离合器和减速器的布局做出了改变,以满足新的性能要求。
根据本申请的第一方面,提供了一种动力***,包括第一电机、第二电机、双离合器和减速器,所述第一电机和所述第二电机分别与所述双离合器的输入端连接,所述双离合器用于选择性地在所述第一电机与所述双离合器的输出端和/或所述第二电机与所述双离合器的输出端之间建立动力传递路径;所述减速器与所述双离合器的输出端连接。
通过设置两个电机、双离合器,可以选择输出不同的动力,动力***可以实现由单电机独立驱动,又可两个电机转矩耦合,既可满足低速时的爬坡动力性需求,又可满足高速时的爬坡及加速超车需求;当其中一个电机出现故障时,另一个电机可实现单独驱动。
在一些实施例中,所述双离合器包括第一离合器和第二离合器,所述第一离合器和所述第二离合器的输出端均与所述双离合器的所述输出端连接,所述第一离合器的输入端与所述第一电机的输出轴连接,所述第二离合器的输入端与所述第二电机的输出轴连接。
通过设置可以分别独立工作的第一离合器和第二离合器,使得双离合器具有多种离合模式,提高了离合器的集成度、减小了离合器的体积。每一个离合器为一个电动机提供离合操作,使得动力***具有多种动力输出模式。
在一些实施例中,所述第一电机的输出轴与所述第二电机的输出轴同轴设置。
通过同轴设置,第一电机和第二电机可以在轴向上减小空间占用,结构紧凑,无动力中断,车辆舒适性较好,第一电机和第二电机布置在双离合器的同一端,与双离合器合理搭配,最终减小了动力***的外部体积。
在一些实施例中,所述减速器包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮,所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合传动,所述第二齿轮和所述第三齿轮同轴连接,所述第三齿轮和所述第四齿轮啮合传动,所述第四齿轮与汽车的差速器连接。
通过设置两组啮合传动的齿轮,能够实现预定的传动比,第一齿轮和第二齿轮的传动比为i1,第三齿轮和第四齿轮的传动比为i2,减速器的总传动比为i1*i2。
在一些实施例中,所述减速器包括第一中间轴和第二中间轴,所述第一中间轴分别与所述离合器的输出机构和所述第一齿轮连接,所述第二中间轴分别与所述第二齿轮和所述第三齿轮连接。
通过第一中间轴和第二中间轴,将两组啮合传动的齿轮组合,完成两组齿轮之间的力矩传递。
在一些实施例中,所述第一中间轴和所述第二中间轴的轴向平行,所述第二齿轮设置在所述第二中间轴远离所述双离合器的一端,所述第三齿轮设置在所述第二中间轴靠近所述双离合器的一端。
通过将第二组齿轮靠近双离合器设置,使得减速器在轴向上减小空间占用,结构紧凑,最终减小了动力***的外部体积。
在一些实施例中,所述第一电机和所述第二电机共用冷却回路。
冷却回路通常设置在定子中,通过共用冷却回路,第一电机和第二电机相邻设置,第一电机的定子和第二电机的定子能够组合在一起,充分减小动力***的体积,还可以降低制造成本和运行成本。
在一些实施例中,所述第一电机为永磁同步电机和交流异步电机中的一种,所述第二电机的类型与所述第一电机相同,或者所述第二电机为永磁同步电机和交流异步电机中的另一种。
不同类型的电动机,性能有不同的优势,可以根据实际需要选择使用,提高动力***的驱动效率和可靠性,在多区域工况内可以做到经济高效,降低能耗。
根据本申请的第二方面,提供了一种电动汽车,包括差速器,还包括以上任一项所述的动力***,所述动力***与所述差速器连接。
通过设置动力***,使得整车动力性能提升、能耗降低、动力***装置机构高度集成、提高了***NVH性能表现,降低了***成本,同时提高了电动汽车的内部空间利用率。
在一些实施例中,所述差速器为轮间差速器或轴间差速器。
差速器为轮间差速器时,可以设置在前轮的轮间,此时动力***在车身上靠前设置,也可以设置在后轮的轮间,此时动力***在车身上靠后设置。差速器为轴间差速器时,动力***在车身上靠中间设置。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本申请的一些实施例的动力***的结构示意图;
图2示出了根据本申请的一些实施例的动力***的工作模式1的动力传递路线图;
图3示出了根据本申请的一些实施例的动力***的工作模式2的动力传递路线图;
图4示出了根据本申请的一些实施例的动力***的工作模式3的动力传递路线图;
图5示出了根据本申请的一些实施例的电动汽车的结构示意图;
