一种可自动切换模式的轮边电驱动系统及控制方法

1.本发明涉及电动汽车底盘与传动领域，尤其是涉及一种可自动切换模式的轮边电驱动系统及控制方法。


背景技术：

2.近年来，电动汽车技术逐渐演进到深层次的发展阶段，对于动力系统的效能、轻量化、功能集成方面都提出了更高的要求。轮边电驱动系统，通常由轮边电机作为动力源，通过轮边减速器的减速增扭后，独立的驱动车轮。相比于传统的集中式电驱动系统，轮边电驱动系统省略了差速器、万向节、驱动半轴等传动装置，因此具有结构简洁、布置灵活、适配性强的优点。
3.目前的电动汽车动力总成技术方案，通常采用一套集中式电驱动系统连接到驱动半轴以驱动车轮。如果要实现四轮驱动的功能，则需要在原先集中式电驱动系统之外增加一套辅驱系统。这种辅驱系统不应该是针对现有集中式电驱动系统的简单叠加。因为如果是直接叠加的方案设计，会导致车辆日常行驶时，动力系统的功率与整车需求的匹配出现常态化的冗余，从而增加整车的能耗，降低车辆的续驶里程。并且，由于辅驱系统长时间处于低负载、甚至反拖的工况下，对系统的鲁棒性和可靠性都会造成负面的影响。因此，理想的辅驱系统应该具备模式切换的功能，仅在车辆突然加速、爬坡越野等场景时介入驱动模式，以提供额外的扭矩和附着力，而其他整车行驶工况下则切换到其他的工作模式，并具备多种模式之间自动切换的功能。目前，缺少对此类辅驱系统的研究设计。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可自动切换模式的轮边电驱动系统及控制方法，通过在原先集中式电驱动系统之外增加一套辅驱系统，辅驱系统在不同的工况需求下切换不同的模式，与主驱系统灵活适配、动态调节，则可以有效提高车辆的动力性、经济性和可靠性。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.根据本发明的第一方面，提供一种可自动切换模式的轮边电驱动系统，用于驱动辅驱车轮，包括：壳体、端盖、超越离合器、传动机构、制动机构、太阳轮、电机机构；
7.所述端盖与壳体固连，制动机构安装在所述端盖上，端盖与壳体之间形成容纳空间；
8.所述太阳轮的轴向方向上依次连接制动机构、超越离合器和传动机构，所述电机机构与超越离合器相连，所述制动机构连接端盖；
9.所述传动机构连接太阳轮和辅驱车轮轮辋；
10.当电机机构提供的转速大于超越离合器内圈的转速时，超越离合器传递动力，通过太阳轮和传动机构将动力传递至辅驱车轮轮辋；当超越离合器内圈的转速大于电机机构提供的转速时，超越离合器不传递动力。
11.进一步地，所述电机机构包括电机转子、电机绕组和电机转子支架，所述电机转子支架与超越离合器的外圈固连，所述电机绕组通过电机转子安装在电机转子支架上，所述电机绕组与壳体固连，电机转子、电机绕组和电机转子支架之间固连，三者绕电机转子支架的中心轴线一起旋转，所述电机转子支架与太阳轮的中心轴线相同。
12.进一步地，所述制动机构包括制动盘和制动卡钳，所述制动盘通过花键与太阳轮固连，所述制动卡钳安装在端盖上，在制动状态下所述制动卡钳夹紧制动盘，所述制动盘与端盖之间设有制动盘油封，所述制动盘油封与端盖固连，制动盘油封的唇口与制动盘的轴径油封档相配合。
13.进一步地，所述太阳轮与端盖之间设有角接触轴承，所述角接触轴承的外圈与端盖固连，所述角接触轴承的内圈与太阳轮固连。
14.进一步地，所述传动机构包括齿圈、齿圈定位盘、行星轮、行星支架，所述齿圈通过齿圈定位盘与壳体固连，所述行星轮的数量为多个，行星轮安装在行星支架上，所述行星轮与齿圈以内啮合的配对方式相对旋转，行星轮与太阳轮以外啮合的配对方式沿太阳轮的中心轴线旋转，太阳轮与行星支架以相对速差绕太阳轮的中心轴线旋转，所述行星支架与太阳轮之间安装有滚针轴承，所述行星支架与壳体之间通过轮毂轴承相连，所述轮毂轴承的外圈与壳体固连，所述轮毂轴承的内圈与行星支架固连，。
