專利名稱：一種電動汽車用電機(jī)-變速器一體化傳動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動汽車用電機(jī)-變速器一體化傳動系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，我國以高密度永磁電機(jī)為代表的各類車用電機(jī)取得了明顯進(jìn)步。在電機(jī)設(shè)計方面，采用現(xiàn)代車用電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計理念，初步解決多目標(biāo)高性能車用電機(jī)的極限設(shè)計， 結(jié)合應(yīng)用控制策略系統(tǒng)集成仿真的技術(shù)難題，采用結(jié)構(gòu)集成設(shè)計技術(shù)，實現(xiàn)了電機(jī)與變速器在機(jī)械、電磁、熱的高度一體化設(shè)計與應(yīng)用。電驅(qū)動系統(tǒng)的集成化和一體化趨勢更加明顯。機(jī)電一體化的發(fā)展從結(jié)構(gòu)集成到控制集成和系統(tǒng)集成，汽車動力的電氣化成分越來越高。不同耦合深度的機(jī)電耦合動力總成系統(tǒng)使得電機(jī)與變速箱兩者之間的聯(lián)系變得越來越緊密。
目前，市場上的電動汽車多采用固定速比的減速器，這種傳動方式結(jié)構(gòu)簡單、成本較低。但是，采用一個檔位的減速器，對牽引電機(jī)提出了較高的要求，使得牽引電機(jī)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。同時，存在電機(jī)利用效率較低的問題。
現(xiàn)有常用的電動汽車兩檔變速器有AMT結(jié)構(gòu)和DCT結(jié)構(gòu)。采用AMT結(jié)構(gòu)時，需要使用同步器，此時換檔沖擊較大。而采用DCT結(jié)構(gòu)時，由于變速箱只有兩個檔位，此時雙離合器結(jié)構(gòu)會使成本增加很多。
因此發(fā)明一種完全自主產(chǎn)權(quán)的電機(jī)-變速器一體化齒輪傳動系統(tǒng)十分必要。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種電動汽車用電機(jī)-變速器一體化傳動系統(tǒng)，根據(jù)較成熟的4AT結(jié)構(gòu)，提供一種電動汽車用電機(jī)-變速器一體化傳動系統(tǒng)，確切地說是一種純電動汽車電機(jī)-變速器一體化的兩檔自動變速器行星齒輪機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案
一種電動汽車用電機(jī)-變速器一體化傳動系統(tǒng)，整個系統(tǒng)由第一子系統(tǒng)和第二子系統(tǒng)串聯(lián)而成；
所述第一子系統(tǒng)為2K-H行星齒輪傳動系統(tǒng)，整體結(jié)構(gòu)為單排行星的布局形式，分別為電機(jī)及電機(jī)輸出軸、前排太陽輪、前排行星輪、前排行星架、前排齒圈；所述前排太陽輪通過花鍵安裝在所述電機(jī)輸出軸上，與所述太陽輪嚙合的行星輪通過軸承支撐在所述前排行星架上，所述前排齒圈固定在箱體上并與所述前排行星輪嚙合；
所述第二子系統(tǒng)為2K-H行星齒輪傳動系統(tǒng)，為單排行星的布局形式，分別為后排太陽輪、后排行星輪、后排行星架和后排齒圈；所述后排太陽輪通過鍵安裝在后排太陽輪軸上，所述后排太陽輪軸與所述前排行星架固連，在所述后排太陽輪軸外周安裝有電磁離合器，所述電磁離合器的線圈部分與所述后排太陽輪軸通過鍵固連，所述電磁離合器的銜鐵與所述后排行星架通過螺釘固連；與所述后排太陽輪嚙合的后排行星輪通過軸承支撐在所述后排行星架上，與所述后排行星輪嚙合的后排齒圈通過軸承支撐在所述后排行星架上；在后排行星架的外周通過軸承安裝有電磁制動器，所述電磁制動器的線圈部分與所述后排齒圈通過螺釘固連，所述電磁制動器的銜鐵與箱體通過螺釘固連；整個系統(tǒng)的輸出軸與所述后排行星架固連，所述輸出軸、后排太陽輪軸以及電機(jī)輸出軸同心。
