CN213393369U - 一种适配于纯电动汽车的四挡智能传动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适配于纯电动汽车的四挡智能传动系统，包括变速器本体模块、选换挡模块和TCU模块，变速器本体模块设有变速器，变速器设有输入轴，一挡主动齿轮、二挡主动齿轮、三挡主动齿轮、四挡主动齿轮依次设置在变速器输入轴上；选换挡模块包括换挡电机、选挡电机、选挡蜗杆、选挡蜗轮、选挡齿轮、选挡齿条、齿扇、换挡蜗杆、换挡蜗轮、换挡齿轮；TCU模块分别电连接并控制选挡电机和换挡电机。本发明省去了离合器和同步器，降低了成本，减少了换挡时的动力中断时间，提高了换挡效率；TCU模块根据汽车当前车速、踏板开度和当前剩余电池电量及SOC轨迹实现智能换挡，从而进一步节省整车的能耗。

Description

一种适配于纯电动汽车的四挡智能传动系统

技术领域

本实用新型涉及汽车传对系统，确切地说是一种适配于纯电动汽车的四挡智能传动系统。

背景技术

能源和环境问题推动着纯电动汽车产业的发展。近几年来纯电动汽车数量爆发式增长，但是普通纯电动汽车相比同级别燃油车价格较高，小型纯电动汽车以其零污染、低价位正在占领纯电动汽车市场越来越多的份额。

由于电机的高效工作区域较宽，目前小型纯电动汽车上多采用固定齿比的变速器，能够满足中低速行驶需求和小型爬坡需求，但是高速失扭严重，驱动电机难以维持在高效区工作，导致能耗增加。

目前部分纯电动汽车安装有两挡位变速器，但是其两级速比级差大，不可避免地产生换挡冲击，挡位定位不明确，一挡起步爬坡尚可，正常行驶时电机转速偏高，电耗增加，影响续航。二挡作为正常行驶挡位，则无法满足高速行驶需求，而作为高速挡位，则无中间正常行驶挡位。三挡和四挡都需要两套换挡机构，四挡多一级速比，可以降低电机调速时间，提高换挡效率，但同时也增加了输入轴的载荷，故将一二挡换挡机构设置在输出轴，三四挡换挡机构设置在输入轴，提高了输入轴的使用寿命。

现有汽车机械式自动变速器都采用传统的规则换挡策略，即根据当前的车速和整车需求功率进行换挡。规则换挡策略应用简单，只需要依靠人的经验设置换挡规律即可，拥有很强的适用性。但是规则的换挡策略面对不同的道路工况时，很难实现能耗的最优，因而需要研发在保证动力性的前提下，适用于未知路况的智能换挡策略，进一步节省整车能耗。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种适配于纯电动汽车的四挡智能传动系统，该系统省去了离合器和同步器，降低了成本，减少了换挡时的动力中断时间，提高了换挡效率；系统根据汽车当前车速、踏板开度和当前剩余电池电量（State of Charge, SOC）不断解析，与最优SOC轨迹作对比，判定升挡、降挡还是维持当前挡位，进而实现智能换挡，从而进一步节省整车的能耗。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术手段：

一种适配于纯电动汽车的四挡智能传动系统，包括变速器本体模块、选换挡模块和TCU模块，所述的变速器本体模块设有变速器，变速器设有输入轴，一挡主动齿轮、二挡主动齿轮、三挡主动齿轮、四挡主动齿轮依次设置在变速器输入轴上并且一二挡主动齿轮与输入轴为一体化结构；一挡从动齿轮、二挡从动齿轮、三挡从动齿轮、四挡从动齿轮依次设置在变速器输出轴上并且三四挡主动齿轮与输出轴为一体化结构；一二挡花键毂、三四挡花键毂的外花键分别与一二挡接合套、三四挡接合套配合；一二挡拨叉设置在一二挡拨叉轴上，一二挡花键毂、一二挡结合套都在输出轴上，三四挡拨叉设置在三四挡拨叉轴上，三四挡花键毂、三四挡结合套都在输入轴上；

所述的选换挡模块包括换挡电机、选挡电机、选挡蜗杆、选挡蜗轮、选挡齿轮、选挡齿条、齿扇、换挡蜗杆、换挡蜗轮、换挡齿轮；选挡电机与选挡蜗杆机械连接，选挡蜗轮与选挡蜗杆啮合，与选挡齿条啮合的选挡齿轮与选挡蜗轮同轴连接，选挡电机转动，带动与之机械连接的选挡蜗杆转动，选挡蜗轮随之运动，带动与之同轴连接选挡齿轮运动，选挡齿轮旋转带动与之啮合的选挡齿条产生移动。换挡电机与换挡蜗杆机械连接，换挡蜗杆与换挡齿轮同轴连接，齿扇带齿部分与换挡齿轮啮合，齿扇轴孔部分的一侧与选挡齿条连接，齿扇的摇摆运动不影响选挡齿条另一则与换挡轴连接，通过定位销定位。

