KR101974530B1 - Two-speed transmission for electric vehicle - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a two-gear transmission for an electric vehicle which reduces gear-shifting impacts. The two-gear transmission for an electric vehicle comprises: an input shaft connected to a drive motor capable of forward and reverse rotation; a first input gear installed on the input shaft; a second input gear which is installed on the input shaft, operates in a free-wheel state by the drive motor when shifting to a first gear and shifting gears to back up, and generates a driving force by external power when shifting to a second gear; an output shaft; a first output gear installed on the output shaft, and engaged with the first input gear; and a second output gear which is installed on the output shaft, is engaged with the second input gear, and includes a planetary gear set to change torque and rotating speed from power selectively transferred from the first and the second input gear to transfer changed torque and rotating speed to the outside.

Description

전기 자동차용 2단 변속기{TWO-SPEED TRANSMISSION FOR ELECTRIC VEHICLE}[0001] TWO-SPEED TRANSMISSION FOR ELECTRIC VEHICLE [0002]

본 발명은 전기 자동차용 2단 변속기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유성기어세트의 선기어와 링기어의 속도차를 이용하여 2단 변속이 가능한 전기 자동차용 2단 변속기에 관한 것이다. The present invention relates to a two-speed transmission for an electric vehicle, and more particularly, to a two-speed transmission for an electric vehicle capable of two-speed shifting using a speed difference between a sun gear and a ring gear of a planetary gear set.

일반적으로 자동차용 원동기로 사용하는 가솔린기관, 디젤기관 등의 내연기관은 화석연료를 실린더 안에서 연소시켜 이때 발생하는 열에너지를 동력으로 사용하고 있다. 따라서 그 배기가스에는 연소에 따른 질소산화물(Nox)과, 불완전연소로 인한 일산화탄소(CO) 또는 탄화수소(HC) 등 유해한 성분이 함유되어 있다. 이러한 성분은 차량의 증가와 더불어 대기를 오염시키고 인체에 해롭기 때문에 공해문제를 야기하고 있다. In general, internal combustion engines such as gasoline engines and diesel engines used as prime movers in automobiles burn fossil fuels in cylinders and use the generated heat energy as a power source. Therefore, the exhaust gas contains harmful components such as nitrogen oxides (Nox) due to combustion and carbon monoxide (CO) or hydrocarbons (HC) due to incomplete combustion. These components, together with the increase in the number of vehicles, pollute the atmosphere and cause harm to the human body.

이에 따라 내연기관을 이용하는 자동차는 유해성분을 감소시키기 위하여 여러 가지 배기가스 대책이 강구되고 있으나, 배기가스에 함유된 유해 성분을 완전히 제거할 수는 없다. 따라서 배기가스 대책의 일환으로 주목되는 것이 소음이 적고 배기가스를 전혀 배출하지 않는 전기 자동차이다. Accordingly, automobiles using an internal combustion engine have various exhaust gas countermeasures to reduce harmful components, but they can not completely remove the harmful components contained in the exhaust gas. Therefore, what is noticed as part of countermeasures against exhaust gas is an electric automobile which has low noise and does not exhaust exhaust gas at all.

전기 자동차는 휘발유나, 경유 등의 화석연료를 이용하여 동력을 얻는 엔진이 아닌 배터리로부터 전기를 공급받아 동력을 얻는 모터를 이용하여 작동한다. 따라서, 이산화탄소의 배출이 없는 전기 자동차의 모터의 에너지효율은 내연기관 자동차 엔진의 에너지효율보다 높아 친환경 자동차로 각광받고 있다. An electric vehicle operates by using a motor that receives electricity from a battery and obtains power, not an engine that obtains power by using fossil fuels such as gasoline or light oil. Therefore, the energy efficiency of a motor of an electric vehicle without emission of carbon dioxide is higher than the energy efficiency of an internal combustion engine automobile engine, and thus it is attracting attention as an environmentally friendly automobile.

또한, 전기 자동차는 일반적인 내연기관 엔진 자동차의 변속기를 대신하여 감속기를 구비하고 있다. The electric vehicle is provided with a speed reducer in place of the transmission of a general internal combustion engine engine vehicle.

