CN117400743A - 一种用于纯电动车辆起步和变速的电机传动缓冲机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电机传动技术领域，具体涉及一种用于纯电动车辆起步和变速的电机传动缓冲机构，包括行星轮动力分配系统、减速传动机构、液力传动转换机构、液压管路和可调式液压蓄能系统，行星轮动力分配系统包括中心驱动太阳轮、行星架输出轮系和环形驱动调节齿轮，所述行星架输出轮系连接有输出套筒，所述输出套筒与车辆的车轮驱动机构连接，中心驱动太阳轮连接有驱动输入轴，所述输出套筒套装在驱动输入轴外侧而形成回转套接。本发明通过行星轮动力分配系统将中心驱动太阳轮的驱动力分解转化为车轮驱动力和变速控制驱动力，从而通过控制外侧的环形驱动调节齿轮的缓冲状态即可间接进行车轮动力输出的缓冲控制。
Description
技术领域
本发明涉及电机传动技术领域，具体涉及一种用于纯电动车辆起步和变速的电机传动缓冲机构。
背景技术
随着电动汽车的逐步推广使用，现在道路上越来越多的电动汽车被用于商用和家庭用车。对于普通电动车型的驱动形式来说，通常是将动力电池的能量通过电机传递到车轮，并且通常采用固定齿比变速箱进行变速，由于驱动电机初始扭矩较大的特性，在起步或加速瞬间，电机的较大扭矩直接通过变速机构传递到车轮，不但会对传动机构造成冲击而且带来的加速不适感严重影响司乘人员舒适性，对于常规入门级电动车辆来说，这一缺点增大了车辆普及推广难度。为了解决上述问题，需要考虑对电机初始扭力缓冲处理，并减少能量损耗，因此现在急需一种用于纯电动车辆起步和变速的电机传动缓冲机构。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于纯电动车辆起步和变速的电机传动缓冲机构。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的，本发明公开了一种用于纯电动车辆起步和变速的电机传动缓冲机构，包括行星轮动力分配系统、减速传动机构、液力传动转换机构、液压管路和可调式液压蓄能系统，所述行星轮动力分配系统包括中心驱动太阳轮、行星架输出轮系和环形驱动调节齿轮，所述行星架输出轮系连接有输出套筒，所述输出套筒与车辆的车轮驱动机构连接，中心驱动太阳轮连接有驱动输入轴，所述输出套筒套装在驱动输入轴外侧而形成回转套接，所述行星架输出轮系的外端沿回转中心对称插装有自由转轴，所述行星架输出轮系通过自由转轴安装有行星爬行传动轮，所述环形驱动调节齿轮的内外两侧和中心驱动太阳轮外侧均设有轮齿，所述行星爬行传动轮通过同时与环形驱动调节齿轮和中心驱动太阳轮啮合实现行星架输出轮系的传动输出，所述减速传动机构前端通过与环形驱动调节齿轮啮合实现传动，所述减速传动机构通过液力传动转换机构与液压管路相连，所述液压管路连接有可调式液压蓄能系统，所述环形驱动调节齿轮通过与可调式液压蓄能系统的耦合连接实现缓冲传动。
进一步，所述环形驱动调节齿轮的外侧啮合连接有外调速电机驱动机构和抱闸电机锁定机构，所述外调速电机驱动机构包括伺服调速系统，所述伺服调速系统用于稳速基础后的速度调节，所述抱闸电机锁定机构包括电磁制动器。
进一步，所述液压管路包括支路油管，所述支路油管并联在所述可调式液压蓄能系统的两端而用于通过通量控制进行加速过程的软硬调节。
进一步，所述支路油管设有动力缓冲调节开关和流速计，所述动力缓冲调节开关包括电动阀。