所述的选换挡模块与变速器本体机械连接，TCU模块分别电连接选挡电机和换挡电机，选挡电机根据TCU模块发出的指令来决定是正转还是反转，带动与选挡电机机械连接的选挡蜗杆转动，通过与之啮合的选挡蜗轮传递给同轴连接选挡齿轮，选挡齿轮转动使选换挡移动齿条，完成选挡动作；选挡动作完成后，TCU模块向换挡电机发送控制指令，控制换挡电机的正反转进而带动换挡蜗杆转动，换挡蜗轮与换挡蜗杆啮合，换挡齿轮与换挡蜗轮同轴连接并与齿扇啮合，啮合的齿扇与选挡齿条的另一端由圆柱销紧固连接，这样将换挡电机的旋转运动通过换挡传动机构，转化为选挡齿条的“摇摆”运动，完成换挡。

与现有技术相比，其突出的特点是：

该系统省去了离合器和同步器，降低了成本，减少了换挡时的动力中断时间，提高了换挡效率；系统根据汽车当前车速、踏板开度和当前剩余电池电量（State of Charge,SOC）不断解析，与最优SOC轨迹作对比，判定升挡、降挡还是维持当前挡位，进而实现智能换挡，从而进一步节省整车的能耗。

作为对本技术方案的进一步改进：

所述的变速器输入轴直接插入电机内与电机内花键输出轴连接；变速器输入轴的两端通过圆锥滚子轴承支撑在变速器箱体上。

上述设置，方便输入轴的安装设置。

附图说明

图1是本实用新型的传动系统立体图。

图2是选换挡执行机构的立体图。

图3是齿扇的立体图。

图4是本实用新型的换挡的流程策略图。

附图标记说明：1、一挡主动轮，2、二挡主动齿轮，3、三挡主动齿轮， 4、四挡主动齿轮， 5、三四挡拨叉，6、三四挡拨叉轴， 7、一二挡拨叉轴， 8、一二挡拨叉， 9、输入轴， 10、换挡轴，11、四挡花键毂， 12、四挡从动齿轮， 13，三挡从动齿轮，14、二挡从动齿轮，15、一挡从动齿轮；21、换挡电机，22、选挡电机，23、选挡蜗杆，24、选挡蜗轮，25、选挡齿条，26、齿扇，27、换挡蜗杆，28、换挡蜗轮，29、选挡齿轮，30、换挡齿轮。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本实用新型。

结合图1－图4可知，一种适配于纯电动汽车的四挡智能传动系统，包括变速器本体模块、选换挡模块和TCU模块，变速器本体模块设有变速器，变速器设有输入轴9，一挡主动齿轮1、二挡主动齿轮2、三挡主动齿轮3、四挡主动齿轮4依次设置在变速器输入轴9上并且一二挡主动齿轮2与输入轴9为一体化结构；一挡从动齿轮15、二挡从动齿轮14、三挡从动齿轮13、四挡从动齿轮12依次设置在变速器输出轴上并且三四挡主动齿轮4与输出轴为一体化结构；一二挡花键毂与变速器输出轴花键过盈配合，三四挡花键毂与变速器输入轴9花键过盈配合；一二挡花键毂、三四挡花键毂的外花键分别与一二挡接合套、三四挡接合套配合；一二挡拨叉8设置在一二挡拨叉轴7上，一二挡花键毂、一二挡结合套都在输出轴上，三四挡拨叉5设置在三四挡拨叉轴6上，三四挡花键毂11、三四挡结合套都在输入轴9上；

结合图2可知，选换挡模块包括换挡电机21、选挡电机22、选挡蜗杆23、选挡蜗轮24、选挡齿轮29、选挡齿条25、齿扇26、换挡蜗杆27、换挡蜗轮28、换挡齿轮30；选挡电机22与选挡蜗杆23机械连接，选挡蜗轮24与选挡蜗杆23啮合，与选挡齿条25啮合的选挡齿轮29与选挡蜗轮24同轴连接，选挡电机22转动，带动与之机械连接的选挡蜗杆23转动，选挡蜗轮24随之运动，带动与之同轴连接选挡齿轮29运动，选挡齿轮29旋转带动与之啮合的选挡齿条25产生移动。换挡电机21与换挡蜗杆27机械连接，换挡蜗杆27与换挡齿轮30同轴连接，齿扇26带齿部分与换挡齿轮30啮合，齿扇26凹槽部分与选挡齿条25连接，齿扇26的摇摆运动不影响选挡齿条25，齿扇轴孔部分则与换挡轴10连接，通过定位销定位。

