CN105291826B - 一种集成自动变速主减速与差速的电动汽车驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集成自动变速主减速与差速的电动汽车驱动装置包括驱动电机、第一组行星减速系统、第一组霍尔转速测量系统、接合套换挡系统、推力电机拨挡系统、接合套位置测量系统、第二组行星减速系统、第二组霍尔转速测量系统、差速器。本发明各部件集成为一体,且按轴向布置,体积小,通过设计推力电机系统实现拨挡功能,减小了拨挡系统体积,同时也提高了换挡的可靠性;使用一组行星减速系统与接合套换挡系统配合,实现两档传动比的切换,使用另一组行星减速系统提供固定传动比,利用行星减速系统结构紧凑的特点,减小了换挡和减速机构体积,差速器左右半轴与电机输出轴同轴,实现了动力的轴向输出,便于驱动装置的安装布置。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动汽车驱动装置,特别涉及一种集成自动变速主减速与差速的电动汽车驱动装置。
背景技术
由于电动车驱动电机的转速转矩特性具有较宽的调速特性,因此,电动车多采用固定速比的一挡变速器。然而,为了满足车辆加速上坡性能和最高车速的设计要求,对驱动电机和电池包提出较高要求。采用固定速比的一挡变速器电机在低速时效率较低,低速时电机长期处于高转矩、大电流的工作状态降低了车辆的经济性。两挡变速器能提高汽车低速时的驱动力矩并可以拓宽汽车最大车速的范围。因此,与固定挡变速器相比两挡变速器通过对传动系的控制使驱动电机工作在效率图上的理想区域从而改善了车辆的动力性和经济性。
将电动汽车驱动系统必须的驱动电机、减速变速机构和差速机构集成一体,将有效减小驱动系统的重量与体积,提高电动车的性能。现有的两档变速器使用液压系统推动变挡机构或使用旋转电机加丝杆的方式推动变挡机构。使用液压系统推动变挡机构需要额外增加一套液压系统,增加了系统的体积和成本。使用旋转电机加丝杆的方式同样存在结构复杂,且丝杠具有反向自锁的特性,当出现换挡机构反向运动的情况,很可能损坏换挡机构。本发明专利使用推力线圈的方式,将推动换挡的装置集成到装置中,提高了换挡可靠性,减小体积。
发明内容
针对上述技术问题,本发明的目的是提供一种机构简单、体积小、
集成自动变挡、主变速器、差速器功能的电动汽车驱动装置。
本发明是使用以下技术方案来实现的:
一种集成自动变速主减速与差速的电动汽车驱动装置,包括驱动电机、第一组行星减速系统、第一组霍尔转速测量系统、接合套换挡系统、推力电机拨挡系统、接合套位置测量系统、第二组行星减速系统、第二组霍尔转速测量系统、差速器,
所述驱动电机主要包括电机段外壳、驱动电机轴承端盖、驱动电机定子线圈、驱动电机转子、中空的驱动电机输出轴,所述驱动电机定子线圈固定在电机段外壳的内壁上,所述驱动电机输出轴连接驱动电机转子;
第一组行星减速系统包括第一太阳轮、第一行星轮、第一外齿圈和第一行星轮架,所述第一太阳轮与驱动电机输出轴通过花键连接,第一外齿圈固定在变速段外壳上,所述第一行星轮布置在第一外齿圈与第一太阳轮之间,第一行星轮架的中心孔通过轴承与驱动电机输出轴连接,同时第一行星轮架的最左端开有键齿;
接合套换挡系统包括与驱动电机输出轴外圆滑动配合的接合套、键齿圈和中间传动轴,驱动电机输出轴的最左端通过花键连接键齿圈,中间传动轴为中空轴,接合套与中间传动轴右端的外圆柱面以滑动花键连接,接合套中部内圈朝左开有与键齿圈相啮合的键齿,接合套右端内圈朝右开有与第一行星轮架最左端相啮合的键齿,接合套与键齿圈之间和第一行星轮架之间还分别相隔设置有换挡时用于速度同步的第二同步环和第一同步环;
