CN115697738A - 用于电动车辆的双速传动系统 - Google Patents

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CN115697738A CN202180043201.8A CN202180043201A CN115697738A CN 115697738 A CN115697738 A CN 115697738A CN 202180043201 A CN202180043201 A CN 202180043201A CN 115697738 A CN115697738 A CN 115697738A
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普斯·萨蒂亚纳拉亚纳
普拉若·艾亚帕特
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Abstract

公开了一种用于电动车辆的双速传动系统(104)。该系统(104)包括：壳体(208)；单向离合器组件(210)，其适于安装在输入轴(212)上并与第一齿轮驱动组件(302)联接；多片式摩擦离合器组件(306)，其适于安装在输入轴(212)上并且具有布置在壳体中并安装在输入轴(212)上的离合器毂(304)；第二齿轮驱动组件(306)，其自由地安装在输入轴(212)上并且在外径上具有适于与多片式摩擦离合器组件(306)的离合器毂(304)接合的外部花键。当输入轴(212)沿驱动方向旋转时，单向离合器组件(210)适于旋转以使车辆在第一齿轮驱动部中造作，并且当车辆在第一齿轮驱动部中操作时，多片式摩擦离合器组件(214)处于断开接合状态。

Description

用于电动车辆的双速传动系统
技术领域
本公开涉及电动车辆，并且更具体地，涉及用于电动车辆的双速传动系统。
背景技术
在过去的几十年里，电动车辆领域经历了显著的成长和发展。诸如空间限制、爬坡能力和重量的因素已被证明是现阶段电动车辆发展的主要关注点。
一般来说，电动车辆，比如四轮公共车辆和卡车都配备有单速固定传动装置，目的是使传动系的质量、体积、损失和相关成本最小化。此外，这类电动车辆还包括无刷直流(BDLC)马达，以用于向传动装置提供操作动力。现有类型的BDLC马达的扭矩和速度特性是这样的：车辆实现了良好的低速扭矩，但却以最高的车辆速度为代价。因此，尽管这些车辆可以实现爬坡能力，即低速扭矩，但这些车辆不能实现更高的速度。
现在，在人力车和货运电动车辆的情况下，消费者甚至期望车辆有更高的有效载荷能力和爬坡能力性能，而不是增加的能源效率，以便车辆能容纳更多的乘客。这也是因为电动车辆的营运成本比内燃发动机驱动的车辆的营运成本低得多。然而，随着电动车辆技术的出现，只要不影响车辆的有效载荷能力，现在即使是电动车辆也需要提高燃料效率。
现在，为了实现用于这些车辆的爬坡能力和更高的最高速度，需要更大容量的马达。然而，将更大容量马达和相关部件结合会导致某些问题，比如电动车辆中的空间限制和车辆总重量的不期望的增加。
发明内容
提供本发明内容要是为了以简化的形式介绍一些构思，这些构思在本发明的详细描述中会进一步描述。本发明内容既非意在确定本发明的关键或必不可少的发明构思，也非意在确定本发明的范围。
在本公开的实施方式中，公开了一种用于电动车辆的双速传动系统。该双速传动系统包括：壳体；单向离合器组件，该单向离合器组件适于安装在输入轴上并与第一齿轮驱动部联接；以及多片式摩擦离合器组件，该多片式摩擦离合器组件适于安装在输入轴上。多片式摩擦离合器组件包括离合器毂，该离合器毂布置在壳体中并安装在输入轴上。该系统包括第二齿轮驱动部，该第二齿轮驱动部自由地安装在输入轴上并且在外径上具有外部花键，该外部花键适于与多片式摩擦离合器组件的离合器毂接合。当输入轴沿驱动方向旋转时，单向离合器组件适于旋转以使车辆在第一齿轮驱动部中操作，并且当车辆在第一齿轮驱动部中操作时，多片式摩擦离合器组件处于断开接合状态。
在本公开的另一实施方式中，公开了一种电动车辆。该电动车辆包括电动马达、与电动马达联接的输入轴、以及联接至输入轴的双速传动系统。该双速传动系统包括：壳体；单向离合器组件，该单向离合器组件适于安装在输入轴上并与第一齿轮驱动部联接；以及多片式摩擦离合器组件，该多片式摩擦离合器组件适于安装在输入轴上。多片式摩擦离合器组件包括离合器毂，该离合器毂布置在壳体中并安装在输入轴上。该系统包括第二齿轮驱动部，该第二齿轮驱动部自由地安装在输入轴上并且在外径上具有外部花键，该外部花键适于与离合器毂接合。当输入轴沿驱动方向旋转时，单向离合器组件适于旋转以使车辆在第一齿轮驱动部中操作，并且当车辆在第一齿轮驱动部中操作时，多片式摩擦离合器组件处于断开接合状态。
