[发明专利]一种电动汽车的动力总成

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动汽车的动力系统，更确切地讲，涉及一种能适应外界条件，大大提高电动汽车动力性和经济性的动力源及动力传动系统。 

背景技术

随着燃油价格的上涨和人们环保意识的不断增强，世界各国都在寻求一种可再生的清洁替代能源。电能是被世界公认的一种可再生清洁能源。电动汽车由于其具有“零”排放特征，同时变频牵引电机的工作范围非常宽，其低速时恒扭矩，高速时恒功率，非常适合车辆运行的需要，因此电动汽车已成为当前国内外汽车行业发展的热点。 

但是现在的电动汽车多采用固定速比的一挡减速器，尽管传动方式简单，制造成本低，维修保养费用低。但是电动汽车驱动电机在绝大多数情况下处于效率很低的区域，这样会浪费宝贵的电池能量而使续驶里程减少。根据电动汽车的行驶特点，驱动电机应该既能在恒转矩区提供较高的瞬时转矩，又能在恒功率区提供较高的运行速度来满足车辆的高速性要求和加速爬坡要求，在目前的技术条件下，电动汽车驱动电机很难满足这样的要求。 

发明内容

本动力总成采用一种自动变速系统，能根据电动汽车行驶状况自动切换挡位来主动适应路面变化和驾驶需要，从而使驱动电机的工作区域扩大，保证驱动电机总是能够工作在理想的区域，从而提高电动汽车的动力性和经济性，降低驱动电机的控制难度，减少电动汽车电池容量，大大提高电动汽车的性价比。 

另外，此自动变速系统是在原有固定轴式齿轮变速器的基础上加装电控系 统实现自动换挡，传动效率高，技术难度相对较低，价格低廉，非常适合中国的国情。在中国这样的人口大国，未来的电动汽车使用数量捋会十分巨大，此动力总成对电动汽车的节能增效具有非常重要的意义。 

本发明提供的电动汽车动力总成包括驱动电机(2)和动力传动系统(1)，并且包括驱动电机控制器(25)和自动变速器控制器(24)。驱动电机采用永磁同步电机。动力传动系统(1)包括齿轮传动系统、自动换挡系统和自动驻车系统。其中，齿轮传动系统包括差速器总成(13)、输入轴(16)、拨叉及同步器(17)、1挡齿轮及2挡齿轮(18)。自动换挡系统包括换挡电机(4)、拨叉(5)、拨叉轴(7)、换挡轴(6)、换挡盖板(8)、换挡轴转角传感器(9)、换挡位置检测杆(10)、换挡电机盖板(11)、挡位传感器(12)。自动驻车系统包括P挡电机(3)、P挡棘爪(15)、P挡棘爪压板(19)、弹簧预紧机构(20)、P挡轴(21)、P挡盖板(22)、P挡位置检测杆(23)、P挡位置传感器(24)。 

为了使本动力总成与电动汽车其它部分相协调，驱动电机控制器(25)和自动变速器控制器(24)与电动汽车整车控制器(27)和电池管理系统(26)通过CAN总线进行实时通信，形成一套电动汽车综合控制系统。其中，自动变速器控制器(24)采集手柄挡位位置信号、车速信号(29)及同步器当前位置信号，并通过CAN总线得到油门开度信号(28)。驱动电机控制器(25)向驱动电机发出转矩转速指令，并输出当前转速信号。整车控制器(27)实时采集油门开度信号(28)和由自动变速器控制器(24)采集，经CAN总线发送的车速信号(29)，并根据制定的电机输出转矩控制策略，计算出当前驱动电机目标转矩，并通过CAN总线发给驱动电机控制器(25)，让驱动电机输出此目标转矩。当需要换挡时，自动变速器控制器(24)通过CAN总线向驱动电机控制器(25)发出指令，让其进入自由模式，并让其调节到目标转速，然后换挡执行机构开 始进行换挡动作，换到目标挡位后，再发出指令让电机切换到转矩模式，于是整个换挡过程结束。通过此种方式，实现各个控制器间良好的协调。 

为了降低整个系统的开发难度，并结合实际情况，本系统采用2挡自动变速系统，当需要换挡时，拨叉在换挡执行机构的驱动下，在1挡、N挡和2挡位置间不断切换，让不同的齿轮传递动力，从而改变传动比。