本發(fā)明涉及汽車技術領域，更具體地，涉及一種電動汽車的四輪驅動系統和電動汽車。

背景技術：

國家最新標準《汽車和掛車類型的術語和定義》(GB/T 3730.1-2001)中對汽車有如下定義：由動力驅動，具有4個或4個以上車輪的非軌道承載的車輛，主要用于：載運人員和(或)貨物；牽引載運人員和(或)貨物的車輛；特殊用途。能源短缺、石油危機和環(huán)境污染愈演愈烈，給人們的生活帶來巨大影響，直接關系到國家經濟和社會的可持續(xù)發(fā)展。世界各國都在積極開發(fā)新能源技術。

電動汽車作為一種降低石油消耗、低污染、低噪聲的新能源汽車，被認為是解決能源危機和環(huán)境惡化的重要途徑?；旌蟿恿ζ囃瑫r兼顧純電動汽車和傳統內燃機汽車的優(yōu)勢，在滿足汽車動力性要求和續(xù)駛里程要求的前提下，有效地提高了燃油經濟性，降低了排放，被認為是當前節(jié)能和減排的有效路徑之一。

現有電動汽車驅動系統基本采用單電機(或雙電機)單橋兩輪驅動系統。在車輛啟動、低速行駛、高速行駛、急加速行駛和制動時，只有一套電機驅動系統工作，因此動力性和能耗指標優(yōu)化空間較小，無法兼顧車輛的動力性和經濟性。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是提出一種電動汽車的四輪驅動系統和電動汽車，從而兼顧車輛的動力性和經濟性。

根據本發(fā)明實施方式的一方面，一種電動汽車的四輪驅動系統，包括：

前輪驅動子系統，用于驅動前輪運動以推進所述電動汽車；

后輪驅動子系統，用于驅動后輪運動以推進所述電動汽車；

布置在前傳動軸與前輪之間的前輪自動輪邊離合器，用于接合或脫開所述前輪驅動子系統；

布置在后傳動軸與后輪之間的后輪自動輪邊離合器，用于接合或脫開所述后輪驅動子系統；

整車控制器，用于基于電動汽車的運行參數，控制所述前輪自動輪邊離合器的接合動作或脫開動作及所述后輪自動輪邊離合器的接合動作或脫開動作，并控制所述前輪驅動子系統的輸出功率和所述后輪驅動子系統的輸出功率。

在一個實施方式中，所述后輪驅動子系統為所述電動汽車的主驅動系統，所述前輪驅動子系統為所述電動汽車的輔驅動系統，所述電動汽車的主驅動系統的最大輸出功率大于所述電動汽車的輔驅動系統的最大輸出功率。

在一個實施方式中，所述前輪驅動子系統包括：

自動變速器；

驅動電機；

電機控制器。

在一個實施方式中，所述后輪驅動子系統包括：

自動變速器；

驅動電機；

電機控制器。

在一個實施方式中，整車控制器，用于當電池的剩余電量大于預定的電池門限值、檔位狀態(tài)為行駛、駐車制動狀態(tài)為解除時，發(fā)出后輪自動輪邊離合器接合指令以接合所述后輪驅動子系統，當再接收到加速踏板扭矩請求信號時，發(fā)出后輪驅動子系統工作指令以控制所述后輪驅動子系統輸出功率。

在一個實施方式中，整車控制器，用于當電池的剩余電量大于預定的電池門限值、檔位狀態(tài)為行駛、駐車制動狀態(tài)為解除時，發(fā)出后輪自動輪邊離合器接合指令以接合所述后輪驅動子系統，發(fā)出前輪自動輪邊離合器接合指令以接合所述前輪驅動子系統，當再接收到加速踏板扭矩請求信號時，發(fā)出后輪驅動子系統工作指令以控制所述后輪驅動子系統輸出功率，發(fā)出前輪驅動子系統工作指令以控制所述前輪驅動子系統輸出功率。

