CN217514959U - 一种适用于增程汽车的两挡变速动力系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适用于增程汽车的两挡变速动力系统，属于新能源汽车技术领域；包括增程器、GCU、MCU、PDU、动力电池，所述增程器的输出端通过GCU、PDU、MCU与驱动电机线路相电性连接，增程器输出端通过GCU、PDU与动力电池线路相电性连接，动力电池、PDU、MCU与驱动电机之间通过线路相电性连接，外接220V电源通过充电机、PDU与动力电池线路相电性连接，电机与两挡AMT变速箱机械连接；解决目前单级减速器对新能源汽车电机利用率低问题。

Description

一种适用于增程汽车的两挡变速动力系统

技术领域

本实用新型属于新能源汽车技术领域，具体涉及一种适用于增程汽车的两挡变速动力系统。

背景技术

增程汽车为新能源汽车的一种，目前新能源汽车（包括纯电动汽车、混合动力汽车等）的传动系统普遍采用单挡变速器。电机的高效率运行是电动车最高车速的保障，同时也是对电能资源的节约。单挡变速器的电动车一般对电机的利用率比较低，促使电机处于高转矩、大电流的运行状态，不仅浪费电机而且降低行驶里程。为了满足电动车爬坡、高速和加速等等要求，驱动电机不仅要在恒功率去提供较高运行速度，而且要在恒转矩区提供高瞬时转矩，为了降低电动车对驱动电机的要求，更大程度上发挥其优越性，设计以电动高效运行为原则的换挡变速箱，即采用多挡化变速箱，整体能耗可以降低7%-9%，续航里程可以增加10%左右。对于轻型车一般采用两挡变速箱，对与重型车一般采用4挡变速箱。

在电动车的构造上来看，电机的运行效率尤为重要，而两档变速箱的设计是保证电机运行效率的重大因素，两档变速箱的传动速比和换挡策略的相互结合会大幅度提高电动车电机的效率，从而达到高运行、长里程、低损耗、低浪费等诸多优点。采用两挡变速箱后更高效地利用能源，从而也达到了节约资源、保护环境。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术的不足，提出一种适用于增程汽车的两挡变速动力系统；解决目前单级减速器对新能源汽车对电机利用率低问题。

为了达到上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的。

一种适用于增程汽车的两挡变速动力系统，包括增程器、GCU、MCU、PDU、动力电池，所述增程器的输出端通过GCU、PDU、MCU与驱动电机线路相电性连接，增程器输出端通过GCU、PDU与动力电池线路相电性连接，动力电池、PDU、MCU与驱动电机之间通过线路相电性连接，外接220V电源通过充电机、PDU与动力电池线路相电性连接，电机与两挡AMT变速箱机械连接。

进一步的，所述两挡AMT变速箱包括壳体、同步器、变速箱输入轴、变速箱中间轴、变速箱输出轴，变速箱输入轴、变速箱中间轴、变速箱输出轴均转动连接于壳体的内部，变速箱输入轴与驱动电机输出轴相固定连接，变速箱输出轴与后桥输入轴相固定连接，变速器输入轴上设置有两个齿轮，变速器中间轴上设置有三个齿轮，变速器输出轴上设置有一个齿轮，变速器输入轴上的两个齿轮空套设置在变速器输入轴上并且二者之间设置有同步器，变速器输入轴上的两个齿轮分别与变速器中间轴上的两个齿轮相啮合，变速器中间轴上的第三个齿轮与变速器输出轴上的齿轮相啮合。

进一步的，所述变速箱输入轴上设置有输入轴第一齿轮、输入轴第二齿轮，输入轴第一齿轮和输入轴第二齿轮平行间隔安装在变速箱输入轴上。

进一步的，所述变速箱中间轴上设置有中间轴第一齿轮、中间轴第二齿轮、中间轴第三齿轮，所述中间轴第一齿轮、中间轴第二齿轮、中间轴第三齿轮均与变速箱中间轴相刚性连接。

进一步的，所述变速箱输出轴上设置有输出轴第一齿轮，输出轴第一齿轮与变速箱输出轴相刚性连接。

进一步的，所述输入轴第一齿轮与中间轴第一齿轮相啮合，输入轴第二齿轮与中间轴第二齿轮相啮合，输出轴第一齿轮与中间轴第三齿轮相啮合。

进一步的，同步器设置于变速箱输入轴上，并且位于输入轴第一齿轮与输入轴第二齿轮之间，同步器控制输入轴第一齿轮以及输入轴第二齿轮与变速箱输入轴之间的连接或者断开；所述变速箱输入轴与变速箱输出轴同轴设置。

本实用新型相对于现有技术所产生的有益效果为：

所述动力系统可实现多种工况，通过控制驱动电机转速输出，经两挡AMT变速箱得到不同动力输出模式，提高整车动力性，减少整车电量消耗，工况切换灵活，所述动力系统结构简单、可降低电机功率、提升电动车爬坡度及最高车速，质量可靠，可直接替代目前的单级减速器系统直接安装和布置。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明：

