CN111016647A - 中央驱动式超大载荷智慧自适应电驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中央驱动式超大载荷智慧自适应电驱动系统，包括电机、高速挡传动机构、低速挡传动机构和中央输出机构。采用以上方案，多排式超越离合器相对于传统单排式超越离合器成倍地提高了承受载荷的能力，突破了传统超越离合器的承载极限；采用了全新的传动路径，实现了中央输出式结构，不但能够采用高速电机，而且整体平衡性好，可靠性高，适应于更多的应用场景；同时，螺旋传动副位于更外的位置，更加易于装配；从而在不切断驱动力的情况下自适应随行驶阻力变化自动进行换挡变速，尽可能地使电机始终处于高效平台上，大幅增加了电机高效运行的区间。

Description

中央驱动式超大载荷智慧自适应电驱动系统

技术领域

本发明涉及电驱动系统技术领域，具体涉及一种中央驱动式超大载荷智慧自适应电驱动系统。

背景技术

随着环保法规的日益严苛，以纯电为动力的汽车、摩托车、三轮车为代表的新能源交通工具取代传统燃油交通工具已经是大势所趋。

目前，以纯电为动力的汽车、摩托车和三轮车的电驱动系统均由电机和减速箱(变速箱或传动箱)两个独立的部分构成，不仅传动效率不够高，而且影响机构的布置。

而且，电机普遍采用轮毂电机或者侧挂式结构的安装方式。轮毂电机采用低速直流电机直接驱动，不仅效率相对较低，发热量大，还由于电机体积大、重量重，打破了车轮结构原有的平衡，对操控性能及安全性方面会有一定影响。侧挂式结构将电机和变速系统(变速箱或减速器)置于驱动轮的同一侧，尽管可以采用高速电机以提高机械效率，但变速机构与电机的重量较重，导致车轮的平衡性不佳，尤其对于两轮车的影响更为明显。

并且，现有电动交通工具由于其传动结构的限制，在行驶过程中，完全由驾驶员在不能准确知晓行驶阻力的情况下，依据经验进行操控，因此，常常不可避免地出现电机工作状态与交通工具实际行驶状况不匹配的情况，造成电机堵转。尤其是交通工具处于启动、爬坡、逆风等低速重载条件时，电机往往需要在低效率、低转速、高扭矩情况下工作，容易引起电机的意外损坏，增加维修和更换成本，同时也会直接影响到电池的续航里程。对于诸如电动物流车等对经济性要求较高的车型而言，传统的变速传动结构显然不能较好的满足其使用要求。

而且，传统滚柱式超越离合器承受载荷能力有限，要增大载荷能力只能通过增加外圈、内心轮和滚动体尺寸的方法，但是内心轮和滚动体并不能无限延长，尤其是最细的滚柱，如果过长，不仅容易出现受力不均的问题，可能造成断裂，而且加工精度难以保证，容易出现啮合不良的情况，导致生产难度巨大，良品率低下，同时对材料的要求极高，生产成本居高不下。因此，导致现有自适应自动变速装置无法承受超大载荷，制造成本居高不下，可靠性不足。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供了一种中央驱动式超大载荷智慧自适应电驱动系统。

其技术方案如下：

一种中央驱动式超大载荷智慧自适应电驱动系统，其要点在于，包括电机、高速挡传动机构、低速挡传动机构和中央输出机构，所述电机包括定子、转子和受转子带动的电机轴输出总成，所述电机轴输出总成包括动力传递法兰、电机轴、第一减速组件和第一超越离合器，所述转子能够通过动力传递法兰将动力传递给电机轴，所述第一超越离合器可转动地套装在电机轴上，所述电机轴能够通过第一减速组件将动力传递给第一超越离合器；

所述中央输出机构包括位于电机轴中部的中央输出齿轮和用于带动中央输出齿轮的中央输出传动套，所述中央输出传动套部分位于转子的内侧；

所述高速挡传动机构包括至少部分位于转子内侧的摩擦离合输入套、摩擦离合器、摩擦离合输出套和弹性元件组，所述弹性元件组用于对摩擦离合器施加预紧力，所述第一超越离合器的第一内心轮能够依次通过摩擦离合输入套和摩擦离合器将动力传递给摩擦离合输出套，所述中央输出传动套套装在摩擦离合输出套的外部，并与摩擦离合输出套形成螺旋传动副，以使摩擦离合输出套能够轴向滑动，从而压紧或释放摩擦离合器；