进一步，所述可调式液压蓄能系统包括压缩气体储能罐、压缩囊体和囊体安装旋转座，所述压缩气体储能罐为左右压合对接式结构，所述压缩气体储能罐的对接处设有内圈齿条，所述压缩囊体固定封合安装在囊体安装旋转座的左右两侧，所述囊体安装旋转座的上下两侧均内凹设有驱动舱，所述驱动舱内设有电源模块、电机装置和驱动齿轮，所述电机装置通过控制驱动齿轮与内圈齿条啮合实现囊体安装旋转座相对压缩气体储能罐的转动。
进一步，所述压缩气体储能罐为长直胶囊形，所述压缩气体储能罐设有隔热涂层，所述压缩气体储能罐的左右两端设有与所述液压管路连接的保护门阀。
进一步，所述囊体安装旋转座为回转体形，所述囊体安装旋转座过回转中心的截面呈工字形，所述囊体安装旋转座的左右两侧均固定贴附有封闭安装板，封闭安装板过回转中心的截面呈U字形，所述封闭安装板用于固定连接压缩囊体的边沿。
进一步，所述囊体安装旋转座内部设有气道管体，所述气道管体靠近压缩囊体处设有气道接头，所述气道管体的外端由囊体安装旋转座的中部外侧引出并设有密闭封头，所述密闭封头用于对接外部气体装置。
进一步，所述压缩气体储能罐的内圈齿条内延壁体上设有螺纹啮合部，所述囊体安装旋转座的外侧设有的螺纹段，所述囊体安装旋转座通过其螺纹段与所述螺纹啮合部的啮合作用实现自旋驱动下的横向相对运动。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
(1)本发明通过行星轮动力分配系统将中心驱动太阳轮的驱动力分解转化为车轮驱动力和变速控制驱动力，从而通过动力学叠加，通过控制外侧的环形驱动调节齿轮的缓冲状态即可间接进行车轮动力输出的缓冲控制；
(2)本发明所采用的液力传动转换机构对外侧的环形驱动调节齿轮的运动进行消纳并通过液压传动转化为储能罐的气体压缩能，从而实现电机初始扭矩冲击对的缓冲；
(3)本发明的双向运动的囊体安装旋转座可充分实现缓冲的软硬调节，即控制缓冲时间，结合电动阀的开闭控制，可以在电控系统的控制下灵活选取缓冲介入时刻，达到灵活的耦合介入式缓冲控制目的。
附图说明
图1是本发明整体结构原理示意图；
图2是本发明可调式液压蓄能系统5的内部结构示意图；
图3是图2中A位置的局部放大图；
1-行星轮动力分配系统，11-中心驱动太阳轮，12-行星架输出轮系，121-自由转轴，122-行星爬行传动轮，13-环形驱动调节齿轮，131-外调速电机驱动机构，132-抱闸电机锁定机构，2-减速传动机构，3-液力传动转换机构，4-液压管路，41-支路油管，411-动力缓冲调节开关，5-可调式液压蓄能系统，51-保护门阀，52-压缩气体储能罐，521-内圈齿条，53-压缩囊体，54-囊体安装旋转座，541-封闭安装板，542-气道接头，543-气道管体，544-密闭封头，545-驱动舱，545a-电源模块，545b-电机装置，545c-驱动齿轮，55-螺纹啮合部。
具体实施方式
如图1-3所示，本发明公开了一种用于纯电动车辆起步和变速的电机传动缓冲机构，包括行星轮动力分配系统1、减速传动机构2、液力传动转换机构3、液压管路4和可调式液压蓄能系统5。
