CN108016267A - 一种纯电动车用单电机耦合器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纯电动车用单电机耦合器，由电机，一个太阳轮，一个齿圈，两个行星齿轮，一个行星架，一个空心齿轮轴，两个常啮合齿轮，一个档位切换机构，一个差速器组成，其包括两种驱动档位：驱动档位A、驱动档位B；驱动档位A为低速档可实现较大的传动比，驱动档位B为高速档。本发明有效缩短换挡间隔；改变了传统汽车的动力布置形式，简化传动系统，提高传动效率；结构简单，减轻了车身的重量，同时增大了底盘的剩余空间；实现两种驱动档位，满足不同路况下的速度和动力需求，使得电机在高效区间运转，提高电机工作效率。档位切换间隔短，减少能量损失，提高能源的利用率，减少动力中断对行驶的不利影响。

Description

一种纯电动车用单电机耦合器
技术领域
本发明涉及电动汽车耦合器，确切地说是一种纯电动车用单电机耦合器。
技术背景
目前，几乎所有的电动车型均搭载的是单速变速器，并没有匹配像汽油机车型一样的可变速的变速器。在城市路况下，电动机直接带动单速变速器，而在低速情况下，电动机的输出扭矩不稳定，如果遇到坡度较大的路况则会比较吃力。因此，需要有变速器一样的合理传动比来实现车辆在不同路况下的合理分配。电机在频繁的大范围转速变化过程中会产生强烈的电磁干扰，这对于电机及其控制器会产生不良的影响。同时，电池组的输出功率变化过于频繁容易造成电池组内部各个电池单元电量不均匀，从而降低电池组的寿命。传统的传动系统由于采用传动轴装置，占据底盘空间，同时降低动力传动系的传动效率，影响了燃油经济性和动力性。
如CN201611044037所公开的一种双输入又输出无动力中断耦合器，其采用分布式驱动，传动系统复杂，电机经过一系列的传动机构后输出效率下降，无法前后轮差速。
申请号201710342894.6所公开的一种基于动力耦合器的单电机混合驱动系统，用于油电混合动力车辆，使用了三个离合器和一个制动器，换挡过程需要操纵离合器和制动器等机构，操作复杂，换挡过程存在明显的动力中断，造成功率的损失。
发明内容
一种纯电动车用单电机耦合器，包括：电机，一个太阳轮，一个齿圈，两个行星齿轮，一个行星架，一个空心齿轮轴，两个常啮合齿轮，一个档位切换机构，一个差速器；
所述电机与档位切换机构连接；
所述档位切换机构装有压盘和压盘，档位切换机构换挡时，换挡拨杆在外力推动下推动换挡滑块, 使得压盘与从动盘分离，压盘与从动盘压紧结合，实现档位的切换。
所述档位切换机构的从动盘与太阳轮相连；
所述档位切换机构的从动盘与行星架前段相连；
所述行星架后端动力输出部分与差速器外壳连接；
所述太阳轮，行星齿轮、行星齿轮，行星架，齿圈组成行星齿轮机构；
所述齿圈为固定件固定不动。
本发明的一种纯电动车用单电机耦合器，包括两种驱动档位，所述两种驱动档位包括：驱动档位A、驱动档位B；所述驱动档位A为低速档，所述驱动档位B为高速档；由于档位切换机构结合与分离同步进行的设计，有效缩短换挡间隔；
所述驱动档位A为：电机通过常啮合齿轮、常啮合齿轮、空心齿轮轴与档位切换机构相连；由于档位切换机构常态下前压盘与从动盘结合，后压盘与从动盘分离；于是电机动力经太阳轮、行星齿轮6、行星齿轮12，再经行星架后端差速器外壳传递给输出半轴；
所述驱动档位B为：电机通过常啮合齿轮、常啮合齿轮与档位切换机构相连；档位切换机构的换挡拨杆在外力推动下推动换挡滑块，使压盘与从动盘分离，后压盘与从动盘结合；于是电机动力经行星架前段、行星齿轮6、行星齿轮12，再经行星架后端差速器外壳传递给输出半轴；
本发明的有益效果：
