CN110857024B - 一种电动汽车用动力总成 - Google Patents

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Abstract

一种电动汽车用动力总成包括驱动电机、无级变速器、万向节传动轴及带有差速器的后桥。通过本发明设置方式和连接方式用于电动汽车，一方面避免了配备传动齿轮变速箱的动力总成中，起步或爬坡时电动机在低效率区工作，损耗较多的能量，影响电池的续航里程和使用寿命，且结构紧凑可以布置更多的电池包，效率更高。

Description

一种电动汽车用动力总成
技术领域
本发明属于车辆领域，具体涉及一种电动汽车用动力总成。
背景技术
近年来电动汽车以其结构简单、经济以及能源清洁等特点得到了关注。其电机虽然转速范围可调，但很难满足高速行驶和低速爬坡时的性能要求。
相对于燃油汽车，电动汽车由于电池占用空间较大，动力总成合理性尤为重要。后置后驱布置的电动汽车动力总成可以有效的增加电池的布置空间，电动汽车的布置更加简单，整个电动汽车的动力总成更加便于装配和维修。
对于现有公开后置布置电动汽车用动力总成，将变速器与减速器连接传动，减速器装配在变速箱壳体上。其变速箱虽为无级变速器，但只是将无级变速器、减速器与传动轴进行简单的机械连接，其无级变速器、减速器与传动轴均为一般意义上无级变速器、减速器与传动轴，易造成结构不当，成本较高，并且其主要设置于后桥的后部，无法满足行驶动力性要求，如无法满足起步、爬坡时的牵引力要求。
发明内容
本发明的目的，是提出一种后置后驱电动汽车用动力总成，将既定的无级变速器通过特定连接方式、特定连接构件和特定布置方式与后桥进行配合，结构紧凑，在满足动力性的要求下汽车的轻量化以及续航里程的增加。
通过如下技术手段实现：
一种电动汽车用动力总成，所述电动汽车用动力总成包括驱动电机、无级变速器、万向节传动轴及带有差速器的后桥，以电动汽车行驶方向为正方向，所述驱动电机、无级变速器和万向节传动轴均置于后桥之前；所述驱动电机与无级变速器固联，驱动电机动力输出端与无级变速器动力输入端直接或间接连接，驱动电机与无级变速器固联后通过悬挂点悬挂于车身下，所述无级变速器的输出轴与万向节传动轴一端连接，万向节传动轴另一端通过传动齿轮组与差速器连接，所述差速器设置于后桥上，后桥上差速器相对于两侧车轮偏置设置；无级变速器输出轴与万向节传动轴中心线夹角范围为：-15°～15°，无级变速器输出轴与后桥中心线夹角范围为：-20°～20°。
所述后桥包括两个传动半轴、布置于两个传动半轴之间的差速器及传动齿轮组，差速器通过两个传动半轴连接并将动力传输至车轮；所述传动齿轮组包括圆柱齿轮A和圆柱齿轮B，所述圆柱齿轮A固联于差速器上，圆柱齿轮B布置于后桥动力输入端，圆柱齿轮A与圆柱齿轮B啮合设置，圆柱齿轮A与圆柱齿轮B的齿数之比为i1。
所述无级变速器包括设置于主动轴上的一对主动锥盘构成的主动锥盘组和设置于从动轴上的一对从动锥盘构成的从动锥盘组，主动锥盘组和从动锥盘组夹持挠性传动元件；主动锥盘组中的一对主动锥盘包括主动动锥盘和主动加压锥盘，从动锥盘组中的一对动锥盘包括从动动锥盘和从动加压锥盘，主动加压锥盘和从动加压锥盘中至少一个加压锥盘的背面设有端面凸轮加压机构，背面设有端面凸轮加压机构的加压锥盘与对应的传动轴套接，加压锥盘与对应的传动轴之间能够发生相互转动和滑动；背面未设端面凸轮加压机构的加压锥盘与对应的传动轴固接，端面凸轮加压机构和相应的加压锥盘之间设置有弹性轴向加压元件；所述从动轴上布置有减速机构，所述无级变速器动力输入端和所述减速机构布置于所述挠性传动元件两侧，所述减速机构的减速比为i2；该无级变速器还包括驱动所述主动动锥盘和所述从动动锥盘做同步、同速以及同方向轴向移动的调速机构，所述调速机构实现最大变速比＜＝2.9，最小变速比＞＝0.3。
所述i1和i2满足2≤i1×i2≤14。
作为优选，所述无级变速器的所述端面凸轮加压机构包括轴向相对布置的主动凸轮和从动凸轮，主动凸轮与对应的传动轴以不允许发生相互转动的方式连接，所述主动凸轮和从动凸轮的轴向相对端面上分别设有多个沿圆周方向均布的V形滚道或V形加压面，每个所述V形滚道或V形加压面包括相互连接的正向加压段和反向加压段，主动凸轮和从动凸轮的V形滚道或V形加压面相互对应设置，V形滚道或V形加压面之间设置滚动体；设置于主动锥盘组背面上的主动轴端面凸轮加压机构，凸轮端面上所述V形滚道或V形加压面的正向加压段或正向加压面与凸轮端面夹角为α1，反向加压段或反向加压面与凸轮端面夹角为α2；设置于从动锥盘组背面上的从动轴端面凸轮加压机构，凸轮端面上所述V形滚道或V形加压面的正向加压段或正向加压面与凸轮端面夹角为β1，反向加压段或反向加压面与凸轮端面夹角为β2；所述α1、α2、β1和β2满足如下(1)～(4)式的要求：
Figure BSA0000169722110000031