所述低速挡传动机构包括多排式超越离合器以及在第一超越离合器的第一外圈和多排式超越离合器之间减速传动的副轴传动组件，所述多排式超越离合器能够通过内心轮套动力传递给电机轴，所述电机轴上套装有双凸轮传动套，该双凸轮传动套的两端端面分别与内心轮套和摩擦离合输出套的对应端面通过端面凸轮副传动配合。

当主轴传递给摩擦离合器的阻力矩小于摩擦离合器的预设载荷极限时，转子通过电机轴依次经第一减速组件、第一超越离合器、摩擦离合输入套、摩擦离合器、摩擦离合输出套和中央输出传动套，将动力传递到中央输出齿轮上，向外输出动力。当主轴传递给摩擦离合器的阻力矩大于等于摩擦离合器的预设载荷极限时，摩擦离合器分离，转子通过电机轴依次经第一减速组件、第一超越离合器的第一外圈、副轴传动组件、多排式超越离合器、内心轮套、双凸轮传动套、摩擦离合输出套和中央输出传动套，将动力传递到中央输出齿轮上，向外输出动力。

采用以上结构，结构极为紧凑，集成化程度高，充分利用了电机内部的空间，能够将传动机构的部分部件安装到电机内部，不仅传动路线短，传动效率高，而且利于动力机构的布置，降低对车轮动平衡的影响；并且，采用了全新的传动路径，实现了中央输出式结构，不但能够采用高速电机，电机发热小、重量轻，提高机械效率和续航里程，而且动力系统和传动机构平衡地布置在中央输出齿轮两侧，平衡性好，可靠性高，适应于更多的应用场景；同时，螺旋传动副位于更外的位置，更加易于装配；采用的摩擦离合器克服了传统盘式摩擦离合器的缺陷，大幅提高了耐磨性、稳定性和可靠性高，延长了使用寿命，能够进行大扭矩动力传递；同时，多排式超越离合器相对于传统单排式超越离合器成倍地提高了承受载荷的能力，突破了传统超越离合器的承载极限；从而在不切断驱动力的情况下自适应随行驶阻力变化自动进行换挡变速，尽可能地使电机始终处于高效平台上，大幅增加了电机高效运行的区间，可以满足山区、丘陵和重负荷条件下使用，使电机或发动机负荷变化平缓、纯电动交通工具运行平稳，安全高。

作为优选：所述多排式超越离合器包括第二外圈以及至少两个并排套装在同一内心轮套上的第二内心轮，各个第二内心轮外周上设置的外齿一一正对，所述副轴传动组件能够将动力传递给第二外圈，所述第二外圈与各个第二内心轮之间分别设置有第二滚动体，相邻第二内心轮周围的第二滚动体一一正对。采用以上结构，第二内心轮及相应第二滚动体的数量能够根据实际需要进行自由选择，甚至无限增加，成倍地提高了第二超越离合器承受载荷的能力，突破了传统超越离合器的承载极限；由于第二超内心轮和第二超滚动体的长度较短，受力均匀，使用过程中可靠性高，难以发生滚动体断裂的的情况，同时，对生产加工的精度要求低，易于制造，装配简单，材料要求低，普通轴承钢即可，制造成本相对低廉，从而能够以较低的生产成本制造出可靠性极高、能够承受超大载荷的重载超越离合器。

作为优选：所述外齿包括顶弧段以及分别位于顶弧段两侧的短边段和长边段，所述短边段为向内凹陷的弧形结构，所述长边段为向外凸出的弧形结构，所述短边段的曲率小于长边段的曲率。采用以上结构，能够保证单向传动功能的稳定性和可靠性。

作为优选：所述副轴传动组件包括副轴一级主动齿轮、副轴以及均固套在副轴上的副轴一级从动齿轮和副轴二级主动齿轮，所述副轴一级主动齿轮可转动地套装在摩擦离合输入套上，并与第一超越离合器的第一外圈同步转动，所述副轴一级从动齿轮与副轴一级主动齿轮啮合，所述副轴二级主动齿轮与第二外圈上的二级从动齿啮合。采用以上结构，结构简单，稳定可靠。

作为优选：所述内心轮套上固套有倒挡从动齿轮，在所述副轴上可转动地套装有与倒挡从动齿轮啮合的倒挡主动齿轮，在该副轴上套装有能够沿其轴向滑动的倒挡结合套，该倒挡结合套能够与倒挡主动齿轮啮合。采用以上结构，能够稳定可靠地进行动力的前后挡切换。

