CN210363692U - 电动汽车减速器监测装置及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车减速器监测装置及电动汽车，监测装置包括：温度传感器，设置于减速器壳体底部并与减速器壳体内部的润滑油接触；振动传感器，设置于减速器壳体外部，且与减速器的轴承相对；数据采集与处理单元，温度传感器和振动传感器分别与数据采集与处理单元连接；数据采集与处理单元通过整车控制器与整车显示屏连接。本实用新型通过在减速器设置温度传感器和振动传感器采集减速器内部实时温度数据和振动数据，数据采集与处理单元对所述温度数据和振动数据计算处理后通过整车控制器发送至整车显示器进行温度和振动数据的实时显示，实现了对减速器状态的实时监控。

Description

电动汽车减速器监测装置及电动汽车

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车技术领域，更具体地，涉及一种电动汽车减速器检测装置及电动汽车。

背景技术

减速器是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩，电动汽车的减速器一般和差速器总成在一起，因为通过减速器控制电机的输出转矩曲线非常符合汽车理想的行驶动力要求，即低速大转矩，高速小转矩的要求。

如图1所示，为一款现有的典型纯电动汽车减速器，只有一个减速比，输入轴101与驱动电机相连输入动力，输出轴102与半轴相连输出动力，内部采用两级圆柱齿轮传动，集成了差速器。随着纯电动汽车的动力性能逐渐提升，减速器的最高输入转速和最大输入扭矩逐渐提升，这对减速器的可靠性带来非常大的挑战，可能出现的故障包括轴承烧蚀、齿轮断齿、壳体破裂等。

现有的纯电动汽车没有设置关于减速器的监测机制，因此减速器与整车无数据传输，车辆无法获取减速器的工作状态，当减速器出现上述故障时无法及时发出报警，存在安全隐患。

因此需要提出一种能够实时监测减速器工作状态，并能够及时发出警报的减速器监测装置及电动汽车。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种电动汽车减速器监测装置，实现监测减速器工作状态，提高车辆驾驶的安全性。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种电动汽车减速器监测装置，所述电动汽车减速器包括减速器壳体、设于所述减速器壳体内的减速器齿轮、用于支撑所述减速器齿轮的齿轮轴及轴承，所述监测装置包括：

温度传感器，设置于减速器壳体底部并与减速器壳体内部的润滑油接触；

振动传感器，设置于所述减速器壳体外部，且位于与所述齿轮轴相对应的轴承盖处；

数据采集与处理单元，所述温度传感器和所述振动传感器分别与所述数据采集与处理单元连接；

所述数据采集与处理单元通过整车控制器与整车显示屏连接。

可选地，所述整车显示屏设有报警信号灯和控制按钮，所述控制按钮用于设置所述温度报警阈值和所述振动报警阈值。

可选地，所述温度报警阈值和所述振动报警阈值存储于所述数据采集与处理单元，当所述温度传感器的检测值高于所述温度报警阈值和/或所述振动传感器的检测值高于所述振动报警阈值时，所述报警信号灯启动以进行报警。

可选地，所述温度传感器为接触式温度传感器，所述温度传感器设置于所述减速器壳体底部的放油口处，所述温度传感器集成有与所述放油口配合的放油螺塞。

可选地，所述放油螺塞装配于所述放油口处时，所述温度传感器的探头至少部分位于所述减速器壳体内部并与壳体内部的润滑油接触。

可选地，所述探头位于所述减速器壳体内部的部分位于减速器齿轮与减速器壳体之间的间隙处。

可选地，所述探头位于所述减速器壳体内部的部分设有磁铁。

可选地，所述振动传感器为振动加速度传感器，所述振动加速度传感器通过磁力安装座或胶黏剂与所述减速器壳体的底部连接。

可选地，所述数据采集与处理单元通过CAN总线与所述整车控制器连接。

可选地，还包括整车低压电源，所述温度传感器、所述振动传感器、所述数据采集与处理单元分别与所述整车低压电源连接。

本实用新型还提供一种电动汽车，包括以上所述的电动汽车减速器监测装置。

本实用新型的有益效果在于：

(1)通过在减速器设置温度传感器和振动传感器采集减速器内部实时温度数据和振动数据，数据采集与处理单元对所述温度数据和振动数据计算处理后通过整车控制器发送至整车显示器进行温度和振动数据的实时显示，实现了对减速器状态的实时监控；温度传感器与减速器内的润滑油接触使得检测的温度更为准确；振动传感器在减速器壳体上的轴承位置处，能够更加精确的检测减速器/轴承的振动。

(2)通过在数据采集与处理单元设置温度报警阈值和振动报警阈值，判断减速器温度和振动是否异常，当减速器状态异常时能够发出报警信息，通过报警信号灯进行警示，实现了对减速器的实时报警机制。