图1是本实用新型整体的结构示意图；

图2是工况一的工作原理图；

图3是工况二的工作原理图；

图4是工况三的工作原理图；

图5是工况四的工作原理图；

其中，101为增程器、102为GCU、103为动力电池、104为PDU、105为充电机、106为MCU、107为驱动电机、108为驱动电机输出轴、109为变速箱输入轴、110为变速箱中间轴、111为同步器、112为变速箱输出轴、113为后桥输入轴、114为后桥、1A为输入轴第一齿轮、2A为输入轴第二齿轮、1B为中间轴第一齿轮、2B为中间轴第二齿轮、3B为中间轴第三齿轮、3A为输出轴第一齿轮。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。下面结合实施例及附图详细说明本实用新型的技术方案，但保护范围不被此限制。

如图1所示，本实用新型提供了一种适用于增程汽车的两挡变速动力系统，包括增程器101、GCU 102、动力电池103、PDU 104、充电机105、MCU 106、驱动电机107、两挡AMT变速箱、后桥114。

所述动力电池103、PDU104、MCU106与驱动电机107之间通过线路相电性连接，增程器101的输出端通过GCU102、PDU104、MCU106与驱动电机107线路相电性连接，增程器101输出端通过GCU102、PDU104与动力电池103线路相电性连接，外接220V电源通过充电机105、PDU104与动力电池线路相电性连接。增程器101发电通过GCU 102、OPDU104给动力电池103充电，或外接220V电源通过充电机105、PDU 104给动力电池103充电，动力电池103通过PDU104、MCU 106放电驱动电机107运行；或增程器101直接发电通过GCU102、PDU104、MCU106驱动电机107运行。

所述驱动电机107的输出轴与两挡AMT变速箱的输入端相连接，两挡AMT变速箱的输出端与后桥114相连接。

所述两挡AMT变速箱包括壳体、同步器111、变速箱输入轴109、变速箱中间轴110、变速箱输出轴112，变速箱输入轴109、变速箱中间轴110、变速箱输出轴112均转动连接于壳体的内部，变速箱输入轴109与驱动电机输出轴108相固定连接，通过驱动电机107带动两挡AMT变速箱的变速箱输入轴108同步转动。

所述变速箱输入轴109上设置有输入轴第一齿轮1A、输入轴第二齿轮2A，输入轴第一齿轮1A和输入轴第二齿轮2A平行间隔安装在变速箱输入轴109上，并且空套在变速箱输入轴109上。

所述变速箱中间轴110上设置有中间轴第一齿轮1B、中间轴第二齿轮2B、中间轴第三齿轮3B，所述中间轴第一齿轮1B、中间轴第二齿轮2B、中间轴第三齿轮3B均与变速箱中间轴110相刚性连接。

所述变速箱输出轴112上设置有输出轴第一齿轮3A，输出轴第一齿轮3A与变速箱输出轴112相刚性连接。

所述变速箱输入轴109与变速箱输出轴112同轴设置。

所述变速箱输出轴112与后桥输入轴113相固定连接，通过变速箱输出轴112的转动来带动后桥输入轴113同步转动。

所述输入轴第一齿轮1A与中间轴第一齿轮1B相啮合，输入轴第二齿轮2A与中间轴第二齿轮2B相啮合，输出轴第一齿轮3A与中间轴第三齿轮3B相啮合。

同步器111设置于变速箱输入轴109上，并且位于输入轴第一齿轮1A与输入轴第二齿轮2A之间，同步器111控制输入轴第一齿轮1A以及输入轴第二齿轮2A与变速箱输入轴109之间的连接或者断开，相连接时，齿轮与变速箱输入轴109同步转动，断开时，齿轮在变速箱输入轴109上空转，不随着变速箱输入轴109同步转动。

基于上述结构，所述动力系统可以实现四种工作工况。

工况一：纯电驱动低速工况，即此时汽车由动力电池动力电池103通过PDU 104、MCU 106放电驱动电机107，同步器111结合输入轴第一齿轮1A，输入轴第一齿轮1A与中间轴110第一齿轮1B直接啮合，中间轴110第三齿轮3B与输出轴第一齿轮齿轮3A啮合。

工况一时，汽车动力传动路径如图2所示：动力电池103→PDU 104→MCU 106→驱动电机107→同步器111→输入轴第一齿轮1A→中间轴第一齿轮1B→中间轴第三齿轮3B→输出轴第一齿轮3A→后桥114。

工况二：纯电驱动高速工况，即此时汽车由动力电池动力电池103通过PDU 104、MCU 106放电驱动电机107，同步器111结合输入轴第二齿轮2A，输入轴第二齿轮2A与中间轴1110第二齿轮2B直接啮合，中间轴第三齿轮3B与输出轴第一齿轮齿轮3A啮合。

工况二时，汽车动力传动路径如图3所示：动力电池103→PDU 104→MCU 106→驱动电机107→同步器111→输入轴第二齿轮2A→中间轴第二齿轮2B→中间轴第三齿轮3B→输出轴第一齿轮3A→后桥114。