附图标记说明:1、第一电机;2、第二电机;3、第一离合器;4、第二离合器;5、第一中间轴;6、第一齿轮;7、第二齿轮;8、第二中间轴;9、第三齿轮;10、第四齿轮;11、差速器;12、半轴或驱动轴;13、电动汽车; 14、电池;15、控制器;16、动力***。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合显示出根据本申请的多个实施例的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,应当可以理解的是,所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中记载的实施例,本领域普通技术人员在不用花费创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都将属于本申请保护的范围。
除非另有定义,本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本申请中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”、“包含”、“有”、“具有”、“含有”、“含”等为开放式的用词。因此,“包括”、“包含”、“有”例如一个或多个步骤或元件的一种方法或装置,其具有一个或多个步骤或元件,但不限于仅具有这一个或多个元件。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序或主次关系。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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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。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申请中的具体含义。
在本申请中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
如上所述,应当强调,当在本说明书中使用术语“包括/包含”时,用于明确表明表示所述特征、整数、步骤或组件的存在,但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整数、步骤、部件或成组的特征、整数、步骤、部件。如本申请所用,单数形式“一个”、“一”和“该”也包括复数形式,除非上下文另有明确指示
本说明书中的用词“一”、“一个”可以表示一个,但也可与“至少一个”或“一个或多个”的含义一致。术语“约”一般表示提及的数值加上或减去10%,或更具体地是加上或减去5%。在权利要求书中使用的术语“或”,除非明确表示其仅指可替代的方案,否则其表示“和/或”的意思。
本申请中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和 B,单独存在B这三种情况。另外,本申请中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
相关现有技术中,随着新能源汽车技术的发展,对动力总成不断提出新的性能要求,现有的动力总成难以满足新的性能要求,不再适用于新型汽车,亟待推出新结构的动力总成。为了更好地理解本申请,下面结合图1至图5 对本申请的实施例进行详细描述。
如图1所示,为本申请一实施例的一种动力***16,包括第一电机1、第二电机2、双离合器和减速器,第一电机1和第二电机2分别与双离合器的输入端连接,双离合器用于选择性地在第一电机1与双离合器的输出端和/或第二电机2与双离合器的输出端之间建立动力传递路径;减速器与双离合器的输出端连接。
双离合器,为可以控制两个动力源是否对外输出动力的离合装置。减速器,以降低转速增大扭矩的方式向外输出动力源的动力。
通过设置两个电机、双离合器,可以选择输出不同的动力,动力***可以实现由单电机独立驱动,又可两个电机转矩耦合,既可满足低速时的爬坡动力性需求,又可满足高速时的爬坡及加速超车需求;当其中一个电机出现故障时,另一个电机可实现单独驱动。
在一些实施例中,双离合器包括第一离合器3和第二离合器4,第一离合器3和第二离合器4的输出端均与双离合器的输出端连接,第一离合器3的输入端与第一电机1的输出轴连接,第二离合器4的输入端与第二电机2的输出轴连接。
第一离合器3和第二离合器4同轴集成设置,每次可以只有一个离合器独立工作,也可以两个同时工作。
通过设置可以分别独立工作的第一离合器3和第二离合器4,使得双离合器具有多种离合模式,提高了离合器的集成度、减小了离合器的体积。每一个离合器为一个电动机提供离合操作,使得动力***16具有多种动力输出模式。
