專利名稱：采用同步帶傳動的混合動力電動汽車驅動系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種混合動力汽車驅動系統，特別是涉及一種分布式布置并采用同步帶傳遞動力的混合動力電動汽車驅動系統。
背景技術：
現代的油電混合動力電動汽車一般分為串聯式、并聯式和混聯式三種。它們無一例外均采用集中電機驅動方案，即有一個大功率的主驅動電機與發動機的動力經過動力耦合裝置動力耦合后再經傳動軸、主減速器傳遞到車輪。為滿足汽車性能要求，此種方案一般電機采用功率較大。目前電機功率密度不高， 因此電機功率大，尺寸、質量必然很大，這樣勢必對整車性能造成不良影響，而且電機在車內布置并不靈活，很可能會影響到車內空間，對汽車的舒適性產生不良影響。減速式輪邊電驅動系統是目前較為新型的電動汽車傳動方案，即各驅動電機被分別布置在各驅動輪附近，通過減速機構后直接驅動車輪。由于可以每個驅動輪均布置輪邊電機，因此輪邊電機可選功率較小的電機。并且輪邊電驅動系統省略了傳統汽車的離合器、萬向節、傳動軸與差速器等裝置，因此使其相比集中電機驅動有獨特的優勢整車結構簡潔、可利用空間大；傳動鏈短、驅動系統傳動效率較高，各驅動輪轉矩獨立可控，底盤系統動力學控制更為靈活、方便等。但目前輪邊電驅動系統由于中心距和傳動比的要求而采用多級齒輪傳動，增加了車輛的簧下質量，導致車輛性能的不理想，并且由于承載齒輪精密傳動的要求導致了密封和潤滑成本的提高。同步帶是一種新型傳動帶，是在綜合了帶傳動、鏈條傳動和齒輪傳動的優點而發展起來的。由于是利用帶齒工作面與帶輪齒槽嚙合進行傳動，因此帶與帶輪之間在傳動過程中沒有滑差而呈現同步傳動。與傳統V帶相比具有帶體輕而薄，強度高，傳動比準確，傳動效率高，傳動功率范圍大，傳動速度高等優點。與鏈條傳動相比具有同步性能好、無需潤滑、重量輕、成本低及維修養護方便等優點。因而其發展非常迅速，并在一些特定場合已經取代了其他類型帶傳動或鏈傳動，現已廣泛應用于輕工機械、化工、計算機和通用機械等領域。但目前在汽車上的應用僅局限于控制發動機氣門的凸輪軸驅動上。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在于提供一種采用同步帶傳動的混合動力電動汽車驅動系統，將分布式輪邊電驅動系統中的齒輪傳動替換為同步帶傳動。為了解決以上的技術問題，本發明提供了一種采用同步帶傳動的混合動力電動汽車驅動系統，即前輪由發動機提供動力，每個后輪均有一套輪邊電驅動系統提供動力。具體傳動方案為由前輪發動機驅動系統和二組獨立控制的后輪電驅動系統組成，其中，前輪驅動系統包括發動機、離合器、變速器和主減速器，與前置前驅的傳統汽車一樣，發動機的動力經離合器、變速器、主減速器傳遞驅動前輪。后輪電驅動系統包括動力蓄電池、二個輪邊電機和二組同步帶減速機構，動力蓄電池通過電氣連接為輪邊電機供電，輪邊電機的殼體與懸架單擺臂固結，輪邊電機的轉子輸出軸與小帶輪固聯，半軸一端與大帶輪固聯，大小帶輪通過同步帶連接，半軸另一端與驅動輪輪轂固聯；輪邊電機輸出轉矩通過同步帶小帶輪、同步帶、同步帶大帶輪傳遞至半軸和輪轂，并驅動后輪；發動機和輪邊電機之間無直接機械聯系，它們通過整車控制器來實現汽車驅動模式的轉換。所述懸架單擺臂為懸架單縱臂或懸架單斜臂。
本發明的有益效果是
1)采用此種分布式混合動力驅動方案能使得整車質量分配合理，前后輪均有動力輸出而構成全輪驅動，整車性能更為良好。相比于傳動的全輪驅動汽車，機構簡化，傳動效率高,并且構成混合動力汽車使汽車經濟性大為提高；
2)此種分布式混合動力驅動方案更加適合于傳統內燃機汽車向新能源汽車的改裝。由于新能源汽車開發難度較大，因此由傳統的內燃機汽車向新能源汽車的改裝無疑是最為方便和現實的辦法。而此種分布式驅動系統可以完全保留前置前驅的傳統發動機動力傳動機構，僅需為后輪加裝二組獨立控制、且由同步帶減速傳動的輪邊電驅動系統，因此十分適合傳統車向新能源汽車的改裝；
3)米用輪邊電驅動系統相比于集中電機驅動布置靈活，傳動鏈短、驅動系統傳動效率較高，各驅動輪轉矩獨立可控，底盤系統動力學控制更為靈活、方便；
4)將輪邊電驅動系統減速機構采用同步帶傳動相比于齒輪傳動能夠更好地滿足輪邊電驅動系統的中心距要求，結構簡化，有利于車輛簧下質量的減小，因此有利于汽車的平順性和操縱穩定性，并且由于同步帶傳動效率高，適應能力強，而不需要潤滑和密封，因此成本更加低廉。


圖I為本發明結構示意 圖2為本發明中單個后輪驅動裝置的結構布置 圖中標號說明
I一前輪；2 —發動機；
3一離合器；4 一小帶輪；
5—大帶輪；6—同步帶；
7一輪邊電機；8 —動力蓄電池；
9 一變速器；10 —主減速器；
II一橡膠襯套；12 —懸架單擺臂；
13 一車輪輪輞；14 一車輪輪轂；