作为优选：所述第一减速组件包括减速一级主动齿轮、减速一级从动齿轮、减速第一齿轮轴和减速第二齿轮轴，所述减速一级主动齿轮固套在电机轴上，所述减速第一齿轮轴包括减速第一轴部和成型在减速第一轴部上的减速二级主动齿，所述减速一级从动齿轮固套在减速第一轴部上，并与减速一级主动齿轮啮合，所述减速第二齿轮轴包括减速第二轴部以及成型在减速第二轴部上的减速二级从动齿和减速三级主动齿，所述减速二级从动齿与减速二级主动齿啮合，所述减速三级主动齿与第一外圈上的减速三级从动齿啮合。采用以上结构，具有更大的传动比，提高输出扭矩。

作为优选：所述摩擦离合器包括设置在摩擦离合输入套上的摩擦片支撑盘、设置在摩擦离合输出套上的摩擦片压紧盘以及若干交替排列在摩擦片支撑盘和摩擦片压紧盘之间的外摩擦片和内摩擦片，各外摩擦片能够沿摩擦离合输出套轴向滑动，各内摩擦片能够沿摩擦离合输入套轴向滑动；

所述弹性元件组能够对摩擦片压紧盘施加预紧力，以压紧各外摩擦片和内摩擦片，当摩擦离合输出套在中央输出传动套的作用下朝着靠近弹性元件组的方向轴向滑动时，摩擦片压紧盘能够压缩弹性元件组，以释放各外摩擦片和内摩擦片。

采用以上结构，将摩擦离合器中的摩擦结构设置为若干交替排列的外摩擦片和内摩擦片，使承受的扭矩分散在各外摩擦片和内摩擦片上，通过各外摩擦片和内摩擦片分担磨损，大大降低了滑摩损耗，克服传统盘式摩擦离合器的缺陷，从而大幅提高了摩擦离合器的耐磨性、稳定性和可靠性，延长了使用寿命，能够作为大扭矩动力传递装置。

作为优选：各个所述内摩擦片的內缘上均设置有内片内花键，所述摩擦离合输入套的外壁上设置有与各内片内花键相适应的内片外花键；

各外摩擦片的外缘上均设置有外片外花键，所述摩擦离合输出套的内壁上设置有与各外片外花键相适应的外片内花键。

采用以上结构，稳定可靠，易于装配。

作为优选：所述中央输出传动套包括通过若干连接螺栓固定连接的动力输出部和螺旋传动部，所述中央输出齿轮固套在动力输出部上，所述螺旋传动部套在摩擦离合输出套的外部，所述螺旋传动副包括沿周向分布在螺旋传动部内壁上的内螺旋滚道以及沿周向分布在摩擦离合输出套外壁上的外螺旋滚道，在每个外螺旋滚道中均嵌设有若干向外凸出的滚珠，各个滚珠分别能够在对应的内螺旋滚道和外螺旋滚道中滚动。采用以上结构，利于加工和装配。

作为优选：所述螺旋传动部远离动力输出部的一端向内折弯形成弹性元件支撑部，所述弹性元件组的一端与弹性元件支撑部抵接，另一端与摩擦离合器之间设置有端面轴承。采用以上结构，简单可靠，减少了零部件的数量。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

采用以上技术方案的中央驱动式超大载荷智慧自适应电驱动系统，结构新颖，设计巧妙，结构极为紧凑，集成化程度高，充分利用了电机内部的空间，能够将传动机构的部分部件安装到电机内部，不仅传动路线短，传动效率高，而且利于动力机构的布置，降低对车轮动平衡的影响；并且，采用了全新的传动路径，实现了中央输出式结构，不但能够采用高速电机，电机发热小、重量轻，提高机械效率和续航里程，而且动力系统和传动机构平衡地布置在中央输出齿轮两侧，平衡性好，可靠性高，适应于更多的应用场景；同时，螺旋传动副位于更外的位置，更加易于装配；采用的摩擦离合器克服了传统盘式摩擦离合器的缺陷，大幅提高了耐磨性、稳定性和可靠性高，延长了使用寿命，能够进行大扭矩动力传递；同时，多排式超越离合器相对于传统单排式超越离合器成倍地提高了承受载荷的能力，突破了传统超越离合器的承载极限；从而在不切断驱动力的情况下自适应随行驶阻力变化自动进行换挡变速，尽可能地使电机始终处于高效平台上，大幅增加了电机高效运行的区间，可以满足山区、丘陵和重负荷条件下使用，使电机或发动机负荷变化平缓、纯电动交通工具运行平稳，安全高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为第一减速组件的主要零部件的空间位置关系示意图；

图3为本发明靠近电机部分零部件的配合关系示意图；

图4为本发明远离电机部分零部件的配合关系示意图；

图5为摩擦离合器的示意图；

图6为外摩擦片的结构示意图；

图7为内摩擦片的结构示意图；

图8为多排式超越离合器的剖视图；

图9为保持架的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1-图4所示，一种中央驱动式超大载荷智慧自适应电驱动系统，包括电机、高速挡传动机构、低速挡传动机构和中央输出机构。