在一個實施方式中，整車控制器，用于：

當汽車運行速度大于預定的速度門限值、汽車載荷大于預定的載荷門限值時，發(fā)出前輪驅動子系統停止指令以控制所述前輪驅動子系統停止輸出功率，發(fā)出前輪自動輪邊離合器脫開指令以脫開所述前輪驅動子系統，發(fā)出后輪驅動子系統工作指令以控制所述后輪驅動子系統輸出功率，發(fā)出后輪自動輪邊離合器接合指令以接合所述后輪驅動子系統；或

當汽車運行速度大于預定的速度門限值、汽車載荷小于預定的載荷門限值時，發(fā)出后輪驅動子系統停止指令以控制所述后輪驅動子系統停止輸出功率，發(fā)出后輪自動輪邊離合器脫開指令以脫開所述后輪驅動子系統，發(fā)出前輪驅動子系統工作指令以控制所述前輪驅動子系統輸出功率，發(fā)出前輪自動輪邊離合器接合指令以接合所述前輪驅動子系統。

在一個實施方式中，整車控制器，用于：

當檢測到制動踏板制動信號時，發(fā)出前輪自動輪邊離合器接合指令以接合所述前輪驅動子系統，發(fā)出后輪自動輪邊離合器接合指令以接合所述后輪驅動子系統；或

當檢測到車輛處于滑行狀態(tài)時，發(fā)出前輪驅動子系統停止指令以控制所述前輪驅動子系統停止輸出功率，發(fā)出前輪自動輪邊離合器脫開指令以脫開所述前輪驅動子系統，發(fā)出后輪驅動子系統停止指令以控制所述后輪驅動子系統停止輸出功率，發(fā)出后輪自動輪邊離合器脫開指令以脫開所述后輪驅動子系統。

在一個實施方式中，整車控制器，用于：

當汽車運行速度低于預定的速度門限值、汽車載荷低于預定的載荷門限值時，發(fā)出前輪驅動子系統工作指令以控制所述前輪驅動子系統輸出功率，發(fā)出前輪自動輪邊離合器接合指令以接合所述前輪驅動子系統，發(fā)出后輪驅動子系統停止指令以控制所述后輪驅動子系統停止輸出功率，發(fā)出后輪自動輪邊離合器脫開指令以脫開所述后輪驅動子系統；或

當汽車運行速度低于預定的速度門限值、汽車載荷大于預定的載荷門限值時，發(fā)出后輪驅動子系統工作指令以控制所述后輪驅動子系統輸出功率，發(fā)出后輪自動輪邊離合器接合指令以接合所述后輪驅動子系統，發(fā)出前輪驅動子系統停止指令以控制所述前輪驅動子系統停止輸出功率，發(fā)出前輪自動輪邊離合器脫開指令以脫開所述前輪驅動子系統。

一種電動汽車，包括如上所述的電動汽車的四輪驅動系統。

從上述技術方案可以看出，本發(fā)明實施方式的四輪驅動系統包括：前輪驅動子系統，用于驅動前輪運動以推進電動汽車；后輪驅動子系統，用于驅動后輪運動以推進電動汽車；布置在前傳動軸與前輪之間的前輪自動輪邊離合器，用于接合或脫開前輪驅動子系統；布置在后傳動軸與后輪之間的后輪自動輪邊離合器，用于接合或脫開后輪驅動子系統；整車控制器，用于基于電動汽車的運行參數，控制前輪自動輪邊離合器的接合動作或脫開動作及后輪自動輪邊離合器的接合動作或脫開動作，并控制前輪驅動子系統的輸出功率和后輪驅動子系統的輸出功率。由此可見，本發(fā)明實施方式在現有技術的電機驅動系統之外，還額外設置一套電機驅動系統以實現四輪驅動，而且在各個輪邊分別設置有自動輪邊離合器。本發(fā)明實施方式提高動力性和能耗指標優(yōu)化空間，兼顧車輛的動力性和經濟性。

在兩個驅動子系統同時工作時，本發(fā)明實施方式還可以實現車輪與驅動子系統的連接以驅動車輛行駛，提高車輛動力性能。在只有一個驅動子系統工作時，相應的車輪自動輪邊離合器接合，另外的車輪自動輪邊離合器脫開，從而減少行駛阻力降低能耗。