其中，行星轮动力分配系统1包括中心驱动太阳轮11、行星架输出轮系12和环形驱动调节齿轮13，所述行星架输出轮系12连接有输出套筒，所述输出套筒与车辆的车轮驱动机构连接，中心驱动太阳轮11连接有驱动输入轴，驱动输入轴通过外部的大扭矩恒速电机驱动，所述输出套筒套装在驱动输入轴外侧而形成回转套接，从而实现中心驱动太阳轮11、行星架输出轮系12和环形驱动调节齿轮13的回转中心共轴线且沿轴向进行运动限位，确保三者之间只能进行相对转动，从而形成行星轮动力分配系统1，具体地，其中的行星架输出轮系12的外端沿回转中心对称插装有自由转轴121，所述行星架输出轮系12通过自由转轴121安装有行星爬行传动轮122，所述环形驱动调节齿轮13的内外两侧和中心驱动太阳轮11外侧均设有轮齿，所述行星爬行传动轮122通过同时与环形驱动调节齿轮13和中心驱动太阳轮11啮合实现行星架输出轮系12的传动输出，所述环形驱动调节齿轮13的外侧啮合连接有外调速电机驱动机构131和抱闸电机锁定机构132，外调速电机驱动机构131包括伺服调速系统，伺服调速系统用于稳速基础后的速度调节，所述抱闸电机锁定机构132包括电磁制动器。具体地，通过抱闸电机锁定机构132锁定环形驱动调节齿轮13，从而在中心驱动太阳轮11转速稳定时，行星架输出轮系12的输出转速随之稳定，当时需要变速时，抱闸电机锁定机构132脱离接触，而外调速电机驱动机构131对环形驱动调节齿轮13施加正方向变速运动，根据行星轮系运动特点的运动叠加，行星架输出轮系12的输出转速进行加减速输出。
所述减速传动机构2前端通过与环形驱动调节齿轮13啮合实现传动，所述减速传动机构2通过液力传动转换机构3与液压管路4相连，该液压管路4包括支路油管41，为了满足使用需求，通常需要在液压管路4中设置几组并联的可调式液压蓄能系统5，以满足车辆缓冲时承载压力的要求，所述支路油管41并联在所述可调式液压蓄能系统5的两端而用于通过通量控制进行加速过程的软硬调节。所述支路油管41设有动力缓冲调节开关411和流速计，所述动力缓冲调节开关411包括电动阀，该电动阀打开后，可调式液压蓄能系统5接触工作，油液仅从支路油管41流动，所述液压管路4连接有可调式液压蓄能系统5，环形驱动调节齿轮13通过与可调式液压蓄能系统5的耦合连接实现缓冲传动。
下面将对本发明的可调式液压蓄能系统5做进一步描述，该可调式液压蓄能系统5包括压缩气体储能罐52、压缩囊体53和囊体安装旋转座54，所述压缩气体储能罐52为左右压合对接式结构，所述压缩气体储能罐52的对接处设有内圈齿条521，所述压缩囊体53固定封合安装在囊体安装旋转座54的左右两侧，具体地，压缩气体储能罐52为长直胶囊形，所述压缩气体储能罐52设有隔热涂层，所述压缩气体储能罐52的左右两端设有与所述液压管路4连接的保护门阀51，所述压缩气体储能罐52的内圈齿条521内延壁体上设有螺纹啮合部55，所述囊体安装旋转座54的外侧设有的螺纹段，所述囊体安装旋转座54通过其螺纹段与所述螺纹啮合部55的啮合作用实现自旋驱动下的横向相对运动。所述囊体安装旋转座54的上下两侧均内凹设有驱动舱545，所述驱动舱545内设有电源模块545a、电机装置545b和驱动齿轮545c，所述电机装置545b通过控制驱动齿轮545c与内圈齿条521啮合实现囊体安装旋转座54相对压缩气体储能罐52的转动。
所述囊体安装旋转座54为回转体形，所述囊体安装旋转座54过回转中心的截面呈工字形，所述囊体安装旋转座54的左右两侧均固定贴附有封闭安装板541，封闭安装板541过回转中心的截面呈U字形，所述封闭安装板541用于固定连接压缩囊体53的边沿。所述囊体安装旋转座54内部设有气道管体543，所述气道管体543靠近压缩囊体53处设有气道接头542，所述气道管体543的外端由囊体安装旋转座54的中部外侧引出并设有密闭封头544，所述密闭封头544用于对接外部气体装置。
