多电机的驱动系统及汽车的制作方法

1.本实用新型涉及汽车驱动技术领域，尤其涉及一种多电机的驱动系统及汽车。


背景技术：

2.现有的电动汽车驱动采用一个电机驱动左右两个车轮，电机布置在前桥或后桥的中间位置，电机的动力通过减速器减速增扭后，再通过减速器内的差速器分别传递给左右两个车轮。
3.采用一个电机驱动，大爬坡度工况时，电机效率较低；同时为了满足整车动力性需求，一个电机驱动，电机体积较大，不便于布置。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种多电机的驱动系统及汽车，以解决现有技术中电机体积大、不便于布置的问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型是通过如下技术方案实现的：
6.根据本实用新型的第一方面，提供一种多电机的驱动系统，其包括：至少一个驱动单元、传动轴、控制器；
7.每个车轮由一个所述驱动单元驱动；
8.每个所述驱动单元包括：依次连接的多个电机；
9.其中，每个所述驱动单元的相邻两个所述电机之间通过所述传动轴连接；最后一个所述电机的输出端与所述车轮相连；
10.所述控制器分别与多个所述电机相连。
11.较佳地，多个所述电机的驱动效率较高的区域不同。
12.较佳地，所述控制器被配置为能够控制每个所述驱动单元中的其中一个所述电机单独工作，还被配置为能够控制每个所述驱动单元中的至少两个所述电机同时工作。
13.较佳地，在预设速度区域，每个所述驱动单元的多个电机中，其中一个电机相对于其余电机的驱动效率较高。
14.较佳地，每个驱动单元包括至少两个电机：第一电机、第二电机；
15.在第一预设速度区域，所述第一电机相对于所述第二电机的驱动效率较高；
16.在第二预设速度区域，所述第二电机相对于所述第一电机的驱动效率较高；
17.所述第一预设速度区域的速度低于所述第二预设速度区域的速度。
18.较佳地，在第一预设扭矩区域，所述第一电机、所述第二电机共同驱动的驱动效率大于所述第一电机、所述第二电机单独驱动的驱动效率。
19.较佳地，在第二预设扭矩区域，所述第一电机、所述第二电机单独驱动的驱动效率大于对应条件下所述第一电机、所述第二电机共同驱动的平均驱动效率；
20.所述对应条件为对应转速下、扭矩减半；
21.所述第一预设扭矩区域的扭矩大于所述第二预设扭矩区域的扭矩。
22.较佳地，所述传动轴为万向传动轴。
23.较佳地，所述车轮包括：前轮和/或后轮。
24.根据本实用新型的第二方面，提供一种汽车，其包括：上述任一项所述的多电机的驱动系统。
25.本实用新型提供的多电机的驱动系统及汽车，每个驱动单元包括多个电机，相对于仅采用一个电机，在总功率相同的情况下，本技术的驱动单元中的每个电机的单个功率较小，体积较小，便于布置；并且由于每个电机的单个功率较小，重量相对较轻，因此可以减小车辆簧下质量，进而可以提高车辆操作稳定性、平顺性。
26.本实用新型提供的多电机的驱动系统及汽车，每个驱动单元包括多个电机，其中，相邻电机之间通过传动轴连接，最后一个电机的输出端与车轮连接，机械传动结构简单，传动效率高；另外，每个车轮由一个驱动单元驱动，整车的动力性充足，同时省去了左、右轮间的机械差速装置，每个车轮可以选择更小的驱动电机，便于布置；
27.本实用新型的一可选方案中，多个电机的驱动效率较高的区域不同，可以根据不同车速和扭矩选择不同的电机驱动。
28.本实用新型的一可选方案中，控制器被配置为能够控制其中一个电机单独工作，还被配置为能够控制至少两个电机同时工作，可以根据整车需求选择一个电机单独工作，还是多个电机同时工作，可以使得系统始终保持相对较高的工作效率，提高整车经济性。
