CN102392884A - 电动汽车变矩调速驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电动汽车变矩调速驱动系统，包括电机和变速箱，其中变速箱包括输入轴、输出轴、太阳轮、行星轮、齿圈和行星架，太阳轮固定安装在输入轴上、并与固定在行星架上的行星轮常啮合，行星轮还与齿圈啮合，其特征是：变速箱的输入轴与电机轴同轴，增设了控制单元、第一电磁离合器、第二电磁离合器和输出架，其中输出架固定在输出轴上，第一电磁离合器的输入端、输出端对应与行星架和输出架固定连接，第二电磁离合器的输入端、输出端对应与输入轴和输出架固定连接，其中控制单元的单片机的输入端分别接传感器的输出端及电机的速度反馈接口，输出端分别接第一电磁离合器和第二电磁离合器的控制端。本结构紧凑、质量轻、体积小，性能优良。

Description

电动汽车变矩调速驱动系统

技术领域

本发明涉及一种电动汽车变矩调速驱动系统，属于汽车驱动系统技术领域。

背景技术

当今电动汽车主要由动力驱动系统、电源系统和辅助系统三部分组成。其中电动汽车的电源系统、辅助系统与传统内燃机汽车的是基本一致的；而电动汽车的动力驱动系统则是与传统内燃机汽车是有较大不同：现有高速电动汽车的动力驱动系统一般由电机、手动变速箱或自动变速箱以及主减速器构成，低速电动汽车的动力驱动系统由电机、一级或两级减速器以及主减速器构成。不论是高速电动汽车还是低速电动汽车其驱动系统都采用了传统的动力系统的模式，匹配性能没有得到最佳优化。高速电动汽车动力系统由于采用手动变速箱或自动变速箱使得操纵或结构复杂而且其成本较高，并且自动变速箱尤其是CVT的国内技术还不成熟；低速电动汽车为了满足低速大扭矩的功能要求，采用了具有固定减速比的减速器作为传动部件，满足了低速大扭矩的要求，但是其高速性能发挥不出来。在现有的电动汽车上还有一种结构即采用轮毂电机，此结构其电机、固定速比行星齿轮减速器均安装在汽车轮里，无传动轴、差速器等机构大大简化了汽车传动系统，但是电动轮驱动常常需要两个或者是四个轮毂电机，其控制系统较为复杂，成本较高、稳定不好。

在电动汽车的“三电”技术中，动力驱动系统是电动汽车的核心部分，电动汽车的动力性、经济性、爬坡能力又是制约电动汽车发展的重要因素。如何将电机和传动系统构成的动力驱动系统作为一个整体来系统的考虑，根据汽车运行的不同工况，既能满足低速大扭矩的要求，又要满足高速行驶的要求，性价比好，无需人为操纵就能够自适应的进行低速和高速的自动平滑切换，这是研制新一代高性价比的动力驱动系统方向，又是电动汽车产业必须要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷且动力总成的体积和质量都大大减小、动力损耗小、性价比高的电动汽车变矩调速驱动系统。其技术方案为：

包括电机和变速箱，其中变速箱包括输入轴、输出轴、太阳轮、行星轮、齿圈和行星架，太阳轮固定安装在输入轴上、并与固定在行星架上的行星轮常啮合，行星轮还与齿圈啮合，太阳轮与行星架的传动比为3～6，齿圈固定在变速箱壳体的内壁上，其特征在于：变速箱的输入轴与电机轴同轴，增设了控制单元、第一电磁离合器、第二电磁离合器和输出架，其中输出架固定在输出轴上，第一电磁离合器的输入端、输出端对应与行星架和输出架固定连接，第二电磁离合器的输入端、输出端对应与输入轴和输出架固定连接，控制单元包括单片机和设置在输出轴上的转速传感器，其中单片机的输入端分别接传感器的输出端及电机的速度反馈接口，输出端分别接第一电磁离合器和第二电磁离合器的控制端；第一电磁离合器、第二电磁离合器分别采用常开型、常闭型。

