一種兩檔電動汽車的電驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種兩檔電動汽車的電驅(qū)動系統(tǒng)，其特征是設(shè)置轉(zhuǎn)子軸為空心軸，從而使得差速器能設(shè)置在轉(zhuǎn)子軸的內(nèi)部；在內(nèi)齒圈上設(shè)有同步器；在同步器上嚙合設(shè)有一檔接合齒圈和二檔接合齒圈，一檔接合齒圈固連于筋板上，二檔接合齒圈通過鍵連接于差速軸上，從而形成換擋結(jié)構(gòu)；設(shè)置差速軸為空心軸，從而使得右主減小齒輪的齒輪軸能設(shè)置在差速軸的內(nèi)部。本發(fā)明能實現(xiàn)電機、變速器與差速器的高度集成化和一體化，并改善電動汽車的動力性能。
【專利說明】一種兩檔電動汽車的電驅(qū)動系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電動汽車電驅(qū)動【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種兩檔電動汽車的電驅(qū)動系 統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，我國電動汽車取得了長足的發(fā)展。目前，市場上的電動汽車為滿足電機的 裝車要求，大部分廠家將電機與變速器采用獨立的兩個零部件形式裝配到車身上，這種安 裝方式是通過將電機輸出軸外花鍵與變速器輸入軸內(nèi)花鍵相配合而實現(xiàn)的。
[0003] 但這樣一來不但會增大機械噪音、振動，而且電機前端蓋和變速器殼體為獨立結(jié) 構(gòu)，勢必會影響整車空間的布置。而且目前市場上的電動汽車大部分采用的是固定速比的 減速器，這樣會使得牽引電機既要在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)提供較高的瞬時轉(zhuǎn)矩，又要在恒功率區(qū)提供 較高的運行速度，從而導(dǎo)致電機工作效率較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決電動汽車電驅(qū)動系統(tǒng)體積偏大、整車工作效率偏低的問題，本發(fā)明提供 一種兩檔電動汽車的電驅(qū)動系統(tǒng)，以期實現(xiàn)電機、變速器與差速器的高度集成化和一體化， 并改善電動汽車的動力性能。
[0005] 本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：
[0006] 本發(fā)明一種兩檔電動汽車的電驅(qū)動系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)子、定子、殼體、轉(zhuǎn)子軸、行星輪 系、同步器、差速軸、差速器；所述行星輪系包括中心齒輪、三個行星齒輪、內(nèi)齒圈和行星 架；
[0007] 所述定子固定在所述殼體上，所述轉(zhuǎn)子軸的一端與所述轉(zhuǎn)子相連，另一端與所述 中心齒輪相連；所述中心齒輪嚙合有所述三個行星齒輪，所述三個行星齒輪嚙合有所述內(nèi) 齒圈，所述行星架通過鍵連接在所述差速軸上，所述差速軸固連于所述差速器的殼體上，所 述差速器的兩端分別設(shè)有所述右主減小齒輪和所述左主減小齒輪；在所述右主減小齒輪和 所述左主減小齒輪上分別嚙合設(shè)有所述右主減大齒輪和所述左主減大齒輪，從而利用所述 右主減大齒輪和所述左主減大齒輪分別驅(qū)動與輸出軸相連的所述右車輪和所述左車輪行 駛；
[0008] 其結(jié)構(gòu)特點是：設(shè)置所述轉(zhuǎn)子軸為空心軸，從而使得所述差速器能設(shè)置在所述轉(zhuǎn) 子軸的內(nèi)部；
[0009] 在所述內(nèi)齒圈上設(shè)有所述同步器；在所述同步器上嚙合設(shè)有所述一檔接合齒圈和 所述二檔接合齒圈，所述一檔接合齒圈固連于所述筋板上，所述二檔接合齒圈通過鍵連接 于所述差速軸上，從而形成換擋結(jié)構(gòu)；
[0010] 設(shè)置所述差速軸為空心軸，從而使得所述右主減小齒輪的齒輪軸能設(shè)置在所述差 速軸的內(nèi)部。
[0011] 本發(fā)明所述的兩檔電動汽車的電驅(qū)動系統(tǒng)的特點也在于：利用所述同步器按如下 方式進行換擋操作：
