一种具有动能辅助驱动的动力总成的制作方法

本技术涉及动力总成，特别是一种具有动能辅助驱动的动力总成。

背景技术：

1、随着新能源商用车市场普及，在城市物流、重卡、专业车，矿卡等电动化车辆不断扩大，电驱动系统和三电成本成为了核心竞争力。由于商用车自身重的特点，三电系统配置一般较高，系统成本较大，尤其是电池的成本，为了满足电池倍率和系统电功率需求，在商用车上通常需要配置大容量动力电池，尤其在长时间运营和环境苛刻条件下，车辆频繁启停，增加电池高倍率充放电次数，影响电池寿命。同时动力总成零部件效率已趋于物理极限，也逐步从简单的物理集成转向分布式多能源/多动力系统方向发展，提高系统能效和降低成本成为新能源汽车下一阶段重点发展目标。

2、新能源车辆制动能量回收通常采用电制动方式，尤其在新能源商用车，由于车身重动能较大，尤其在重载货物上下坡，电驱动会发电产生瞬间大电流回充电池，造成频繁对电池高倍率充放电，冲击导致电池寿命、动能回收效率下降。

3、新能源商用车电驱动总成传递扭矩较大，在已申请专利中，电动机通过飞轮动力总成中的行星架传递扭矩输出，而在商用车电机扭矩需求较大的应用时，飞轮控制电机空心轴尺寸限制了行星架轴径尺寸增加，在同轴方案中，行星架无法进一步传递更大扭矩，对大扭矩商用车和重载车辆应用场景，该结构方案存在扭矩瓶颈限制；

4、综上，如何实现重型新能源商用车辆的高效率制动能量回收以及具有大扭矩辅助驱动成为了本领域研究人员急需解决的问题。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是：如何实现重型新能源商用车辆的高效率制动能量回收以及具有大扭矩辅助驱动；

2、为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案为：

3、本实用新型是一种具有动能辅助驱动的动力总成，包括：动能回收驱动器的驱动轴、电机的转动轴、输出法兰或齿轮箱的输入轴三者同轴固定连接；所述输出法兰或齿轮箱的输出轴与车辆的驱动桥连接；

4、在本方案中，驱动轴、转动轴、输出法兰或驱动轴、转动轴、齿轮箱的输入轴三者同轴布置，相较于传统的将动能回收驱动器旁置设置，这样的方案能够利用车辆轴向空间，更加容易布置动能回收驱动器；在车辆制动时，通过输出法兰将车辆制动扭矩传递至驱动轴，同时驱动动能回收驱动器中的飞轮转动，实现制动能量机械能回收；当车辆启动时，动能回收驱动器将飞轮回收的动能通过驱动轴再传递至转动轴，提供了车辆辅助动力，降低电驱动系统功率和扭矩，减少频繁对电池高倍率充放电次数，避免冲击带来的电池的寿命降低，实现了重型车辆的高效率制动能量回收以及具有大扭矩辅助驱动；

5、动能回收驱动器扭矩扩展范围进一步变大，可以应用到更大扭矩需求的场景中；同时与现有主流驱动技术方案中的驱动电机可以模块化集成。

6、此外，本方案中的动能回收驱动器为常规技术手段，cn201310112569.2中的增力节能驱动装置(zl)与本方案中的动能回收驱动器原理一致；

7、换言之，采用动能回收驱动器作为二次储能技术，高效的动能回收同时提高系统动态变载能力，在车辆处于起步、加速和爬坡工况时为主动力源提供辅助动力，进行瞬时大功率补偿，降低主动力源动力的输出需求和损耗，无需大后背功率的储备(只需克服风摩损耗)，大大降低储能系统(动力电池、燃料电池堆、增程器)的功率要求；在重型商用运输车辆中可以更好的发挥其优势，提升系统能效，降低成本。

8、为了具体说明驱动轴、转动轴如何连接，本实用新型采用若采用所述输出法兰连接；所述转动轴为空心轴，其端部内壁设置有第一内花键；所述驱动轴穿过所述转动轴，其端部外部设置有第一外花键；所述输出法兰端部设置有与所述第一外花键配合的第二内花键；所述输出法兰端部设置有与所述第一内花键配合的第二外花键；锁紧螺钉，其穿过所述输出法兰，并连接所述驱动轴；

