CN201240261Y

CN201240261Y - 驱动装置

Info

Publication number: CN201240261Y
Application number: CNU2008201173050U
Authority: CN
Inventors: 付多智
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2008-05-21
Filing date: 2008-05-21
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2018-05-21

Abstract

一种驱动装置包括电机和输出轴，所述电机包括电机轴，其中，该驱动装置还包括电磁离合器，该电磁离合器设置在所述电机轴与输出轴之间。该驱动装置可将电机输出的力矩稳定地输出，并可减小对电机轴和输出轴的冲击。

Description

驱动装置

技术领域

本实用新型涉及一种驱动装置，特别是一种用于纯电动汽车或混合动力汽车的驱动装置。

背景技术

现有的纯电动汽车或混合动力汽车的驱动装置中，一种方案是采用电动机-离合器-变速箱结构，其中的离合器采用机械式或液压式离合器，并且目前大部分离合器都有一个液压离合器分泵，以分离离合器，因此整个驱动装置结构复杂，体积庞大；同时，由于电机在低速下的内阻不稳定，输出力矩也不稳定，因此在车辆启动时，传统的机械式或液压式离合器传递的扭矩并不稳定，难以控制，新手启动车辆的时候容易熄火和抖动。另一种方案是电机直接驱动变速箱运转，这种情况下，在车辆突然启动时，电机轴瞬间被加到最大负载，如此长期的冲击将造成电机轴的过度磨损，使用过程中随时有断轴的危险，造成了行车的安全隐患。另外，在车辆突然制动时，由于电机轴具有转动惯性，也将对电机轴产生冲击。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有驱动装置力矩输出不稳定和对电机轴产生的冲击较大的缺点，提供一种力矩输出稳定且对电机轴产生的冲击较小的驱动装置。

本实用新型提供的驱动装置包括电机1和输出轴4，所述电机1包括电机轴11，其中，该驱动装置还包括电磁离合器2，该电磁离合器2设置在所述电机轴11与输出轴4之间。

按照本实用新型提供的驱动装置，在电机1启动时，由电机轴11产生的扭矩通过电磁离合器2传递到输出轴4上，缓冲了电机1突然启动时对电机轴11或者输出轴4产生的冲击。在突然制动时，电机轴11与输出轴4之间的连接关系通过电磁离合器2实现分离，使输出轴4避免了由于电机轴11在惯性作用下继续转动而对其产生的冲击。由于电机1在低速下的内阻是不稳定的，所述电磁离合器2可根据电机1输出的力矩变化，通过对电磁离合器2的离合程度的调节，对该离合器所传递的扭矩进行相应的调节，使电机1输出的力矩稳定输出至输出轴4，避免了由于力矩输出不稳造成的抖动。

另外，本实用新型提供的驱动装置采用电磁离合器2来传递扭矩，通过对电池离合器2的控制即可实现离合，相比于现有技术中的机械或液压式离合器，便于控制，减少了机械、液压部件的数量，具有较小的体积，节约了安装空间，降低了成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为根据本实用新型第一实施例的驱动装置的结构图。

图2为根据本实用新型第二实施例的驱动装置的结构图。

图3为根据本实用新型的驱动装置的电路控制图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为根据本实用新型第一示例性实施例的驱动装置的剖面结构图；

图2为根据本实用新型第二示例性实施例的驱动装置的剖面结构图；

图3为根据本实用新型示例性实施例的驱动装置的电路控制图。

如图1和图2所示，该驱动装置包括电机1和输出轴4，所述电机1还包括电机轴11，其中，该驱动装置还包括电磁离合器2，该电磁离合器2设置在所述电机轴11与输出轴4之间。

同时，按照本实用新型的驱动装置采用电磁离合器2来传递扭矩，通过对电池离合器2的控制即可实现离合，与现有技术中所采用的机械或液压式离合器相比，方便控制，而且整个驱动装置减少了机械、液压部件的数量，具有较小的体积，节约了安装空间，降低了成本。