29.本实用新型的一可选方案中，在第一预设速度区域，第一电机的驱动效率相对较高，在第二预设速度区域，第二电机的驱动效率相对较高，第一预设速度区域的速度低于第二预设速度区域的速度；在第一预设速度区域，控制第一电机工作，在第二预设速度区域，控制第二电机工作，可以实现在不同速度区域效率上的互补。
30.本实用新型的一可选方案中，第一电机、第二电机的扭矩特性也不同，在第一预设扭矩区域，第一电机、第二电机共同驱动的驱动效率大于第一电机、第二电机单独驱动的驱动效率；在第二预设扭矩区域，第一电机、所述第二电机单独驱动的驱动效率大于对应条件下第一电机、第二电机共同驱动的平均驱动效率，第一预设扭矩区域的扭矩大于第二预设扭矩区域的扭矩；在大扭矩需求工况(第一预设扭矩区域)时，控制两个电机同时驱动，在低速、小扭矩工况(第一预设速度区域、第二预设扭矩区域)时，控制第一电机单独驱动，在高速、小扭矩工况(第二预设速度区域、第二预设扭矩区域)时，控制第二电机单独驱动，可以使得驱动系统始终保持更高的工作效率，更加节能，进一步提高整车经济性。
附图说明
31.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本实用新型的一实施例的多电机的驱动系统的示意图；
33.图2为本实用新型的一实施例的多电机的驱动系统的示意图；
34.附图标记说明：
35.1-驱动单元，
36.11-第一电机，
37.12-第二电机；
38.2-车轮，
39.3-传动轴。
具体实施方式
40.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
41.在本实用新型说明书的描述中，需要理解的是，术语“上部”、“下部”、“上端”、“下端”、“下表面”、“上表面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
42.在本实用新型说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
43.在本实用新型的描述中，“多个”的含义是多个，例如两个，三个，四个等，除非另有明确具体的限定。
44.在本实用新型说明书的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
46.一实施例中，提供一种多电机的驱动系统，其包括：至少一个驱动单元1、传动轴3、控制器(图中未示出)，请参考图1。
47.每个车轮2由一个驱动单元驱动。每个驱动单元包括：依次连接的多个电机，请参考图2，图2中以两个驱动单元为例，两个驱动单元分别驱动两个车轮。
48.其中，每个驱动单元中的相邻两个电机之间通过传动轴3连接，机械传动结构简单、传动效率高；最后一个电机的输出端与车轮2相连。控制器分别与多个电机相连，控制器与电机之间的连接可以为有线连接，也可以为无线连接。
49.一实施例中，每个驱动单元中的最后一个电机(即与车轮相连的电机)可以布置在车轮总成中，其余电机可以布置在车身或车架上。
50.一实施例中，多个电机的驱动效率较高的区域不同，可以根据不同工况选择不同的电机驱动。
51.一实施例中，控制器被配置为能够控制同一驱动单元中的其中一个电机单独工作，还被配置为能够控制同一驱动单元中的至少两个电机同时工作，可以根据不同工况进
行选择，如：可以根据不同车速和扭矩选择不同的模式(单独工作、同时工作)或者不同的电机驱动。
52.一实施例中，在预设速度区域，每个驱动单元的多个电机中，其中一个电机相对于其余电机的驱动效率较高。
