CN114379347A - 一种纯电动车辆及其电驱变速机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纯电动车辆及其电驱变速机构，其中，电驱变速机构包括第一电动机、第一传动轴、第二传动轴、齿轮减速器、减速组件、主减速器和差速器；齿轮减速器设于第一传动轴和第二传动轴之间，主减速器设于第二传动轴和差速器之间；减速组件包括设于第一传动轴的行星排减速器、第一离合器和第二离合器，第一离合器设于固定件和行星排减速器的齿圈之间，第二离合器设于行星排减速器的行星架和太阳轮之间，固定件与第一电动机相对固定。该电驱变速机构能够增加纯电动车的档位数、增加纯电动车的使用灵活性、便于空间布置并可提升用户体验。

Description

一种纯电动车辆及其电驱变速机构
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种纯电动车辆及其电驱变速机构。
背景技术
随着石油的紧张以及汽车排放对环境的影响，降低汽车油耗成了各大车企的主要研发目标。其中优化传动系统则是其中的一种方法，如CVT、DCT、电动机的应用。
纯电动车辆的电驱机构包括电动机、第一传动轴、齿轮减速器、主减速器和差速器，其中，电动机驱动第一传动轴转动，第一传动轴通过齿轮减速器带动第二传动轴转动，而第二传动轴通过主减速器将动能传递至差速器，此种纯电动车辆仅有一个档位，灵活性较差，现有技术中，为提升纯电动车的使用灵活性，通过设置拨叉控制可实现纯电动车具有两个档位，而此种结构占用空间较大并在换挡过程中容易造成由于冲击影响乘员体验。
因此，如何增加纯电动车的档位数、增加纯电动车的使用灵活性、便于空间布置并可提升用户体验，是本领域技术人员所需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种纯电动车辆及其电驱变速机构，能够增加纯电动车的档位数、增加纯电动车的使用灵活性、便于空间布置并可提升用户体验。
为解决上述技术问题，本发明提供一种纯电动车辆的电驱变速机构，其包括第一电动机、第一传动轴、第二传动轴、齿轮减速器、减速组件、主减速器和差速器；所述齿轮减速器设于所述第一传动轴和所述第二传动轴之间，所述主减速器设于所述第二传动轴和所述差速器之间；所述减速组件包括设于所述第一传动轴的行星排减速器、第一离合器和第二离合器，所述第一离合器设于固定件和所述行星排减速器的齿圈之间，所述第二离合器设于所述行星排减速器的行星架和太阳轮之间，所述固定件与所述第一电动机相对固定。
第一电动机能够驱动第一传动轴转动，第一传动轴的转动能够通过齿轮减速器带动第二传动轴转动并实现减速，而第二传动轴的转动能够通过主减速器带动差速器转动，进一步实现减速。具体的，齿轮减速器包括第一齿轮和第二齿轮，其中，第一齿轮设于第一传动轴，第二齿轮设于第二传动轴，主减速器包括主动齿轮和从动齿轮，其中，主动齿轮设于第二传动轴，从动齿轮与差速器同轴传动。
减速组件包括设于第一传动轴的行星排减速器、第一离合器和第二离合器，其中，行星排减速器包括齿圈、行星架、行星齿轮和太阳轮，第一离合器设于固定件和齿圈之间，第二离合器设于行星架和太阳轮之间，固定件是与第一电动机相对固定的部件。具体的，第一传动轴包括两段式结构，具体包括第一段和第二段，其中，第一段与第一电动机传动连接，并与太阳轮同轴传动，第二段与行星架同轴传动并与齿轮减速器连接。
当第一离合器接合、第二离合器断开时，齿圈与固定件相对固定并不随第一传动轴的转动而转动，此时，该行星排减速器能够起到减速作用，具体该行星排减速器的速比为(+齿圈齿数/太阳轮齿数)，同时结合齿轮减速器以及主减速器的减速作用，在此档位时的速比为(+齿圈齿数/太阳轮齿数)*(第二齿轮齿数/第一齿轮齿数)*(从动齿轮齿数/主动齿轮齿数)。