当接合套被所述推力电机拨挡系统推向键齿圈时,在接合套与键齿圈速度同步后,接合套上的键齿与键齿圈上的键齿相啮合,进而可以在两者以同样的速度转动并能直接传递扭矩。当接合套被推力拨挡系统推向第一行星轮架时,在接合套与第一行星轮架速度同步后,接合套上的键齿与第一行星齿轮上的键齿相啮合,进而可以在两者以同样的速度转动并能直接传递扭矩;
所述推力电机拨挡系统包括推盘,所述推盘的中心孔通过轴承安装在接合套的外圆柱面上,所述推盘的两侧对称设置有固定在变速段外壳内壁上用以通电时推动推盘左右移动实现换挡的电磁推力装置;
当控制器判断出需要换挡时,控制器首先停止对驱动电机供电,驱动电机输出轴处于空转状态,然后控制器给述推力电机拨挡系统供电,推力电机拨挡系统推动接合套与当前结合的键齿分离。当控制器根据位置测量系统的数据判断接合套与当前结合键齿分离后,控制器根据第一组霍尔转速测量系统和第二组霍尔转速测量系统测得的转速,控制驱动电机的转速,使得被结合键齿和接合套的转速尽快同步,当两者速度同步后,接合套在推力电机拨挡系统的推动下,完成换挡。
所述第二组行星减速系统包括第二太阳轮、第二行星轮、第二外齿圈和第二行星轮架,中间传动轴外圆柱面左端通过花键连接第二太阳轮,第二外齿圈固定在差速段外壳内壁上,所述第二行星轮布置在第二外齿圈与第二太阳轮之间,第二行星轮架的中心孔通过轴承与右输出轴连接,两者可相对转动,所述第二行星轮架最左端的外圆柱面开有花键齿,第二组行星减速系统提供一个固定的减速比,起主减速器的作用;
所述差速器位于差速段外壳内,包括输入端、左输出轴和右输出轴,所述输入端与第二行星轮架驱动连接,左输出轴和右输出轴分别连接电动汽车的左轮和右轮;
第二组霍尔转速测量系统包括第二信号盘和第二磁敏检测器,所述第二信号盘安装在中间传动轴的外圆柱面上,所述第二磁敏检测器固定安装在变速段外壳上,用于测量中间传动轴的转速,因为中间传动轴与接合套的转速相同,所以第二组霍尔转速测量系统可以测得接合套的转速;
第一组霍尔转速测量系统包括第一信号盘和第一磁敏检测器,第一信号盘安装在驱动电机输出轴上,第一磁敏检测器安装在电机段外壳上,用于测量驱动电机输出轴的转速;
接合套位置测量系统用于推盘的位置,包括内设有位置传感器的固定部件和活动部件,所述固定部件设置在变速段外壳内壁内部上,所述活动部件与推盘相连接。
进一步地,所述接合套位置测量系统包括第一线性霍尔传感器、第二线性霍尔传感器、位置检测永磁体、位置检测杆、第三线性霍尔传感器和位置检测装置套,位置检测杆一端连接推盘,另一端横穿位置检测装置套且可在位置检测装置套中左右滑动,位置检测永磁体固定在位置检测杆上,第一线性霍尔传感器、第二线性霍尔传感器和第三线性霍尔传感器相对固定在位置检测装置套上,当位置检测杆在位置检测装置套中滑动后,线性霍尔元件处的磁场会发生相应的变化,线性霍尔元件的输出电压会发生变化,控制器可以测量电压的大小,判断出检测杆的位置。
进一步地,所述电磁推力装置包括以接合套的轴心为轴心环形布置的第一导磁套、第一组永磁体、第一组推力线圈、第二组推力线圈、第二组永磁体和第二导磁套,第一导磁套和第二导磁套相对地固定在变速段外壳内壁上,第一组永磁体和第二组永磁体分别内嵌在第一导磁套和第二导磁套中,在第一导磁套和第二导磁套的气隙中产生磁场,第一组推力线圈和第二组推力线圈分别活动安置在第一导磁套和第二导磁套的气隙中;推盘位于第一组推力线圈和第二组推力线圈之间,第一组推力线圈和第二组推力线圈沿轴向运动将带动推盘沿轴向运动,推盘则推动接合套沿轴向运动完成档位的切换,当给线圈通电后,即会产生一个轴向的推力,进而带动拨盘运动,通过控制推力线圈通电电流的方向可以改变其产生推力的方向。