在车辆实际进行起步的过程中，首先，中心驱动太阳轮11稳定恒速转动且扭力恒定，行星架输出轮系12与车轮传动装置连接，由于行星爬行传动轮122同时与中心驱动太阳轮11和环形驱动调节齿轮13啮合并且其自身安装在行星架输出轮系12上，通过上述轮齿啮合的作用，且车轮由于惯性，速度瞬间不变，中心驱动太阳轮11的转动直接反映到环形驱动调节齿轮13的转动，而此时减速传动机构2接收环形驱动调节齿轮13的转动驱动，控制电动阀关闭，液力传动转换机构3将机械转动转化为油液流动，从而可调式液压蓄能系统5的进油侧的压缩囊体53被压缩，压缩囊体53内的气体同时被压缩，其出油侧的压缩囊体53对应扩张，该过程进行持续一段时间后，由于压缩囊体53的反作用力增大，将进入稳定状态，而该过程的同时，驱动力被逐步释放到行星架输出轮系12的转动，且行星架输出轮系12随着压缩囊体53稳定状态后的反向能量释放，行星架输出轮系12被连续加速，直至转速相对稳定，从而完成起步缓冲加速过程，例如，初始状态中心驱动太阳轮11为顺时针转动，行星架输出轮系12由于地面阻力，由静止缓慢加速，且为瞬时针转动，而同时环形驱动调节齿轮13逆时针转动将能量储存到可调式液压蓄能系统5，速度由初始最大降为零后，进行反向顺时针转动，由于轮系运动的合成，行星架输出轮系12被进一步顺时针加速，从而完成上述过程。
上述起步过程中，恒速电机的扭力不会直接传递到车轮，而是通过可调式液压蓄能系统5进行延时缓冲，并且减少了动力浪费，起步加速的持续性时间更长，舒适性更好。可调式液压蓄能系统5可以对延时的程度进行微调，驱动囊体安装旋转座54右移后，压缩囊体53进入稳定状态所需时间缩短，此时，起步缓冲更加迅速直接，动力调教硬度大，从感官上就是更加运动的模式，反之，则缓冲过程更长，动力调教偏软。对于变速过程，本发明主要基于达到稳速后的速度调节，具体来说，例如初始状态，环形驱动调节齿轮13在外调速电机驱动机构131驱动下为静止或恒速，行星架输出轮系12的输出也为恒定转速，此时通过外调速电机驱动机构131驱动环形驱动调节齿轮13顺时针加速，电动阀关闭，可调式液压蓄能系统5开始工作，可调式液压蓄能系统5对外调速电机驱动机构131的驱动力进行一定的消纳和缓释，降低电机初始加速扭矩大的不适感，本发明的中心驱动太阳轮11的转动仅需通过控制系统设定几档固定速度值即可，本身工作无需连续变速控制过程。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于纯电动车辆起步和变速的电机传动缓冲机构，其特征在于：包括行星轮动力分配系统、减速传动机构、液力传动转换机构、液压管路和可调式液压蓄能系统，所述行星轮动力分配系统包括中心驱动太阳轮、行星架输出轮系和环形驱动调节齿轮，所述行星架输出轮系连接有输出套筒，所述输出套筒与车辆的车轮驱动机构连接，中心驱动太阳轮连接有驱动输入轴，所述输出套筒套装在驱动输入轴外侧而形成回转套接，所述行星架输出轮系的外端沿回转中心对称插装有自由转轴，所述行星架输出轮系通过自由转轴安装有行星爬行传动轮，所述环形驱动调节齿轮的内外两侧和中心驱动太阳轮外侧均设有轮齿，所述行星爬行传动轮通过同时与环形驱动调节齿轮和中心驱动太阳轮啮合实现行星架输出轮系的传动输出，所述减速传动机构前端通过与环形驱动调节齿轮啮合实现传动，所述减速传动机构通过液力传动转换机构与液压管路相连，所述液压管路连接有可调式液压蓄能系统，所述环形驱动调节齿轮通过与可调式液压蓄能系统的耦合连接实现缓冲传动。