其中：
Rw1min为柔性传动元件在主动锥盘组上的最小工作半径；
Rw1max为柔性传动元件在主动锥盘组上的最大工作半径；
Rw2min为柔性传动元件在从动锥盘组上的最小工作半径；
Rw2max为柔性传动元件在从动锥盘组上的最大工作半径；
γ为所述凸轮加压的锥盘式无级变速器的主动锥盘组和从动锥盘组的锥盘锥面母线与锥盘轴中心线夹角角度，所述γ满足7°≤γ≤15°。
作为优选，所述调速机构为以下四种形式中的任意一种形式设置。
1)所述调速机构包括驱动机、调速轴和分别设置在主动动锥盘及从动动锥盘背面的空心螺杆和螺母，驱动机直接或间接驱动调速轴；主动轴和从动轴分别置于空心螺杆内；空心螺杆和螺母以滚珠丝杠方式或滑动螺旋方式连接；空心螺杆和螺母中一个通过可承受轴向载荷和径向载荷的轴承与其对应的动锥盘相连接，另一个通过可承受轴向载荷和径向载荷的轴承与其对应的传动轴相连接；空心螺杆或螺母中的一个与机壳以可轴向移动、但不可相互转动的方式连接，另一个通过定比传动机构和调速轴相连接，并使调速轴的转动到主动动锥盘轴向移动转换关系和到从动动锥盘轴向移动的转换关系相等。
2)所述调速机构包括1个或多个驱动机、调速I轴、调速II轴、调速III轴、第一链轮组、第二链轮组、加压推板I、加压推板II；所述驱动机直接或间接驱动调速I轴、调速II轴和/或调速III轴，所述第一链轮组连接调速I轴和调速III轴，所述第二链轮组连接调速II轴和调速III轴；所述调速I轴、调速II轴和调速III轴设置有螺旋结构，所述螺旋结构中螺母以螺旋副形式套设在对应的调速轴上；所述加压推板I一端固定连接在螺母III的一侧，另一端固定连接在螺母I上；加压推板II一端固定连接在螺母III的另一侧，另一端固定连接在螺母II上；加压推板I通过轴承压推主动轴动锥盘，加压推板II通过轴承压推从动轴动锥盘。
3)所述调速机构包括驱动机、与驱动机直接或间接连接的调速轴、套接在调速轴上的调速螺母和调速螺母两端的加压推板I和加压推板II；调速螺母与调速轴以滚珠丝杠方式或滑动螺旋方式连接，加压推板I和加压推板II通过螺栓分别固定与调速螺母的两端，加压推板I具有压推主动动锥盘的第一工作部，加压推板II具有压推从动动锥盘的第二工作部，第一工作部和第二工作部分别与所压推的主动动锥盘和从动动锥盘之间设有可承受轴向载荷和径向载荷的轴承；轴承的内圈一侧与从动动锥盘接触，另一侧通过垫圈与所述第二工作部接触。
4)所述调速机构包括调速螺母、主动轴杠杆支架、从动轴杠杆支架、主动轴调速杠杆和从动轴调速杠杆，所述调速轴上设有螺纹，调速螺母通过螺纹连接在调速轴上，所述主动轴调速杠杆铰支在主动轴杠杆支架上且一端抵靠在调速螺母上，所述从动调速杠杆铰支在从动轴杠杆支架上且一端抵靠在调速螺母上，所述从动轴调速杠杆另一端通过轴承抵靠在从动动锥盘上。
作为优选，所述减速机构选用圆柱齿轮传动机构或链传动机构。
1)所述减速机构为链传动机构的布置方式为：所述减速机构包括主动链轮、从动链轮、链和减速轴，主动链轮通过不允许相互转动的方式套接在从动轴上与从动轴共同转动，从动链轮与减速轴固定连接，主动链轮和从动链轮通过链连接，减速轴两端通过轴承固定在壳体上，减速轴一端连接有法兰将动力传递给万向节传动轴，输出法兰具有轴向锁紧装置。
2)所述减速机构为圆柱齿轮传动机构，所述减速机构包括主动齿轮、从动齿轮和减速轴，主动齿轮通过不允许相互转动的方式套接在从动轴上与从动轴共同转动，从动齿轮与减速轴固定连接，减速轴两端通过轴承固定在无级变速器壳体上，减速轴一端连接有法兰将动力传递给万向节传动轴，输出法兰具有轴向锁紧装置。
作为优选，减速机构的所述主动链轮模数大于从动链轮模数。
作为优选，减速机构的所述链选用滚销链。
作为优选，所述万向节传动轴长度大于整车最小轮距的15％且小于整车最小轮距的85％。
作为优选，所述电机动力输出端与无级变速器动力输入端采用直接连接，电机动力输出轴的轴线与无级变速器动力输入轴的轴线基本重合。
作为优选，后桥上差速器离一端半轴端部的距离为其离另外一端半轴端部距离的1.3～3.5倍。
本发明的效果在于：
1，基于现有连接方式，后桥动力输入方向由传统垂直于后桥轴线方向变为与后桥轴线基本水平，传动齿轮组由伞齿轮换成特定布置方式的圆柱齿轮组，提高效率，降低噪音，同时也一定程度上降低了加工难度。
2，基于现有布置形式，电机与无级变速器固联后通过悬挂点悬挂于车身下，无级变速器输出端通过万向节传动轴与后桥动力输入端传动齿轮组连接，后桥上差速器相对于两侧车轮偏置，并且通过限定该偏置的具体位置关系，使得当遇不良路况时，固联的电机和无级变速器将随万向传动轴上下摆动，结构布置更加紧凑，避免效率低、振动大。
3，采用后置后驱动力总成，以车架为平面，无级变速器输出轴与万向节传动轴中心线夹角在一定角度范围内，无级变速器输出轴与后桥中心线夹角在一定范围内，离去角更大、与控制器距离更近。
