模塊化混合系統的制作方法
【專利說明】模塊化混合系統
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本專利申請要求于2014年9月17日提交的美國臨時專利申請第62/051，578號的權益，該申請的全部內容通過弓I用并入本文。
技術領域
[0003]本公開總體上涉及至少部分地由電動推進或驅動系統驅動的車輛，所述電動推進或驅動系統包括至少一個電動牽引馬達和至少一個電動馬達控制器。
【背景技術】
[0004]本部分提供了與本公開內容有關但不一定是現有技術的背景信息。
[0005]汽車行業正積極努力地開發替代動力系統，以設法顯著地減少或消除通過配備有內燃機的常規動力系統向空氣中排放的排放物。朝著配備有一個或更多個電動牽引馬達的電動車輛(EV)的方向已經有重大進展。例如，一些電動車輛僅通過(一個或多個)電動馬達驅動，并且僅僅依靠存儲在車載電池組中的電能。然而，一些通常被稱為混合電動車輛(HEV)的其它電動車輛同時具有內燃機以及一個或更多個牽引馬達二者。
[0006]存在有兩種類型的混合電動車輛，即串聯式混合和并聯式混合。在串聯式混合電動車輛中，通過(一個或多個)電動牽引馬達產生牽引功率并且將其傳送至車輪，而內燃引擎用于驅動發電機以對電池組充電。在并聯式混合電動車輛中，(一個或多個)牽引馬達和內燃機獨立地或相結合地工作，以產生牽引功率并將其傳送至車輪。
[0007]目前正在開發各種類型的電動和混合的動力系統布置。例如，一些電動車輛配備有輪式電動牽引馬達/齒輪箱組件。在這樣的布置中，在牽引馬達和驅動輪輪轂之間設置有定比齒輪減少。在其它布置中，使用電動推進系統來產生牽引功率并且將其傳送至車輪對。電動推進系統可以包括:電動牽引馬達；最終驅動器組件，其包括適于連接到車輪的差動單元；以及減速齒輪組，用于將牽引馬達的輸出部件直接耦接至差動單元的輸入部件。減速齒輪組可以基于中間軸配置或行星齒輪配置，以用于在牽引馬達和差動單元之間提供所期望的速度減少和扭矩倍增。因此，電動推進系統本質上是能夠適于驅動車輛的前輪或后輪的單速或“直接驅動”的變速驅動橋。
[0008]在一些其它電動或混合車輛中，電動推進系統可以包括成對的電動牽引馬達，該成對的電動牽引馬達中的每一個安裝在車輪的板中并且耦接有用于驅動車軸將牽引功率傳輸至車輪的齒輪減速單元。可以獨立地控制這些牽引馬達，以將平衡的功率和牽引力分配至每個車輪，而無需關注與配備有差動單元的傳統車輛相關聯的輪間滑移。在配備有這樣的“雙馬達”電動推進系統的車輛中，這種功率和牽引的平衡可以在前輪驅動(FWD)或后輪驅動(RWD)的車輛配置中提供側到側(即“左到右”)的控制。替選地，在車輛的前部和后部均可以使用電動推進系統，以提供四個獨立可控的牽引馬達，并且針對左到右和前到后兩者的控制產生平衡的功率和牽引力，以建立四輪驅動(4WD)的車輛配置。這樣的雙馬達電力推進系統通常包括在牽引馬達和車軸之間的定比齒輪組。然而，定比齒輪組可能要求在低端扭矩和頂端速度之間進行折衷，以及需要利用較大的馬達來適應所有的扭矩和速度的要求。
[0009]鑒于上述情況，將有益的是提供以下技術，該技術解決和克服了這些問題，以便有利于具有優化的功率和牽引力傳送特性的電動驅動車輛的設計和制造。
【發明內容】
[0010]本部分提供了本公開內容的總體概要，而不是其全部范圍或其所有特征的全面公開。
[0011]根據本公開的方面，公開了一種用于車輛的電動推進系統。車輛可以包括第一車輪對、第二車輪對和系統控制器。電動推進系統可以被配置成將電動牽引功率提供給第一車輪或第二車輪，并且可以包括:第一電動牽引馬達，其可操作地連接至第一車輪或第二車輪中的一個車輪；第二電動牽引馬達，其可操作地連接至第一車輪或第二車輪中的另一車輪；以及至少一個電動馬達控制器，其與第一電動牽引馬達和第二電動牽引馬達互連或以進行電通信。
[0012]根據電動推進系統的一種實施方式，第一電動牽引馬達安裝至第一車輪中的一個車輪并且適于驅動所述第一車輪中的一個車輪，而第二電動牽引馬達安裝至第一車輪中的另一車輪并且適于驅動所述第一車輪中的另一車輪，以建立后輪驅動(RWD)的電動車輛。換言之，第一電動牽引馬達內置于第一車輪中的一個車輪中，而第二電動牽引馬達內置于第一車輪中的另一車輪中。根據電動推進系統的另一實施方式，第一電動牽引馬達安裝至第二車輪中的一個車輪并且適于驅動所述第二車輪中的一個車輪，而第二電動牽引馬達安裝至第二車輪中的另一車輪并且適于驅動所述第二車輪中的另一車輪，以建立前輪驅動(FffD)的電動車輛。在任一實施方式中，電動推進系統不要求齒輪箱以電的方式驅動第一車輪對或第二車輪對。因此，優選的實施方式減少了電動推進系統的復雜性、部件和總體成本。
[0013]根據這些和其它方面、特征和優點，本公開的電動推進系統還可以包括成對的電動馬達控制器，所述成對的電動馬達控制器中的每一個與相應的電動牽引馬達以及系統控制器進行通信。電動馬達控制器中的每一個傳達和接收來自系統控制器的車輛信號，并且相應地對各個電動牽引馬達進行控制。換言之，成對的電動馬達控制器對從系統控制器接收的內燃機的車輛狀況作出反應，以根據需要提供車輛輔助功率。因為電動推進系統被設計成僅監聽氣體推進系統，即不向氣體推進系統輸出信號，所以電動推進系統可以普遍地應用于用于建立實現電動推進系統的模塊化方法的所有車輛。換言之，電動推進系統可以在不干擾或影響現有引擎控制的情況下協助車輛。