9、若采用齿轮箱连接；所述转动轴为空心轴，其端部内壁设置有第一内花键；所述驱动轴穿过所述转动轴，其端部外部设置有第一外花键；所述输入轴端部设置有供所述驱动轴端部有与第一外花键配合的第二内花键，和所述第一内花键配合的第二外花键；

10、在本方案中，将转动轴设置为空心轴，驱动轴穿过空心的转动轴，并两者通过花键的方式与输出法兰、齿轮箱的输入轴连接；这样实现了驱动轴、转动轴的同轴套设连接，若采用输出法兰连接，则需增加锁紧螺钉，限制输出法兰、驱动轴、转动轴三者的轴向运动；

11、换言之，转动轴采用空心轴设计，在一些重型车辆(牵引车、矿卡、工程机械电动车辆中)由于电机自身扭矩较大，轴的强度冗余度较小，动能回收驱动器的扭矩可以不经过电机轴传递，直接连接输出法兰，降低对电机轴扭矩强度要求；通过输出法兰内外花键传递动力，实现动力并联输出，同轴布置的同时能够传递大扭矩；如果电机输出连接是变速箱，也可以通过这种方式连接变速箱输入轴。

12、为了说明驱动轴、转动轴的另一种连接方式，本实用新型所述转动轴为实心轴；所述转动轴的端部有内花键；所述驱动轴通过外花键与所述内花键配合连接；

13、驱动轴、转动轴通过内外花键进行串联设置，这样转动力能够进行相互传递。

14、具体而言，电机采用双输入电机轴结构，采用模块化的动能回收驱动器同轴集成；其优势在于中置后驱底盘电驱动系统中，电机多采用低速大扭矩，通常轴径较粗，主电机轴可传递大扭矩的机械性能，采用双输入轴设计，通过主电机轴传递扭矩，有效解决了动能回收驱动器大扭矩输出问题，同时实现同轴设计，为重型大扭矩车辆的应用得到了有效解决。

15、此外，对于多轴驱动的重型车辆，如8x4、6x4多驱动轴方案中，可使用多个带有动能回收驱动器系统进行组合，进一步提高车辆动力性和动能回收利用率，起得高效节能和更高的动力冗余；当车辆出现动力故障时，如电机或动能回收驱动器中任一单元出现故障时，其中电机或动能回收驱动器中的控制电机可单独驱动车辆，尤其在低速重载情况下，不会出现动力轴完全失去动力和制动力，提高了整车的安全性和可靠性，这点在重型商用车上安全冗余和可靠性尤其重要。

16、本实用新型的有益效果：本实用新型是一种具有动能辅助驱动的动力总成，采用同轴驱动方案与新能源动力总成模块化集成，有效解决动能辅助驱动系统在新能源商用车动力系统中的应用，从而具有大扭矩辅助驱动和高效率制动能量回收，提高了整车动力系统变载能力和安全冗余，增加了电池寿命和续驶里程。

技术特征：

1.一种具有动能辅助驱动的动力总成，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述一种具有动能辅助驱动的动力总成，其特征在于，若采用所述输出法兰连接；

3.根据权利要求1所述一种具有动能辅助驱动的动力总成，其特征在于，若采用齿轮箱连接；

4.根据权利要求1所述一种具有动能辅助驱动的动力总成，其特征在于，

5.根据权利要求1所述一种具有动能辅助驱动的动力总成，其特征在于，所述齿轮箱采用减速箱或多档变速箱。

技术总结本技术是一种具有动能辅助驱动的动力总成，包括：动能回收驱动器的驱动轴、电机的转动轴、输出法兰或齿轮箱的输入轴三者同轴固定连接；所述输出法兰或齿轮箱的输出轴与车辆的驱动桥连接；采用同轴驱动方案与新能源动力总成模块化集成，有效解决动能辅助驱动系统在新能源重型商用车辆上的应用，从而具有大扭矩辅助驱动和高效率制动能量回收，提高了整车动力系统变载能力和安全冗余，增加了电池寿命和续驶里程。技术研发人员：廖越峰,杨敏受保护的技术使用者：常州海科新能源技术有限公司技术研发日：20231231技术公布日：2024/7/9