모터는 엔진과 달리 회전속도가 용이하게 제어되므로, 주행 속도에 맞추어 모터의 회전속도를 제어하며, 감속기는 모터 회전축의 회전을 일정한 비율로 감속하여 출력하는 기능을 담당한다. Since the rotation speed of the motor is controlled easily, unlike the engine, the rotation speed of the motor is controlled in accordance with the running speed, and the speed reducer functions to decelerate the rotation of the rotation shaft of the motor at a constant rate.

그런데, 전기모터는 회전속도(rpm)에 따라 토크가 달라지는 특성이 있다. 전기모터는 초기 기동 때 가장 큰 토크를 내는 특성이 있는 데, 가속 이후 떨어지는 토크를 보상하기 위해 전류량을 증가시키는 경우, 누수 되는 열에너지가 증가하게 되므로 모터 효율이 떨어진다. However, the electric motor has a characteristic in which the torque varies depending on the rotational speed (rpm). The electric motor has the characteristic of giving the greatest torque at the initial start. If the amount of electric current is increased to compensate the falling torque after the acceleration, the leakage efficiency of the electric motor is increased, and the motor efficiency is lowered.

따라서 근래에는 전기 자동차에 변속기를 장착하여, 모터 효율이 가장 좋은 운전 영역 대 내에서 모터의 회전을 제어하고, 차량의 운전 상황에 맞는 토크의 제공은 변속기를 통해 수행하려는 시도가 이루어지고 있다. Therefore, in recent years, attempts have been made to provide a torque corresponding to the driving state of the vehicle through a transmission by controlling the rotation of the motor in the driving range in which the motor efficiency is the highest, by attaching a transmission to the electric vehicle.

전기 자동차의 활용범위가 증대되면서, 특히 소형 화물차의 안전한 운행을 위해서는 고 토크의 제공이 필수적이다. As the range of applications of electric vehicles increases, it is essential to provide high torque especially for safe operation of small lorries.

대한민국 등록특허공보 제1335393호(2013.11.26)Korean Registered Patent No. 1335393 (Nov.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 유성기어세트의 선기어와 링기어의 회전속도비를 이용하여 변속 충격을 저감하면서 2단 변속이 가능한 전기 자동차용 2단 변속기를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide an electric vehicle capable of two-speed shifting while reducing a shift shock using a rotational speed ratio of a sun gear and a ring gear of a planetary gear set. Speed two-speed transmission.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 정역회전이 가능한 구동모터에 연결된 입력축; 상기 입력축에 설치되는 제1입력기어와, 상기 입력축에 설치되며 1단 및 후진 변속 시 상기 구동모터에 의해 프리휠(free-wheel) 회전 상태로 동작하고 2단 변속시 외부 동력에 의해 구동력을 발생시키는 제2입력기어; 출력축; 및, 상기 출력축에 설치되고 상기 제1입력기어와 맞물리는 제1출력기어와, 상기 출력축에 설치되고 상기 제2입력기어와 맞물리며 상기 제1입력기어 및 상기 제2입력기어로부터 선택적으로 전달된 동력으로부터 토크 및 회전속도를 변경시켜 외부로 전달하는 유성기어세트로 이루어진 제2출력기어;를 포함하는 전기 자동차용 2단 변속기를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electric motor including: an input shaft connected to a drive motor capable of normal and reverse rotations; A first input gear provided on the input shaft and a second input gear provided on the input shaft and operated in a free-wheel rotation state by the drive motor in a first gear and a reverse gear shift, A second input gear; Output shaft; A first output gear disposed on the output shaft and meshing with the first input gear; a second output gear disposed on the output shaft and engaged with the second input gear, the power transmitted from the first input gear and the second input gear selectively And a second output gear which is made up of a planetary gear set which changes the torque and the rotational speed from the output shaft and transmits the torque and rotation speed to the outside.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 제2출력기어는, 상기 출력축의 중심에 배치되는 선기어; 상기 선기어와 맞물리도록 상기 선기어의 외주면에 배치된 복수의 유성기어들; 상기 유성기어들과 맞물리도록 상기 유성기어들의 외측에 배치된 링기어; 및, 상기 유성기어들의 각 중심축을 연결하는 캐리어;를 포함하는 유성기어세트로 이루어진다. According to an embodiment of the present invention, the second output gear includes a sun gear disposed at the center of the output shaft; A plurality of planetary gears disposed on an outer circumferential surface of the sun gear to engage with the sun gear; A ring gear disposed outside the planetary gears to engage with the planetary gears; And a carrier connecting the respective central axes of the planetary gears.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 제2입력기어는 베어링에 의해 상기 입력축에 축 결합된다. According to the embodiment of the present invention, the second input gear is axially coupled to the input shaft by a bearing.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 2단 변속시 상기 제2입력기어에 동력을 전달하는 변속모터를 더 포함한다. According to the embodiment of the present invention, it further includes a shift motor that transmits power to the second input gear in the two-speed shifting.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따른 전기 자동차용 2단 변속기에 의하면, 유성기어세트의 선기어와 링기어의 속도차를 이용함으로써, 기어 변속시 발생하는 변속 충격을 완화할 수 있으며, 이에 따라 전기 자동차의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. According to the two-stage transmission for an electric automobile according to the present invention having the above-described configuration, by using the difference in speed between the sun gear and the ring gear of the planetary gear set, the shift shock occurring at the time of gear shifting can be alleviated, The performance of the vehicle can be improved.

출력축의 제2출력기어를 차동장치를 대신하는 유성기어세트를 이용함으로써, 차동장치를 별도로 설치할 필요가 없어 부품 절감을 도모할 수 있다. The second output gear of the output shaft is replaced by a planetary gear set in place of the differential gear, so that there is no need to separately install the differential gear, thereby reducing the number of parts.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 2단 변속기의 전체적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 1단 변속 주행상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 유성기어세트의 1단 변속 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 2단 변속 주행상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 유성기어세트의 2단 변속 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 후진 변속 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 유성기어세트의 후진 변속 상태를 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing the overall configuration of a two-stage transmission for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a first-speed-change running state of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing a one-speed shifting state of a planetary gear set of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a two-speed shifting state of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing a two-speed shifting state of a planetary gear set of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a reverse shift state of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a reverse shift state of the planetary gear set of the electric vehicle according to the embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 2단 변속기의 전체적인 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 1단 변속 주행상태를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 유성기어세트의 1단 변속 상태를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 2단 변속 주행상태를 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 유성기어세트의 2단 변속 상태를 나타내는 도면이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 후진 변속 상태를 나타내는 도면이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 유성기어세트의 후진 변속 상태를 나타내는 도면이다.2 is a view showing a first-speed-change running state of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a view Fig. 4 is a diagram showing a two-speed shifting state of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, and Fig. 6 is a diagram illustrating a reverse shift state of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing a state in which the electric motor vehicle according to the embodiment of the present invention Fig. 8 is a diagram showing a reverse shift state of the planetary gear set of the electric vehicle according to the example.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 2단 변속기는, 전기적으로 구동되는 구동모터(M1)에 연결되고, 구동모터(M1)의 회전 동작에 의해 정역회전이 가능한 입력축(100)을 포함한다.1, a two-stage transmission for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention is connected to an electrically driven drive motor M1, And includes an input shaft 100.

여기서 구동모터(M1)는 전기 자동차에 설치된 미도시된 배터리 모듈로부터 전원을 공급받아 구동되는 모터의 일종으로서, 본 발명에서는 자동차가 운행되는 동력의 모든 전원을 공급하는 배터리 모듈로부터 얻어지는 전기 자동차의 경우로 한정하여 설명한다.Here, the driving motor M1 is a kind of motor driven by receiving power from an unillustrated battery module installed in an electric vehicle. In the present invention, in the case of an electric vehicle obtained from a battery module that supplies all the power .

또한, 구동모터(M1)는 일측방향 회전(시계방향 회전)을 1단 출력으로 이용하고, 타측방향 회전(반시계방향 회전)을 2단 출력으로 이용할 수 있도록 정,역회전이 가능하다. Further, the drive motor M1 can be rotated forward and backward so that one-side rotation (clockwise rotation) is used as the first-stage output and the other-direction rotation (counterclockwise rotation) is used as the second-stage output.

또한, 본 발명은 입력축(100)과 평행하게 배치되고, 회전하는 동작을 통해 바퀴를 회전시키는 추진력을 생성하는 출력축(200)을 포함한다. The present invention also includes an output shaft 200 disposed parallel to the input shaft 100 and generating an impelling force for rotating the wheels through a rotating operation.

본 발명에 따른 전기 자동차의 변속기의 주요 구성에 따른 기능은 입력축(100)과 출력축(200) 사이에 입력축(100)으로부터 전달되는 동력으로부터 회전수와 토크를 변경하여 자동차가 주행 상태에 따라 다양한 속도로 운행될 수 있도록 제어하는 것이다. The function according to the main configuration of the transmission of the electric vehicle according to the present invention changes the number of revolutions and the torque from the power transmitted from the input shaft 100 between the input shaft 100 and the output shaft 200, In order to be able to be operated.

입력축(100) 상에는 서로 나란하게 설치되는 제1입력기어(110)와 제2입력기어(120)가 배치되고 입력축(100)과 평행하게 배치되는 출력축(200) 상에는 서로 나란하게 설치되는 제1출력기어(210)와 제2출력기어(220)가 배치된다.A first input gear 110 and a second input gear 120 are disposed on the input shaft 100 in parallel to each other. On an output shaft 200 disposed in parallel with the input shaft 100, The gear 210 and the second output gear 220 are disposed.

도시한 바와 같이, 제1입력기어(110)는 제1출력기어(210)와 맞물리도록 형성되며, 상기 제2입력기어(120)는 제2출력기어(220)와 맞물리도록 형성된다. As shown in the figure, the first input gear 110 is configured to engage with the first output gear 210, and the second input gear 120 is configured to engage with the second output gear 220.

제2입력기어(120)는 입력축(100)에 베어링(121)을 통해 축 결합되고, 무부하 상태인 프리휠(free-wheel) 회전 상태로 동작하게 된다.The second input gear 120 is axially coupled to the input shaft 100 through a bearing 121 and operates in a free-wheel rotation state in a no-load state.

제2입력기어(120)는 변속모터(M2)와 연결되고, 2단 변속 상태에서 변속모터(M2)에 의해 정, 역회전이 가능하게 된다. 1단 변속 및 후진 시에는 변속모터(M2)의 미구동 상태이므로 제2입력기어(120)는 입력축(100)에 베어링(121)에 의해 축 결합되므로 정지 상태에 있게 된다. The second input gear 120 is connected to the speed change motor M2, and can be forwardly and reversely rotated by the speed change motor M2 in the two-speed shifting state. The second input gear 120 is in a stopped state because the second input gear 120 is axially coupled to the input shaft 100 by the bearing 121 because the shift motor M2 is not driven.

여기서, 변속모터(M2)는 출력축(200)의 제2출력기어(220)에 직접 연결될 수도 있으나, 자동차의 제동 시 기존의 마찰에 의한 제동 대신에 자동차의 운동에너지를 이용하여 발전기를 구동하고, 이때 발생하는 전기에너지를 배터리에 저장한 후 자동차의 구동시에 재사용하는 회생 제동을 수행하게 된다. Here, the shift motor M2 may be directly connected to the second output gear 220 of the output shaft 200. However, instead of braking by conventional friction during braking of the automobile, the generator may be driven using kinetic energy of the automobile, The electric energy generated at this time is stored in the battery and regenerative braking is performed to reuse the battery when the vehicle is driven.

제2입력기어(120)에 맞물리는 제2출력기어(220)는 유성기어세트로 이루어져 이를 통해 회전력을 전달함으로써, 1단, 2단, 후진의 변속비 구현이 가능하게 된다.The second output gear 220 meshing with the second input gear 120 is constituted by a planetary gear set and transmits the rotational force through the planetary gear set, thereby realizing the speed ratio of the first, second, and reverse steps.

유성기어세트는 중심에 배치되는 선기어(221)와, 선기어(221)와 맞물려 결합되도록 선기어(221)의 외측에 배치된 복수의 유성기어(222)와, 유성기어(222)와 맞물리도록 유성기어(222)의 외측에 배치된 링기어(223)와, 복수의 유성기어(222)의 각 중심축을 연결하는 캐리어(224)를 포함한다.The planetary gear set includes a sun gear 221 disposed at the center, a plurality of planetary gears 222 disposed outside the sun gear 221 to be engaged with the sun gear 221, A ring gear 223 disposed on the outer side of the planetary gear 222 and a carrier 224 connecting the respective central axes of the plurality of planetary gears 222. [

링기어(223)의 내주면에는 기어이가 형성되고, 링기어(223)의 중심에는 외주면에 기어이가 형성된 선기어(221)가 배치되며, 링기어(223)와 선기어(221) 사이에는 동시에 링기어(223) 및 선기어(221)의 기어이와 맞물리도록 외주면에 기어이가 형성되는 복수의 유성기어(222)가 서로 간격을 두고 이격되어 배치되며, 각각의 유성기어(222)의 중심축에 캐리어(224)가 일체로 연결된다. A sun gear 221 is disposed at the center of the ring gear 223 and a gear is formed on the outer circumferential surface of the ring gear 223. A ring gear 223 and a ring gear 223 are disposed between the ring gear 223 and the sun gear 221, A plurality of planetary gears 222 are disposed spaced apart from each other such that gears are formed on the outer circumferential surface so as to engage with the gears of the planetary gears 222, 223 and the sun gears 221, Respectively.

캐리어(224)는 3개의 유성기어(222)의 중심축을 연결하며, 본 발명의 실시예에서는 삼각형으로 형성될 수 있다. 또한, 캐리어(224)는 복수의 유성기어(222)가 선기어(221)를 중심으로 공전함에 따라 회전하게 되는데, 1단 및 후진 변속 시의 유성기어(222) 및 캐리어(224)의 회전 방향은 서로 반대 방향으로 회전하게 되며, 2단 변속 시의 유성기어(222) 및 캐리어(224)의 회전 방향은 서로 동일한 방향으로 회전하게 된다. The carrier 224 connects the center axes of the three planetary gears 222, and may be formed in a triangular shape in the embodiment of the present invention. The carrier 224 rotates as the plurality of planetary gears 222 revolve about the sun gear 221. The rotation direction of the planetary gears 222 and the carrier 224 in the first- And the rotational directions of the planetary gears 222 and the carrier 224 in the two-speed shifting state rotate in the same direction with respect to each other.

이와 같은 제2출력기어(220)인 유성기어세트는 복수의 기어가 항상 맞물려 있어 회전이 정숙하고, 회전력의 전달은 여러 개의 기어열에 의해 이루어지므로 각 기어이가 받는 부하가 작고 동기화가 되지 않아도 변속할 수 있으므로 입력축(100)에 의해 전달되는 구동모터(M1)의 동력을 차단하지 않고 변속이 가능하다. Since the planetary gear set as the second output gear 220 is always engaged with the plurality of gears, the rotation is quiet, and the transmission of the rotational force is performed by a plurality of gear trains. Therefore, even if the load on each gear is small, It is possible to perform the shifting without interrupting the power of the drive motor M 1 transmitted by the input shaft 100.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 2단 변속기의 동력전달 과정을 설명하면 다음과 같다.The power transmission process of the two-stage transmission for an electric vehicle according to the embodiment of the present invention will be described below.

먼저, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 전기 자동차의 1단 변속에 대해 설명하기로 한다.First, as shown in Fig. 2 and Fig. 3, the one-stage shift of the electric vehicle will be described.

전기 자동차의 작동으로 변속기에 1단 변속 신호가 인가되면 구동모터(M1)가 시계방향으로 회전하게 된다.When the transmission of the one-stage speed-change signal is applied to the transmission by the operation of the electric vehicle, the driving motor M1 rotates in the clockwise direction.

구동모터(M1)의 회전력은 입력축(100)에 전달되고 제1입력기어(110)와 맞물리는 제1출력기어(210)를 통해 출력축(200)에 반시계방향으로 전달된다. The rotational force of the driving motor M1 is transmitted to the input shaft 100 and transmitted to the output shaft 200 in a counterclockwise direction through the first output gear 210 engaged with the first input gear 110. [

출력축(200)에 전달된 회전력은 제2출력기어(220)인 유성기어세트의 선기어(221)에 전달되고, 선기어(221)는 유성기어(222)와 캐리어(224)에 회전력을 전달한다. The rotational force transmitted to the output shaft 200 is transmitted to the sun gear 221 of the planetary gear set as the second output gear 220 and the sun gear 221 transmits the rotational force to the planetary gear 222 and the carrier 224.