4，通过使用无级变速器代替传统齿轮变速器，并且本发明并不是将现有无级变速器直接拿来使用，而是根据将无级变速器作为本发明电动汽车动力总成以及本发明特定布置方式而对现有无级变速器进行了创造性的改造。使用安装在主动轴上的一对主动锥盘和安装在从动轴上的一对从动锥盘，主动锥盘和从动锥盘夹持挠性传动元件的CVT传动，避免配备传动齿轮变速箱的动力总成中，起步或爬坡时电动机在低效率区工作，损耗较多的能量，影响电池的续航里程和使用寿命。
5，通过对无级变速器进行改造，无级变速器整体寿命得到大幅度提升，也减小了尺寸和重量，且省去减速箱，减速比内置，采用既定链传动和齿轮传动机构，传动效率较高，且结构紧凑可以布置更多的电池包。
6，通过设置既定的调速机构，采用加压推板替换现有技术的拨叉和滚珠丝杠结构，由于加压推板对称结构设置且两端均有支撑点，且施压部位基本位于加压推板的中部，从而使得加压推板受力均匀稳定，避免了现有的拨叉一端悬空受力，或支撑架受力过大，而造成变形和应力过大，容易导致整个装置失效的可能性；同时也使得无级变速器整体寿命得到大幅度提升，也减小了尺寸和重量。
7，通过对凸轮α1、α2、β1和β2等各个角度与柔性传动元件在主动锥盘组上的最大、最小工作半径、在从动锥盘组上的最大、最小工作半径、锥盘锥面母线与锥盘轴中心线夹角角度以及V形滚道或V形加压面的个数等各个因素之间的协调关系进行限定，继而实现对凸轮各个角度进行限定，这些角度的限定以及与上述各个因素协调而成的整体端面凸轮加压机构的设定，使得本发明的锥盘式无级变速器得到了更高的效率(无级变速部分最多有6-10％的效率提升)、更小的调速力(通过对凸轮上述角度的设定，使得系统动态响应显著提升，从而可以使得调速力最多降低40％)，使得整体系统寿命得到提高。同时由于设置了各个因素之间的紧密的协调关系使得结构更加紧凑，提高了凸轮端面和V形滚道或V形加压面耐冲击能力，从而整体上提高了整个系统的可靠性。
通过设置正反向加压面对称布置的结构配合角度的设置，从而达到了不限旋转方向的目的，从而可以使得该无级变速器更加适用于电动汽车。
附图说明
图1为本发明一种实施方式(实施例1-4)的电动汽车用动力总成的三维立体的结构示意图。
图2为本发明一种实施方式(实施例1)的无级变速器的剖视的结构示意图。
图3为本发明一种实施方式(实施例2)的无级变速器的剖视的结构示意图。
图4为本发明的后桥传动齿轮组结构示意图。
图5为本发明的实施方式(实施例1-4)用在电动汽车上的示意图。
其中：1.后桥传动齿轮组；1-1.圆柱齿轮A；1-2.圆柱齿轮B；1-3.输入法兰；2.电动机；3.无级变速器；3-1.主动轴；3-2.端面凸轮加压机构；3-3.主动加压锥盘；3-4.挠性传动元件；3-5.主动动锥盘；3-6.定比传动机构；3-7.调速轴；3-8.蜗轮蜗杆减速机构；3-9.螺母3-10.螺杆；3-11.轴承；3-12.从动轴；3-13.主动链轮；3-14.壳体；3-15.从动链轮轴；3-16.链；3-17.圆螺母；3-18.输出法兰；3-19.从动动锥盘；3-20.从动加压锥盘；3-21.加压推板I3-22.调速I轴；3-23.第一链轮组；3-24.螺栓；3-25.调速II轴；3-26.第二链轮组；3-27.加压推板II；3-28.调速III轴；4.左半轴；5.万向传动轴；6.差速器；6-1.差速器齿轮组；7.右半轴。
具体实施方式
实施例1
如图1-2所示，一种电动汽车用动力总成包括驱动电机、无级变速器、万向节传动轴及带有差速器的后桥，以电动汽车行驶方向为正方向，驱动电机、无级变速器、万向节传动轴置于后桥之前。电机与无级变速器固联，电机动力输出端与无级变速器动力输入端直接或间接连接，电机与无级变速器固联后通过悬挂点悬挂于车身下，无级变速器输出轴与万向节传动轴一端连接，万向节传动轴另一端通过传动齿轮组与差速器连接，所述差速器设置于后桥上，后桥上差速器相对于两侧车轮偏置；后桥上差速器相对于两侧车轮偏置设置；无级变速器输出轴与万向节传动轴中心线夹角范围为：-15°～15°，无级变速器输出轴与后桥中心线夹角范围为0°；
所述后桥包括两个传动半轴、布置于传动半轴之间的差速器及传动齿轮组，差速器通过两个传动半轴连接并将动力传输至车轮。所述传动齿轮组包括圆柱齿轮A和圆柱齿轮B，所述圆柱齿轮A固联于差速器上，圆柱齿轮B布置于后桥动力输入端，圆柱齿轮A、B啮合，圆柱齿轮A与圆柱齿轮B的齿数之比为i1。
所述无级变速器包括安装在主动轴上的一对主动锥盘和安装在从动轴上的一对从动锥盘，主动锥盘和从动锥盘夹持挠性传动元件。主动锥盘中的一对锥盘包括主动动锥盘和主动加压锥盘，从动轴中的一对锥盘包括从动动锥盘和从动加压锥盘，主动加压锥盘和从动加压锥盘背面均设有端面凸轮加压机构，背面设有端面凸轮加压机构的加压锥盘与对应的传动轴套接，加压锥盘与对应的传动轴之间可发生相互转动和滑动，端面凸轮加压机构和相应的加压锥盘之间设置有弹性轴向加压元件。所述从动轴上布置有减速机构，无级变速器动力输入端和减速机构布置于挠性传动元件两侧，减速机构减速比为i2。该无级变速器还包括驱动主动动锥盘和从动轴动锥盘作同步、同速、同方向轴向移动的调速机构，所述调速机构实现最大变速比≤2.9，最小变速比≥0.3。
