本發(fā)明涉及一種電動客車用輪轂電機驅(qū)動系統(tǒng),尤其涉及一種雙電機驅(qū)動電動輪系統(tǒng)。

背景技術：

21世紀以來，環(huán)境問題和能源危機越來越困擾著人類，汽車危機的排放也受到越來越多的關注，電動汽車作為一種新能源汽車，將成為未來汽車發(fā)展的必然趨勢，傳統(tǒng)汽車也將從歷史的舞臺中退去。輪轂電機直接驅(qū)動系統(tǒng)結構型式日益成為發(fā)展方向，輪轂電機成為了電動汽車領域的研究重點。對于電動大客車，根據(jù)輪轂電機特性很難滿足電機對轉速和轉矩的要求，需要設計減速器來滿足車輛的性能要求。客車對于驅(qū)動功率和轉矩的要求較高，而輪轂電機的性能因車輪結構和安裝尺寸的限制而很難滿足客車運行對動力源的需求，因此，考慮采用動力耦合裝置將兩個輪轂電機的動力進行耦合，滿足客車對動力性能的需求；而通過對其在車輛不同工況下進行單獨運行或者共同運行的輸出特性的合理分配，不僅可以提高系統(tǒng)的驅(qū)動效率，改善系統(tǒng)的經(jīng)濟性，還可以實現(xiàn)動力傳動系統(tǒng)連續(xù)速比可調(diào)功能。

目前，對于電動客車用雙電機驅(qū)動電動輪系統(tǒng)，并沒有較為深入的研究。本發(fā)明旨在充分利用電動客車雙輪胎內(nèi)空間的基礎上，布置雙輪轂電機、行星機構減速器和制動器等，利用上有部件實現(xiàn)不同工況下采用單電機或雙電機的不同工作模式，提高汽車動力性和經(jīng)濟性。

技術實現(xiàn)要素：

針對客車用雙輪胎的結構，本發(fā)明的目的是為了提供電動客車用雙電機驅(qū)動電動輪系統(tǒng)，通過充分利用雙輪轂下的空間，在滿足客車不同行駛工況的動力性能要求下合理布置減速器、輪轂電機和制動器。

本發(fā)明的目的通過如下技術方案實現(xiàn)：

該系統(tǒng)主要由行星機構減速器、轉子支架、電機軸、三個制動器、兩個輪轂電機等構成。

本發(fā)明針對客車后輪驅(qū)動，同時客車后輪具有雙輪胎，在兩個輪輞內(nèi)布置兩個輪轂電機，其中一個電機為內(nèi)轉子電機，令其為第一輪轂電機；另一個為外轉子電機，則為第二輪轂電機。第一輪轂電機固定在電機軸上，其定子固定在電機外殼上，轉子固定在轉子支架上，其制動器的制動鉗固定在電機外殼上，制動盤固定在轉子支架上；而第二輪轂電機的定子固定在定子支架上，定子支架通過螺釘與電機軸相連，轉子固定在電機外殼上，電機外殼通過軸承支撐在電機軸上，其制動器制動鉗固定在電機軸上，制動盤固定在電機外殼上，并隨之轉動。行星機構的太陽輪固定在轉子支架上，行星輪支撐在行星架上，后者通過軸承支撐在轉子支架上，齒圈則是固定在第二輪轂電機的外殼上，同時車輪制動器制動鉗固定在第一輪轂電機的外殼上，制動盤固定在行星架上，并隨之轉動。

在上述結構下，行星機構的太陽輪和齒圈都可以作為主動件，其一種工作狀態(tài)是太陽輪作為主動件，齒圈固定，行星輪為從動件；另一種工作狀態(tài)是太陽輪和齒圈同時作為主動件，共同帶動從動件行星輪輸出動力。第一種工作狀態(tài)適合低速大轉矩的工作狀態(tài)，第二種適合車輛高速運行下的工況。此結構用來滿足不同工況下的客車的動力性要求，提高電池的續(xù)航里程。

相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和有益效果：

(1)利用了雙輪胎內(nèi)的空間，布置了雙電機來驅(qū)動車輛行駛，滿足了客車不同工況下對動力性的需求；行星機構的設置在一定程度上也起到減速增扭的作用，進一步增強驅(qū)動系統(tǒng)的動力性能。

(2)兩個輪轂電機的轉速可以獨立調(diào)節(jié)控制，在不同工況下通過對兩個輪轂電機輸出轉速轉矩的合理匹配，不僅可以使輪轂電機盡可能工作在高效區(qū)，提高系統(tǒng)的驅(qū)動效率，改善系統(tǒng)的經(jīng)濟性，還可以實現(xiàn)動力傳動系統(tǒng)連續(xù)速比可調(diào)功能。

