CN201777128U - 车辆驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种车辆驱动系统。该车辆驱动系统包括依次动力联接的驱动电机、双离合器以及变速器。所述变速器包括第一变速单元和第二变速单元,所述第一变速单元具有第一传动比,所述第二变速单元具有第二传动比,所述第一传动比大于所述第二传动比。本实用新型的车辆驱动系统能够使驱动电机兼顾高速与低速两种工况,提高驱动电机的工作效率。

Description

车辆驱动系统
技术领域
本实用新型涉及车辆驱动系统。
背景技术
现代电动车辆以其电机转速高、控制器调速范围宽而著称。目前,大多数电动车辆只有一个固定传动比减速器,使得电动车辆动力系统结构简单,制造成本、维修保养费用大大降低。但是,这些电动车辆存在效率问题,即电机在电动车辆起步加速时处于低速运转区,电机的效率都非常低,尤其是城市电动公交客车,起步加速非常频繁,而且平均转速非常低,具有固定速比减速器的电动公交客车会在绝大多数情况下处于极低效或低效运行区,这样会浪费宝贵的电池能量而牺牲续驶里程。例如,中国实用新型专利申请CN200920133385公开了一种电动驱动系统,其中,该系统包括:具有定子和转子的电机、差速机构、包括第一齿轮和第二齿轮的内啮合齿轮传动单元、半轴和车轮,电机的转子具有中空结构,所述差速机构位于所述中空结构中,所述差速机构包括第一转动元件、第二转动元件和第三转动元件,所述第一转动元件与电机的转子轴相连,第一转动元件为行星架,所述内啮合齿轮传动单元位于车轮的轮毂内,所述第二齿轮与轮毂固定连接,所述第二转动元件和第三转动元件分别通过半轴与所述第一齿轮相连。另外,中国实用新型专利申请CN00809215公开了一种尤其是用于驱动低车架客车的轴,其中,该低车架客车由驱动电机驱动定速比的多级轮边齿轮减速器再驱动车轮。这种电动车辆的电机的高效率工作区往往无法覆盖低速和高速这两种工况,电机的效率低。
实用新型内容
本实用新型为解决传统电动车辆中驱动电机效率低的技术问题,提供一种车辆驱动系统,其能够有效地提高驱动电机的工作效率。
本实用新型所采用的技术方案是,构造一种车辆驱动系统,其中,包括依次动力联接的驱动电机、双离合器以及变速器,所述驱动电机与所述变速器之间的动力传递由所述双离合器接合或切断,所述变速器的动力输出至车轮,所述双离合器包括第一离合器和第二离合器,所述变速器包括第一变速单元和第二变速单元,所述驱动电机通过所述第一离合器与所述第一变速单元动力联接,所述驱动电机通过所述第二离合器与所述第二变速单元动力联接,所述第一变速单元具有第一传动比,所述第二变速单元具有第二传动比,所述第一传动比大于所述第二传动比。
优选的是,在上述车辆驱动系统中,所述变速器包括用于与所述第一离合器有效联接的第一输入轴、用于与所述第二离合器有效联接的第二输入轴、以及通过所述第一变速单元与所述第一输入轴动力联接并通过所述第二变速单元与所述第二输入轴动力联接的输出轴,所述第一变速单元和所述第二变速单元均为齿轮传动单元。
优选的是,在上述车辆驱动系统中,所述变速器还包括中间轴,所述第一变速单元包括第一齿轮、第三齿轮、第四齿轮以及第五齿轮,所述第二变速单元包括第二齿轮、第四齿轮以及第五齿轮,所述第一齿轮设置在所述第一输入轴上,所述第二齿轮设置在所述第二输入轴上,所述第三齿轮和所述第四齿轮设置在所述中间轴上,所述第五齿轮设置在所述输出轴上,所述第三齿轮与所述第一齿轮啮合,所述第四齿轮与所述第二齿轮啮合,所述第五齿轮与所述第四齿轮啮合。