当第一离合器断开、第二离合器接合时，太阳轮和行星架相对固定，此时该行星排减速器不能起到减速作用，第一传动轴的第一段和第二段能够同轴传动，该行星排减速器的速比为，在此档位时的速比为*(第二齿轮齿数/第一齿轮齿数)*(从动齿轮齿数/主动齿轮齿数)。
也就是说，通过在第一传动轴设置行星排减速器，通过一个第一电动机即使得该纯电动车辆具有两个档位，由于行星排减速器与第一传动轴同轴设置，可降低对安装空间的要求，并可简化整体结构、经济性好。同时，通过第一离合器和第二离合器的配合作用实现换挡，可避免产生换挡冲击，保证换挡平顺性，提升用户体验。
可选地，所述行星排减速器还包括壳体，所述壳体形成所述固定件。
可选地，还包括第二电动机和第三离合器；所述第二电动机与所述第二传动轴传动连接；所述第三离合器处于接合状态时，所述第一传动轴能够通过所述齿轮减速器带动所述第二传动轴转动，所述第三离合器处于断开状态时，所述第一传动轴和所述第二传动轴彼此独立。
可选地，所述齿轮减速器包括设于所述第一传动轴的第一齿轮以及设于所述第二传动轴的第二齿轮；所述第三离合器为同步器，所述同步器设于所述第一传动轴并可与所述第一齿轮接合，或所述同步器设于所述第二传动轴并可与所述第二齿轮接合。
可选地，所述主减速器包括主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮设于所述第二传动轴，所述从动齿轮与所述差速器同轴传动，所述第二齿轮位于所述第二电动机和所述主动齿轮之间。
可选地，所述减速组件还包括设于所述第二传动轴的行星排减速器。
可选地，所述第一传动轴和所述第二传动轴平行设置。
另外，本发明还提供了一种纯电动车辆，其包括如上所述的电驱变速机构。
具有如上所述的电驱变速机构的纯电动车辆，其技术效果与上述电驱变速机构的技术效果类似，为节约篇幅，在此不再赘述。
附图说明
图1是本发明实施例所提供的电驱变速机构的结构示意图。
附图1中，附图标记说明如下：
1-第一电动机；
2-第二电动机；
3-第一传动轴，31-第一段，32-第二段；
4-第二传动轴；
5-齿轮减速器，51-第一齿轮，52-第二齿轮；
61-行星排减速器，611-齿圈，612-行星架，613-行星齿轮，614-太阳轮，62-第一离合器，63-第二离合器；
7-主减速器，71-主动齿轮，72-从动齿轮；
8-差速器；
9-同步器。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面接合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1，图1是本发明实施例所提供的电驱变速机构的结构示意图。
本发明实施例提供了一种纯电动车辆及其电驱变速机构，其中，纯电动车辆包括电驱变速机构，具体的，该电驱变速机构包括第一电动机1、第一传动轴3、第二传动轴4、齿轮减速器5、减速组件、主减速器7和差速器8，齿轮减速器5设于第一传动轴3和第二传动轴4之间，主减速器7设于第二传动轴4和差速器8之间。
第一电动机1能够驱动第一传动轴3转动，第一传动轴3的转动能够通过齿轮减速器5带动第二传动轴4转动并实现减速，而第二传动轴4的转动能够通过主减速器7带动差速器8转动，进一步实现减速。具体的，齿轮减速器5包括第一齿轮51和第二齿轮52，其中，第一齿轮51设于第一传动轴3，第二齿轮52设于第二传动轴4，主减速器7包括主动齿轮71和从动齿轮72，其中，主动齿轮71设于第二传动轴4，从动齿轮72与差速器8同轴传动。
减速组件包括设于第一传动轴3的行星排减速器61、第一离合器62和第二离合器63，其中，行星排减速器61包括齿圈611、行星架612、行星齿轮613和太阳轮614，第一离合器62设于固定件和齿圈611之间，第二离合器63设于行星架612和太阳轮614之间，固定件是与第一电动机1相对固定的部件。具体的，如图1所示，第一传动轴3包括两段式结构，具体包括第一段31和第二段32，其中，第一段31与第一电动机1传动连接，并与太阳轮614同轴传动，第二段32与行星架612同轴传动并与齿轮减速器5连接。
