CN210739272U - 电动驱动系统的变速器、电动驱动系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电动驱动系统的变速器、电动驱动系统和车辆，所述变速器包括：输入轴，所述输入轴设有用于与电机动力耦合连接的输入接口，所述输入轴空套设有一挡主动齿轮和二挡主动齿轮；一挡离合器和二挡离合器，所述一挡离合器的主动部分与所述二挡离合器的主动部分相互固定连接且均与所述输入轴固定，所述一挡离合器的从动部分与所述一挡主动齿轮固定连接，所述二挡离合器的从动部分与所述二挡主动齿轮固定连接；副轴，所述副轴设置有一挡从动齿轮和二挡从动齿轮，所述一挡从动齿轮与所述一挡主动齿轮啮合，所述二挡从动齿轮与所述二挡主动齿轮啮合。本申请的变速器，可以保证换挡无动力中断，实现平稳快速换挡，换挡效率高，系统损耗小。

Description

电动驱动系统的变速器、电动驱动系统和车辆

技术领域

本申请属于车辆制造技术领域，具体而言，涉及一种电动驱动系统的变速器、具有该变速器的电动驱动系统和具有该电动驱动系统的车辆。

背景技术

电动汽车的动力驱动系统通常为电机+减速器的结构形式，这样可以利用电机的低速大扭矩特性，增强电机在低速区间突出的加速性及爬坡性能，比较适用于城市工作环境，但是在高速工况下，固定速比的减速器使得电机转速较高，电机运行在低效率区间，这样动力驱动系统在高速工况下动力性不足，影响驾驶性及续航里程。

相关技术中，为了提高动力驱动系统在高速工况下的性能，开发出了用于电动汽车的DCT(双离合变速器)和AMT(自动变速器)两种结构。其中，DCT结构由于需要采用双离合结构，控制难度及成本是目前固定速比减速器的几倍，性价比较低；AMT结构两挡变速器相对于DCT结构，其结构、重量、成本、控制难度等方面都有不可比拟的优势；但由于AMT结构需要使用同步器才能换挡，同步器无法满足大速差换挡、大扭矩差换挡、精准的控制精度、精确换挡等要求，故AMT结构存在动力中断、换挡冲击、可靠性低等缺点。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

本申请的一个目的在于提出一种电动驱动系统的变速器，包括：输入轴，所述输入轴设有用于与电机动力耦合连接的输入接口，所述输入轴空套设有一挡主动齿轮和二挡主动齿轮；一挡离合器和二挡离合器，所述一挡离合器的主动部分与所述二挡离合器的主动部分相互固定连接且均与所述输入轴固定，所述一挡离合器的从动部分与所述一挡主动齿轮固定连接，所述二挡离合器的从动部分与所述二挡主动齿轮固定连接；副轴，所述副轴设置有一挡从动齿轮和二挡从动齿轮，所述一挡从动齿轮与所述一挡主动齿轮啮合，所述二挡从动齿轮与所述二挡主动齿轮啮合。

上述结构形式的变速器，由于采用了离合器式换挡结构，可以利用离合器滑摩特性保证换挡无动力中断，且由于设计了主动部分固定连接的两个离合器，使得该变速器可以实现平稳快速换挡。

另外，由于换挡在输入轴上发生，即采用高速轴换挡，高速轴(输入轴)的扭矩较小，转速便于控制，可以控制精度，且换挡效率高，系统损耗小。比如在将挡位从一挡切换为二挡时，可以先控制电机降扭，在离合器动作的同时提速，使得一挡主动齿轮和二挡主动齿轮的转速更为接近，以便于精确快速换挡，且系统损耗小；在将挡位从二挡切换为一挡时，可以先控制电机降扭，在离合器动作的同时降速，使得一挡主动齿轮和二挡主动齿轮的转速更为接近，以便于精确快速换挡，且系统损耗小。

本申请实施例的电动驱动系统的变速器，可以保证换挡无动力中断，实现平稳快速换挡，换挡效率高，系统损耗小。

根据本申请一个实施例的电动驱动系统的变速器，所述一挡离合器的壳体形成所述一挡离合器的主动部分，所述二挡离合器的壳体形成所述二挡离合器的主动部分，所述一挡离合器的壳体与所述二挡离合器的壳体集成设置。