15.进一步地，所述传动机构通过轮辋连接器与辅驱车轮轮辋相连，所述轮辋连接器与行星支架固连，所述轮辋连接器用于连接辅驱车轮轮辋。
16.进一步地，所述太阳轮上还套设有轴向套筒，所述轴向套筒的左端面与角接触轴承的内圈端面贴合，所述轴向套筒的右端面与超越离合器的内圈端面贴合。
17.进一步地，所述超越离合器安装在太阳轮的轴肩上，所述超越离合器包括滚子滑块、保持架和超越离合器内环，所述滚子滑块的数量为多个，所述滚子滑块与保持架固连，所述超越离合器内环作为超越离合器内圈，所述超越离合器内环的内侧与太阳轮固连，所述超越离合器内环的外侧设有均布的凸台特征，所述保持架套设在超越离合器内环外，所述凸台特征与滚子滑块相配合使滚子滑块只能往一个方向实现相对滚动，所述电机机构与滚子滑块固连。
18.进一步地，所述端盖上还设有电机三相接头、旋变接头和底盘安装支架。
19.根据本发明的第二方面，提供一种可自动切换模式的轮边电驱动系统的控制方法，包括：
20.在车辆正常行驶时，主驱动力总成驱动主驱车轮，轮边电驱动系统的电机机构不工作，太阳轮的转速大于电机机构提供的转速，超越离合器不传递动力，轮边电驱动系统至辅驱车轮的动力传递处于切断状态；
21.在车辆需要辅驱动力时，轮边电驱动系统的电机机构工作，电机机构提供的转速大于太阳轮的转速，超越离合器传递动力，轮边电驱动系统至辅驱车轮的动力传递处于联接状态；
22.在车辆制动时，轮边电驱动系统的电机机构不工作，太阳轮的转速大于电机机构提供的转速，超越离合器不传递动力，同时，制动机构工作以使得太阳轮停止转动，从而通过传动机构使得辅驱车轮停止旋转。
23.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
24.(1)设计了轮边电驱动系统，可以为整车提供一种灵活的动力方案，在不同工况需求下辅驱系统切换不同模式，与主驱系统灵活适配、动态调节，以提高车辆的动力性、经济性和可靠性，采用轮边电驱动形式的辅驱装置，在整车布置上更加灵活，控制响应上更加敏捷。
25.(2)本技术的轮边电驱动系统设计方案中，在其动力传递的路径上，设置超越离合器位于太阳轮与电机转子支架之间，由太阳轮与电机转子支架之间转速的相对关系决定动力的传递路径，从而在车辆的行驶过程中，实现轮边电驱动系统在切断模式和联接模式之间的自动切换，这种切换是以机械结构和物理实体特征来实现的，具有较高的可靠性。
26.(3)本技术的轮边电驱动系统设计方案中，将制动系统集成到轮边电驱动系统之中，使之兼具驱动和制动的功能。当遇到紧急情况时，电机动力自动断开并且制动卡钳夹紧制动盘，系统切换到制动模式，具有结构紧凑、响应敏捷的优点。
27.(4)本技术的轮边电驱动系统，与辅驱车轮是一一对应的关系，安装与拆卸都不改变车辆现有的主驱架构与悬架形式，占用底盘空间小，具有结构紧凑，布置灵活的优点。
附图说明
28.图1为本发明的整车布置拓扑原理图；
29.图2为本发明的结构示意图；
30.图3为本发明的内部结构剖视图；
31.图4为本发明的传动机构正视图；
32.图5为本发明太阳轮与超越离合器的连接结构图；
33.图6为本发明核心元件的装配示意图；
34.图7为行星轮与行星支架的连接结构图；
35.图8为超越离合器与电机转子支架的连接结构图；
36.图9为轮辋连接器与行星支架的连接结构图；
37.图10为制动卡钳与制动盘的连接结构图；
38.图11为壳体的结构示意图；
39.图12为本发明的模式切换控制策略的流程图。
40.附图标记：
41.1.车辆底盘；2.主驱动力总成；3.驱动半轴；4.主驱车轮；5.辅驱车轮；6.轮边电驱动系统；