当第一离合器62接合、第二离合器63断开时，齿圈611与固定件相对固定并不随第一传动轴3的转动而转动，此时，该行星排减速器61能够起到减速作用，具体该行星排减速器61的速比为(1+齿圈齿数/太阳轮齿数)，同时结合齿轮减速器5以及主减速器7的减速作用，在此档位时的速比为(1+齿圈齿数/太阳轮齿数)*(第二齿轮齿数/第一齿轮齿数)*(从动齿轮齿数/主动齿轮齿数)。
当第一离合器62断开、第二离合器63接合时，太阳轮614和行星架612相对固定，此时该行星排减速器61不能起到减速作用，第一传动轴3的第一段31和第二段32能够同轴传动，该行星排减速器61的速比为1，在此档位时的速比为1*(第二齿轮齿数/第一齿轮齿数)*(从动齿轮齿数/主动齿轮齿数)。
也就是说，本实施例中，通过在第一传动轴3设置行星排减速器61，通过一个第一电动机1即使得该纯电动车辆具有两个档位，由于行星排减速器61与第一传动轴3同轴设置，可降低对安装空间的要求，并可简化整体结构、经济性好。同时，通过第一离合器62和第二离合器63的配合作用实现换挡，可避免产生换挡冲击，保证换挡平顺性，提升用户体验。
在上述实施例中，该行星排减速器61还包括壳体，具体的，齿圈611、行星架612、行星齿轮613和太阳轮614均设于该壳体内，该壳体与第一电动机1相对固定，并不随第一传动轴3的转动而转动，该壳体形成上述固定件，或者，本实施例中，还可以将该固定件设置为位于安装空间内的其它相对于第一电动机1固定的结构，而将行星排减速器61的壳体设置为固定件时，可简化整体结构，便于布置。
在上述实施例中，该电驱变速机构还包括第二电动机2和第三离合器，其中，第二电动机2与第二传动轴4传动连接，当第三离合器处于接合状态时，第一传动轴3能够通过该齿轮减速器5带动第二传动轴4转动，当该第三离合器处于断开状态时，第一传动轴3和第二传动轴4彼此独立。该电驱变速机构包括第一电动机1和第二电动机2两个电动机，当通过第一电动机1驱动时，能够实现两个档位，当通过第二电动机2驱动时，可将第三离合器断开，此时，齿轮减速器5不再发挥减速作用，第二电动机2驱动第二传动轴4转动，并通过主减速器7带动差速器8转动即可，也就是说，该第二电动机2和第三离合器的设置使得该电驱变速机构又增加了一个档位，在此档位时的速比(从动齿轮72齿数/主动齿轮71齿数)。
进一步的，该第三离合器为同步器9，该同步器9可以是设于第一传动轴3并可与第一齿轮51接合(如图1所示)，或者，该同步器9还可以是设于第二传动轴4并可与第二齿轮52接合均可。将该第三离合器设置为同步器9时，可简化整体结构，便于布置。当然，本实施例中，还可以将该第三离合器设置为位于第一齿轮51和第二齿轮52之间的中间齿轮(图中未示出)，当中间齿轮同时与第一齿轮51和第二齿轮52啮合时，该齿轮减速器5能够起到减速的作用，第一传动轴3能够通过该齿轮减速器5带动第二传动轴4转动，而当中间齿轮与第一齿轮51和第二齿轮52中的一个脱离时，该齿轮减速器5不能起到减速的作用，此时，第一传动轴3和第二传动轴4彼此独立。
综上，具有上述电驱变速机构的纯电动车辆有三个前进档一个倒挡，使得纯电动车辆具有更多档位选择空间，灵活性好，具体各档位的状态如下：
低档时，第一离合器62接合，同步器9接合，第二离合器63断开，动力传递路径为：第一电动机1-第一离合器62-行星架612(减速)-第一齿轮51-第二齿轮52-主动此轮-从动齿轮72-差速器8；
中档时，第二离合器63接合，同步器9接合，第一离合器62断开，动力传递路径为：第一电动机1-太阳轮614-行星架612(不减速)-第一齿轮51-第二齿轮52-主动齿轮71-从动齿轮72-差速器8；
高档时，第一离合器62、第二离合器63和同步器9全断开，动力传递路径为：第二电动机2-主动齿轮71-从动齿轮72-差速器8；