[0012] 當電動汽車行駛在接近一檔的低速工況下時，通過所述撥叉將所述同步器向左撥 動，使得所述同步器與所述一檔接合齒圈接合，進而使得所述內(nèi)齒圈被固定；所述轉(zhuǎn)子軸經(jīng) 所述行星輪系進行一級減速輸出至所述行星架，所述行星架帶動所述差速軸轉(zhuǎn)動，所述差 速軸帶動所述差速器轉(zhuǎn)動，所述差速器帶動所述左主減小齒輪和所述右主減小齒輪轉(zhuǎn)動， 所述左主減小齒輪和所述右主減小齒輪分別帶動所述左主減大齒輪和所述右主減大齒輪 進行二級減速，進而利用所述左主減大齒輪和所述右主減大齒輪通過輸出軸分別驅(qū)動所述 左車輪和所述右車輪；
[0013] 當電動汽車行駛在接近二檔的高速工況下時，通過所述撥叉將所述同步器向右撥 動，使得所述同步器與所述二檔接合齒圈接合，進而使得所述行星齒輪與所述內(nèi)齒圈的相 對位置被固定，即整個行星輪系的相對位置被固定；所述轉(zhuǎn)子軸帶動所述中心齒輪轉(zhuǎn)動，所 述中心齒輪帶動所述差速軸轉(zhuǎn)動，所述差速軸帶動所述差速器轉(zhuǎn)動，所述差速器帶動所述 左主減小齒輪和所述右主減小齒輪轉(zhuǎn)動，所述左主減小齒輪和所述右主減小齒輪分別帶動 所述左主減大齒輪和所述右主減大齒輪進行減速，進而利用所述左主減大齒輪和所述右主 減大齒輪通過輸出軸分別驅(qū)動所述左車輪和所述右車輪。
[0014] 與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
[0015] 1、本發(fā)明采用結(jié)構(gòu)集成設(shè)計，實現(xiàn)了電機、變速器與差速器的高度一體化設(shè)計與 應(yīng)用，電驅(qū)動系統(tǒng)的集成化和一體化更加明顯，有效地減少了電驅(qū)動系統(tǒng)的體積和質(zhì)量，動 力總成的尺寸、以及殼體的復(fù)雜程度和面積，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小、重量輕；并降低了加工成 本；同時采用了兩檔變速機構(gòu)，能有效提高整車效率。
[0016] 2、本發(fā)明將差速器設(shè)于轉(zhuǎn)子內(nèi)部，充分利用了轉(zhuǎn)子的內(nèi)部空間，減小了整個系統(tǒng) 的軸向尺寸，從而有效地減小了系統(tǒng)的體積。
[0017] 3、本發(fā)明的電機變速器一體化結(jié)構(gòu)，采用行星輪系進行變速，減小了輪系的體積； 并采用同步器實現(xiàn)換擋，與目前只具有一個減速器的電動汽車電驅(qū)動系統(tǒng)相比，本發(fā)明可 使驅(qū)動電機長時間工作在高效區(qū)，延長了車輛的續(xù)駛里程，而且增加了電動汽車起步時的 轉(zhuǎn)矩，改善了電動汽車的駕駛舒適性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2為本發(fā)明電動汽車工作在一檔情況下的動力傳遞路線圖；
[0020] 圖3為本發(fā)明電動汽車工作在二檔情況下的動力傳遞路線圖；
[0021] 圖中標號：1轉(zhuǎn)子；2定子；3殼體；4轉(zhuǎn)子軸；5中心齒輪；6行星齒輪；7內(nèi)齒圈；8 行星架；9筋板；10 -擋接合齒圈；11同步器；12二擋接合齒圈；13a右主減小齒輪；13b左 主減小齒輪；14a右主減大齒輪；14b左主減大齒輪；15a右車輪；15b左車輪；16差速軸；17 差速器；18撥叉。

【具體實施方式】
[0022] 參見圖1，一種兩檔電動汽車的電驅(qū)動系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)子1、定子2、殼體3、轉(zhuǎn)子軸4、 行星輪系、同步器11、差速軸16、差速器17 ;其中，行星輪系包括中心齒輪5、三個行星齒輪 6、 內(nèi)齒圈7和行星架8 ;