为了进一步阐明本发明的优点和特征，将通过参照本发明的具体实施方式来进行对本发明的更具体的描述，具体实施方式在附图中进行了图示。可以理解的是，这些附图只描绘了本发明的典型的实施方式，并且因此不应视为对本发明范围的限制。本发明将通过附图对附加的特征和细节进行描述和解释。
附图说明
当参照附图阅读下面的详细描述时，本发明的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解，贯穿附图，相同的附图标记代表相同的部件，在附图中：
图1图示了根据本公开的实施方式的电动车辆的双速传动系统的示意性立体图；
图2图示了根据本公开的实施方式的双速传动系统的前视横截面图和侧视横截面图；
图3图示了根据本公开的实施方式的双速传动系统的放大前视横截面图；
图4A图示了根据本公开的实施方式的、描绘了在第一齿轮驱动部中操作的双速传动系统的放大前视横截面图；
图4B图示了根据本公开的另一实施方式的、描绘了在第一齿轮驱动部中操作的双速传动系统的放大前视横截面图；
图5A图示了根据本公开的实施方式的、描绘了在第二齿轮驱动部中操作的双速传动系统的放大前视横截面图；
图5B图示了根据本公开的另一实施方式的、描绘了在第二齿轮驱动部中操作的双速传动系统的放大前视横截面图；
图6图示了根据本公开的实施方式的、描绘了在第一齿轮驱动部中进行回收操作的双速传动系统的放大前视横截面图；
图7图示了根据本公开的实施方式的、描绘了第二齿轮驱动部中进行回收操作的双速传动系统的放大前视横截面图；
图8图示了根据本公开的实施方式的、描绘了在反向齿轮驱动部中操作的双速传动系统的一部分的立体示意图和侧视示意图；
图9A图示了根据本公开的实施方式的、描绘了在反向齿轮驱动部中操作的双速传动系统的立体示意图；
图9B图示了根据本公开的另一实施方式的、描绘了在反向齿轮驱动部中操作的双速传动系统的立体示意图；
图9C图示了根据本公开的实施方式的、描绘了在反向齿轮驱动部中操作的双速传动系统的立体示意图；
图10图示了根据本公开的实施方式的、描绘了在第一齿轮驱动部、第二齿轮驱动部和反向齿轮驱动部中操作的示意图；
图11图示了根据本公开的实施方式的、描绘了在双速传动系统中切换齿轮的方法的流程图；
图12图示了根据本公开的实施方式的、描绘了在双速传动系统中进行回收的方法的流程图；以及
图13图示了根据本公开的另一实施方式的、描绘了在双速传动系统中进行回收的方法的流程图。
此外，技术人员将理解，附图中的元件是为了简化而图示的，并且不一定是按比例绘制的。例如，流程图从涉及有助于提高对本发明的各方面的理解的最重要的步骤角度来说明该方法。此外，在装置的构造方面，装置的一个或更多个部件可能已经在附图中由常规符号表示，并且附图可能只示出了与理解本发明的实施方式有关的那些具体细节，以免使附图因对受益于本文中的描述的本领域普通技术人员来说将是明显的细节而模糊不清。
具体实施方式
为了促进对本发明的原理的理解，现在将参照附图中图示的实施方式并使用具体语言来描述本发明。然而，将理解的是，由此并非意在限制本发明的范围，对所图示的系统中的这些改变和进一步改型以及本文中所说明的本发明原理的进一步应用被设想为本发明所涉及的领域的技术人员通常想到的那样。除非另有限定，否则本文中所使用的所有技术术语和科学术语与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。本文中提供的系统、方法和示例只是说明性的，并非意在为限制性的。
下面将参照附图对本发明的实施方式进行详细描述。
为了清楚起见，本公开的每个部件的附图标记的第一个数字表示图号，图号中示出了对应的部件。例如，以数字“1”开头的附图标记至少在图1中示出。同样地，以数字“2”开头的附图标记至少在图2中示出。
图1图示了根据本公开的实施方式的电动车辆的传动结构100的示意性立体图。在实施方式中，传动结构100可以用在三轮车或四轮车车辆中。为了便于阅读，电动车辆在下文中以可互换的方式被称为车辆。传动结构100被示出为包括用以提供驱动的电动马达102、与电动马达102联接的双速传动系统104、适于致动离合器操作的离合器致动马达106、适于对离合器的位置进行检测的离合器位置传感器108、适于对反向齿轮驱动部进行致动的反向齿轮致动系统110、以及差速输出轴112。为了便于阅读，双速传动系统104在下文中以可互换的方式被称为传动系统104。
