CN105626795A - 两挡电动汽车动力总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两挡电动汽车动力总成，包含一壳体，所述的壳体内设有一输入轴组、一齿圈、一太阳轮、一输出轴组、一一挡制动器和一电气液压控制器。本发明的两挡电动汽车动力总成通过电控液压系统实现两个前进挡的自由转换，在无需切断动力的前提下，满足了电动汽车在不同的路面状况下的需求。本发明将永磁同步电机与两挡自动变速箱有效地结合在一起，具有体积小、结构简单、生产成本低、传递效率高、续驶里程增加、电池寿命延长等优点。

Description

两挡电动汽车动力总成

技术领域

本发明涉及一种电动汽车，更确切地说，是一种两挡电动汽车动力总成。

背景技术

电动汽车无内燃机汽车工作时产生的废气，不产生排气污染，对环境保护和空气的洁净是十分有益的，几乎是“零污染”。现有的纯电动汽车普遍使用单速比的减速装置。汽车在起步或爬坡时，驱动电机输出的动力必须经过一个较大的减速比才能获取足够的扭矩驱动汽车，但在高速行驶时，汽车又需要一个较小的减速比，才能使得车辆达到最高车速要求。由于单速比减速装置很难同时满足高速行驶(120km/h以上)和低速爬坡(25％以上的坡度)性能的要求。若要达到高速要求，必须提高电机转速，这样电机成本增加，可靠性降低。但在低速起步或爬坡时，电机的电流过大而带来了效率偏低、续驶里程下降、控制器制造成本增加、电池寿命缩短等一系列的弊端。

如采用传统的同步器式齿轮变速器，则在换挡位时需要用离合器切断动力，否则就不能进行顺利的换挡，电动汽车的驱动电机加速性能远远超过燃油发动机，离合器的结合力不足已成为一大难题，为了考虑整车的布置空间缩小以及电机与变速箱的有效结合，所以针对没有离合器而实现自动变速，并为整车设计及布置提供合理的结构，成为电动汽车设计者的研究对象。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题，从而提供一种两挡电动汽车动力总成。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种两挡电动汽车动力总成，包含一壳体，所述的壳体内设有一输入轴组、一齿圈、一太阳轮、一输出轴组、一一挡制动器和一电气液压控制器，

所述的输入轴组包含一输入轴和一二挡离合器毂，所述的二挡离合器毂与所述的输入轴焊接连接，所述的输入轴与一电机相连接，所述的输入轴的头部设有一输入花键，其尾部设有一太阳轮连接花键，所述的二挡离合器毂的底部设有一二挡离合器活塞和一二挡离合器回位弹簧，所述的二挡离合器毂内设有一由二挡钢片组成的二挡钢片阵列，相邻的所述的二挡钢片之间分别设有一二挡摩擦盘，所述的二挡摩擦盘的内壁周向上设有一由二挡固定齿组成的二挡固定齿阵列；

所述的齿圈包含一环形的二挡制动轮和一环形的一挡制动轮，所述的二挡制动轮的外壁上设有一由二挡制动齿组成的二挡制动齿阵列，所述的一挡制动轮的外壁上设有一由一挡制动齿组成的一挡制动齿阵列，所述的一挡制动轮的内壁上设有一由一挡传动齿组成的一挡传动齿阵列；

所述的太阳轮的外壁上设有一由太阳轮输入齿组成的太阳轮输入齿阵列，其内壁上设有一由太阳轮固定齿组成的太阳轮固定齿阵列；

所述的输出轴组包含一输出轴和一圆盘状的锁止片，所述的锁止片的顶部设有一行星轮安装支架，所述的行星轮安装支架上设有一由行星轮组成的行星轮阵列；

所述的一挡制动器包含一一挡制动活塞，所述的一挡制动活塞的底部设有一一挡制动回位弹簧和一由一挡钢片组成的一挡钢片阵列，相邻的所述的一挡钢片之间分别设有一一挡摩擦盘，所述的一挡摩擦盘的内壁周向上设有一由一挡固定齿组成的一挡固定齿阵列；