42.6-1.端盖；6-2.壳体；6-3.电机三相线接头；6-4.底盘安装支架；6-5.制动卡钳；6-6.制动盘；6-7.旋变接头；6-8.制动盘锁紧螺母；6-9.定位销；6-10.端盖锁紧螺栓；6-11.制动盘油封；6-12.角接触轴承；6-13.太阳轮；6-14.轴向套筒；6-15.超越离合器；6-16.电机转子油封；6-17.电机转子支架；6-18.电机转子；6-19.电机绕组；6-20.行星轮；6-21.行星轮轴；6-22.行星支架；6-23.滚针轴承；6-24.封油螺塞；6-25.行星支架锁紧螺母；6-26.轮毂轴承；6-27.轮辋连接器；6-28.齿圈定位盘；6-29.齿圈；
43.6-13-1.太阳轮齿轮；6-13-2.太阳轮轴肩；6-13-3.太阳轮花键；6-15-1.超越离合器滚子滑块；6-15-2.超越离合器保持架；6-15-3.超越离合器内环。
具体实施方式
44.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例，本发明的保护范围不限于下述的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
45.在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，展示各个部件之间的配合关系，附图中有些地方适当放缩了部件，并增减了部件之间的距离。
46.在本技术实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
47.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
48.在本技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
49.实施例1：
50.本发明提供一种可自动切换模式的轮边电驱动系统，用于驱动辅驱车轮5，如图2、图3、图4、图6所示，包括：壳体6-2、端盖6-1、超越离合器6-15、传动机构、制动机构、太阳轮6-13、电机机构；端盖6-1与壳体6-2固连，制动机构安装在端盖6-1上，端盖6-1与壳体6-2之间形成容纳空间；太阳轮6-13的轴向方向上依次连接制动机构、超越离合器6-15和传动机构，电机机构与超越离合器6-15相连，制动机构连接端盖6-1；传动机构连接太阳轮6-13和辅驱车轮5的轮辋；
51.当电机机构提供的转速大于超越离合器6-15内圈的转速时，超越离合器6-15传递动力，通过太阳轮6-13和传动机构将动力传递至辅驱车轮5的轮辋；当超越离合器6-15内圈的转速大于电机机构提供的转速时，超越离合器6-15不传递动力。
52.下面，对各个机构的具体结构进行说明。
53.首先，如图2所示，端盖6-1通过端盖锁紧螺栓6-10与壳体6-2固连，壳体结构如图11所示，端盖锁紧螺栓6-10的数量为多个；端盖6-1与壳体6-2之间形成容纳空间，超越离合器6-15、传动机构、太阳轮6-13、电机机构等均设置在容纳空间内。此外，端盖6-1和壳体6-2上设有用于定位的定位孔，将定位销6-9插入定位孔内，定位销6-9在安装端盖6-1时起导向定位的作用。
54.在端盖6-1上还设有电机三相接头6-3、旋变接头6-7和底盘1安装支架6-4，电机三
相接头6-3、旋变接头6-7用于将外部电气线路与轮边电驱动系统6相连接，底盘1安装支架6-4提供轮边电驱动6与车辆底盘1之间的安装接口。轮边电驱动系统6集成为悬架系统的一部分，与底盘1通过弹簧、阻尼减震器等弹性元件相连接。