另外，在車輛制動時，車輪自動輪邊離合器全部接合，從而最大限度回收制動能量，達到提高車輛動力性能，降低能耗的目的。

附圖說明

以下附圖僅對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。

圖1為根據本發(fā)明實施方式電動汽車的四輪驅動系統的結構圖。

圖2為根據本發(fā)明實施方式電動汽車的四輪驅動系統的示范性結構圖。

具體實施方式

為了對發(fā)明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖說明本發(fā)明的具體實施方式，在各圖中相同的標號表示相同的部分。

為了描述上的簡潔和直觀，下文通過描述若干代表性的實施方式來對本發(fā)明的方案進行闡述。實施方式中大量的細節(jié)僅用于幫助理解本發(fā)明的方案。但是很明顯，本發(fā)明的技術方案實現時可以不局限于這些細節(jié)。為了避免不必要地模糊了本發(fā)明的方案，一些實施方式沒有進行細致地描述，而是僅給出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根據……”是指“至少根據……，但不限于僅根據……”。由于漢語的語言習慣，下文中沒有特別指出一個成分的數量時，意味著該成分可以是一個也可以是多個，或可理解為至少一個。

本發(fā)明實施方式在一套電機驅動子系統之外，還額外設置另一套電機驅動子系統以實現四輪驅動，并在各個輪邊設置輪邊離合器，在各驅動子系統不同工況下實現車輪與驅動系統的連接與斷開，達到提高車輛動力性能及降低能耗的目的。

圖1為根據本發(fā)明實施方式電動汽車的四輪驅動系統的結構圖。

如圖1所示，電動汽車包括兩個前輪以及兩個后輪，分別為前輪1、前輪2、后輪7和后輪8。

該四輪驅動系統包括：

前輪驅動子系統3，用于驅動前輪1和前輪2運動以推進電動汽車；

后輪驅動子系統9，用于驅動后輪7和后輪8運動以推進電動汽車；

布置在前傳動軸與前輪1之間的前輪自動輪邊離合器4，用于為前輪4接合或脫開前輪驅動子系統3；

布置在前傳動軸與前輪2之間的前輪自動輪邊離合器5，用于為前輪2接合或脫開前輪驅動子系統3；

布置在后傳動軸與后輪7之間的后輪自動輪邊離合器10，用于為后輪7接合或脫開后輪驅動子系統9；

布置在后傳動軸與后輪8之間的后輪自動輪邊離合器11，用于為后輪8接合或脫開后輪驅動子系統9；

整車控制器6，用于基于電動汽車的運行參數，控制前輪自動輪邊離合器4和前輪自動輪邊離合器5的接合動作或脫開動作及后輪自動輪邊離合器10和后輪自動輪邊離合器11的接合動作或脫開動作，并控制前輪驅動子系統3的輸出功率和后輪驅動子系統9的輸出功率。

在一個實施方式中，后輪驅動子系統9為電動汽車的主驅動系統，前輪驅動子系統3為電動汽車的輔驅動系統。電動汽車的主驅動系統的最大輸出功率大于電動汽車的輔驅動系統的最大輸出功率。

在一個實施方式中，前輪驅動子系統3包括：自動變速器；驅動電機；電機控制器。

在一個實施方式中，后輪驅動子系統9包括：自動變速器；驅動電機；電機控制器。

在一個實施方式中，整車控制器6，用于當電動汽車的動力電池的剩余電量大于預定的電池門限值、檔位狀態(tài)為行駛、駐車制動狀態(tài)為解除時，向后輪自動輪邊離合器10和后輪自動輪邊離合器11分別發(fā)出后輪自動輪邊離合器接合指令以為后輪7和后輪8接合后輪驅動子系統9，當再接收到加速踏板扭矩請求信號時，整車控制器6向后輪驅動子系統9發(fā)出后輪驅動子系統工作指令以控制后輪驅動子系統9輸出功率。

