CN102390280A - 带自动变速的电动汽车动力总成 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带自动变速的电动汽车动力总成,包括电机，电机自外向内由外转子、定子和电机轴构成；电机轴套设于中心轴外，定子相对于外转子与电机轴固定不动，外转子与转子端盖机械连接，外转子靠轴承支撑于电机轴上；一中心齿轮固定于中心轴一端，中心齿轮与行星轮轴向对齐、相互啮合；行星轮安装于行星架一端，机械离合器安装于行星架另一端，主动齿轮安装于行星架的中心；中心齿轮、转子端盖、行星轮、行星架组成行星减速机构；转子端盖内与行星轮对应处为齿轮传动结构，转子端盖与机械离合器对应处组成摩擦副的接触面；主动齿轮通过二级减速从动轮和差速器总成连接输出轴。它使电动汽车在电子无极调速的基础上增加了机械两档自动变速，充分的利用了电机的机械特性：低速恒扭矩和高速恒功率。

Description

带自动变速的电动汽车动力总成
技术领域
本发明涉及新型的电动汽车动力总成，特别是一种带自动变速的电动汽车动力总成。
背景技术
由于石油资源的匮乏和环境的污染，目前电动汽车的开发已形成一个新的风潮。目前电动汽车的动力总成基本上都没有自动变速机构，其结构形式一般都是在后桥（含有减速和差速机构）前设置一台电机。这种机构缺点是：重量重，体积大，功率密度较小，尤其是汽车启动缓慢，需用很高的电流，对电池有较大的冲击影响了电池使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带自动变速的电动汽车动力总成，主要解决上述现有技术所存在的缺陷，它使电动汽车在电子无极调速的基础上增加了机械两档自动变速，充分的利用了电机的机械特性：低速恒扭矩和高速恒功率；它使汽车在启动时使扭矩有大幅的增高，而在同等扭矩的情况下电流有大幅的降低，使电机始终位于最佳工作区，从而改善了蓄电池的使用条件，提高了汽车的启动、加速、爬坡性能。另外，由于电机、自动变速器、减速器、差速器主轴是同轴结构，高度集成，大大减少了动力总成的体积和重量。
为实现上述目的，本发明是这样实现的。
一种带自动变速的电动汽车动力总成，其特征在于：它包括电机，该电机自外向内由外转子、定子和电机轴构成；该电机轴套设于中心轴外，该定子相对于外转子与电机轴固定不动，该外转子与转子端盖机械连接，该外转子靠轴承支撑于电机轴上；一中心齿轮固定于中心轴一端，中心齿轮与行星轮轴向对齐、相互啮合；行星轮安装于行星架一端，机械离合器安装于行星架另一端，主动齿轮安装于行星架的中心；所述的中心齿轮、转子端盖、行星轮、行星架组成行星减速机构；所述的转子端盖内与行星轮对应处设置齿轮传动结构，转子端盖与机械离合器对应处组成摩擦副的接触面；所述的主动齿轮通过二级减速从动轮和差速器总成连接输出轴；当电机启动和处于低速运转时，机械离合器由于弹簧作用与转子端盖处于分离状态，外转子带动转子端盖，转子端盖通过行星轮带动行星架以及和行星架相连的主动齿轮转动，再带动二级减速从动轮并通过差速器总成半轴输出扭矩，这种状态下为大扭矩的低速档；当电机加速运转到一定的速度时，机械离合器的闸块由于行星架旋转产生离心力直接与转子端盖接触，转子端盖带动行星架转动，相当于电机不通过行星减速机构减速而是直接和行星架相连接，再通过主动齿轮和二级减速从动轮以及差速器总成输出扭矩；在这种状态下，阻断了第一级行星减速，减小了速比，使总成处于高速档运转状态，实现了两档自动变速结构。
所述的带自动变速的电动汽车动力总成，其特征在于：所述的电机、自动变速结构、行星减速机构、差速器总成的主轴是同轴结构。
所述的带自动变速的电动汽车动力总成，其特征在于：所述的转子端盖与行星轮对应处为齿轮传动结构。