优选的是,在上述车辆驱动系统中,所述变速器还包括行星轮系,所述行星轮系包括太阳轮、内齿圈、行星轮以及行星架,所述输出轴与所述太阳轮的中心动力联接,所述行星轮分别与所述太阳轮和所述内齿圈啮合,所述行星架输出动力至车轮。
优选的是,在上述车辆驱动系统中,所述中间轴的中心线位于所述第一输入轴的中心线所在水平面和所述第二输入轴的中心线所在水平面的上方,且所述中间轴的中心线位于车轮中心线所在水平面的下方。
优选的是,在上述车辆驱动系统中,所述驱动电机整体布置在车轮中心线所在水平面的下方。
优选的是,在上述车辆驱动系统中,所述中间轴的中心线、所述第一输入轴的中心线以及所述输出轴的中心线不在同一平面上。
优选的是,在上述车辆驱动系统中,所述双离合器为湿式双离合器。
优选的是,在上述车辆驱动系统中,所述第二输入轴为空心轴,所述第一输入轴为布置在所述第二输入轴内的实心轴。
在本实用新型的车辆驱动系统中,由于第一变速单元具有第一传动比,第二变速单元具有第二传动比,且第一传动比大于第二传动比,所以能够在采用第一传动比时获得较高的瞬时转矩,在采用第二传动比时获得较高的行驶速度,能够使驱动电机兼顾高速与低速两种工况,提高驱动电机的工作效率。
通过结合附图,阅读以下对本实用新型的具体实施例的详细描述,可以进一步理解本实用新型的其它优点、特征以及方面。
附图说明
图1为作为本实用新型的优选实施例的车辆驱动系统的原理示意图;
图2为作为本实用新型的优选实施例的车辆驱动系统的剖视示意图。
附图标记说明
1驱动电机;      2第一离合器;
3第二离合器;    4第二齿轮;
5第一齿轮;      6第四齿轮;
7第三齿轮;      8第五齿轮;
9半轴套管;    10制动盘;
11输出轴;     12轮毂轴承;
13轮毂座;     14车轮连接螺栓;
15内齿圈;     16内齿圈支架;
17行星架;     18行星轮;
19太阳轮;     20车轮。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
下面参照附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。本文中,相同附图标记表示相同组成部分。
如图1和图2所示,车辆驱动系统包括依次动力联接的驱动电机1、双离合器以及变速器。其中,在本实施例中,变速器包括行星轮系。该车辆驱动系统优选地用于低地板的纯电动客车。车辆驱动系统左右对称安装在纯电动客车的车架上。驱动电机1与变速器之间的动力传递由双离合器接合或切断。在本实施例中,双离合器为湿式双离合器。
与现有技术相同,行星轮系包括太阳轮、内齿圈、行星轮以及行星架,输出轴11与太阳轮的中心动力联接,行星轮分别与太阳轮和内齿圈啮合,行星架输出动力至车轮。如图1和2所示,本具体实施例中,该行星轮系包括内齿圈15、内齿圈支架16、行星架17、行星轮18以及太阳轮19。该轮边行星轮系中,由太阳轮19输入动力,内齿圈15固定,行星架17输出动力至车轮20。轮毂轴承12位于轮毂座13与半轴套管之间。具体而言,轮毂轴承12内圈安装于半轴套管9上,外圈安装于轮毂座13上。在本实用新型的车辆驱动系统中,输出轴11为传动半轴。该输出轴11外周设有半轴套管9。制动盘10固定安装于轮毂座13上。
另外,驱动电机1可以为交流电机、直流电机、永磁电机或开关磁阻电机。具体而言,双离合器包括第一离合器2和第二离合器3,变速器包括第一变速单元和第二变速单元。第一离合器2位于驱动电机1与第一变速单元之间。第二离合器3位于驱动电机1与第二变速单元之间。第一变速单元具有第一传动比,第二变速单元具有第二传动比。第一传动比与第二传动比大小不等。在本实施例中,第一传动比大于第二传动比。