进一步地,所述差速器包括作为输入端的差速器壳、差速行星齿轮轴、第一差速行星齿轮、左差速半轴齿轮、第二差速行星齿轮和右差速半轴齿轮,左差速半轴齿轮连接作为左输出端的左输出轴,右差速半轴齿轮连接作为右输出端的右输出轴,所述第二行星轮架通过花键与差速器壳相连,差速行星齿轮轴转动地设置在差速器壳上,所述左输出轴另一端穿过差速段外壳上的推力轴承内孔,所述右输出轴另一端依次穿过第二行星轮架、中间传动轴、驱动电机输出轴的中心孔及驱动电机轴承端盖上的推力轴承,差速器将第二行星轮架传递来的转矩分别传递到连接车轮的左输出轴和右输出轴。
进一步地,所述右输出轴与第二行星轮架、中间传动轴、驱动电机输出轴的中心孔之间设置有滚动轴承。
进一步地,所述第一磁敏检测器和第二磁敏检测器均包括设置有矩形凹槽的支持架、相对设在所述凹槽内侧面的永磁铁、开关型霍尔元件,所述第一信号盘和第二信号盘的边缘均嵌入至支持架的矩形凹槽内,当信号盘的槽口转动至永磁铁与开关型霍尔元件之间时,开关型霍尔元件感应到永磁铁发出的磁场,进而开关型霍尔元件输出低电压,当信号盘的导磁实体位于永磁铁和开关型霍尔元件之间时,导磁材料将减弱开关型霍尔元件附近的磁场,进而开关型霍尔元件输出高电压,当信号盘连续转动时,开关型霍尔元件交替输出高低电压。
进一步地,所述变速段外壳上还安装有与所述第二信号盘的边缘磁感应配合的第三磁敏检测器,所述第三磁敏检测器结构与第二磁敏检测器相同,当所述第二信号盘转至一个槽口完全正对第二磁敏检测器的位置时,所述第三磁敏检测器的位置与所述第二信号盘的另一槽口错开槽口宽度的二分之一;所述电机段外壳上还安装有与所述第一信号盘的边缘磁感应配合的第四磁敏检测器,所述第四磁敏检测器与第一磁敏检测器结构相同,当所述第一信号盘转至一个槽口完全正对第一磁敏检测器的位置时,所述第四磁敏检测器的位置与所述第一信号盘的另一槽口错开槽口宽度的二分之一;根据两个相邻磁敏检测器检测的电压信号变化规律的相位先后顺序,判断出相应信号盘转动的方向。
本发明的有益效果如下:
本发明设计的自动变挡机构具有缩小自动变挡装置的体积,提高自动变挡可靠性的功能。本发明各部件集成为一体,且按轴向布置,体积小,通过设计推力电机系统实现拨挡功能,减小了拨挡系统体积,同时也提高了换挡的可靠性。本发明设计中霍尔转速测量系统和位置测量系统可以测量电机输出轴、中间轴转速和接合套的位置,将这些信息提供给控制器,控制器可以根据这三个数据调节电机转速和接合套的位置,使得换挡过程更加平顺,缩短变挡时间。同时本发明使用一组行星减速系统与接合套换挡系统配合,实现两档传动比的切换,使用另一组行星减速系统提供固定的传动比。利用行星减速系统结构紧凑的特点,减小了换挡和减速机构的体积。差速器左右半轴与电机输出轴同轴,实现了动力的轴向输出,便于驱动装置的安装布置。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
图2为本发明实施例的位置测量装置示意图。
图3为本发明实施例的第一信号盘主视示意图。
图4为本发明实施例的磁敏检测器结构示意图。
图5为本发明实施例的第二信号盘主视示意图。
图6为本发明实施例的空档状态结构简图。
图7为本发明实施例的低档状态结构简图。
图8为本发明实施例的高档状态结构简图。