图2图示了根据本公开的实施方式的传动结构100的前视横截面图202和侧视横截面图204。电动车辆可以包括转接器凸缘206，该转接器凸缘适于将电动马达102与传动系统104的壳体208联接。在实施方式中，转接器凸缘206可以通过使用螺栓来安装。由于转接器凸缘206，传动系统104可以方便地与不同的马达联接。图3图示了根据本公开的实施方式的、描绘了各种部件的传动结构100的放大前视横截面图。参照图1、图2和图3，传动系统104可以包括但不限于：壳体208、适于安装在输入轴212上并与第一齿轮驱动组件302联接的单向离合器组件210、以及适于安装在输入轴212上的多片式摩擦离合器组件214。在实施方式中，输入轴212可以通过键或花键接合与电动马达102联接。
在实施方式中，单向离合器组件210的壳体可以与多片式摩擦离合器组件214的壳体322联接。特别地，多片式摩擦离合器组件214的壳体322可以包括定位在输入轴212上的铆接的单向离合器凸缘。此外，单向离合器凸缘可以适于压配合到单向离合器组件210的壳体中。
在另一实施方式中，单向离合器组件210的壳体可以是多片式摩擦离合器组件214的壳体322的一体部分。在这样的实施方式中，这两个壳体可以由相同的材料形成，并且单向离合器组件210可以压配合到多片式摩擦离合器组件214的壳体322上。在本实施方式中，无需单向离合器凸缘和铆接部。
多片式摩擦离合器组件214可以包括但不限于布置在壳体208中并安装在输入轴212上的离合器毂304。在实施方式中，多片式摩擦离合器组件214可以包括至少一个滚子轴承320，所述至少一个滚子轴承适于布置在输入轴212与离合器毂304之间，以使摩擦最小化。所述至少一个滚子轴承320可以是轴向推力轴承。此外，多片式摩擦离合器组件214还可以包括：摩擦片，该摩擦片具有适于在壳体中滑动的外凸耳；压力片，该压力片在内径上具有适于在离合器毂304的外径上滑动的凸耳；以及多个压缩弹簧，所述多个压缩弹簧适于施加夹持压力以将摩擦片与压力片保持在一起。
此外，传动系统104还可以包括第二齿轮驱动组件306，第二齿轮驱动组件自由地安装在输入轴212上。第二齿轮驱动组件306可以在外径上包括但不限于这样的外部花键，该外部花键适于与多片式摩擦离合器组件214的离合器毂304接合。
在实施方式中，在输入轴212沿驱动方向旋转时，单向离合器组件210可以适于旋转以使车辆在第一齿轮驱动部中操作。此外，当车辆在第一齿轮驱动部中操作时，多片式摩擦离合器组件214可以处于断开接合(打开)状态。在这样的实施方式中，第二齿轮驱动组件306可以适于在输入轴212上与多片式摩擦离合器组件214的离合器毂304一起自由地旋转。
在另一实施方式中，当车辆在第二齿轮驱动部中操作时，多片式摩擦离合器组件214可以适于处于接合状态。在这样的实施方式中，由于多片式摩擦离合器组件214的接合状态，来自马达102的驱动通过第二齿轮驱动组件306被传递，以使车辆在第二齿轮驱动部中操作。
在实施方式中，第一齿轮驱动组件302和第二齿轮驱动组件304可以分别与第一齿轮从动组件312和第二齿轮从动组件314联接。然后，第一齿轮从动组件312和第二齿轮从动组件314可以与副轴216联接。副轴216可以与安装在差速输出轴112上的差速齿轮组件318联接。
在实施方式中，传动系统104可以包括适于检测车辆速度的速度传感器和适于检测车辆驱动载荷的节气门传感器。在实施方式中，这些传感器可能不是将在车辆中采用的单独的新部件。事实上，传感器可以理解为车辆的现有传感器，例如，车辆的电子控制单元的传感器。例如，传感器214可以与车辆的转速表或速度表有关。
此外，速度传感器和节气门传感器可以与传动系统104的控制器进行通信。在实施方式中，该控制器可以包括但不限于处理器、存储器、模块和数据。模块和存储器可以联接至处理器。处理器可以是单个处理单元或多个单元，所有这些单元可以包括多个计算单元。处理器可以实现为一个或更多个微处理器、微型计算机、微控制器、数字信号处理器、中央处理单元、状态机、逻辑电路和/或基于操作指令操纵信号的任何装置。在其他能力中，处理器可以构造成获取和执行存储在存储器中的计算机可读的指令和数据。
存储器可以包括本领域中已知的任何非暂态计算机可读介质，包括例如易失性存储器，比如静态随机存取存储器(SRAM)和动态随机存取存储器(DRAM)、和/或非易失性存储器，比如只读存储器(ROM)、可擦除可编程ROM、闪存、硬盘、光盘和磁带。
除其他事项外，这些模块包括执行任务或实现数据类型的例程、程序、对象、部件、数据结构等。这些模块也可以实现为信号处理器、状态机、逻辑电路和/或基于操作指令操纵信号的任何其他装置或部件。
