CN205905748U - 接力式多电机多速比电动车自动变速装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种接力式多电机多速比电动车自动变速装置，属于电动车领域，所述差速器行星轴通过变速齿轮连接有电机，所述行星架壳体上设置有大齿轮，大齿轮与差速器之间设置有单向离合器，大齿轮通过另外的变速齿轮连接有不同电机，所述多个电机与连接的变速齿轮之间分别具有不同的转速比，多个电机上分别连接有电流检测装置，每个电机以及电流检测装置分别与控制器连接，该实用新型能够防止单个电机电动车因故障影响车辆行驶，降低电动车的耗电量，提高电动车驾驶的灵活性，简化电动车操作，延长电池的使用寿命。

Description

接力式多电机多速比电动车自动变速装置

技术领域

本实用新型涉及一种变速装置，特别涉及一种接力式多电机多速比电动车自动变速装置，属于电动车领域。

背景技术

目前的电动车大都是一个电机上连接减速机与差速器，然后从差速器输出到两个半轴，两个半轴上分别连接两个车轮在公路上行驶。这种结构的电动车驱动机构的驱动动力在一定程度上受到限制，无论是空载还是有荷载，其驱动电机使用一个电机，这种电动车如果使用一个大电机在空载时相当于大马拉小车，大电机的消耗电力要比小电机在空载时消耗的电力要大得多，作为使用蓄电池的电动车而言，电力的消耗，就等于缩短行车里程，在当今蓄电池一次充电容量还没有达到理想的行车里程的情况下，就有可能出现电动车电量的不足，停留在行车途中，需要等待其他车辆的拖行；相反，如果电机功率太小，就难以满足较大荷载的运输，特别是一些坡道或山村道路上，电动车驱动动力就显得无能为力，难以带动大负荷的荷载前行；还有，单个电机，一旦发生故障，只能停车维修，影响着车辆的行驶；另外，目前在相同功率的情况下，多个小电机的价格要低于相同功率大电机的价格，作为制造厂家而言，在相同功率的状况下，低成本制造高质量、多功能产品是追求的目标，如何能够根据车辆的行驶路况、车辆的车载负荷自动切换驱动动力，自动变换行驶速度，是目前电动车发展的一个方向。

发明内容

针对目前电动车市场单个电机驱动电动车行驶中，存在着电力消耗和电机功率之间难以协调的问题、电机功率与行车速度难以调节的问题，本实用新型提供一种接力式多电机多速比电动车自动变速装置，其目的是防止单个电机电动车因故障影响车辆行驶，降低电动车的耗电量，提高电动车驾驶的灵活性，延长电池的使用寿命，简化电动车操作。

本实用新型的技术方案是：接力式多电机多速比电动车自动变速装置，包括差速器、差速器的行星架壳体、差速器行星轴、与差速器行星轴连接的变速齿轮，所述差速器行星轴通过变速齿轮连接有电机，所述行星架壳体上通过单向离合器连接有大齿轮，大齿轮通过另外的变速齿轮连接有不同电机，所述多个电机与连接的变速齿轮之间分别具有不同的转速比，多个电机上分别连接有电流检测装置，每个电机以及电流检测装置分别与控制器连接。