结合图2、图3、及图4可知，选换挡模块与变速器本体机械连接，TCU模块分别电连接选挡电机22和换挡电机21，选挡电机22根据TCU模块发出的指令来决定是正转还是反转，带动与选挡电机22机械连接的选挡蜗杆23转动，通过与之啮合的选挡蜗轮24传递给同轴连接选挡齿轮29，选挡齿轮29转动使选换挡移动齿条，完成选挡动作；选挡动作完成后，TCU模块向换挡电机21发送控制指令，控制换挡电机21的正反转进而带动换挡蜗杆27转动，换挡蜗轮28与换挡蜗杆27啮合，换挡齿轮30与换挡蜗轮28同轴连接并与齿扇26啮合，啮合的齿扇26与选挡齿条25的另一端由圆柱销紧固连接，这样将换挡电机21的旋转运动通过换挡传动机构，转化为选挡齿条25的“摇摆”运动，完成换挡。

该系统省去了离合器和同步器，降低了成本，减少了换挡时的动力中断时间，提高了换挡效率；系统根据汽车当前车速、踏板开度和当前剩余电池电量（State of Charge,SOC）不断解析，与最优SOC轨迹作对比，判定升挡、降挡还是维持当前挡位，进而实现智能换挡，从而进一步节省整车的能耗。

变速器输入轴9直接插入电机内与电机内花键输出轴连接；变速器输入轴9的两端通过圆锥滚子轴承支撑在变速器箱体上，

以上所述仅为本实用新型较佳可行的实施例而已，并非因此局限本实用新型的权利范围，凡运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本实用新型的权利范围之内。

Claims (2)

1.一种适配于纯电动汽车的四挡智能传动系统，包括变速器本体模块、选换挡模块和TCU模块，其特征在于：所述的变速器本体模块设有变速器，变速器设有输入轴，一挡主动齿轮、二挡主动齿轮、三挡主动齿轮、四挡主动齿轮依次设置在变速器输入轴上并且一二挡主动齿轮与输入轴为一体化结构；一挡从动齿轮、二挡从动齿轮、三挡从动齿轮、四挡从动齿轮依次设置在变速器输出轴上并且三四挡主动齿轮与输出轴为一体化结构；一二挡花键毂、三四挡花键毂的外花键分别与一二挡接合套、三四挡接合套配合；一二挡拨叉设置在一二挡拨叉轴上，一二挡花键毂、一二挡接合套都在输出轴上，三四挡拨叉设置在三四挡拨叉轴上，三四挡花键毂、三四挡接合套都在输入轴上；

所述的选换挡模块包括换挡电机、选挡电机、选挡蜗杆、选挡蜗轮、选挡齿轮、选挡齿条、齿扇、换挡蜗杆、换挡蜗轮、换挡齿轮；选挡电机与选挡蜗杆机械连接，选挡蜗轮与选挡蜗杆啮合，与选挡齿条啮合的选挡齿轮与选挡蜗轮同轴连接，选挡电机转动，带动与之机械连接的选挡蜗杆转动，选挡蜗轮随之运动，带动与之同轴连接选挡齿轮运动，选挡齿轮旋转带动与之啮合的选挡齿条产生移动，换挡电机与换挡蜗杆机械连接，换挡蜗杆与换挡齿轮同轴连接，齿扇带齿部分与换挡齿轮啮合，齿扇轴孔部分的一侧与选挡齿条连接，齿扇的摇摆运动不影响选挡齿条另一则与换挡轴连接，通过定位销定位；

所述的选换挡模块与变速器本体机械连接，TCU模块分别电连接选挡电机和换挡电机，选挡电机根据TCU模块发出的指令来决定是正转还是反转，带动与选挡电机机械连接的选挡蜗杆转动，通过与之啮合的选挡蜗轮传递给同轴连接选挡齿轮，选挡齿轮转动使选换挡移动齿条，完成选挡动作；选挡动作完成后，TCU模块向换挡电机发送控制指令，控制换挡电机的正反转进而带动换挡蜗杆转动，换挡蜗轮与换挡蜗杆啮合，换挡齿轮与换挡蜗轮同轴连接并与齿扇啮合，啮合的齿扇与选挡齿条的另一端由圆柱销紧固连接，将换挡电机的旋转运动通过换挡传动机构，转化为选挡齿条的“摇摆”运动，完成换挡。

2.根据权利要求1所述的适配于纯电动汽车的四挡智能传动系统，其特征在于：所述的变速器输入轴直接插入电机内与电机内花键输出轴连接；变速器输入轴的两端通过圆锥滚子轴承支撑在变速器箱体上。

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