KR20200013391A - 전기차용 변속기 - Google Patents
전기차용 변속기 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20200013391A KR20200013391A KR1020180088544A KR20180088544A KR20200013391A KR 20200013391 A KR20200013391 A KR 20200013391A KR 1020180088544 A KR1020180088544 A KR 1020180088544A KR 20180088544 A KR20180088544 A KR 20180088544A KR 20200013391 A KR20200013391 A KR 20200013391A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- planetary gear
- gear device
- clutch
- carrier
- input shaft
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
- F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
- F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
- B60K17/02—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of clutch
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
- F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
- F16H3/46—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
- B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
- B60K17/06—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of change-speed gearing
- B60K17/08—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of change-speed gearing of mechanical type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
- B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
- B60K17/12—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of electric gearing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
- F16H1/46—Systems consisting of a plurality of gear trains each with orbital gears, i.e. systems having three or more central gears
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
- F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
- F16H3/62—Gearings having three or more central gears
- F16H3/66—Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/08—General details of gearing of gearings with members having orbital motion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
- B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
- B60K17/06—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of change-speed gearing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
- B60K2001/001—Arrangement or mounting of electrical propulsion units one motor mounted on a propulsion axle for rotating right and left wheels of this axle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2400/00—Special features of vehicle units
- B60Y2400/42—Clutches or brakes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
- F16H2200/0021—Transmissions for multiple ratios specially adapted for electric vehicles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
- F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
- F16H2200/0039—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising three forward speeds
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
- F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
- F16H2200/2002—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
- F16H2200/2007—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with two sets of orbital gears
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
- F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
- F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
- F16H2200/2038—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with three engaging means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
- F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
- F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
- F16H2200/2041—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with four engaging means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
- F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
- F16H2200/2097—Transmissions using gears with orbital motion comprising an orbital gear set member permanently connected to the housing, e.g. a sun wheel permanently connected to the housing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Structure Of Transmissions (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
Abstract
모터와 직결된 입력축과; 3개의 회전요소 중 제1회전요소는 상기 입력축과 단속 가능하게 설치되고 제3회전요소는 고정된 제1유성기어장치와; 3개의 회전요소 중 제1회전요소는 상기 입력축에 직결되고 제3회전요소는 상기 제1유성기어장치의 제2회전요소에 직결된 제2유성기어장치와; 상기 제2유성기어장치의 제2회전요소와 상기 입력축 사이를 단속시킬 수 있도록 설치된 제1클러치와; 상기 입력축에 평행하게 설치된 출력축과; 상기 제2유성기어장치의 제2회전요소와 일체로 회전하도록 설치된 전달구동기어와; 상기 전달구동기어에 치합되도록 상기 출력축에 구비된 전달피동기어와; 상기 제1유성기어장치의 제1회전요소를 상기 입력축에 단속시키도록 설치된 제2클러치와; 상기 제2유성기어장치의 제3회전요소를 고정시키거나 상기 전달구동기어에 결합시킬 수 있도록 설치된 제3클러치를 포함하여 구성된다.
Description
본 발명은 전기차용 변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가급적 적은 용량의 구동모터를 사용하면서도 차량의 주행성능을 충분히 확보할 수 있도록 하는 파워트레인의 구성에 관한 기술이다.
전기차는 구동모터로 엔진을 대신하여 차량의 구동에 필요한 구동력을 제공하며, 상기 구동모터는 대체로 용량이나 크기에 따라 그 가격이 비례하여 증가하며, 구동모터의 크기가 증가하면, 제공할 수 있는 구동력의 범위는 넓어지지만, 차량의 중량 증가에 의해 연비를 저하시키는 요인이 되기도 한다.