根据本申请一个实施例的电动驱动系统的变速器，所述一挡离合器的从动部分与所述二挡离合器的从动部分沿所述输入轴的轴线间隔开布置。

根据本申请一个实施例的电动驱动系统的变速器，所述一挡主动齿轮布置在所述一挡离合器的背离所述二挡离合器的一侧，所述二挡主动齿轮布置在所述二挡离合器的背离所述一挡离合器的一侧。

根据本申请一个实施例的电动驱动系统的变速器，还包括：输出轴，所述副轴设有第一传动齿轮，所述输出轴设有与所述第一传动齿轮啮合的第二传动齿轮。

根据本申请一个实施例的电动驱动系统的变速器，所述一挡从动齿轮、所述二挡从动齿轮、所述第一传动齿轮均与所述副轴固定连接，所述第二传动齿轮与所述输出轴固定连接。

根据本申请一个实施例的电动驱动系统的变速器，还包括变速器壳体，所述输入轴、所述副轴、所述输出轴均可转动地安装于所述变速器壳体。

本申请还提出了一种电动驱动系统，包括电机和如上述任一种所述的变速器。

根据本申请一个实施例的电动驱动系统，所述输入轴与所述电机的电机轴同轴连接。

本申请还提出了一种车辆，其特征在于，具有上述任一种的电动驱动系统。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施例的动力驱动系统的结构示意图。

附图标记：

电动驱动系统100，变速器10，电机20，

输入轴L1，输入接口L1a，

副轴L2，输出轴L3，

一挡主动齿轮1a，一挡从动齿轮1b，二挡主动齿轮2a，二挡从动齿轮2b，第一传动齿轮3a，第二传动齿轮3b，

一挡离合器K1，二挡离合器K2。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考图1描述根据本申请实施例的电动驱动系统100的变速器10，该变速器10用于电动驱动系统100。

如图1所示，变速器10包括：输入轴L1、一挡离合器K1、二挡离合器K2和副轴L2。

需要说明的是，变速器10的各根轴上会设置有对应的齿轮。其中齿轮空套于轴表示该齿轮与该轴之间无随动的关系，在实际的结构设计中，该齿轮可以通过轴承安装于该轴，这样在该齿轮与该轴之间可以自行转动，不会发生干涉；齿轮与轴固定连接，表示齿轮与轴之间为随动的关系，即齿轮与轴中的一个转动时，另一个会以同样的转速和方向转动，在实际的结构设计中，该齿轮可以通过花键结构安装于该轴，或者该齿轮与该轴形成为一体。

其中，输入轴L1设有用于与电机20动力耦合连接的输入接口L1a，在电动驱动系统100中，电机20的电机轴与该输入接口L1a相连，在实际的结构设计中，该输入接口L1a可以为花键式接口，或者该输入接口L1a可以为卡爪式接口。

输入轴L1设有一挡主动齿轮1a和二挡主动齿轮2a，一挡主动齿轮1a和二挡主动齿轮2a空套于输入轴L1。副轴L2设置有一挡从动齿轮1b和二挡从动齿轮2b，一挡从动齿轮1b与一挡主动齿轮1a啮合，二挡从动齿轮2b与二挡主动齿轮2a啮合。在实际的结构设计中，一挡从动齿轮1b、二挡从动齿轮2b均与副轴L2固定连接，这样当挡位主动齿轮与输入轴L1动力耦合时，动力可以直接在输入轴L1与副轴L2之间传递；当然，一挡从动齿轮1b或二挡从动齿轮2b也可以空套于副轴L2，并通过其他结构(包括离合结构、同步器等)与副轴L2可选择性地动力耦合连接，这样结合其他结构可以丰富传动模式。输入轴L1与副轴L2可以平行间隔开布置。

一挡离合器K1的主动部分与二挡离合器K2的主动部分相互固定连接，一挡离合器K1的主动部分与二挡离合器K2的主动部分均与输入轴L1固定连接，一挡离合器K1的从动部分与一挡主动齿轮1a固定连接，二挡离合器K2的从动部分与二挡主动齿轮2a固定连接。

