同轴多电机驱动系统和设置有同轴多电机驱动系统的车辆的制作方法

本发明涉及一种同轴多电机驱动系统，包括两组以上的电机，用于电动汽车、新能源汽车。本发明还涉及一种设置有同轴多电机驱动系统的车辆。

背景技术：

当前车辆电气化、混合动力化的解决方案中，都会使用电机直接或者间接地驱动车辆。因为电机的效率远高于内燃机，混合动力车辆可以达成更优的系统效率，从而比传统内燃机车辆节约燃油消耗、并降低排气污染。而纯电动汽车中，电机更是驱动系统的重要零件，因为整个驱动系统的性能和效率都由电机直接决定。除了驱动车辆前进和后退，这个驱动电机还有再生制动的作用，即在制动时把车辆的动能转化为电能及储存起来，而不是消耗为热能。

通常，驱动系统中使用的电机有永磁同步电机和异步电机。受制于电池和功率控制单元等电力电子设备，车辆中每个驱动电机的性能输出都是有限制的。这个限制会体现在输出扭矩、最高功率和高速下的弱磁控制等等各方面。因此在高性能车辆如高扭矩高功率的车辆上，常常会见到两个或者多个驱动电机。

当一个车辆上有两个或者多个驱动电机时，布置方式就尤为重要。以两个电机为例：当两个电机分别布置在车辆的前、后驱动轴，或者分别布置在同一个驱动轴的左、右轮时，中央控制单元需要很好地保持它们速度和扭矩上的协调，以保证车辆的整体稳定和操控性。而集中把两个电机布置在同一个位置时，两个电机叠加后的体积常常给布置造成难度，而叠加后的重量也容易影响车辆的平衡。另一方面，对电机的选择也成为关键。如果两个电机都是永磁同步电机，因为弱磁需要，高速下整体系统效率反而会有所降低。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明提供了一种同轴多电机驱动系统，可以在保持高性能输出的同时提高驱动系统的功率密度和系统效率，加强集成化，并减少其使用空间、重量以及成本。

同轴多电机驱动系统，包括壳体，所述壳体中设置有两组以上的电机，所述电机之间共用一根主轴。

进一步，所述电机为永磁同步电机、异步电机或开关磁阻电机，所述电机的效率图不同。

进一步，所述电机包括两组，分别为永磁同步电机和异步电机，或者分别为永磁同步电机和开关磁阻电机。

进一步，所述电机为径向磁场电机或轴向磁场电机。

进一步，所述壳体中设置有与所述电机数量相等的容纳腔室，所述容纳腔室之间设置有中间支撑。

进一步，所述主轴两端设置有轴承，中部设置有轴承，所述中部轴承设置在所述中间支撑上。

进一步，所述电机共用冷却系统。

进一步，所述电机的转速相同。

设置有同轴多电机驱动系统的车辆，设置有以上所述的同轴多电机驱动系统。

进一步，所述车辆包括驱动轴，所述驱动轴两端设置有车轮，所述驱动轴中部设置有差速器，所述同轴多电机驱动系统设置一套，其主轴输出端连接所述差速器，所述主轴输出端和所述差速器之间还设置有减速器或变速箱。

进一步，所述车辆包括若干个车轮，每个车轮的轮轴是独立的，对应每个车轮均设置有一套所述同轴多电机驱动系统，其主轴输出端连接所述轮轴，所述主轴输出端和所述轮轴之间还设置有减速器或变速箱。