상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 가급적 간단한 구성과 작은 부피를 차지하여 차량 탑재성이 우수하고 중량이 저감되어 차량의 주행거리 연장 및 연비 향상에 적합하면서도, 상대적으로 높은 감속비를 제공하여 작은 용량의 구동모터를 사용하면서도 차량의 최고속도, 가속성능 및 등판성능 등과 같은 주행성능을 충분히 확보할 수 있도록 한 전기차용 변속기를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 전기차용 변속기는
모터와 직결된 입력축과;
3개의 회전요소 중 제1회전요소는 상기 입력축과 단속 가능하게 설치되고 제3회전요소는 고정된 제1유성기어장치와;
3개의 회전요소 중 제1회전요소는 상기 입력축에 직결되고 제3회전요소는 상기 제1유성기어장치의 제2회전요소에 직결된 제2유성기어장치와;
상기 제2유성기어장치의 제2회전요소와 상기 입력축 사이를 단속시킬 수 있도록 설치된 제1클러치와;
상기 입력축에 평행하게 설치된 출력축과;
상기 제2유성기어장치의 제2회전요소와 일체로 회전하도록 설치된 전달구동기어와;
상기 전달구동기어에 치합되도록 상기 출력축에 구비된 전달피동기어와;
상기 제1유성기어장치의 제1회전요소를 상기 입력축에 단속시키도록 설치된 제2클러치와;
상기 제2유성기어장치의 제3회전요소를 고정시키거나 상기 전달구동기어에 결합시킬 수 있도록 설치된 제3클러치;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 제1유성기어장치는 싱글피니언 단순 유성기어장치로서, 상기 제1회전요소는 제1선기어이고, 제2회전요소는 제1캐리어이며, 제3회전요소는 제1링기어이고;
상기 제2유성기어장치는 싱글피니언 단순 유성기어장치로서, 상기 제1회전요소는 제2선기어이고, 제2회전요소는 제2캐리어이며, 제3회전요소는 제2링기어일 수 있다.
상기 제1클러치는 마찰력에 의해 동력을 전달할 수 있는 마찰클러치로 구성되고;
상기 제2클러치와 제3클러치는 기어가 치합되어 동력을 전달할 수 있는 기어치합장치로 구성될 수 있다.
또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 전기차용 변속기는,
모터가 직결된 입력축과;
상기 입력축에 설치되고 각각 3개의 회전요소를 구비하고, 이들 중 각각의 한 회전요소는 서로 영구 연결된 제1유성기어장치 및 제2유성기어장치와;
상기 제2유성기어장치의 두 회전요소 사이를 단속시킬 수 있도록 설치된 제1클러치와;
상기 서로 영구 연결된 회전요소들 이외의 상기 제1유성기어장치의 다른 회전요소와 상기 제2유성기어장치의 다른 회전요소를 단속시킬 수 있도록 설치된 제2클러치와;
상기 제1유성기어장치와 제2유성기어장치의 서로 영구 연결된 회전요소들의 회전을 구속할 수 있도록 설치된 제3클러치와;
상기 제2유성기어장치로부터 회전력을 전달받도록 설치된 출력축;
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 제1유성기어장치는 싱글피니언 단순 유성기어장치로 구성되고, 상기 3개의 회전요소는 제1선기어, 제1캐리어, 및 제1링기어로 구성되며;
상기 제2유성기어장치는 싱글피니언 단순 유성기어장치로 구성되고, 상기 3개의 회전요소는 제2선기어, 제2캐리어, 및 제2링기어로 구성되며;
상기 서로 영구 연결된 회전요소들은 상기 제1캐리어와 제2링기어이며;
상기 제1링기어는 영구 고정되고;
상기 제2선기어는 상기 입력축에 영구 연결될 수 있다.
상기 제1클러치는 상기 제2유성기어장치의 제2선기어와 제2캐리어 사이를 단속시킬 수 있도록 설치되고;
상기 제2클러치는 상기 제1유성기어장치의 제1선기어와 상기 제2유성기어장치의 제2선기어를 단속시킬 수 있도록 설치될 수 있다.
상기 출력축은 상기 제2유성기어장치의 제2캐리어에 직결된 전달구동기어와 상기 전달구동기어에 치합되도록 상기 출력축에 구비된 전달피동기어에 의해 동력을 전달받도록 설치될 수 있다.
상기 제3클러치는 상기 서로 영구 연결된 제1캐리어와 제2링기어의 회전을 구속하는 상태와, 상기 제1캐리어와 제2링기어를 상기 전달구동기어에 연결시키는 상태를 전환할 수 있도록 설치될 수 있다.