倒挡时，第一离合器62接合，同步器9接合，第二离合器63断开，动力传递路径为：第一电动机1-第一离合器62-行星架612(减速)-第一齿轮51-第二齿轮52-主动此轮-从动齿轮72-差速器8。
在上述实施例中，第二齿轮52位于第二电动机2和主动齿轮71之间，或者，还可以将第二齿轮52设置在主动齿轮71远离第二电动机2的一侧，而将该第二齿轮52设于第二电动机2和主动齿轮71之间时，便于该第二电动机2的布置。
进一步的，减速组件还包括设于第二传动轴4的行星排减速器61，此时，通过第二电动机2驱动时，也可以实现两种速比，也就是说，通过两个电动机驱动，能够使得该纯电动车辆具有四个前进档位，进一步提高其灵活性。具体的，设于该第二传动轴4的行星排减速器61的结构和布置方式均与上述设于第一传动轴3的行星排减速器61相同，通过两个离合器控制其是否参与减速，为节约篇幅，在此不再赘述。
在上述实施例中，第一传动轴3和第二传动轴4平行设置，此时，齿轮减速器5的第一齿轮51和第二齿轮52均为直齿轮，或者，还可以将第一传动轴3和第二传动轴4设置为不平行的结构，此时，可将第一齿轮51和第二齿轮52设置为锥齿轮。而直齿轮相对于锥齿轮来说，取材广泛并且便于安装操作。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种纯电动车辆的电驱变速机构，其特征在于，包括第一电动机(1)、第一传动轴(3)、第二传动轴(4)、齿轮减速器(5)、减速组件、主减速器(7)和差速器(8)；
所述齿轮减速器(5)设于所述第一传动轴(3)和所述第二传动轴(4)之间，所述主减速器(7)设于所述第二传动轴(4)和所述差速器(8)之间；
所述减速组件包括设于所述第一传动轴(3)的行星排减速器(61)、第一离合器(62)和第二离合器(63)，所述第一离合器(62)设于固定件和所述行星排减速器(61)的齿圈(611)之间，所述第二离合器(63)设于所述行星排减速器(61)的行星架(612)和太阳轮(614)之间，所述固定件与所述第一电动机(1)相对固定。
2.根据权利要求1所述的电驱变速机构，其特征在于，所述行星排减速器(61)还包括壳体，所述壳体形成所述固定件。
3.根据权利要求1所述的电驱变速机构，其特征在于，还包括第二电动机(2)和第三离合器；
所述第二电动机(2)与所述第二传动轴(4)传动连接；
所述第三离合器处于接合状态时，所述第一传动轴(3)能够通过所述齿轮减速器(5)带动所述第二传动轴(4)转动，所述第三离合器处于断开状态时，所述第一传动轴(3)和所述第二传动轴(4)彼此独立。
4.根据权利要求3所述的电驱变速机构，其特征在于，所述齿轮减速器(5)包括设于所述第一传动轴(1)的第一齿轮(51)以及设于所述第二传动轴(2)的第二齿轮(52)；
所述第三离合器为同步器(9)，所述同步器(9)设于所述第一传动轴(3)并可与所述第一齿轮(51)接合，或所述同步器(9)设于所述第二传动轴(4)并可与所述第二齿轮(52)接合。
5.根据权利要求4所述的电驱变速机构，其特征在于，所述主减速器(7)包括主动齿轮(71)和从动齿轮(72)，所述主动齿轮(71)设于所述第二传动轴(4)，所述从动齿轮(72)与所述差速器(8)同轴传动，所述第二齿轮(52)位于所述第二电动机(2)和所述主动齿轮(71)之间。
6.根据权利要求3-5任一项所述的电驱变速机构，其特征在于，所述减速组件还包括设于所述第二传动轴(4)的行星排减速器(61)。
7.根据权利要求1-5任一项所述的电驱变速机构，其特征在于，所述第一传动轴(3)和所述第二传动轴(4)平行设置。
8.一种纯电动车辆，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的电驱变速机构。
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