进一步，行星架壳体上通过单向离合器连接有大齿轮为一个或多个；

进一步，所述差速器行星轴通过变速齿轮连接有一个或多个电机；

进一步，所述差速器行星轴通过一个或多个变速齿轮连接有一个或多个电机；

进一步，所述大齿轮通过一个或多个变速齿轮连接有一个或多个电机；

进一步，所述大齿轮的内、外周分别连接有一个或多个单向离合器和变速齿轮，变速齿轮上连接一个或多个电机。

本实用新型具有的积极效果是：通过在差速器行星轴上利用变速齿轮连接一个或多个电机，可根据不同电机输出不同的功率以及不同的转速；通过在行星架壳体上利用单向离合器连接的大齿轮，大齿轮通过另外的变速齿轮连接有不同电机，能够进一步丰富电动车的驱动功率和输出速度；通过各种方式设置多个电机，能够提高或降低电机的牵引力，能够通过差速器输出一个或多个电机动力的基础后，进一步通过单向离合器将大齿轮与行星架壳体连接，使大齿轮侧的变速齿轮输出一个或多个电机的动力，或停止差速器行星轴侧的一个或多个的电机，单靠大齿轮一侧变速齿轮一个或多个电机的输出动力，可灵活使用电动车的牵引力或改变行驶速度；通过使多个电机与变速齿轮之间分别具有不同的转速比，能够在控制器的控制下通过对电机电流的检测，自动配置适合于负载以及行驶速度的电机；通过在每个电机上连接电流检测装置，能够对驱动电机的电流进行检测，有利于控制器进行电机的分配；通过配置控制器，能够根据负载自动地对驱动电机进行分配，能够在不同状态下使用不同转速比驱动车辆，特别是在最小负载时，可利用与之相应的小功率电机进行巡航，可以减少大电机对电池的消耗，能够延长电池的使用寿命。利用这种变速装置，能够减少电机的故障率，即使某个电机发生故障，也不会影响车辆的行驶与驱动，在相同功率下，通过在电动车上配置多个电机，能够降低电动车的制造成本，提高车辆的灵活性，简化操作，提高电池的使用寿命。

附图说明

图1 本实用新型的基本配置。

图2 差速器行星轴侧通过一个变速齿轮上配置两个电机的结构示意图。

图3 大齿轮侧通过一个变速齿轮上配置两个电机的结构示意图。

图4大齿轮侧通过两个单向离合器配置一个电机的结构示意图。

图5 大齿轮侧通过两个单向离合器分别连接变速齿轮，其中一个变速器上配置两个电机的结构示意图。

图6 电机、电流检测仪和控制器之间的连接示意图。

标号说明：10-差速器行星轴、11-变速齿轮一、 12-变速齿轮二、13-大齿轮、14-电机一、15-电机二、16a-单向离合器一、16b-单向离合器二、17-行星架壳体、18-轴承、19-车轮、20-电机三、21-变速齿轮三、22-差速器行星轴侧变速齿轮组一、30-电机四、31-变速齿轮、32-大齿轮侧变速齿轮组一、40-电机五、41-变速齿轮五、50-电机六、51-变速齿轮六、52-大齿轮侧变速齿轮组二、61-电流监测装置一、62-电流监测装置二、63-电流监测装置三、64-电流监测装置四、65-电流监测装置五、66-电流监测装置六、71-多路继电器一、72-多路继电器二、80-控制器。

具体实施方式

以下结合附图就本技术方案的具体技术进行详细说明。在以下的说明中，由于涉及到多个电机与多个变速齿轮，因此，结合附图说明时，是在前面解释附图的基础上进行进一步说明的，因此，在阅读每个附图的详细说明时，需要结合前面的说明进行理解，另外，在说明书中，所述的变速齿轮，是指多个齿轮的啮合的一个整体，因此，在图中利用虚线方框将啮合部分圈起来利用代码表示。

本实用新型的技术方案是接力式多电机多速比电动车自动变速装置，包括与行星架连为一体的行星架壳体17、差速器行星轴10、与差速器行星轴10连接的变速齿轮、行星架壳体17上连接的大齿轮13，与变速齿轮连接的电机，所述差速器行星轴10通过变速齿轮连接有电机，所述行星架壳体17上通过单向离合器一16a或单向离合器二16b连接有大齿轮13，大齿轮13一侧的变速齿轮连接有电机，变速齿轮和电机有多个，电机与变速齿轮之间分别具有不同的转速比，每个变速齿轮的转速不同，大齿轮13上连接的变速齿轮的变速比大于差速器行星轴10上连接的变速齿轮的变速比，一个电机具有一个转速比，低速比电机设置在差速器行星轴一侧，高速比电机设置在大齿轮13侧，电机上连接有电流检测装置，电机以及电流检测装置与控制器80连接，所述两个半轴上分别设置有轴承18，半轴两端连接有车轮19，大齿轮13侧电机通过单向离合器驱动与行星架连为一体的行星架壳体17旋转。

图1 本实用新型的基本配置。图6 是电机、电流检测仪和控制器之间的连接示意图。在该变速装置中，差速器行星轴10通过变速齿轮一11连接有电机一14，大齿轮13内轴通过单向离合器与行星架壳体17连接，大齿轮13外周与变速器连接，大齿轮13侧的变速齿轮二12连接有电机二15，其中，变速齿轮一11和变速齿轮二12的变速比不同，变速齿轮二12的变速比大于变速齿轮一11的变速比。运行时，如果电动车为最小负荷，可以利用电机一14驱动电动车运转，如果是大负荷情况下，当电动车的负荷达到电机一14在控制器80中设定的上限，控制器80就会将电动车的驱动电机转换成电机二15或着是切换成电机一14和电机二15同时驱动电动车进行前进，电机一14上连接有电流检测装置一61，电机二15上连接有电流检测装置二62，控制器80需要根据电流检测装置一61和电流检测装置二62的检测结果，按照控制器80内的设定数值进行智能判断驱动电机的数目，其中，电机二15旋转时，大齿轮13通过单项离合器16a带动与与行星架连为一体的行星架壳体17旋转，连接时，通过电气切换元件的切换，连接到相应的电机，在本实施例中，电气切换元件使用了多路继电器一71和多路继电器二72，其中，多路继电器一71连接着差速器行星轴10一侧的电机一14；多路继电器二72连接至大齿轮13一侧的电机二15。