상기 제3클러치는 상기 제1캐리어와 제2링기어의 회전을 구속하는 상태와, 상기 제2링기어를 제2캐리어에 연결하는 상태를 전환할 수 있도록 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 변속기는 가급적 간단한 구성과 작은 부피를 차지하여 차량 탑재성이 우수하고 중량이 저감되어 차량의 주행거리 연장 및 연비 향상에 적합하면서도, 상대적으로 높은 감속비를 제공하여 작은 용량의 구동모터를 사용하면서도 차량의 최고속도, 가속성능 및 등판성능 등과 같은 주행성능을 충분히 확보할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기차용 변속기의 구성을 도시한 도면,
도 2 내지 도 9는 도 1의 변속기의 변속과정을 차례로 설명한 도면이다.
도 2 내지 도 9는 도 1의 변속기의 변속과정을 차례로 설명한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명 전기차용 변속기는, 모터와 직결된 입력축(IN)과; 3개의 회전요소 중 제1회전요소는 상기 입력축(IN)과 단속 가능하게 설치되고 제3회전요소는 고정된 제1유성기어장치(PG1)와; 3개의 회전요소 중 제1회전요소는 상기 입력축(IN)에 직결되고 제3회전요소는 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제2회전요소에 직결된 제2유성기어장치(PG2)와; 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2회전요소와 상기 입력축(IN) 사이를 단속시킬 수 있도록 설치된 제1클러치(CL1)와; 상기 입력축(IN)에 평행하게 설치된 출력축(OUT)과; 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2회전요소와 일체로 회전하도록 설치된 전달구동기어(G1)와; 상기 전달구동기어(G1)에 치합되도록 상기 출력축(OUT)에 구비된 전달피동기어(G2)와; 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제1회전요소를 상기 입력축(IN)에 단속시키도록 설치된 제2클러치(CL2)와; 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제3회전요소를 고정시키거나 상기 전달구동기어(G1)에 결합시킬 수 있도록 설치된 제3클러치(CL3)를 포함하여 구성된다.
즉, 본 발명은 상기 입력축(IN)으로 입력되는 모터의 동력을 상기 제1유성기어장치(PG1) 및 제2유성기어장치(PG2)와 이들의 회전요소들을 제어하는 상기 제1클러치(CL1)와 제2클러치(CL2) 및 제3클러치(CL3)의 작동에 의해 적절히 변속하여, 상기 전달구동기어(G1) 및 전달피동기어(G2)를 통해 상기 출력축(OUT)으로 인출할 수 있도록 구성된 것이다.
본 실시예에서 상기 출력축(OUT)에는 출력기어(OG)가 일체로 구비되어 디퍼렌셜(DF)을 통해 구동륜으로 동력을 인출할 수 있도록 구성된다.
상기 제1유성기어장치(PG1)는 싱글피니언 단순 유성기어장치로서, 상기 제1회전요소는 제1선기어(S1)이고, 제2회전요소는 제1캐리어(C1)이며, 제3회전요소는 제1링기어(R1)이고; 상기 제2유성기어장치(PG2)는 싱글피니언 단순 유성기어장치로서, 상기 제1회전요소는 제2선기어(S2)이고, 제2회전요소는 제2캐리어(C2)이며, 제3회전요소는 제2링기어(R2)이다.
상기 제1클러치(CL1)는 마찰력에 의해 동력을 전달할 수 있는 마찰클러치로 구성되고, 상기 제2클러치(CL2)와 제3클러치(CL3)는 기어가 치합되어 동력을 전달할 수 있는 기어치합장치로 구성된다.
상기 마찰클러치는 외부로부터 제공되는 압력에 의해 마찰면에서 발생되는 마찰력에 의해 동력이 전달될 수 있도록 구성되고, 마찰력의 크기를 상기 압력에 의해 조절할 수 있는 예컨대 마찰디스크 타입 클러치 등이 사용될 수 있을 것이다.