此外，这些模块可以用硬件、由处理单元执行的指令或由其组合来实现。处理单元可以包括计算机、处理器，比如处理器、状态机、逻辑阵列、或能够处理指令的任何其他适合的装置。处理单元可以是通用处理器，通用处理器执行指令以使通用处理器执行所需的任务，或者，处理单元可以是专用于执行所需的功能。在本公开的另一实施方式中，模块可以是机器可读指令(软件)，当由处理器/处理单元执行时，该机器可读指令(软件)执行任何所述的功能。此外，除其他事项外，数据作为用于存储由一个或更多个模块处理、接收和生成的数据的存储库。
控制器可以适于基于车辆的速度和车辆的驱动载荷来控制多片式摩擦离合器组件214的操作状态。多片式摩擦离合器组件214的操作状态可以包括、但不限于接合状态和断开接合状态。
如前所述，基于多片式摩擦离合器组件214的操作状态，车辆的车轮被提供有来自电动马达102的驱动，该驱动来自第一齿轮驱动组件302或第二齿轮驱动组件306。此外，多片式摩擦离合器组件214的操作状态可以基于车辆的速度和驱动载荷来选择或致动。在实施方式中，离合器致动马达106可以适于控制多片式摩擦离合器组件214的操作状态。因此，基于车辆的速度和驱动载荷，控制器可以将离合器致动马达106的操作控制成在多片摩擦离合器组件214的操作状态之间进行切换。
特别地，离合器致动马达106可以适于用蜗轮副来控制多片式摩擦离合器组件214的操作状态。蜗轮副可以有助于自锁定，而不需要将电流引至致动器。在实施方式中，马达离合器凸轮致动与枢轴离合器致动的组合将确保了对多片式摩擦离合器组件214的操作状态的控制。
此外，在车辆的反向齿轮驱动期间，单向离合器组件210沿反向方向滑动，并且无法通过第一齿轮驱动组件302和第一齿轮从动组件312将运动从输入轴212传递至输出轴112。
为了实现反向齿轮驱动，传动系统104可以包括驱动棘轮308，该驱动棘轮具有安装在输入轴212上的内部花键。传动系统104还可以包括从动棘轮310，该从动棘轮适于与自由地安装的第一齿轮驱动组件302联接。为了实现车辆的反向齿轮驱动，驱动棘轮308可以适于与从动棘轮310接合。驱动棘轮308与从动棘轮310的接合将使得能够绕过单向离合器组件210。
在实施方式中，传动系统104可以包括适于对驱动棘轮308与从动棘轮310的接合进行致动以在反向齿轮中驱动车辆的齿条与小齿轮机构、和螺线管组件中的至少一者。
在实施方式中，传动系统104可以包括位置传感器，该位置传感器适于检测多片式摩擦离合器组件214的操作状态。该位置传感器可以与控制器进行通信。控制器可以适于接收与来自速度传感器的车辆的速度、来自节气门传感器的驱动载荷、以及来自位置传感器的多片式摩擦离合器组件214的操作状态有关的细节。基于这些细节信息，控制器可以适于控制驱动棘轮308与从动棘轮310的接合。在实施方式中，控制器可以适于控制反向齿轮致动系统110的操作，以使驱动棘轮308与从动棘轮310能够接合。
图4A图示了根据本公开的实施方式的、描绘了通过第一齿轮驱动组件302进行操作的传动结构100的放大前视横截面图。图4B图示了根据本公开的另一实施方式的、描绘了通过第一齿轮驱动组件302进行操作的传动装置结构的另一放大前视横截面图。为了简洁起见，在随后附图的描述中不对在图1、图2和图3的描述中已经解释过的传动结构100的构造和操作特征进行详细描述。
参照图1、图2、图3、图4A和图4B，在本实施方式中，输入轴212沿驱动方向旋转，从而将单向离合器组件210沿驱动方向锁定。因此，动力传递是通过单向离合器组件210建立的。在本实施方式中，多片式摩擦离合器组件214处于断开接合状态，并且因此进行滑动。在于第一齿轮驱动部中进行传动期间，实现了最小数量的齿轮啮合。在第一齿轮驱动中，车辆适于表现出高的爬坡能力，即更高的有效载荷能力。
图5A图示了根据本公开的实施方式的、描绘了通过第二齿轮驱动组件306进行操作的传动结构100的放大前视横截面图。图5B图示了根据本公开的另一实施方式的、描绘了通过第二齿轮驱动组件306进行操作的传动结构的另一放大前视横截面图。参照图1、图2、图3、图5A和图5B，在本实施方式中，对于不间断的扭矩传递，将通过第二齿轮驱动组件306实现该传递。在本实施方式中，多片式摩擦离合器组件214处于接合或锁定状态。此外，由于输入轴212的每分钟较高转数，单向离合器组件210可能会过度运转。车辆适于在于第二齿轮驱动部中运转时实现最大速度。