所述电磁离合器2包括第一摩擦件(主动盘)22、第二摩擦件(从动盘)24和电磁铁21，其中，为了进一步地简化装置和减小体积，所述电磁铁21可以直接固定在所述电机1的电机壳体13的前端盖上，从而所述电机1通过电磁铁21与所述电磁离合器2容为一体，安装方便，并能更好地减小所需安装空间，节约了成本。

所述第一摩擦件22安装在所述电机1的电机轴11上，所述第二摩擦件24安装在所述输出轴4上。

第一摩擦件22通常固定安装在电机轴11上，其一侧带有摩擦片，以便与第二摩擦件24相互配合，对第一摩擦件22没有特别的限定，只要第一摩擦件22能够通过与第二摩擦件24的摩擦作用，带动第二摩擦件24稳定运动即可。

作为一种实施方式，所述驱动装置还包括至少一个复位弹簧25，该复位弹簧25一端与所述第二摩擦件24固定连接，另一端与所述输出轴4连接，所述第二摩擦件24沿所述输出轴4轴向可滑动地安装在所述输出轴4上，例如，第二摩擦件24可以通过内外花键装配在输出轴4上，因此，在磁场作用下第二摩擦件24能被吸引并沿输出轴4的轴向推出，并且在磁场消失时，所述第二摩擦件24可以通过复位弹簧25复位。当第二摩擦件24在磁场作用下被吸附至第一摩擦件22上，并使复位弹簧25发生弹性形变；当磁场消失时，第二摩擦件24在复位弹簧25的形变力下复位。优选地，为了复位弹簧25能够更稳定地固定在输出轴4上，在所述输出轴4上固定安装有支架，复位弹簧25的另一端固定在该支架上。

当电磁离合器2通电时，第二摩擦件24在电磁铁21产生的磁场作用下，被吸附至第一摩擦件22上，与之产生摩擦并随着该第一摩擦件22一起转动，进而将电机轴11产生的扭矩传递至输出轴4上，此时，复位弹簧25在第二摩擦件24的作用下发生弹性形变；当电磁离合器2断电时，电磁铁21产生的磁场消失，第二摩擦件24不再受到磁场的吸引，此时，复位弹簧25产生的弹性回复力使第二摩擦件24复位，脱离与第一摩擦件22的作用，因此电机轴11对输出轴4的扭矩传递过程中止，输出轴4不再受到电机轴11的影响，自然停止转动，避免了电机轴11自身转动惯量对输出轴4的冲击。

如图2所示，作为另一种实施方式，第二摩擦件24可以通过弹性件28和连接法兰26安装到输出轴4上。具体地说，所述弹性件28可以是碟簧，该碟簧的外端与第二摩擦件24固定连接，内端则通过连接法兰26固定到输出轴4上。

当电磁离合器2通电时，第二摩擦件24在电磁铁21产生的磁场作用下，被吸附至第一摩擦件22上，与之产生摩擦并随着该第一摩擦件22一起转动，此时，弹性件28在第二摩擦件24的作用下发生弹性形变，进而带动连接法兰26转动。即，电机轴11产生的扭矩通过第一摩擦件22，依次由第二摩擦件24、弹性件28、连接法兰26传递到输出轴4上；当电磁离合器2断电时，电磁铁21产生的磁场消失，第二摩擦件24不再受到磁场吸引，此时，弹性件28产生的弹性回复力使第二摩擦件24复位，脱离与第一摩擦件22的作用，因此，电机轴11对输出轴4的扭矩传递过程中止，输出轴4不再受到电机轴11的影响，自然停止转动，避免了电机轴11自身转动惯量对输出轴4的冲击。