2.根据权利要求1所述的一种用于纯电动车辆起步和变速的电机传动缓冲机构，其特征在于：所述环形驱动调节齿轮的外侧啮合连接有外调速电机驱动机构和抱闸电机锁定机构，所述外调速电机驱动机构包括伺服调速系统，所述伺服调速系统用于稳速基础后的速度调节，所述抱闸电机锁定机构包括电磁制动器。
3.根据权利要求1所述的一种用于纯电动车辆起步和变速的电机传动缓冲机构，其特征在于：所述液压管路包括支路油管，所述支路油管并联在所述可调式液压蓄能系统的两端而用于通过通量控制进行加速过程的软硬调节。
4.根据权利要求3所述的一种用于纯电动车辆起步和变速的电机传动缓冲机构，其特征在于：所述支路油管设有动力缓冲调节开关和流速计，所述动力缓冲调节开关包括电动阀。
5.根据权利要求1所述的一种用于纯电动车辆起步和变速的电机传动缓冲机构，其特征在于：所述可调式液压蓄能系统包括压缩气体储能罐、压缩囊体和囊体安装旋转座，所述压缩气体储能罐为左右压合对接式结构，所述压缩气体储能罐的对接处设有内圈齿条，所述压缩囊体固定封合安装在囊体安装旋转座的左右两侧，所述囊体安装旋转座的上下两侧均内凹设有驱动舱，所述驱动舱内设有电源模块、电机装置和驱动齿轮，所述电机装置通过控制驱动齿轮与内圈齿条啮合实现囊体安装旋转座相对压缩气体储能罐的转动。
6.根据权利要求5所述的一种用于纯电动车辆起步和变速的电机传动缓冲机构，其特征在于：所述压缩气体储能罐为长直胶囊形，所述压缩气体储能罐设有隔热涂层，所述压缩气体储能罐的左右两端设有与所述液压管路连接的保护门阀。
7.根据权利要求5所述的一种用于纯电动车辆起步和变速的电机传动缓冲机构，其特征在于：所述囊体安装旋转座为回转体形，所述囊体安装旋转座过回转中心的截面呈工字形，所述囊体安装旋转座的左右两侧均固定贴附有封闭安装板，封闭安装板过回转中心的截面呈U字形，所述封闭安装板用于固定连接压缩囊体的边沿。
8.根据权利要求7所述的一种用于纯电动车辆起步和变速的电机传动缓冲机构，其特征在于：所述囊体安装旋转座内部设有气道管体，所述气道管体靠近压缩囊体处设有气道接头，所述气道管体的外端由囊体安装旋转座的中部外侧引出并设有密闭封头，所述密闭封头用于对接外部气体装置。
9.根据权利要求5所述的一种用于纯电动车辆起步和变速的电机传动缓冲机构，其特征在于：所述压缩气体储能罐的内圈齿条内延壁体上设有螺纹啮合部，所述囊体安装旋转座的外侧设有的螺纹段，所述囊体安装旋转座通过其螺纹段与所述螺纹啮合部的啮合作用实现自旋驱动下的横向相对运动。
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| CN202311115171.4A CN117400743A (zh) | 2023-08-31 | 2023-08-31 | 一种用于纯电动车辆起步和变速的电机传动缓冲机构 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117756225A (zh) * | 2024-02-21 | 2024-03-26 | 山东雷宁埃环保科技有限公司 | 一种螺旋式污水处理用除杂装置 |
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2023
- 2023-08-31 CN CN202311115171.4A patent/CN117400743A/zh active Pending
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