一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统及车辆的制作方法

1.本发明涉及一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统及车辆，属于乘用车和商用车领域。


背景技术：

2.随着汽车保有量的急剧攀升，汽车带给地球的能源紧张和大气污染问题日益严重，新能源汽车尤其是纯电动汽车成为各大厂家积极研发的方向。
3.目前单电机驱动车辆，无法充分利用轮胎附着力，且为保证车辆动力性，单电机需要兼顾工况太多，导致高效区无法根据特定工况进行单独优化；且单电机驱动无法单独对车轮施加驱动力，无法实现对车辆动力学性能进行优化。
4.公布号为cn103493360a的中国专利申请公布文件公开了一种双电机系统，该系统在一根驱动轴上通过离合器耦合驱动，非电动四驱方案；公布号为cn105922859a的中国专利申请公布文件公开了一种单一的轮边悬架和动力传动系统构型，未体现出混合智能驱动的驱动方式；公布号为cn106740264a的中国专利申请公布文件公开了一种电动汽车分布式驱动系统的跛行控制方法，该方法未明确公开分布式系统的驱动形式。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统及车辆，用以解决如何提供一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统对车辆进行智能驱动的问题。
6.为实现上述目的，本发明的方案包括：
7.本发明的一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统，该混合驱动系统至少包括两个驱动轴，位于最后排的后驱动轴采用轮边分布式驱动，位于前一排的前驱动轴采用中央驱动；分布式驱动包括轮边驱动电机，轮边驱动电机通过减速器驱动电机；中央驱动包括驱动电机，驱动电机通过减速装置连接两侧半轴。
8.本发明采用两个驱动轴，前驱动轴采用中央驱动，后驱动轴采用双电机双电机分布式驱动，可以实现电子差速,并可实现对车辆动力学性能进行优化，进一步提升车辆动力学性能，该混合驱动系统的电机可以根据车辆纵向、侧向加速度和横摆角速度等信号，同时输出不同力矩改善车辆操控性能，实现扭矩矢量控制，该混合驱动的驱动效率高，整车能耗低，动力性明显提高。
9.本发明可实现单电机、双电机、三电机驱动，三电机智能驱动可以最大化利于乘用车设计资源，覆盖重型商用车需求，降低成本和研发费用，提高零部件通用化率。
10.本发明适用于4
×
4、6
×
4、8
×
4等车辆，适用于独立悬架和刚性桥，可以现实单胎和双胎布置，无离合器，布置简单，系统整体布置灵活多变，动力性和环境适应性明显提高。
11.进一步的，混合驱动系统为4
×
4驱动系统，4
×
4驱动系统的前驱动轴采用中央驱动，后轴采用分布式驱动。
12.进一步的，混合驱动系统为6
×
4驱动系统，6
×
4驱动系统的前驱动轴采用中央驱
动，后轴采用分布式驱动。
13.进一步的，混合驱动系统为8
×
4驱动系统，8
×
4驱动系统的最后排的驱动轴采用轮边分布式驱动，前一排的驱动轴采用中央驱动。
[0014]4×
4、6
×
4、8
×
4驱动系统的轮边分布式驱动可以调教后轴左右轮的制动力，避免制动时出现货箱折叠引起侧翻和转向失效等安全事故。
[0015]
进一步的，减速装置为amt变速器或单速比减速器。
[0016]
amt变速器或单速比减速器可以降低驱动电机工作转速，提升驱动电机工作效率，当工况在高速小功率巡航时，驱动动力源为单轴中央驱动驱动；针对2个amt变速器，此时为2档驱动；进一步降低了电机工作转速；当在高速中大功率巡航时，针对驱动前轴为2个amt变速器，此时为空挡，电机静止不转，针对驱动前轴减速器，电机随前轴减速器一起随转。
[0017]
进一步的，混合驱动系统在功率扭矩需求较小的工况时，由前驱动轴驱动；功率扭矩需求较小的工况包括慢起步、缓慢加速、爬缓坡时；混合驱动系统在在功率扭矩需求较大的工况时，由前驱动轴和后驱动轴驱动，功率扭矩需求较大的工况包括高速、急加速、爬陡坡时。
[0018]
进一步的，混合驱动系统在回馈功率扭矩较小的工况时，由前驱动轴驱动，回馈功率扭矩较小包括工况在低、中速制动；混合驱动系统在回馈功率扭矩较大的工况时，由前驱动轴和后驱动轴驱动，回馈功率扭矩较大的工况包括高速大功率制动，其中速度低于一定阈值时设定为低速；速度高于一定阈值设为高速；位于低速与高速之间设定为中速。
[0019]
进一步的，混合驱动系统工作在高速小功率巡航时，由前驱动轴驱动；混合驱动系统工作在高速中大功率巡航时，由后驱动轴驱动，其中速度高于一定阈值设为高速，功率大于一定阈值时设定为大功率，功率小于一定阈值时设定为小功率，大功率和小功率之间设定为中功率。
[0020]
针对巡航小功率进行单电机优化设计，提升该电机高速巡航工况效率，进一步降低车辆能耗；当在高速中大功率巡航时，针对驱动前轴2个amt变速器，此时为空挡，电机静止不转，针对驱动前轴减速器，电机随前轴减速器一起随转。
[0021]
一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动车辆，该车辆包括一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统。
[0022]
本发明的有益效果为：本发明可实现单电机、双电机、三电极驱动，其中前驱动轴采用单电机中央驱动，后驱动轴采用双电机分布式驱动，达到驱动高效，整车能耗低，动力性明显提高，后轴采用分布式驱动可以实现电子差速，并可实现对车辆动力学性能进行优化，进一步提升车辆动力学性能，三电机智能驱动可以最大化利用乘用车设计资源，覆盖重型商用车需求，降低成本和研发费用，提高零部件通用化率。
附图说明
[0023]
图1是本实施例中4
×
4驱动系统构型示意图；
[0024]
图2是本实施例中6
×
4驱动系统构型示意图；
[0025]
图3是本实施例中8
×
4驱动系统构型示意图；
