一种电动车驱动系统及电动车的制作方法

1.本发明涉及一种电动车驱动系统及电动车，属于新能源整车控制领域，特别涉及一种驾驶员与乘客共驾的观光车驱动系统。


背景技术：

2.现有实现驾驶员与乘客共驾的电动观光车方案为将车辆后桥分为左右两个部分，一侧仅通过乘客人力踏动脚踏板使车轮转动，具体传动模式为：人力-乘客脚踏板-齿轮-链条-传动轴-角转换器-轮胎。另一侧既能通过电机驱动车轮，还能通过人力踏动脚踏板，具体传动模式为：电机(或人力-乘客脚踏板)-齿轮-链条-传动轴-角转换器-轮胎。该技术方案中，人力和电机分别控制同轴车轮中的一侧车轮转动，导致车辆行驶过程中为单轮驱动，行驶稳定性差，容易发生安全事故。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种电动车驱动系统及电动车，用于解决现有电动车辆驱动系统为单轮驱动造成的车辆行驶不稳定的问题。
4.为了实现上述目的，本发明提供了一种电动车驱动系统，包括驱动电机、人力驱动机构、控制连接驱动电机的控制单元及对驱动电机供电的动力电池，驱动电机为同轴双端电机，驱动电机输出轴的一端通过第一传动轴驱动连接驱动桥两侧的车轮，人力驱动机构通过第二传动轴传动连接驱动电机输出轴的另一端。
5.本发明将驱动电机的输出轴的一端通过第一传动轴驱动连接驱动桥两侧的车轮，人力驱动机构通过第二传动轴传动连接驱动电机输出轴的另一端，这样一来驱动电机和人力驱动机构均能通过驱动电机输出轴同时向驱动桥两侧的同轴车轮输出扭矩，保证了同轴车轮同时同向同速驱动，避免出现单轮驱动的情况，也就提高了电动车行驶的稳定性。
6.进一步地，在上述电动车驱动系统中，人力驱动机构包括齿盘和固定在齿盘上的脚踏板，齿盘通过链条传动连接棘轮，棘轮通过锥齿轮组传动连接所述第二传动轴。
7.乘客人力驱动时，乘客通过踩踏脚踏板使得齿盘、棘轮、锥齿轮组和第二传动轴依次传动转动，第二传动轴通过驱动电机输出轴和驱动桥驱动车轮转动。采用电机驱动时，驱动电机输出轴通过驱动桥使车轮转动，此外驱动电机输出轴依次驱动第二传动轴、锥齿轮组和棘轮转动，但棘轮不会反向驱动齿盘转动而是处于空转状态，避免电机驱动状态下，电机还会驱动齿盘及脚踏板转动，保证了乘客乘坐车辆的舒适度和安全性。
8.进一步地，在上述电动车驱动系统中，所述第二传动轴上设置有用于接合和分断第二传动轴的离合器，所述控制单元控制连接离合器。
9.还可以通过离合器实现以上作用，离合器接合，第二传动轴就与驱动电机输出轴传动连接，就能将乘客脚踏板的驱动力传递至车轮；离合器分断，第二传动轴就与驱动电机输出轴分断，驱动电机驱动车轮转动时就不会同时驱动锥齿轮组和棘轮转动，节省了电能。
10.进一步地，在上述电动车驱动系统中，所述人力驱动机构上设置有用于采集脚踏
板踩踏转速的转速传感器，控制单元采集连接所述转速传感器；控制单元获取电机转速并与脚踏板转速相比较，若二者转速差值大于设定值，则判断人力驱动机构、离合器及之间的齿轮组中存在故障。
11.控制单元通过设置在齿盘上的转速传感器采集脚踏板转速，与同时采集到的驱动电机转速相比较，若转速差值大于设定值，则判断人力驱动机构、离合器及之间的齿轮组中出现故障，便于对故障的排查和维修。
12.进一步地，在上述电动车驱动系统中，还包括设置在驾驶区域的模式转换开关，所述模式转换开关与控制单元连接，当模式转换开关转换至驾驶员模式时，控制单元控制离合器分断；所述模式转换开关转换至乘客模式时，控制单元控制离合器接合。
13.进一步地，在上述电动车驱动系统中，还包括与控制单元连接的制动踏板，在乘客模式下，若制动踏板信号有效，控制单元控制离合器分断以退出乘客模式，并响应制动。
14.进一步地，在上述电动车驱动系统中，还包括与控制单元连接的加速踏板，在乘客模式下，若加速踏板信号有效，控制单元控制离合器分断以退出乘客模式，并控制驱动电机响应加速。
15.进一步地，在上述电动车驱动系统中，还包括与控制单元连接的驻车手柄，在乘客模式下，若驻车手柄信号有效，控制单元控制离合器分断以退出乘客模式。
16.模式转换开关能够通过控制单元控制离合器的接合和分断，从而控制车辆由乘客人力驱动或是驱动电机驱动。此外，乘客模式下，驾驶员可以通过使用驻车手柄快速切换回驾驶员模式，还可以通过踩下加速踏板在快速切换回驾驶员模式的同时进行车辆加速，还可以通过踩下制动踏板在快速切换回驾驶员模式的同时进行车辆制动。这样当乘客踩动脚踏板驱动车辆出现危险时，驾驶员在快速切换驾驶模式的同时还能及时控制车辆加速或制动，避免发生事故，为驾驶员提供了及时管理车辆的手段，提高了车辆安全性。