상기 기어치합장치는 예컨대 도그클러치나 싱크로기구와 같이 기어의 치합과 해제가 가능한 메커니즘으로 구성되어, 기어가 치합된 상태에서는 별도로 외부에서 동력이 제공되지 않아도 기어 치합 상태가 지속적으로 유지되도록 함으로써, 후술하는 바와 같이 기어치합장치가 치합되어 형성되는 변속단으로 차량이 계속적으로 주행하는 동안에는 별도의 동력 소모가 발생하지 않게 되어 차량의 주행거리 증가 및 연비 향상에 기여할 수 있다.
한편, 상기한 바와 같은 본 발명의 전기차용 변속기는 다음과 같이 표현될 수도 있다.
즉, 본 발명 전기차용 변속기는 모터가 직결된 입력축(IN)과; 상기 입력축(IN)에 설치되고 각각 3개의 회전요소를 구비하고, 이들 중 각각의 한 회전요소는 서로 영구 연결된 제1유성기어장치(PG1) 및 제2유성기어장치(PG2)와; 상기 제2유성기어장치(PG2)의 두 회전요소 사이를 단속시킬 수 있도록 설치된 제1클러치(CL1)와; 상기 서로 영구 연결된 회전요소들 이외의 상기 제1유성기어장치(PG1)의 다른 회전요소와 상기 제2유성기어장치(PG2)의 다른 회전요소를 단속시킬 수 있도록 설치된 제2클러치(CL2)와; 상기 제1유성기어장치(PG1)와 제2유성기어장치(PG2)의 서로 영구 연결된 회전요소들의 회전을 구속할 수 있도록 설치된 제3클러치(CL3)와; 상기 제2유성기어장치(PG2)로부터 회전력을 전달받도록 설치된 출력축(OUT)을 포함하여 구성된다.
상기 제1유성기어장치(PG1)는 싱글피니언 단순 유성기어장치로 구성되고, 상기 3개의 회전요소는 제1선기어(S1), 제1캐리어(C1), 및 제1링기어(R1)로 구성되며; 상기 제2유성기어장치(PG2)는 싱글피니언 단순 유성기어장치로 구성되고, 상기 3개의 회전요소는 제2선기어(S2), 제2캐리어(C2), 및 제2링기어(R2)로 구성되며; 상기 서로 영구 연결된 회전요소들은 상기 제1캐리어(C1)와 제2링기어(R2)이며; 상기 제1링기어(R1)는 영구 고정되고; 상기 제2선기어(S2)는 상기 입력축(IN)에 영구 연결된 구성이다.
상기 제1클러치(CL1)는 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2선기어(S2)와 제2캐리어(C2) 사이를 단속시킬 수 있도록 설치되고; 상기 제2클러치(CL2)는 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제1선기어(S1)와 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2선기어(S2)를 단속시킬 수 있도록 설치된다.
상기 출력축(OUT)은 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2캐리어(C2)에 직결된 전달구동기어(G1)와 상기 전달구동기어(G1)에 치합되도록 상기 출력축(OUT)에 구비된 전달피동기어(G2)에 의해 동력을 전달받도록 설치된다.
상기 제3클러치(CL3)는 상기 서로 영구 연결된 제1캐리어(C1)와 제2링기어(R2)의 회전을 구속하는 상태와 상기 제1캐리어(C1)와 제2링기어(R2)를 상기 전달구동기어(G1)에 연결시키는 상태를 전환할 수 있도록 설치된다.
즉, 상기 제3클러치(CL3)는 상기 제1캐리어(C1)와 제2링기어(R2)의 회전을 구속하는 상태와, 상기 제2링기어(R2)를 제2캐리어(C2)에 연결하는 상태를 전환할 수 있도록 설치된 것이다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명 전기차용 변속기의 변속과정을 도 2 내지 도 9를 참조하여 살펴본다.
도 2는 도 1과 같은 중립상태로부터 1단으로 변속하기 위해 제3클러치(CL3)로 상기 제1캐리어(C1)와 제2링기어(R2)를 변속기케이스(CS)에 고정한 상태이다.