对所述第二摩擦件24没有特别的限定，只要第二摩擦件24能够在电磁铁21产生的磁场作用下被吸附至第一摩擦件22上，与第一摩擦件22产生摩擦并随之转动，将电机轴11扭矩稳定地传递至输出轴4即可。因此，第二摩擦件24可以是摩擦片组件，更具体地说，所述第二摩擦件24上可以设置有扭转减震器，因为有弹性环节的作用，所以传动系受的转动冲击可以在此得到缓和。其中具有较大半径的圆环在磁场作用下被吸引，与第一摩擦件22产生摩擦，具有较小圆环起扭转减震的作用，夹在它们之间的阻尼片通过摩擦作用来消耗扭转振动的能量，将扭转振动衰减下来，这样，低速下对电机轴11和输出轴4所传递的冲击更小，能更好地起到减震作用。

另外，对所述电磁离合器2及其供电电路的设置没有特别的要求。为了更好地缓冲在车辆启动过程中对电机轴11和输出轴4的冲击，在所述电磁离合器2的供电电路上，可以设置可变电阻27。该可变电阻27的阻值可以根据电磁离合器2本身的电阻、电源电压、传递的扭矩等因素，合理选择变化范围。电机1启动时，电磁铁引线23接通电磁离合器电源20，电磁离合器2的供电电路接通，根据电机1所输出的力矩变化，电磁离合器2所串联的可变电阻27的阻值相应地从大变小，使通过电磁离合器2的电流相应地逐渐增大，因此，所述电磁离合器2的离合程度也相应地加大，电磁离合器2所传递的扭矩也因此平稳地增加，实现汽车较为平稳地启动，保护电机轴11和输出轴4受到的负载的变化较均匀，防止其受到大的冲击而损伤。

因此，本实用新型提供的驱动装置在车辆突然启动或制动过程中，能稳定地输出力矩，有效地减缓了在启动或制动过程中电机轴11和输出轴4受到的冲击。

同时，与传统驱动装置中采用的机械或液压式的离合器相比，本实用新型的驱动装置通过电磁离合器2的作用就可以完成离合状态，便于控制。并且，为了进一步地简化装置和减小体积，所述电磁铁21可以直接固定在所述电机1的电机壳体13的前端盖上，从而所述电机1通过电磁铁21与所述电磁离合器2容为一体，便于安装。整个驱动装置具有较小的体积，减少了机械、液压部件的数量，节约了安装空间，降低了成本。

根据本实用新型的驱动装置可以应用到纯电动汽车或者汽电混合动力车中，所述电磁离合器电源20可以采用载12V电瓶，所述电磁离合器2在该12V电瓶的作用下即可完成离合状态，便于控制。此外，所述驱动装置还可以包括变速箱3，所述输出轴4为该变速箱3的输入轴。另外，为了进一步简化结构和减小体积，电机壳体13与变速箱壳体31可以通过紧固件彼此固定连接，节约了安装空间，降低了成本。

下面将以电动汽车中的驱动装置为例，结合附图对本实用新型提供的驱动装置的工作过程进行详细描述。

实施例一：

如图1和图3所示，根据本实施例的驱动装置中，所述电机轴11与所述输出轴4同轴设置，所述电磁离合器电源20采用载12V电瓶即可完成离合状态。

此外，所述驱动装置还包括变速箱3，所述输出轴4为该变速箱3的输入轴，减小了车内所需的安装空间。为了进一步简化结构和减小体积，电机壳体13与变速箱壳体31可以通过紧固件彼此直接固定连接。

汽车发动时，由电机电源10产生的直流电经过控制器14转化为交流电，电机1启动，电机定子总成12内的电机轴11带动安装在该电机轴11上的第一摩擦件22一起转动。对所述控制器14没有特别的要求，可以采用本领域技术人员公知的控制器，例如ADC三相控制器，只要所述控制器14能将直流电源转化为交流电源驱动电机1工作，并将所述电机1输入的电流再转化为直流电流入电机电源10即可。