(3)通过将温度传感器和放油螺塞集成在一起能够利用原放油螺塞位置，无需改变减速器结构，减少实施成本。

(4)在传感器探头位于减速器壳体内部部分设置磁铁，能够吸附减速器内的铁屑，避免铁屑破坏减速器内部部件。

(5)使用上述减速器监测装置的电动汽车能够实现实时在线对减速器温度和振动状态的监控，有效提高了驾驶的安全性。

本实用新型的装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本实用新型的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本实用新型示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了现有减速器的结构示意图。

图2示出了根据本实用新型的一个实施例的一种电动汽车减速器监测装置的结构示意图。

图3示出了根据本实用新型的一个实施例的温度传感器安装示意图。

图4示出了根据本实用新型的一个实施例的温度传感器探头集成放油螺塞和磁铁示意图。

图5示出了根据本实用新型的一个实施例的振动传感器安装示意图。

附图标记说明：

图1中：

101、输入轴；102、输出轴；

图2至图4中：

1、温度传感器；2、振动加速度传感器；3、数据采集与处理单元；4、整车控制器；5、整车显示屏；6、整车低压电源；7、轴承盖；8、探头；9、放油螺塞；10、磁铁。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

纯电动汽车减速器一般包括减速器壳体、设于所述减速器壳体内的输入轴、输出轴(二级减速的还有中间轴齿)以及分别设置在输入轴和输出轴上的具有固定传动减速比的大小齿轮。输入轴的两端分别套于两个轴承的内圈，两个轴承的外圈固定在减速器壳体相对的两侧，输入轴与电机轴连接的一端在减速器壳体上设有连接轴孔，与输入轴另一端连接的轴承的外圈固定在壳体的轴承槽内，轴承槽外部的壳体位置对应设有加固、保护轴承的轴承盖(轴承盖可与减速器壳体一体或分离)；输出轴与壳体的连接方式与输入轴相似，区别在于输出轴的一端与差速器连接。在二级减速的减速器中设有中间轴，中间轴的两端均封闭与壳体内，且两端均设有轴承盖。

图2示出了根据本实用新型的一个实施例的一种电动汽车减速器监测装置的结构示意图，该装置包括：温度传感器1，设置于减速器壳体底部并与减速器壳体内部的润滑油接触；振动传感器，设置于所述减速器壳体外部，且位于与所述齿轮轴相对应的轴承盖处；数据采集与处理单元3，所述温度传感器1和所述振动传感器分别与所述数据采集与处理单元3连接；所述数据采集与处理单元3通过整车控制器4与整车显示屏5连接。

具体地，通过温度传感器1检测减速器内部润滑油的温度并通过振动传感器检测减速器轴承位置的振动，实现对减速器温度和振动两个关键性能指标的实时监测，通过数据采集与处理单元3对采集的温度数据和振动数据进行处理并将温度信息和振动信息通过整车控制器4发送至整车显示器进行显示，实现对减速器状态的实时监控。

进一步地，为了能够测得减速器内部精确的温度值，本实用新型中的温度传感器1应优选接触式传感器，并将温度传感器1设置于减速器壳体的底部，由于减速器壳体内部正常情况是底部充满了润滑油的(一般润滑油的高度不超过大齿轮半径的三分之一，或至少高于大齿轮的底部轮齿)，但随着减速器的日常工作消耗，润滑油会逐渐减少，但减速器壳体底部是始终沉积有润滑油的，同时温度传感器1是无法直接测得减速器内部齿轮、传动轴、轴承等工件的，但润滑油的温度与传动工件的温度基本一致，因此可以通过温度传感器1设置在减速器壳体的底部并与润滑油接触从而测得较为精确的减速器温度值。振动传感器设置在减速器壳体外部的轴承盖位置，能够更加精确的检测减速器/轴承的振动，减速器一般包括输入轴轴承、输出轴轴承，本实施例中的振动传感器设置在与输出轴相对的轴承盖7 外部。在本实用新型的其他实施例中振动传感器还可以设置在输入轴的轴承处，还可以在输入轴承、输出轴承对应位置均设置一个振动传感器，对于二级减速器还可以设置在中间轴的轴承盖处。

本实施例中，所述整车显示屏5设有报警信号灯(未示出)和控制按钮(未示出)，所述控制按钮用于设置温度报警阈值和振动报警阈值。具体地，通过整车显示屏5显示对减速器监测的实时温度值和实时振动值，通过报警灯显示异常报警警示信号，通过控制按钮输入温度报警阈值和振动报警阈值，本实施例中的整车显示屏5为触控屏，报警信号灯和控制按钮均为集成于整车显示屏5系统内的功能模块，通过整车显示屏5的控制按钮根据减速器的型号及参数标准设置相关的振动测量参数的振动报警阈值和温度报警阈值。在本实用新型的其他实施例中，整车显示屏5也可以是不带触控功能的显示屏，报警信号灯和控制按钮也可以为实体LED指示灯和实体按钮，但需要将实体的报警信号灯和控制按钮分别与整车控制器4 连接，报警方式还可以通过声音报警的方式，如播放警示音或警示语音等。上述方案本领域人员容易实施，此处不再赘述。

