CN103921674A - 一种电动汽车用变速箱 - Google Patents

Abstract

本发明适用于变速器的技术领域，公开了一种电动汽车用变速箱，包括电机、变速器和差速器，电机包括定子、转子和电机壳体，变速器包括行星齿轮传动装置、传动齿轮组、电磁制动器和变速器壳体，差速器包括输出轴与差速器壳体，电机还设有电机输出轴，行星齿轮传动装置包括行星架、太阳齿轮、行星齿轮和内齿圈，传动齿轮组包括一挡主动齿轮、一挡从动齿轮、二挡主动齿轮与二挡从动齿轮，电磁制动器包括磁轭与电驱板。本发明提供的一种电动汽车用变速箱，有效减少了变速箱外壳的面积与复杂程度，而且体积小巧、制造成本低；有效解决了现有电动汽车的启动、爬坡和超载的大电流和耗电的技术问题，从而利于提高电动汽车的综合性能和市场竞争力。

Description

一种电动汽车用变速箱

【技术领域】

本发明涉及变速器的技术领域，特别涉及一种电动汽车用变速箱。

【背景技术】

目前，内燃机汽车占据了绝大部分市场，但是内燃机汽车面临着排放和石油资源短缺这两个难以解决的问题。以解决能源危机与环保需求问题为出发点，以纯电动汽车为代表的新能源汽车的发展受到全球的广泛关注。

国外，以日本、美国为代表，在电动汽车以及混合动力汽车研究方面走在了世界的前列，日本混合动力轿车在2004年的保有量达19.7万辆，主要是丰田Prius第三代、本田Civic第二代，现品种已有20多个，美国正加速发展柴油混合动力，伊顿正发展液压混合动力驱动系统，由储能器、液压泵、液压马达、驱动后桥的串联式，包括制动再生和发动机自动停开等。

国内以一汽、东风、上海大众、长安、奇瑞、中通、北汽福田和京华客车等企业为代表，也以08奥运为契机，开发出了新能源汽车，但仔细分析后，均可发现，这些新能源汽车在传动系方面基本上都是借用传统的燃油汽车的传动系，或在参数方面稍做改变，而没有进行有针对性的研究。以纯电动汽车为例：通过对国内外已研制的电动汽车的结构分析，可以发现其结构基本是在传统汽车的基础上改装而成。就纯电动汽车来说，即把原有的燃油发动机换成蓄电池和驱动电机及其控制器，而其余结构基本没有改变，这样虽然大大简化了设计制造过程，但它未能根据电机的驱动特性来充分发挥电机驱动的各种技术优势，因此其性价比也难以有突破性提高。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种电动汽车用变速箱，其旨在解决现有技术中变速箱的体积大、结构复杂、加工成本高、操作步骤繁琐、无法与电动汽车配套的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出了一种电动汽车用变速箱，包括电机、变速器和差速器，所述电机包括定子、转子和电机壳体，所述变速器包括行星齿轮传动装置、传动齿轮组、电磁制动器和变速器壳体，所述差速器包括输出轴与差速器壳体，所述电机还设有电机输出轴，所述电机输出轴的一端与转子相连、另一端与行星齿轮传动装置相连，所述电机输出轴为空心轴，所述电机输出轴内插装有主动轴，所述主动轴的一端设于电机壳体上，所述主动轴的另一端设于变速器壳体上；

所述行星齿轮传动装置包括行星架、太阳齿轮、行星齿轮和内齿圈，所述行星架固定设于主动轴上，所述太阳齿轮固定设于电机输出轴上，所述行星齿轮安设于行星架上，所述行星齿轮至少有两个，所述内齿圈固定设于变速器壳体上，所述行星齿轮与太阳齿轮外啮合、与内齿圈内啮合；

所述传动齿轮组包括一挡主动齿轮、一挡从动齿轮、二挡主动齿轮与二挡从动齿轮，所述一挡主动齿轮和二挡主动齿轮与主动轴相连，所述一挡从动齿轮和二挡从动齿轮与差速器相连，所述一挡从动齿轮通过所述一挡主动齿轮啮合传动，所述二挡从动齿轮通过二挡主动齿轮啮合传动；