(3)借助行星機構的結構特點，通過兩個輪轂電機的調(diào)速、換向、制動等工作狀態(tài)的控制，可以實現(xiàn)裝備此系統(tǒng)的電動汽車的加/減速、倒車、前進、制動(含再生制動)等多種運行工況的需求。

(4)制動器的設置，可以使系統(tǒng)實現(xiàn)固定傳動比的動力傳遞，使控制更為簡單，傳動效率更高。

附圖說明

圖1是整體結構示意圖

圖中：1.第一輪轂電機；1-1.第一輪轂電機外殼；1-2.定子；1-3.轉子；1-4.轉子支架；1-5.制動盤；1-6.制動鉗；2.第二輪股電機；2-1.第二輪轂電機外殼；2-2.轉子；2-3.定子；2-4.定子支架；2-5.制動鉗；2-6。制動盤；3.電機軸；4.車輪制動盤；5.車輪制動鉗；6.齒圈；7.行星架；8.行星輪；9.太陽輪；10.輪輞

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明做詳細描述。

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

如圖1所示的一種電動客車用雙電機驅(qū)動電動輪系統(tǒng)，其結構主要包括一個第一輪轂電機1和第二輪轂電機2，轉子支架1-4、定子支架2-4、電機軸3、輪輞10、太陽輪9、行星輪8、齒圈6、車輪制動鉗5等結構組成。輪輞10通過螺栓與支撐在轉子支架1-4上的行星架7連接。第一輪轂電機1通過螺釘固定在電機軸3上，轉子1-3固定在轉子支架1-4上，后者通過軸承固定在電機軸3上，第一輪轂電機1的制動器制動鉗1固定在電機外殼1-1上，制動盤1-5固定在轉子支架1-4上。第二輪轂電機2通過軸承支撐在電機軸3上，其電機外殼2-1固定在轉子2-2上，定子2-3固結在定子支架2-4上，定子支架2-4通過螺釘固定在電機軸3上，第二輪轂電機2的制動器制動鉗2-5固定在電機軸3上，其制動盤2-6固定在電機外殼2-1上。行星機構的太陽輪9固定在轉子支架1-4上，行星輪8支撐在行星架7上，齒圈固定在第二輪轂電機外殼2-1上。車輪制動器的制動鉗5固定在第一輪轂電機外殼1-1上，制動盤4固定在行星架7上，并隨之轉動。

本發(fā)明的工作原理如下：

行星機構運動關系如下：

ρωs＝(1+ρ)ωc-ωr

上式中，假設行星機構太陽輪9的轉速為ωs，齒圈6的轉速為ωr，行星輪8的轉速為ωc，其中ρ＝rs/rr，rs是太陽輪9的半徑，rr是齒圈6的半徑。

(1)固定傳動比傳動是通過以下方式實現(xiàn)：

當?shù)诙嗇炿姍C2不工作，同時其制動器制動鉗2-5工作，將電機外殼2-1處于靜止狀態(tài)，即與之相連的齒圈6處于靜止狀態(tài)。此時第一輪轂電機1正常工作，即行星機構的太陽輪9作為主動件，行星輪8作為從動件，帶動行星架7旋轉，從而輸出動力到車輪上。此時，齒圈6的轉速ωr為0，由行星機構運動公式可得行星機構的傳動比如下：

ωs/ωc＝1+1/ρ

(2)無級調(diào)速功能通過以下方式實現(xiàn)：

當兩個電機同時工作，即行星機構的太陽輪9和齒圈6，分別隨第一輪轂電機1的轉子支架1-4和第二輪轂電機2的電機外殼2-1轉動，即作為行星機構的主動件，而行星輪7作為從動件輸出動力。

此時設第二輪轂電機2轉速是第一輪轂電機1的k倍，即齒圈6的轉速ωr為kωs，由行星機構運動公式可得傳動比如下：

ωs/ωc＝(1+ρ)/(ρ+k)

由上述公式可得，傳動比不是定值，可以通過調(diào)節(jié)其中一個電機的轉速來控制傳動比的變化，減速功能通過利用各個輪轂電機的制動器來完成，便實現(xiàn)了無級調(diào)速功能。

綜合上述分析，固定傳動比的實現(xiàn)可以通過制動器使行星機構的齒圈6保持靜止，行星機構主動件為太陽輪9，隨著第一輪轂電機1的轉子支架1-4轉動，行星輪8作為從動件輸出動力；無極調(diào)速功能的實現(xiàn)通過兩個輪轂電機共同工作，此時行星機構的太陽輪9和齒圈6作為主動件，分別隨轉子支架1-4和電機外殼2-1轉動，行星輪8作為從動件輸出動力，同時通過調(diào)節(jié)各輪轂電機的轉速，完成變傳動比傳遞動力，從而實現(xiàn)了無級調(diào)速功能。