도 2와 같은 상태에서 상기 모터를 구동하면 도 3과 같이 모터의 동력은 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2선기어(S2)로 입력된 후 제2캐리어(C2)로 감속되어 출력되며, 이 동력은 상기 전달구동기어(G1)와 전달피동기어(G2)를 통해 출력축(OUT)으로 전달되고, 다시 출력기어(OG)와 디퍼렌셜(DF)을 통해 도시되지 않은 구동륜으로 1단의 출력을 제공한다.
도 4는 도 3의 1단 주행 상태로부터 2단으로의 변속을 위해 상기 제1클러치(CL1)에 약간의 마찰력을 발생시키는 상태로서, 이와 같이 제1클러치(CL1)에서 약간의 마찰력을 발생시키면, 상기 제2링기어(R2)가 1단 주행상태에서 제공하던 반력이 상쇄되면서 상기 제3클러치(CL3)를 중립상태로 해제시키기 용이하게 된다.
도 5는 상기 도 4와 같은 제1클러치(CL1)의 슬립제어에 의해 제3클러치(CL3)의 해제가 용이하게 되는 시점에 상기 제3클러치(CL3)를 해제하고, 상기 제1클러치(CL1)는 계속적으로 슬립시키면서 상기 전달구동기어(G1)로 동력을 지속적으로 전달하도록 하는 상태이다.
상기 도 5의 상태에서 상기 제1클러치(CL1)를 제어하여 상기 제1유성기어장치(PG1)의 제1선기어(S1) 속도가 상기 입력축(IN)의 속도와 같아지도록 제어하여, 상기 제2클러치(CL2)를 체결하고 상기 제1클러치(CL1)를 해제하면 도 6과 같은 상태가 된다.
도 6의 상태에서는 상기 제2링기어(R2)가 상기 제1유성기어장치(PG1)에 의해 감속되어 회전되고 있는 상황에서, 동력이 상기 제2선기어(S2)를 통해 입력된 후 제2캐리어(C2)로 감속되어 인출되므로, 상기 제2캐리어(C2)의 속도는 1단 변속단에서의 제2캐리어(C2) 속도보다는 빠른 속도가 되어 2단 변속단을 형성하게 된다.
물론, 상기 제2캐리어(C2)의 동력은 상기 전달구동기어(G1)와 전달피동기어(G2) 및 출력축(OUT)을 통해 디퍼렌셜(DF)로 인출된다.
도 7은 도 6과 같은 2단 상태로부터 3단으로의 변속을 위해 상기 제1클러치(CL1)를 슬립제어하면서 상기 제2클러치(CL2)를 해제한 상태이고, 도 8은 상기 제2클러치(CL2)가 해제된 상태에서 상기 제1클러치(CL1)를 완전히 체결하여 3단 변속단을 구현하는 상태로서, 상기 제2선기어(S2)와 제2캐리어(C2)를 연결하여, 실질적으로 제2유성기어장치(PG2)의 모든 회전요소가 일체가 되어 회전되도록 함으로써, 상기 모터의 동력이 감속되지 않고 그대로 상기 전달구동기어(G1)로 제공된 후 출력축(OUT)으로 인출되는 상태이다.
도 8과 같은 3단 변속단 상태는 상기 제1클러치(CL1)를 계속적으로 결합상태로 유지시키기 위한 에너지를 소모해야만 유지될 수 있기 때문에, 도 9와 같이 상기 제3클러치(CL3)로 상기 제2링기어(R2)를 상기 전달구동기어(G1)에 연결시키면, 실질적으로는 상기 제2링기어(R2)와 제2캐리어(C2)를 직접 연결하여 제2유성기어장치(PG2)의 모든 회전요소가 일체가 되어 회전되는 상태를 그대로 유지할 수 있어서, 상기 제1클러치(CL1)를 결합시키기 위해 소모되는 에너지 없이도 3단 변속단 상태를 그대로 안정되게 유지할 수 있게 된다.