可以理解的是，在一挡离合器K1的主动部分动作至与一挡离合器K1的从动部分接合时，一挡主动齿轮1a与输入轴L1相连以同步转动；在二挡离合器K2的主动部分动作至与二挡离合器K2的从动部分接合时，二挡主动齿轮2a与输入轴L1相连以同步转动。

需要说明的是，在一挡离合器K1与二挡离合器K2工作时，一挡离合器K1的主动部分与二挡离合器K2的主动部分均为主动动作的结构，由于一挡离合器K1的主动部分与二挡离合器K2的主动部分固定连接，这样在进行挡位切换时，一挡离合器K1的主动部分与二挡离合器K2的主动部分可以同步动作。

在一挡模式下，一挡离合器K1的主动部分位于与一挡离合器K1的从动部分接合的位置，二挡离合器K2的主动部分位于与二挡离合器K2的从动部分断开的位置，动力按如下路径传递：电机20——输入轴L1——一挡主动齿轮1a——一挡从动齿轮1b——副轴L2。

当换挡时，离合器的主动部分动作，即一挡离合器K1的主动部分与二挡离合器K2的主动部分同步动作，使一挡离合器K1的主动部分运动到与一挡离合器K1的从动部分断开的位置，同时二挡离合器K2的主动部分运动到与二挡离合器K2的从动部分接合的位置，此时变速器10切换入二挡，动力按如下路径传递：电机20——输入轴L1——二挡主动齿轮2a——二挡从动齿轮2b——副轴L2。

上述结构形式的变速器10，由于采用了离合器式换挡结构，可以利用离合器滑摩特性保证换挡无动力中断，且由于设计了主动部分固定连接的两个离合器，离合器的控制简单，使得该变速器10可以实现平稳快速换挡。

另外，由于换挡在输入轴L1上发生，即采用高速轴换挡，高速轴(输入轴L1)的扭矩较小，转速便于控制，控制精度高，且换挡效率高，系统损耗小。比如在将挡位从一挡切换为二挡时，可以先控制电机20降扭，在离合器动作的同时提速，使得一挡主动齿轮1a和二挡主动齿轮2a的转速更为接近，以便于精确快速换挡，且系统损耗小；在将挡位从二挡切换为一挡时，可以先控制电机20降扭，在离合器动作的同时降速，使得一挡主动齿轮1a和二挡主动齿轮2a的转速更为接近，以便于精确快速换挡，且系统损耗小。

本申请实施例的电动驱动系统100的变速器10，可以保证换挡无动力中断，实现平稳快速换挡，换挡效率高，系统损耗小。

在一些实施例中，一挡离合器K1的壳体形成一挡离合器K1的主动部分，二挡离合器K2的壳体形成二挡离合器K2的主动部分，一挡离合器K1的壳体与二挡离合器K2的壳体集成设置。这种结构形式的一挡离合器K1和二挡离合器K2结构简单，易于布置。

如图1所示，一挡离合器K1的从动部分与二挡离合器K2的从动部分沿输入轴L1的轴线间隔开布置。一挡主动齿轮1a布置在一挡离合器K1的背离二挡离合器K2的一侧，二挡主动齿轮2a布置在二挡离合器K2的背离一挡离合器K1的一侧。这样，变速器10的结构紧凑，换挡时不易发生干涉。

在一些实施例中，如图1所示，变速器10还包括：输出轴L3，副轴L2设有第一传动齿轮3a，输出轴L3设有与第一传动齿轮3a啮合的第二传动齿轮3b。输入轴L1、副轴L2、输出轴L3可以平行间隔开布置。这样该变速器10通过输出轴L3输出，便于与外部接口连接。在实际的结构设计中，第一传动齿轮3a与副轴L2固定连接，第二传动齿轮3b与输出轴L3固定连接，以使副轴L2与输出轴L3之间保持动力耦合连接，简化换挡策略；当然，第一传动齿轮3a可以空套于副轴L2，或者第二传动齿轮3b可以空套于输出轴L3，并通过其他结构(包括离合结构、同步器等)与副轴L2或输出轴L3可选择性地动力耦合连接，这样结合其他结构可以丰富传动模式。