图6A图示了根据本公开的实施方式的、描绘了在第一齿轮驱动部中进行回收操作的传动结构100的放大前视横截面图。在车辆在于第一齿轮驱动部中驱动时的回收操作模式中，能量将通过第一齿轮驱动组件302回收。在本实施方式中，电动马达102可以作为发电机。
图7图示了根据本公开的实施方式的、描绘了在第二齿轮驱动部中进行回收操作的传动结构的放大前视横截面图。在车辆在于第二齿轮驱动部中驱动时的回收操作模式中，能量将通过第二齿轮驱动组件306回收。在本实施方式中，电动马达102可以作为发电机。
图8图示了根据本公开的实施方式的、描绘了在反向齿轮驱动中操作的传动结构100的一部分的立体示意图和侧视示意图。如所图示的，当电动马达102沿反向方向旋转时，驱动棘轮308和从动棘轮310接合。从动棘轮310可以压配合在第一齿轮驱动组件302上，并且驱动棘轮308可以在输入轴212上滑动。驱动棘轮308与从动棘轮310的接合适于绕过单向离合器组件210以进行反向齿轮驱动传动。
特别地，棘轮齿可以沿反向方向锁定并且沿驱动方向滑动。在实施方式中，即使接合是意外的，也可以避免在驱动方向上的传动锁定。因此，尽管这是一个具有成本效益的解决方案，但该解决方案也能确保功能安全。这也将有助于车辆的防盗和上坡保持功能。
图9图示了根据本公开的实施方式的传动结构的立体示意图，其描绘了使得能够在反向齿轮驱动中操作的部件。传动结构100可以包括有助于车辆的反向齿轮驱动和固定器功能的棘轮接合机构902。如前所述，棘轮接合机构902可以包括但不限于齿条与小齿轮机构904。
传动结构100还可以包括棘轮位置开关906，该棘轮位置开关适于指示驱动棘轮308和从动棘轮310的位置。此外，位置传感器908可以适于指示多片式摩擦离合器组件214的操作状态。类似地，速度传感器910可以适于指示车辆的速度。此外，单向离合器组件210和多片式摩擦离合器组件214在图9中示出为组合离合器912。
基于从棘轮位置开关906、位置传感器908和速度传感器910收到的细节信息，控制器可以控制棘轮接合机构902的操作，以控制驱动棘轮308与从动棘轮310的接合。
图10图示了根据本公开的实施方式的、描绘了车辆在第一齿轮驱动部、第二齿轮驱动部和反向齿轮驱动部中的操作的示意图1000。此外，曲线图1002指示了在常规传动系统和所提出的传动结构100的情况下，车辆在第一齿轮驱动部和第二齿轮驱动部中的性能。该性能就在第一齿轮驱动部和第二齿轮驱动部中车辆的牵引力和速度来进行说明。
图11图示了根据本公开的实施方式的、描绘了在传动结构100中切换齿轮的方法1100的流程图。为了简洁起见，在图11的描述中不详细说明在图1至图10的描述中已经说明过的本发明的构造特征和操作特征。
在块1102处，该方法1100包括接通电动马达102。在块1104处，方法1100包括确定节气门是否小于预定阈值，例如，最大限度的30％。在实施方式中，当确定节气门不小于预定阈值时，该方法1100分支至块1106。在块1106处，方法1100包括将车辆切换至第二齿轮驱动部。在另一实施方式中，当确定节气门小于预定阈值时，方法1100分支至块1108。
在块1108处，方法100包括确定车辆速度是否小于预定阈值，例如，25kmph。在实施方式中，当确定车辆速度不小于预定阈值时，方法1100分支至块1110。在块1110处，方法1100包括确定反向齿轮位置是否断开接合。在实施方式中，当确定反向齿轮位置没有断开接合时，方法1100分支至块1112。在块1112处，方法1100确定车辆是否处于反向齿轮模式。在实施方式中，当确定反向齿轮模式被启用时，方法1100分支至块1114。在块1114处，方法1100包括对用于车辆的反向齿轮驱动部进行致动。
在另一实施方式中，在块1112处，当确定反向齿轮模式未被启用时，方法1100分支至块1116。在块1116处，方法1100包括接通用于多片式摩擦离合器组件214的致动器机构。在块1118处，方法1100包括确定多片式摩擦离合器组件214是否处于接合状态。在实施方式中，当确定多片式摩擦离合器组件214未接合时，方法1100分支回到块1116。在另一实施方式中，当确定多片式摩擦离合器片组件214接合时，方法1100分支至块1120。在块1120处，方法1100包括关断多片式摩擦离合器组件214的致动器机构。然后，方法1100分支回到块1106。
返回参照块1110，在实施方式中，当确定反向齿轮位置断开接合时，方法1100分支至块1122。在块1122处，方法1100包括接通用于多片式摩擦离合器组件214的致动器机构。在块1124处，方法1100包括确定多片式摩擦离合器组件214是否处于接合状态。在实施方式中，当确定多片式摩擦离合器组件214未接合时，方法1100分支回到块1122。在另一实施方式中，当确定多片摩擦离合器板组件214接合时，方法1100分支至块1126。在块1126处，方法1100包括关断多片式摩擦离合器组件214的致动器机构。在块1128处，方法1100包括在第一齿轮驱动部中发动车辆。