所述电机包括定子15、转子16和受转子16带动的电机轴输出总成，所述电机轴输出总成包括动力传递法兰18、电机轴1、第一减速组件和第一超越离合器4，所述转子16能够通过动力传递法兰18将动力传递给电机轴1，所述第一超越离合器4可转动地套装在电机轴1上，所述电机轴1能够将动力传递给。

请参见图1、图2和图4，所述第一减速组件包括减速一级主动齿轮43、减速一级从动齿轮44、减速第一齿轮轴45和减速第二齿轮轴46，所述减速一级主动齿轮43固套在电机轴1上，所述减速第一齿轮轴45包括减速第一轴部45a和成型在减速第一轴部45a上的减速二级主动齿45b，所述减速一级从动齿轮44固套在减速第一轴部45a上，并与减速一级主动齿轮43啮合，所述减速第二齿轮轴46包括减速第二轴部46a以及成型在减速第二轴部46a上的减速二级从动齿46b和减速三级主动齿46c，所述减速二级从动齿46b与减速二级主动齿45b啮合，所述减速三级主动齿46c与第一外圈4c上的减速三级从动齿4c1啮合。

减速一级主动齿轮43在电机轴1的带动下，与电机轴1同步转动，减速减速一级主动齿轮43带动减速一级从动齿轮44，减速一级从动齿轮44带动减速第一齿轮轴45的减速第一轴部45a，减速第一齿轮轴45的减速二级主动齿45b带动减速第二齿轮轴46的减速二级从动齿46b，第二齿轮轴46的减速三级主动齿46c将动力传递给第一外圈4c上的减速三级从动齿4c1。

请参见图1-图4，所述高速挡传动机构包括至少部分位于转子16内侧的摩擦离合输入套5、摩擦离合器2、摩擦离合输出套19和弹性元件组3，所述弹性元件组3用于对摩擦离合器2施加预紧力，所述第一超越离合器4的第一内心轮4a能够依次通过摩擦离合输入套5和摩擦离合器2将动力传递给摩擦离合输出套19，所述中央输出传动套20套装在摩擦离合输出套19的外部，并与摩擦离合输出套19形成螺旋传动副，以使摩擦离合输出套19能够轴向滑动，从而压紧或释放摩擦离合器2。

请参见图1和图4，第一超越离合器4包括第一外圈4c、第一内心轮4a以及若干设置在第一外圈4c和第一内心轮4a之间的第一滚动体4b，第一滚动体4b包括沿周向交替设置在第一内心轮4a周围的粗滚子和细滚子，在第一内心轮4a的外周面上均设置有两个相对的第一保持架4d，在每个第一保持架4d的内壁上均开设有一圈细滚子滑槽，各个细滚子的两端分别均可滑动地插入对应的细滚子滑槽中，动力输出减速组件能够将动力传递给第一外圈4c，第一内心轮4a的内壁与摩擦离合输入套5的外壁花键配合。采用以上结构，使各个细滚子能够随动，提高了第一超越离合器4的稳定性和可靠性，增加了使用寿命。

需要指出的是，第一超越离合器4能够将动力传递给摩擦离合输入套5，摩擦离合输入套5能够将动力传递给摩擦离合器2。

请参见图5，所述摩擦离合器2包括设置在摩擦离合输入套5上的摩擦片支撑盘2a、设置在摩擦离合输出套19上的摩擦片压紧盘2b以及若干交替排列在摩擦片支撑盘2a和摩擦片压紧盘2b之间的外摩擦片2c和内摩擦片2d，各外摩擦片2c能够沿摩擦离合输出套19轴向滑动，各内摩擦片2d能够沿摩擦离合输入套5轴向滑动；

所述弹性元件组3能够对摩擦片压紧盘2b施加预紧力，以压紧各外摩擦片2c和内摩擦片2d，当摩擦离合输出套19在中央输出传动套20的作用下朝着靠近弹性元件组3的方向轴向滑动时，摩擦片压紧盘2b能够压缩弹性元件组3，以释放各外摩擦片2c和内摩擦片2d。