可見，在正常車輛起步時，可以以作為電動汽車的主驅動系統的后輪驅動子系統9驅動車輛起步。

在一個實施方式中，整車控制器6，用于：

當電動汽車的動力電池的剩余電量大于預定的電池門限值、檔位狀態(tài)為行駛、駐車制動狀態(tài)為解除時，向后輪自動輪邊離合器10和后輪自動輪邊離合器11分別發(fā)出后輪自動輪邊離合器接合指令以為后輪7和后輪8接合后輪驅動子系統9，向前輪自動輪邊離合器4和前輪自動輪邊離合器5分別發(fā)出前輪自動輪邊離合器接合指令以為前輪1和前輪2接合前輪驅動子系統3，當再接收到加速踏板扭矩請求信號時，整車控制器6向后輪驅動子系統9發(fā)出后輪驅動子系統工作指令以控制后輪驅動子系統9輸出功率，而且同時向前輪驅動子系統3發(fā)出前輪驅動子系統工作指令以控制前輪驅動子系統3輸出功率。

可見，還可以以作為電動汽車的主驅動系統的后輪驅動子系統9和作為電動汽車的輔驅動系統的前輪驅動子系統3共同驅動車輛起步，從而可以急加速起步。

在一個實施方式中，整車控制器6，用于：

當汽車運行速度大于預定的速度門限值、汽車載荷大于預定的載荷門限值時，向前輪驅動子系統3發(fā)出前輪驅動子系統停止指令以控制前輪驅動子系統3停止輸出功率，向前輪自動輪邊離合器4和前輪自動輪邊離合器5分別發(fā)出前輪自動輪邊離合器脫開指令以為前輪1和前輪2脫開前輪驅動子系統3，向后輪驅動子系統9發(fā)出后輪驅動子系統工作指令以控制后輪驅動子系統9輸出功率，向后輪自動輪邊離合器10和后輪自動輪邊離合器11分別發(fā)出后輪自動輪邊離合器接合指令以為后輪7和后輪8接合后輪驅動子系統9。

在一個實施方式中，整車控制器6，用于：

當汽車運行速度大于預定的速度門限值、汽車載荷小于預定的載荷門限值時，向后輪驅動子系統9發(fā)出后輪驅動子系統停止指令以控制后輪驅動子系統9停止輸出功率，向后輪自動輪邊離合器10和后輪自動輪邊離合器11分別發(fā)出后輪自動輪邊離合器脫開指令以為后輪7和后輪8脫開后輪驅動子系統9，向前輪驅動子系統3發(fā)出前輪驅動子系統工作指令以控制前輪驅動子系統3輸出功率，向前輪自動輪邊離合器4和前輪自動輪邊離合器5分別發(fā)出前輪自動輪邊離合器接合指令以為前輪1和前輪2接合前輪驅動子系統3。

可見，本發(fā)明實施方式可以在中高速行駛時，基于載荷情況來決定驅動方式，從而提高動力性和能耗指標優(yōu)化空間，兼顧車輛的動力性和經濟性。

在一個實施方式中，整車控制器6，用于：

當檢測到制動踏板制動信號時，向前輪自動輪邊離合器4和前輪自動輪邊離合器5分別發(fā)出前輪自動輪邊離合器接合指令以為前輪1和前輪2接合前輪驅動子系統3，向后輪自動輪邊離合器10和后輪自動輪邊離合器11分別發(fā)出后輪自動輪邊離合器接合指令以為后輪7和后輪8接合后輪驅動子系統9。

在一個實施方式中，整車控制器6，用于：

當檢測到車輛處于滑行狀態(tài)時，向前輪驅動子系統3發(fā)出前輪驅動子系統停止指令以控制前輪驅動子系統3停止輸出功率，向前輪自動輪邊離合器4和前輪自動輪邊離合器5分別發(fā)出前輪自動輪邊離合器脫開指令以為前輪1和前輪2脫開前輪驅動子系統3，向后輪驅動子系統9發(fā)出后輪驅動子系統停止指令以控制后輪驅動子系統9停止輸出功率，向后輪自動輪邊離合器10和后輪自動輪邊離合器11分別發(fā)出后輪自動輪邊離合器脫開指令以為后輪7和后輪8脫開后輪驅動子系統9。