따라서, 차량은 주행 중 소모되는 에너지를 최소화하여 차량의 주행거리 증대 및 연비 향상을 도모할 수 있고, 상기한 바와 같이 제1유성기어장치(PG1)와 제2유성기어장치(PG2)에 의한 감속 및 상기 전달구동기어(G1)와 전달피동기어(G2) 사이의 감속, 또한 상기 출력기어(OG)와 디퍼렌셜(DF) 사이의 감속 등 다단의 감속으로 상대적으로 적은 용량의 모터를 사용하고도 원하는 구동력을 구동륜에 제공하도록 할 수 있어서, 모터의 용량 축소 및 그에 따른 차량의 연비 향상을 도모할 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
IN; 입력축
PG1; 제1유성기어장치
PG2; 제2유성기어장치
CL1; 제1클러치
OUT; 출력축
G1; 전달구동기어
G2; 전달피동기어
CL2; 제2클러치
CL3; 제3클러치
OG; 출력기어
DF; 디퍼렌셜
CS; 변속기케이스
PG1; 제1유성기어장치
PG2; 제2유성기어장치
CL1; 제1클러치
OUT; 출력축
G1; 전달구동기어
G2; 전달피동기어
CL2; 제2클러치
CL3; 제3클러치
OG; 출력기어
DF; 디퍼렌셜
CS; 변속기케이스
Claims (9)
- 모터와 직결된 입력축과;
3개의 회전요소 중 제1회전요소는 상기 입력축과 단속 가능하게 설치되고 제3회전요소는 고정된 제1유성기어장치와;
3개의 회전요소 중 제1회전요소는 상기 입력축에 직결되고 제3회전요소는 상기 제1유성기어장치의 제2회전요소에 직결된 제2유성기어장치와;
상기 제2유성기어장치의 제2회전요소와 상기 입력축 사이를 단속시킬 수 있도록 설치된 제1클러치와;
상기 입력축에 평행하게 설치된 출력축과;
상기 제2유성기어장치의 제2회전요소와 일체로 회전하도록 설치된 전달구동기어와;
상기 전달구동기어에 치합되도록 상기 출력축에 구비된 전달피동기어와;
상기 제1유성기어장치의 제1회전요소를 상기 입력축에 단속시키도록 설치된 제2클러치와;
상기 제2유성기어장치의 제3회전요소를 고정시키거나 상기 전달구동기어에 결합시킬 수 있도록 설치된 제3클러치;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기차용 변속기. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1유성기어장치는 싱글피니언 단순 유성기어장치로서, 상기 제1회전요소는 제1선기어이고, 제2회전요소는 제1캐리어이며, 제3회전요소는 제1링기어이고;
상기 제2유성기어장치는 싱글피니언 단순 유성기어장치로서, 상기 제1회전요소는 제2선기어이고, 제2회전요소는 제2캐리어이며, 제3회전요소는 제2링기어인 것
을 특징으로 하는 전기차용 변속기. - 청구항 2에 있어서,
상기 제1클러치는 마찰력에 의해 동력을 전달할 수 있는 마찰클러치로 구성되고;
상기 제2클러치와 제3클러치는 기어가 치합되어 동력을 전달할 수 있는 기어치합장치로 구성된 것
을 특징으로 하는 전기차용 변속기. - 모터가 직결된 입력축과;
상기 입력축에 설치되고 각각 3개의 회전요소를 구비하고, 이들 중 각각의 한 회전요소는 서로 영구 연결된 제1유성기어장치 및 제2유성기어장치와;
상기 제2유성기어장치의 두 회전요소 사이를 단속시킬 수 있도록 설치된 제1클러치와;
상기 서로 영구 연결된 회전요소들 이외의 상기 제1유성기어장치의 다른 회전요소와 상기 제2유성기어장치의 다른 회전요소를 단속시킬 수 있도록 설치된 제2클러치와;
상기 제1유성기어장치와 제2유성기어장치의 서로 영구 연결된 회전요소들의 회전을 구속할 수 있도록 설치된 제3클러치와;
상기 제2유성기어장치로부터 회전력을 전달받도록 설치된 출력축;
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기차용 변속기. - 청구항 4에 있어서,
상기 제1유성기어장치는 싱글피니언 단순 유성기어장치로 구성되고, 상기 3개의 회전요소는 제1선기어, 제1캐리어, 및 제1링기어로 구성되며;
상기 제2유성기어장치는 싱글피니언 단순 유성기어장치로 구성되고, 상기 3개의 회전요소는 제2선기어, 제2캐리어, 및 제2링기어로 구성되며;
상기 서로 영구 연결된 회전요소들은 상기 제1캐리어와 제2링기어이며;
상기 제1링기어는 영구 고정되고;
상기 제2선기어는 상기 입력축에 영구 연결된 것
을 특징으로 하는 전기차용 변속기. - 청구항 5에 있어서,
상기 제1클러치는 상기 제2유성기어장치의 제2선기어와 제2캐리어 사이를 단속시킬 수 있도록 설치되고;
상기 제2클러치는 상기 제1유성기어장치의 제1선기어와 상기 제2유성기어장치의 제2선기어를 단속시킬 수 있도록 설치된 것
을 특징으로 하는 전기차용 변속기. - 청구항 6에 있어서,
상기 출력축은 상기 제2유성기어장치의 제2캐리어에 직결된 전달구동기어와 상기 전달구동기어에 치합되도록 상기 출력축에 구비된 전달피동기어에 의해 동력을 전달받도록 설치된 것
