CN202753777U - 电动车用集成两档amt变速器的后桥总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电动车用集成两档AMT变速器的后桥总成，在一轴上固连有一档主动齿轮和二档主动齿轮，一轴在同步器置于低速档传递路线的右边时通过一档主动齿轮和一档被动齿轮的啮合与二轴动力相联，再通过二轴主动齿轮与大齿轮配对与差速器动力相联，差速器的两端分别与左桥和右桥动力相联。将驱动电机-变速器-主减速器进行整合，取消了离合器和传动轴，运用TCU一体化系统模块及控制方法，实现档位之间的自动变换，使电动车能在低速档爬坡，高速档加速，使电机的运转保持在高效区间工作，它的传递过程简单，能协调驱动电机的转速与变速器换挡机构的控制，减少换挡过程的冲击力和动力损失，提高同步器的使用寿命。

Description

电动车用集成两档AMT变速器的后桥总成

技术领域

本实用新型属于新能源汽车变速传动装置技术领域，尤其是使用电传动系统的纯电动汽车、串联式混合动力汽车以及可外接充电式混合动力汽车的换挡控制技术领域，具体涉及一种电动车用集成两档AMT变速器的后桥总成。

背景技术

在传统汽车上，为适应发动机的工作特性，满足汽车的使用要求，采用了多档变速箱。现有的传统多档变速器基本都是单中间轴或双中间轴结构，从一轴输入，通过中间轴传动到输出轴。

电动汽车是新型、节能、环保、清洁汽车，具有巨大的发展潜力和广阔的应用前景。电动汽车使用电动机取代了传统汽车的发动机。电动机可带载启动，并且通过合理的配置满足汽车使用要求，与发动机有了很大区别。显然在电动车上仍然使用多档变速器已不合适，但若取消变速传动装置，则难于兼顾汽车爬坡和高速行驶等要求，特别是中小型汽车，比如轿车、旅游观光巴士等，有必要针对电动机的工作特性重新设计电动汽车变速传动装置。当这种驱动形式实现自动换挡时，取消离合器可以降低离合器控制的设计、制造以及使用成本，因而系统的总成本也进一步降低。

目前电动车基本采用无档位的减速器装置，变速的工作交给了电机。根据对电机的特性曲线分析，这种结构很难使电机工作在高效区间，导致最大缺点是爬坡无力，启动电流大，低速电流大，高速加不上，耗电量过大，甚至会损坏电瓶、电机、控制器等。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺点，本实用新型提供一种传递过程简单、能协调驱动电机的转速与变速器换挡机构的控制，减少换挡过程的冲击力和动力损失，提高同步器使用寿命的电动车用集成两档AMT变速器的后桥总成。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电动车用集成两档AMT变速器的后桥总成，包括一轴，在一轴上固连有一档主动齿轮和二档主动齿轮，一轴在同步器置于低速档传递路线的右边时通过一档主动齿轮和一档被动齿轮的啮合与二轴动力相联，再通过二轴主动齿轮与大齿轮配对与差速器动力相联，差速器的两端分别与左桥和右桥动力相联。

所述电动车用两档AMT变速器还设有运用TCU一体化系统模块及控制方法的换挡部分，换挡部分包括同步器、感应式档位指示、换挡驱动电机以及整个换挡控制电路系统。

所述换挡部分的换挡驱动电机的输出轴经过两级具有减速增扭的齿轮后与换挡拨杆相联，摆动的换挡拨杆与能左右滑动的拨叉相联。

换挡驱动电机通过换挡控制电路系统与同步器信号相联。

在齿轮的左端装有角度传感器。

本实用新型的有益效果是：通过将驱动电机-变速器-主减速器进行整合，取消了离合器和传动轴，在空间本来就不宽裕的小型车底盘，离合器的取消为底盘节约了宝贵的空间；此外，运用TCU一体化系统模块及控制方法，实现档位之间的自动变换，使电动车能在低速档爬坡，高速档加速，使电机的运转保持在高效区间工作。

具体分述如下：

第一，传动系统高度集成。集成了差速器、后桥总成，省略了传动轴、主减速器，输出直接与车轮相联。传统发动机一般匹配的是多档变速器，且要与离合器装置配合进行换挡；如果在电动汽车上仍然采用此方案是不合适的，因为驱动电机易于控制的特点可以减少变速器的档位，一般两档或三档已经足够，而且可以做到控制转速差以达到精确换档，取消离合器控制系统，使变速器结构更紧凑。

第二，整车配置在动力性、经济性方面优化。目前电动车基本采用无档位的减速器装置，变速的任务交给了电机，导致整车爬坡无力，启动电流大，低速电流大，高速加不上，耗电量过大，甚至会损坏电瓶、电机、控制器等，但采用两档变速器能低速档爬坡，高速档加速，扩大电机的高效区间，减少电能损耗。

第三，采用自动换挡的TCU模块控制系统。目前电动车基本采用无档位的直驱式减速器装置，变速的任务交给了电机，电机运动功效不在最佳区间内运行，导致整车爬坡无力，启动电流大，低速电流大，高速加不上，耗电量过大，甚至会损坏电瓶、电机、控制器等。但采用两档行星减速装置能低速档爬坡，高速档加速，能使电机的运转保持在高效区间工作，减少电能损耗，从而节能作用明显，安全性能好。自动变速箱省去了驾驶员频繁换档操作，使驾驶员更加集中精力安全驾驶，体现了以人为本的设计理念。

第四，节能减排，适应性强。电机、变速器噪声小，零排放，环保节能，非常适用人口居住密集的城市区用车（公交车，公安车，救护车，校车，观光车，清洁用车，会议用车，商务用车）。电机可采用太阳能、风能、生物能等多种燃料，应用前景广阔。

