CN203859630U - 集成式纯电动车用两档电机变速器 - Google Patents

集成式纯电动车用两档电机变速器 Download PDF

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Abstract

集成式纯电动车用两档电机变速器，包括由定子、转子和电机外壳组成的电机，以及单排行星齿轮；定子固定在电机外壳内侧，转子内嵌入定子内，电机外壳的一端延伸、作为变速器外壳；转子的电机输出轴的伸出端作为变速器输入轴，行星齿轮的太阳轮通过花键与电机输出轴固连连接、且行星齿轮与行星架连接，行星架安装在变速器输出轴上；行星齿轮的齿圈通过一档制动器与变速器外壳固连；齿圈上开有齿圈轴向槽，齿圈通过齿圈轴向槽处设置的二档离合器与太阳轮连接；电机外壳上开有电机轴向槽，电机外壳通过电机轴向槽处设置的一档制动器与齿圈连接。本实用新型安装电机的定子、转子方便，且便于排查行星齿轮结构安全性；可使电机长时间工作在高效区。

Description

集成式纯电动车用两档电机变速器
技术领域
本实用新型属于电动车传动技术领域，具体涉及一种集成式纯电动车用两档电机变速器。
背景技术
驱动电机和变速器构成了纯电动汽车的动力总成机构，动力总成机构是电动汽车上的关键设备，目前，为了满足电机在车上的安装要求，大部分电机与变速器采用独立的两个零部件形式装配到车身上，这种安装方式是通过电机输出轴外花键与变速器输入轴内花键相配合而实现。这样不但会增大机械噪声、振动，电机前端盖和变速器壳体为独立结构，势必会影响整车空间的布置。
目前，市场上的纯电驱动系统变速部分多采用一个档位的减速器，这样会使得牵引电机既要在恒转矩区提供较高的瞬时转矩，又要在恒功率区提供较高的运行速度，使电机的工作效率降低，降低了车辆的续驶里程。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是，针对现有电动车存在的上述不足，提供了一种集成式纯电动车用两档电机变速器，提高电机工作效率，增加车辆续驶里程，减小动力总成的尺寸。
本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
集成式纯电动车用两档电机变速器，包括由定子、转子和电机外壳组成的电机，以及单排行星齿轮；所述定子固定在电机外壳内侧，转子内嵌入定子内，电机外壳的一端延伸、作为变速器外壳；转子的电机输出轴Ⅰ的伸出端作为变速器输入轴，行星齿轮的太阳轮通过花键与电机输出轴Ⅰ固连连接、且行星齿轮与行星架连接，行星架安装在变速器输出轴Ⅱ上；行星齿轮的齿圈通过一档制动器B1与变速器外壳固连；齿圈上开有齿圈轴向槽，齿圈通过齿圈轴向槽处设置的二档离合器C2与太阳轮连接；电机外壳上开有电机轴向槽，电机外壳通过电机轴向槽处设置的一档制动器B1与齿圈连接。
按上述方案，所述电机外壳与变速器外壳集成设计铸造、整体呈工字状，电机外壳内定子、转子的开口一端设置有电机端盖，变速器外壳的开口一端设置有变速器端盖。
按上述方案，所述一档制动器B1采用湿式制动器；所述二档离合器C2采用湿式离合器。
按上述方案，所述太阳轮靠近电机的一端一体加工有直齿，用于与二档离合器C2摩擦片的啮合。
该两档电机变速器以太阳轮为动力输入端、以行星架为动力输出端（电机的动力通过太阳轮输入、由行星架输出）。二档离合器C2通过齿圈轴向槽连接着太阳轮和齿圈，一档制动器B1通过电机轴向槽连接着齿圈和电机外壳，实现变速器的制动与离合。
与已有技术相比，本实用新型的优势体现在以下方面：
1、本实用新型采用两档变速，与目前电动车采用减速器相比，电机可以长时间工作在高效区，增加车辆的续驶里程；
2、将电机外壳与变速器外壳设计成一个整体，为两档自动变速器行星齿轮机构，省去了连接盘等装置，减少了动力总成的轴向尺寸，节省了成本；电机输出轴与变速器输入轴的共用，电机输出轴直接与行星齿轮的太阳轮通过花键联接，减少了机械连接与噪声；
3、该机构布置形式简单，结构紧凑，体积小，重量轻；铸造件式的结构设计使得安装电机的定子、转子方便，且便于排查行星齿轮结构安全可靠。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型行星齿轮的具体结构示意图；
图3为本实用新型电机变速器外壳及轴的机构；
图中，1-电机，2-二档离合器C2，3-一档制动器B1，4-齿圈，5-行星齿轮，6-行星架，7-太阳轮，8-电机外壳，9-电机端盖，10-变速器端盖，11-电机定子，12-电机转子；Ⅰ-电机输出轴，Ⅱ-变速器输出轴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
