CN105805302A - 一种电机与四速电磁直驱变速器高度集成动力系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电机与四速电磁直驱变速器高度集成动力系统，将电机与电磁直驱变速器高度集成为一体，共同驱动一根轴，应用“电—磁—力”原理，使电能转换为驱动电机和变速器工作的机械能，通过控制电流实现对电机与变速器的控制。集成后的系统具有工作高效、结构紧凑等优势，满足当前对于汽车动力系统一体化的需求。本专利发明的一种电机与四速电磁直驱变速器高度集成动力系统适用于汽车动力系统技术领域，特别是应用在纯电动汽车技术领域时能够有效增加电动汽车的续航里程，对于车辆的行驶安全性和智能开发奠定技术基础。

Description

一种电机与四速电磁直驱变速器高度集成动力系统
技术领域
本发明涉及汽车动力系统技术领域，更具体地说，涉及一种电机与四速电磁直驱变速器高度集成动力系统。
背景技术
当今社会对于汽车的需求量越来越大，人们在注重汽车动力性和舒适性的同时，也开始关注汽车的排放和能耗问题。环境问题不断严峻，能源问题日益尖锐，因此各国政府和制造商也加紧了对电动汽车的开发与研究，能够开发一种适用于电动汽车的高度集成化的动力系统对于电动汽车的发展具有十分重要的作用。一种电机与四速电磁直驱变速器高度集成动力系统，可以最大程度上缩短动力传输距离，提高动力传递效率，减小动力系统的整体体积，高度集成的动力系统可以降低能耗，提高能源利用率。
目前已有的电机与变速器集成的动力系统，普遍采用一根轴同时作为电机和变速器的动力输入轴，虽然在一定程度上实现了集成化，但集成程度尚且不足，并且已有的技术中变速器仍然采用传统的换挡操纵机构，体积较大，换挡效率不足，有待于进一步的集成化和模块化研究。
本专利发明的一种电机与四速电磁直驱变速器高度集成动力系统，通过将应用在电动汽车上用于驱动的电机与四速电磁直驱变速器高度集成为一个动力系统，在电机内部完成换挡之后进行动力输出，共同驱动动力输出轴，使动力系统的集成化和模块化程度更高。变速器采用电磁直驱装置作为换挡执行机构，取代了传统的换挡机构，换挡效率有效提高，结构更加紧凑。集成化的系统控制精度和结构紧凑性都进一步提高，为今后的智能化汽车研究与开发奠定基础。
发明内容
本专利旨在发明一种电机与四速电磁直驱变速器高度集成动力系统，将驱动电机与电磁直驱变速器高度集成，变速器采用电磁直驱装置取代传统的选换挡机构，提高控制精度，电机与变速器高度集成后，应用于汽车上能够有效提高动力系统传动效率，减小汽车动力系统的整体体积，减小能耗，提高能源利用率，并为今后汽车的集成化和模块化发展奠定理论基础和技术支撑。
一种电机与四速电磁直驱变速器高度集成动力系统，包括：壳体、第一传动轴、电机、第一隔磁环、第一电磁直驱变速器、第二传动轴、第一常啮合齿轮副、动力输出轴、第二电磁直驱变速器、第二常啮合齿轮副和第三传动轴；所述电机包括电机定子和电机动子，所述第一电磁直驱变速器包括一挡啮合齿轮副、三挡啮合齿轮副，所述第二电磁直驱变速器包括二挡啮合齿轮副、第二隔磁环、花键毂、接合套、电磁直线执行器动子、电磁直线执行器定子、第三隔磁环和四挡啮合齿轮副；其特征在于：
所述第二电磁直驱变速器中的第二隔磁环、花键毂、接合套、电磁直线执行器动子、电磁直线执行器定子和第三隔磁环，在第一电磁直驱变速器中有相同的结构组成和作用；所述电机定子、第一隔磁环、第二隔磁环、电磁直线执行器定子和第三隔磁环固定在壳体上；所述第一传动轴上固定有电机动子、一挡啮合齿轮副、二挡啮合齿轮副、三挡啮合齿轮副和四挡啮合齿轮副；所述第二传动轴空套有一挡啮合齿轮副和三挡啮合齿轮副；所述二挡啮合齿轮副和四挡啮合齿轮副空套于第三传动轴上；所述第一常啮合齿轮副同时固定于第二传动轴和动力输出轴上；所述第二常啮合齿轮副同时固定于第三传动轴和动力输出轴上；所述与花键毂相连且仅有沿第三传动轴轴线方向移动自由度的接合套上空套有电磁直线执行器动子；