图12图示了根据本公开的实施方式的、描绘了在传动结构100中进行回收的方法1200的流程图。在本实施方式中，方法1200在全自动模式下执行。为了简洁起见，在图12的描述中不详细说明在图1至图11的描述中已经说明过的本发明的构造特征和操作特征。
在块1202处，方法1200包括接通电动马达102。在块1204处，方法1200包括确定减速节气门速率是否高于预定阈值。在实施方式中，当确定减速节气门速率不高于预定阈值时，方法1200分支至块1206。在块1206处，方法1200包括确定制动位置行程是否小于预定阈值，例如，最大值的1％。在实施方式中，当确定制动位置行程小于预定阈值时，方法1200分支至块1208。在块1208处，方法1200包括使车辆在第二齿轮驱动部中处于航行模式。在另一实施方式中，在块1206处，当确定制动位置行程不小于预定阈值时，方法1200分支至块1210。在块1210处，方法1200包括确定棘轮位置是否断开接合。在实施方式中，当确定棘轮位置断开接合时，方法1200分支至块1212。在块1212处，方法1200包括确定制动位置行程是否小于预定阈值，例如，最大值的1％。在实施方式中，当确定制动位置行程不小于预定阈值时，方法1200分支至块1214。在块1214处，方法1200包括在第二齿轮驱动部中启用车辆的回收模式。
在另一实施方式中，在块1212处，当确定制动位置行程小于预定阈值时，方法1200分支至块1216。在块1216处，方法1200包括确定多片式摩擦离合器组件214是否处于接合状态。在实施方式中，当确定多片式摩擦离合器组件214处于接合状态时，方法1200分支至块1218。在块1218处，方法1200包括在第二齿轮驱动部中启用车辆的回收模式。在实施方式中，当确定多片式摩擦离合器组件214未接合时，方法1200分支回到块1220。
在块1220处，方法1200包括接通用于多片式摩擦离合器组件214的致动器机构。在块1222处，方法1200包括确定多片式摩擦离合器组件214是否处于接合状态。在实施方式中，当确定多片式摩擦离合器组件214未接合时，方法1200分支回到块1220。在另一实施方式中，当确定多片式摩擦离合器片组件214接合时，方法1200分支至块1224。在块1224处，方法1200包括关断多片式摩擦离合器组件214的致动器机构。然后，方法1200分支回到块1218。
返回参照块1204，当确定减速节气门速率大于预定阈值时，方法1200分支至块1226。在块1226处，方法1200包括确定车辆速度是否小于预定阈值，例如，25kmph。在实施方式中，当确定车辆速度不小于预定阈值时，方法1200分支至块1210。在另一实施方式中，当确定车辆速度小于预定阈值时，方法1200分支至块1228和块1240。
在块1228处，方法1200包括接通用于多片式摩擦离合器组件214的致动器机构。在块1230处，方法1200包括确定多片式摩擦离合器组件214是否处于接合状态。在实施方式中，当确定多片式摩擦离合器组件214未接合时，方法1200分支回到块1228。在另一实施方式中，当确定多片式摩擦离合器片组件214接合时，方法1200分支至块1232。在块1232处，方法1200包括关断多片式摩擦离合器组件214的致动器机构。然后，方法1200分支回到块1234。在块1234处，方法1200包括接通棘轮接合螺线管。在块1236处，方法1200包括确定棘轮位置是否接合。在块1238处，方法1200包括在第一齿轮驱动部中启用车辆的回收模式。
返回参照块1240，方法1200包括确定制动位置行程是否小于预定阈值，例如，最大值的1％。在实施方式中，当确定制动位置行程小于预定阈值时，方法1200分支至块1228。在另一实施方式中，当确定制动位置行程不小于预定阈值时，方法1200分支至块1242。在块1242处，方法1200包括确定棘轮位置是否接合。在实施方式中，当确定棘轮位置接合时，方法1200分支至块1238。在另一实施方式中，当确定棘轮位置未接合时，方法1200分支至块1234。
图13图示了根据本公开的另一实施方式的、描绘了在传动结构1300中进行回收的方法1300的流程图。在本实施方式中，方法1300在半自动模式下执行。为了简洁起见，在图13的描述中不详细说明在图1至图12的描述中已经说明过的本发明的构造特征和操作特征。