53.一实施例中，每个驱动单元包括至少两个电机：第一电机11、第二电机12，请参考图1、图2。在第一预设速度区域，第一电机相对于第二电机的驱动效率较高；在第二预设速度区域，第二电机相对于第一电机的驱动效率较高；第一预设速度区域的速度低于第二预设速度区域的速度。在第一预设速度区域，可以控制驱动效率相对较高的第一电机单独工作，在第二预设速度区域，可以控制驱动效率相对较高的第二电机单独工作。
54.一实施例中，在第一预设扭矩区域，第一电机、第二电机共同驱动的驱动效率大于第一电机、第二电机单独驱动的驱动效率。第一电机、第二电机共同驱动时，假定第一电机、第二电机各需提供一半的驱动力矩。如果整车所需总驱动扭矩为t，单个电机驱动时，所需的驱动扭矩t全部由第一电机或第二电机提供；两电机共同驱动时，第一电机、第二电机分别提供t/2的扭矩。那么在第一预设扭矩区域，第一电机或第二电机单独驱动的效率小于对应转速下、扭矩减半时第一电机、第二电机的平均效率。即：
55.η1＜(η3+η4)/2，并且η2＜(η3+η4)/2；
56.各参数定义如下：
57.n—车轮转速；
58.t—车辆所需总驱动扭矩；
59.η1—电机1在转速n、扭矩t时的效率；
60.η2—电机2在转速n、扭矩t时的效率；
61.η3—电机1在转速n、扭矩t/2时的效率；
62.η4—电机2在转速n、扭矩t/2时的效率。
63.一实施例中，在第二预设扭矩区域，第一电机、第二电机单独驱动的驱动效率大于对应条件下第一电机、第二电机共同驱动的平均驱动效率；其中，对应条件为对应转速下、扭矩减半；即：η1＞(η3+η4)/2或η2＞(η3+η4)/2(各参数定义同上)。第一预设扭矩区域的扭矩大于第二预设扭矩区域的扭矩。
64.一实施例中，第一预设扭矩区域、第二预设扭矩区域的划分依据可以为：第一、第二预设扭矩区域的划分可以与电机的效率相关，同时第一、第二预设扭矩区域的划分线是与速度相关的一条曲线，此曲线以上定义为第一预设扭矩区域，此曲线以下定义为第二预设扭矩区域。第二预设扭矩区域是相对第一预设扭矩区域而言，第一预设扭矩区域以外的区域即定义为第二预设扭矩区域。
65.当系统需求的扭矩位于第一预设扭矩区域时，第一电机和第二电机共同驱动的驱动效率更高，此时可以控制第一电机、第二电机同时工作，这样比某个电机单独驱动更加节能。当系统需求的扭矩位于第二预设扭矩区域，第一电机或第二电机单独驱动的驱动效率更高，此时可以控制第一电机或第二电机单独工作，这样比两个电机同时工作更加节能。通过合理选用单个电机驱动或两个电机共同驱动，可以使得驱动系统始终保持相对较高的工作效率，提高整车经济性。
66.其中，第二预设扭矩区域工况下，具体是第一电机单独工作，还是第二电机单独工
作，可以根据速度来判断，当速度位于第一预设速度区域时，可以控制第一电机单独工作，当速度位于第二预设速度区域时，可以控制第二电机单独工作。
67.上述实施例中，是以第一电机、第二电机共同驱动时各提供一半驱动力矩为例。不同实施例中，第一电机、第二电机的扭矩分配比例也可以不是平均分，可以根据电机、整车的具体参数采用其他的分配比例。当不是平均分时，就不再是上述实施例中描述的平均驱动效率、扭矩减半，而是根据对应的分配比例来。
68.上述实施例中，是以每个驱动单元包括两个电机为例，两个电机时，根据速度，将整个区域分为两个速度区域：第一预设速度区域、第二预设速度区域。
69.不同实施例中，每个驱动单元也可以包括三个电机，采用三个电机组合，此时根据速度，将整个区域分为三个速度区域即可；配合扭矩时，大扭矩工况下，采用三个电机共同驱动，小扭矩工况下，根据三个速度区域分别采用不同的电机单独驱动。
70.不同实施例中，每个驱动单元也可以采用三个以上电机组合，不同工况下分配原理与上述类似，此处不再赘述。
71.一实施例中，传动轴为万向传动轴。
72.一实施例中，多电机的驱动系统可以用于前轮驱动，也可以用于后轮驱动，也可以用于四轮驱动。