與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在
I、與目前汽車用自動變速箱行星齒輪機(jī)構(gòu)相比，本發(fā)明的電機(jī)-變速器一體化的兩檔自動變速器行星齒輪機(jī)構(gòu)更適合于純電動汽車專用，減少了齒輪、換檔執(zhí)行元件，具有較高的效率。
2、與常用的兩檔變速器AMT結(jié)構(gòu)和DCT結(jié)構(gòu)相比，換檔沖擊小于AMT結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)成本低于DCT結(jié)構(gòu)，綜合性能較好，易于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
3、齒輪布置形式結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小、重量小，符合汽車輕量化的原則。
4、采用電機(jī)-變速器一體化齒輪傳動系統(tǒng)，實現(xiàn)了電機(jī)與變速器在機(jī)械、電磁、熱的高度一體化設(shè)計，符合了電驅(qū)動系統(tǒng)的集成化和一體化發(fā)展趨勢。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)號1電機(jī)、2前排太陽輪、3前排行星輪、4前排行星架、5前排齒圈、6后排太陽輪、7后排行星輪、8后排齒圈、H為后排行星架、Cl為電磁離合器、BI為電磁制動器、I 為電機(jī)輸出軸，II為后排太陽輪軸、III為輸出軸。
以下通過具體實施方式
，并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
具體實施例方式
實施例參見圖I,整個系統(tǒng)由兩套子系統(tǒng)串聯(lián)而成,其中第一子系統(tǒng)為2K-H行星齒輪傳動系統(tǒng)，整體結(jié)構(gòu)為單排行星的布局形式，分別為電機(jī)I及電機(jī)輸出軸I、前排太陽輪2、前排行星輪3、前排行星架4、前排齒圈5 ;前排太陽輪2通過花鍵安裝在電機(jī)輸出軸I 上(電機(jī)輸出軸也是前排太陽輪的輪軸)，與太陽輪嚙合的行星輪3通過軸承支撐在前排行星架4上，前排齒圈5固定在箱體上并與前排行星輪3嚙合。
第二子系統(tǒng)同樣為2K-H行星齒輪傳動系統(tǒng)，為單排行星的布局形式，分別為后排太陽輪6、后排行星輪7、后排行星架H和后排齒圈8 ;后排太陽輪6通過鍵安裝在后排太陽輪軸II上，后排太陽輪軸與前排行星架4固連(后排太陽輪軸也是第一子系統(tǒng)的輸出軸)，在后排太陽輪軸II外周安裝有電磁離合器Cl，電磁離合器Cl的線圈部分與后排太陽輪軸II通過鍵固連，電磁離合器Cl的銜鐵與后排行星架H通過螺釘固連；與后排太陽輪6 嚙合的后排行星輪7通過軸承支撐在后排行星架H上，與后排行星輪7嚙合的后排齒圈8 通過軸承支撐在后排行星架H上；在后排行星架H的外周通過軸承安裝有電磁制動器BI， 電磁制動器BI的線圈部分與后排齒圈8通過螺釘固連，電磁制動器BI的銜鐵與箱體通過螺釘固連；整個系統(tǒng)的輸出軸III與后排行星架H固連，并且輸出軸III、后排太陽輪軸II 以及電機(jī)輸出軸I同心。
工作中，電機(jī)順時針以一定速度和扭矩帶動電機(jī)輸出軸I (前排太陽輪軸)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)退贆n電磁制動器BI接合，且電磁離合器Cl不工作時，此時動力由前排行星齒輪傳動系統(tǒng)經(jīng)過一級減速傳遞到后排太陽輪6，再經(jīng)過后排行星齒輪傳動系統(tǒng)完成二級減速，最后動力由后排行星架H經(jīng)輸出軸III輸出，此時變速器處于Dl檔位置；當(dāng)高速檔電磁離合器Cl接合，且電磁制動器BI不工作時，此時動力由前排行星齒輪傳動系統(tǒng)經(jīng)過一級減速傳遞到后排太陽輪6，再經(jīng)過電磁離合器Cl，實現(xiàn)后排太陽輪6和后排行星架H的同步，最后動力由后排行星架H經(jīng)輸出軸III輸出，此時變速器處于D2檔位置；當(dāng)輸入電機(jī)逆時針以一定速度和扭矩帶動電機(jī)輸出軸I旋轉(zhuǎn)，低速檔電磁制動器BI接合，且電磁離合器Cl不工作時， 此時動力由前排行星齒輪傳動系統(tǒng)經(jīng)過一級減速傳遞到后排太陽輪2，再經(jīng)過后排行星齒輪傳動系統(tǒng)完成二級減速，最后動力由后排行星架H經(jīng)輸出軸III輸出，此時變速器處于R 檔位置。