在块1302处，方法1300包括接通电动马达102。在块1304处，方法1300包括确定减速节气门速率是否高于预定阈值。在实施方式中，当确定减速节气门速率不高于预定阈值时，方法1300分支至块1306。在块1306处，方法1300包括在第二齿轮驱动部中启用车辆的回收模式。
在另一实施方式中，在块1304处，当确定减速节气门速率高于预定阈值时，方法1300分支至块1308。在块1308处，方法1300包括确定车辆速度是否小于预定阈值，例如，25kmph。在实施方式中，当确定车辆速度不小于预定阈值时，方法1300分支至块1310。
在块1310处，方法1300包括确定棘轮位置是否断开接合。在实施方式中，当确定棘轮位置断开接合时，方法1300分支至块1312。
在块1312处，方法1300包括接通用于多片式摩擦离合器组件214的致动器机构。在块1314处，方法1300包括确定多片式摩擦离合器组件214是否处于接合状态。在实施方式中，当确定多片式摩擦离合器组件214未接合时，方法1300分支回到块1312。在另一实施方式中，当确定多片式摩擦离合器片组件214接合时，方法1300分支至块1316。在块1316处，方法1300包括关断多片式摩擦离合器组件214的致动器机构。然后，方法1300分支回到块1306。
返回参照块1308，在实施方式中，当确定车辆速度小于预定阈值时，方法1300分支至块1318。在块1318处，方法1300包括接通用于多片式摩擦离合器组件214的致动器机构。在块1320处，方法1300包括确定多片式摩擦离合器组件214是否处于接合状态。在实施方式中，当确定多片式摩擦离合器组件214未接合时，方法1300分支回到块1318。在另一实施方式中，当确定多片式摩擦离合器片组件214接合时，方法1300分支至块1322。在块1322处，方法1300包括关断多片式摩擦离合器组件214的致动器机构。然后，方法1300分支回到块1324。在块1324处，方法1300包括接通棘轮接合螺线管。在块1326处，方法1300包括确定棘轮位置是否接合。在块1328处，方法1300包括在第一齿轮驱动部中启用车辆的回收模式。
正如会收集到的那样，本公开的传动系统104提供了向电动车辆供应动力的综合方法，以实现增加的爬坡能力和更高的最高速度。传动系统104以更小的电动马达提供更大的速度和扭矩范围。除此之外，双速传动系统104确保电动马达102针对选定驱动循环中的较大部分在最高效率区操作。这进一步增强了较少的能源消耗。此外，传动系统104确保在不增加马达或电池尺寸和不影响车辆最高速度的情况下，提高了有效载荷能力和爬坡能力能行。
第一齿轮驱动部选择成满足车辆的有效载荷和爬坡能力，而第二齿轮驱动部选择成满足最大车辆速度。传动系统104通过使用单向离合器组件210和多片式摩擦离合器组件214允许在这两个齿轮之间进行无缝切换，而不会出现任何扭矩中断。
此外，传动系统114将单向离合器组件210和多片式摩擦离合器组件214定位为输入轴212上的组合离合器，这将确保较低的扭矩。这导致单向离合器组件210和多片式摩擦离合器组件214两者的尺寸缩小，从而使尺寸紧凑。此外，用棘轮促进反向齿轮传动有助于在紧凑布局中实现反向齿轮功能。差速齿轮副系统也被适当地定位在副轴216上，以使系统总体封装体积下降。因此，本公开的传动系统104并且因此传动结构100是综合性的、在构造和装配方面是简单的、操作有效的、具有成本效益的、在实现方面是灵活的、并且有较长的使用寿命。
尽管已经使用了具体的语言来描述本公开，但并非意在对本公开进行任何限制。对于本领域的人来说明显的是，可以对该方法进行各种工作上的改型，以实现本文中所讲的发明构思。附图和前述描述给出了实施方式的示例。本领域的技术人员将理解的是，一个或更多个描述的元件很可能组合成单一的功能元件。替代性地，某些元件可以被分成多个功能元件。实施方式中的元件可以被添加至另一实施方式中。

Claims (12)

1.一种用于电动车辆的双速传动系统(104)，所述双速传动系统(104)包括：
壳体(208)；
单向离合器组件(210)，所述单向离合器组件适于安装在输入轴(212)上并与第一齿轮驱动组件(210)联接；
多片式摩擦离合器组件(214)，所述多片式摩擦离合器组件适于安装在所述输入轴(212)上并且包括离合器毂(304)，所述离合器毂布置在所述壳体(208)中并安装在所述输入轴(212)上；
第二齿轮驱动组件(306)，所述第二齿轮驱动组件自由地安装在所述输入轴(212)上并且在外径上包括外部花键，所述外部花键适于与所述多片式摩擦离合器组件(214)的所述离合器毂(304)接合；
