CN107020936B - 一种电动汽车动力总成及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动汽车动力总成及其应用，包括集成设置的驱动电机、变速器、离合器、差速器和油泵，驱动电机的电机轴与变速器输入轴一端传动连接，变速器输入轴另一端与油泵连接，变速器输入轴通过一挡变速齿轮、二挡变速齿轮与差速器的差速器齿轮传动连接，离合器设置在变速器输入轴上并与一挡变速齿轮传动连接；驱动电机上设置有电机传感器。本发明电动汽车动力总成能够有效根据车辆的实际状况进行挡位的切换，使电动汽车的运行工况更符合实际路况，提高了电动汽车的工作效率，同时优化了现行电动汽车的性能，采用本发明动力总成的电动汽车，其起步平稳，换挡平顺、迅速，电机运行高效、安全，提高了整车运行的平顺性和可靠性。

Description

一种电动汽车动力总成及其应用

技术领域

本发明涉及一种电动汽车动力总成及其应用，属于电动汽车技术领域。

背景技术

随着燃油价格的上涨和人们环保意识的不断增强，电动汽车具有“零”排放特征，同时电动机的工作范围非常宽，其低速时恒扭矩，高速时恒功率，非常适合车辆运行的需要，对于高挡电动汽车，一般采用离合器和传统手动变速器来变换挡位，操纵复杂，驾驶员劳动强度大，另外，离合器和变速器会大大增加电动汽车成本，不利于电动汽车的小型化；目前，自动换挡还没有实现很平稳的以高速挡直接起步的控制系统；自动换挡的控制策略仅仅是根据车速判断换挡时机点的，忽略了车辆运行的实际工况，这样就可能出现车速达到换挡要求后，执行换挡，但如果实际运行工况是爬坡，电动机功率限制了在该加速情况下的输出扭矩，就可能出现运行故障：爬不上坡、导致整车断电、电动机堵转烧毁或者出现频繁换挡现象，严重影响换挡执行机构的寿命、整车的安全性和可靠性；因此，需要提供一种电动车动力总成，能根据电动汽车行驶状况自动切换挡位来主动适应路面变化和驾驶需要，提高电动汽车的动力性和经济性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种电动汽车动力总成，该动力总成能够有效适应电动汽车的运行情况，使电动汽车的运行更合理、更可靠。

本发明还提供上述一种电动汽车动力总成的工作方法。

本发明的技术方案如下：

一种电动汽车动力总成，包括集成设置的驱动电机、变速器、离合器、差速器和油泵，所述驱动电机的电机轴与变速器输入轴一端传动连接，变速器输入轴另一端与油泵连接，变速器输入轴通过一挡变速齿轮、二挡变速齿轮与差速器的差速器齿轮传动连接，离合器设置在变速器输入轴上并与一挡变速齿轮传动连接；驱动电机上设置有电机传感器。

优选的，所述驱动电机包括电机轴、电机转子、电机定子、电机壳体和电机端盖，所述电机轴与电机转子通过平键连接，电机转子设置在电机定子内，电机定子与电机壳体连接，电机轴的两端通过轴承固定于电机端盖上，电机轴的一端与所述电机传感器的传感器感应轴连接，电机定子的引线穿过电机端盖上的绝缘螺栓引出。

优选的，所述变速器包括变速器上壳体、变速器下壳体及所述的变速器输入轴，变速器上壳体分别与变速器下壳体、电机壳体固定连接；所述一挡变速齿轮包括相啮合的一挡主动齿轮和一挡从动齿轮，所述二挡变速齿轮包括相啮合的二挡主动齿轮和二挡从动齿轮，一挡主动齿轮、二挡主动齿轮分别位于离合器两侧；其中一挡主动齿轮与离合器传动连接，二挡主动齿轮通过星轮与变速器输入轴传动连接，变速器输入轴的端部还设有一内孔，内孔安装有压缩弹簧和换挡销，换挡销上设有通油孔。