을 특징으로 하는 전기차용 변속기. - 청구항 7에 있어서,
상기 제3클러치는 상기 서로 영구 연결된 제1캐리어와 제2링기어의 회전을 구속하는 상태와, 상기 제1캐리어와 제2링기어를 상기 전달구동기어에 연결시키는 상태를 전환할 수 있도록 설치된 것
을 특징으로 하는 전기차용 변속기. - 청구항 7에 있어서,
상기 제3클러치는 상기 제1캐리어와 제2링기어의 회전을 구속하는 상태와, 상기 제2링기어를 제2캐리어에 연결하는 상태를 전환할 수 있도록 설치된 것
을 특징으로 하는 전기차용 변속기.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180088544A KR102532314B1 (ko) | 2018-07-30 | 2018-07-30 | 전기차용 변속기 |
US16/171,823 US10598257B2 (en) | 2018-07-30 | 2018-10-26 | Transmission for electric vehicle |
CN201811382905.4A CN110778666B (zh) | 2018-07-30 | 2018-11-20 | 用于电动车辆的变速器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180088544A KR102532314B1 (ko) | 2018-07-30 | 2018-07-30 | 전기차용 변속기 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20200013391A true KR20200013391A (ko) | 2020-02-07 |
KR102532314B1 KR102532314B1 (ko) | 2023-05-16 |
Family
ID=69179713
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180088544A KR102532314B1 (ko) | 2018-07-30 | 2018-07-30 | 전기차용 변속기 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10598257B2 (ko) |
KR (1) | KR102532314B1 (ko) |
CN (1) | CN110778666B (ko) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102588935B1 (ko) * | 2018-08-29 | 2023-10-16 | 현대자동차주식회사 | 차량의 파워트레인 |
US20230099321A1 (en) * | 2021-09-20 | 2023-03-30 | Dana Belgium N.V. | Electric driveline system and electric driveline system operating method |
US11879529B1 (en) * | 2023-04-28 | 2024-01-23 | Fca Us Llc | Gearbox for electric off-road vehicles |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20010019808A (ko) * | 1999-08-31 | 2001-03-15 | 이계안 | 차량용 5속 자동 변속기의 파워 트레인 |
JP2013108619A (ja) * | 2011-10-28 | 2013-06-06 | Nsk Ltd | 電気自動車用駆動装置 |
JP2016516161A (ja) * | 2013-03-12 | 2016-06-02 | ツェットエフ、フリードリッヒスハーフェン、アクチエンゲゼルシャフトZf Friedrichshafen Ag | 車両用ドライブトレインおよびパワー変更の実行方法 |
KR20170018220A (ko) | 2015-08-07 | 2017-02-16 | 현대자동차주식회사 | 전기차 변속기 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4096448B2 (ja) * | 1998-06-05 | 2008-06-04 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 自動変速機 |
CN100554726C (zh) * | 2004-11-30 | 2009-10-28 | 爱信艾达株式会社 | 自动变速器 |
KR101416423B1 (ko) * | 2013-07-01 | 2014-07-08 | 현대자동차 주식회사 | 차량용 자동변속기의 유성기어트레인 |
KR101550603B1 (ko) * | 2013-11-22 | 2015-09-07 | 현대자동차 주식회사 | 하이브리드 자동차의 동력전달장치 |