所述电磁制动器包括磁轭与电驱板，所述磁轭固定设于变速器壳体上，所述电驱板与一挡主动齿轮相连。

作为优选，所述电机壳体、变速器壳体与差速器壳体皆为一体结构，所述输出轴为左右车轮提供动力。

作为优选，所述电机壳体与变速箱壳体的连接处设有隔板与密封块，所述电机输出轴穿过隔板，所述密封块设于电机输出轴与隔板的间隙之间。

作为优选，所述主动轴上从右至左分别与行星架、二挡主动齿轮、同步器、一挡主动齿轮和电驱板相连,所述二挡主动齿轮套设于同步器和行星架之间的主动轴上，所述一挡主动齿轮和电驱板套设于同步器与变速器壳体之间的主动轴上。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明提供的一种电动汽车用变速箱，其电机、变速器和差速器设计成一个整体，有效减少了变速箱外壳的面积与复杂程度，减少了动力总成的轴线尺寸，而且体积小巧、制造成本低；同时避免了电机输出轴与变速器配合安装而造成的同轴度公差，消除了不必要的机械振动与噪声；进一步地，两档变速操作方便，有效解决了现有电动汽车的启动、爬坡和超载的大电流和耗电的技术问题，从而利于提高电动汽车的综合性能和市场竞争力。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本发明实施例各部件的装配示意图；

图2是本发明实施例中电机1的结构示意图；

图3是本发明实施例中变速器2的结构示意图；

图4是本发明实施例中差速器3的结构示意图。

【具体实施方式】

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

参阅图1、图2、图3和图4，本发明实施例提供一种电动汽车用变速箱，包括电机1、变速器2和差速器3，电机1包括定子11、转子12和电机壳体13，变速器2包括行星齿轮传动装置、传动齿轮组、电磁制动器和变速器壳体21，差速器3包括输出轴31与差速器壳体32，电机1还设有电机输出轴14，电机输出轴14的一端与转子12相连、另一端与行星齿轮传动装置相连，电机输出轴14为空心轴，电机输出轴14内插装有主动轴4，主动轴4的一端设于电机壳体13上，主动轴4的另一端设于变速器壳体21上。此种结构的电机输出轴14直接与行星齿轮传动装置相连，避免了电机输出轴14与变速器输入轴配合安装时导致的同轴度公差，消除了由此带来的机械振动，减少了机械连接与噪声。

具体地，行星齿轮传动装置包括行星架5、太阳齿轮6、行星齿轮7和内齿圈8，行星架5固定设于主动轴4上，太阳齿轮6固定设于电机输出轴14上，行星齿轮7安设于行星架5上，行星齿轮7至少有两个，内齿圈8固定设于变速器壳体21上，行星齿轮7与太阳齿轮6外啮合、与内齿圈8内啮合，使得电机转速可控。

具体地，传动齿轮组包括一挡主动齿轮22、一挡从动齿轮24、二挡主动齿轮23与二挡从动齿轮25，一挡主动齿轮22和二挡主动齿轮23与主动轴4相连，一挡从动齿轮24和二挡从动齿轮25与差速器3相连，一挡从动齿轮24通过一挡主动齿轮22啮合传动，二挡从动齿轮25通过二挡主动齿轮23啮合传动。本发明的实施例采用两挡变速结构，与市面上的电动汽车相比，此种结构的电机可长时间工作在高效区，减少电能损耗，增加车辆续驶里程。其中，一挡从动齿轮24和二挡从动齿轮23为双联齿轮，整合为一个零件，其直接固定连接在差速器3的差速器壳体31上，使得形式简单，取消了从动齿轮轴等传动装置，减小了传动总成的径向尺寸，结构紧凑，体积小、重量小，满足电动汽车轻量化的需要。

具体地，电磁制动器包括磁轭26与电驱板27，磁轭26固定设于变速器壳体21上，电驱板27与一挡主动齿轮22相连。

进一步地，主动轴4上从右至左分别与行星架5、二挡主动齿轮23、同步器28、一挡主动齿轮22和电驱板27相连,二挡主动齿轮23套设于同步器28和行星架5之间的主动轴4上，一挡主动齿轮22和电驱板27套设于同步器28与变速器壳体21之间的主动轴4上。