优选的，所述一挡从动齿轮、二挡从动齿轮与一中间轴的两端传动连接，中间轴还与差速器齿轮传动连接，差速器齿轮与差速器壳紧固连接，差速器壳的两端分别通过轴承与变速器上壳体、变速器下壳体连接。

优选的，所述离合器包括离合器输入轴、离合器输出盘、离合器从动片、离合器主动片、离合器压盘、离合器线圈、离合器支架、隔磁板、单向离合器、端面压力轴承、卡圈和销钉，离合器输入轴与变速器的输入轴通过矩形花键连接，离合器输出盘与一挡主动齿轮啮合并用卡圈限位，离合器从动片与离合器输出盘啮合，离合器主动片、离合器压盘与离合器输入轴啮合，隔磁板与离合器输入轴连接并用销钉固定，离合器线圈设置在离合器支架开设的孔内，离合器支架通过轴承与离合器输入轴连接，在轴承与隔磁板之间设置有调整垫片，单向离合器设置在离合器输入轴开设的孔内且其内径与一挡主动齿轮的轴颈配合，端面压力轴承设置在一挡主动齿轮与离合器输入轴、变速器输入轴设有的轴台之间；星轮的内径与变速器输入轴键连接，星轮的外径通过滚动轴承及滚柱与二挡主动齿轮连接，滚柱通过保持架进行固定设置，在离合器输入轴与二挡主动齿轮、星轮之间设置有垫片。

优选的，所述油泵包括油泵内转子、油泵外转子、电磁铁和油泵端盖；所述油泵内转子位于油泵外转子内，油泵内转子通过连接轴与变速器输入轴连接，所述油泵外转子设置在变速器下壳体内并用油泵端盖封装，所述电磁铁与油泵端盖固定连接。

优选的，所述变速器上壳体开设的孔内设有转速传感器，所述转速传感器与一挡从动齿轮的齿形相对应。

优选的，所述变速器输入轴的中心设有一通孔，径向位置上设有导油孔。

优选的，所述电机轴设有花键孔与变速器输入轴设有的外花键相啮合。

一种电动汽车动力总成的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

电机传感器与转速传感器采集到电机轴位置及输出转速，并将采集到的数据信息发送给整车控制器，由整车控制器根据内设程序决定一挡作业还是二挡作业；当为一挡时，整车控制器把电磁铁通电使能，迫使二挡主动齿轮处于空挡状态，动力经过从变速器输入轴、单向离合器、一挡主动齿轮输出；当为二挡时，电磁铁断电，动力经变速器输入轴、星轮、二挡主动齿轮输出，此时一挡主动齿轮在单向离合器的作用下空转；当设为倒挡时，电磁铁通电使能，二挡主动齿轮处于空挡状态，离合器线圈通电，动力经离合器输入轴、离合器主动片、离合器从动片、离合器输出盘、一挡主动齿轮输出。

本发明的有益效果在于：

本发明电动汽车动力总成能够有效根据车辆的实际状况进行挡位的切换，使电动汽车的运行工况更符合实际路况，提高了电动汽车的工作效率，同时优化了现行电动汽车的性能，采用本发明动力总成的电动汽车，其起步平稳，换挡平顺、迅速，电机运行高效、安全，提高了整车运行的平顺性和可靠性，具有优良的使用效果。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为本发明图1中A-A剖视图。