同时,双离合器方便安装及降低***成本,同时与两个电机单独连接,当车辆故障时可以将两个电机同时脱离车辆输出轴,实现安全拖车工作,避免电气元件的损坏。
在一些实施例中,第一电机1的输出轴与第二电机2的输出轴同轴设置。
为此,需要将第二电机2的输出轴设置为空心轴,第一电机1的输出轴穿过第二电机2的输出轴,与第一离合器3和第二离合器4分别连接。
通过同轴设置,第一电机1和第二电机2可以在轴向上减小空间占用,结构紧凑,无动力中断,车辆舒适性较好,第一电机1和第二电机2布置在双离合器的同一端,与双离合器合理搭配,最终减小了动力***16的外部体积。
在一些实施例中,减速器包括第一齿轮6、第二齿轮7、第三齿轮9和第四齿轮10,第一齿轮6和第二齿轮7啮合传动,第二齿轮7和第三齿轮9同轴连接,第三齿轮9和第四齿轮10啮合传动,第四齿轮10与汽车的差速器 11连接。
通过设置两组啮合传动的齿轮,能够实现预定的传动比,第一齿轮6和第二齿轮7的传动比为i1,第三齿轮9和第四齿轮10的传动比为i2,减速器的总传动比为i1*i2。
在一些实施例中,减速器包括第一中间轴5和第二中间轴8,第一中间轴 5分别与离合器的输出机构和第一齿轮6连接,第二中间轴8分别与第二齿轮 7和第三齿轮9连接。
通过第一中间轴5和第二中间轴8,将两组啮合传动的齿轮组合,完成两组齿轮之间的力矩传递。
在一些实施例中,第一中间轴5和第二中间轴8的轴向平行,第二齿轮7 设置在第二中间轴8远离双离合器的一端,第三齿轮9设置在第二中间轴8 靠近双离合器的一端。
通过将第二组齿轮靠近双离合器设置,使得减速器在轴向上减小空间占用,结构紧凑,最终减小了动力***16的外部体积。
在一些实施例中,第一电机1和第二电机2共用冷却回路。
冷却回路通常设置在定子中,通过共用冷却回路,第一电机1和第二电机2相邻设置,第一电机1的定子和第二电机2的定子能够组合在一起,充分减小动力***16的体积,还可以降低制造成本和运行成本。同时,第一电机1和第二电机2还可以共用外壳。
在一些实施例中,第一电机1为永磁同步电机和交流异步电机中的一种,第二电机2的类型与第一电机1相同,或者第二电机2为永磁同步电机和交流异步电机中的另一种。
不同类型的电动机,性能有不同的优势,可以根据实际需要选择使用,提高动力***16的驱动效率和可靠性,在多区域工况内可以做到经济高效,降低能耗。
通过两个电机与双离合器的结合,在不同驱动工况下,本申请可以根据整车功率及扭矩需求,实现第一电机1单电机、第二电机2单电机或第一电机1和第二电机2两个电机工作在合理高效的转速范围内,有效解决搭载纯电动汽车动力***的效率问题。
动力***16的工作模式有四种,下面结合附图进行详细说明,本实施例中第一电机1的功率小于第二电机2:
工作模式一:
在电机扭矩需求及整车负荷为零的工况下,在此模式下第一电机1和第二电机2同时不工作,第一电机1与第二离合器4分离,第二电机2与第一离合器3分离;此时没有动力向外传递;动力传递路线图如图1所示。
工作模式二:
在电机扭矩需求及整车负荷较大的工况下,在此模式下第一电机1和第二电机2同时工作,第一电机1与第二离合器4结合,第二电机2与第一离合器3结合;此时动力传递路线为:第一电机1和第二电机2的动力通过双离合器、第一中间轴5、第一齿轮6、第二齿轮7、第二中间轴8、第三齿轮9、第四齿轮10、差速器11传递至半轴12或驱动轴12;动力传递路线图如图2 所示。
工作模式三:
在电机扭矩需求及整车负荷较小的工况下,在此模式下第一电机1工作,第一电机1与第二离合器4结合,第二电机2停止工作,第二电机2与第一离合器3分离;此时动力传递路线为:第一电机1的动力通过第二离合器4、第一中间轴5、第一齿轮6、第二齿轮7、第二中间轴8、第三齿轮9、第四齿轮10、差速器11传递至半轴12或驱动轴12;动力传递路线图如图3所示。
工作模式四:
在电机扭矩需求及整车负荷中等的工况下,在此模式下第一电机1停止工作,第一电机1与第二离合器4分离,第二电机2工作,第二电机2与第一离合器3结合;此时动力传递路线为:第二电机2的动力通过第一离合器3、第一中间轴5、第一齿轮6、第二齿轮7、第二中间轴8、第三齿轮9、第四齿轮10、差速器11传递至半轴12或驱动轴12;动力传递路线图如图4所示。
如图5所示,根据本申请的第二方面,提供了一种电动汽车13,包括差速器11(图5中未示出,可以参考图1-4),还包括以上第一方面的动力*** 16,动力***16与差速器11连接。
通过设置动力***16,使得整车动力性能提升、能耗降低、动力***装置机构高度集成、提高了***NVH性能表现,降低了***成本,同时提高了电动汽车的内部空间利用率。
在一些实施例中,差速器11为轮间差速器,设置在半轴12中,在一些实施例中,差速器11为轴间差速器,设置在驱动轴12中。