其中，当所述输入轴(212)沿驱动方向旋转时，所述单向离合器组件(210)适于旋转以使车辆在所述第一齿轮驱动部中操作，并且当车辆在所述第一齿轮驱动部中操作时，所述多片式摩擦离合器组件(214)处于断开接合状态。
2.根据权利要求1所述的双速传动系统(104)，其中，所述第二齿轮驱动组件(306)适于在车辆在所述第一齿轮驱动部中操作时在所述输入轴(212)上与所述多片式摩擦离合器组件(214)的所述离合器毂(304)一起自由地旋转。
3.根据权利要求1所述的双速传动系统(104)，其中，所述多片式摩擦离合器组件(214)适于在车辆在所述第二齿轮中操作时处于接合状态。
4.根据权利要求1所述的双速传动系统(104)，其中，所述多片式摩擦离合器组件(214)包括适于布置在所述输入轴(212)与所述离合器毂(304)之间的至少一个滚子轴承(320)。
5.根据权利要求1所述的双速传动系统(104)，其中，所述多片式摩擦离合器组件(214)的壳体(312)包括定位在所述输入轴(212)上的铆接的单向离合器凸缘，并且所述单向离合器凸缘适于压配合到所述单向离合器组件(210)的壳体中。
6.根据权利要求1所述的双速传动系统(104)，其中，所述多片式摩擦离合器组件(214)包括：
摩擦片，所述摩擦片包括适于在所述壳体中滑动的外凸耳；
压力片，所述压力片在内径上包括适于在所述离合器毂(304)的外径上滑动的凸耳；以及
多个压缩弹簧，所述多个压缩弹簧适于施加夹持压力以将所述摩擦片与所述压力片保持在一起。
7.根据权利要求1所述的双速传动系统(104)，包括：
速度传感器(910)，所述速度传感器适于检测车辆的速度；
节气门传感器，所述节气门传感器适于检测车辆的驱动载荷；以及
控制器，所述控制器与所述速度传感器(910)和所述节气门传感器进行通信并且适于基于车辆的速度和车辆的驱动载荷来控制所述多片式摩擦离合器组件(214)的操作状态。
8.根据权利要求1所述的双速传动系统(104)，包括：
驱动棘轮(308)，所述驱动棘轮包括安装在所述输入轴(212)上的内部花键；以及
从动棘轮(310)，所述从动棘轮适于联接至自由地安装的所述第一齿轮驱动组件(210)，其中，所述驱动棘轮(308)适于与所述从动棘轮(310)接合，以便在车辆的反向齿轮驱动期间绕过所述单向离合器组件(210)。
9.根据权利要求8所述的双速传动系统(104)，包括适于对所述驱动棘轮(308)与所述从动棘轮(310)的接合进行致动以在所述反向齿轮中驱动车辆的齿条与小齿轮机构(904)以及螺线管组件中的至少一者。
10.根据权利要求8所述的双速传动系统(104)，包括：
位置传感器(908)，所述位置传感器适于检测所述多片式摩擦离合器组件(214)的操作状态；
速度传感器(910)，所述速度传感器适于检测车辆的速度；
节气门传感器，所述节气门传感器适于检测车辆的驱动载荷；以及
控制器，所述控制器与所述位置传感器(908)、所述速度传感器(910)和所述节气门传感器进行通信，并且适于基于所述多片式摩擦离合器组件(214)的所述操作状态、车辆的速度和车辆的驱动载荷来控制所述驱动棘轮(308)与所述从动棘轮(310)的接合。
11.一种电动车辆，包括：
电动马达(102)；
输入轴(212)，所述输入轴与所述电动马达(102)联接；以及
双速传动系统(104)，所述双速传动系统联接至所述输入轴(212)并且包括：
壳体(208)；
单向离合器组件(210)，所述单向离合器组件适于安装在所述输入轴(212)上并与第一齿轮驱动部联接；
多片式摩擦离合器组件(214)，所述多片式摩擦离合器组件适于安装在所述输入轴(212)上并且包括离合器毂(304)，所述离合器毂布置在所述壳体中并且安装在所述输入轴(212)上；以及
第二齿轮驱动部，所述第二齿轮驱动部自由地安装在所述输入轴(212)上并且在外径上包括外部花键，所述外部花键适于与所述多片式摩擦离合器组件(214)的所述离合器毂(304)接合，
其中，当所述输入轴(212)沿驱动方向旋转时，所述单向离合器组件(210)适于旋转以使车辆在所述第一齿轮驱动部中操作，并且当车辆在所述第一齿轮驱动部中操作时，所述多片式摩擦离合器组件(214)处于断开接合状态。
12.根据权利要求11所述的电动车辆，包括转接器凸缘(206)，所述转接器凸缘适于将所述电动马达(102)与所述双速传动系统(104)的所述壳体(208)联接。
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