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【专利说】双挡减速器的分布式驱动系统

分布式驱动系统在新能源汽车中扮演关键角色,通过将驱动电机直接安装在车轮内或附近,实现了动力的直接传输,提高了车辆的操控灵活性和动力响应速度。然而,传统的单级减速器设计限制了扭矩提升和车辆脱困能力,特别是在低速起步加速性能和高速巡航经济性之间难以找到平衡点。

为解决这个问题威睿电动(CN220904692U)提出了一种配备双挡减速器的分布式驱动系统,旨在通过软件控制实现轮间差速,可显著提升车辆的动力性能和能源利用效率。

分布式驱动系统省略驱动电机结构示意 图与减速器总成示意

此分布式驱动系统主要包括:

两台驱动电机:分别驱动两个车轮,提供独立的扭矩控制,增强车辆的操控灵活性和动力响应。

两台减速器总成:每台总成包含一挡减速结构和二挡减速结构,用于调节电机转速和扭矩输出,以适应不同的行驶条件。

两个同步器:位于减速器总成的一挡减速结构和二挡减速结构之间,用于平滑换挡过程,确保动力传输的连续性和稳定性。

换挡执行机构:包括减速机构、换挡拨头、换挡杆和换挡拨叉,由换挡驱动电机驱动,实现同步器的精准控制,确保两台减速器总成的挡位同步。

差速锁结构:在两输出轴之间设置,通过电磁机构控制,能够在复杂路况下自动调节两轮之间的扭矩分配,提升车辆的通过性和稳定性。

其主要工作原理,当需要提高扭矩(如低速起步或爬坡)时,通过控制换挡驱动电机,驱动换挡执行机构使同步器与二挡减速结构配合,降低电机转速,提升扭矩输出。

当需要提高转速(如高速巡航)时,则通过同样的机制,使同步器与一挡减速结构配合,提升车轮的转动速率,兼顾高速行驶的经济性。

驱动电机与减速器总成

当车辆启动或在低速行驶时,系统默认处于一挡减速结构,此时电机转速较高,但输出扭矩较小,适合城市道路和起步加速。

挡驱动电机和减速机构示意

需要更大扭矩或在复杂路况下行驶时,如爬坡或脱困,系统切换至二挡减速结构,此时电机转速降低,但输出扭矩显著增加,提供更强的牵引力。

同步器与换挡执行机构

在换挡驱动电机的驱动下,换挡执行机构带动两个同步器同步动作,实现一挡减速结构与二挡减速结构之间的平滑切换。换挡拨头的旋转通过换挡杆和换挡拨叉传递到同步器,确保两台减速器总成的挡位一致,避免差速问题。

差速锁结构

当车辆行驶在复杂路面,如湿滑或不平地面,差速锁结构通过电磁机构控制滑套件与输出轴的啮合状态,自动调节两轮之间的扭矩分配。在正常行驶状态下,差速锁保持解锁状态,允许两轮以不同速度转动;当一侧车轮打滑时,差速锁自动锁定,将扭矩传递给有抓地力的另一侧车轮,提升车辆的脱困能力。

差速锁结构图

专利的创新点

双挡位设计:通过一挡和二挡减速结构的切换,系统能够在低速和高速之间灵活调整,兼顾起步加速性能和高速巡航经济性。

同步换挡技术:通过同步器和换挡执行机构的精准控制,确保双电机和双减速器总成的协同工作,提高传动效率,减少能量损耗。

智能差速控制:差速锁结构的引入,使得系统能够在复杂路况下自动调节扭矩分配,提升车辆的通过性和稳定性,增强驾驶安全性和舒适性。

这项专利的优势

提升传动效率与输出扭矩:双减速器总成的设计使得系统可以在不同工况下自动选择最合适的挡位,提升整体传动效率,特别是在需要大扭矩输出的场景下,如爬坡或脱困,系统能够通过降低电机转速的方式,显著提升单轮扭矩,增强车辆的通过性和脱困能力。

集成式一体结构:将多个功能或部件集中在一个系统中,节省空间,简化工作流程,提高系统效率。

智能换挡控制:通过软件控制实现轮间差速,提高车辆的操控稳定性和行驶安全性。

成本与空间优化:集成式设计减少物理连接和电缆使用,降低设备成本和空间需求。

此项专利提出的双挡减速器分布式驱动系统通过技术创新,有效解决了传统分布式驱动系统中存在的扭矩提升受限和能源效率低下的问题,为新能源汽车提供了更为先进、高效的驱动解决方案,有望在未来的新能源汽车市场中发挥重要作用。

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专利说驱动系统双档减速器

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