캐리어(224)로 전달된 반시계방향의 회전력은 출력축(200)을 통해 바퀴에 전달되면서 전기 자동차가 1단 변속 주행상태로 전진을 하게 된다.The counterclockwise rotational force transmitted to the carrier 224 is transmitted to the wheels through the output shaft 200, and the electric vehicle advances to the one-stage variable speed running state.

캐리어(224)는 3개의 유성기어(222)의 중심축과 연결되어 있어 유성기어(222)가 선기어(221)를 중심으로 링기어(223)의 외주면을 따라 시계방향으로 공전할 경우 반시계방향으로 회전하게 되며, 유성기어(222)의 공전 속도와 동일한 속도로 회전하게 되므로 캐리어(224)의 회전속도는 선기어(221)의 회전속도보다 상대적으로 느리게 된다. The carrier 224 is connected to the center axis of the three planetary gears 222 so that when the planetary gear 222 revolves clockwise along the outer peripheral surface of the ring gear 223 about the sun gear 221, And the rotation speed of the carrier 224 is relatively slower than the rotation speed of the sun gear 221 because the rotation speed of the carrier 224 is the same as the revolution speed of the planetary gear 222.

또한, 캐리어(224)의 회전속도가 선기어(221)의 회전속도보다 느리게 됨에 따라 바퀴에 전달되는 회전속도는 입력축(100)보다 느린 회전 속도이면서 높은 토크가 발생하게 된다. Further, as the rotational speed of the carrier 224 becomes slower than the rotational speed of the sun gear 221, the rotational speed transmitted to the wheels is higher than the rotational speed of the input shaft 100, and a higher torque is generated.

이때, 유성기어세트의 링기어(223)에 연결된 제2입력기어(120)는 변속모터(M2)가 미구동 상태로 인해 정지 상태를 유지함으로써, 제2입력기어(120)와 맞물리는 제2출력기어(220)의 링기어(223)도 정지 상태를 유지하게 된다. At this time, the second input gear 120 connected to the ring gear 223 of the planetary gear set maintains the stop state due to the inoperative state of the speed change motor M2, The ring gear 223 of the output gear 220 is also kept stationary.

도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 전기 자동차의 2단 변속에 대해 설명하면 다음과 같다.As shown in Figs. 4 and 5, the two-speed shifting of the electric vehicle will be described as follows.

구동모터(M1)의 회전력이 출력축(200)을 통해 바퀴에 전달되는 1단 변속 주행상태에서, 2단 변속 시에, 변속모터(M2)는 입력축(100)과 동일한 회전 방향인 시계방향으로 회전하게 된다.In a one-speed shifting state in which the rotational force of the driving motor M1 is transmitted to the wheels through the output shaft 200, the shifting motor M2 is rotated in the clockwise direction, which is the same rotational direction as the input shaft 100, .

변속모터(M2)의 회전력은 제2입력기어(120)에 전달되고, 제2입력기어(120)의 회전력은 출력축(200)의 제2출력기어(220)인 유성기어세트의 링기어(223)에 반시계방향의 회전력으로 전달된다.The rotational force of the shift motor M2 is transmitted to the second input gear 120 and the rotational force of the second input gear 120 is transmitted to the ring gear 223 of the planetary gear set of the second output gear 220 of the output shaft 200 In the counterclockwise direction.

링기어(223)는 1단 변속 시에 반시계방향으로 회전하는 선기어(221)와 함께 반시계방향으로 회전하게 되며, 동일한 회전속도로 회전하게 되므로 유성기어(222)는 선기어(221)와 링기어(223)에 맞물려 고정된 상태로 반시계방향으로 회전하게 된다.The ring gear 223 is rotated in the counterclockwise direction together with the sun gear 221 which rotates in the counterclockwise direction at the time of one speed change and is rotated at the same rotation speed so that the planetary gear 222 is rotated by the sun gear 221 And is rotated in a counterclockwise direction while being fixedly engaged with the gear 223.

이와 같이, 제1입력기어(110)와 제2입력기어(120)에서 입력된 동력은 캐리어(224)를 통해 출력된다. 이때, 2단 변속시의 캐리어(224)의 속도는 1단 변속시의 캐리어(224)의 속도보다 증가된 속도로 회전하게 된다.Thus, the power input from the first input gear 110 and the second input gear 120 is output through the carrier 224. At this time, the speed of the carrier 224 at the time of two-speed shifting rotates at a speed higher than the speed of the carrier 224 at the time of one-speed shifting.