图中所示为:1-电机段外壳;2-第一太阳轮;3-第一行星轮;4-第一外齿圈;5-第一行星轮架;6-变速段外壳;7-第一导磁套;8-第一组永磁体;9-第一同步环;10-第一组推力线圈;11-接合套;12-第二同步环;13-键齿圈;14-推盘;15-第二组推力线圈;16-第二组永磁体;17-第二导磁套;18-第二外齿圈;19-第二行星轮;20-第二行星轮架;21-第二太阳轮;22-中间传动轴;23-差速段外壳;24-差速行星齿轮轴;25-差速器壳;26-第一差速行星齿轮;27-左差速半轴齿轮;28-左输出轴;29-第二差速行星齿轮;30-右差速半轴齿轮;31-右输出轴;32-第二信号盘;33-第二磁敏检测器;34-第一线性霍尔传感器;35-第二线性霍尔传感器;36-永磁体;37-位置检测杆;38-第三线性霍尔传感器;39-位置检测装置套;40-第一信号盘;41-第一磁敏检测器;42-驱动电机输出轴;43-驱动电机转子;44-驱动电机定子线圈;45-驱动电机轴承端盖;46-第四磁敏检测器;47-永磁铁;48-支持架;49-开关型霍尔元件;50-第三磁敏检测器。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的目的作进一步详细地描述,实施例不能在此一一赘述,但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。
实施例
如图1所示,一种集成自动变速主减速与差速的电动汽车驱动装置主要包括驱动电机、第一组行星减速系统、第一组霍尔转速测量系统、接合套换挡系统、推力电机拨挡系统、接合套位置测量系统、第二组行星减速系统、第二组霍尔转速测量系统、差速器。
驱动电机主要包括电机段外壳1、驱动电机轴承端盖45、驱动电机定子线圈44、驱动电机转子43、驱动电机输出轴42,驱动电机定子线圈44固定在电机段外壳1内壁上,所述驱动电机输出轴42连接驱动电机转子43,驱动电机定子线圈44在控制器的控制下,产生旋转磁场,带动驱动电机转子43和驱动电机输出轴42旋转,进而产生驱动力。
第一组行星减速系统主要包括第一太阳轮2、第一行星轮3、第一外齿圈4和第一行星轮架5,第一太阳轮2与驱动电机输出轴42通过花键连接,第一外齿圈4固定在变速段外壳6上;所述第一行星轮3布置在第一外齿圈4与第一太阳轮2之间,第一行星轮架5的中心孔通过轴承与驱动电机输出轴42连接,第一行星轮架5的最左端开有键齿。根据行星减速系统的特性,第一行星轮架5的转速将低于驱动电机输出轴42的转速。
接合套换挡系统包括与驱动电机输出轴42外圆滑动配合的接合套11、键齿圈13和中间传动轴22,中间传动轴22为中空轴,驱动电机输出轴42的最左端通过花键连接键齿圈13,接合套11与中间传动轴22外圆柱面右端以滑动花键连接,所以接合套11既可以向中间传动轴22传递扭矩,也可以与中间传动轴22在推盘14的推动下做轴向的相对滑动。接合套11中部内圈朝左开有键齿,接合套11右端内圈朝右也开有键齿;接合套11与键齿圈13和第一行星轮架5之间分别相隔第二同步环12和第一同步环9,当推盘14将接合套11推向键齿圈13,由于同步环12的作用,在接合套11和键齿圈13速度同步之后,接合套11与键齿圈13的键齿结合,进而键齿圈13可以向接合套11传递转速和扭矩。当推盘14将接合套11推向第一行星轮架5,由于同步环9的作用,在接合套11和第一行星轮架5速度同步之后,接合套11与第一行星轮架5的键齿结合,进而行星轮架5可以向接合套11传递转速和扭矩。
所述推力电机拨挡系统包括推盘14,所述推盘14的中心孔通过轴承安装在接合套11的外圆柱面上,所述推盘14的两侧对称设置有固定在变速段外壳6内壁上用以通电时推动推盘14左右移动实现换挡的电磁推力装置;
具体而言,所述电磁推力装置包括以接合套11的轴心为轴心环形布置的第一导磁套7、第一组永磁体8、第一组推力线圈10、第二组推力线圈15、第二组永磁体16和第二导磁套17,第一导磁套7和第二导磁套17相对地固定在变速段外壳6内壁上,第一组永磁体8和第二组永磁体16分别内嵌在第一导磁套7和第二导磁套17中,在第一导磁套7和第二导磁套17的气隙中产生磁场,第一组推力线圈10和第二组推力线圈15分别活动安置在第一导磁套7和第二导磁套17的气隙中;推盘14位于第一组推力线圈10和第二组推力线圈15之间,第一组推力线圈10和第二组推力线圈15沿轴向运动将带动推盘14沿轴向运动,推盘14则推动接合套11沿轴向运动完成档位的切换,当给线圈通电后,即会产生一个轴向的推力,进而带动拨盘运动,通过控制推力线圈通电电流的方向可以改变其产生推力的方向。