共同驱动第一传动轴的电机、第一电磁直驱变速器和第二电磁直驱变速器高度集成与壳体中，所述电机和第一电磁直驱变速器与第二电磁直驱变速器之间设有避免电磁干扰的第一隔磁环；所述电磁直线执行器定子左右两边设有避免漏磁的第二隔磁环和第三隔磁环。
通过电磁直线执行器动子直接驱动接合套实现自动换挡功能的第二电磁直驱变速器不包含换挡拨叉、换挡拨叉轴、换挡拨指和换挡轴等选换挡执行机构。
所述电磁直线执行器动子为动圈式结构。
所述电磁直线执行器动子与电源之间采用无线电力传输技术。
本专利发明的一种电机与四速电磁直驱变速器高度集成动力系统，将电动汽车的驱动电机与电磁直驱式变速器高度集成，具有动力传输距离短、结构紧凑、控制精度高等优点，满足汽车动力系统模块化、一体化和高效节能等技术需求；将电磁直驱技术应用与自动变速器上，利用电磁直线执行器带动接合套直接换挡，取代传统的换挡机构，使变速器结构更加紧凑，换挡效率更高；驱动电机与电磁直驱变速器都采用“电—磁—力”技术进行能量转换，通过改变控制装置内部的驱动电流即可完成对电机与变速器的控制，是控制精度更高、响应时间更短。
本专利发明的一种电机与四速电磁直驱变速器高度集成动力系统适用于汽车动力系统技术领域，特别是应用在纯电动汽车技术领域时，将有效增加车辆续航里程，提高能源利用率，对于车辆的行驶安全性和智能化发展奠定了技术基础。将该动力系统应用到实际生产中，能够在很大程度上降低车辆能耗，带来较大的经济效益。
附图说明
图1为本发明的一种电机与四速电磁直驱变速器高度集成动力系统。
图2为本发明结构右视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1、图2所示，本发明提出的一种电机与四速电磁直驱变速器高度集成动力系统，包括：壳体1、第一传动轴2、电机3、第一隔磁环4、第一电磁直驱变速器5、第二传动轴6、第一常啮合齿轮副7、动力输出轴8、第二电磁直驱变速器9、第二常啮合齿轮副10和第三传动轴11；电机3包括电机定子31和电机动子32，第一电磁直驱变速器5包括一挡啮合齿轮副51、三挡啮合齿轮副52，第二电磁直驱变速器9包括二挡啮合齿轮副91、第二隔磁环92、花键毂93、接合套94、电磁直线执行器动子95、电磁直线执行器定子96、第三隔磁环97和四挡啮合齿轮副98。其特征在于：
第二电磁直驱变速器9中的第二隔磁环92、花键毂93、接合套94、电磁直线执行器动子95、电磁直线执行器定子96和第三隔磁环97，在第一电磁直驱变速器5中有相同的结构组成和作用；电机定子31、第一隔磁环4、第二隔磁环92、电磁直线执行器定子96和第三隔磁环97固定在壳体1上；第一传动轴2上固定有电机动子31、一挡啮合齿轮副51、二挡啮合齿轮副91、三挡啮合齿轮副52和四挡啮合齿轮副98；第二传动轴6空套有一挡啮合齿轮副51和三挡啮合齿轮副52；二挡啮合齿轮副91和四挡啮合齿轮副98空套于第三传动轴11上；第一常啮合齿轮副7同时固定于第二传动轴6和动力输出轴8上；第二常啮合齿轮副10同时固定于第三传动轴11和动力输出轴8上；与花键毂93相连且仅有沿第三传动轴11轴线方向移动自由度的接合套94上空套有电磁直线执行器动子95；
共同驱动第一传动轴2的电机3、第一电磁直驱变速器5和第二电磁直驱变速器9高度集成与壳体1中，所述电机3和第一电磁直驱变速器5与第二电磁直驱变速器9之间设有避免电磁干扰的第一隔磁环4；所述电磁直线执行器定子96左右两边设有避免漏磁的第二隔磁环92和第三隔磁环97。
通过电磁直线执行器动子95直接驱动接合套94实现自动换挡功能的第二电磁直驱变速器9不包含换挡拨叉、换挡拨叉轴、换挡拨指和换挡轴等选换挡执行机构。
电磁直线执行器动子95为动圈式结构。
电磁直线执行器动子95与电源之间采用无线电力传输技术。