附图说明

图1为本实用新型传递系统图。

图2为本实用新型的换挡控制系统。                  

图3为本实用新型控制系统结构框图。

在图1中：1为一档主动齿轮，2为一档被动齿轮，3为同步器，4为二档主动齿轮，5为二档被动齿轮，6为二轴主动齿轮，7为差速器大齿轮，8为差速器，9为左桥，10为右桥。

在图2中：21为换挡驱动电机，22、23、24、25为减速齿轮，26为角度传感器，27为换挡拨杆。

在图3中：31为换挡电机，32为电机控制器，33为变速器，34为换挡机构，35为换挡控制器，36为系统协调控制器，37为车辆控制器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

一种电动车用集成两档AMT变速器的后桥总成，扭矩直接从一轴输入，通过一轴与二轴的不同齿轮配对来完成变速，然后再由二轴上的齿轮与差速器大齿轮配对，最终将动力传递到左右半轴，最后一级传动相当于汽车后桥的主减速器，通过此变速器可以直接将动力输入到汽车的驱动轮，尽管变速原理是采用两级圆柱齿轮传动，但减速比仍然可以达到18以上。 

换挡部分是自动控制的电动换挡，结构上采用同步器、感应式档位指示，换挡电机，以及整个换挡控制电路系统，充分利用了电机较发动机易于控制的特点，实现了将驱动电机——变速器整合的一体化系统及控制方法。取消了主离合器，实现了动力无间断换挡，简化了变速器的换挡操作。通过合理的协调控制策略，不仅能获得良好换挡舒适性，而且还进一步减少动力损失，提高了系统效率。

如图1是本实用新型的动力传动路线图，整车驱动电动机的动力由一轴输入，一档主动齿轮1和二档主动齿轮4固连在一轴上，当同步器3滑向右边时，动力经过一档主动齿轮1和一档被动齿轮2的啮合传递到二轴上，再由二轴主动齿轮6与大齿轮7配对传到差速器8，最终由左桥9和右桥10输出，此为低速档传递路线；相同的传递方式，当同步器3滑向左边时，由二档主动齿轮4与二档被动齿轮5配合，减小了总减速比，即为高速档传递路线。

如图2是本实用新型的AMT自动换挡原理图：换挡驱动电机21的转动经过两级减速齿轮22、23、24、25的减速增扭后，传到换挡拨杆27，换挡拨杆27的摆动推动拨叉左右滑动实现换挡。在不同的路况与车速要求下，对控制系统的信号输入，控制换挡驱动电机21顺时针或逆时针转动，最终带动同步器左右滑动。在这个控制过程中，高低档的转换是否到位，是由角度传感器26来监视的。

如图3是本实用新型的电机和变速器一体化系统图，由于缺少了离合装置，对换挡系统提出了更高的要求。换挡控制系统除了要控制换挡电机31，还要对驱动电机的转速采集和控制。当要进行换挡时，协调驱动电机的转速与变速器换挡机构34的控制，减少换挡过程的冲击力和动力损失，提高同步器寿命。

本实用新型所采用的技术方案与传统多档变速器原理不同，集成了差速器总成，省略了传动轴、主减速器，输出直接与后桥相联，驱动车轮。

本实用新型的动力传递扭矩直接从一轴输入，通过一轴与二轴的不同齿轮配对来完成变速，然后再由二轴上的齿轮与差速器大齿轮配对，最终将动力传递到左桥9和右桥10。最后一级传动相当于汽车后桥的主减速器，通过此变速器可以直接将动力输入到汽车的驱动轮，尽管变速原理是采用两级圆柱齿轮传动，但减速比仍然可以达到18以上。 

本实用新型的换挡部分不是传统手动换挡，而是运用TCU一体化系统模块及控制方法，结构上采用同步器、感应式档位指示、换挡电机以及整个换挡控制电路系统，充分利用了电机较发动机易于控制的特点，实现了将驱动电机-变速器-差速器总成-后桥总成整合的一体化系统及控制方法，取消了离合器，实现了动力无间断换挡，简化了变速器的换挡操作，通过合理的协调控制策略，不仅能获得良好换挡舒适性，而且还进一步减少动力损失，提高了系统效率。

Claims (5)

1.一种电动车用集成两档AMT变速器的后桥总成，包括一轴，其特征是：在一轴上固连有一档主动齿轮和二档主动齿轮，一轴在同步器置于低速档传递路线的右边时通过一档主动齿轮和一档被动齿轮的啮合与二轴动力相联，再通过二轴主动齿轮与大齿轮配对与差速器动力相联，差速器的两端分别与左桥和右桥动力相联。

2.如权利要求1所述电动车用集成两档AMT变速器的后桥总成，其特征是：所述电动车用两档AMT变速器还设有运用TCU一体化系统模块及控制方法的换挡部分，换挡部分包括同步器、感应式档位指示、换挡驱动电机以及整个换挡控制电路系统。

3.如权利要求2所述电动车用集成两档AMT变速器的后桥总成，其特征是：所述换挡部分的换挡驱动电机的输出轴经过两级具有减速增扭的齿轮后与换挡拨杆相联，摆动的换挡拨杆与能左右滑动的拨叉相联。

4.如权利要求2或3所述电动车用集成两档AMT变速器的后桥总成，其特征是：换挡驱动电机通过换挡控制电路系统与同步器信号相联。

5.如权利要求3所述电动车用集成两档AMT变速器的后桥总成，其特征是：在齿轮的左端装有角度传感器。

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