所述的二挡摩擦盘的二挡固定齿与所述的二挡制动齿相配合，所述的一挡摩擦盘的一挡固定齿与所述的一挡制动齿相配合；

所述的太阳轮的太阳轮输入齿与所述的行星轮的相啮合，所述的太阳轮的太阳轮固定齿与所述的输入轴的太阳轮连接花键相啮合，所述的齿圈的一挡传动齿与所述的行星轮相啮合。

作为本发明较佳的实施例，所述的电机为永磁同步电机。

本发明的两挡电动汽车动力总成具有以下优点：本发明的两挡电动汽车动力总成通过电控液压系统实现两个前进挡的自由转换，在无需切断动力的前提下，能够满足低速爬坡和高速行驶性能需求。本发明将永磁同步电机与两挡自动变速箱有效地结合在一起，具有体积小、结构简单、生产成本低、传递效率高、续驶里程增加、电池寿命延长等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的两挡电动汽车动力总成的剖面结构示意图；

图2为图1中的两挡电动汽车动力总成的内部立体结构示意图；

图3为图2中的两挡电动汽车动力总成的立体结构分解示意图；

图4为图2中的两挡电动汽车动力总成的输入轴组的立体结构分解示意图；

图5为图3中的输入轴组的二挡钢片的立体结构示意图；

图6为图3中的输入轴组的二挡摩擦盘的立体结构示意图；

图7为图5中的输入轴组的二挡摩擦盘的A区域的细节放大示意图；

图8为图2中的两挡电动汽车动力总成的齿圈的立体结构示意图；

图9为图7中的齿圈的立体结构示意图，此时为另一个视角；

图10为图2中的两挡电动汽车动力总成的太阳轮的立体结构示意图；

图11为图2中的两挡电动汽车动力总成的输出轴组的立体结构示意图；

图12为图2中的两挡电动汽车动力总成的一挡制动器的立体结构分解示意图；

其中，

1、输入轴组；11、输入轴；111、输入花键；112、太阳轮连接花键；12、二挡离合器毂；13、二挡离合器活塞；131、二挡离合器回位弹簧；14、二挡钢片；141、二挡定位突出；15、二挡摩擦盘；151、二挡固定齿；2、齿圈；21、二挡制动轮；211、二挡制动齿；22、一挡制动轮；221、一挡制动齿；222、一挡传动齿；3、太阳轮；31、太阳轮输入齿；32、太阳轮固定齿；4、输出轴组；41、输出轴；42、锁止片；421、锁止卡口；43、行星轮安装支架；44、行星轮；5、一挡制动器；51、一挡制动活塞；52、一挡制动回位弹簧；53、一挡钢片；54、一挡摩擦盘；541、一挡固定齿；6、壳体；7、电机；8、电气液压控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1至图3所示，该两挡电动汽车动力总成包含一输入轴组1、一齿圈2、一太阳轮3、一输出轴组4和一一挡制动器5。该输入轴组1、齿圈2、太阳轮3、输出轴组4和一挡制动器5均设置在一壳体6内，壳体通常采用铸件制造。

如图4所示，该输入轴组1包含一输入轴11和一二挡离合器毂12，该输入轴11与一电机7相连接。该电机7为永磁同步电机。永磁同步电机具有结构简单、体积小、重量轻、损耗少、效率高和功率因数高等优点，响应快速，调速范围宽，定位准确。

另外，该输入轴11利用输入花键111与电机相连接。

该二挡离合器毂12与该输入轴11焊接连接，该输入轴11的头部设有一输入花键111，其尾部设有一太阳轮连接花键112，该二挡离合器毂12的底部设有一二挡离合器活塞13和一二挡离合器回位弹簧131，该二挡离合器毂12内设有一由二挡钢片14组成的二挡钢片阵列，相邻的该二挡钢片14之间分别设有一二挡摩擦盘15。