73.一实施例中，还提供一种汽车，其包括：上述任一实施例所述的多电机的驱动系统。
74.应当理解的是，本实用新型主要是提供一种结构改进的电源系统，其中各个部分均可以通过电路或电子器件实现，其中使用过程中可能涉及的软件部分不是本实用新型的改进。
75.进一步地，控制器对多个电机的控制(一个单机单独工作、多个电机同时工作)可以通过电路或电子器件实现，如：可以采用继电器的打开、关闭来实现与各个电机之间的连接的通断。
76.在本说明书的描述中，参考术语“一种实施方式”、“一种实施例”、“具体实施过程”、“一种举例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
77.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种多电机的驱动系统，其特征在于，包括：至少一个驱动单元、传动轴、控制器；每个车轮由一个所述驱动单元驱动；每个所述驱动单元包括：依次连接的多个电机；其中，每个所述驱动单元的相邻两个所述电机之间通过所述传动轴连接；最后一个所述电机的输出端与所述车轮相连；所述控制器分别与多个所述电机相连。2.根据权利要求1所述的多电机的驱动系统，其特征在于，多个所述电机的驱动效率较高的区域不同。3.根据权利要求2所述的多电机的驱动系统，其特征在于，所述控制器被配置为能够控制每个所述驱动单元中的其中一个所述电机单独工作，还被配置为能够控制每个所述驱动单元中的至少两个所述电机同时工作。4.根据权利要求3所述的多电机的驱动系统，其特征在于，在预设速度区域，每个所述驱动单元的多个电机中，其中一个电机相对于其余电机的驱动效率较高。5.根据权利要求4所述的多电机的驱动系统，其特征在于，每个驱动单元包括至少两个电机：第一电机、第二电机；在第一预设速度区域，所述第一电机相对于所述第二电机的驱动效率较高；在第二预设速度区域，所述第二电机相对于所述第一电机的驱动效率较高；所述第一预设速度区域的速度低于所述第二预设速度区域的速度。6.根据权利要求5所述的多电机的驱动系统，其特征在于，在第一预设扭矩区域，所述第一电机、所述第二电机共同驱动的驱动效率大于所述第一电机、所述第二电机单独驱动的驱动效率。7.根据权利要求6所述的多电机的驱动系统，其特征在于，在第二预设扭矩区域，所述第一电机、所述第二电机单独驱动的驱动效率大于对应条件下所述第一电机、所述第二电机共同驱动的平均驱动效率；所述对应条件为对应转速下、扭矩减半；所述第一预设扭矩区域的扭矩大于所述第二预设扭矩区域的扭矩。8.根据权利要求1至7任一项所述的多电机的驱动系统，其特征在于，所述传动轴为万向传动轴。9.根据权利要求1至7任一项所述的多电机的驱动系统，其特征在于，所述车轮包括：前轮和/或后轮。10.一种汽车，其特征在于，包括：权利要求1至9任一项所述的多电机的驱动系统。

技术总结
本实用新型提供了一种多电机的驱动系统及汽车，包括：至少一个驱动单元、传动轴、控制器；每个车轮由一个驱动单元驱动；每个驱动单元包括：依次连接的多个电机；其中，每个驱动单元的相邻两个电机之间通过传动轴连接；最后一个电机的输出端与车轮相连；控制器分别与多个电机相连。本实用新型的技术方案，每个驱动单元包括多个电机，单个电机的功率小、体积小、重量轻、便于布置；相邻电机之间通过传动轴连接，机械传动简单、传动效率高；每个车轮由一个驱动单元驱动，整车的动力性充足，同时省去了左、右轮间的机械差速装置，每个车轮可以选择更小的驱动电机，便于布置。便于布置。便于布置。


技术研发人员：高强 李享 陈毅
受保护的技术使用者：优跑汽车技术（上海）有限公司
技术研发日：2022.12.05
技术公布日：2023/6/27