参照图1～图3所示，本实用新型所述的集成式纯电动车用两档电机变速器，包括由定子11、转子12和电机外壳8组成的电机1，以及单排行星齿轮5；所述定子11固定在电机外壳8内侧，转子12内嵌入定子11内，电机外壳8的一端延伸、作为变速器外壳（电机外壳8与变速器外壳集成铸造于一体）；转子12的电机输出轴Ⅰ的伸出端作为变速器输入轴，行星齿轮5的太阳轮7通过花键与电机输出轴Ⅰ（变速器输入轴）固连连接、且行星齿轮5与行星架6连接，行星架6安装在变速器输出轴Ⅱ上；行星齿轮5的齿圈4通过一档制动器B1与变速器外壳固连；齿圈4上开有齿圈轴向槽，齿圈4通过齿圈轴向槽处设置的二档离合器C2与太阳轮7连接（二档离合器C2可以使齿圈4与太阳轮7没有相对运动、实现固联，动力直接输出）；电机外壳8上开有电机轴向槽，电机外壳8通过电机轴向槽处设置的一档制动器B1与齿圈4连接。
所述电机外壳8与变速器外壳集成设计铸造、整体呈工字状，电机外壳8内定子11、转子12的开口一端设置有电机端盖9，变速器外壳的开口一端设置有变速器端盖10，铸造件式的结构设计使得安装电机1的定子11、转子12方便，且便于排查行星齿轮5结构是否安全可靠。
所述一档制动器B1采用湿式制动器，工作时可以实现齿圈4与变速器外壳固联与分离；所述二档离合器C2采用湿式离合器，工作时可以实现太阳轮7与齿圈4的固联与分离。
所述太阳轮7靠近电机的一端一体加工有直齿，用于与二档离合器C2摩擦片的啮合。
工作时，该两档电机变速器安装在电动车上，电机1的动力通过太阳轮7输入、由行星架6输出（太阳轮7为动力输入端、行星架6为动力输出端）。二档离合器C2通过齿圈轴向槽连接着太阳轮7和齿圈4，一档制动器B1通过电机轴向槽连接着齿圈4和电机外壳8，实现变速器的制动与离合。一档制动器B1的动力传递路线及二档离合器C2的离合器动作说明：
表1一档制动器B1、二档离合器C2工作表
其中，“+”表示结合，“-”表示分离。
1、空档——N档位
N档位时，一档制动器B1与二档离合器C2均不工作，此时太阳轮7随电机1转动，齿圈4可自由转动，行星架6无动力输出，电动车依靠惯性行驶或停止不前。
2、前进一档——D1档位（电机转子逆时针转动）
D1档位时，一档制动器B1结合，二档离合器C2分离。电机1经转子12带动电机输出轴Ⅰ亦即变速器输入轴逆时针转动，齿圈4由一档制动器B1与变速器外壳相对固定，行星齿轮5绕太阳轮7公转，同时绕自身的行星轴自转，带动行星架6以及与之相连的变速器输出轴Ⅱ逆时针转动。动力由电机转子12传递至太阳轮7，再传递给行星架6，最后由与行星架6连接的变速器输出轴Ⅱ输出动力。此档为中低速档，主要用于中低速行驶和爬坡等。
3、前进二档——D2档位（直接档，电机转子逆时针转动）
D2档位即直接档时，一档制动器B1分离，二档离合器C2结合。二档离合器C2结合，使得齿圈4与太阳轮7固连，没有相对转动，此时整个行星齿轮系为一整体，由电机输出轴Ⅰ直接带动旋转。动力由电机转子12传递至行星齿轮5，然后直接由变速器输出轴Ⅱ输出动力。此档为高速档，主要用于高速行驶。
4、倒档——R档位（电机反转——电机转子顺时针转动）
R档位时，一档制动器B1结合，二档离合器C2分离，动力传递路线与前进一档时相同，由于电机1反转，最后电动车车轮转动方向与前进档时相反，实现倒行。
以上所述的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等效变化，仍属本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.集成式纯电动车用两档电机变速器，其特征在于：包括由定子、转子和电机外壳组成的电机，以及单排行星齿轮；所述定子固定在电机外壳内侧，转子内嵌入定子内，电机外壳的一端延伸、作为变速器外壳；转子的电机输出轴Ⅰ的伸出端作为变速器输入轴，行星齿轮的太阳轮通过花键与电机输出轴Ⅰ固连连接、且行星齿轮与行星架连接，行星架安装在变速器输出轴Ⅱ上；行星齿轮的齿圈通过一档制动器B1与变速器外壳固连；齿圈上开有齿圈轴向槽，齿圈通过齿圈轴向槽处设置的二档离合器C2与太阳轮连接；电机外壳上开有电机轴向槽，电机外壳通过电机轴向槽处设置的一档制动器B1与齿圈连接。
2.根据权利要求1所述的集成式纯电动车用两档电机变速器，其特征在于：所述电机外壳与变速器外壳集成设计铸造、整体呈工字状，电机外壳内定子、转子的开口一端设置有电机端盖，变速器外壳的开口一端设置有变速器端盖。
3.根据权利要求1所述的集成式纯电动车用两档电机变速器，其特征在于：所述一档制动器B1采用湿式制动器；所述二档离合器C2采用湿式离合器。
4.根据权利要求1所述的集成式纯电动车用两档电机变速器，其特征在于：所述太阳轮靠近电机的一端一体加工有直齿，用于与二档离合器C2摩擦片的啮合。
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