图3为本发明图1中的B向视图。

图4为本发明图1中的C向局部视图。

图中：1变速器下壳体；2油泵端盖；3变速器密封盖；4螺栓；5定位销；6螺栓；7螺栓；8引线；9绝缘螺栓；10螺栓；11传感器防尘罩；12电机传感器；13传感器感应轴；14电机端盖；15螺栓；16平键；17电机轴；18电机转子；19电机定子；20轴承；21一挡主动齿轮；22变速器输入轴；23钢丝卡圈；24油泵外转子；25卡圈；26油泵内转子；27电磁铁；28密封圈；29连接轴；30换挡销；31止动片；32油封；33顶销；34压缩弹簧；35保持架；36二挡主动齿轮；37滚柱；38滚动轴承；39垫片；40调整垫片；41二挡从动齿轮；42中间轴；43差速器齿轮；44螺栓；45油封；46差速器壳；47轴承；48端面压力轴承；49定位销；50单向离合器；51卡圈；52一挡从动齿轮；53滚针轴承；54电机轴承；55通气塞；56转速传感器；57电机壳体；58电机轴卡圈；59离合器插座；60卡片；61螺栓；62螺栓；63密封圈；64滤芯支架；65挡圈；66油封；67滤网；68磁铁；69变速器上壳体；70油堵；

221卡圈；222离合器输出盘；223离合器压盘；224离合器主动片；225离合器从动片；226隔磁板；227卡圈；228离合器支架；229离合器线圈；230销钉；231轴承；232调整垫片；233离合器输入轴；234星轮。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

如图1至图4所示，本实施例提供一种电动车动力总成，包括集成设置的驱动电机、变速器、离合器、差速器和油泵；具体地，电机传感器12与电机端盖14配合连接，传感器防尘罩11与电机端盖14设有的螺纹孔相对应并用螺栓10固定连接，传感器感应轴13与电机轴17设有的孔过盈配合；电机轴17与电机转子18同心配合并用平键16固定，电机轴卡圈58安装在电机轴17设有的环形槽内，电机轴承54内径与电机轴17设有的轴颈过盈配合连接，外径与电机端盖14、变速器上壳体69设有的孔配合；电机定子19与电机壳体57过盈配合连接，电机定子19的引线8穿过电机绝缘螺栓9引出。

电机壳体57设有止口与电机端盖14、变速器上壳体69设有的止口连接并用螺栓15固定；滚针轴承53安装在变速器输入轴22与一挡主动齿轮21设有的孔之间，离合器输出盘222设有内齿与一挡主动齿轮21设有的齿形配合并用卡圈221限位；离合器从动片225设有矩形齿与离合器输出盘222设有的矩形齿啮合；离合器主动片224、离合器压盘223设有花键齿与离合器输入轴233设有的花键啮合，离合器输入轴233设有矩形花键与变速器输入轴22设有的矩形花键配合；隔磁板226与离合器输入轴233用销钉230固定，卡圈227安装在离合器输入轴233设有的卡环槽内，离合器线圈229安装在离合器支架228设有的孔内，调整垫片232安装在隔磁板226与轴承231之间，轴承231外径与离合器支架228设有的孔配合，内径与离合器输入轴233设有的轴颈配合；单向离合器50的外径与离合器输入轴233设有的内孔配合，内径与一挡主动齿轮21设有的轴颈配合；端面压力轴承48安装在一挡主动齿轮21与离合器输入轴233、变速器输入轴22设有的轴台之间；滚动轴承38安装在二挡主动齿轮36与星轮234之间，垫片39安装在离合器输入轴233与二挡主动齿轮36、星轮234之间；卡圈25安装在变速器输入轴22设有的环形槽内，星轮234设有矩形花键与变速器输入轴22设有的矩形花键配合；滚柱37安装在保持架35设有的定位槽内，与二挡主动齿轮36设有的内孔和星轮234径向设有的凸面配合；顶销33安装在变速器输入轴22设有的孔内，轴向两侧设有圆球面，一侧与保持架35设有的凸面配合，另一侧与换挡销30设有的锥面配合；止动片31安装在变速器输入轴22设有的环形槽内，钢丝卡圈23安装在保持架35设有的环形槽内；压缩弹簧34安装在变速器输入轴22设有的孔内轴台与换挡销30设有的轴台之间，换挡销30设有通油孔。

油泵外转子24安装在变速器下壳体1设有的孔内，油泵内转子26与连接轴29过盈配合，连接轴29与变速器输入轴22配合；油泵端盖2与变速器端盖用定位销5、螺栓6固定连接，电磁铁27、变速器密封盖3与油泵端盖2用螺栓4固定连接，油封32安装油泵端盖2设有的环形槽内；一挡从动齿轮52、二挡从动齿轮41设有内花键与中间轴42设有的外花键配合连接，调整垫片40安装在二挡从动齿轮41与轴承20之间；差速器齿轮43与差速器壳46用螺栓44紧固连接；油封45安装在变速器下壳体1、变速器上壳体69设有的孔内；轴承47外径与变速器下壳体1、变速器上壳体69设有的孔配合，内径与差速器壳46设有的轴颈配合；定位销49与变速器下壳体1、变速器上壳体69设有的孔配合；变速器下壳体1、变速器上壳体69用螺栓7固定；离合器插座59设有环形槽与卡片60配合并用螺栓61与变速器下壳体1固定连接；螺栓62安装在变速器下壳体1设有的螺孔内；密封圈63安装在滤网支架64设有的环形槽内，滤网67安装在滤芯支架64设有的轴颈与挡圈65之间，油封66安装在挡圈65设有的环形槽内；磁铁68安装在变速器下壳体1设有的孔内，磁铁68设有通孔；滤网支架、挡圈在径向位置设有导油孔与变速器下壳体1设有的导油孔相通；油堵70安装在变速器上壳体设有的螺纹孔内；通气塞55安装在变速器上壳体69设有的螺纹孔内，转速传感器56安装在变速器上壳体69设有的螺纹孔内，并与一挡从动齿轮52设有齿形相对应；电机轴22的中心设有一通孔，径向位置设有导油孔，电机轴22设有花键孔与变速器输入轴22设有的外花键啮合；一挡主动齿轮21设有的齿形与一挡从动齿轮52设有的齿形相啮合；二挡主动齿轮36设有的齿形与二挡从动齿轮41设有的齿形相啮合；中间轴42设有的齿形与差速器齿轮43设有的齿形相啮合。

实际使用时，需将该动力总成与电动汽车的整车控制器及传动半轴连接起来，由电机传感器和转速传感器采集电机功率和转速，并将采集到的数据信息传输给整车控制器，后续由整车控制器根据汽车运行所处的实际路况，来判断采取一挡传动还是二挡传动，以使汽车的运行挡位与实际运行路况相匹配，优化电动汽车的性能，提高电动汽车的运行效率。

实施例2：

一种如实施例1所述的电动汽车动力总成的工作方法，其具体工作过程如下：

电机传感器与转速传感器采集到电机轴位置及输出转速，并将采集到的电机功率、电机转速等数据信息发送给整车控制器，由整车控制器根据内设程序决定一挡作业还是二挡作业；当为一挡时，整车控制器把电磁铁27通电使能，迫使二挡主动齿轮36处于空挡状态，动力经过从变速器输入轴22、单向离合器50、一挡主动齿轮21输出；当为二挡时，电磁铁27断电，动力经变速器输入轴22、星轮234、二挡主动齿轮36输出，此时一挡主动齿轮21在单向离合器50的作用下空转；当设为倒挡时，电磁铁27通电使能，二挡主动齿轮36处于空挡状态，离合器线圈229通电，动力经离合器输入轴233、离合器主动片224、离合器从动片225、离合器输出盘222、一挡主动齿轮21输出。一挡主动齿轮21或二挡主动齿轮36动力输出经一挡从动齿轮52或二挡从动齿轮41，后续经中间轴42，再经差速器输出到连接车轮的左右两侧半轴。

Claims (3)

1.一种电动汽车动力总成，其特征在于，包括集成设置的驱动电机、变速器、离合器、差速器和油泵，所述驱动电机的电机轴与变速器输入轴一端传动连接，变速器输入轴另一端与油泵连接，变速器输入轴通过一挡变速齿轮、二挡变速齿轮与差速器的差速器齿轮传动连接，离合器设置在变速器输入轴上并与一挡变速齿轮传动连接；驱动电机上设置有电机传感器；

所述变速器输入轴的中心设有一通孔，径向位置上设有导油孔；

所述电机轴设有花键孔与变速器输入轴设有的外花键相啮合；

所述驱动电机包括电机轴、电机转子、电机定子、电机壳体和电机端盖，所述电机轴与电机转子通过平键连接，电机转子设置在电机定子内，电机定子与电机壳体连接，电机轴的两端通过轴承固定于电机端盖上，电机轴的一端与所述电机传感器的传感器感应轴连接，电机定子的引线穿过电机端盖上的绝缘螺栓引出；

所述变速器包括变速器上壳体、变速器下壳体及所述的变速器输入轴，变速器上壳体分别与变速器下壳体、电机壳体固定连接；所述一挡变速齿轮包括相啮合的一挡主动齿轮和一挡从动齿轮，所述二挡变速齿轮包括相啮合的二挡主动齿轮和二挡从动齿轮，一挡主动齿轮、二挡主动齿轮分别位于离合器两侧；其中一挡主动齿轮与离合器传动连接，二挡主动齿轮通过星轮与变速器输入轴传动连接，变速器输入轴的端部还设有一内孔，内孔安装有压缩弹簧和换挡销，换挡销上设有通油孔；

所述一挡从动齿轮、二挡从动齿轮与一中间轴的两端传动连接，中间轴还与差速器齿轮传动连接，差速器齿轮与差速器壳紧固连接，差速器壳的两端分别通过轴承与变速器上壳体、变速器下壳体连接；

所述离合器包括离合器输入轴、离合器输出盘、离合器从动片、离合器主动片、离合器压盘、离合器线圈、离合器支架、隔磁板、单向离合器、端面压力轴承、卡圈和销钉，离合器输入轴与变速器的输入轴通过矩形花键连接，离合器输出盘与一挡主动齿轮啮合并用卡圈限位，离合器从动片与离合器输出盘啮合，离合器主动片、离合器压盘与离合器输入轴啮合，隔磁板与离合器输入轴连接并用销钉固定，离合器线圈设置在离合器支架开设的孔内，离合器支架通过轴承与离合器输入轴连接，在轴承与隔磁板之间设置有调整垫片，单向离合器设置在离合器输入轴开设的孔内且其内径与一挡主动齿轮的轴颈配合，端面压力轴承设置在一挡主动齿轮与离合器输入轴、变速器输入轴设有的轴台之间；星轮的内径与变速器输入轴键连接，星轮的外径通过滚动轴承及滚柱与二挡主动齿轮连接，滚柱通过保持架进行固定设置，在离合器输入轴与二挡主动齿轮、星轮之间设置有垫片；

所述油泵包括油泵内转子、油泵外转子、电磁铁和油泵端盖；所述油泵内转子位于油泵外转子内，油泵内转子通过连接轴与变速器输入轴连接，所述油泵外转子设置在变速器下壳体内并用油泵端盖封装，所述电磁铁与油泵端盖固定连接。

2.如权利要求1所述的电动汽车动力总成，其特征在于，所述变速器上壳体开设的孔内设有转速传感器，所述转速传感器与一挡从动齿轮的齿形相对应。

3.一种如权利要求1-2任一项所述的电动汽车动力总成的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

电机传感器与转速传感器采集到电机轴位置及输出转速，并将采集到的数据信息发送给整车控制器，由整车控制器根据内设程序决定一挡作业还是二挡作业；当为一挡时，整车控制器把电磁铁通电使能，迫使二挡主动齿轮处于空挡状态，动力经过从变速器输入轴、单向离合器、一挡主动齿轮输出；当为二挡时，电磁铁断电，动力经变速器输入轴、星轮、二挡主动齿轮输出，此时一挡主动齿轮在单向离合器的作用下空转；当设为倒挡时，电磁铁通电使能，二挡主动齿轮处于空挡状态，离合器线圈通电，动力经离合器输入轴、离合器主动片、离合器从动片、离合器输出盘、一挡主动齿轮输出。