[0026]
图中：1、车轮；2、减速器(集成差速器)或amt变速器(集成差速器)；3、驱动电机；4、传动轴或半轴；5、车轮；6、轮边减速器；7、轮边驱动电机；8、随动转向轴；9、前转向轴；10、车
辆。
具体实施方式
[0027]
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，下面结合附图及实施例，对本发明作进一步的详细说明。
[0028]
一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统实施例1：
[0029]
如图1中的4
×
4驱动系统构型示意图所示，本实施例中采用混合驱动系统的后排驱动轴，采用的是轮边分布式驱动，轮边分布式驱动包括轮边驱动电机、轮边减速器，其中轮边驱动电机通过轮边减速器对车轮进行驱动；4
×
4驱动系统的前排驱动轴采用的驱动前轴中央驱动，中央驱动包括驱动电机，驱动电机通过减速器或2个amt变速器连接两侧半轴，无论是减速器或2个amt变速器均集成有差速器。
[0030]
实施例1的工作模式如下：
[0031]
s1当车辆进行慢起步、缓慢加速、爬缓坡等功率扭矩需求较小时，驱动动力源为前轴中央驱动；
[0032]
s2当车辆进行高速、急加速、爬大坡等功率扭矩需求较大时，驱动动力源为分布式驱动与中央驱动混合联合驱动；
[0033]
s3当车辆在低速中速制动时，回馈功率扭矩较小时，回馈动力源为驱动前轴中央驱动系统；
[0034]
s4当车辆在高速大功率制动、或紧急大扭矩制动时，回馈动力源为前驱动轴中央驱动和后驱动轴分布式驱动双轴联合驱动；
[0035]
s5当车辆在高速小功率巡航时，驱动动力源为单轴中央驱动；针对2个amt变速器，
[0036]
此时为2档驱动，进一步降低电机工作转速；
[0037]
s6当车辆在高速中大功率巡航时，驱动动力源为单轴分布式驱动；针对驱动前轴2amt变速器，此时为空挡，电机静止不转，针对驱动前轴减速器，电机随前轴减速器一起随转。
[0038]
工作模式中需要说明的是：本实施例中将速度低于一定阈值设定为低速；速度高于一定阈值设为高速；位于低俗与高速之间的设定为中速；功率大于一定阈值时设定为大功率，功率小于一定阈值时设定为小功率，大功率和小功率之间设定为中功率。
[0039]
一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统实施例2：
[0040]
如图2中的6
×
4驱动系统构型示意图所示，本实施例中的混合驱动系统的后排驱动轴，采用的是轮边分布式驱动，轮边分布式驱动包括轮边驱动电机、轮边减速器，其中轮边驱动电机通过轮边减速器对车轮进行驱动；6
×
4驱动系统的中排驱动轴采用中央驱动，中央驱动包括驱动电机，驱动电机通过减速器或2个amt变速器连接两侧半轴，无论是减速器或2amt变速器均集成有差速器。
[0041]
本实施例2中的工作模式与实施例1中的工作模式相同，此处不再赘述。
[0042]
一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统实施例3：
[0043]
如图3的8
×
4驱动系统构型示意图所示，本实施例中的混合驱动系统的后排驱动轴，采用的是轮边分布式驱动，轮边分布式驱动包括轮边驱动电机、轮边减速器，其中轮边驱动电机通过轮边减速器对车轮进行驱动；8
×
4驱动系统的中后排驱动轴采用中央驱动，
中央驱动包括驱动电机，驱动电机通过减速器或2个amt变速器连接两侧半轴，无论是减速器或2个amt变速器均集成有差速器。
[0044]
本实施例3中的工作模式与实施例1中的工作模式一致，此处不再赘述。
[0045]
一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动车辆实施例4：
[0046]
一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动车辆，该车辆包括一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统，一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统具体构造及工作模式已在上述一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统实施例1中详细介绍，此处不再赘述。
[0047]
一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动车辆实施例5：
[0048]
一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动车辆，该车辆包括一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统，一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统具体构造及工作模式已在上述一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统实施例2中详细介绍，此处不再赘述。
[0049]
一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动车辆实施例6：
[0050]
一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动车辆，该车辆包括一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统，一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统具体构造及工作模式已在上述一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统实施例3中详细介绍，此处不再赘述。