所述的带自动变速的电动汽车动力总成，其特征在于：所述的机械离合器采用带螺旋压缩弹簧闸块离心离合器，它包括内端连接在行星架上的螺钉，套设在螺钉外端的弹簧，以及与弹簧连接的闸块。
所述的带自动变速的电动汽车动力总成，其特征在于：所述的转子端盖与机械离合器对应处组成摩擦副的接触面为光滑圆柱面。
本发明与现有机构相比，具有以下的优点。
1、本发明使电动汽车在电子无极调速的基础上增加了机械两档自动变速，充分的利用了电机的机械特性：低速恒扭矩和高速恒功率。在汽车启动时使扭矩有大幅的增高，而在同等扭矩的情况下电流有大幅的降低，使电机始终位于最佳工作区，从而改善了蓄电池的使用条件，提高了汽车的启动、加速、爬坡性能。
2、本发明的电机、自动变速结构、行星减速机构、差速器总成的主轴是同轴结构，高度集成，大大减少了动力总成的体积和重量。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中行星轮、机械离合器与转子端盖的连接结构示意图。
图3是本发明中机械离合器的结构示意图。
图中：1-电机；101-外转子、102-定子、103-电机轴；2-行星减速机构；201-中心齿轮、202-转子端盖、203-行星轮、204-行星架；3-机械离合器；301-闸块；302-弹簧；303-螺钉；4-二级减速从动轮；5-差速器总成；6-主动齿轮；7-中心轴；8-轴承。
具体实施方式
请参阅图1-3，本发明公开了一种带自动变速的电动汽车动力总成，该动力总成通过NGW的                                                
Figure 924130DEST_PATH_IMAGE001
行星机构（中心齿轮a固定，内齿轮b输入，行星架x输出）和一个自动离合器实现了两档自动变速。
本发明的具体结构如图1、2所示：它包括电机1，该电机1自外向内由外转子101、定子102和电机轴103构成；该电机轴103套设于中心轴7外，该定子102相对于外转子101与电机轴103固定不动，该外转子101与转子端盖202机械连接，该外转子101靠轴承8支撑于电机轴103上；一中心齿轮201固定于中心轴7一端，中心齿轮201与行星轮203轴向对齐、相互啮合；行星轮203安装于行星架204一端，机械离合器3安装于行星架204另一端，主动齿轮6安装于行星架204的中心；所述的中心齿轮201、转子端盖202、行星轮203、行星架204组成行星减速机构2；所述的转子端盖202内与行星轮203对应处设置传动连接结构，转子端盖202与机械离合器3对应处组成摩擦副的接触面；所述的主动齿轮6通过二级减速从动轮4和差速器总成5连接输出轴。
使用时，当电机1启动和处于低速运转时，机械离合器3由于弹簧302作用与转子端盖202处于分离状态，外转子101带动转子端盖202，转子端盖202通过行星轮203带动行星架204以及和行星架204相连的主动齿轮6转动，再带动二级减速从动轮4并通过差速器总成5半轴输出扭矩，这种状态下为大扭矩的低速档。当电机1加速运转到一定的速度时，机械离合器（3）的闸块301由于行星架204旋转产生离心力直接与转子端盖202接触，转子端盖202带动行星架204转动，相当于电机不通过行星减速机构2减速而是直接和行星架204相连接，再通过主动齿轮6和二级减速从动轮4以及差速器总成5输出扭矩；在这种状态下，阻断了第一级行星减速，减小了速比，使总成处于高速档运转状态，实现了两档自动变速结构。
倒档通过电机反转实现。
通过上述结构，本发明实现了两档自动变速的功能。进一步的，所述的电机1、自动变速结构、行星减速机构2、差速器总成5的主轴可以设置为同轴结构，这种高度集成的结构可大大减少了动力总成的体积和重量。