本实施例中，所述温度报警阈值和所述振动报警阈值存储于所述数据采集与处理单元，当所述温度传感器的检测值高于所述温度报警阈值和/或所述振动传感器的检测值高于所述振动报警阈值时，所述报警信号灯启动以进行报警。具体地，数据采集与处理单元3能够实时存储温度传感器1 和振动传感器采集的数据并对数据进行实时计算和处理；数据采集与处理单元3将温度传感器1、振动传感器上传的温度值和振动值分别与预先设置的温度报警阈值和振动报警阈值进行对比，判断减速器的工作状态是否正常，若采集的实时温度超过温度报警阈值则进行温度报警提示，若振动值超过振动报警阈值则进行振动报警提示。本实施例中的数据采集与处理单元3为带有存储模块的CPU。在本方案的其它实施例中，数据采集与处理单元3也可以为PLC或GPU等微处理单元(可以设置相应的存储模块)。

参考图3和图4，本实施例中，所述温度传感器1为接触式温度传感器，所述温度传感器1设置于所述减速器壳体底部的放油口处，所述温度传感器1集成有与所述放油口配合的放油螺塞9。所述放油螺塞9与所述放油口装配后，所述温度传感器1的探头8至少部分位于至所述减速器壳体内部并与壳体内部的润滑油接触。所述探头8设于所述减速器壳体内的部分位于多个减速器齿轮与减速器壳体之间的间隙处。具体地，为了精确测得减速器壳体内部的温度，传感器应采用接触式传感器，本实施例中的传感器为PT100温度传感器1，PT100温度传感器1带有杆状探头8，杆状探头8 集成放油螺塞9，安装在减速器壳体下部放油口，杆状探头8伸入到润滑油中，将温度变量转换为可传送的标准化输出信号，用于减速器润滑油温度的测量。具体实施时，可以先在减速器配套的放油螺塞9(一般为软钢或碳素钢材质)的塞帽处转孔并将杆状探头8贯穿放油螺塞9的塞帽(温度传感器1的信号转换器、连接线等置于外部)，使放油螺塞9套接在杆状探头 8杆壁的底部，并在杆状探头8和放油螺塞9之间做密封处理，如使用密封套、密封胶或焊死，避免润滑油泄漏，该方案可以利用原放油螺塞9位置安装温度传感器1的探头8，实施简易且成本低。同时需要注意的是，在实时过程中应控制探头8延伸入减速器壳体中的长度，在能够接触足够的润滑油的同时应使探头8位于壳体内壁、齿轮之间的空隙处且与内部齿轮等部件保留足够的空间，避免由于振动导致探头8与齿轮等传动部件接触，从而破坏减速器内部齿轮以及避免齿轮等部件旋转打坏传感器探头8。在本实用新型的其它实施例中，温度传感器1还可以使用PT1000、线型热电偶等温度传感器1，也可以在减速器外壳的其他合适位置进行打孔，然后安装温度传感器1的探头8，本领域人员可根据实际需求自行选择温度传感器1 的类型和实时方式，此处不再赘述。

本实施例中，所述探头8位于所述减速器壳体内部的部分设有磁铁10。具体地，在温度传感器1探头8位于减速器壳体内部的部分设置磁铁10能够吸附收集减速器内部齿轮、轴承、传动轴等运行过程中产生的铁屑，避免了铁屑影响传动部件的润坏造成的磨损，提高减速器的性能和使用寿命。在本实用新型的其他实施例中，也选择或设计磁性材料的温度传感器1探头8，也能达到相同的技术效果。

参考图5，本实施例中，所述振动传感器为振动加速度传感器2，所述振动加速度传感器2通过磁力安装座或胶黏剂与所述减速器壳体连接。具体地，振动加速度传感器2主要用于测量轴承的振动位移，歪度，峭度和波峰因子等相关参数，如当减速器外壳发生破裂的时候，实施监测轴承振动时安装在旋转机械装置的轴承盖7上。振动加速度传感器2将传统的压电加速度传感器与电荷放大器集于一体，能够直接与记录显示和采集仪器连接，简化了测试系统提高了测试的精度和可靠性。振动加速度传感器2 为现有技术，其技术原理此处不再赘述。本实用新型的其他实施例中也可以选择其他类型的振动传感器。具体实施过程中，将振动加速度传感器2 安装在减速器壳体上的一个轴承位置处(如输出轴的轴承盖7处)，可采用磁力安装座安装或胶粘剂安装。当采用磁力安装座安装时，由于减速器壳体通常为铝制，需在被测表面粘接一钢垫，用来吸住磁座；当采用胶粘剂安装时，胶接面要平整光洁，并需按胶接工艺清洗胶接面，安装快捷方便，且不破坏减速器壳体表面。本领域人员可根据实际情况选择具体的安装方式。