本发明利用电磁制动器通电分离、断电制动的特性，实现电动汽车的制动驻车。当汽车正常行驶时，电磁制动器通电，磁轭26与电驱板27处于分离状态，此时变速器正常工作；当汽车处于驻车状态时，电磁制动器断电，磁轭26与电驱板27处于制动状态，一挡主动齿轮22被制动，从而使得与一挡主动齿轮22啮合的一挡从动齿轮24被制动，进而差速器3被制动，使得汽车停止，避免不必要的滑行，在上下坡及频繁起步停车的路况时，提高整车的驻车安全性。

具体地，电机壳体13、变速器壳体21与差速器壳体32皆为一体结构，输出轴31为左右车轮提供动力。本发明实施例将电动汽车的电机、变速器与差速器整合成一个整体，有效地减少了变速箱外壳的复杂程度和面积，减少了动力总成的轴向尺寸。

进一步地，电机壳体13与变速箱壳体21的连接处设有隔板15与密封块16，电机输出轴14穿过隔板15，密封块16设于电机输出轴14与隔板15的间隙之间，此种密封设计，结构简单，简便经济，密封性能相当可靠。密封块16可以由多层密封圈组合，也可以设有与隔板15对应配合的凸凹环槽，都在本实施例的保护范围内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电动汽车用变速箱，包括电机（1）、变速器（2）和差速器（3），所述电机（1）包括定子（11）、转子（12）和电机壳体（13），所述变速器（2）包括行星齿轮传动装置、传动齿轮组、电磁制动器和变速器壳体（21），所述差速器（3）包括输出轴（31）与差速器壳体（32），其特征在于：所述电机（1）还设有电机输出轴（14），所述电机输出轴（14）的一端与转子（12）相连、另一端与行星齿轮传动装置相连，所述电机输出轴（14）为空心轴，所述电机输出轴（14）内插装有主动轴（4），所述主动轴（4）的一端设于电机壳体（13）上，所述主动轴（4）的另一端设于变速器壳体（21）上；所述行星齿轮传动装置包括行星架（5）、太阳齿轮（6）、行星齿轮（7）和内齿圈（8），所述行星架（5）固定设于主动轴（4）上，所述太阳齿轮（6）固定设于电机输出轴（14）上，所述行星齿轮（7）安设于行星架（5）上，所述行星齿轮（7）至少有两个，所述内齿圈（8）固定设于变速器壳体（21）上，所述行星齿轮（7）与太阳齿轮（6）外啮合、与内齿圈（8）内啮合；所述传动齿轮组包括一挡主动齿轮（22）、一挡从动齿轮（24）、二挡主动齿轮（23）与二挡从动齿轮（25），所述一挡主动齿轮（22）和二挡主动齿轮（23）与主动轴（4）相连，所述一挡从动齿轮（24）和二挡从动齿轮（25）与差速器（3）相连，所述一挡从动齿轮（24）通过所述一挡主动齿轮（22）啮合传动，所述二挡从动齿轮（25）通过二挡主动齿轮（23）啮合传动；所述电磁制动器包括磁轭（26）与电驱板（27），所述磁轭（26）固定设于变速器壳体（21）上，所述电驱板（27）与一挡主动齿轮（22）相连。

2.如权利要求1所述的一种电动汽车用变速箱，其特征在于：所述电机壳体（13）、变速器壳体（21）与差速器壳体（32）皆为一体结构，所述输出轴（31）为左右车轮提供动力。

3.如权利要求2所述的一种电动汽车用变速箱，其特征在于：所述电机壳体（13）与变速箱壳体（21）的连接处设有隔板（15）与密封块（16），所述电机输出轴（14）穿过隔板（15），所述密封块（16）设于电机输出轴（14）与隔板（15）的间隙之间。

4.如权利要求1所述的一种电动汽车用变速箱，其特征在于：所述主动轴（4）上从右至左分别与行星架（5）、二挡主动齿轮（23）、同步器（28）、一挡主动齿轮（22）和电驱板（27）相连,所述二挡主动齿轮（23）套设于同步器（28）和行星架（5）之间的主动轴（4）上，所述一挡主动齿轮（22）和电驱板（27）套设于同步器（28）与变速器壳体（21）之间的主动轴（4）上。