图2 是差速器行星轴侧通过在一个变速齿轮上配置两个电机的结构示意图。在上述图1的基础上，在差速器行星轴10输出轴齿轮上同时啮合有两个变速齿轮，即：除图1中原来的变速齿轮一11外，还啮合有变速齿轮三21，变速齿轮三21上连接电机三20，电机三20上还同时连接有电流检测装置二63，电流检测装置二63将检测的电流反馈给控制器80，控制器80中设置有每个电机的上下限电流，控制器80根据检测的运行电机电流结果，智能判断使用哪些电机或组合哪些电机驱动电动车，然后将判断的结果通过电气切换元件连接到差速器行星轴10一侧的电机上，具体而言，在本实施例中，在上述图1的基础上，差速器行星轴10一侧增加了电机三20，电机三20上连接有电流检测装置三63，电机三20与控制器80之间通过多路继电器一71连接，22是差速器行星轴侧变速齿轮组一，另外大齿轮13侧连接部件与图1中所示相同没有其他变化。

图3 是大齿轮侧通过一个变速齿轮上配置两个电机的结构示意图。所述大齿轮13上通过单向离合器16a和行星架壳体17连接，大齿轮13外周和和变速齿轮二12、变速齿轮四31连接，变速齿轮二12、变速齿轮四31分别连接有电机二15和电机四30，电机四30上连接有电流检测装置四64，电机二15以及电机四30与控制器80之间连接有多路继电器二72，控制器80通过多路继电器二72控制着电机二15与电机四30的接通与断开，具体情况需要根据驱动负荷大小或路况智能判断所连接的电机，可以是接通大齿轮13侧的一个或多个电机，也可以接通差速器行星轴10侧的一个或多个电机，或者是差速器行星轴10侧的一个或多个电机与大齿轮13侧的一个或多个电机，组合驱动电动车，但是，每个电机通过变速齿轮后输出功率与速度都不相同，32为大齿轮13侧变速齿轮组一。

图4上大齿轮侧通过两个单向离合器配置一个电机的结构示意图。在上述图1和图3是单个大齿轮13上连接一个或多个电机的例子，图4是在左右两个大齿轮13上分别设置单向离合器一16a和单向离合器二16b的一个电动车的例子，其实在左右两个大齿轮13上可分别设置一个或多个变速齿轮，每个变速齿轮上连接一个或多个电机。

在本实施例子中，是左右两侧大齿轮13的分别连接一个变速齿轮和电机的实施例。在本实施例中，除了图1中在右侧大齿轮13上间接连接有电机二15外，在左侧行星架壳体17上通过单向离合器二16b，又设置了左侧大齿轮13，左侧大齿轮13相继连接有变速齿轮五41和与之匹配的电机五40，电机五40与控制器80之间通过多路继电器二72连接，同样控制器80会根据电流检测装置五65检测的电流状况结合负荷与路况智能地控制包括电机五40在内的电机的开通与关闭，利用最合适的电机或电机组驱动电动车。

上述是大齿轮13侧通过两个单向离合器两个变速齿轮上配置一个电机的说明，也可以在大齿轮13侧通过多个单向离合器多个变速齿轮上配置多个电机。

图5是大齿轮侧通过两个单向离合器分别连接变速齿轮，其中一个变速器上配置两个电机的结构示意图。所述左右两个大齿轮13内轴通过单向离合器一16a以及单向离合器二16b分别与从行星架壳体17的左右侧连接，左右两个大齿轮13外周分别与各自的变速齿轮连接，每个变速齿轮连接一个电机，当然单向离合器一16a以及单向离合器二16b连接的每个变速齿轮上都可以连接多个电机，在此以大齿轮13侧一个变速齿轮上连接有两个电机为例进行说明。图5是在图4的基础上，在原来大齿轮13侧通过两个单向离合器分别配置一个变速齿轮的基础上，在左右一个变速齿轮上配置了各自的电机，图5是在图4的基础上，又增加了变速齿轮六51，52为大齿轮侧变速齿轮组二，变速齿轮六51连接有电机六50，电机六50上连接有电流检测装置六66，控制器80根据电机六50上的电流检测结果或其他电机的电流检测结果，结合负荷智能地判断接通哪个电机，与上述相同，电机六50是通过多路继电器二72与控制器80连接在一起的。