综上所述，本发明具有以下优点：

本发明中的两组电机或多组电机可以同时工作，共同达成大扭矩、大功率的输出。也可以不同时工作，只有一组电机在工作,输出最优效率。

本发明中的两组电机或多组电机的效率图不同，因此，在给定的速度和扭矩要求下，可以通过计算机程序选择效率更优的电机进行主要输出。从而提高整体效率。

本发明中的异步电机和开关磁阻电机在高速下没有弱磁的要求，从而在高速下没有额外损耗。

本发明将驱动系统布置在驱动轴的差速器上，也附加减速器或变速箱，这个系统具有驱动车辆和再生制动的功能。

附图说明

图1是本发明实施例1的立体图；

图2是本发明实施例1的剖视图；

图3是本发明实施例3的结构视图；

图4是本发明实施例4的结构视图。

图中：101.主轴；102.转子；103.定子；104.定子；105.转子；

111.壳体；112.轴承；

121.同轴多电机驱动系统；122.传动部；123.驱动轴；124.车轮；

131.传动部。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

如图1、图2所示为本发明的实施例之一，在该实施例中，同轴多电机驱动系统，包括壳体111，壳体111中设置有两组以上的电机，电机之间共用一根主轴101。这些电机可以同时工作，也可以有选择性地只让其中一组电机工作。

电机可以为永磁同步电机、异步电机或开关磁阻电机，这些电机的效率图(效率map：反映在不同转速、扭矩下的电机效率分布情况)不同，但是同时工作时这些电机的转速相同。

永磁同步电机的转子铁芯表面附着永磁体，或者内嵌永磁体；异步电机的转子铁芯中设置鼠笼导体；而开关磁阻电机的转子中只有铁芯。

在该实施例中，电机包括两组，分别为永磁同步电机和异步电机，或者分别为永磁同步电机和开关磁阻电机。

电机为径向磁场电机或轴向磁场电机。

轴向磁场电机由环形定子和环形转子组成，定子铁芯和转子铁芯相对的面积大小几乎匹配，中间留有空气间隙，用磁场相互作用。

如图2所示，壳体111中设置有与电机数量相等的容纳腔室，容纳腔室之间设置有中间支撑。该支撑可以是支撑板或支撑架。

主轴两端设置有轴承，中部设置有轴承，中部轴承设置在中间支撑上。

因为多个电机都设置在壳体111中，所以这些电机可以共用冷却系统，节省了空间。当然，这些电机之间还可以使用各自独立的冷却系统。

参见图1，这里以一个径向磁场永磁同步电机和一个轴向磁场的异步电机为例，用立体图说明驱动系统的构成方法。此图中，主轴101是两个电机共用的转轴，也是驱动系统的输出端。径向磁场永磁同步电机的转子102，固定在主轴101上。永磁同步电机的定子103布置在转子102的外圈。轴向磁场异步电机的定子104，由两片组成，并把轴向磁场异步电机的转子105夹在中间。轴向磁场异步电机的转子105也固定在主轴101上。

参见图2，用剖面图说明驱动系统的构成方法。相较图1，图2中我们还展示了壳体111和轴承112的布置。这里可以看到永磁同步电机的定子103和轴向磁场异步电机的定子104共同装配在壳体111上。壳体111可以为整体制造，也可以是几部分连接在一起。目标是让两个电机可以共用冷却设备，从而提高系统集成。径向磁场永磁同步电机的转子102和轴向磁场异步电机的转子105共同固定在主轴101上，并通过轴承112被支撑在壳体111上。

实施例2

在该实施例中，与实施例1不同的是，电机包括三组，分别为永磁同步电机、异步电机和永磁同步电机，或者分别为永磁同步电机、开关磁阻电机和永磁同步电机。

实施例3

如图3所示，在该实施例中，设置有实施例1中所述同轴多电机驱动系统的车辆，该车辆包括驱动轴123，驱动轴123两端设置有车轮124，驱动轴123与同轴多电机驱动系统121之间设置有传动部122，传动部122中设置有差速器(图中未示出，被传动部122遮挡住了)，同轴多电机驱动系统121的主轴输出端连接差速器122，差速器122设置在驱动轴123上。

传动部122中还可以设置减速器或变速箱，减速器或变速箱设置在主轴输出端和差速器122之间。

同轴多电机驱动系统可以应用到车辆前桥，也可以应用到车辆后桥。

实施例4

如图4所示，在该实施例中，设置有实施例1中所述同轴多电机驱动系统的车辆，两个驱动车轮124有各自独立的轮轴，两个驱动车轮124分别有对应的同轴多电机驱动系统121，同轴多电机驱动系统121和驱动车轮124的轮轴之间设置有传动部131，传动部131中可以设置减速器或变速器。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。