캐리어(224)로 전달된 반시계방향의 회전력은 출력축(200)을 통해 바퀴에 전달되면서 전기 자동차가 2단 변속 주행상태로 전진을 하게 된다.The counterclockwise rotational force transmitted to the carrier 224 is transmitted to the wheels through the output shaft 200, and the electric vehicle advances to the two-speed shifting state.

도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 전기 자동차의 후진 변속에 대해 설명하면 다음과 같다.As shown in Figs. 6 and 7, the reverse shift of the electric vehicle will be described as follows.

후진 변속은 1단 변속과 동력전달 구조는 동일하나, 구동모터(M1)의 회전 방향이 반대이다.In the reverse shift, the one-stage shift and the power transmission structure are the same, but the rotation direction of the drive motor M1 is opposite.

전기 자동차의 작동으로 변속기에 후진 변속 신호가 인가되면 구동모터(M1)가 반시계방향으로 회전하게 된다.When the backward shift signal is applied to the transmission by the operation of the electric vehicle, the driving motor M1 is rotated counterclockwise.

구동모터(M1)의 회전력은 입력축(100)에 전달되고 제1입력기어(110)와 맞물리는 제1출력기어(210)를 통해 출력축(200)에 시계방향으로 전달된다. The rotational force of the driving motor M1 is transmitted to the input shaft 100 and is transmitted to the output shaft 200 through the first output gear 210 engaged with the first input gear 110 in a clockwise direction.

출력축(200)에 전달된 회전력은 제2출력기어(220)인 유성기어세트의 선기어(221)에 전달되고, 선기어(221)는 유성기어(222)와 캐리어(224)에 회전력을 전달한다. The rotational force transmitted to the output shaft 200 is transmitted to the sun gear 221 of the planetary gear set as the second output gear 220 and the sun gear 221 transmits the rotational force to the planetary gear 222 and the carrier 224.

캐리어(224)로 전달된 시계방향의 회전력은 출력축(200)을 통해 바퀴에 전달되면서 전기 자동차가 후진 변속 상태로 후진을 하게 된다.The rotational force transmitted to the carrier 224 in the clockwise direction is transmitted to the wheels through the output shaft 200, and the electric vehicle moves backward to the reverse shift state.

따라서, 본 발명은 1단, 후진 변속이 구동모터(M1)의 정역회전으로 구현되고, 2단 변속은 변속모터(M2)가 캐리어(224)의 속도를 증가시키는 방향으로 구동되므로 기어 변속시 발생하는 변속 충격을 저감 시켜 전기 자동차의 성능을 향상시킬 수 있게 된다. Therefore, in the present invention, the first-speed, reverse-speed shifting is implemented by forward and reverse rotation of the drive motor M1, and the two-speed shifting is generated in the gear shift state since the shift motor M2 is driven in the direction of increasing the speed of the carrier 224 So that the performance of the electric vehicle can be improved.

또한, 출력축(200)의 제2출력기어(220)를 차동장치를 대신하는 유성기어세트를 이용함으로써, 차동장치를 별도로 설치할 필요가 없어 부품 절감을 도모할 수 있다. Further, by using the planetary gear set in place of the differential gear for the second output gear 220 of the output shaft 200, there is no need to separately install the differential gear, thereby reducing the number of parts.

상술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.

100 : 입력축 110 : 제1입력기어
120 : 제2입력기어 200 : 출력축
210 : 제1출력기어 220 : 제2출력기어
221 : 선기어 222 : 유성기어
223 : 링기어 224 : 캐리어100: input shaft 110: first input gear
120: second input gear 200: output shaft
210: first output gear 220: second output gear
221: sun gear 222: planetary gear
223: ring gear 224: carrier

Claims (4)