由此，通過控制系統(tǒng)一個離合器和一個制動器的不同組合，從而可實現(xiàn)兩個前進(jìn)檔和一個倒檔。
以實際開發(fā)某型純電動汽車為例，所選檔位數(shù)為2，一檔傳動比為13. 04，二檔傳動比為4. 83。對行星齒輪配齒計算得出各齒輪的齒數(shù)如表I所示。
表I齒輪齒數(shù)表
權(quán)利要求
1.一種電動汽車用電機(jī)-變速器一體化傳動系統(tǒng)，其特征在于 整個系統(tǒng)由第一子系統(tǒng)和第二子系統(tǒng)串聯(lián)而成； 所述第一子系統(tǒng)為2K-H行星齒輪傳動系統(tǒng)，整體結(jié)構(gòu)為單排行星的布局形式，分別為電機(jī)(I)及電機(jī)輸出軸(I)、前排太陽輪(2)、前排行星輪(3)、前排行星架(4)、前排齒圈(5);所述前排太陽輪(2)通過花鍵安裝在所述電機(jī)輸出軸(I)上，與所述太陽輪嚙合的行星輪(3 )通過軸承支撐在所述前排行星架(4 )上，所述前排齒圈(5 )固定在箱體上并與所述前排行星輪(3)嚙合； 所述第二子系統(tǒng)為2K-H行星齒輪傳動系統(tǒng)，為單排行星的布局形式，分別為后排太陽輪(6)、后排行星輪(7)、后排行星架(H)和后排齒圈(8);所述后排太陽輪(6)通過鍵安裝在后排太陽輪軸(II)上，所述后排太陽輪軸與所述前排行星架(4)固連，在所述后排太陽輪軸(II)外周安裝有電磁離合器(Cl)，所述電磁離合器(Cl)的線圈部分與所述后排太陽輪軸(II)通過鍵固連，所述電磁離合器(Cl)的銜鐵與所述后排行星架(H)通過螺釘固連；與所述后排太陽輪(6)嚙合的后排行星輪(7)通過軸承支撐在所述后排行星架(H)上，與所述后排行星輪(7)嚙合的后排齒圈(8)通過軸承支撐在所述后排行星架(H)上；在后排行星架(H)的外周通過軸承安裝有電磁制動器(BI)，所述電磁制動器(BI)的線圈部分與所述后排齒圈(8)通過螺釘固連，所述電磁制動器(BI)的銜鐵與箱體通過螺釘固連；整個系統(tǒng)的輸出軸(III)與所述后排行星架(H)固連，所述輸出軸(III)、后排太陽輪軸(II)以及電機(jī)輸出軸(I)同心。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電動汽車用電機(jī)-變速器一體化傳動系統(tǒng)，為兩檔自動變速器行星齒輪機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)包括兩個單排2K-H行星齒輪傳動系統(tǒng)，前排行星齒輪傳動系統(tǒng)中，前排齒圈固定，動力由前排太陽輪傳遞至前排行星架輸出，完成一級減速；后排行星齒輪傳動系統(tǒng)中，離合器C1實現(xiàn)后排太陽輪與后排行星架的結(jié)合或分離，制動器B1實現(xiàn)后排齒圈與箱體的固定和分離，最后由后排行星架輸出動力，并且通過離合器和制動器工作與否的不同組合，完成兩檔的切換。本發(fā)明形式簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小、重量小，符合汽車輕量化的原則。
文檔編號H02K7/116GK102983672SQ20121047221
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者陳奇, 趙韓, 黃康, 趙玉才, 馮永愷, 馮關(guān)華, 陳戈, 沙發(fā)明, 王開來 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)