各个所述内摩擦片2d的內缘上均设置有内片内花键2d1，所述摩擦离合输入套5的外壁上设置有与各内片内花键2d1相适应的内片外花键5a，使各内摩擦片2d既能够与摩擦离合输入套5同步转动，又能够沿摩擦离合输入套5轴向移动，实现分离。各外摩擦片2c的外缘上均设置有外片外花键2c1，所述摩擦离合输出套19的内壁上设置有与各外片外花键2c1相适应的外片内花键19a，使各外摩擦片2c既能够与摩擦离合输出套19同步转动，又能够沿摩擦离合输出套19轴向移动，实现分离。具体地说，当摩擦片压紧盘2b在摩擦离合输出套19带动下朝着靠近弹性元件组3的方向移动时，摩擦片支撑盘2a和摩擦片压紧盘2b之间的间距增加，各外摩擦片2c和内摩擦片2d能够分离，使摩擦离合器2断开。

弹性元件组3能够对摩擦片压紧盘2b施加预紧力，以压紧各外摩擦片2c和内摩擦片2d，使摩擦离合器2保持结合状态。本实施例中，弹性元件组3优选采用碟簧，稳定可靠，成本低廉，能够对端面轴承21持续地施加一个轴向上的推力。

请参见图3和图5，摩擦片压紧盘2b靠近弹性元件组3的一侧表面上分布有若干同心的环形滚道2b1，在弹性元件组3和摩擦片压紧盘2b之间设置有端面轴承21，该端面轴承21包括轴承支撑盘21b以及若干支撑在轴承支撑盘21b和摩擦片压紧盘2b之间的轴承滚珠21a，各轴承滚珠21a分别能够沿对应的环形滚道2b1滚动。通过以上结构，摩擦片压紧盘2b能够作为一侧的轴承支撑盘，从而既节约了制造成本，又节约了装配空间。

请参见图1-图4，所述中央输出机构包括位于电机轴1中部的中央输出齿轮22和用于带动中央输出齿轮22的中央输出传动套20，中央输出齿轮22固套在中央输出传动套20上，从而能够与中央输出传动套20同步转动。所述中央输出传动套20部分位于转子16的内侧。

请参见图3，所述中央输出传动套20包括通过若干连接螺栓20c固定连接的动力输出部20a和螺旋传动部20b，所述中央输出齿轮22固套在动力输出部20a上，所述螺旋传动部20b套在摩擦离合输出套19的外部，所述螺旋传动副包括沿周向分布在螺旋传动部20b内壁上的内螺旋滚道20b1以及沿周向分布在摩擦离合输出套19外壁上的外螺旋滚道19a，在每个外螺旋滚道19b中均嵌设有若干向外凸出的滚珠27，各个滚珠27分别能够在对应的内螺旋滚道20b1和外螺旋滚道19b中滚动。

所述螺旋传动部20b远离动力输出部20a的一端向内折弯形成弹性元件支撑部20b2，所述弹性元件组3的一端与弹性元件支撑部20b2抵接，另一端与摩擦离合器2之间设置有端面轴承21。

摩擦离合输出套19通过螺旋传动副将动力传递给中央输出传动套20，中央输出传动套20将动力传递给中央输出齿轮22。

请参见图1-图4，所述低速挡传动机构包括多排式超越离合器6以及在第一超越离合器4的第一外圈4c和多排式超越离合器6之间减速传动的副轴传动组件，所述多排式超越离合器6能够通过内心轮套7动力传递给电机轴1，所述电机轴1上套装有双凸轮传动套42，该双凸轮传动套42的两端端面分别与内心轮套7和摩擦离合输出套19的对应端面通过端面凸轮副传动配合。

所述副轴传动组件包括副轴一级主动齿轮11、副轴12以及均固套在副轴12上的副轴一级从动齿轮13和副轴二级主动齿轮14，所述副轴一级主动齿轮11可转动地套装在摩擦离合输入套5上，并与第一超越离合器4的第一外圈4c同步转动，所述副轴一级从动齿轮13与副轴一级主动齿轮11啮合，所述副轴二级主动齿轮14与第二外圈6a上的二级从动齿6b啮合。其中，副轴一级主动齿轮11包括一体成型的主动齿轮部11a和动力连接盘11b，其中，动力连接盘11b通过若干螺栓与第一外圈4c连接，从而在第一外圈4c的带动下与其同步转动，副轴一级主动齿轮11带动副轴一级从动齿轮13，副轴一级从动齿轮13带动副轴12，副轴12带动副轴二级主动齿轮14，副轴二级主动齿轮14将动力传递给多排式超越离合器6的第二外圈6a。

请参见图4、图8和图9，多排式超越离合器6包括第二外圈6a以及至少两个并排套装在同一内心轮套7上的第二内心轮6c，各个第二内心轮6c外周上设置的外齿6c1一一正对，第二外圈6a与各个第二内心轮6c之间分别设置有第二滚动体，相邻第二内心轮6c周围的第二滚动体一一正对，从而保证各第二内心轮6c的同步性。

第二內心轮套7采用高强度抗扭材料制成，第二內心轮6c采用抗压耐磨材料制成，具体地说，第二內心轮套7的材质为合金钢，第二內心轮6c的材质为轴承钢或合金钢或硬质合金。本实施例中，第二內心轮套7的材质优选采用20CrMnTi，抗扭能力强，成本较低，性价比高，第二內心轮6c的材质优选采用GCr15，耐磨抗压性能好，成本较低，性价比高。第二內心轮套7抗扭抗压能力高，能够保证传动的可靠性和稳定性，第二內心轮6c耐磨抗压能力强，从而通过将第二內心轮套7和第二內心轮6c采用两种不同的材料进行制造，不但有效节约了生产成本，而且大幅延长了多排浮动组合式重载超越离合器的使用寿命。

沿各第二内心轮6c外周分布的滚动体由交替设置的粗滚动体6d和细滚动体6e组成，在各个第二内心轮6c的外周面上均设置有两个相对的第二保持架6f，在每个第二保持架6f的内壁上均开设有一圈环形槽6f1，各个细滚动体6e的两端分别均可滑动地插入对应的环形槽6f1中。采用以上结构，使各个细滚动体6e能够随动，提高了整体的稳定性和可靠性，增加了使用寿命。

第二外圈6a的外壁上具有沿周向设置的二级从动齿6b。内心轮凸轮套7的外壁与各个第二内心轮6c的内壁花键配合。通过上述结构，能够可靠地进行动力传递。

第二内心轮6c的内花键齿数为外齿6c1齿数的两倍。便于安装和调试，以解决各个第二内心轮6c不同步的问题。

外齿6c1包括顶弧段6c12以及分别位于顶弧段6c12两侧的短边段6c11和长边段6c13，短边段6c11为向内凹陷的弧形结构，长边段6c13为向外凸出的弧形结构，短边段6c11的曲率小于长边段6c13的曲率。采用以上结构，能够保证单向传动功能的稳定性和可靠性。

请参见图1-图4，所述内心轮套7、双凸轮传动套42和摩擦离合输出套19均可转动地套装在摩擦离合输入套5上，相互之间通过端面凸轮副传动配合。通过双凸轮传动套42，更利于脱开、换挡。

请参见图1和图4，所述内心轮套7上固套有倒挡从动齿轮38，在所述副轴12上可转动地套装有与倒挡从动齿轮38啮合的倒挡主动齿轮39，在该副轴12上套装有能够沿其轴向滑动的倒挡结合套40，该倒挡结合套40能够与倒挡主动齿轮39啮合。

副轴12的外周上具有若干沿周向分布的滚柱内侧弧形槽，该滚柱内侧弧形槽中具有与副轴12轴线平行的滚柱，倒挡结合套40的孔壁上具有若干与滚柱内侧弧形槽一一对应、且轴向贯穿的滚柱外侧弧形槽，以使倒挡结合套40能够通过滚柱轴向滑动，滚柱内侧弧形槽的槽内半径和滚柱外侧弧形槽的槽内半径均大于滚柱的半径。倒挡结合套40能够与倒挡主动齿轮39啮合，具体地说，前进挡时，倒挡结合套40与倒挡主动齿轮39分离；倒挡时，倒挡结合套40与倒挡主动齿轮39啮合。采用以上结构，倒挡结合套40与副轴12之间通过滚柱连接，使倒挡结合套40能够相对副轴12转动一定角度，拥有一定的自由度，从而使倒挡结合套40更易于与倒挡主动齿轮39结合，极大提高了换挡的顺畅度，克服了进倒挡时容易出现卡滞、难以进挡、易损等问题，同时能够承受超大扭矩。

本实施例中，弹性元件组3通过各端面轴承21施加压力，压紧摩擦离合器2的各外摩擦片2c和内摩擦片2d。当多片式摩擦离合器2处于结合状态时，动力处于高速挡动力传递路线，此时，第一超越离合器4未超越，多排式超越离合器6超越。当电机轴1传递给多片式摩擦离合器2的阻力矩大于等于多片式摩擦离合器2的预设载荷极限时，摩擦片压紧盘2b轴向滑动，压缩弹性元件组3，多片式摩擦离合器2的各外摩擦片2c和内摩擦片2d之间出现间隙，即多片式摩擦离合器2分离，动力改为低速挡动力传递路线，此时，第一超越离合器4超越，多排式超越离合器6未超越，从上述传递路线可以看出，本发明在运行时，形成一个保持一定压力的自动变速机构。

本实施例以电动汽车为例，整车在启动时阻力大于驱动力，阻力迫使摩擦片压紧盘2b通过端面轴承21压缩弹性元件组3，摩擦离合器2处于断开状态，以低速挡速度转动；因此，自动实现了低速挡起动，缩短了起动时间。与此同时，弹性元件组3吸收运动阻力矩能量，为恢复高速挡挡位传递动力储备势能。

启动成功后，行驶阻力减少，当分力减少到小于弹性元件组3所产生的压力时，因被运动阻力压缩而产生弹性元件组3压力迅速释放的推动下，摩擦离合器2恢复紧密贴合状态，以高速挡速度转动。

行驶过程中，随着运动阻力的变化自动换挡原理同上，在不需要切断动力的情况下实现变挡，使整车运行平稳，安全低耗，而且传递路线简单化，提高传动效率。

二、倒挡：倒挡结合套40与倒挡主动齿轮39啮合。

倒挡动力传递路线：转子16→动力传递法兰18→电机轴1→减速一级主动齿轮43→减速一级从动齿轮44→减速第一齿轮轴45→减速第二齿轮轴46→第一外圈4c→副轴一级主动齿轮11→副轴12→倒挡结合套40→倒挡主动齿轮39→倒挡从动齿轮38→内心轮套7→双凸轮传动套42→摩擦离合输出套19→中央输出传动套20→中央输出齿轮22。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种中央驱动式超大载荷智慧自适应电驱动系统，其特征在于：包括电机、高速挡传动机构、低速挡传动机构和中央输出机构，所述电机包括定子(15)、转子(16)和受转子(16)带动的电机轴输出总成，所述电机轴输出总成包括动力传递法兰(18)、电机轴(1)、第一减速组件和第一超越离合器(4)，所述转子(16)能够通过动力传递法兰(18)将动力传递给电机轴(1)，所述第一超越离合器(4)可转动地套装在电机轴(1)上，所述电机轴(1)能够通过第一减速组件将动力传递给第一超越离合器(4)；

所述中央输出机构包括位于电机轴(1)中部的中央输出齿轮(22)和用于带动中央输出齿轮(22)的中央输出传动套(20)，所述中央输出传动套(20)部分位于转子(16)的内侧；

所述高速挡传动机构包括至少部分位于转子(16)内侧的摩擦离合输入套(5)、摩擦离合器(2)、摩擦离合输出套(19)和弹性元件组(3)，所述弹性元件组(3)用于对摩擦离合器(2)施加预紧力，所述第一超越离合器(4)的第一内心轮(4a)能够依次通过摩擦离合输入套(5)和摩擦离合器(2)将动力传递给摩擦离合输出套(19)，所述中央输出传动套(20)套装在摩擦离合输出套(19)的外部，并与摩擦离合输出套(19)形成螺旋传动副，以使摩擦离合输出套(19)能够轴向滑动，从而压紧或释放摩擦离合器(2)；

所述低速挡传动机构包括多排式超越离合器(6)以及在第一超越离合器(4)的第一外圈(4c)和多排式超越离合器(6)之间减速传动的副轴传动组件，所述多排式超越离合器(6)能够通过内心轮套(7)动力传递给电机轴(1)，所述电机轴(1)上套装有双凸轮传动套(42)，该双凸轮传动套(42)的两端端面分别与内心轮套(7)和摩擦离合输出套(19)的对应端面通过端面凸轮副传动配合。

2.根据权利要求1所述的中央驱动式超大载荷智慧自适应电驱动系统，其特征在于：所述多排式超越离合器(6)包括第二外圈(6a)以及至少两个并排套装在同一内心轮套(7)上的第二内心轮(6c)，各个第二内心轮(6c)外周上设置的外齿(6c1)一一正对，所述副轴传动组件能够将动力传递给第二外圈(6a)，所述第二外圈(6a)与各个第二内心轮(6c)之间分别设置有第二滚动体，相邻第二内心轮(6c)周围的第二滚动体一一正对。

3.根据权利要求2所述的中央驱动式超大载荷智慧自适应电驱动系统，其特征在于：所述外齿(6c1)包括顶弧段(6c12)以及分别位于顶弧段(6c12)两侧的短边段(6c11)和长边段(6c13)，所述短边段(6c11)为向内凹陷的弧形结构，所述长边段(6c13)为向外凸出的弧形结构，所述短边段(6c11)的曲率小于长边段(6c13)的曲率。

4.根据权利要求2所述的中央驱动式超大载荷智慧自适应电驱动系统，其特征在于：所述副轴传动组件包括副轴一级主动齿轮(11)、副轴(12)以及均固套在副轴(12)上的副轴一级从动齿轮(13)和副轴二级主动齿轮(14)，所述副轴一级主动齿轮(11)可转动地套装在摩擦离合输入套(5)上，并与第一超越离合器(4)的第一外圈(4c)同步转动，所述副轴一级从动齿轮(13)与副轴一级主动齿轮(11)啮合，所述副轴二级主动齿轮(14)与第二外圈(6a)上的二级从动齿(6b)啮合。

5.根据权利要求4所述的中央驱动式超大载荷智慧自适应电驱动系统，其特征在于：所述内心轮套(7)上固套有倒挡从动齿轮(38)，在所述副轴(12)上可转动地套装有与倒挡从动齿轮(38)啮合的倒挡主动齿轮(39)，在该副轴(12)上套装有能够沿其轴向滑动的倒挡结合套(40)，该倒挡结合套(40)能够与倒挡主动齿轮(39)啮合。

6.根据权利要求1所述的中央驱动式超大载荷智慧自适应电驱动系统，其特征在于：所述第一减速组件包括减速一级主动齿轮(43)、减速一级从动齿轮(44)、减速第一齿轮轴(45)和减速第二齿轮轴(46)，所述减速一级主动齿轮(43)固套在电机轴(1)上，所述减速第一齿轮轴(45)包括减速第一轴部(45a)和成型在减速第一轴部(45a)上的减速二级主动齿(45b)，所述减速一级从动齿轮(44)固套在减速第一轴部(45a)上，并与减速一级主动齿轮(43)啮合，所述减速第二齿轮轴(46)包括减速第二轴部(46a)以及成型在减速第二轴部(46a)上的减速二级从动齿(46b)和减速三级主动齿(46c)，所述减速二级从动齿(46b)与减速二级主动齿(45b)啮合，所述减速三级主动齿(46c)与第一外圈(4c)上的减速三级从动齿(4c1)啮合。

7.根据权利要求1所述的中央驱动式超大载荷智慧自适应电驱动系统，其特征在于：所述摩擦离合器(2)包括设置在摩擦离合输入套(5)上的摩擦片支撑盘(2a)、设置在摩擦离合输出套(19)上的摩擦片压紧盘(2b)以及若干交替排列在摩擦片支撑盘(2a)和摩擦片压紧盘(2b)之间的外摩擦片(2c)和内摩擦片(2d)，各外摩擦片(2c)能够沿摩擦离合输出套(19)轴向滑动，各内摩擦片(2d)能够沿摩擦离合输入套(5)轴向滑动；

所述弹性元件组(3)能够对摩擦片压紧盘(2b)施加预紧力，以压紧各外摩擦片(2c)和内摩擦片(2d)，当摩擦离合输出套(19)在中央输出传动套(20)的作用下朝着靠近弹性元件组(3)的方向轴向滑动时，摩擦片压紧盘(2b)能够压缩弹性元件组(3)，以释放各外摩擦片(2c)和内摩擦片(2d)。

8.根据权利要求7所述的中央驱动式超大载荷智慧自适应电驱动系统，其特征在于：各个所述内摩擦片(2d)的內缘上均设置有内片内花键(2d1)，所述摩擦离合输入套(5)的外壁上设置有与各内片内花键(2d1)相适应的内片外花键(5a)；

各外摩擦片(2c)的外缘上均设置有外片外花键(2c1)，所述摩擦离合输出套(19)的内壁上设置有与各外片外花键(2c1)相适应的外片内花键(19a)。

9.根据权利要求1所述的中央驱动式超大载荷智慧自适应电驱动系统，其特征在于：所述中央输出传动套(20)包括通过若干连接螺栓(20c)固定连接的动力输出部(20a)和螺旋传动部(20b)，所述中央输出齿轮(22)固套在动力输出部(20a)上，所述螺旋传动部(20b)套在摩擦离合输出套(19)的外部，所述螺旋传动副包括沿周向分布在螺旋传动部(20b)内壁上的内螺旋滚道(20b1)以及沿周向分布在摩擦离合输出套(19)外壁上的外螺旋滚道(19a)，在每个外螺旋滚道(19b)中均嵌设有若干向外凸出的滚珠(27)，各个滚珠(27)分别能够在对应的内螺旋滚道(20b1)和外螺旋滚道(19b)中滚动。

10.根据权利要求9所述的中央驱动式超大载荷智慧自适应电驱动系统，其特征在于：所述螺旋传动部(20b)远离动力输出部(20a)的一端向内折弯形成弹性元件支撑部(20b2)，所述弹性元件组(3)的一端与弹性元件支撑部(20b2)抵接，另一端与摩擦离合器(2)之间设置有端面轴承(21)。

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