정역회전이 가능한 구동모터에 연결된 입력축;
상기 입력축에 설치되는 제1입력기어와, 상기 입력축에 설치되며 1단 및 후진 변속 시 상기 구동모터에 의해 프리휠(free-wheel) 회전 상태로 동작하고 2단 변속시 외부 동력에 의해 구동력을 발생시키는 제2입력기어;
출력축; 및,
상기 출력축에 설치되고 상기 제1입력기어와 맞물리는 제1출력기어와, 상기 출력축에 설치되고 상기 제2입력기어와 맞물리며 상기 제1입력기어 및 상기 제2입력기어로부터 선택적으로 전달된 동력으로부터 토크 및 회전속도를 변경시켜 외부로 전달하는 유성기어세트로 이루어진 제2출력기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 2단 변속기.
An input shaft connected to a drive motor capable of normal / reverse rotation;
A first input gear provided on the input shaft and a second input gear provided on the input shaft and operated in a free-wheel rotation state by the drive motor in a first gear and a reverse gear shift, A second input gear;
Output shaft; And
A first input gear disposed on the output shaft and meshing with the first input gear; a second input gear disposed on the output shaft and meshing with the second input gear, the torque transmitted from the first input gear and the second input gear, And a second output gear composed of a planetary gear set for changing the rotation speed and transmitting the rotation speed to the outside.
제1항에 있어서,
상기 제2출력기어는,
상기 출력축의 중심에 배치되는 선기어;,
상기 선기어와 맞물리도록 상기 선기어의 외주면에 배치된 복수의 유성기어들;
상기 유성기어들과 맞물리도록 상기 유성기어들의 외측에 배치된 링기어; 및,
상기 유성기어들의 각 중심축을 연결하는 캐리어;를 포함하는 유성기어세트로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 2단 변속기.
The method according to claim 1,
The second output gear
A sun gear disposed at the center of the output shaft;
A plurality of planetary gears disposed on an outer circumferential surface of the sun gear to engage with the sun gear;
A ring gear disposed outside the planetary gears to engage with the planetary gears; And
And a carrier connecting each of the center axes of the planetary gears.
제1항에 있어서,
상기 제2입력기어는 베어링에 의해 상기 입력축에 축 결합된 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 2단 변속기.
The method according to claim 1,
And the second input gear is axially coupled to the input shaft by a bearing.
제1항에 있어서,
상기 2단 변속시 상기 제2입력기어에 동력을 전달하는 변속모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 2단 변속기.





The method according to claim 1,
Further comprising a shift motor that transmits power to the second input gear during the two-speed shifting.





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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220086406A (en) * 2020-12-16 2022-06-23 한호산업(주) Transmission for electric vehicle
KR20230080982A (en) 2021-11-30 2023-06-07 우수에이엠에스 주식회사 Two-speed transmission system for electric vehicle

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113757327A (en) * 2021-08-06 2021-12-07 华南理工大学 Differential reduction box and shoulder-elbow integrated power-assisted mechanism thereof

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR920012784A (en) * 1990-12-06 1992-07-27 류원식 Infinite range continuously variable transmission
KR100301551B1 (en) * 1999-05-12 2001-09-22 조자연 Continuously variable transmission using gears in automobile
KR20090076837A (en) * 2008-01-08 2009-07-13 하태환 Planetary gear set and power transmitting apparatus using the same
KR20120055334A (en) * 2010-11-23 2012-05-31 (주)브이이엔에스 Transmission for electric vehicle
KR101335393B1 (en) 2011-09-01 2013-12-02 김남숙 Transmission for the electricvehicle
KR101867537B1 (en) * 2017-02-01 2018-06-14 주식회사 네오오토 Two-speed transmission for electric vehicle

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR920012784A (en) * 1990-12-06 1992-07-27 류원식 Infinite range continuously variable transmission
KR100301551B1 (en) * 1999-05-12 2001-09-22 조자연 Continuously variable transmission using gears in automobile
KR20090076837A (en) * 2008-01-08 2009-07-13 하태환 Planetary gear set and power transmitting apparatus using the same
KR20120055334A (en) * 2010-11-23 2012-05-31 (주)브이이엔에스 Transmission for electric vehicle
KR101335393B1 (en) 2011-09-01 2013-12-02 김남숙 Transmission for the electricvehicle
KR101867537B1 (en) * 2017-02-01 2018-06-14 주식회사 네오오토 Two-speed transmission for electric vehicle

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220086406A (en) * 2020-12-16 2022-06-23 한호산업(주) Transmission for electric vehicle
KR102440057B1 (en) 2020-12-16 2022-09-06 한호산업(주) Transmission for electric vehicle
KR20230080982A (en) 2021-11-30 2023-06-07 우수에이엠에스 주식회사 Two-speed transmission system for electric vehicle

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