此时，电磁铁引线23接通电磁离合器电源20。根据本实施例的驱动装置的第二摩擦件24通过内外花键沿轴向可滑动地与输出轴4配合安装，因此，在磁场作用下第二摩擦件24能被吸引并沿输出轴4轴向推出，并且当磁场消失时，所述第二摩擦件24能通过复位弹簧25复位。所以，当电磁铁21通电产生磁场，第二摩擦件24在磁场的作用下被吸附至第一摩擦件22上与之产生摩擦后，随着第一摩擦件22一起转动，此时复位弹簧25在第二摩擦件24的作用下发生弹性形变。也就是说，电机轴11产生的电机转矩通过第一摩擦件22、第二摩擦件24依次传递至输出轴4，即变速箱3的输入轴上。第二摩擦件24缓冲了输出轴4，即变速箱3的输入轴与电机轴11之间传递的扭矩，减小了在车辆启动时电机轴11和输出轴4，即变速箱3的输入轴，所受到的冲击。

同时，为了使复位弹簧25能够更稳定地固定在输出轴4上，在所述输出轴4上还固定安装有支架，所述复位弹簧25的一端固定在该支架上。

其中，所述第二摩擦件24上还可以设置有扭转减震器，因为有弹性环节的作用，所以传动系受的转动冲击可以在此得到缓和。其中具有较大半径的圆环在磁场作用下被吸引，与第一摩擦件22产生摩擦，并随之一同转动；具有较小圆环起扭转减震的作用，夹在它们之间的阻尼片通过摩擦作用来消耗扭转振动的能量，将扭转振动衰减下来，这样，低速下对电机轴11和输出轴4所传递的冲击更小，能更好地起到减震作用。

另外，为了更好地实现本实用新型的目的，在电磁离合器2的供电电路上还串联有可变电阻27。电机1启动的时候，电磁铁引线23接通电磁离合器电源20，电磁离合器2的供电电路接通，根据电机1所输出的力矩的变化，电磁离合器2所串联的可变电阻27的阻值相应地从大变小，使通过电磁离合器2的电流相应地逐渐增大，因此，所述电磁离合器2的离合程度也相应地加大，电磁离合器2所传递的扭矩也因此均匀地增加，实现汽车较为平稳地启动，保护电机轴11和输出轴4受到的负载的变化较均匀，防止其受到大的冲击而损伤。

更进一步地说，根据电磁离合器2本身的电阻、电源电压、传递的扭矩等因素，可以合理选择所述可变电阻27的阻值范围。例如，在电磁离合器电源20的电压为12V，电磁离合器2的直流电阻为38欧姆，传递最大扭矩为400牛米时，所串联的可变电阻27的阻值变化范围可以为0-40欧姆，优选为0—20欧姆。

刹车时，电磁铁引线23与电磁离合器电源20断开，电磁铁21产生的磁场消失，第二摩擦件24不再受到磁场引力作用，此时，复位弹簧25产生的弹性回复力使第二摩擦件24复位，脱离与第一摩擦件22的作用，电机轴11对输出轴4的扭矩传递过程中止。

因此，在汽车制动时，电机轴11将在电机转子自身的转动惯量下继续转动一段时间，而由于第二摩擦件24与第一摩擦件22的脱离，电机轴11和输出轴4之间的传动关系中止，输出轴4不再受到电机轴11的影响，自然停止转动，从而避免了电机轴11对输出轴4产生过大的冲击甚至造成轴的损伤。

实施例二：

如图2和图3所示，根据本实施例的驱动装置中，所述电机轴11与所述输出轴4同轴设置，所述电磁离合器电源20采用车载12V电瓶即可完成离合状态。

汽车启动时，由电机电源10产生的直流电经过控制器14转化为交流电，电机1启动，电机定子总成12内的电机轴11带动安装在该电机轴11上的第一摩擦件22一起转动。对所述控制器14没有特别的要求，可以采用本领域技术人员公知的控制器，例如ADC三相控制器，只要所述控制器14能将直流电源转化为交流电源驱动电机1工作，并将所述电机1输入的电流再转化为直流电流入电机电源10即可。