差速器11为轮间差速器时,可以设置在前轮的轮间,此时动力***16 在车身上靠前设置,也可以设置在后轮的轮间,此时动力***16在车身上靠后设置,如图5所示,差速器11为轮间差速器。差速器11为轴间差速器时,动力***16在车身上靠中间设置。
电动汽车13可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。电动汽车13的内部设置有电池14,电池14可以设置在电动汽车13的底部或头部或尾部,作为电动汽车13的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为电动汽车13提供驱动动力。电池14还可以作为电动汽车13的操作电源。
电动汽车13还可以包括控制器15,控制器15用来控制电池14为动力***16供电。
本实施例中所提及的电池14为可充电电池,又称二次电池(Secondary Battery)或二级电池、蓄电池。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,但这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种动力***,其特征在于,包括第一电机、第二电机、双离合器和减速器,所述第一电机和所述第二电机分别与所述双离合器的输入端连接,所述双离合器用于选择性地在所述第一电机与所述双离合器的输出端和/或所述第二电机与所述双离合器的输出端之间建立动力传递路径;所述减速器与所述双离合器的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的动力***,其特征在于,所述双离合器包括第一离合器和第二离合器,所述第一离合器和所述第二离合器的输出端均与所述双离合器的所述输出端连接,所述第一离合器的输入端与所述第一电机的输出轴连接,所述第二离合器的输入端与所述第二电机的输出轴连接。
3.根据权利要求1所述的动力***,其特征在于,所述第一电机的输出轴与所述第二电机的输出轴同轴设置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的动力***,其特征在于,所述减速器包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮,所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合传动,所述第二齿轮和所述第三齿轮同轴连接,所述第三齿轮和所述第四齿轮啮合传动,所述第四齿轮与汽车的差速器连接。
5.根据权利要求4所述的动力***,其特征在于,所述减速器包括第一中间轴和第二中间轴,所述第一中间轴分别与所述离合器的输出机构和所述第一齿轮连接,所述第二中间轴分别与所述第二齿轮和所述第三齿轮连接。
6.根据权利要求5所述的动力***,其特征在于,所述第一中间轴和所述第二中间轴的轴向平行,所述第二齿轮设置在所述第二中间轴远离所述双离合器的一端,所述第三齿轮设置在所述第二中间轴靠近所述双离合器的一端。
7.根据权利要求1-3、5-6中任一项所述的动力***,其特征在于,所述第一电机和所述第二电机共用冷却回路。
8.根据权利要求1-3、5-6中任一项所述的动力***,其特征在于,所述第一电机为永磁同步电机和交流异步电机中的一种,所述第二电机的类型与所述第一电机相同,或者所述第二电机为永磁同步电机和交流异步电机中的另一种。
9.一种电动汽车,包括差速器,其特征在于,还包括权利要求1-8任一项所述的动力***,所述动力***与所述差速器连接。
10.根据权利要求9所述的电动汽车,其特征在于,所述差速器为轮间差速器或轴间差速器。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023093463A1 (zh) * | 2021-11-24 | 2023-06-01 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 一种动力***及电动汽车 |
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WO2023093463A1 (zh) | 2023-06-01 |
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GR01 | Patent grant | ||
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