[0023] 定子2固定在殼體3上，轉(zhuǎn)子軸4的一端與轉(zhuǎn)子1相連，另一端與中心齒輪5相連， 當轉(zhuǎn)子1以一定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)子軸4便可使中心齒輪5以與轉(zhuǎn)子1同樣的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動；根 據(jù)一般行星輪系的組成，中心齒輪5嚙合有三個行星齒輪6,三個行星齒輪6嚙合有內(nèi)齒圈 7, 根據(jù)齒輪的嚙合原理，當內(nèi)齒圈7被固定時，中心齒輪5和三個行星齒輪6的嚙合作用使 得連接在三個行星輪6上的行星架8的轉(zhuǎn)速降低，達到一級減速的目的；行星架8通過鍵連 接在差速軸16上，差速軸16固連于差速器17的殼體上，這樣就使得行星架8、差速軸16、 差速器17保持相同的轉(zhuǎn)速；差速器17的兩端分別設(shè)有右主減小齒輪13a和左主減小齒輪 13b，使得右主減小齒輪13a和左主減小齒輪13b又與差速器17保持相同的轉(zhuǎn)速；在右主減 小齒輪13a和左主減小齒輪13b上分別嚙合設(shè)有右主減大齒輪14a和左主減大齒輪14b，根 據(jù)齒輪的嚙合原理，右主減小齒輪13a和右主減大齒輪14a的嚙合以及左主減小齒輪13b 和左主減大齒輪14b的嚙合分別使得與右主減大齒輪14a連接的右車輪15a以及與左主減 大齒輪14b連接的左車輪15b的轉(zhuǎn)速降低，達到二級減速的目的；同時，利用右主減大齒輪 14a和左主減大齒輪14b分別驅(qū)動與輸出軸相連的右車輪15a和左車輪15b行駛；
[0024] 設(shè)置轉(zhuǎn)子軸4為空心軸，從而使得差速器17能設(shè)置在轉(zhuǎn)子軸4的內(nèi)部，充分利用 了轉(zhuǎn)子軸4的內(nèi)部空間；
[0025] 在內(nèi)齒圈7上設(shè)有同步器11，同步器11的作用是由控制系統(tǒng)提前預(yù)設(shè)好檔位接合 位置，以便在車速達到換擋點的時候能夠及時的進行換擋；因此，在同步器11上嚙合設(shè)有 一檔接合齒圈10和二檔接合齒圈12, 一檔接合齒圈10固連于筋板9上，二檔接合齒圈12 通過鍵連接于差速軸16上，從而形成換擋結(jié)構(gòu)；
[0026] 設(shè)置差速軸16為空心軸，從而使得右主減小齒輪13a的齒輪軸能設(shè)置在差速軸16 的內(nèi)部，進而使得右主減小齒輪13a的轉(zhuǎn)速與差速軸16的轉(zhuǎn)速時刻保持相同。
[0027] 一種兩檔電動汽車的電驅(qū)動系統(tǒng)的各檔位工作方式，是根據(jù)電動汽車行駛在不同 道路工況下，通過將電驅(qū)動系統(tǒng)中的同步器11進行向左撥動或向右撥動的操作實現(xiàn)換擋， 利用同步器11進行換擋操作具體為：
[0028] 當電動汽車在接近一檔的低速工況下運行時，通過撥叉18將同步器11向左撥動， 使得同步器11與一檔接合齒圈10接合，進而使得內(nèi)齒圈7被固定；轉(zhuǎn)子軸4經(jīng)行星輪系進 行一級減速輸出至行星架8,行星架8帶動差速軸16轉(zhuǎn)動，差速軸16帶動差速器17轉(zhuǎn)動， 差速器17帶動左主減小齒輪13b和右主減小齒輪13a轉(zhuǎn)動，左主減小齒輪13b和右主減小 齒輪13a分別帶動左主減大齒輪14b和右主減大齒輪14a進行二級減速，進而利用左主減 大齒輪14b和右主減大齒輪14a通過輸出軸分別驅(qū)動左車輪15b和右車輪15a ;
[0029] 當電動汽車在接近二檔的高速工況下運行時，通過撥叉18將同步器11向右撥動， 使得同步器11與二檔接合齒圈12接合，進而使得行星齒輪6與內(nèi)齒圈7的相對位置被固 定，即整個行星輪系的相對位置被固定；轉(zhuǎn)子軸4帶動中心齒輪5轉(zhuǎn)動，中心齒輪5帶動差 速軸16轉(zhuǎn)動，差速軸16帶動差速器17轉(zhuǎn)動，差速器17帶動左主減小齒輪13b和右主減小 齒輪13a轉(zhuǎn)動，左主減小齒輪13b和右主減小齒輪13a分別帶動左主減大齒輪14b和右主 減大齒輪14a進行減速，進而利用左主減大齒輪14b和右主減大齒輪14a通過輸出軸分別 驅(qū)動左車輪15b和右車輪15a。
[0030] 本發(fā)明進一步的工作原理說明如下：
[0031] 以實際開發(fā)某型純電動汽車為例，擋位數(shù)為2,行星齒輪傳動組減速比為2. 84,主 減速比為4。根據(jù)齒輪計算方法，計算得出各齒輪的齒數(shù)如表1所示。
[0032] 表1齒輪齒數(shù)表
[0033]

【權(quán)利要求】