变速器包括用于与第一离合器2有效联接的第一输入轴、用于与第二离合器3有效联接的第二输入轴以及通过所述第一变速单元与所述第一输入轴动力联接并通过所述第二变速单元与所述第二输入轴动力联接的输出轴11。第一变速单元和第二变速单元均为齿轮传动单元。驱动电机1的动力通过第一变速单元或第二变速单元传递至输出轴11。其中,第二输入轴为空心轴,第一输入轴为布置在第二输入轴内的实心轴。本文中,称第一输入轴为实心轴并非意指其内部完全无任何空隙,该实心轴仅是相对于内部插有第一输入轴的空心轴-第二输入轴而言的术语。而且,在本实用新型的车辆驱动系统中,第一输入轴内部具有用于润滑油路的通孔。
变速器还包括中间轴。所述第一变速单元包括第一齿轮5、第三齿轮7、第四齿轮6以及第五齿轮8,所述第二变速单元包括第二齿轮4、第四齿轮6以及第五齿轮8。第一齿轮5设置在第一输入轴上,第二齿轮4设置在第二输入轴上,第三齿轮7和第四齿轮6设置在中间轴上,所述第五齿轮8设置在所述输出轴上。第三齿轮7与第一齿轮5啮合,第四齿轮6与第二齿轮4啮合,第五齿轮8与第四齿轮6啮合。
由上可知,该车辆驱动系统为由一个两挡变速器与一个轮边行星轮系组成。该行星轮系具有减速功能。且变速器与行星轮系之间由输出轴11相连。驱动电机1与双离合器的主动部分可以采用花键直接连接。其中,第一输入轴与第一齿轮5可以采用花键直接连接。第二输入轴与第二齿轮4可以采用花键直接连接。第四齿轮6与第三齿轮7固定连接在同一轴即中间轴上。第三齿轮7和第四齿轮6分别是一挡和二挡的传动齿轮。第一离合器2与第二离合器3采用湿式离合器同心布置。通过第一离合器2与第二离合器3的吸合与分离状态的切换实现挡位的切换。
下面介绍本实用新型的车辆驱动系统的工作原理。动力由驱动电机1直接输出至双离合器的第一离合器2和第二离合器3。当希望实现变速器的1挡时,第一离合器2吸合,同时第二离合器3分离,第一齿轮5带动与之啮合的第三齿轮7运转,再由第四齿轮6驱动第五齿轮8;当希望实现变速器2挡时,第一离合器2分离,同时第二离合器3吸合,第二齿轮4带动与之啮合的第四齿轮6运转,再由第四齿轮6驱动第五齿轮8。两挡变速器动力全部由第五齿轮8通过输出轴11传递至轮边行星轮系的太阳轮19,再输出至与车轮20连接的行星架17,从而给车辆提供驱动力。
在本实用新型的车辆驱动系统中,所述中间轴的中心线位于所述第一输入轴的中心线所在水平面和所述第二输入轴的中心线所在水平面的上方,且所述中间轴的中心线位于车轮中心线所在水平面的下方。而且,所述驱动电机整体布置在车轮中心线所在水平面的下方。另外,所述中间轴的中心线、所述第一输入轴的中心线以及所述输出轴11的中心线不在同一平面上。其原因是,低地板纯电动客车要求较小的离地间隙以降低客车内部地面高度,从而提高乘坐舒适性及加快上下客速度,需要驱动电机的输出轴中心线布置在车轮中心线的下方的偏心布置,以减小离地间隙。
此外,中间轴的中心线与第一输入轴的中心线在竖直方向上偏离布置。第一输入轴的中心线与输出轴11的中心线之间的距离即为驱动电机1与车轮之间偏置距离。由于第一输入轴与输出轴11上的齿轮无啮合关系,可通过角度旋转调整偏置距离,且调整空间较大,所以能够实现车辆驱动系统的紧凑布置。
另外,现有燃油汽车的双离合器变速器通常采用同步机构进行换挡。而且,在我国典型城市工况下,换挡非常频繁,导致离合器发热量大,常出现温度过高的故障,且挡位切换需配合使用拨叉,有换挡失败的风险。与之不同,在本实用新型的车辆驱动系统中,当需要换挡时,一个离合器吸合的同时另一个离合器分离,不存在两个离合器同时工作的工况,且仅有高、低速两个挡位,不会出现频繁换挡工况,故不存在因离合器产生温度过高的问题。使用双离合器吸合分离来切换挡位,无需换挡拨叉机构,系统可靠性提高。