所述第二组行星减速系统包括第二太阳轮21、第二行星轮19、第二外齿圈18和第二行星轮架20,中间传动轴22外圆柱面左端通过花键连接第二太阳轮21,第二外齿圈18固定在差速段外壳23内壁上。所述第二行星轮19布置在第二外齿圈18与第二太阳轮21之间,第二行星轮架20的中心孔通过轴承与右输出轴31连接,两者可相对转动,所述第二行星轮架20最左端的外圆柱面开有花键齿,第二行星轮架20通过花键与差速器壳25相连。
所述差速器包括作为输入端的差速器壳25、差速行星齿轮轴24、第一差速行星齿轮26、左差速半轴齿轮27、第二差速行星齿轮29和右差速半轴齿轮30,左差速半轴齿轮27连接作为左输出端的左输出轴28,右差速半轴齿轮30连接作为右输出端的右输出轴31,所述第二行星轮架20通过花键与差速器壳25相连,差速行星齿轮轴24转动地设置在差速器壳25上,所述左输出轴28另一端穿过差速段外壳23上的推力轴承内孔,所述右输出轴31另一端依次穿过第二行星轮架20、中间传动轴22、驱动电机输出轴42的中心孔及驱动电机轴承端盖45上的推力轴承,所述右输出轴31与第二行星轮架20、中间传动轴22、驱动电机输出轴42的中心孔之间设置有滚动轴承。差速器将第二行星轮架20传递来的转矩分别传递到连接车轮的左输出轴28和右输出轴31。
第二组霍尔转速测量系统包括第二信号盘32和第二磁敏检测器33,所述第二信号盘32安装在中间传动轴22的外圆柱面上,所述第二磁敏检测器33固定安装在变速段外壳6上,用于测量中间传动轴的转速,因为中间传动轴与接合套的转速相同,所以第二组霍尔转速测量系统可以测得接合套的转速;
第一组霍尔转速测量系统包括第一信号盘40和第一磁敏检测器41,第一信号盘40安装在驱动电机输出轴42上,第一磁敏检测器41安装在电机段外壳1上,用于测量驱动电机输出轴的转速;
如图2所示,接合套位置测量系统用于推盘14的位置,包括内设有位置传感器的固定部件和活动部件,所述固定部件设置在变速段外壳6内壁内部上,所述活动部件与推盘14相连接。
具体而言,所述接合套位置测量系统包括第一线性霍尔传感器34、第二线性霍尔传感器35、位置检测永磁体36、位置检测杆37、第三线性霍尔传感器38和位置检测装置套39,位置检测杆37一端连接推盘14,另一端横穿位置检测装置套39且可在位置检测装置套39中左右滑动,位置检测永磁体36固定在位置检测杆37上,第一线性霍尔传感器34、第二线性霍尔传感器35和第三线性霍尔传感器38相对固定在位置检测装置套39上,当位置检测杆在位置检测装置套中滑动后,线性霍尔元件处的磁场会发生相应的变化,线性霍尔元件的输出电压会发生变化,控制器可以测量电压的大小,判断出检测杆的位置。
具体而言,如图4所示,所述第一磁敏检测器41和第二磁敏检测器33均包括设置有矩形凹槽的支持架48、相对设在所述凹槽内侧面的永磁铁47、开关型霍尔元件49,所述第一信号盘40和第二信号盘32的边缘均嵌入至支持架48的矩形凹槽内,当信号盘的槽口转动至永磁铁47与开关型霍尔元件49之间时,开关型霍尔元件49感应到永磁铁47发出的磁场,进而开关型霍尔元件49输出低电压,当信号盘的导磁实体位于永磁铁47和开关型霍尔元件49之间时,导磁材料将减弱开关型霍尔元件49附近的磁场,进而开关型霍尔元件49输出高电压,当信号盘连续转动时,开关型霍尔元件49交替输出高低电压。