55.制动机构包括制动盘6-6和制动卡钳6-5，太阳轮6-13穿过端盖6-1并与制动盘6-6相连，制动盘6-6通过花键6-13-2与太阳轮6-13固连，太阳轮6-13伸出制动盘6-6外的端部通过制动盘锁紧螺母6-8拧紧在制动盘6-6的端面上，制动盘6-6与太阳轮6-13同步转动，制动卡钳6-5安装在端盖6-1上，制动卡钳6-5与制动盘6-6的连接如图10所示，在制动状态下制动卡钳6-5夹紧制动盘6-6，从而使得制动盘6-6及其固联的太阳轮6-13停止旋转，进而通过传动机构的连接使得辅驱车轮5的轮辋停止旋转，从而实现制动的功能。在制动盘6-6与端盖6-1之间设有制动盘油封6-11，制动盘油封6-11与端盖6-1固连，制动盘油封6-11的唇口与制动盘6-6的轴径油封档相配合，以实现密闭的作用。太阳轮6-13与端盖6-1之间设有角接触轴承6-12，角接触轴承6-12的外圈与端盖6-1固连，角接触轴承6-12的内圈与太阳轮6-13固连，实现太阳轮6-13与端盖6-1之间的转动配合，且太阳轮6-13绕端盖6-1的轴承座孔中心线旋转。
56.沿太阳轮6-13的轴向，在制动机构与超越离合器6-15之间还设有轴向套筒6-14，轴向套筒6-14套设在太阳轮6-13上，安装压紧后，轴向套筒6-14的左端面与角接触轴承6-12的内圈端面贴合，轴向套筒6-14的右端面与超越离合器6-15的内圈端面贴合，起到轴向定位超越离合器6-15并传递轴向力的作用。
57.如图5所示，太阳轮6-13上设有直齿轮6-13-1、花键6-13-2和轴肩6-13-3，直齿轮6-13-1为太阳轮6-13的基本特征，花键6-13-2是太阳轮6-13为安装制动盘6-6所设置，轴肩6-13-3为太阳轮6-13安装超越离合器6-15所设置。超越离合器6-15的内圈与太阳轮6-13固连，外圈与电机机构固连，具体的，超越离合器6-15安装在太阳轮6-13的轴肩6-13-3上，超越离合器6-15包括滚子滑块6-15-1、保持架6-15-2和超越离合器内环6-15-3，滚子滑块6-15-1的数量为多个，滚子滑块6-15-1与保持架6-15-2固连，超越离合器内环6-15-3作为超越离合器6-15内圈，超越离合器内环6-15-3的内侧与太阳轮6-13固连，超越离合器内环6-15-3的外侧设有均布的凸台特征，保持架6-15-2套设在超越超越离合器内环6-15-3外，凸台特征与滚子滑块6-15-1相配合使滚子滑块只能往一个方向实现相对滚动，电机机构与滚子滑块6-15-1固连。
58.其中，电机机构包括电机转子6-18、电机绕组6-19和电机转子支架6-17，电机转子支架6-17与超越离合器6-15的外圈固连，电机绕组6-19通过电机转子6-18安装在电机转子支架6-17上，电机转子6-18与壳体6-2固连，电机转子6-18、电机绕组6-19和电机转子支架6-17之间固连，三者绕电机转子支架6-17的中心轴线一起旋转，电机转子支架6-17与太阳轮6-13的中心轴线相同。这里，如图8所示，电机转子支架6-17即与超越离合器6-15的外圈(滚子滑块6-15-1)相连，且超越离合器6-15的端面通过太阳轮6-13的轴肩6-13-3定位。
59.当电机转子支架6-17转速大于超越离合器6-15内圈的转速时，由于滚子滑块6-15-1嵌入到超越离合器内环6-15-3的凸台特征之中，超越离合器内环6-15-3与滚子滑块6-15-1处于相对锁死的状态，超越离合器6-15传递动力，电机转子支架6-17与太阳轮6-13之间建立传动关系，电机转子支架6-17的转动通过超越离合器6-15带动太阳轮6-13转动，再通过太阳轮6-13和传动机构将动力传递至辅驱车轮5的轮辋；当超越离合器6-15内圈的转
速大于电机转子支架6-17转速时，由于滚子滑块6-15-1脱出超越离合器内环6-15-3的凸台特征之中，超越离合器内环6-15-3与滚子滑块6-15-1处于相对滚动的状态，超越离合器6-15不传递动力，电机转子支架6-17与太阳轮6-13之间不建立传动关系。当电机机构工作时，电机转子6-18、电机绕组6-19和电机转子支架6-17同步转动，电机绕组6-19与壳体6-2固连。
60.传动机构包括齿圈6-29、齿圈定位盘6-28、行星轮6-20、行星支架6-22，齿圈定位盘6-28与壳体6-2之间通过螺钉相连，齿圈6-29与齿圈定位盘6-28之间通过定位销相连，齿圈6-29通过齿圈定位盘6-28与壳体6-2固连，如图7所示，行星轮6-20的数量为多个，行星轮6-20通过行星轮轴6-21安装在行星支架6-22上，行星轮6-20与齿圈6-29以内啮合的配对方式相对旋转，行星轮6-20与太阳轮6-13以外啮合的配对方式沿太阳轮6-13的中心轴线旋转，太阳轮6-13与行星支架6-22以相对速差绕太阳轮6-13的中心轴线旋转，行星支架6-22与太阳轮6-13之间安装有滚针轴承6-23，行星支架6-22与壳体6-2之间通过轮毂轴承6-26相连，轮毂轴承6-26的外圈与壳体6-2固连，轮毂轴承6-26的内圈与行星支架6-22固连，实现行星支架6-22与壳体6-2之间的转动配合，行星支架6-226-22绕壳体6-2的轴承座孔中心线旋转。本实施例中，行星轮6-20的数量为3对，沿行星支架6-22周向120
°
均匀布置，实际在设计中数量可不设限，根据实际的空间条件和功能需求设计任意数量的行星轮6-20。
61.传动机构通过轮辋连接器6-27与辅驱车轮5的轮辋相连，如图9所示，轮辋连接器6-27与行星支架6-22固连，轮辋连接器6-27与行星支架6-22同步转动，轮辋连接器6-27用于连接辅驱车轮5的轮辋。具体的，轮辋连接器6-27压装与行星支架6-22固联，轮辋连接器6-27的左端面与轮毂轴承6-26的内圈贴紧，行星支架6-22上设有外螺纹，轮辋连接器6-27的右端面通过行星支架锁紧螺母6-25拧紧于行星支架6-22上。轮辋连接器6-27与外部的轮辋及车轮固联。此外，封油螺塞6-24拧紧于行星支架6-226-22的内螺纹，起到加注润滑油并封油存储的作用。
62.此外，电机转子油封6-16与齿圈定位盘6-28固连，电机转子油封6-16的唇口与电机转子支架6-17的轴径油封档相配合，以实现密封的作用。
63.太阳轮6-13的直齿轮6-13-1与行星轮6-20啮合，继续沿太阳轮6-13的轴向方向，太阳轮6-13与行星架6-22以一定减速比的速差相对旋转，两者之间通过滚针轴承6-23相连接，滚针轴承6-23起到浮动支承的作用。
64.本发明还提供一种可自动切换模式的轮边电驱动系统6的控制方法，用于车辆运动控制中，如图1所示，轮边电驱动系统6搭载于车辆底盘1，为辅驱动力装置使用。与此同时，主驱动力总成2也搭载于车辆底盘1。主驱动力总成2通过驱动半轴3驱动主驱车轮4，轮边电驱动系统6驱动辅驱车轮5。需要说明的是，主驱动力总成2可以是任意形式的动力总成，包括但不限于内燃机、电机、混合动力、燃料电池或其他形式的动力总成。主驱和辅驱的位置可以根据车辆的具体功能需求而灵活调整，包括但不限于：主驱前轮辅驱后轮的四轮驱动车型、主驱后轮辅驱前轮的四轮驱动车型、多轴驱动车型的不同的驱动轮上，等。
65.轮边电驱动系统6的控制方法包括：
66.(1)在车辆正常行驶时，主驱动力总成2将动力传递到驱动半轴3以驱动主驱车轮4，轮边电驱动系统6的电机机构不工作，电机转子支架6-17处于静止状态，太阳轮6-13的转速大于电机机构提供的转速，超越离合器6-15处于断开状态不传递动力，辅驱车轮5绕电机
机构空转，轮边电驱动系统6至辅驱车轮5的动力传递处于切断状态；
67.在车辆突然加速、爬坡等越野场景时，车辆需要辅驱动力，轮边电驱动系统6作为辅驱介入工作以提供额外的扭矩和附着力，轮边电驱动系统6的电机机构工作，输出正向扭矩，电机机构提供的转速大于太阳轮6-13的转速，超越离合器6-15处于锁死状态传递动力，输出扭矩，驱动辅驱车轮5，轮边电驱动系统6至辅驱车轮5的动力传递处于联接状态；
68.在车辆当遇到紧急情况制动时，轮边电驱动系统6的电机机构不工作，电机转子支架6-17处于静止状态，太阳轮6-13的转速大于电机机构提供的转速，超越离合器6-15不传递动力，同时，制动机构工作以使得太阳轮6-13停止转动，从而通过传动机构使得辅驱车轮5停止旋转，具体的，制动卡钳6-5在制动时夹紧制动盘6-6，从而使得制动盘6-6及其固联的太阳轮6-13停止旋转，进而通过传动机构(行星支架6-22)的连接使得轮辋连接器6-27停止旋转，以最终实现辅驱车轮5的制动。
69.本发明的模式切换控制策略的流程图如图12所示，在车辆开始行驶时，传感器的监控逻辑的最高优先级是制动踏板：如果驾驶员有踩制动踏板的动作，则制动系统执行工作，轮边电驱动系统6进入制动模式；如果驾驶员有踩制动踏板的动作，则监控加速踏板的踏板。如果驾驶员没有踩制动踏板的动作，则电机不出扭，超越离合器6-15处于断开状态，轮边电驱动系统6进入切断模式；如果驾驶员有踩制动踏板的动作，再监控电池soc状态。如果soc处于阈值以下状态，则不支持进入四驱模式，轮边电驱动系统6依然处于切断模式；如果soc处于阈值以上状态，则车辆进入四驱模式，电机出扭，超越离合器6-15处于接合状态，轮边电驱动系统6进入联接模式。
70.综上，轮边电驱动系统6可以提供三种工作模式，即制动、切断、联接，并根据所述控制策略在三种模式之间自动切换。
71.本发明为整车提供一种自动切换模式的解决方案，在不同工况需求下辅驱系统切换不同模式，与主驱系统灵活适配、动态调节，以提高车辆的动力性、经济性和可靠性。日常行驶时，通过超越离合器6-15可以实现动力的切断，以避免长时间的电机被动反拖工况，减少能量损耗，提高辅驱系统的寿命。辅驱系统只有在车辆突然加速、爬坡等越野场景时才介入工作，由电机提供额外的动力。制动时，轮边电驱动系统6的电机不工作，制动系统实施工作使轮毂轴承6-26与轮辋连接器6-27停止旋转，最终实现制动效果。综上，本发明结构简洁、布置灵活、多功能集成度高，适合于作为四驱车型的辅驱系统。
72.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种可自动切换模式的轮边电驱动系统，其特征在于，用于驱动辅驱车轮，包括：壳体、端盖、超越离合器、传动机构、制动机构、太阳轮、电机机构；所述端盖与壳体固连，制动机构安装在所述端盖上，端盖与壳体之间形成容纳空间；所述太阳轮的轴向方向上依次连接制动机构、超越离合器和传动机构，所述电机机构与超越离合器相连，所述制动机构连接端盖；所述传动机构连接太阳轮和辅驱车轮轮辋；当电机机构提供的转速大于超越离合器内圈的转速时，超越离合器传递动力，通过太阳轮和传动机构将动力传递至辅驱车轮轮辋；当超越离合器内圈的转速大于电机机构提供的转速时，超越离合器不传递动力。2.根据权利要求1所述的一种可自动切换模式的轮边电驱动系统，其特征在于，所述电机机构包括电机转子、电机绕组和电机转子支架，所述电机转子支架与超越离合器的外圈固连，所述电机绕组通过电机转子安装在电机转子支架上，所述电机绕组与壳体固连，电机转子、电机绕组和电机转子支架之间固连，三者绕电机转子支架的中心轴线一起旋转，所述电机转子支架与太阳轮的中心轴线相同。3.根据权利要求1所述的一种可自动切换模式的轮边电驱动系统，其特征在于，所述制动机构包括制动盘和制动卡钳，所述制动盘通过花键与太阳轮固连，所述制动卡钳安装在端盖上，在制动状态下所述制动卡钳夹紧制动盘，所述制动盘与端盖之间设有制动盘油封，所述制动盘油封与端盖固连，制动盘油封的唇口与制动盘的轴径油封档相配合。4.根据权利要求1所述的一种可自动切换模式的轮边电驱动系统，其特征在于，所述太阳轮与端盖之间设有角接触轴承，所述角接触轴承的外圈与端盖固连，所述角接触轴承的内圈与太阳轮固连。5.根据权利要求1所述的一种可自动切换模式的轮边电驱动系统，其特征在于，所述传动机构包括齿圈、齿圈定位盘、行星轮、行星支架，所述齿圈通过齿圈定位盘与壳体固连，所述行星轮的数量为多个，行星轮安装在行星支架上，所述行星轮与齿圈以内啮合的配对方式相对旋转，行星轮与太阳轮以外啮合的配对方式沿太阳轮的中心轴线旋转，太阳轮与行星支架以相对速差绕太阳轮的中心轴线旋转，所述行星支架与太阳轮之间安装有滚针轴承，所述行星支架与壳体之间通过轮毂轴承相连，所述轮毂轴承的外圈与壳体固连，所述轮毂轴承的内圈与行星支架固连。6.根据权利要求5所述的一种可自动切换模式的轮边电驱动系统，其特征在于，所述传动机构通过轮辋连接器与辅驱车轮轮辋相连，所述轮辋连接器与行星支架固连，所述轮辋连接器用于连接辅驱车轮轮辋。7.根据权利要求4所述的一种可自动切换模式的轮边电驱动系统，其特征在于，所述太阳轮上还套设有轴向套筒，所述轴向套筒的左端面与角接触轴承的内圈端面贴合，所述轴向套筒的右端面与超越离合器的内圈端面贴合。8.根据权利要求1所述的一种可自动切换模式的轮边电驱动系统，其特征在于，所述超越离合器安装在太阳轮的轴肩上，所述超越离合器包括滚子滑块、保持架和超越离合器内环，所述滚子滑块的数量为多个，所述滚子滑块与保持架固连，所述超越离合器内环作为超越离合器内圈，所述超越离合器内环的内侧与太阳轮固连，所述超越离合器内环的外侧设有均布的凸台特征，所述保持架套设在超越离合器内环外，所述凸台特征与滚子滑块相配
合使滚子滑块只能往一个方向实现相对滚动，所述电机机构与滚子滑块固连。9.根据权利要求1所述的一种可自动切换模式的轮边电驱动系统，其特征在于，所述端盖上还设有电机三相接头、旋变接头和底盘安装支架。10.一种可自动切换模式的轮边电驱动系统的控制方法，其特征在于，基于如权利要求1-9中任一所述的轮边电驱动系统，包括：在车辆正常行驶时，主驱动力总成驱动主驱车轮，轮边电驱动系统的电机机构不工作，太阳轮的转速大于电机机构提供的转速，超越离合器不传递动力，轮边电驱动系统至辅驱车轮的动力传递处于切断状态；在车辆需要辅驱动力时，轮边电驱动系统的电机机构工作，电机机构提供的转速大于太阳轮的转速，超越离合器传递动力，轮边电驱动系统至辅驱车轮的动力传递处于联接状态；在车辆制动时，轮边电驱动系统的电机机构不工作，太阳轮的转速大于电机机构提供的转速，超越离合器不传递动力，同时，制动机构工作以使得太阳轮停止转动，从而通过传动机构使得辅驱车轮停止旋转。

技术总结
本发明涉及一种可自动切换模式的轮边电驱动系统及控制方法，端盖与壳体固连，制动机构安装在端盖上；太阳轮的轴向方向上依次连接制动机构、超越离合器和传动机构，电机机构与超越离合器相连，制动机构连接端盖；传动机构连接太阳轮和辅驱车轮轮辋；当电机机构提供的转速大于超越离合器内圈的转速时，超越离合器传递动力，通过太阳轮和传动机构将动力传递至辅驱车轮轮辋；当超越离合器内圈的转速大于电机机构提供的转速时，超越离合器不传递动力。与现有技术相比，本发明的加入可以为整车提供一种灵活的动力方案，在不同工况需求下辅驱系统切换不同模式，与主驱系统灵活适配、动态调节，以提高车辆的动力性、经济性和可靠性。经济性和可靠性。经济性和可靠性。


技术研发人员：丁晓宇 孔爱静 王世林 陈辛波
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：2023.07.26
技术公布日：2023/10/11