[0014]根據本文提供的描述，另外的適用性領域將變得明顯。本概要中的描述和具體示例僅意在說明的目的，而非意在限制本公開內容的范圍。
【附圖說明】
[0015]本文描述的附圖僅出于所選擇的實施方式而不是所有可能的實現方式的說明性目的，而非意在限制本公開內容的范圍。通過參照下面在結合附圖進行考慮時的詳細描述，正如將更好地理解本公開內容的那樣，將易于理解本公開內容的其它優點，在附圖中:
[0016]圖1是包括氣體推進系統的車輛的立體圖；
[0017]圖2是包括氣體推進系統和電動推進系統的車輛的立體圖；
[0018]圖3更詳細地示出了圖2的電動推進系統；
[0019]圖4是電動推進系統的一部分的頂視圖；
[0020]圖5是電動推進系統的示例性電動牽引馬達的立體圖；
[0021]圖6是圖4的電動牽引馬達的側視圖；以及
[0022]圖7是電動推進系統的電池組的示例性布置的立體圖。
[0023]貫穿附圖的各個視圖，相應的附圖標記表示相應的部件。
【具體實施方式】
[0024]現在將參照附圖來更全面地描述示例實施方式。提供示例實施方式，使得本公開內容將是透徹的，并且向本領域技術人員全面地表達本公開內容的范圍。闡述了許多具體細節如具體部件、裝置和方法的示例，以提供對本公開內容的實施方式的透徹理解。對于本領域技術人員來說將明顯的是，不必使用具體細節，可以以許多不同的形式來實施示例實施方式，并且示例實施方式不應被解釋為對本公開內容的范圍進行限制。在一些示例性實施方式中，沒有詳細描述公知的過程、公知的裝置結構以及公知的技術。
[0025]首先參照圖1，現有技術的用于車輛10的氣體推進系統12的示例性布置包括引擎14，其可操作成耦接以驅動成對的第一接地輪16。引擎模塊18借助于車輛總線(CAN)與引擎14進行電通信，以接收信號并將信號發送至引擎14。
[0026]參照圖2，根據本主題公開的用于車輛10的模塊化混合系統的示例性布置包括:緊接在上面描述的氣體推進系統12，以及用于驅動成對的第二接地輪22的電動推進系統
20。雖然電動推進系統20被示出并布置為車輛10的后傳動系，但是在不脫離本主題公開的范圍的情況下，電動推進系統20還可以被布置為電動車輛的前傳動系。
[0027]如在圖3中最佳示出的，在示例性實施方式中，電動推進系統20包括第一電動牽引馬達24和第二電動牽引馬達26，第一電動牽引馬達24安裝至第二車輪22中的一個車輪，第二電動牽引馬達26安裝至第二車輪22的另一車輪。如在圖4和圖5中最佳示出的，在示例性實施方式中，第一電動牽引馬達24和第二電動牽引馬達26優選地被馬達殼體28圍住或包圍。如在圖4中進一步示出的，在示例性實施方式中，通過移除相應的車軸29的端部段，并且然后將馬達殼體28焊接到相應的截斷軸端，來將電動牽引馬達24、26安裝至第二車輪22。對車軸29進行修改以提供用于將電動牽引馬達24、26安裝在第二車輪22中的每一個之內或第二車輪22中的每一個之上，這導致了第二車輪22由電動牽引馬達24、26直接驅動。
[0028]如圖3所示，電動推進系統20還包括成對的電動馬達控制器30，所述成對的電動馬達控制器30中的每一個與第一電動牽引馬達24或第二電動牽引馬達26中的相應的一個進行通信，并且所述成對的電動馬達控制器30中的每一個由電池組32來供電。如圖7所示，在實施方式中，電動推進系統20還可以包括成對的電池組32，所述成對的電池組32中的每一個與電池盒34和電池充電器36進行通信。
[0029]如圖2所示，電動推進系統20還包括電動推進系統控制器38，電動推進系統控制器38與引擎模塊18進行電通信。所述成對的電動馬達控制器30中的每一個單獨與系統控制器38進行通信，并且因此能夠從系統控制器38接收車輛信號，以相應地對各個電動牽引馬達24、26進行控制。換言之，成對的電動馬達控制器30對如從系統控制器38接收的車輛CAN信號例如瞬時燃料消耗進行監聽并作出反應，以給氣體推進系統12提供幫助。
[0030]如在圖3中最佳示出的，電動推進系統20還包括冷卻回路40，以幫助散發在電動馬達控制器30和電動牽引馬達24、26 二者中產生的熱量。冷卻回路40包括散熱器和冷卻風扇42，其優選地安裝在電動車輛10的前面。冷卻回路40還包括優選地位于車輛10的底部的栗44，栗44將冷卻流體從散熱器42栗送至車輛10的后部并進入成對的電動馬達控制器30中的第一個電動馬達控制器。當離開第一馬達控制器時，冷卻流體被繞送至所述成對的電動馬達控制器30中的另一個電動馬達控制器，此后，冷卻流體被繞送至各個電動牽引馬達24、26。當離開該電動牽引馬達24、26時，冷卻流體被繞送至其它電動牽引馬達
24、26，并且隨后返回到車輛10的前部并進入散熱器42，從而形成閉環液壓回路。如圖4所示，在示例