同时,如图5所示,所述变速段外壳6上还安装有与所述第二信号盘32的边缘磁感应配合的第三磁敏检测器50,所述第三磁敏检测器50结构与第二磁敏检测器33相同,当所述第二信号盘32转至一个槽口完全正对第二磁敏检测器33的位置时,所述第三磁敏检测器50的位置与所述第二信号盘32的另一槽口错开槽口宽度的二分之一;如图3所述,所述电机段外壳1上还安装有与所述第一信号盘40的边缘磁感应配合的第四磁敏检测器46,所述第四磁敏检测器46与第一磁敏检测器41结构相同,当所述第一信号盘40转至一个槽口完全正对第一磁敏检测器41的位置时,所述第四磁敏检测器46的位置与所述第一信号盘40的另一槽口错开槽口宽度的二分之一;根据两个相邻磁敏检测器检测的电压信号变化规律的相位先后顺序,判断出相应信号盘转动的方向。
本实施例的工作原理及过程如下:
控制器根据第一组霍尔转速测量系统和第二组霍尔转速测量系统得到的转速数据判断出是否需要换挡, 当进行换挡时,控制器同时根据霍尔转速测量系统和位置测量系统所得的数据,控制电机迅速改变到同步转速,可缩短同步时间与同步环的磨损。当由低档换向高档时,首先,控制器切断对驱动电机的供电,使其处于自由转动状态;然后,控制器给第一组推力线圈10和第二组推力线圈15通电,第一组推力线圈10和第二组推力线圈15推动推盘14带动接合套11与第一行星轮架5分离,当控制器根据接合套位置测量系统的输出信号判断出接合套11与第一行星轮架5分离后,控制器控制驱动电机的转速使得接合套11与键齿圈13的转速相同。接合套11与键齿圈13的转速同步后,接合套11与键齿圈13的键齿结合,完成换挡。当由高档换向低档时,首先,控制器切断对驱动电机的供电,使其处于自由转动状态;然后,控制器给第一组推力线圈10和第二组推力线圈15通电,第一组推力线圈10和第二组推力线圈15推动推盘14带动接合套11与键齿圈13分离,当控制器根据位置检测装置的输出信号判断出接合套11与键齿圈13分离后,控制器控制驱动电机的转速使得接合套11与第一行星轮架5的转速相同。接合套11与第一行星轮架5的转速同步后,接合套11与第一行星轮架5的键齿结合,完成换挡。图2为位置检测装置结构图。图6为本发明的空档状态结构简图,图6中接合套11与键齿圈13和第一行星轮架5处于脱离状态,此时为空档状态。图7为本发明的低档状态结构简图,图7中接合套11与第一行星轮架5处于接合状态,驱动电机的动力通过行星轮架5传递给接合套11,接合套11再将动力传递到后方,此时为低档状态。图8为本发明的高档状态结构简图,图8中接合套11与键齿圈13处于接合状态,驱动电机的动力通过键齿圈13传递给接合套11,接合套11再将动力传递到后方,此时为高档状态。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种集成自动变速主减速与差速的电动汽车驱动装置,其特征在于,包括驱动电机、第一组行星减速系统、第一组霍尔转速测量系统、接合套换挡系统、推力电机拨挡系统、接合套位置测量系统、第二组行星减速系统、第二组霍尔转速测量系统、差速器,
所述驱动电机主要包括电机段外壳(1)、驱动电机轴承端盖(45)、驱动电机定子线圈(44)、驱动电机转子(43)、中空的驱动电机输出轴(42),所述驱动电机定子线圈(44)固定在电机段外壳(1)的内壁上,所述驱动电机输出轴(42)连接驱动电机转子(43);
第一组行星减速系统包括第一太阳轮(2)、第一行星轮(3)、第一外齿圈(4)和第一行星轮架(5),所述第一太阳轮(2)与驱动电机输出轴(42)通过花键连接,第一外齿圈(4)固定在变速段外壳(6)上,所述第一行星轮(3)布置在第一外齿圈(4)与第一太阳轮(2)之间,第一行星轮架(5)的中心孔通过轴承与驱动电机输出轴(42)连接,同时第一行星轮架(5)的最左端开有键齿;