本实施例中，所述数据采集与处理单元3通过CAN总线与所述整车控制器4连接。具体地，纯电动汽车一般均采用CAN总线进行数据传输，本实施例中将数据采集处理单元接入汽车自带的CAN总线即可实现与整车原有的整车控制器4进行数据传输，具体接入方式本领域人员容易实现，此处不再赘述。在本实用新型的其他实施例中，也可以采用额外的外接传输线、传输接口等方式实现数据采集与处理单元3、整车控制器4之间的数据传输，本领域人员可根据实际需求自行设计或选择。

本实施例中，还包括整车低压电源6，所述温度传感器1、所述振动传感器、所述数据采集与处理单元3分别与所述整车低压电源6连接。

本实用新型还提出了一种电动汽车，该电动汽车应用上述实施例的电动汽车减速器监测装置，能够实现对减速器温度和振动状态的实时在线监控，避免减速器发生故障发生安全事故，能够有效提高驾驶的安全性。

上述实施例实现了对减速器运行状态主要的温度指标、振动指标的实时监控；温度传感器1与减速器内的润滑油接触使得检测的温度更为准确；振动传感器在减速器壳体上的轴承位置处，能够更加精确的检测减速器/轴承的振动，通过报警信号灯进行警示，实现了对减速器的实时报警机制；通过将温度传感器1和放油螺塞9集成在一起能够利用原放油螺塞9位置，无需改变减速器结构，减少实施成本；在传感器探头8位于减速器壳体内部部分设置磁铁10，能够吸附减速器内的铁屑，避免铁屑破坏减速器内部部件。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (11)

1.一种电动汽车减速器监测装置，所述电动汽车减速器包括减速器壳体、设于所述减速器壳体内的减速器齿轮、用于支撑所述减速器齿轮的齿轮轴及轴承，其特征在于，所述监测装置包括：

温度传感器，设置于减速器壳体底部并与减速器壳体内部的润滑油接触；

振动传感器，设置于所述减速器壳体外部，且位于与所述齿轮轴相对应的轴承盖处；

数据采集与处理单元，所述温度传感器和所述振动传感器分别与所述数据采集与处理单元连接；

所述数据采集与处理单元通过整车控制器与整车显示屏连接。

2.根据权利要求1所述的电动汽车减速器监测装置，其特征在于，所述整车显示屏设有报警信号灯和控制按钮，所述控制按钮用于设置温度报警阈值和振动报警阈值。

3.根据权利要求2所述的电动汽车减速器监测装置，其特征在于，所述温度报警阈值和所述振动报警阈值存储于所述数据采集与处理单元，当所述温度传感器的检测值高于所述温度报警阈值和/或所述振动传感器的检测值高于所述振动报警阈值时，所述报警信号灯启动以进行报警。

4.根据权利要求1所述的电动汽车减速器监测装置，其特征在于，所述温度传感器为接触式温度传感器，设置于所述减速器壳体底部的放油口处，所述温度传感器集成有与所述放油口配合的放油螺塞。

5.根据权利要求4所述的电动汽车减速器监测装置，其特征在于，所述放油螺塞装配于所述放油口处时，所述温度传感器的探头至少部分位于所述减速器壳体内部并与壳体内部的润滑油接触。

6.根据权利要求5所述的电动汽车减速器监测装置，其特征在于，所述探头位于所述减速器壳体内部的部分位于减速器齿轮与减速器壳体之间的间隙处。

7.根据权利要求5所述的电动汽车减速器监测装置，其特征在于，所述探头位于所述减速器壳体内部的部分设有磁铁。

8.根据权利要求1所述的电动汽车减速器监测装置，其特征在于，所述振动传感器为振动加速度传感器，所述振动加速度传感器通过磁力安装座或胶黏剂与所述减速器壳体的底部连接。

9.根据权利要求1所述的电动汽车减速器监测装置，其特征在于，所述数据采集与处理单元通过CAN总线与所述整车控制器连接。

10.根据权利要求1所述的电动汽车减速器监测装置，其特征在于，还包括整车低压电源，所述温度传感器、所述振动传感器、所述数据采集与处理单元分别与所述整车低压电源连接。

11.一种电动汽车，其特征在于，包括权利要求1至10中任意一项所述的电动汽车减速器监测装置。

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