CN103066748A - 用于纯电动汽车的一体式两档电机变速器 - Google Patents

用于纯电动汽车的一体式两档电机变速器 Download PDF

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赵韩
冯永恺
王昭
闫敏良
黄康
周志红
沙发明
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Abstract

本发明涉及用于纯电动汽车的一体式两档电机变速器。包括由定子和转子组成的电机;所述转子的输出端通过键连接着中心齿轮轴的一端,与转子输出端对应的定子固连在电机外壳上,电机外壳上设有内齿圈,与中心齿轮和内齿圈啮合设有行星齿轮;行星齿轮的轮轴与第一行星架的一端固连,第一行星架的另一端通过一档离合器C1连接着输出轴的径向;与中心齿轮轴同轴设有输出轴,中心齿轮轴的一侧径向通过二档离合器C2连接着输出轴的径向。本发明可使电机长时间工作在高效区,增加车辆续驶里程;将电机与变速器设计成一个整体,减少了动力总成的轴向尺寸,减少了机械连接与噪声;本发明布置形式简单,结构紧凑,体积小、重量轻,符合汽车轻量化的原则。

Description

用于纯电动汽车的一体式两档电机变速器技术领域[0001] 本发明属于电动汽车传动技术领域,具体涉及用于纯电动汽车的一体式两档电机 变速器。背景技术[0002] 近年来,我国车用电机的发展取得了明显进步。在车用电机设计方面,采用结构集 成设计技术,实现了电机与变速器在机械、电磁、热的高度一体化设计与应用。电驱动系统 的集成化和一体化趋势更加明显。目前,市场上的电动汽车为满足电机的装车要求,大部 分厂家将电机与变速器采用独立的两个零部件形式装配到车身上,这种安装方式是通过将 电机输出轴外花键与变速器输入轴内花键相配合而实现的。但这样一来不但会增大机械噪 音、振动,而且电机前端盖和变速器壳体为独立结构,势必会影响整车空间的布置。长安汽 车公司的专利文献CN201110063409. 4 “一种电动汽车的驱动电机与变速器动力集成结构” 提出了一种电机-变速器一体化结构。但是该结构中变速部分所采用的是一个档位的减速 器,这样会使得牵引电机既要在恒转矩区提供较高的瞬时转矩,又要在恒功率区提供较高 的运行速度。同时,存在电机工作效率较低的问题。发明内容[0003] 为了提高电机工作效率,增加车辆续驶里程,本发明提供一种用于纯电动汽车的 一体式两档电机变速器。[0004] 用于纯电动汽车的一体式两档电机变速器,包括由定子、转子和电机外壳组成的 电机;所述转子I的输出端通过键连接着中心齿轮轴5的一端,中心齿轮轴5上设有中心齿 轮6,与转子I输出端对应的定子2固连在电机外壳3上,电机外壳3上设有内齿圈4,与中 心齿轮6和内齿圈4啮合设有行星齿轮8 ;行星齿轮8的轮轴与第一行星架9的一端固连, 第一行星架9的另一端通过一档离合器Cl连接着输出轴7的径向;与中心齿轮轴5同轴设 有输出轴7,中心齿轮轴5的一侧径向通过二档离合器C2连接着输出轴7的径向。[0005] 所述输出轴7为空心轴,与输出轴7对应的中心齿轮轴5的一端通过轴承15位 于输出轴7内。[0006] 与已有技术相比,本发明的有益效果体现在以下方面:1.本发明将电动汽车驱动电机与变速器设计成一个整体,减少了动力总成的轴向尺 寸,减少了机械连接与噪声;2.本发明将驱动电机转子转轴直接与变速器齿轮相连,避免了电机输出轴与变速器输 入轴配合安装而造成的同轴度公差,消除了由此带来的机械振动;3.该一体式电机变速器机构采用两档变速,与目前电动汽车用减速器相比,驱动电机 可长时间工作在高效区,增加车辆续驶里程;4.该机构布置形式简单,结构紧凑,体积小、重量轻,符合汽车轻量化的原则。附图说明[0007] 图1为本发明结构示意图。[0008] 图2为一种纯电动汽车传动系统结构简图。[0009] 图3为中心齿轮轴与输出轴配合剖视图。[0010] 上图中序号:转子1、定子2、电机外壳3、内齿圈4、中心齿轮轴5、中心齿轮6、输出轴7、行星齿轮8、第一行星架9、主减小齿轮10、主减大齿轮11、差速器12、左车轮13、右车轮14、轴承15。