接合套换挡系统包括与驱动电机输出轴(42)外圆滑动配合的接合套(11)、键齿圈(13)和中间传动轴(22),驱动电机输出轴(42)的最左端通过花键连接键齿圈(13),中间传动轴(22)为中空轴,接合套(11)与中间传动轴(22)右端的外圆柱面以滑动花键连接,接合套(11)中部内圈朝左开有与键齿圈(13)相啮合的键齿,接合套(11)右端内圈朝右开有与第一行星轮架(5)最左端相啮合的键齿,接合套(11)与键齿圈(13)之间和第一行星轮架(5)之间还分别相隔设置有换挡时用于速度同步的第二同步环(12)和第一同步环(9);
所述推力电机拨挡系统包括推盘(14),所述推盘(14)的中心孔通过轴承安装在接合套(11)的外圆柱面上,所述推盘(14)的两侧对称设置有固定在变速段外壳(6)内壁上用以通电时推动推盘(14)左右移动实现换挡的电磁推力装置;
所述第二组行星减速系统包括第二太阳轮(21)、第二行星轮(19)、第二外齿圈(18)和第二行星轮架(20),中间传动轴(22)外圆柱面左端通过花键连接第二太阳轮(21),第二外齿圈(18)固定在差速段外壳(23)内壁上,所述第二行星轮(19)布置在第二外齿圈(18)与第二太阳轮(21)之间,第二行星轮架(20)的中心孔通过轴承与右输出轴(31)连接,两者可相对转动,所述第二行星轮架(20)最左端的外圆柱面开有花键齿;
所述差速器位于差速段外壳(23)内,包括输入端、左输出轴(28)和右输出轴(31),所述输入端与第二行星轮架(20)驱动连接,左输出轴(28)和右输出轴(31)分别连接电动汽车的左轮和右轮;
第二组霍尔转速测量系统包括采用圆盘型导磁体材料的第二信号盘(32)和与所述第二信号盘(32)边缘磁感应配合的第二磁敏检测器(33),所述第二信号盘(32)的中心孔安装在中间传动轴(22)的外圆柱面上,所述第二磁敏检测器(33)固定安装在变速段外壳(6)上,所述第二信号盘(32)的边缘沿周向均匀设置有若干一定宽度的槽口;
第一组霍尔转速测量系统包括采用圆盘型导磁体材料的第一信号盘(40)和与所述第一信号盘(40)的边缘磁感应配合的第一磁敏检测器(41),第一信号盘(40)的中心孔安装在驱动电机输出轴(42)上,第一磁敏检测器(41)安装在电机段外壳(1)上,所述第一信号盘(40)的边缘沿周向均匀设置有若干一定宽度的槽口;
接合套位置测量系统用于推盘(14)的位置,包括内设有位置传感器的固定部件和活动部件,所述固定部件设置在变速段外壳(6)内壁内部上,所述活动部件与推盘(14)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种集成自动变速主减速与差速的电动汽车驱动装置,其特征在于:所述接合套位置测量系统包括第一线性霍尔传感器(34)、第二线性霍尔传感器(35)、位置检测永磁体(36)、位置检测杆(37)、第三线性霍尔传感器(38)和位置检测装置套(39),位置检测杆(37)一端连接推盘(14),另一端横穿位置检测装置套(39)且可在位置检测装置套(39)中左右滑动,位置检测永磁体(36)固定在位置检测杆(37)上,第一线性霍尔传感器(34)、第二线性霍尔传感器(35)和第三线性霍尔传感器(38)相对固定在位置检测装置套(39)上。