17.进一步地，在上述电动车驱动系统中，在乘客模式下，控制单元向驱动电机发送电制动指令，以将人力驱动机构驱动电机转动的机械能转化为电能储存在动力电池中。
18.乘客模式下，驱动电机还能将驱动电机输出轴转动的机械能转化为电能存储在动力电池中，转换为驾驶员模式后，动力电池向驱动电机供电，从而节约了能源，避免浪费。
19.本发明还提供了一种电动车，该电动车采用了上述的电动车驱动系统。
附图说明
20.图1为本发明驱动系统结构示意图；
21.图2为本发明控制流程图；
22.图3为本发明故障判断流程图。
具体实施方式
23.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
24.驱动系统实施例：
25.如图1所示，本发明的驱动系统由整车控制器、动力电池、电机控制器、驱动电机、传动轴、驱动桥、车轮、离合器、齿轮传动系统、链条传动系统及档位器、制动踏板、加速踏板
等构成。其中整车控制器与电机控制器、离合器、动力电池控制连接，电机控制器与驱动电机控制连接。驱动电机为同轴双输出电机，驱动电机输出轴的一端通过第一传动轴连接到车辆驱动桥两端的两个同轴车轮，脚踏板通过链条传动系统、齿轮传动系统、离合器和第二传动轴后连接到驱动电机的输出轴的另一端。离合器接合，第二传动轴就与驱动电机输出轴传动连接，就能将乘客脚踏板的驱动力传递至车轮；离合器分断，第二传动轴就与驱动电机输出轴分断，驱动电机驱动车轮转动时就不会同时驱动脚踏板转动。避免电机驱动状态下，电机还会驱动齿盘及脚踏板转动，保证了乘客乘坐车辆的舒适度和安全性，同时节约了电能。
26.作为其他实施例，脚踏板与齿盘固定连接，齿盘通过链条传动连接棘轮，棘轮通过锥齿轮组传动连接到第二传动轴。乘客人力驱动时，乘客通过踩踏脚踏板使得齿盘、棘轮、锥齿轮组和第二传动轴依次传动转动，第二传动轴通过驱动电机输出轴和驱动桥驱动车轮转动。采用电机驱动时，驱动电机输出轴通过驱动桥使车轮转动，此外驱动电机输出轴依次驱动第二传动轴和锥齿轮组，而棘轮不会转动，也能够实现与离合器相同的效果。
27.本发明具有两种不同的工作模式，当处于驾驶员模式下时，整车控制器控制离合器分离，并将制动踏板信号和油门踏板信号转化为整车指令传输至电机控制器，电机控制器根据整车指令控制驱动电机输出相应的扭矩、方向及工作模式，通过车辆驱动桥驱动车轮转动，实现车辆行驶，其中动力电池对驱动电机供电。
28.当处于乘客模式下时，整车控制器控制离合器结合，乘客蹬踩脚踏板使其转动，并通过链条传动系统、齿轮传动系统和处于结合状态下的离合器，使驱动电机转轴转动，从而通过车辆驱动桥带动车辆车轮转动，实现车辆行驶。作为其他实施例，整车控制器向电机控制器发送电制动或能量回馈指令，控制电机将自身转动的机械能转化为电能储存在动力电池中，在节约能源的同时还增加了乘客参与驾驶过程的乐趣。模式切换开关与整车控制器相连接，通过改变模式开关的状态就能通过整车控制器控制离合器的结合与分断，实现驾驶员通过模式转换开关在驾驶员模式和乘客模式之间切换的效果。
29.车辆具体控制流程步骤如图2所示：
30.1)车辆处于可行驶状态下时，首先判断乘客模式开关是否有效，若乘客模式开关能够有效控制离合器的分离及结合，则整车控制器控制离合器结合进入乘客模式；否则控制离合器分离进入驾驶员模式，驾驶员模式下整车控制器根据驾驶员指令控制车辆行驶。
31.2)乘客模式下整车控制器判断油门踏板信号是否有效，若油门踏板信号有效，则控制离合器分离进入驾驶员模式，以优先响应驾驶员的指令，否则进行制动踏板信号判断。
32.3)控制器判断制动踏板信号是否有效，若制动踏板信号有效，说明驾驶员踩下制动踏板制动，应当优先响应驾驶员的指令，整车控制器控制车辆退出乘客模式并进行制动，否则进行驻车手柄信号判断。
33.4)控制器判断驻车手柄信号是否有效，若驻车手柄信号有效，则控制车辆退出乘客模式，否则将脚踏板的驱动扭矩通过传动系统、离合器、驱动电机和车辆驱动桥输出至车轮，实现由乘客踩踏脚踏板提供车辆前进动力。
34.此外，在脚踏板上设置有转速传感器或角度传感器，驱动电机上也设置有转速传感器，用于整车控制器采集脚踏板转速和电机转速。如图3所示，整车控制器比较脚踏板转速和电机转速，若二者转速差值大于设定值，则说明传动系统或离合器发生故障，整车控制
器发出声光报警以提示乘客和驾驶员，还控制离合器分离退出乘客模式，保证车辆人员的安全；若转速差值小于等于设定值，则维持现状。
35.电动车实施例：
36.本发明还提供了一种电动车，该电动车采用了与上述驱动系统实施例中相同的驱动系统，由于该驱动系统的构造和工作流程已经介绍完全，因此不再赘述。