1. 一種兩檔電動汽車的電驅(qū)動系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)子（1)、定子（2)、殼體（3)、轉(zhuǎn)子軸（4)、行 星輪系、同步器（11)、差速軸（16)、差速器（17);所述行星輪系包括中心齒輪（5)、三個行星 齒輪（6)、內(nèi)齒圈（7)和行星架（8); 所述定子（2)固定在所述殼體（3)上，所述轉(zhuǎn)子軸（4)的一端與所述轉(zhuǎn)子（1)相連，另 一端與所述中心齒輪（5)相連；所述中心齒輪（5)嚙合有所述三個行星齒輪（6)，所述三個 行星齒輪（6)嚙合有所述內(nèi)齒圈（7)，所述行星架（8)通過鍵連接在所述差速軸（16)上，所 述差速軸（16)固連于所述差速器（17)的殼體上，所述差速器（17)的兩端分別設(shè)有所述右 主減小齒輪（13a)和所述左主減小齒輪（13b);在所述右主減小齒輪（13a)和所述左主減 小齒輪（13b)上分別嚙合設(shè)有所述右主減大齒輪（14a)和所述左主減大齒輪（14b)，從而利 用所述右主減大齒輪（14a)和所述左主減大齒輪（14b)分別驅(qū)動與輸出軸相連的所述右車 輪（15a)和所述左車輪（15b)行駛； 其特征是：設(shè)置所述轉(zhuǎn)子軸（4)為空心軸，從而使得所述差速器（17)能設(shè)置在所述轉(zhuǎn) 子軸（4)的內(nèi)部； 在所述內(nèi)齒圈（7)上設(shè)有所述同步器（11);在所述同步器（11)上嚙合設(shè)有所述一檔 接合齒圈（10)和所述二檔接合齒圈（12)，所述一檔接合齒圈（10)固連于所述筋板（9)上， 所述二檔接合齒圈（12)通過鍵連接于所述差速軸（16)上，從而形成換擋結(jié)構(gòu)； 設(shè)置所述差速軸（16)為空心軸，從而使得所述右主減小齒輪（13a)的齒輪軸能設(shè)置在 所述差速軸（16)的內(nèi)部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩檔電動汽車的電驅(qū)動系統(tǒng)，其特征是：利用所述同步器 (11)按如下方式進行換擋操作： 當電動汽車行駛在接近一檔的低速工況下時，通過所述撥叉（18)將所述同步器（11) 向左撥動，使得所述同步器（11)與所述一檔接合齒圈（10)接合，進而使得所述內(nèi)齒圈（7) 被固定；所述轉(zhuǎn)子軸（4)經(jīng)所述行星輪系進行一級減速輸出至所述行星架（8)，所述行星 架（8)帶動所述差速軸（16)轉(zhuǎn)動，所述差速軸（16)帶動所述差速器（17)轉(zhuǎn)動，所述差速 器（17)帶動所述左主減小齒輪（13b)和所述右主減小齒輪（13a)轉(zhuǎn)動，所述左主減小齒輪 (13b)和所述右主減小齒輪（13a)分別帶動所述左主減大齒輪（14b)和所述右主減大齒輪 (14a)進行二級減速，進而利用所述左主減大齒輪（14b)和所述右主減大齒輪（14a)通過輸 出軸分別驅(qū)動所述左車輪（15b)和所述右車輪（15a); 當電動汽車行駛在接近二檔的高速工況下時，通過所述撥叉（18)將所述同步器（11) 向右撥動，使得所述同步器（11)與所述二檔接合齒圈（12)接合，進而使得所述行星齒輪 (6)與所述內(nèi)齒圈（7)的相對位置被固定，即整個行星輪系的相對位置被固定；所述轉(zhuǎn)子軸 (4)帶動所述中心齒輪（5)轉(zhuǎn)動，所述中心齒輪（5)帶動所述差速軸（16)轉(zhuǎn)動，所述差速 軸（16)帶動所述差速器（17)轉(zhuǎn)動，所述差速器（17)帶動所述左主減小齒輪（13b)和所述 右主減小齒輪（13a)轉(zhuǎn)動，所述左主減小齒輪（13b)和所述右主減小齒輪（13a)分別帶動 所述左主減大齒輪（14b)和所述右主減大齒輪（14a)進行減速，進而利用所述左主減大齒 輪（14b)和所述右主減大齒輪（14a)通過輸出軸分別驅(qū)動所述左車輪（15b)和所述右車輪 (15a)〇
【文檔編號】B60K17/14GK104477029SQ201410828980
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月26日
【發(fā)明者】黃康, 陳祥, 朱曉慧, 夏公川, 吳占雨 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)