尽管上述是在两个大齿轮13上分别设置了一个单向离合器，但是，还可以在行星架壳体17上设置多个单向离合器，并通过每个单向离合器组合一个多个变速齿轮以及一个或多个电机，丰富电动车的转速配置。

接力式多电机多速比电动车自动变速方法，是利用上述自动变速装置实现的，所述电流检测装置自动检测电动车行驶中的电机电流，自动检测后定时向控制器80反馈电流数据，当电流达到控制器80中设置的该电机的设定上限电流值后，控制器80自动匹配与该电流值相应的电机，然后自动切换电机；当电流达到控制器80中设置的该电机的设定下限电流值后，控制器80自动匹配与该电流值相应的小功率电机，然后自动切换电机。

所述控制器80自动匹配与该电流值相应的电机时，匹配的与电流值相应的电机为一个或多个，控制器80通过电气切换元件进行电机切换。

当电流达到该电机的设定下限电流值后，如果下降到最小负荷时，电动车利用相应功率的电机驱动电动车前进。

本实用新型通过在差速器行星轴10利用变速齿轮连接有一个或多个电机，可根据不同电机输出不同的功率以及不同的转速；通过在行星架壳体17与大齿轮13之间利用单向离合器连接，再在大齿轮13外侧通过变速齿轮连接一个或多个电机，能够进一步丰富电动车的驱动功率和输出速度；通过各种方式设置多个电机，灵活使用电动车牵引力，能够在通过差速器行星轴10输出一个或多个电机动力的基础上，进一步通过单向离合器一16a或和单向离合器二16b使大齿轮13与变速齿轮连接，输出一个或多个电机的动力，或停止差速器行星轴10侧一个或多个差速器行星轴10侧的电机，单靠大齿轮13侧变速齿轮输出一个或多个电机的动力，提高电动车的牵引力和行驶速度的灵活性；通过使多个电机与变速齿轮之间分别具有不同的转速比，能够在控制器80的控制下通过对电流的检测，自动配置适合于负载以及行驶速度的转速比；通过利用电流检测装置对每个电机进行检测，能够对驱动电机的电流进行检测，有利于控制器80进行电机的分配；通过配置控制器80，能够根据负载自动地对驱动电机进行分配，能够在不同状态下使用不同转速比驱动车辆，特别是在空载时，可利用最低的功率进行巡航，可以减少大电机对电池的消耗，能够延长电池的使用寿命。利用这种变速装置，能够减少电机的故障率，即使某个电机发生故障，也不会影响车辆的行驶与驱动，在相同功率下，通过在电动车上配置多个电机，能够降低电动车的制造成本，提高车辆的灵活性，简化操作，提高电池的使用寿命。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.接力式多电机多速比电动车自动变速装置，包括差速器、差速器的行星架壳体、差速器行星轴、与差速器行星轴连接的变速齿轮，其特征在于：所述差速器行星轴通过变速齿轮连接有电机，所述行星架壳体上通过单向离合器连接有大齿轮，大齿轮通过另外的变速齿轮连接有不同电机，所述多个电机与连接的变速齿轮之间分别具有不同的转速比，多个电机上分别连接有电流检测装置，每个电机以及电流检测装置分别与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的接力式多电机多速比电动车自动变速装置，其特征在于：行星架壳体上通过单向离合器连接有大齿轮为一个或多个。

3.根据权利要求1所述的接力式多电机多速比电动车自动变速装置，其特征在于：所述差速器行星轴通过变速齿轮连接有一个或多个电机。

4.根据权利要求1所述的接力式多电机多速比电动车自动变速装置，其特征在于：所述差速器行星轴通过一个或多个变速齿轮连接有一个或多个电机。

5.根据权利要求1所述的接力式多电机多速比电动车自动变速装置，其特征在于：所述大齿轮通过一个或多个变速齿轮连接有一个或多个电机。

6.根据权利要求1所述的接力式多电机多速比电动车自动变速装置，其特征在于：所述大齿轮的内、外周分别连接有一个或多个单向离合器和变速齿轮，变速齿轮上连接一个或多个电机。