3.根据权利要求1所述的一种集成自动变速主减速与差速的电动汽车驱动装置,其特征在于:所述电磁推力装置包括以接合套(11)的轴心为轴心环形布置的第一导磁套(7)、第一组永磁体(8)、第一组推力线圈(10)、第二组推力线圈(15)、第二组永磁体(16)和第二导磁套(17),第一导磁套(7)和第二导磁套(17)相对地固定在变速段外壳(6)内壁上,第一组永磁体(8)和第二组永磁体(16)分别内嵌在第一导磁套(7)和第二导磁套(17)中,在第一导磁套(7)和第二导磁套(17)的气隙中产生磁场,第一组推力线圈(10)和第二组推力线圈(15)分别活动安置在第一导磁套(7)和第二导磁套(17)的气隙中;推盘(14)位于第一组推力线圈(10)和第二组推力线圈(15)之间,第一组推力线圈(10)和第二组推力线圈(15)沿轴向运动将带动推盘(14)沿轴向运动,推盘(14)则推动接合套(11)沿轴向运动完成档位的切换。
4.根据权利要求1所述的一种集成自动变速主减速与差速的电动汽车驱动装置,其特征在于:所述差速器包括作为输入端的差速器壳(25)、差速行星齿轮轴(24)、第一差速行星齿轮(26)、左差速半轴齿轮(27)、第二差速行星齿轮(29)和右差速半轴齿轮(30),左差速半轴齿轮(27)连接作为左输出端的左输出轴(28),右差速半轴齿轮(30)连接作为右输出端的右输出轴(31),所述第二行星轮架(20)通过花键与差速器壳(25)相连,差速行星齿轮轴(24)转动地设置在差速器壳(25)上,所述左输出轴(28)另一端穿过差速段外壳(23)上的推力轴承内孔,所述右输出轴(31)另一端依次穿过第二行星轮架(20)、中间传动轴(22)、驱动电机输出轴(42)的中心孔及驱动电机轴承端盖(45)上的推力轴承,差速器将第二行星轮架(20)传递来的转矩分别传递到连接车轮的左输出轴(28)和右输出轴(31)。
5.根据权利要求4所述的一种集成自动变速主减速与差速的电动汽车驱动装置,其特征在于:所述右输出轴(31)与第二行星轮架(20)、中间传动轴(22)、驱动电机输出轴(42)的中心孔之间设置有滚动轴承。
6.根据权利要求1所述的一种集成自动变速主减速与差速的电动汽车驱动装置,其特征在于:所述第一磁敏检测器(41)和第二磁敏检测器(33)均包括设置有矩形凹槽的支持架(48)、相对设在所述凹槽内侧面的永磁铁(47)、开关型霍尔元件(49),所述第一信号盘(40)和第二信号盘(32)的边缘均嵌入至支持架(48)的矩形凹槽内,当信号盘的槽口转动至永磁铁(47)与开关型霍尔元件(49)之间时,开关型霍尔元件(49)感应到永磁铁(47)发出的磁场,进而开关型霍尔元件(49)输出低电压,当信号盘的导磁实体位于永磁铁(47)和开关型霍尔元件(49)之间时,导磁材料将减弱开关型霍尔元件(49)附近的磁场,进而开关型霍尔元件(49)输出高电压,当信号盘连续转动时,开关型霍尔元件(49)交替输出高低电压。
7.根据权利要求6所述的一种集成自动变速主减速与差速的电动汽车驱动装置,其特征在于:所述变速段外壳(6)上还安装有与所述第二信号盘(32)的边缘磁感应配合的第三磁敏检测器(50),所述第三磁敏检测器(50)结构与第二磁敏检测器(33)相同,当所述第二信号盘(32)转至一个槽口完全正对第二磁敏检测器(33)的位置时,所述第三磁敏检测器(50)的位置与所述第二信号盘(32)的另一槽口错开槽口宽度的二分之一;所述电机段外壳(1)上还安装有与所述第一信号盘(40)的边缘磁感应配合的第四磁敏检测器(46),所述第四磁敏检测器(46)与第一磁敏检测器(41)结构相同,当所述第一信号盘(40)转至一个槽口完全正对第一磁敏检测器(41)的位置时,所述第四磁敏检测器(46)的位置与所述第一信号盘(40)的另一槽口错开槽口宽度的二分之一;根据两个相邻磁敏检测器检测的电压信号变化规律的相位先后顺序,判断出相应信号盘转动的方向。
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