CN108327530A - 一种电动汽车两挡变速后桥驱动系统 - Google Patents

Abstract

为了改善驱动系统对驱动电机的功率和转矩要求，优化传动系统匹配不合理而导致驱动电机不能更好的运行在高效率区等问题，本发明提出了一种电动汽车两挡变速后桥驱动系统。该驱动系统主要由变速器、同轴布置的中空轴电机及差速器组成，通过控制同步器的工作状态获得两种不同的减速比，传动系统采用行星齿轮以增大减速比和系统的集成度。该电动后桥驱动系统具有结构简单，布局紧凑，速比可调，集成度高等优点，可以很好的改善汽车的动力性和经济性。

Description

一种电动汽车两挡变速后桥驱动系统

技术领域

本发明设计电动汽车驱传动领域，具体涉及一种电动汽车两挡变速后桥驱动系统。

背景技术

纯电动汽车具有零排放、高效率、不依赖石油以及安静、平稳运行等诸多优点，是21世纪最理想的交通工具。国内传统的纯电动汽车后桥驱动系统普遍采用结构简单、成本较低的定比减速装置，后桥的结构布置一般采用将一个电机直接接入差速器以驱动后桥上的两个半轴转动。采用定比减速装置，一方面，为满足各种行驶工况的要求，这种驱动系统必然对驱动电机的功率和转矩具有更高的要求；另一方面，采用单一的变速比所造成的传动系统匹配不合理会导致驱动电机不能更好的运行在高效率区，从而造成能耗增加，降低了纯电动汽车的动力性和经济性。

近年来，随着电动汽车的不断普及，具有两挡变速功能的电动后桥驱动系统也取得了不断的发展，如公开号为CN102555796A的发明专利就公开了一种纯电动汽车两挡自动变速后桥驱动系统，该发明专利将驱动电机、自动变速器与驱动桥集为一体，可实现变速传动，其生产继承性好，可以大幅降低车辆的制造成本。但是，由于主电机、差速器以及变速器不同轴，造成其纵向空间占用较大，集成度不高等系列缺点直接制约了其发展。

发明内容

为解决上述现有技术纵向空间占用较大，集成度不高等技术问题，本发明提出一种电驱动后桥，具有速比可调的功能，从而降低对电机性能的要求，提高电机的工作效率，改善汽车的动力性和经济型，同时整个电驱动后桥总成需满足结构紧凑，集成度高，占用空间少，制造成本低等特点。具体如下：

一种电动汽车两挡变速后桥驱动系统，包括中空轴电机、低速挡主动齿轮、同步器、高速挡主动齿轮、差速器、右半轴、右车轮、减速器总成壳体、内齿圈、中间轴齿轮Ⅲ、中间轴、中间轴高速挡齿轮Ⅱ、中间轴低速挡齿轮Ⅰ、左半轴和左车轮；

所述中空轴电机的中空部分通过滚动轴承与差速器输出半轴以转动副形式连接，所述低速挡主动齿轮与高速挡主动齿轮与中空轴电机输出轴同心且相对转动，所述同步器的内圈与中空轴电机的输出轴通过花键连接传递扭矩，布置于所述低速挡主动齿轮与高速挡主动齿轮之间，用于切换两个挡位；所述差速器壳通过轴承与减速器壳体之间为转动副连接，所述差速器输出半轴穿过电机中空轴的部分，通过滚动轴承与电机中空轴之间为转动副连接，以保证电机中空轴与差速器同轴，所述中间轴低速挡齿轮Ⅰ、中间轴高速挡齿轮Ⅱ、中间轴齿轮Ⅲ及中间轴为一体化结构设计，中间轴通过轴承与减速器总成壳体之间为转动副连接，所述中间轴低速挡齿轮Ⅰ与低速挡主动齿轮啮合传动，所述中间轴高速挡齿轮Ⅱ与高速挡主动齿轮啮合传动，所述中间轴齿轮Ⅲ和内齿圈相啮合，所述内齿圈和差速器外壳固连，通过内齿圈输出带动差速器转动。

本发明的优点在于： 本发明采用中空轴电机作为动力源，可实现中空轴电机、差速器同轴布置，提高了整个结构的紧凑性，大大的节省了后桥的布置空间，使得整个后桥驱动系统结构紧凑、集成度高，结构紧凑的变速箱使得电动机以及与其相连各系统的尺寸得到降低，减轻了重量，从而大大减少了制造成本。

本发明后桥驱动系统的传动方案采用两挡变速，结合具有良好调速性能的电动汽车中空轴电机,为中空轴电机输出额外增加一个齿轮传动比，可以提高车辆的加速性能，如用于插电混动车辆可同时增加其纯电动模式行驶里程。降低了驱动系统对驱动电机的性能要求，减少了制造成本，改善了汽车的动力性和经济性。

本发明采用内齿圈输出方案，通过内齿圈与中间轴齿轮Ⅲ啮合，能够使传动系统更加紧凑，传动比更高，实现电机与差速器同轴布置，集成度更高，同时内齿圈齿轮可采用直齿轮，避免了斜齿轮制造和安装麻烦等缺点。