所述的电动汽车变矩调速驱动系统，电机为永磁电机或异步电机或直流电机或开关磁阻电机。

本发明与现有技术相比，其优点是：

1、单片机通过转速传感器以及电机速度传感器获取信号，当电动汽车速度较低时，需要通过变速箱来减速增扭，输出响应信号控制第一电磁离合器通电结合、第二电磁离合器通电分离，电机提供的动力首先输出到太阳轮和行星轮，进而将动力传递到行星架、第一电磁离合器和输出轴架，再经输出轴传递出去。由于太阳轮与行星架的传动比为3～6，因此可以实现减速增扭的作用；反之当电动汽车速度较高时，就不需要通过变速箱来减速增扭，单片机输出信号控制第一电磁离合器断电分离和第二电磁离合器断电结合，电机提供的动力就依次经输入轴、第二电磁离合器、输出架及输出轴直接输出，第一电磁离合器和第二电磁离合器不需通电工作，在保证较高车速的前提下充分发挥了电机的高速性能，使得电机大部分时间可以工作在额定工况下，增加其使用寿命，减少功率损害，提高汽车的加速性能、最大爬坡度及最大行驶速度。

2、使用了单片机使得控制更加精确、稳定。

3、由于使用了两个不同的电磁离合器，第一个常开型和第二个常闭型，保证了当变速箱出现异常后可以通过直接档输出，这样就相当于无变速箱的情况，直接通过调节电机转速控制车速。保证了汽车能继续安全行驶。

4、本发明巧妙地将电机和减速器合二为一，制作在一个箱体内，结构紧凑、体积质量都得到较大改善，同时还提高了整车的动力性和经济性。

5、由单片机控制两个电磁离合器的开、关及电机的转速，实现了大扭矩和高速度之间的平稳转换，增加了电动汽车的爬坡能力及汽车的最高车速；由于第二电磁离合器在未通电时与输出架常接合，第一电磁离合器则与输出架为常分离状态，且汽车常行驶于高速工况下，所以有助于提高汽车的经济性。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图中：1、电机  2、壳体  3、行星轮  4、太阳轮  5、输出架  6、输出轴  7、转速传感器  8、第二电磁离合器  9、单片机  10、第一电磁离合器  11、行星架  12、齿圈  13、输入轴

具体实施方式

在图1所示的实施例中：电机1采用永磁电机，变速箱的输入轴13与电机轴同轴，太阳轮4固定安装在输入轴13上、并与固定在行星架11上的行星轮3常啮合，行星轮3还与齿圈12啮合，太阳轮4与行星架11的传动比为3～6，齿圈12固定在变速箱壳体2的内壁上；第一电磁离合器10采用常开型，第二电磁离合器8采用常闭型，其中输出架5固定在输出轴6上，第一电磁离合器10的输入端、输出端对应与行星架11和输出架5固定连接，第二电磁离合器8的输入端、输出端对应与输入轴13和输出架5固定连接；控制单元包括单片机9和设置在输出轴6上的转速传感器7，其中单片机9的输入端分别接转速传感器7的输出端及电机1的速度反馈接口，输出端分别接第一电磁离合器10和第二电磁离合器8的控制端。

Claims (2)

1.一种电动汽车变矩调速驱动系统，包括电机(1)和变速箱，其中变速箱包括输入轴(13)、输出轴(6)、太阳轮(4)、行星轮(3)、齿圈(12)和行星架(11)，太阳轮(4)固定安装在输入轴(13)上、并与固定在行星架(11)上的行星轮(3)常啮合，行星轮(3)还与齿圈(12)啮合，太阳轮(4)与行星架(11)的传动比为3～6，齿圈(12)固定在变速箱壳体(2)的内壁上，其特征在于：变速箱的输入轴(13)与电机轴同轴，增设了控制单元、第一电磁离合器(10)、第二电磁离合器(8)和输出架(5)，其中输出架(5)固定在输出轴(6)上，第一电磁离合器(10)的输入端、输出端对应与行星架(11)和输出架(5)固定连接，第二电磁离合器(8)的输入端、输出端对应与输入轴(13)和输出架(5)固定连接，控制单元包括单片机(9)和设置在输出轴(6)上的转速传感器(7)，其中单片机(9)的输入端分别接转速传感器(7)的输出端及电机(1)的速度反馈接口，输出端分别接第一电磁离合器(10)和第二电磁离合器(8)的控制端；第一电磁离合器(10)、第二电磁离合器(8)分别采用常开型、常闭型。

2.如权利要求1所述的电动汽车变矩调速驱动系统，其特征在于：电机(1)为永磁电机、异步电机、直流电机和开关磁阻电机中的一种。

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