作为一种可选方式，所述的转子端盖202与行星轮对应处的传动连接结构可以为齿轮传动结构，当然，也可以考虑其它结构，此处不在赘述。
如图3所示，所述的机械离合器3可以采用带螺旋压缩弹簧闸块离心离合器，它包括内端连接在行星架204上的螺钉303，套设在螺钉303外端的弹簧302，以及与弹簧302连接的闸块301。当然，若其它可以实现-机械离合器3的闸块301由于行星架204旋转产生离心力直接与转子端盖202的对应处组成摩擦副的接触面并带动行星轮203转动-这一功能的机械离合器也是本发明所要保护的范畴。
进一步的，所述的转子端盖202与机械离合器3对应处组成摩擦副的接触面也可以为光滑圆柱面。
综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (5)

1.一种带自动变速的电动汽车动力总成，其特征在于：它包括电机（1），该电机（1）自外向内由外转子（101）、定子（102）和电机轴（103）构成；该电机轴（103）套设于中心轴（7）外，该定子（102）相对于外转子（101）与电机轴（103）固定不动，该外转子（101）与转子端盖（202）机械连接，该外转子（101）靠轴承（8）支撑于电机轴（103）上；一中心齿轮（201）固定于中心轴（7）一端，中心齿轮（201）与行星轮（203）轴向对齐、相互啮合；行星轮（203）安装于行星架（204）一端，机械离合器（3）安装于行星架（204）另一端，主动齿轮（6）安装于行星架（204）的中心；所述的中心齿轮（201）、转子端盖（202）、行星轮（203）、行星架（204）组成行星减速机构（2）；所述的转子端盖（202）内与行星轮（203）对应处为齿轮传动结构，转子端盖（202）与机械离合器（3）对应处组成摩擦副的接触面；所述的主动齿轮（6）通过二级减速从动轮（4）和差速器总成（5）连接输出轴；当电机（1）启动和处于低速运转时，机械离合器（3）由于弹簧（302）作用与转子端盖（202）处于分离状态，外转子（101）带动转子端盖（202），转子端盖（202）通过行星轮（203）带动行星架（204）以及和行星架（204）相连的主动齿轮（6）转动，再带动二级减速从动轮（4）并通过差速器总成（5）半轴输出扭矩，这种状态下为大扭矩的低速档；当电机（1）加速运转到一定的速度时，机械离合器（3）的闸块（301）由于行星架（204）旋转产生离心力直接与转子端盖（202）接触，转子端盖（202）带动行星架（204）转动，相当于电机不通过行星减速机构（2）减速而是直接和行星架（204）相连接，再通过主动齿轮（6）和二级减速从动轮（4）以及差速器总成（5）输出扭矩；在这种状态下，阻断了第一级行星减速，减小了速比，使总成处于高速档运转状态，实现了两档自动变速结构。
2.根据权利要求1所述的带自动变速的电动汽车动力总成，其特征在于：所述的电机（1）、自动变速结构、行星减速机构（2）、差速器总成（5）的主轴是同轴结构。
3.根据权利要求1或2所述的带自动变速的电动汽车动力总成，其特征在于：所述的转子端盖（202）与行星轮（203）对应处为齿轮传动结构。
4.根据权利要求1或2所述的带自动变速的电动汽车动力总成，其特征在于：所述的机械离合器（3）采用带螺旋压缩弹簧闸块离心离合器，它包括内端连接在行星架（204）上的螺钉（303），套设在螺钉（303）外端的弹簧（302），以及与弹簧（302）连接的闸块（301）。
5.根据权利要求1或2所述的带自动变速的电动汽车动力总成，其特征在于：所述的转子端盖（202）与机械离合器（3）对应处组成摩擦副的接触面为光滑圆柱面。
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