在本实用新型的车辆驱动系统中,采用了一套双挡双离合器变速器。由于变速器的第一变速单元具有第一传动比,第二变速单元具有第二传动比,且第一传动比大于第二传动比,所以能够在采用第一传动比时获得较高的瞬时转矩,在采用第二传动比时获得较高的行驶速度,能够使驱动电机兼顾高速与低速两种工况,提高驱动电机的工作效率。另外,第一输入轴和输出轴偏离布置,第一输入轴、中间轴以及输出轴的空间布置可以非常紧凑,而且,驱动电机布置在输出轴中心线所在水平面的下方,因此能够实现低地板客车较小离地间隙和车辆驱动系统的紧凑布置。
本领域技术人员容易知道,以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围由权利要求书确定。

Claims (9)

1.车辆驱动系统,其特征在于,包括依次动力联接的驱动电机、双离合器以及变速器,所述驱动电机与所述变速器之间的动力传递由所述双离合器接合或切断,所述变速器的动力输出至车轮,
所述双离合器包括第一离合器和第二离合器,所述变速器包括第一变速单元和第二变速单元,所述驱动电机通过所述第一离合器与所述第一变速单元动力联接,所述驱动电机通过所述第二离合器与所述第二变速单元动力联接,
所述第一变速单元具有第一传动比,所述第二变速单元具有第二传动比,所述第一传动比大于所述第二传动比。
2.根据权利要求1所述的车辆驱动系统,其特征在于,所述变速器包括用于与所述第一离合器有效联接的第一输入轴、用于与所述第二离合器有效联接的第二输入轴、以及通过所述第一变速单元与所述第一输入轴动力联接并通过所述第二变速单元与所述第二输入轴动力联接的输出轴,
所述第一变速单元和所述第二变速单元均为齿轮传动单元。
3.根据权利要求2所述的车辆驱动系统,其特征在于,所述变速器还包括中间轴,所述第一变速单元包括第一齿轮、第三齿轮、第四齿轮以及第五齿轮,所述第二变速单元包括第二齿轮、第四齿轮以及第五齿轮,
所述第一齿轮设置在所述第一输入轴上,所述第二齿轮设置在所述第二输入轴上,所述第三齿轮和所述第四齿轮设置在所述中间轴上,所述第五齿轮设置在所述输出轴上,所述第三齿轮与所述第一齿轮啮合,所述第四齿轮与所述第二齿轮啮合,所述第五齿轮与所述第四齿轮啮合。
4.根据权利要求3所述的车辆驱动系统,其特征在于,所述变速器还包括行星轮系,所述行星轮系包括太阳轮、内齿圈、行星轮以及行星架,所述输出轴与所述太阳轮的中心动力联接,所述行星轮分别与所述太阳轮和所述内齿圈啮合,所述行星架输出动力至车轮。
5.根据权利要求4所述的车辆驱动系统,其特征在于,所述中间轴的中心线位于所述第一输入轴的中心线所在水平面和所述第二输入轴的中心线所在水平面的上方,且所述中间轴的中心线位于车轮中心线所在水平面的下方。
6.根据权利要求5所述的车辆驱动系统,其特征在于,所述驱动电机整体布置在车轮中心线所在水平面的下方。
7.根据权利要求6所述的车辆驱动系统,其特征在于,所述中间轴的中心线、所述第一输入轴的中心线以及所述输出轴的中心线不在同一平面上。
8.根据权利要求7所述的轮边驱动系统,其特征在于,所述双离合器为湿式双离合器。
9.根据权利要求8所述的车辆驱动系统,其特征在于,所述第二输入轴为空心轴,所述第一输入轴为布置在所述第二输入轴内的实心轴。
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