如图5所示，二挡钢片14的外壁周向上设有多个二挡定位突出141，这些二挡定位突出141直接嵌在壳体内预设的槽结构内。

如图6和图7所示，该二挡摩擦盘15的内壁周向上设有一由二挡固定齿151组成的二挡固定齿阵列。

如图8和图9所示，该齿圈2包含一环形的二挡制动轮21和一环形的一挡制动轮22，该二挡制动轮21的外壁上设有一由二挡制动齿211组成的二挡制动齿阵列，该一挡制动轮22的外壁上设有一由一挡制动齿221组成的一挡制动齿阵列，该一挡制动轮22的内壁上设有一由一挡传动齿222组成的一挡传动齿阵列。

如图10所示，该太阳轮3的外壁上设有一由太阳轮输入齿31组成的太阳轮输入齿阵列，其内壁上设有一由太阳轮固定齿32组成的太阳轮固定齿阵列。

如图11所示，该输出轴组4包含一输出轴41和一圆盘状的锁止片42。锁止片42的侧壁上设有多个锁止卡口421。这些锁止卡口421与汽车的刹车柱爪相配合，用于汽车的驻车。

该锁止片42的顶部设有一行星轮安装支架43，该行星轮安装支架43上设有一由行星轮44组成的行星轮阵列。此时图中显示的行星轮44的数量为四个，显然，行星轮44的数量并不限于四个。

另外，该输出轴41与一减速齿轮组和差速器相连接，将电机的动力输送到汽车的传动轴上，用以驱动车轮。

如图12所示，该一挡制动器5包含一一挡制动活塞51，该一挡制动活塞51的底部设有一一挡制动回位弹簧52和一由一挡钢片53组成的一挡钢片阵列，相邻的该一挡钢片53之间分别设有一一挡摩擦盘54，该一挡摩擦盘54的内壁周向上设有一由一挡固定齿541组成的一挡固定齿阵列。

该太阳轮3的太阳轮输入齿31与该行星轮44的相啮合，该太阳轮3位于四个行星轮44的中部。

该太阳轮3的太阳轮固定齿32与该输入轴11的太阳轮连接花键112相啮合，该齿圈2的一挡传动齿222与行星轮44相啮合。

下面介绍该两挡电动汽车动力总成的工作原理。

1）、一挡状态当汽车启动时，电气液压控制器8将变速箱油从一挡制动活塞51的底端充入，使得一挡钢片53和一挡摩擦盘54被一挡制动活塞51挤压，此时，一挡摩擦盘54不再可以自由转动，一挡摩擦盘54的一挡固定齿541与齿圈2的一挡制动齿221被锁定，此时一挡摩擦盘54将齿圈2制动。电机的动力输送顺序是：电机-输入轴11-太阳轮3-行星轮44-输出轴41，此时实现一挡的低速输出。在这个过程中，太阳轮3的太阳轮输入齿31与行星轮44进行内啮合（这里的内啮合指的是太阳轮3卡在四个行星轮44之内），行星轮44的外围则自由在齿圈2的一挡传动齿222上滚动。需要注意的时，这里的电气液压控制器8应该理解为液压泵、液压管路以及电控系统的集成模块。

2）二挡状态当汽车电脑（TCU）检测到需要换挡时，此时，一挡制动活塞51的底端的液压油的压力卸载，在一挡制动回位弹簧52的作用下，一挡钢片53和一挡摩擦盘54恢复可自由转动的状态，一挡摩擦盘54的一挡固定齿541不再对一挡制动齿221制动。同时，电气液压控制器8对二挡离合器毂12的底部的二挡离合器活塞13进行注压，二挡钢片14和二挡摩擦盘15被二挡离合器活塞13挤压，此时，二挡摩擦盘15不再可以自由转动，二挡摩擦盘15的二挡固定齿151与齿圈2的二挡制动齿211被锁定，此时二挡摩擦盘15将齿圈2制动。于是，输入轴组1、齿圈2和太阳轮3作为一个整体进行同步转动。由于齿圈2的一挡传动齿222与行星轮44进行外啮合，而太阳轮3的太阳轮输入齿31与行星轮44进行内啮合，于是行星轮44与太阳轮3和齿圈2同向共同旋转，电机的动力以1:1的方式输出至输出轴组4的输出轴41上，此时实现二挡的高速输出。