技术特征：
1.一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统，其特征在于，所述混合驱动系统至少包括两个驱动轴，位于最后排的后驱动轴采用轮边分布式驱动，位于前一排的前驱动轴采用中央驱动；所述分布式驱动包括轮边驱动电机，所述轮边驱动电机通过减速器驱动电机；所述中央驱动包括驱动电机，所述驱动电机通过减速装置连接两侧半轴。2.根据权利要求1所述的分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统，其特征在于，所述混合驱动系统为4
×
4驱动系统，所述4
×
4驱动系统的所述前驱动轴采用中央驱动，所述后驱动轴采用分布式驱动。3.根据权利要求1所述的分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统，其特征在于，所述混合驱动系统为6
×
4驱动系统，所述6
×
4驱动系统的所述前驱动轴采用中央驱动，所述后驱动轴采用轮边分布式驱动。4.根据权利要求1所述的分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统，其特征在于，所述混合驱动系统为8
×
4驱动系统，所述8
×
4驱动系统的所述前驱动轴采用中央驱动，所述后驱动轴采用轮边分布式驱动。5.根据权利要求1所述的分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统，其特征在于，所述减速装置为amt变速器或单速比减速器。6.根据权利要求1所述的分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统，其特征在于，所述混合驱动系统在功率扭矩需求较小的工况时，由前驱动轴驱动；所述功率扭矩需求较小的工况包括慢起步、缓慢加速、爬缓坡时；所述混合驱动系统在在功率扭矩需求较大的工况时，由前驱动轴和后驱动轴驱动，所述功率扭矩需求较大的工况包括高速、急加速、爬陡坡时。7.根据权利要求1所述的分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统，其特征在于，所述混合驱动系统在回馈功率扭矩较小的工况时，由前驱动轴驱动，所述回馈功率扭矩较小包括工况在低、中速制动；所述混合驱动系统在回馈功率扭矩较大的工况时，由前驱动轴和后驱动轴驱动，所述回馈功率扭矩较大的工况包括高速大功率制动，其中速度低于一定阈值时设定为低速；速度高于一定阈值设为高速；位于所述低速与所述高速之间设定为中速。8.根据权利要求1所述的分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统，其特征在于，所述混合驱动系统工作在高速小功率巡航时，由前驱动轴驱动；所述混合驱动系统工作在高速中大功率巡航时，由后驱动轴驱动，其中速度高于一定阈值设为高速，功率大于一定阈值时设定为大功率，功率小于一定阈值时设定为小功率，所述大功率和小功率之间设定为中功率。9.一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求1-8所述的任一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统。

技术总结
本发明涉及一种分布式轮边驱动与中央驱动混合驱动系统及车辆，属于乘用车和商用车领域，目前单电机驱动车辆，无法充分利用轮胎附着力，且为保证车辆动力性，单电机需要兼顾工况太多，导致高效区无法根据特定工况进行单独优化，本发明提供的混合驱动系统至少包括两个驱动轴，最后排的驱动轴采用轮边分布式驱动，前一排的驱动轴采用中央驱动；分布式驱动包括轮边驱动电机，轮边驱动电机通过减速器驱动电机；中央驱动包括驱动电机，驱动电机通过减速装置连接两侧半轴，系统驱动电机可以根据车辆纵向、侧向加速度和横摆角速度等信号，同时输出不同力矩改善车辆操控性能。出不同力矩改善车辆操控性能。出不同力矩改善车辆操控性能。


技术研发人员：董伟超 王占彬 李良 何文博 吴小岭 谢富科 孙少聪
受保护的技术使用者：宇通客车股份有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/10/15