工况三：增程器发电直接驱动电机低速工况，即此时汽车由增程器101直接发电通过GCU 102、PDU 104、MCU 106驱动电机107运行，同步器111结合输入轴第一齿轮1A，输入轴第一齿轮1A与中间轴110第一齿轮1B直接啮合，中间轴第三齿轮3B与输出轴第一齿轮齿轮3A啮合。

工况三时，汽车动力传动路径如图4所示：增程器101→GCU 102→PDU 104→MCU106→驱动电机107→同步器111→输入轴第一齿轮1A→中间轴第一齿轮1B→中间轴第三齿轮3B→输出轴第一齿轮3A→后桥114。

工况四：增程器发电直接驱动电机低速工况，即此时汽车由增程器101直接发电通过GCU 102、PDU 104、MCU 106驱动电机107运行，同步器111结合输入轴第二齿轮2A，输入轴第二齿轮2A与中间轴第二齿轮2B直接啮合，中间轴110第三齿轮3B与输出轴第一齿轮齿轮3A啮合。

工况四时，汽车动力传动路径如图5所示：增程器101→GCU 102→PDU 104→MCU106→驱动电机107→同步器111→输入轴第二齿轮2A→中间轴第二齿轮2B→中间轴第三齿轮3B→输出轴第一齿轮3A→后桥114。

其中，当汽车电池电量不足时，220V电源通过充电机105、PDU104给动力电池103充电。

所述动力系统，可实现多种工况，通过控制驱动电机转速输出，经两挡AMT变速箱得到不同动力输出模式，提高整车动力性，减少整车电量消耗，工况切换灵活，所述动力系统结构简单、可降低电机功率、提升电动车爬坡度及最高车速，质量可靠，可直接替代目前的单级减速器系统直接安装和布置。

通过上述两挡变速动力系统，可实现多种工况，通过控制驱动电机转速输出，得到不同动力输出模式，提高整车动力性，减少整车电量消耗，工况切换灵活，所述动力系统结构简单、可降低电机功率、质量可靠，可直接替代目前的单级减速器系统直接安装和布置。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (7)

1.一种适用于增程汽车的两挡变速动力系统，其特征在于：包括增程器、GCU、MCU、PDU、动力电池，所述增程器的输出端通过GCU、PDU、MCU与驱动电机线路相电性连接，增程器输出端通过GCU、PDU与动力电池线路相电性连接，动力电池、PDU、MCU与驱动电机之间通过线路相电性连接，外接220V电源通过充电机、PDU与动力电池线路相电性连接，电机与两挡AMT变速箱机械连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于增程汽车的两挡变速动力系统，其特征在于：所述两挡AMT变速箱包括壳体、同步器、变速箱输入轴、变速箱中间轴、变速箱输出轴，变速箱输入轴、变速箱中间轴、变速箱输出轴均转动连接于壳体的内部，变速箱输入轴与驱动电机输出轴相固定连接，变速箱输出轴与后桥输入轴相固定连接，变速器输入轴上设置有两个齿轮，变速器中间轴上设置有三个齿轮，变速器输出轴上设置有一个齿轮，变速器输入轴上的两个齿轮空套设置在变速器输入轴上并且二者之间设置有同步器，变速器输入轴上的两个齿轮分别与变速器中间轴上的两个齿轮相啮合，变速器中间轴上的第三个齿轮与变速器输出轴上的齿轮相啮合。

3.根据权利要求2所述的一种适用于增程汽车的两挡变速动力系统，其特征在于：所述变速箱输入轴上设置有输入轴第一齿轮、输入轴第二齿轮，输入轴第一齿轮和输入轴第二齿轮平行间隔安装在变速箱输入轴上。

4.根据权利要求3所述的一种适用于增程汽车的两挡变速动力系统，其特征在于：所述变速箱中间轴上设置有中间轴第一齿轮、中间轴第二齿轮、中间轴第三齿轮，所述中间轴第一齿轮、中间轴第二齿轮、中间轴第三齿轮均与变速箱中间轴相刚性连接。

5.根据权利要求4所述的一种适用于增程汽车的两挡变速动力系统，其特征在于：所述变速箱输出轴上设置有输出轴第一齿轮，输出轴第一齿轮与变速箱输出轴相刚性连接。

6.根据权利要求5所述的一种适用于增程汽车的两挡变速动力系统，其特征在于：所述输入轴第一齿轮与中间轴第一齿轮相啮合，输入轴第二齿轮与中间轴第二齿轮相啮合，输出轴第一齿轮与中间轴第三齿轮相啮合。

7.根据权利要求3所述的一种适用于增程汽车的两挡变速动力系统，其特征在于：同步器设置于变速箱输入轴上，并且位于输入轴第一齿轮与输入轴第二齿轮之间，同步器控制输入轴第一齿轮以及输入轴第二齿轮与变速箱输入轴之间的连接或者断开；所述变速箱输入轴与变速箱输出轴同轴设置。

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