1. 本发明的一种纯电动车用单电机耦合器改变了传统汽车的动力布置形式，将传统动力系统总成集中于驱动桥上，简化传动系统，提高传动效率。
2.耦合器安放在驱动桥上，而不是采用中央布置，省略了传动轴、同步器、主减速器等传动部分；减轻了车身的重量节省了汽车底盘的空间。
3. 实现两种驱动档位，满足不同路况下的速度和动力需求，使得电机在高效区间运转，提高电机工作效率。
4. 没有离合器和制动器的使用，功率损失少；设有的换挡机构虽然不能保障百分之百无动力中断，但换挡过程简单，并且换挡机构前后压盘同时工作，分离与结合同步无明显的动力中断，换挡过程的功率损失微乎其微，从而档位切换间隔短，减少能量损失，提高能源的利用率，减少动力中断对行驶的不利影响。
5．单输出的两轮驱动方式解决了前后轮的差速问题。单输出的两轮驱动方式不存在前后轮的差速问题。
6.行星齿轮机构直接与差速器外壳连接，经行星齿轮机构的动力输出直接传递给差速器，减少动力损失，提高动力传递效率。
附图说明
图1为本发明一种具体实施方式的整体结构示意图。
图2为本发明的档位切换机构驱动档位A示意图。
图3为本发明的档位切换机构驱动档位B示意图。
图4为现有技术耦合器的结构示意图。
图5为本发明的耦合器的结构示意图。
其中，1-常啮合齿轮；2-档位切换机构；3-空心齿轮轴；4-太阳轮；5-齿圈；6-行星齿轮；7-行星架；8-差速器；81-差速器外壳；9-输出半轴；10-常啮合齿轮；11-输出半轴；12-行星齿轮；13-换挡滑块；14-压盘；15-从动盘；16-压盘；17-从动盘；18-换挡拨杆；101-耦合器；102-传动轴；103-主减速器；104-耦合器。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示 ，一种纯电动车用单电机耦合器，包括：电机，太阳轮4，齿圈5，行星齿轮6、12，行星架7，空心齿轮轴3，常啮合齿轮1、10，档位切换机构2，差速器8；
电机与档位切换机构2连接；
档位切换机构装有压盘14和压盘16，档位切换机构2换挡时，换挡拨杆18在外力推动下推动换挡滑块13, 使得压盘14与从动盘15分离，压盘16与从动盘17压紧结合，实现档位的切换；
档位切换机构的从动盘15与太阳轮4相连；
档位切换机构的从动盘17与行星架7前段相连；
行星架7后端动力输出部分与差速器外壳81连接；
太阳轮4，行星齿轮6、行星齿轮12，行星架7，齿圈5组成行星齿轮机构；
齿圈5固定不动。
结合图2、图3可知，本发明的一种纯电动车用单电机耦合器，包括两种驱动档位，两种驱动档位包括：驱动档位A、驱动档位B；驱动档位A为低速档可实现较大的传动比，驱动档位B为高速档；由于档位切换机构结合与分离同步进行的设计，有效缩短换挡间隔；
档位切换机构工作过程如下：
如图2所示 ，档位切换机构常态下，其前压盘14与从动盘15一直处于结合状态，后压盘16与从动盘17处于分离状态；如图3所示档位切换机构2换挡时，换挡拨杆18在外力推动下推动换挡滑块13, 使得压盘14与从动盘15分离，压盘16与从动盘17压紧结合，实现档位的切换；
档位选择及动力传输过程如下：
当电动车行驶在起步、低速行驶时，选择驱动档位A，电机通过常啮合齿轮1、常啮合齿轮10与档位切换机构2相连；由于档位切换机构常态下前压盘14与从动盘15结合，后压盘16与从动盘17分离；于是电机动力经太阳轮4、行星齿轮6、行星齿轮12，再经行星架7后端差速器外壳81传递给输出半轴；
当电动车由低速逐渐提速到高速行驶时，由档位A切换到档位B，档位切换机构（2）的换挡拨杆18在外力推动下推动换挡滑块13，使前压盘14与从动盘15分离，后压盘16与从动盘17结合；于是电机动力经行星架7前段、行星齿轮6、行星齿轮12，再经行星架后端差速器外壳81传递给输出半轴，由档位A切换到档位B。