本专利发明的一种电机与四速电磁直驱变速器高度集成动力系统，如图1、图2所示，电机动子32和花键毂93分别与第一传动轴2固定连接，在与电机定子31产生的“电—磁—力”转换原理作用下，电机动子32驱动第一传动轴2转动；在与电磁直线执行器定子96间产生的“电—磁—力”转换原理作用下，电磁直线执行器动子95产生直线运动，直接驱动接合套94沿第三传动轴11轴线方向运动，完成换挡操作；当接合套94处于中间位置时为空挡，与二挡啮合齿轮副91和四挡啮合齿轮副98啮合是分别为二挡和四挡；动力依次通过第三传动轴11、第二常啮合齿轮副10后，从动力输出轴8输出。为避免电磁干扰，在电机3和第一电磁直驱变速器5与第二电磁直驱变速器9间设有第一隔磁环4；为避免第二电磁直驱变速器9因发生电磁泄漏而降低功率密度，在电磁直线执行器定子96两侧分别设有第二隔磁环92和第三隔磁环97。第一电磁直驱变速器5中包括与第二电磁直驱变速器9中所包含的第二隔磁环92、花键毂93、接合套94、电磁直线执行器动子95、电磁直线执行器定子96和第三隔磁环97相同结构和功能的组成部分。本专利发明的一种电机与四速电磁直驱变速器高度集成动力系统，电机3、第一电磁直驱变速器5和第二电磁直驱变速器9均采用“电—磁—力”转换原理，控制的实质为控制装置内部的驱动电流，使此类新型动力系统的一体化控制精度更高、响应时间更短；应用于纯电动汽车技术领域时，能够有效增加车辆的续航里程，提高能源利用率，对于车辆的行驶安全性和智能化发展奠定了技术基础。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种电机与四速电磁直驱变速器高度集成动力系统，包括：壳体（1）、第一传动轴（2）、电机（3）、第一隔磁环（4）、第一电磁直驱变速器（5）、第二传动轴（6）、第一常啮合齿轮副（7）、动力输出轴（8）、第二电磁直驱变速器（9）、第二常啮合齿轮副（10）和第三传动轴（11）；所述电机（3）包括电机定子（31）和电机动子（32），所述第一电磁直驱变速器（5）包括一挡啮合齿轮副（51）、三挡啮合齿轮副（52），所述第二电磁直驱变速器（9）包括二挡啮合齿轮副（91）、第二隔磁环（92）、花键毂（93）、接合套（94）、电磁直线执行器动子（95）、电磁直线执行器定子（96）、第三隔磁环（97）和四挡啮合齿轮副（98）；其特征在于：
所述第二电磁直驱变速器（9）中的第二隔磁环（92）、花键毂（93）、接合套（94）、电磁直线执行器动子（95）、电磁直线执行器定子（96）和第三隔磁环（97），在第一电磁直驱变速器（5）中有相同的结构组成和作用；所述电机定子（31）、第一隔磁环（4）、第二隔磁环（92）、电磁直线执行器定子（96）和第三隔磁环（97）固定在壳体（1）上；所述第一传动轴（2）上固定有电机动子（31）、一挡啮合齿轮副（51）、二挡啮合齿轮副（91）、三挡啮合齿轮副（52）和四挡啮合齿轮副（98）；所述第二传动轴（6）空套有一挡啮合齿轮副（51）和三挡啮合齿轮副（52）；所述二挡啮合齿轮副（91）和四挡啮合齿轮副（98）空套于第三传动轴（11）上；所述第一常啮合齿轮副（7）同时固定于第二传动轴（6）和动力输出轴（8）上；所述第二常啮合齿轮副（10）同时固定于第三传动轴（11）和动力输出轴（8）上；所述与花键毂（93）相连且仅有沿第三传动轴（11）轴线方向移动自由度的接合套（94）上空套有电磁直线执行器动子（95）；
共同驱动第一传动轴（2）的电机（3）、第一电磁直驱变速器（5）和第二电磁直驱变速器（9）高度集成与壳体（1）中，所述电机（3）和第一电磁直驱变速器（5）与第二电磁直驱变速器（9）之间设有避免电磁干扰的第一隔磁环（4）；所述电磁直线执行器定子（96）左右两边设有避免漏磁的第二隔磁环（92）和第三隔磁环（97）。
2.根据权利要求1所述的一种电机与四速电磁直驱变速器高度集成动力系统，其特征在于：通过电磁直线执行器动子（95）直接驱动接合套（94）实现自动换挡功能的第二电磁直驱变速器（9）不包含换挡拨叉、换挡拨叉轴、换挡拨指和换挡轴等选换挡执行机构。
3.根据权利要求1和2所述的一种电机与四速电磁直驱变速器高度集成动力系统，其特征在于：所述电磁直线执行器动子（95）为动圈式结构。
4.根据权利要求1、2和3所述的一种电机与四速电磁直驱变速器高度集成动力系统，其特征在于：所述电磁直线执行器动子（95）与电源之间采用无线电力传输技术。
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