此时，电磁铁引线23接通电磁离合器电源20。根据本实施例的驱动装置的第二摩擦件24通过弹性件28和连接法兰26固定在输出轴4上，因此，在磁场作用下第二摩擦件24能被吸引，并且当磁场消失时，所述第二摩擦件24通过弹性件28复位。所以，当电磁铁21通电产生磁场，第二摩擦件24在磁场作用下被吸附至第一摩擦件22上与之产生摩擦后，随着第一摩擦件22一起转动，此时，弹性件28在第二摩擦件24的作用下发生弹性形变，并将第二摩擦件24上的扭矩通过连接法兰26传递到输出轴4上。也就是说，电机轴11产生的电机转矩通过第一摩擦件22、依次由第二摩擦件24、弹性件28和连接法兰26传递至输出轴4，即变速箱3的输入轴上。因此，第二摩擦件24、弹性件28和连接法兰26缓冲了输出轴4，即变速箱3的输入轴与电机轴11之间传递的扭矩，减小了在车辆启动时电机轴11和输出轴4，即变速箱3的输入轴，所受到的冲击。

其中，所述弹性件28可以是碟簧，该碟簧的外端与第二摩擦件24固定连接，内端则通过连接法兰26固定到输出轴4上。当电磁离合器2通电时，第二摩擦件24在磁场作用下被吸附至第一摩擦件22上，与之产生摩擦并随着一起转动，所述碟簧在第二摩擦件24的作用下发生弹性形变，并将扭矩通过连接法兰26传递至输出轴4上，由于碟簧本身是平的，在不受到外力的时候自身可以回复到平面，能更好地减小空间使整个驱动装置的结构更紧凑。

更具体地说，所述第二摩擦件24上可以设置有扭转减震器，因为有弹性环节的作用，所以传动系受的转动冲击可以在此得到缓和。其中具有较大半径的圆环在磁场作用下被吸引，与第一摩擦件22产生摩擦，并随之一同转动；具有较小圆环起扭转减震的作用，夹在它们之间的阻尼片通过摩擦作用来消耗扭转振动的能量，将扭转振动衰减下来，这样，低速下对电机轴11和输出轴4所传递的冲击更小，能更好地起到减震作用。

同时，为了更好地实现本实用新型的目的，在电磁离合器2的供电电路上还串联有可变电阻27。在电机1启动的时候，电磁铁引线23接通电磁离合器电源20，电磁离合器2的供电电路接通，根据电机1所输出的力矩的变化，电磁离合器2串联的可变电阻27的阻值相应地从大变小，使通过电磁离合器2的电流相应地逐渐增大，因此，所述电磁离合器2的离合程度也相应地加大，电磁离合器2传递的扭矩也因此均匀地增加，实现汽车较为平稳地启动，保护电机轴11和输出轴4受到的负载的变化较均匀，防止其受到大的冲击而受到损伤。

进一步地说，根据电磁离合器2本身的电阻、电源电压、传递的扭矩等因素，可以合理选择所述可变电阻27的阻值范围。例如，在电磁离合器电源20的电压为12V，电磁离合器2的直流电阻为38欧姆，传递最大扭矩为400牛米时，所串联的可变电阻27的阻值变化范围可以为0-40欧姆，优选为0—20欧姆。

刹车时，电磁铁引线23与电磁离合器电源20断开，电磁铁21产生的磁场消失，第二摩擦件24不再受到磁场引力的作用，此时，弹性件28产生的弹性回复力使第二摩擦件24复位，脱离与第一摩擦件22的作用，电机轴11对输出轴4的扭矩传递过程中止。

因此，在汽车制动时，电机轴11在将电机转子自身的转动惯量下继续转动一段时间，而由于第二摩擦件24与第一摩擦件22的脱离，电机轴11和输出轴4之间的传动关系中止，输出轴4不再受到电机轴11的影响，自然停止转动，从而避免了电机轴11对输出轴4产生过大的冲击甚至造成轴的损伤。