可見，本發(fā)明實施方式可以在制動工況時執(zhí)行制動能量回饋，在滑行工況時前后輪的驅動電機都不工作，從而保證車輛的動力性和經濟性。

在一個實施方式中，整車控制器6，用于：

當汽車運行速度低于預定的速度門限值、汽車載荷低于預定的載荷門限值時，向前輪驅動子系統3發(fā)出前輪驅動子系統工作指令以控制前輪驅動子系統3輸出功率，向前輪自動輪邊離合器4和前輪自動輪邊離合器5分別發(fā)出前輪自動輪邊離合器接合指令以為前輪1和前輪2接合前輪驅動子系統3，向后輪驅動子系統9發(fā)出后輪驅動子系統停止指令以控制后輪驅動子系統9停止輸出功率，向后輪自動輪邊離合器10和后輪自動輪邊離合器11分別發(fā)送后輪自動輪邊離合器脫開指令以為后輪7和后輪8脫開后輪驅動子系統9。

在一個實施方式中，整車控制器6，用于：

當汽車運行速度低于預定的速度門限值、汽車載荷大于預定的載荷門限值時，向后輪驅動子系統9發(fā)出后輪驅動子系統工作指令以控制后輪驅動子系統9輸出功率，向后輪自動輪邊離合器10和后輪自動輪邊離合器11分別發(fā)出后輪自動輪邊離合器接合指令以為后輪7和后輪8接合后輪驅動子系統9，向前輪驅動子系統3發(fā)出前輪驅動子系統停止指令以控制前輪驅動子系統3停止輸出功率，向前輪自動輪邊離合器4和前輪自動輪邊離合器5分別發(fā)送前輪自動輪邊離合器脫開指令以為前輪1和前輪2脫開前輪驅動子系統3。

可見，本發(fā)明實施方式可以在車輛頻繁啟停時，基于載荷狀況確定具有由哪一個電機工作，從而保證車輛的動力性和經濟性。

基于圖1所示的系統結構，可以通過多種方式具體實施本發(fā)明實施方式。

圖2為根據本發(fā)明實施方式動汽車的四輪驅動系統的示范性結構圖。

如圖2所示，該四輪驅動系統具體包括：

(1)動力電池箱，用于為整車高壓及低壓電器部件提供電能；(2)電池管理系統，用于適時提供動力電池動態(tài)參數；(3)后輪驅動電機及電機控制器，作為車輛主驅動電機，電機輸出功率及扭矩較前輪驅動電機大；(4)前輪驅動電機及電機控制器，作為車輛輔助驅動電機，電機輸出功率及扭矩較后輪驅動電機?。?5)自動變速器，根據車輛行駛速度及電機轉速改變電機與車輪驅動軸的傳動比，自動變速器內有差速器；(6)傳動軸，用于將電機輸出動力傳遞給車輪；(7)車輪；(8)自動輪邊離合器，用于根據車輛行駛需要，接合或斷開傳動軸與車輪的動力傳遞；(9)整車控制器；(10)加速踏板，用于輸出駕駛員動力需求；(11)制動踏板，用于輸出駕駛員制動力需求；(12)換擋器，用于確定車輛行駛方向；(13)駐車制動，駐車狀態(tài)下使車輛不會移動；(14)ABS，用于監(jiān)測輪胎滑移狀態(tài)；(15)高壓控制箱，為整車高壓零部件分配電能；(16)DC/DC(直流變換器)，為車載低壓電瓶充電；(17)PTC(電除霜器)，為除霜機提供熱量；(18)空調壓縮機，為乘員艙提供冷風；(19)車載充電機，把輸入的交流電轉換為直流電為動力電池充電；(20)充電口為車載充電機提供外接交流電；(21)快速充電口，把外部大功率充電機的直流電為動力電池充電。

基于圖2所示系統結構，具體的四輪驅動控制方法包括：

(1)、正常車輛起步：整車控制器收到電池管理系統SOC信號(電量允許輸出)、行駛檔位信號、駐車制動解除信號即發(fā)出自動后輪邊離合器接合指令，收到加速踏板扭矩請求信號(0-5V電壓信號)后再發(fā)出后輪驅動電機工作指令，車輛以后輪驅動電機驅動車輛起步。