结合图2、图3及上述内容可知，本实施例的有益效果在于：
1. 改变了传统汽车的动力布置形式，将传统动力系统总成集中于驱动桥上，简化传动系统，提高传动效率。
2. 耦合器104安放在驱动桥上，而不是采用原有的耦合器101的中央布置方式，省略了传动轴102、同步器、主减速器103等传动部分；减轻了车身的重量节省了汽车底盘的空间。
3. 实现两种驱动档位，满足不同路况下的速度和动力需求，使得电机在高效区间运转，提高电机工作效率。
4. 没有离合器和制动器的使用，功率损失少；设有的换挡机构虽然不能保障百分之百无动力中断，但换挡过程简单，并且换挡机构前后压盘同时工作，分离与结合同步无明显的动力中断，换挡过程的功率损失微乎其微，从而档位切换间隔短，减少能量损失，提高能源的利用率，减少动力中断对行驶的不利影响。
5．单输出的两轮驱动方式解决了前后轮的差速问题。单输出的两轮驱动方式不存在前后轮的差速问题。
6. 行星齿轮机构直接与差速器外壳连接，经行星齿轮机构的动力输出直接传递给差速器，减少动力损失，提高动力传递效率。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (2)

1.一种纯电动车用单电机耦合器，包括：电机、档位切换机构（2）、行星齿轮机构，其特征在于:
所述的电机、档位切换机构（2）、行星齿轮机构集成于驱动桥上；电机与档位切换机构（2）连接；
档位切换机构（2）换挡执行机构设有压盘（14）、压盘（16）、从动盘（15）、从动盘（17）、换挡滑块（13）、换挡拨杆（18），压盘（14）、压盘（16）固定在换挡滑块（13）上，从动盘（15）与太阳轮（4）相连；从动盘（17）与行星架（7）前段相连；行星架（7）后端动力输出部分与差速器外壳（81）连接；
档位切换机构（2）常态下，其压盘（14）与从动盘（15）一直处于压紧结合状态；压盘（16）与从动盘（17）分离；
档位切换机构（2）换挡时，换挡拨杆18在外力推动下推动换挡滑块13, 使得压盘（14）与从动盘（15）分离，压盘（16）与从动盘（17）压紧结合，实现档位的切换；
行星齿轮机构设有太阳轮（4），行星齿轮（6）、行星齿轮（12）、行星架（7）及齿圈（5），齿圈（5）为固定件，行星架上装有行星齿轮（6）、行星齿轮（12），齿圈（5）与行星齿轮（6）、行星齿轮（12），太阳轮（4）啮合。
2.根据权利要求1所述的纯电动车用单电机耦合器，其特征在于：所述的耦合器设有两种驱动档位，驱动档位A、驱动档位B；驱动档位A为低速档实现较大的传动比，驱动档位B为高速档；
驱动档位A，电机通过常啮合齿轮（1）、常啮合齿轮（10）、空心齿轮轴（3）与档位切换机构（2）相连；档位切换机构（2）常态下，压盘（14）与从动盘（15）结合，压盘（16）与从动盘（17）分离；电机动力经太阳轮（4）、行星齿轮（6）、行星齿轮（12），再经行星架（7）后端差速器外壳（81）传递给输出半轴（9）、（11）；
驱动档位B，电机通过常啮合齿轮（1）、常啮合齿轮（10）与档位切换机构（2）相连；档位切换机构（2）的换挡拨杆18在外力推动下推动换挡滑块13，使压盘（14）与从动盘（15）分离，压盘（16）与从动盘（17）结合；电机动力经行星架（7）前段、行星齿轮（6）、行星齿轮（12），再经行星架后端差速器外壳（81）传递给输出半轴。
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