技术特征：
1.一种电动车驱动系统，包括驱动电机、人力驱动机构、控制连接驱动电机的控制单元及对驱动电机供电的动力电池，其特征在于，所述驱动电机为同轴双端电机，所述驱动电机输出轴的一端通过第一传动轴驱动连接驱动桥两侧的车轮，所述人力驱动机构通过第二传动轴传动连接驱动电机输出轴的另一端。2.根据权利要求1所述的电动车驱动系统，其特征在于，所述人力驱动机构包括齿盘和固定在齿盘上的脚踏板，齿盘通过链条传动连接棘轮，棘轮通过锥齿轮组传动连接所述第二传动轴。3.根据权利要求1所述的电动车驱动系统，其特征在于，所述第二传动轴上设置有用于接合和分断第二传动轴的离合器，所述控制单元控制连接离合器。4.根据权利要求3所述的电动车驱动系统，其特征在于，所述人力驱动机构上设置有用于采集脚踏板踩踏转速的转速传感器，控制单元采集连接所述转速传感器；控制单元获取电机转速并与脚踏板转速相比较，若二者转速差值大于设定值，则判断人力驱动机构、离合器及之间的齿轮组中存在故障。5.根据权利要求4所述的电动车驱动系统，其特征在于，还包括设置在驾驶区域的模式转换开关，所述模式转换开关与控制单元连接，当模式转换开关转换至驾驶员模式时，控制单元控制离合器分断；所述模式转换开关转换至乘客模式时，控制单元控制离合器接合。6.根据权利要求5所述的电动车驱动系统，其特征在于，还包括与控制单元连接的制动踏板；在乘客模式下，若制动踏板信号有效，控制单元控制离合器分断以退出乘客模式，并响应制动。7.根据权利要求6所述的电动车驱动系统，其特征在于，还包括与控制单元连接的加速踏板；在乘客模式下，若加速踏板信号有效，控制单元控制离合器分断以退出乘客模式并控制驱动电机响应加速。8.根据权利要求7所述的电动车驱动系统，其特征在于，还包括与控制单元连接的驻车手柄；在乘客模式下，若驻车手柄信号有效，控制单元控制离合器分断以退出乘客模式。9.根据权利要求8所述的电动车驱动系统，其特征在于，在乘客模式下，控制单元向驱动电机发送电制动指令，以将人力驱动机构驱动电机转动的机械能转化为电能储存在动力电池中。10.一种电动车，其特征在于，采用了如权利要求1-9任一项所述的电动车驱动系统。

技术总结
本发明提供了一种电动车驱动系统及电动车，属于新能源整车控制领域，特别涉及一种驾驶员与乘客共驾的新能源车辆驱动系统。包括驱动电机、人力驱动机构、控制连接驱动电机的控制单元及对驱动电机供电的动力电池，其特征在于，所述驱动电机为同轴双端电机，所述驱动电机输出轴的一端通过第一传动轴驱动连接驱动桥两侧的车轮，所述人力驱动机构通过第二传动轴传动连接驱动电机输出轴的另一端。这样一来，驱动电机和人力驱动机构均能通过驱动电机输出轴同时向驱动桥两侧的同轴车轮输出扭矩，保证了同轴车轮同时同向同速驱动，避免出现单轮驱动的情况，也就提高了电动车行驶的稳定性。性。性。


技术研发人员：贾天阳 贾彤起 郭建辉 张晓颖 田晓锋 王军
受保护的技术使用者：宇通客车股份有限公司
技术研发日：2022.03.11
技术公布日：2023/9/20