(2)、車輛急加速起步：整車控制器收到電池管理系統SOC信號(電量允許輸出)、行駛檔位信號、駐車制動解除信號即發(fā)出自動后輪邊離合器接合指令和自動前輪邊離合器接合指令，收到加速踏板扭矩請求信號后再發(fā)出后輪驅動電機工作指令和前輪驅動電機工作指令，車輛以前、后輪驅動電機同時大扭矩驅動車輛起步。

(3)、中高速行駛時：

①對于中、重載荷情況下，當車輛行駛到指定速度時，整車控制器指令前輪驅動電機停止工作，后輪驅動電機單獨工作，前輪自動輪邊離合器脫開，后輪驅動電機驅動車輛行駛；

②對于輕載荷情況下，當車輛行駛到指定速度時，整車控制器指令后輪驅動電機停止工作，前輪驅動電機單獨工作，后輪自動輪邊離合器脫開，前輪驅動電機驅動車輛行駛。

(4)、自動轉換四輪驅動：當車輛在兩輪驅動模式行駛在極差路況，整車控制器通過ABS檢測到驅動車輪出現打滑時，指令自動輪邊離合器接合，前輪驅動電機工作參加驅動車輛進入四驅模式。

(5)、制動工況：整車控制器收到制動踏板發(fā)出制動信號(0-5V電壓信號)后，指令前輪自動輪邊離合器和后輪自動輪邊離合器都接合，從而前、后輪驅動電機分別開始制動能量回饋。

(6)、車輛滑行(加速踏板輸出0V電壓信號、加速踏板輸出0V電壓信號)時：前、后輪驅動電機不工作，前輪自動輪邊離合器脫開，后輪自動輪邊離合器接合(亦可脫開)。

(7)、車輛頻繁啟停：根據車輛負載及車速情況，具體確定由哪一個電機工作。

(8)低速模式：整車控制器收到電池管理系統SOC過低信號(電量不允許大電流輸出)，限制動力電源輸出。車輛使用低速驅動模式。

可以將本發(fā)明實施方式提出的電動汽車的四輪驅動系統應用到各種類型的電動汽車中，包括純電動汽車(BEV)、混合動力汽車(PHEV)或燃料電池汽車(FCEV)，等等。

綜上所述，電動汽車的四輪驅動系統包括：前輪驅動子系統，用于驅動前輪運動以推進電動汽車；后輪驅動子系統，用于驅動后輪運動以推進電動汽車；布置在前傳動軸與前輪之間的前輪自動輪邊離合器，用于接合或脫開前輪驅動子系統；布置在后傳動軸與后輪之間的后輪自動輪邊離合器，用于接合或脫開后輪驅動子系統；整車控制器，用于基于電動汽車的運行參數，控制前輪自動輪邊離合器的接合動作或脫開動作及后輪自動輪邊離合器的接合動作或脫開動作，并控制前輪驅動子系統的輸出功率和后輪驅動子系統的輸出功率。由此可見，本發(fā)明實施方式在現有技術的電機驅動系統之外，還額外設置一套電機驅動系統以實現四輪驅動，而且在各個輪邊分別設置有自動輪邊離合器。本發(fā)明實施方式提高動力性和能耗指標優(yōu)化空間，兼顧車輛的動力性和經濟性。

在兩個驅動子系統同時工作時，本發(fā)明實施方式還可以實現車輪與驅動子系統的連接以驅動車輛行駛，提高車輛動力性能。在只有一個驅動子系統工作時，相應的車輪自動輪邊離合器接合，另外的車輪自動輪邊離合器脫開，從而減少行駛阻力降低能耗。

另外，在車輛制動時，車輪自動輪邊離合器全部接合，從而最大限度回收制動能量，達到提高車輛動力性能，降低能耗的目的。

上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實施方式的具體說明，而并非用以限制本發(fā)明的保護范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實施方案或變更，如特征的組合、分割或重復，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。