3）R挡（倒挡）状态此时电机反转，其他的设置与一挡完全相同。这里不再重复叙述。

4）N挡（空挡）状态和P挡（驻车）状态此时，电机停转。在P挡时，输出轴组4的锁止片42被驻车锁爪压住。

本发明的两挡电动汽车动力总成通过电控液压系统实现两个前进挡的自由转换，在无需切断动力的前提下，满足了电动汽车在不同的路面状况下的需求。本发明将永磁同步电机与两挡自动变速箱有效的结合在一起，具有体积小、结构简单、生产成本低、传递效率高、续驶里程增加、电池寿命延长等优点。

不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种两挡电动汽车动力总成，包含一壳体（6），所述的壳体（6）内设有一输入轴组（1）、一齿圈（2）、一太阳轮（3）、一输出轴组（4）、一一挡制动器（5）和一电气液压控制器（8），所述的输入轴组（1）包含一输入轴（11）和一二挡离合器毂（12），所述的二挡离合器毂（12）与所述的输入轴（11）焊接连接，所述的输入轴（11）与一电机（7）相连接，所述的输入轴（11）的头部设有一输入花键（111），其尾部设有一太阳轮连接花键（112），所述的二挡离合器毂（12）的底部设有一二挡离合器活塞（13）和一二挡离合器回位弹簧（131），所述的二挡离合器毂（12）内设有一由二挡钢片（14）组成的二挡钢片阵列，相邻的所述的二挡钢片（14）之间分别设有一二挡摩擦盘（15），所述的二挡摩擦盘（15）的内壁周向上设有一由二挡固定齿（151）组成的二挡固定齿阵列；所述的齿圈（2）包含一环形的二挡制动轮（21）和一环形的一挡制动轮（22），所述的二挡制动轮（21）的外壁上设有一由二挡制动齿（211）组成的二挡制动齿阵列，所述的一挡制动轮（22）的外壁上设有一由一挡制动齿（221）组成的一挡制动齿阵列，所述的一挡制动轮（22）的内壁上设有一由一挡传动齿（222）组成的一挡传动齿阵列；所述的太阳轮（3）的外壁上设有一由太阳轮输入齿（31）组成的太阳轮输入齿阵列，其内壁上设有一由太阳轮固定齿（32）组成的太阳轮固定齿阵列；所述的输出轴组（4）包含一输出轴（41）和一圆盘状的锁止片（42），所述的锁止片（42）的顶部设有一行星轮安装支架（43），所述的行星轮安装支架（43）上设有一由行星轮（44）组成的行星轮阵列；所述的一挡制动器（5）包含一一挡制动活塞（51），所述的一挡制动活塞（51）的底部设有一一挡制动回位弹簧（52）和一由一挡钢片（53）组成的一挡钢片阵列，相邻的所述的一挡钢片（53）之间分别设有一一挡摩擦盘（54），所述的一挡摩擦盘（54）的内壁周向上设有一由一挡固定齿（541）组成的一挡固定齿阵列；所述的二挡摩擦盘（15）的二挡固定齿（151）与所述的二挡制动齿（211）相配合，所述的一挡摩擦盘（54）的一挡固定齿（541）与所述的一挡制动齿（221）相配合；所述的太阳轮（3）的太阳轮输入齿（31）与所述的行星轮（44）的相啮合，所述的太阳轮（3）的太阳轮固定齿（32）与所述的输入轴（11）的太阳轮连接花键（112）相啮合，所述的齿圈（2）的一挡传动齿（222）与所述的行星轮（44）相啮合。

2.根据权利要求1所述的两挡电动汽车动力总成，其特征在于，所述的电机为永磁同步电机。