所述i1为2.05，i2为3.92。
所述端面凸轮加压机构包括轴向相对布置的主动凸轮和从动凸轮，主动凸轮与对应的传动轴以不允许发生相互转动的方式连接，所述主动凸轮和从动凸轮的轴向相对端面上分别设有多个沿圆周方向均布的V形滚道或V形加压面，每个所述V形滚道或V形加压面包括相互连接的正向加压段和反向加压段，主动凸轮和从动凸轮的V形滚道或V形加压面相互对应设置，V形滚道或V形加压面之间设置滚动体。所述主动凸轮端面上的所述V形滚道或V形加压面的正向加压段或正向加压面与凸轮端面夹角为α1，反向加压段或反向加压面与凸轮端面夹角为α2；所述主动凸轮端面上的所述V形滚道或V形加压面的正向加压段或正向加压面与凸轮端面夹角为β1，反向加压段或反向加压面与凸轮端面夹角为β2。
柔性传动元件在主动锥盘组上的最大工作半径Rw1max为81.5mm，柔性传动元件在主动锥盘组上的最小工作半径Rw1min为32mm，柔性传动元件在从动锥盘组上的最大工作半径Rw2max为81.5mm，柔性传动元件在从动锥盘组上的最小工作半径Rw2min为32mm，主动锥盘组和从动锥盘组的锥盘锥面母线与锥盘轴中心线夹角角度γ为11°，每个端面V形滚道的个数n为5，α1＝α2＝为8.5°，β1＝β2＝为9°。
所述调速机构包括驱动机、调速轴和分别设置在主动轴动锥盘及从动轴动锥盘背面的空心螺杆和螺母，驱动机直接或通过间接驱动调速轴；主动轴和从动轴分别置于空心螺杆内；空心螺杆和螺母以滚珠丝杠方式或滑动螺旋方式连接；空心螺杆和螺母中一个通过可承受轴向载荷和径向载荷的轴承与其对应的动锥盘相连接，另一个通过可承受轴向载荷和径向载荷的轴承与其对应的传动轴相连接；空心螺杆或螺母中的一个与机壳以可轴向移动、但不可相互转动的方式连接，另一个通过定比传动机构和调速轴相连接，并使调速轴的转动到主动轴动锥盘轴向移动转换关系和到从动轴动锥盘轴向移动的转换关系相等。
所述减速机构优先选用圆柱齿轮传动机构
所述减速机构包括主动齿轮、从动齿轮和减速轴，主动齿轮通过不允许相互转动的方式套接在从动轴上与从动轴共同转动，从动齿轮与减速轴固定连接，减速轴两端通过轴承固定在壳体上，减速轴一端连接有法兰将动力传递给万向节传动轴，输出法兰具有轴向锁紧装置。
所述万向节传动轴包括两边万向节和中间可伸缩长度万向轴，随车轮的转向及车辆的颠簸万向节会摆动角度和运动滑移以便适应车轮与无级变速器。所述万向节传动轴长度伸缩范围为整车最小轮距的31％～38％。
所述电机动力输出端与无级变速器动力输入端采用直接连接，电机动力输出轴轴线与无级变速器动力输入轴轴线基本重合。
所述后桥上差速器离一端半轴端部的距离为其离另外一端半轴端部距离的2.4倍。
实施例2
如图1、3所示，一种电动汽车用动力总成包括驱动电机、无级变速器、万向节传动轴及带有差速器的后桥，以电动汽车行驶方向为正方向，驱动电机、无级变速器、万向节传动轴置于后桥之前。电机与无级变速器固联，电机动力输出端与无级变速器动力输入端直接或间接连接，电机与无级变速器固联后通过悬挂点悬挂于车身下，无级变速器输出轴与万向节传动轴一端连接，万向节传动轴另一端通过传动齿轮组与差速器连接，所述差速器设置于后桥上，后桥上差速器相对于两侧车轮偏置；无级变速器输出轴与万向节传动轴中心线夹角小于8°，大于-8°，无级变速器输出轴与后桥中心线夹角为2°。
所述后桥包括两个传动半轴、布置于传动半轴之间的差速器及传动齿轮组，差速器通过两个传动半轴连接并将动力传输至车轮。所述传动齿轮组包括圆柱齿轮A和圆柱齿轮B，所述圆柱齿轮A固联于差速器上，圆柱齿轮B布置于后桥动力输入端，圆柱齿轮A、B啮合，圆柱齿轮A与圆柱齿轮B的齿数之比为i1。
所述无级变速器包括安装在主动轴上的一对主动锥盘和安装在从动轴上的一对从动锥盘，主动锥盘和从动锥盘夹持挠性传动元件。主动锥盘中的一对锥盘包括主动动锥盘和主动加压锥盘，从动轴中的一对锥盘包括从动动锥盘和从动加压锥盘，主动加压锥盘和从动加压锥盘背面均设有端面凸轮加压机构，背面设有端面凸轮加压机构的加压锥盘与对应的传动轴套接，加压锥盘与对应的传动轴之间可发生相互转动和滑动，端面凸轮加压机构和相应的加压锥盘之间设置有弹性轴向加压元件。所述从动轴上布置有减速机构，无级变速器动力输入端和减速机构布置于挠性传动元件两侧，减速机构减速比为i2。该无级变速器还包括驱动主动动锥盘和从动轴动锥盘作同步、同速、同方向轴向移动的调速机构，实现变速比范围0.3～2.9。
所述i1为2.05，i2为3.92。
所述端面凸轮加压机构包括轴向相对布置的主动凸轮和从动凸轮，主动凸轮与对应的传动轴以不允许发生相互转动的方式连接，所述主动凸轮和从动凸轮的轴向相对端面上分别设有多个沿圆周方向均布的V形滚道或V形加压面，每个所述V形滚道或V形加压面包括相互连接的正向加压段和反向加压段，主动凸轮和从动凸轮的V形滚道或V形加压面相互对应设置，V形滚道或V形加压面之间设置滚动体。所述主动凸轮端面上的所述V形滚道或V形加压面的正向加压段或正向加压面与凸轮端面夹角为α1，反向加压段或反向加压面与凸轮端面夹角为α2；所述主动凸轮端面上的所述V形滚道或V形加压面的正向加压段或正向加压面与凸轮端面夹角为β1，反向加压段或反向加压面与凸轮端面夹角为β2；
柔性传动元件在主动锥盘组上的最大工作半径Rw1max为81.5mm，柔性传动元件在主动锥盘组上的最小工作半径Rw1min为32mm，柔性传动元件在从动锥盘组上的最大工作半径Rw2max为81.5mm，柔性传动元件在从动锥盘组上的最小工作半径Rw2min为32mm，主动锥盘组和从动锥盘组的锥盘锥面母线与锥盘轴中心线夹角角度γ为11°，每个端面V形滚道的个数n为5，α1＝α2＝为8.5°，β1＝β2＝为9°。
所述调速机构包括1个或多个驱动机、调速I轴、调速II轴、调速III轴、第一链轮组、第二链轮组、加压推板I、加压推板II；所述驱动机直接或间接驱动调速I轴、调速II轴和/或调速III轴，所述第一链轮组连接调速I轴和调速III轴，所述第二链轮组连接调速II轴和调速III轴；所述调速I、II、III轴设置有螺旋结构，所述螺旋结构中螺母以螺旋副形式套设在所述调速轴上，加压推板I和加压推板II分别位于所述调速III轴两端且与其上螺母相连接；调速I轴、调速II轴和调速III轴分别通过能承受轴向推力的轴承连接在壳体上。
所述加压推板I一端连接在螺母III的一侧，另一端连接在螺母I上；加压推板II一端连接在螺母III的另一侧，另一端连接在螺母II上；加压推板I具有压推在主动动锥盘的第一工作部，加压推板II具有压推在从动动锥盘的第二工作部；所述第一工作部与所压推的主动动锥盘之间设有轴承，该轴承的内圈一侧与主动动锥盘接触，另一侧直接或间接与所述第一工作部接触；所述第二工作部与所压推的从动动锥盘之间设有轴承，该轴承的内圈一侧与从动动锥盘接触，另一侧直接或间接与所述第二工作部接触。
所述减速机构选用链传动机构。
所述减速机构包括主动链轮、从动链轮、链和减速轴，主动链轮通过不允许相互转动的方式套接在从动轴上与从动轴共同转动，从动链轮与减速轴固定连接，主动链轮和从动链轮通过链连接，减速轴两端通过轴承固定在壳体上，减速轴一端连接有法兰将动力传递给万向节传动轴，输出法兰具有轴向锁紧装置。优选所述主动链轮模数大于从动链轮模数，所述链优先选用滚销链。
所述万向节传动轴包括两边万向节和中间可伸缩长度万向轴，随车轮的转向及车辆的颠簸万向节会摆动角度和运动滑移以便适应车轮与无级变速器。所述万向节传动轴长度伸缩范围为整车最小轮距的31％～38％。
所述电机动力输出端与无级变速器动力输入端采用直接连接，电机动力输出轴轴线与无级变速器动力输入轴轴线基本重合。
所述后桥上差速器离一端半轴端部的距离为其离另外一端半轴端部距离的2.4倍。
实施例3
一种电动汽车用动力总成包括驱动电机、无级变速器、万向节传动轴及带有差速器的后桥，以电动汽车行驶方向为正方向，驱动电机、无级变速器、万向节传动轴置于后桥之前。电机与无级变速器固联，电机动力输出端与无级变速器动力输入端直接或间接连接，电机与无级变速器固联后通过悬挂点悬挂于车身下，无级变速器输出轴与万向节传动轴一端连接，万向节传动轴另一端通过传动齿轮组与差速器连接，所述差速器设置于后桥上，后桥上差速器相对于两侧车轮偏置；无级变速器输出轴与万向节传动轴中心线夹角小于10°，大于-10°，无级变速器输出轴与后桥中心线夹角为0°。
所述后桥包括两个传动半轴、布置于传动半轴之间的差速器及传动齿轮组，差速器通过两个传动半轴连接并将动力传输至车轮。所述传动齿轮组包括圆柱齿轮A和圆柱齿轮B，所述圆柱齿轮A固联于差速器上，圆柱齿轮B布置于后桥动力输入端，圆柱齿轮A、B啮合，圆柱齿轮A与圆柱齿轮B的齿数之比为i1。
所述无级变速器包括安装在主动轴上的一对主动锥盘和安装在从动轴上的一对从动锥盘，主动锥盘和从动锥盘夹持挠性传动元件。主动锥盘中的一对锥盘包括主动动锥盘和主动加压锥盘，从动轴中的一对锥盘包括从动动锥盘和从动加压锥盘，主动加压锥盘背面设有端面凸轮加压机构，从动加压锥盘背面不设置断面凸轮加压机构，背面设有端面凸轮加压机构的加压锥盘与对应的传动轴套接，加压锥盘与对应的传动轴之间可发生相互转动和滑动；背面未设端面凸轮加压机构的加压锥盘与对应的传动轴固定连接，端面凸轮加压机构和相应的加压锥盘之间设置有弹性轴向加压元件。所述从动轴上布置有减速机构，无级变速器动力输入端和减速机构布置于挠性传动元件两侧，减速机构减速比为i2。该无级变速器还包括驱动主动动锥盘和从动轴动锥盘作同步、同速、同方向轴向移动的调速机构，实现变速比范围0.3～2.9。
所述i1为2.05，i2为3.92。
所述端面凸轮加压机构包括轴向相对布置的主动凸轮和从动凸轮，主动凸轮与对应的传动轴以不允许发生相互转动的方式连接，所述主动凸轮和从动凸轮的轴向相对端面上分别设有多个沿圆周方向均布的V形滚道或V形加压面，每个所述V形滚道或V形加压面包括相互连接的正向加压段和反向加压段，主动凸轮和从动凸轮的V形滚道或V形加压面相互对应设置，V形滚道或V形加压面之间设置滚动体。所述主动凸轮端面上的所述V形滚道或V形加压面的正向加压段或正向加压面与凸轮端面夹角为α1，反向加压段或反向加压面与凸轮端面夹角为α2。
柔性传动元件在主动锥盘组上的最大工作半径Rw1max为171.2mm，柔性传动元件在主动锥盘组上的最小工作半径Rw1min为80.7mm，柔性传动元件在从动锥盘组上的最大工作半径Rw2max为171.2mm，柔性传动元件在从动锥盘组上的最小工作半径Rw2min为80.7mm，主动锥盘组和从动锥盘组的锥盘锥面母线与锥盘轴中心线夹角角度γ为11°，每个端面V形滚道的个数n为5，α1＝α2＝为7°。
所述调速机构包括驱动机、与驱动机直接或间接连接的调速轴、套接在调速轴上的调速螺母和调速螺母两端的加压推板I和加压推板II；调速螺母与调速轴以滚珠丝杠方式或滑动螺旋方式连接，加压推板I和加压推板II通过螺栓分别固定与调速螺母的两端，加压推板I具有压推主动动锥盘的第一工作部，加压推板II具有压推从动动锥盘的第二工作部，第一工作部和第二工作部分别与所压推的主动动锥盘和从动动锥盘之间设有可承受轴向载荷和径向载荷的轴承；轴承的内圈一侧与从动动锥盘接触，另一侧通过垫圈与所述第二工作部接触。
所述减速机构优先选用圆柱齿轮传动机构。
所述减速机构包括主动齿轮、从动齿轮和减速轴，主动齿轮通过不允许相互转动的方式套接在从动轴上与从动轴共同转动，从动齿轮与减速轴固定连接，减速轴两端通过轴承固定在壳体上，减速轴一端连接有法兰将动力传递给万向节传动轴，输出法兰具有轴向锁紧装置。
所述万向节传动轴包括两边万向节和中间可伸缩长度万向轴，随车轮的转向及车辆的颠簸万向节会摆动角度和运动滑移以便适应车轮与无级变速器。所述万向节传动轴长度伸缩范围为整车最小轮距的31％～38％。
所述电机动力输出端与无级变速器动力输入端采用直接连接，电机动力输出轴轴线与无级变速器动力输入轴轴线基本重合。
所述后桥上差速器离一端半轴端部的距离为其离另外一端半轴端部距离的2.4倍。
实施例4
一种电动汽车用动力总成包括驱动电机、无级变速器、万向节传动轴及带有差速器的后桥，以电动汽车行驶方向为正方向，驱动电机、无级变速器、万向节传动轴置于后桥之前。电机与无级变速器固联，电机动力输出端与无级变速器动力输入端直接或间接连接，电机与无级变速器固联后通过悬挂点悬挂于车身下，无级变速器输出轴与万向节传动轴一端连接，万向节传动轴另一端通过传动齿轮组与差速器连接，所述差速器设置于后桥上，后桥上差速器相对于两侧车轮偏置；无级变速器输出轴与万向节传动轴中心线夹角小于6°，大于-6°，无级变速器输出轴与后桥中心线夹角为-2°。
所述后桥包括两个传动半轴、布置于传动半轴之间的差速器及传动齿轮组，差速器通过两个传动半轴连接并将动力传输至车轮。所述传动齿轮组包括圆柱齿轮A和圆柱齿轮B，所述圆柱齿轮A固联于差速器上，圆柱齿轮B布置于后桥动力输入端，圆柱齿轮A、B啮合，圆柱齿轮A与圆柱齿轮B的齿数之比为i1。
所述无级变速器包括安装在主动轴上的一对主动锥盘和安装在从动轴上的一对从动锥盘，主动锥盘和从动锥盘夹持挠性传动元件。主动锥盘中的一对锥盘包括主动动锥盘和主动加压锥盘，从动轴中的一对锥盘包括从动动锥盘和从动加压锥盘，主动加压锥盘和从动加压锥盘中至少一个加压锥盘的背面设有端面凸轮加压机构，背面设有端面凸轮加压机构的加压锥盘与对应的传动轴套接，加压锥盘与对应的传动轴之间可发生相互转动和滑动；背面未设端面凸轮加压机构的加压锥盘与对应的传动轴固定连接，端面凸轮加压机构和相应的加压锥盘之间设置有弹性轴向加压元件。所述从动轴上布置有减速机构，无级变速器动力输入端和减速机构布置于挠性传动元件两侧，减速机构减速比为i2。该无级变速器还包括驱动主动动锥盘和从动轴动锥盘作同步、同速、同方向轴向移动的调速机构，实现变速比范围0.3～2.9。
所述i1为2.05，i2为3.92。
所述端面凸轮加压机构包括轴向相对布置的主动凸轮和从动凸轮，主动凸轮与对应的传动轴以不允许发生相互转动的方式连接，所述主动凸轮和从动凸轮的轴向相对端面上分别设有多个沿圆周方向均布的V形滚道或V形加压面，每个所述V形滚道或V形加压面包括相互连接的正向加压段和反向加压段，主动凸轮和从动凸轮的V形滚道或V形加压面相互对应设置，V形滚道或V形加压面之间设置滚动体。所述主动凸轮端面上的所述V形滚道或V形加压面的正向加压段或正向加压面与凸轮端面夹角为α1，反向加压段或反向加压面与凸轮端面夹角为α2；所述主动凸轮端面上的所述V形滚道或V形加压面的正向加压段或正向加压面与凸轮端面夹角为β1，反向加压段或反向加压面与凸轮端面夹角为β2。
柔性传动元件在主动锥盘组上的最大工作半径Rw1max为171.2mm，柔性传动元件在主动锥盘组上的最小工作半径Rw1min为80.7mm，柔性传动元件在从动锥盘组上的最大工作半径Rw2max为171.2mm，柔性传动元件在从动锥盘组上的最小工作半径Rw2min为80.7mm，主动锥盘组和从动锥盘组的锥盘锥面母线与锥盘轴中心线夹角角度γ为11°，每个端面V形滚道的个数n为5，β1＝β2＝为7°。
所述调速机构包括调速螺母、主动轴杠杆支架、从动轴杠杆支架、主动轴调速杠杆和从动轴调速杠杆，所述调速轴上设有螺纹，调速螺母通过螺纹连接在调速轴上，所述主动轴调速杠杆铰支在主动轴杠杆支架上且一端抵靠在调速螺母上，所述从动调速杠杆铰支在从动轴杠杆支架上且一端抵靠在调速螺母上，所述从动轴调速杠杆另一端通过轴承抵靠在从动动锥盘上。
所述减速机构优先选用链传动机构。
所述减速机构包括主动链轮、从动链轮、链和减速轴，主动链轮通过不允许相互转动的方式套接在从动轴上与从动轴共同转动，从动链轮与减速轴固定连接，主动链轮和从动链轮通过链连接，减速轴两端通过轴承固定在壳体上，减速轴一端连接有法兰将动力传递给万向节传动轴，输出法兰具有轴向锁紧装置。所述主动链轮模数大于从动链轮模数，所述链选用滚销链。
所述万向节传动轴包括两边万向节和中间可伸缩长度万向轴，随车轮的转向及车辆的颠簸万向节会摆动角度和运动滑移以便适应车轮与无级变速器。所述万向节传动轴长度伸缩范围为整车最小轮距的31％～38％。
所述电机动力输出端与无级变速器动力输入端采用直接连接，电机动力输出轴轴线与无级变速器动力输入轴轴线基本重合。
所述后桥上差速器离一端半轴端部的距离为其离另外一端半轴端部距离的2.4倍。

Claims (8)

1.一种电动汽车用动力总成，其特征在于，所述电动汽车用动力总成包括驱动电机、无级变速器、万向节传动轴及带有差速器的后桥，以电动汽车行驶方向为正方向，所述驱动电机、无级变速器和万向节传动轴均置于后桥之前；所述驱动电机与无级变速器固联，驱动电机动力输出端与无级变速器动力输入端直接或间接连接，驱动电机与无级变速器固联后通过悬挂点悬挂于车身下，所述无级变速器的输出轴与万向节传动轴一端连接，万向节传动轴另一端通过传动齿轮组与差速器连接，所述差速器设置于后桥上，后桥上差速器相对于两侧车轮偏置设置；无级变速器输出轴与万向节传动轴中心线夹角范围为：-15°～+15°，无级变速器输出轴与后桥中心线夹角范围为：-20°～+20°；
所述后桥包括两个传动半轴、布置于两个传动半轴之间的差速器及传动齿轮组，差速器通过两个传动半轴连接并将动力传输至车轮；所述传动齿轮组包括圆柱齿轮A和圆柱齿轮B，所述圆柱齿轮A固联于差速器上，圆柱齿轮B布置于后桥动力输入端，圆柱齿轮A与圆柱齿轮B啮合设置，圆柱齿轮A与圆柱齿轮B的齿数之比为i1；
所述无级变速器包括设置于主动轴上的一对主动锥盘构成的主动锥盘组和设置于从动轴上的一对从动锥盘构成的从动锥盘组，主动锥盘组和从动锥盘组夹持挠性传动元件；主动锥盘组中的一对主动锥盘包括主动动锥盘和主动加压锥盘，从动锥盘组中的一对动锥盘包括从动动锥盘和从动加压锥盘，主动加压锥盘和从动加压锥盘中至少一个加压锥盘的背面设有端面凸轮加压机构，背面设有端面凸轮加压机构的加压锥盘与对应的传动轴套接，加压锥盘与对应的传动轴之间能够发生相互转动和滑动；背面未设端面凸轮加压机构的加压锥盘与对应的传动轴固接，端面凸轮加压机构和相应的锥盘轴之间设置有弹性轴向加压元件；所述从动轴上布置有减速机构，所述无级变速器动力输入端和所述减速机构布置于所述挠性传动元件两侧，所述减速机构的减速比为i2；该无级变速器还包括驱动所述主动动锥盘和所述从动动锥盘做同步、同速以及同方向轴向移动的调速机构，所述调速机构实现最大变速比≤2.9，最小变速比≥0.3；
所述i1和i2满足2≤i1×i2≤14；
所述无级变速器的所述端面凸轮加压机构包括轴向相对布置的主动凸轮和从动凸轮，主动凸轮与对应的传动轴以不允许发生相互转动的方式连接，所述主动凸轮和从动凸轮的轴向相对端面上分别设有多个沿圆周方向均布的V形滚道或V形加压面，每个所述V形滚道或V形加压面包括相互连接的正向加压段和反向加压段，主动凸轮和从动凸轮的V形滚道或V形加压面相互对应设置，V形滚道或V形加压面之间设置滚动体；设置于主动锥盘组背面上的主动轴端面凸轮加压机构，凸轮端面上所述V形滚道或V形加压面的正向加压段或正向加压面与凸轮端面夹角为α1，反向加压段或反向加压面与凸轮端面夹角为α2；设置于从动锥盘组背面上的从动轴端面凸轮加压机构，凸轮端面上所述V形滚道或V形加压面的正向加压段或正向加压面与凸轮端面夹角为β1，反向加压段或反向加压面与凸轮端面夹角为β2；所述α1、α2、β1和β2满足如下(1)～(4)式的要求：
Figure FDA0002794805570000021
Figure FDA0002794805570000022
Figure FDA0002794805570000023
Figure FDA0002794805570000024
其中：
Rw1min为柔性传动元件在主动锥盘组上的最小工作半径；
Rw1max为柔性传动元件在主动锥盘组上的最大工作半径；
Rw2min为柔性传动元件在从动锥盘组上的最小工作半径；
Rw2max为柔性传动元件在从动锥盘组上的最大工作半径；
γ为所述凸轮加压的锥盘式无级变速器的主动锥盘组和从动锥盘组的锥盘锥面母线与锥盘轴中心线夹角角度，所述γ满足7°≤γ≤15°。
2.根据权利要求1所述的电动汽车用动力总成，其特征在于，所述调速机构为以下四种形式中的任意一种形式设置：
1)所述调速机构包括驱动机、调速轴和分别设置在主动动锥盘及从动动锥盘背面的空心螺杆和螺母，驱动机直接或间接驱动调速轴；主动轴和从动轴分别置于空心螺杆内；空心螺杆和螺母以滚珠丝杠方式或滑动螺旋方式连接；空心螺杆和螺母中一个通过可承受轴向载荷和径向载荷的轴承与其对应的动锥盘相连接，另一个通过可承受轴向载荷和径向载荷的轴承与其对应的传动轴相连接；空心螺杆或螺母中的一个与机壳以可轴向移动、但不可相互转动的方式连接，另一个通过定比传动机构和调速轴相连接，并使调速轴的转动到主动动锥盘轴向移动转换关系和到从动动锥盘轴向移动的转换关系相等；
2)所述调速机构包括1个或多个驱动机、调速I轴、调速II轴、调速III轴、第一链轮组、第二链轮组、加压推板I、加压推板II；所述驱动机直接或间接驱动调速I轴、调速II轴和/或调速III轴，所述第一链轮组连接调速I轴和调速III轴，所述第二链轮组连接调速II轴和调速III轴；所述调速I轴、调速II轴和调速III轴设置有螺旋结构，所述螺旋结构中螺母以螺旋副形式套设在对应的调速轴上；所述加压推板I一端固定连接在螺母III的一侧，另一端固定连接在螺母I上；加压推板II一端固定连接在螺母III的另一侧，另一端固定连接在螺母II上；加压推板I通过轴承压推主动轴动锥盘，加压推板II通过轴承压推从动轴动锥盘；
3)所述调速机构包括驱动机、与驱动机直接或间接连接的调速轴、套接在调速轴上的调速螺母和调速螺母两端的加压推板I和加压推板II；调速螺母与调速轴以滚珠丝杠方式或滑动螺旋方式连接，加压推板I和加压推板II通过螺栓分别固定与调速螺母的两端，加压推板I具有压推主动动锥盘的第一工作部，加压推板II具有压推从动动锥盘的第二工作部，第一工作部和第二工作部分别与所压推的主动动锥盘和从动动锥盘之间设有可承受轴向载荷和径向载荷的轴承；轴承的内圈一侧与从动动锥盘接触，另一侧通过垫圈与所述第二工作部接触；
4)所述调速机构包括调速螺母、主动轴杠杆支架、从动轴杠杆支架、主动轴调速杠杆和从动轴调速杠杆，所述调速轴上设有螺纹，调速螺母通过螺纹连接在调速轴上，所述主动轴调速杠杆铰支在主动轴杠杆支架上且一端抵靠在调速螺母上，所述从动轴调速杠杆铰支在从动轴杠杆支架上且一端抵靠在调速螺母上，所述从动轴调速杠杆另一端通过轴承抵靠在从动动锥盘上。
3.根据权利要求1所述的电动汽车用动力总成，其特征在于，所述减速机构选用圆柱齿轮传动机构或链传动机构；
1)所述减速机构为链传动机构的布置方式为：所述减速机构包括主动链轮、从动链轮、链和减速轴，主动链轮通过不允许相互转动的方式套接在从动轴上与从动轴共同转动，从动链轮与减速轴固定连接，主动链轮和从动链轮通过链连接，减速轴两端通过轴承固定在壳体上，减速轴一端连接有法兰将动力传递给万向节传动轴，输出法兰具有轴向锁紧装置；
2)所述减速机构为圆柱齿轮传动机构，所述减速机构包括主动齿轮、从动齿轮和减速轴，主动齿轮通过不允许相互转动的方式套接在从动轴上与从动轴共同转动，从动齿轮与减速轴固定连接，减速轴两端通过轴承固定在无级变速器壳体上，减速轴一端连接有法兰将动力传递给万向节传动轴，输出法兰具有轴向锁紧装置。
4.根据权利要求3所述的电动汽车用动力总成，其特征在于，减速机构的所述主动链轮模数大于从动链轮模数。
5.根据权利要求3所述的电动汽车用动力总成，其特征在于，减速机构的所述链选用滚销链。
6.根据权利要求1所述的电动汽车用动力总成，其特征在于，所述万向节传动轴长度大于整车最小轮距的15％且小于整车最小轮距的85％。
7.根据权利要求1～6任一项所述的电动汽车用动力总成，其特征在于：所述电机动力输出端与无级变速器动力输入端采用直接连接，电机动力输出轴的轴线与无级变速器动力输入轴的轴线基本重合。
8.根据权利要求1～6任一项所述的电动汽车用动力总成，其特征在于：后桥上差速器离一端半轴端部的距离为其离另外一端半轴端部距离的1.3～3.5倍。
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