15 一輪轂軸承；16 —鼓式制動器；
17 —鼓式制動器制動底板；18 —半軸套管；
19 一半軸；20 —軸承；
21-后輪。
具體實施方式
請參閱附圖所示，對本發明作進一步地描述。如圖I和圖2所示，本發明提供了一種采用同步帶傳動的混合動力電動汽車驅動系統，即前輪由發動機提供動力，每個后輪均有一套輪邊電驅動系統提供動力。具體傳動方案為由前輪發動機驅動系統和二組獨立控制的后輪電驅動系統組成，其中，前輪驅動系統包括發動機2、離合器3、變速器9和主減速器10，發動機2的動力經離合器3、變速器9、主減速器10傳遞驅動前輪。后輪電驅動系統包括動力蓄電池8、二個輪邊電機7和二組同步帶減速機構，動力蓄電池8通過電氣連接為輪邊電機7供電，懸架單擺臂12通過橡膠襯套11鉸接在車架上，輪邊電機7的殼體與懸架單擺臂12固結，輪邊電機7的轉子輸出軸與小帶輪4固聯，半軸19 一端與大帶輪5固聯，大小帶輪通過同步帶6連接，半軸19另一端由輪轂軸承15支承于半軸套管18內，半軸套管18與懸架單擺臂12固連，半軸與驅動輪輪轂14固聯，輪轂14與鼓式制動器16以及輪輞13通過螺栓固定連接。輪邊電機7輸出轉矩通過同步帶小帶輪 4、同步帶6、同步帶大帶輪5傳遞至半軸19和輪轂14后，再傳遞至輪輞13，最終驅動后輪21。發動機2和輪邊電機7之間無直接機械聯系，它們通過整車控制器來實現汽車驅動模式的轉換。所述懸架單擺臂12為懸架單縱臂或懸架單斜臂。所述混合動力電動汽車驅動系統其具體的驅動策略是在車輛起步時，由輪邊電機7通過同步帶減速機構減速增扭后驅動后輪21，而此時發動機2并不工作，這樣發揮了減速式輪邊電驅動的低速大轉矩、加速性好的優點，避免了發動機在低負荷率時燃油消耗率較高的缺點。在低速需求轉矩低的城市工況時，車輛需求功率較低，兩個輪邊電機7的動力完全足以提供車輛動力，車輛處于純電動工況行駛；當汽車處于高速或爬坡等工況時，車輛需求功率較高，這時可以開啟發動機2，使車輛工作在混合動力模式，共同提供車輛的功率需求；若動力蓄電池8饋電時可以接入電網由電網進行充電，也可以用發動機2通過發電機(此電機為發動機的啟動電機)為動力蓄電池8充電，實現車輛邊行駛邊充電或者是停車充電的功能；輪邊電機7還可以在汽車制動時吸收制動能，為動力蓄電池8充電，實現制動能的回饋功能。整車控制器實現對整車的能量管理，合理分配發動機2與電機7的動力，使得發動機2、電機7能盡量工作在油耗最低以及效率最低的區域，從而極大地改善整車效率，有效延長汽車續駛里程，提高經濟性和動力性。上述的具體實施方式
只是示例性的，是為了更好的使本領域技術人員能夠理解本專利，不能理解為是對本專利包括范圍的限制，對于前輪采用前置發動機驅動、后輪采用同步帶減速式單擺臂懸架輪邊電驅動型式的，或基于此所作的任何等同變更或修飾均屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種采用同步帶傳動的混合動カ電動汽車驅動系統，其特征在于該驅動系統由前輪發動機驅動系統和ニ組獨立控制的后輪電驅動系統組成；其中，前輪發動機驅動系統包括前置發動機、離合器、變速器和主減速器，發動機的動カ經離合器、變速器、主減速器傳遞驅動前輪；后輪電驅動系統包括動カ蓄電池、ニ個輪邊電機和ニ組同步帶減速機構，動カ蓄電池通過電氣連接為輪邊電機供電，輪邊電機的殼體與懸架單擺臂固結，輪邊電機的轉子輸出軸與小帶輪固聯，半軸一端與大帶輪固聯，大小帶輪通過同步帶連接，半軸另一端與驅動輪輪轂固聯；輪邊電機輸出轉矩通過同步帶小帶輪、同步帶、同步帶大帶輪傳遞至半軸和輪轂，并驅動后輪；發動機和輪邊電機之間無直接機械聯系，它們通過整車控制器來實現汽車驅動模式的轉換。
2.根據權利要求書I所述的采用同步帶傳動的混合動カ電動汽車驅動系統，其特征在于所述懸架單擺臂為懸架單縱臂或懸架單斜臂。
全文摘要
本發明公開一種采用同步帶傳動的混合動力電動汽車驅動系統，該驅動系統由前輪發動機驅動系統和二組獨立控制的后輪電驅動系統組成；輪邊電機輸出轉矩通過同步帶小帶輪、同步帶、同步帶大帶輪傳遞至半軸和輪轂，并驅動后輪；發動機和輪邊電機之間無直接機械聯系，它們通過整車控制器來實現汽車驅動模式的轉換。本發明的優點是此種分布式的布置形式相比于集中電機形式布置更加靈活，節省車內空間，并可實現全輪驅動、前輪驅動、后輪驅動等多種驅動控制模式，整車性能更好，有利于減小汽車簧下質量，成本低、高性能。
文檔編號B60K6/36GK102673365SQ201210178138
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月1日 優先權日2012年6月1日
發明者代群, 余卓平, 夏威夷, 沈雨霏, 鐘再敏, 陳辛波 申請人:同濟大學