本发明所述的电动汽车两挡变速后桥驱动系统可移植性强，不局限用于纯电动汽车领域，还适用于插电混合汽车等其他领域，其系统集成度高，生产继承性好。

附图说明

图1是本发明电动汽车两挡变速后桥驱动系统的结构简图；

图2是本发明电动汽车两挡变速后桥驱动系统高速挡状态结构简图；

图3是本发明电动汽车两挡变速后桥驱动系统低速挡状态结构简图。

附图标记说明：

1—中空轴电机；2—低速挡主动齿轮；3—同步器；4—高速挡主动齿轮；5—差速器；6—右半轴；7—右车轮；8—减速器总成壳体；9—内齿圈；10—中间轴齿轮Ⅲ；11—中间轴；12—中间轴高速挡齿轮Ⅱ；13—中间轴低速挡齿轮Ⅰ；14—左半轴；15-左车轮。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1所示，该电动汽车两挡变速后桥驱动系统主要由中空轴电机1、低速挡主动齿轮2、同步器3、高速挡主动齿轮4、差速器5、右半轴6、右车轮7、减速器总成壳体8、内齿圈9、中间轴齿轮Ⅲ10、中间轴11、中间轴高速挡齿轮Ⅱ12、中间轴低速挡齿轮Ⅰ13、左半轴14、左车轮15等部件组成。

图1中，驱动电机采用所述中空轴电机1，中空轴电机1的中空部分可通过滚动轴承同差速器5一侧的输出轴以转动副形式连接。所述低速挡主动齿轮2与高速挡主动齿轮4同中空轴电机1输出轴同心且可相对转动，所述同步器3的内圈与中空轴电机的输出轴通过花键连接传递扭矩，布置于所述低速挡主动齿轮2与高速挡主动齿轮4之间，用于切换两个挡位，为中空轴电机1输出额外增加一个齿轮传动比，可以改善车辆的动力性及燃油经济性。

所述中间轴11、中间轴高速挡齿轮Ⅱ12、中间轴低速挡齿轮Ⅰ13及中间轴齿轮Ⅲ10为一体化结构设计，中间轴11通过轴承安装于所述减速器总成壳体8上。所述中间轴低速挡齿轮Ⅰ13与低速挡主动齿轮2啮合传动，所述中间轴高速挡齿轮Ⅱ12与高速挡主动齿4轮啮合传动，所述中间轴齿轮Ⅲ10和内齿圈9为常啮合状态，所述内齿圈9和差速器外壳固连，通过内齿圈9带动差速器5转动。

所述差速器外壳的左侧通过轴承与减速器总成壳体8之间为转动副连接，所述差速器5的左侧输出轴穿过中空轴电机1主体及中空轴电机1输出轴的中空部分，通过滚动轴承与中空轴电机1之间为转动副连接，与左半轴14以万向节连接，同时保证中空轴电机1和差速器5同轴；所述左半轴14通过万向节与左车轮15连接，所述差速器外壳的右侧通过轴承与减速器总成壳体8之间为转动副连接，所述差速器5右侧输出轴与右半轴6通过万向节连接，所述右半轴6与右车轮7通过万向节连接。

该电动汽车两挡变速后桥驱动系统的两种工作模式如下：

1、低速挡工作模式

在该工作模式下，动力由中空轴电1输出，中空轴电机1输出轴上的同步器3使低速挡主动齿轮2和中间轴低速挡齿轮Ⅰ13处于啮合状态，高速挡主动齿轮4和中间轴高速挡齿轮Ⅱ12空转，中间轴齿轮Ⅲ10与内齿圈9处于常啮合状态，动力经由同步器3、低速挡主动齿轮2、中间轴低速挡齿轮Ⅰ13、中间轴11，中间轴齿轮Ⅲ10，再由中间轴齿轮Ⅲ10带动内齿圈9及差速器壳体一起转动，进而通过差速器5传递给左半轴14及右半轴6、最终传递给左车轮15和右车轮7。

2、高速挡工作模式

在该工作模式下，动力通过中空轴电机1输出，中空轴电机1输出轴上的同步器3使高速挡主动齿轮4和中间轴高速挡齿轮Ⅱ12处于啮合状态，低速挡主动齿轮2和中间轴低速挡齿轮Ⅰ13空转，中间轴齿轮Ⅲ10与内齿圈9处于常啮合状态，动力经由同步器3、高速挡主动齿轮2、中间轴高速挡齿轮Ⅱ12，中间轴11，中间轴齿轮Ⅲ10，再由中间轴齿轮Ⅲ10带动内齿圈9及差速器壳体一起转动，进而通过差速器5传递给左半轴14及右半轴6、最终传递给左车轮15和右车轮7。

Claims (1)

1.一种电动汽车两挡变速后桥驱动系统，其特征在于，包括中空轴电机、低速挡主动齿轮、同步器、高速挡主动齿轮、差速器、右半轴、右车轮、减速器总成壳体、内齿圈、中间轴齿轮Ⅲ、中间轴、中间轴高速挡齿轮Ⅱ、中间轴低速挡齿轮Ⅰ、左半轴和左车轮；

所述中空轴电机的中空部分通过滚动轴承与差速器输出半轴以转动副形式连接，所述低速挡主动齿轮与高速挡主动齿轮与中空轴电机输出轴同心且相对转动，所述同步器的内圈与中空轴电机的输出轴通过花键连接传递扭矩，布置于所述低速挡主动齿轮与高速挡主动齿轮之间，用于切换两个挡位；所述差速器壳通过轴承与减速器壳体之间为转动副连接，所述差速器输出半轴穿过电机中空轴的部分，通过滚动轴承与电机中空轴之间为转动副连接，以保证电机中空轴与差速器同轴，所述中间轴低速挡齿轮Ⅰ、中间轴高速挡齿轮Ⅱ、中间轴齿轮Ⅲ及中间轴为一体化结构设计，中间轴通过轴承与减速器总成壳体之间为转动副连接，所述中间轴低速挡齿轮Ⅰ与低速挡主动齿轮啮合传动，所述中间轴高速挡齿轮Ⅱ与高速挡主动齿轮啮合传动，所述中间轴齿轮Ⅲ和内齿圈相啮合，所述内齿圈和差速器外壳固连，通过内齿圈输出带动差速器转动。