具体实施方式[0011] 下面结合附图,通过实施例对本发明作进一步地说明。[0012] 实施例1参见图1,用于纯电动汽车的一体式两档电机变速器包括由定子2、转子I和电机外壳 3组成的电机。转子I的输出端通过键连接着中心齿轮轴5的一端,中心齿轮轴5上设有中心齿轮6, 二者为一体结构。与转子I输出端对应的定子2固连在电机外壳3上,电机外壳 3设有内齿圈4,与中心齿轮6和内齿圈4啮合设有行星齿轮8 ;行星齿轮8的轮轴与第一行星架9的一端固连,第一行星架9的另一端通过一档离合器Cl连接着输出轴7的径向; 与中心齿轮轴5同轴设有输出轴7,中心齿轮轴5的一侧径向通过二档离合器C2连接着输出轴7的径向。[0013] 以实际开发某型纯电动汽车为例,一档传动比为3. 76,二档传动比为1. O。[0014] 表I齿轮齿数表齿轮 中心齿轮 行星轮 内齿圈齿数 18 20 55如附图1所示,用于纯电动汽车的一体式两档电机变速器使用了如下换档执行元件: 一个干式双离合器。[0015] 各个档位的执行元件工作情况如表2所示。[0016] 表2换档执行元件工作表
Figure CN103066748AD00041
注:表中“•”表示结合,“〇”表示分离;各档动力传递路线说明,结合图1及表2。[0017]1、空档——N位N位时,离合器Cl与离合器C2均不工作,此时电机无法将动力传递至车轮,车辆依靠惯性行驶或停止不前。[0018] 2、前进档——D位(电机转子逆时针转动)(1)前进一档(Dl档)Dl档时,离合器Cl工作,离合器C2不工作;动力经电机转子I带动中心齿轮轴5逆时针转动,行星齿轮8绕中心齿轮6公转,电机外壳3上内齿圈4固定,第一行星架9随中心齿轮轴5逆时针旋转,由于离合器Cl工作,使得第一行星架9与输出轴7相连。动力由电机转子I传递至中心齿轮轴5,再传递至第一行星架9,最后输出轴7通过主减齿轮和差速器使得车轮顺时针旋转输出动力。此档为中低速档,主要用于中低速行驶和爬坡等;(2)前进二档(D2档)D2档时,离合器Cl不工作,干式离合器C2工作;动力经电机转子I带动中心齿轮轴5逆时针转动,由于离合器C2工作,使得中心齿轮轴5与输出轴7相连。动力由电机转子I传递至中心齿轮轴5后,直接传递至输出轴7,并通过主减齿轮和差速器使得车轮顺时针旋转输出动力。此档为高速档,主要用于高速行驶。[0019] 3、倒档——R位(电机转子顺时针转动)倒档时,离合器Cl工作,离合器C2不工作。动力传递路线与Dl档相同,由于电机转子 I顺时针转动,最后车轮逆时针旋转输出动力。[0020] 实施例2 :用于纯电动汽车的一体式两档电机变速器结构同实施例1,各档动力传递路线同实施例I。不同在于传动比有所变化,且换档执行元件为一个湿式双离合器。[0021] 各齿轮齿数见表3:
Figure CN103066748AD00051
[0022] 实施例3 :参见图2和图3,输出轴7为空心轴时,中心齿轮轴5通过轴承15置于输出轴7内;主减小齿轮10通过键与输出轴7固连;与主减小齿轮10啮合的是主减大齿轮11 ;差速器12 通过螺钉与主减大齿轮11固连;左车轮13与右车轮14支撑在半轴上,并通过键与差速器12连接。

Claims (2)

1.用于纯电动汽车的一体式两档电机变速器,包括由定子、转子和电机外壳组成的电机,其特征在于:所述转子(I)的输出端通过键连接着中心齿轮轴(5)的一端,中心齿轮轴 (5 )上设有中心齿轮(6),与转子(I)输出端对应的定子(2 )固连在电机外壳(3 )上,电机外壳(3)上设有内齿圈(4),与中心齿轮(6)和内齿圈(4)啮合设有行星齿轮(8);行星齿轮(8) 的轮轴与第一行星架(9)的一端固连,第一行星架(9)的另一端通过一档离合器Cl连接着输出轴(7)的径向;与中心齿轮轴(5)同轴设有输出轴(7),中心齿轮轴(5)的一侧径向通过二档离合器C2连接着输出轴(7)的径向。
2.根据权利要求1所述的用于纯电动汽车的一体式两档电机变速器,其特征在于:所述输出轴(7 )为空心轴,与输出轴(7 )对应的中心齿轮轴(5 )的一端通过轴承(15 )位于输出轴(7)内。
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