KR101550983B1 (ko) * | 2013-11-25 | 2015-09-18 | 현대자동차주식회사 | 차량의 자동화 수동 변속기 |
DE102013226473B4 (de) * | 2013-12-18 | 2022-02-03 | Zf Friedrichshafen Ag | Getriebe |
KR101664054B1 (ko) * | 2014-12-10 | 2016-10-10 | 현대자동차 주식회사 | 차량용 자동변속기의 유성기어트레인 |
KR101807029B1 (ko) * | 2015-12-10 | 2017-12-08 | 현대자동차 주식회사 | 차량용 자동변속기의 유성기어트레인 |
CN206299752U (zh) * | 2016-06-28 | 2017-07-04 | 泰州市海博汽车科技有限公司 | 一种行星排式变速器 |
-
2018
- 2018-07-30 KR KR1020180088544A patent/KR102532314B1/ko active IP Right Grant
- 2018-10-26 US US16/171,823 patent/US10598257B2/en active Active
- 2018-11-20 CN CN201811382905.4A patent/CN110778666B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20010019808A (ko) * | 1999-08-31 | 2001-03-15 | 이계안 | 차량용 5속 자동 변속기의 파워 트레인 |
JP2013108619A (ja) * | 2011-10-28 | 2013-06-06 | Nsk Ltd | 電気自動車用駆動装置 |
JP2016516161A (ja) * | 2013-03-12 | 2016-06-02 | ツェットエフ、フリードリッヒスハーフェン、アクチエンゲゼルシャフトZf Friedrichshafen Ag | 車両用ドライブトレインおよびパワー変更の実行方法 |
KR20170018220A (ko) | 2015-08-07 | 2017-02-16 | 현대자동차주식회사 | 전기차 변속기 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20200031223A1 (en) | 2020-01-30 |
KR102532314B1 (ko) | 2023-05-16 |
US10598257B2 (en) | 2020-03-24 |
CN110778666A (zh) | 2020-02-11 |
CN110778666B (zh) | 2024-02-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108290485B (zh) | 车辆动力传动系统 | |
KR101163822B1 (ko) | 하이브리드 차량의 파워트레인 | |
KR101550610B1 (ko) | 하이브리드 차량용 변속장치 | |
KR20200013391A (ko) | 전기차용 변속기 | |
KR101550629B1 (ko) | 하이브리드 자동차의 동력전달장치 | |
KR101788477B1 (ko) | 하이브리드 차량용 구동 시스템 | |
KR102496260B1 (ko) | 모터 구동 차량의 변속기 | |
KR960007237A (ko) | 차량용 자동 변속기의 파워 트레인 | |
KR20200022238A (ko) | 하이브리드 차량용 동력전달장치 | |
US20190162274A1 (en) | Gear Mechanism for a Motor Vehicle | |
US20120309580A1 (en) | Automatic Transmission | |
KR20200022239A (ko) | 하이브리드 차량용 동력전달장치 | |
US8556758B1 (en) | Hybrid powertrain | |
KR102634454B1 (ko) | 차량의 파워트레인 | |
KR101262132B1 (ko) | 차량용 감속장치 | |
KR101510341B1 (ko) | 하이브리드 차량용 변속장치 | |
KR102585748B1 (ko) | 차량의 변속기 | |
JP2017206213A (ja) | 車両用駆動装置 | |
KR101924369B1 (ko) | 차량용 하이브리드 변속기 | |
CN112622600A (zh) | 机动车辆混合动力系 | |
US10400863B2 (en) | Planetary gear train of an automatic transmission for vehicles | |
KR20210119149A (ko) | 전기차 파워트레인 | |
CN112297819A (zh) | 四轮驱动系统及车辆 | |
KR20160062766A (ko) | 하이브리드 차량용 파워트레인 | |
KR102518249B1 (ko) | 전기차용 변속기 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |