本發(fā)明涉及電動汽車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于電動汽車的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)輪轂驅(qū)動系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

節(jié)能減排已成為我國能源戰(zhàn)略與環(huán)境戰(zhàn)略可持續(xù)發(fā)展的重中之重，對汽車工業(yè)提出了節(jié)能環(huán)保的更高要求。近些年來，混合動力汽車、電動車等新能源汽車已逐步市場化，將成為未來汽車工業(yè)發(fā)展的方向。電動輪轂又稱車輪內(nèi)裝電機(jī)技術(shù)，它的最大特點(diǎn)就是將動力、傳動和制動裝置都整合到輪轂內(nèi)，因此將電動車輛的機(jī)械部分大大簡化。無論是純電動、燃料電池電動車，抑或是增程電動車、混合動力車，都可以用電動輪轂作為主要驅(qū)動力，也可以作為起步或者急加速時的助力。同時，新能源車的很多技術(shù)，比如制動能量回收也可以很輕松地在電動輪轂驅(qū)動車型上得以實(shí)現(xiàn)。

現(xiàn)有的電動輪轂驅(qū)動系統(tǒng)主要分成兩種結(jié)構(gòu)型式：內(nèi)轉(zhuǎn)子式和外轉(zhuǎn)子式。其中外轉(zhuǎn)子式采用低速外傳子電機(jī)，扭矩高、轉(zhuǎn)速低，導(dǎo)致外轉(zhuǎn)子式在滿足車輛爬坡、加速等扭矩要求的同時也限制了車輛的最高車速。內(nèi)轉(zhuǎn)子式則采用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)，扭矩較低、轉(zhuǎn)速很高，在滿足車輛最高車速的同時無法在車輛爬坡、加速時提供足夠的扭矩。采用兩擋轉(zhuǎn)動裝置可以解決上述問題，但大大增加了輪轂電機(jī)集成的復(fù)雜程度，無法滿足輪轂內(nèi)部尺寸(特別是軸向尺寸)的緊湊要求，同時增加了車輛非簧載質(zhì)量，影響了車輛的平順性與行駛穩(wěn)定性。

因此，需要一種用于電動汽車的電機(jī)輪轂驅(qū)動系統(tǒng)，既要適用于現(xiàn)代汽車的高轉(zhuǎn)速和高扭矩的要求，又要結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊，以減小車輛的非簧載質(zhì)量，提高車輛的平順性、安全性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：如何設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊的用于電動汽車的電機(jī)輪轂驅(qū)動系統(tǒng)，同時具備高轉(zhuǎn)速和高扭矩特性，減小車輛的非簧載質(zhì)量，提高車輛的平順性、安全性。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于電動汽車的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)輪轂驅(qū)動系統(tǒng)，包括雙轉(zhuǎn)子電機(jī)2，車輪3以及電機(jī)控制器1，所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)2內(nèi)嵌在車輪3中，所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)2包括內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)和外轉(zhuǎn)子電機(jī)，采用內(nèi)外嵌套式布置，沿徑向從內(nèi)到外分別布置內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子4和內(nèi)定子5、外轉(zhuǎn)子電機(jī)的外定子6和外轉(zhuǎn)子7；所述內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子4和內(nèi)定子5、外轉(zhuǎn)子電機(jī)的外定子6和外轉(zhuǎn)子7均和車輪3輪輞剛性連接；外轉(zhuǎn)子電機(jī)與內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)的最大輸出扭矩之和不小于車輪3輪轂的最大輸出扭矩，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速不小于車輪3輪轂的最大轉(zhuǎn)速；外轉(zhuǎn)子電機(jī)具有相對低轉(zhuǎn)速高扭矩的特性，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)具有相對低扭矩高轉(zhuǎn)速的特性；

所述電機(jī)控制器1用于分別對內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)和外轉(zhuǎn)子電機(jī)進(jìn)行獨(dú)立的控制：根據(jù)所接收到的轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)速命令，對內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)和外轉(zhuǎn)子電機(jī)的工作模式和輸出功率進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，使雙轉(zhuǎn)子電機(jī)即滿足行車需求，又工作在綜合效率最高點(diǎn)。

優(yōu)選地，所述電機(jī)控制器1具體用于按照如下方式進(jìn)行協(xié)調(diào)控制：在車輛預(yù)設(shè)低速范圍行駛需要預(yù)設(shè)扭矩輸出時，功率流通過外轉(zhuǎn)子電機(jī)驅(qū)動車輛行駛，同時內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)也工作在轉(zhuǎn)矩模式進(jìn)行扭矩補(bǔ)償，通過協(xié)調(diào)控制內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)和外轉(zhuǎn)子電機(jī)工作點(diǎn)，達(dá)到綜合效率最優(yōu)；在車輛需要預(yù)設(shè)高速范圍行駛時，通過電機(jī)控制器使外轉(zhuǎn)子電機(jī)工作在自由模式，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)工作在驅(qū)動模式，實(shí)現(xiàn)功率流由外轉(zhuǎn)子電機(jī)向內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)的切換，以提高車輛的行駛速度。

優(yōu)選地，所述電機(jī)控制器1具體用于按照如下方式進(jìn)行協(xié)調(diào)控制：在車輛下長坡或制動時，若車速高于或等于外轉(zhuǎn)子電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，則使外轉(zhuǎn)子電機(jī)工作在自由模式，使內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)工作在發(fā)電模式，進(jìn)行制動能量回收；若車速低于外轉(zhuǎn)子電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，則使內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)和外轉(zhuǎn)子電機(jī)工作在發(fā)電模式進(jìn)行制動能量回收，使雙轉(zhuǎn)子電機(jī)工作在綜合效率最優(yōu)。

優(yōu)選地，所述內(nèi)定子5與外定子6之間布置有非導(dǎo)磁材料，使內(nèi)外磁場完全隔絕。

(三)有益效果

本發(fā)明設(shè)計的一種用于電動汽車的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)輪轂驅(qū)動系統(tǒng)，其外轉(zhuǎn)子電機(jī)具有低轉(zhuǎn)速高扭矩的特性，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)具有低扭矩高轉(zhuǎn)速的特性，即滿足車輛高轉(zhuǎn)速和高扭矩的要求，而且避免了復(fù)雜的機(jī)械換擋機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)電控?fù)Q擋，結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊，減小了車輛的非簧載質(zhì)量，提高了車輛的平順性、安全性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于電動汽車的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)輪轂驅(qū)動系統(tǒng)，包括雙轉(zhuǎn)子電機(jī)2，車輪3以及電機(jī)控制器1，所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)2內(nèi)嵌在車輪3中，所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)2包括內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)和外轉(zhuǎn)子電機(jī)，采用內(nèi)外嵌套式布置，沿徑向從內(nèi)到外分別布置內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子4和內(nèi)定子5、外轉(zhuǎn)子電機(jī)的外定子6和外轉(zhuǎn)子7；所述內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子4和內(nèi)定子5、外轉(zhuǎn)子電機(jī)的外定子6和外轉(zhuǎn)子7均和車輪3輪輞剛性連接，內(nèi)、外轉(zhuǎn)子電機(jī)殼體分別和車輛懸架系統(tǒng)連接；外轉(zhuǎn)子電機(jī)與內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)的最大輸出扭矩之和不小于車輪3輪轂的最大輸出扭矩，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速不小于車輪3輪轂的最大轉(zhuǎn)速；外轉(zhuǎn)子電機(jī)具有相對低轉(zhuǎn)速高扭矩的特性，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)具有相對低扭矩高轉(zhuǎn)速的特性；所述內(nèi)定子5與外定子6之間布置有非導(dǎo)磁材料，使內(nèi)外磁場完全隔絕。

所述電機(jī)控制器1用于分別對內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)和外轉(zhuǎn)子電機(jī)進(jìn)行獨(dú)立的控制：根據(jù)所接收到的轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)速命令，對內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)和外轉(zhuǎn)子電機(jī)的工作模式和輸出功率進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，使雙轉(zhuǎn)子電機(jī)即滿足行車需求，又工作在綜合效率最高點(diǎn)。

所述電機(jī)控制器1具體用于按照如下方式進(jìn)行協(xié)調(diào)控制：在車輛預(yù)設(shè)低速范圍行駛需要大于預(yù)設(shè)扭矩輸出時，功率流通過外轉(zhuǎn)子電機(jī)驅(qū)動車輛行駛，同時內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)也工作在轉(zhuǎn)矩模式進(jìn)行扭矩補(bǔ)償，通過協(xié)調(diào)控制使內(nèi)、外轉(zhuǎn)子電機(jī)工作點(diǎn)分別趨近于高效工作區(qū)，達(dá)到綜合效率最優(yōu)；在車輛需要預(yù)設(shè)高速范圍行駛時，通過電機(jī)控制器使外轉(zhuǎn)子電機(jī)工作在自由模式，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)工作在驅(qū)動模式，實(shí)現(xiàn)功率流由外轉(zhuǎn)子電機(jī)向內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)的切換，以提高車輛的行駛速度。

所述電機(jī)控制器1具體用于按照如下方式進(jìn)行協(xié)調(diào)控制：在車輛下長坡或制動時，若車速高于或等于外轉(zhuǎn)子電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，則使外轉(zhuǎn)子電機(jī)工作在自由模式，使內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)工作在發(fā)電模式，進(jìn)行制動能量回收；若車速低于外轉(zhuǎn)子電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，則使內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)和外轉(zhuǎn)子電機(jī)工作在發(fā)電模式進(jìn)行制動能量回收，使雙轉(zhuǎn)子電機(jī)工作在綜合效率最優(yōu)。

可以看出，本發(fā)明實(shí)施例設(shè)計的一種用于電動汽車的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)輪轂驅(qū)動系統(tǒng)，其外轉(zhuǎn)子電機(jī)具有低轉(zhuǎn)速高扭矩的特性，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)具有低扭矩高轉(zhuǎn)速的特性，即滿足車輛高轉(zhuǎn)速和高扭矩的要求，而且避免了復(fù)雜的機(jī)械換擋機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)電控?fù)Q擋，結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊，減小了車輛的非簧載質(zhì)量，提高了車輛的平順性、安全性。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。