通过对上述实施例的具体描述可以明显看出，当所述电磁离合器2通电时，电磁铁21产生磁场，吸附第二摩擦件24与第一摩擦件22摩擦后随之一起转动，并将电机轴11产生的扭矩传递至输出轴4上；当所述电磁离合器2断电时，电磁铁21产生的磁场消失，第二摩擦件24不再受到磁场吸引，并在回复力下复位，电机轴11与输出轴4的传动关系中止，进而避免了电机轴11自身转动惯量对输出轴4的冲击。由于电机1在低速下的内阻是不稳定的，所述电磁离合器2可根据电机1输出的力矩变化，通过对电磁离合器2的离合程度的调节，对该离合器所传递的扭矩进行相应的调节，使电机1输出的力矩稳定输出至输出轴4，避免了由于力矩输出不稳造成的抖动，提高了驾驶的舒适性和安全性。

同时，与传统驱动装置中采用的机械或液压式的离合器相比，本实用新型的驱动装置通过电磁离合器2的作用，在载12V电瓶的作用下就可以完成离合状态，便于控制。并且，为了进一步地简化装置和减小体积，所述电磁铁21可以直接固定在所述电机1的电机壳体13的前端盖上，从而所述电机1通过电磁铁21与所述电磁离合器2容为一体，安装方便。同时，由于电机1和电磁离合体2通过电磁铁21容为一体，变速箱壳体31可以直接与电机壳体13通过紧固件固定连接，整个驱动装置具有较小的体积，减少了机械、液压部件的数量，节约了整车的安装空间，降低了成本。

可以明显的看出在本实用新型的优选实施实施方式中，通过特定的术语充分地公开了本实用新型，但此描述应该被理解为在不背离所附权利要求书的实质和范围的情况下，可以对本实用新型做出形式和细节上的各种不同改变。

Claims

1、一种驱动装置，该驱动装置包括电机(1)和输出轴(4)，所述电机(1)包括电机轴(11)，其特征在于，该驱动装置还包括电磁离合器(2)，该电磁离合器(2)设置在所述电机轴(11)与输出轴(4)之间。

2、根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述电磁离合器(2)包括第一摩擦件(22)、第二摩擦件(24)和电磁铁(21)，其中所述电磁铁(21)固定在所述电机(1)的电机壳体(13)的前端盖上，所述第一摩擦件(22)安装在所述电机(1)的电机轴(11)上，所述第二摩擦件(24)安装在所述输出轴(4)上。

3、根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置还包括至少一个复位弹簧(25)，该复位弹簧(25)一端与所述第二摩擦件(24)固定连接，另一端与所述输出轴(4)连接，所述第二摩擦件(24)沿所述输出轴(4)轴向可滑动地安装在所述输出轴(4)上。

4、根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置还包括弹性件(28)和连接法兰(26)，所述第二摩擦件(24)通过所述弹性件(28)和连接法兰(26)安装在输出轴(4)上。

5、根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述第二摩擦件(24)上设置有扭转减震器。

6、根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述电机(1)的电机轴(11)与所述输出轴(4)同轴设置。

7、根据权利要求1至6中任意一项所述的驱动装置，其特征在于，该驱动装置还包括所述电磁铁(21)的供电电路，该供电电路上串连有可变电阻(27)。

8、根据权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，该驱动装置还包括变速箱(3)，所述输出轴(4)为该变速箱(3)的输入轴。

9、根据权利要求1-6中任意一项所述的驱动装置，其特征在于，该驱动装置还包括变速箱(3)，所述输出轴(4)为该变速箱(3)的输入轴。

10、根据权利要求9所述的驱动装置，其特征在于，所述电机壳体(13)与所述变速箱(3)的变速箱壳体(31)固定连接。