在图1所示的实施例中，一挡从动齿轮1b、二挡从动齿轮2b、第一传动齿轮3a均与副轴L2固定连接，第二传动齿轮3b与输出轴L3固定连接。整个变速器10的结构简单，换挡策略清晰。

输入轴L1、副轴L2、输出轴L3均可转动地安装于变速器壳体。在实际的执行中，输入轴L1、副轴L2、输出轴L3可以各自通过轴承支承于变速器壳体。

本申请还公开了一种电动驱动系统100。

如图1所示，电动驱动系统100包括电机20和如上述任一种实施例的变速器10，电机20的电机轴与变速器10的输入接口L1a相连。

本申请的电动驱动系统100通过采用两挡变速器10，可以充分使用电机20的高效率区间，平行轴式的两挡变速器10，结构简单、紧凑、轻量化、高可靠性、低成本，另外换挡时电机20转速及扭矩调节与换挡系统同时执行，换挡平稳、无动力中断。

在一些实施例中，输入轴L1与电机20的电机轴同轴连接。这样，通过结合电机20的高精度控制，换挡在高速轴上执行，控制精度高，且换挡效率高，系统损耗小。

综上所述，本申请实施例的电动驱动系统100，换挡中电机20进行转速及扭矩差调节，降低一挡齿轮与二挡齿轮之间的速差及扭矩差，同时执行一挡离合器K1和二挡离合器K2，运用离合器的滑摩特性，避免动力中断；充分发挥其换挡平顺无顿挫性、承载扭矩差大、承载速差大、耐磨损、寿命长、可靠的特点，以优化电动汽车的驾驶体验。

本申请还公开了一种车辆。

本申请的车辆具有上述实施例的电动驱动系统100，本申请的车辆可以为电动汽车。

本申请的车辆在高速和低速工况下均具有较高的效率，且换挡性能优异。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电动驱动系统的变速器，其特征在于，包括：

输入轴，所述输入轴设有用于与电机动力耦合连接的输入接口，所述输入轴空套设有一挡主动齿轮和二挡主动齿轮；

一挡离合器和二挡离合器，所述一挡离合器的主动部分与所述二挡离合器的主动部分相互固定连接且均与所述输入轴固定，所述一挡离合器的从动部分与所述一挡主动齿轮固定连接，所述二挡离合器的从动部分与所述二挡主动齿轮固定连接；

副轴，所述副轴设置有一挡从动齿轮和二挡从动齿轮，所述一挡从动齿轮与所述一挡主动齿轮啮合，所述二挡从动齿轮与所述二挡主动齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的电动驱动系统的变速器，其特征在于，所述一挡离合器的壳体形成所述一挡离合器的主动部分，所述二挡离合器的壳体形成所述二挡离合器的主动部分，所述一挡离合器的壳体与所述二挡离合器的壳体集成设置。

3.根据权利要求1所述的电动驱动系统的变速器，其特征在于，所述一挡离合器的从动部分与所述二挡离合器的从动部分沿所述输入轴的轴线间隔开布置。

4.根据权利要求1所述的电动驱动系统的变速器，其特征在于，所述一挡主动齿轮布置在所述一挡离合器的背离所述二挡离合器的一侧，所述二挡主动齿轮布置在所述二挡离合器的背离所述一挡离合器的一侧。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电动驱动系统的变速器，其特征在于，还包括：

输出轴，所述副轴设有第一传动齿轮，所述输出轴设有与所述第一传动齿轮啮合的第二传动齿轮。

6.根据权利要求5所述的电动驱动系统的变速器，其特征在于，所述一挡从动齿轮、所述二挡从动齿轮、所述第一传动齿轮均与所述副轴固定连接，所述第二传动齿轮与所述输出轴固定连接。

7.根据权利要求5所述的电动驱动系统的变速器，其特征在于，还包括变速器壳体，所述输入轴、所述副轴、所述输出轴均可转动地安装于所述变速器壳体。

8.一种电动驱动系统，其特征在于，包括电机和如权利要求1-7中任一项所述的变速器。

9.根据权利要求8所述的电动驱动系统，其特征在于，所述输入轴与所述电机的电机轴同轴连接。

10.一种车辆，其特征在于，具有如权利要求8或9所述的电动驱动系统。

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