純電動汽車用電機(jī)-變速器一體化傳動系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種純電動汽車用電機(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)由單排2K-H行星齒輪機(jī)構(gòu)、電磁離合器、電磁制動器、差速器、主減齒輪以及永磁同步電機(jī)組成，其中太陽輪通過花鍵與永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子座直接固連，與轉(zhuǎn)子相對應(yīng)的定子固定在電機(jī)殼上，差速器置于電機(jī)轉(zhuǎn)子座內(nèi)。動力由電機(jī)傳遞至太陽輪，再由行星架傳遞至差速器左右半軸，最后經(jīng)主減輸出至車輪，離合器實(shí)現(xiàn)齒圈與行星架的結(jié)合或分離，制動器實(shí)現(xiàn)齒圈與箱體的固定或分離，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。
【專利說明】純電動汽車用電機(jī)-變速器一體化傳動系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種純電動汽車用電機(jī)-變速器一體化傳動系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】:
[0002]目前，內(nèi)燃機(jī)汽車占據(jù)了絕大部分市場，但是內(nèi)燃機(jī)汽車面臨著排放和石油資源短缺這兩個難以解決的問題。以解決能源危機(jī)與環(huán)保需求問題為出發(fā)點(diǎn)，以純電動汽車為代表的新能源汽車的發(fā)展受到全球的廣泛關(guān)注。
[0003]國外，以日本、美國為代表，在電動汽車以及混合動力汽車研究方面走在了世界的前列，日本混合動力轎車在2004年的保有量達(dá)19.7萬輛，主要是豐田Prius第三代、本田Civic第二代，現(xiàn)品種已有20多個，美國正加速發(fā)展柴油混合動力，伊頓正發(fā)展液壓混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，由儲能器、液壓泵、液壓馬達(dá)、驅(qū)動后橋的串聯(lián)式，包括制動再生和發(fā)動機(jī)自動停開等；國內(nèi)以一汽、東風(fēng)、上海大眾、長安、奇瑞、中通、北汽福田和京華客車等企業(yè)為代表，也以08奧運(yùn)為契機(jī)，開發(fā)出了新能源汽車，但仔細(xì)分析后，均可發(fā)現(xiàn)，這些新能源汽車在傳動系方面基本上都是借用傳統(tǒng)的燃油汽車的傳動系，或在參數(shù)方面稍做改變，而沒有進(jìn)行有針對性的研究。以純電動汽車為例:通過對國內(nèi)外已研制的電動汽車的結(jié)構(gòu)分析，可以發(fā)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)基本是在傳統(tǒng)汽車的基礎(chǔ)上改裝而成。就純電動汽車來說，即把原有的燃油發(fā)動機(jī)換成蓄電池和驅(qū)動電機(jī)及其控制器，而其余結(jié)構(gòu)基本沒有改變，這樣雖然大大簡化了設(shè)計(jì)制造過程，但它未能根據(jù)電機(jī)的驅(qū)動特性來充分發(fā)揮電機(jī)驅(qū)動的各種技術(shù)優(yōu)勢，因此其性價比也難以有突破性提高。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0004]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純電動汽車用電機(jī)-變速器一體化傳動系統(tǒng)，具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率高的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:
[0006]純電動汽車用電機(jī)-變速器一體化傳動系統(tǒng)，整個系統(tǒng)由單排2K-H行星齒輪機(jī)構(gòu)、電磁離合器、電磁制動器、差速器、主減齒輪以及永磁同步電機(jī)組成；所述傳動系統(tǒng)采用單排行星齒輪2K-H的布局形式，包括:電機(jī)定子、電機(jī)轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子座、太陽輪、行星輪、齒圈、行星架、差速器、電磁離合器、電磁制動器、左主動輪、左從動輪、右主動輪、右從動輪、差速器左半軸、差速器右半軸、左動力輸出軸、右動力輸出軸、左車輪、右車輪、電機(jī)殼；
[0007]所述太陽輪通過花鍵與電機(jī)轉(zhuǎn)子座直接固連，與電機(jī)轉(zhuǎn)子相對應(yīng)的定子固定在電機(jī)殼上；與所述太陽輪嚙合的行星輪通過軸承支撐在所述行星架上；所述差速器置于電機(jī)轉(zhuǎn)子座孔內(nèi)，一端通過軸承支撐在太陽輪軸孔內(nèi)，另一端通過軸承支撐在電機(jī)殼孔內(nèi)；所述行星架通過花鍵與差速器固連；所述電磁離合器的銜鐵部分與所述齒圈通過螺釘固連，所述電磁離合器的線圈部分通過鍵與行星架固連；與所述行星輪嚙合的齒圈通過軸承支撐在所述電機(jī)殼上；所述電磁制動器的銜鐵部分與電機(jī)殼通過螺釘固連，所述電磁制動器的線圈部分與所述齒圈通過鍵固連；[0008]所述左主動輪通過鍵與差速器左半軸固連，與所述左主動輪嚙合的左從動輪通過鍵與所述的左動力輸出軸固連；所述右主動輪通過鍵與差速器右半軸固連，與所述右主動輪嚙合的右從動輪通過鍵與所述的右動力輸出軸固連；整個系統(tǒng)的電機(jī)轉(zhuǎn)子、太陽輪與所述差速器左半軸、差速器右半軸同心,動力由所述左動力輸出軸、右動力輸出軸傳遞至左車輪及右車輪。
[0009]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
[0010]1.將太陽輪與電機(jī)轉(zhuǎn)子座通過花鍵直接固連，避免了由太陽輪和電機(jī)軸二級配合誤差所帶來的機(jī)械振動和噪聲；
[0011]2.將差速器置于電機(jī)轉(zhuǎn)子座內(nèi)，減小了整個傳動系統(tǒng)的空間尺寸，使整體結(jié)構(gòu)更加緊湊；
[0012]3.與目前的電動汽車用固定速比減速器相比，傳動比可變，傳動效率更高；
[0013]4.主減速器可應(yīng)用于不同的車型結(jié)構(gòu)；
[0014]5.該結(jié)構(gòu)布置形式簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小、重量小，符合汽車輕量化原則。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中標(biāo)號:1電機(jī)定子、2電機(jī)轉(zhuǎn)子、3轉(zhuǎn)子座、4太陽輪、5行星輪、6齒圈、7行星架、8差速器、9電磁離合器、10電磁制動器、11左主動輪、12左從動輪、13右主動輪、14右從動輪、15差速器左半軸、16差速器右半軸、17左動力輸出軸、18右動力輸出軸、19左車輪、20右車輪、21電機(jī)殼。
[0017]以下通過【具體實(shí)施方式】，并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】:
[0018]實(shí)施例:參見附圖1，本實(shí)施例的純電動汽車用電機(jī)-變速器一體化傳動系統(tǒng)，整個系統(tǒng)由單排2K-H行星齒輪機(jī)構(gòu)、電磁離合器、電磁制動器、差速器、主減齒輪以及永磁同步電機(jī)組成；該傳動系統(tǒng)采用簡單的單排行星齒輪(2K-H)的布局形式，分別為:電機(jī)定子
1、電機(jī)轉(zhuǎn)子2、轉(zhuǎn)子座3、太陽輪4、行星輪5、齒圈6、行星架7、差速器8、電磁離合器9、電磁制動器10、左主動輪11、左從動輪12、右主動輪13、右從動輪14、差速器左半軸15、差速器右半軸16、左動力輸出軸17、右動力輸出軸18、左車輪19、右車輪20、電機(jī)殼21 ;連接關(guān)系為:太陽輪4通過花鍵與電機(jī)轉(zhuǎn)子座3直接固連，與電機(jī)轉(zhuǎn)子2相對應(yīng)的定子I固定在電機(jī)殼21上；與太陽輪4嚙合的行星輪5通過軸承支撐在行星架7上；差速器8置于電機(jī)轉(zhuǎn)子座3孔內(nèi)，一端通過軸承支撐在太陽輪4軸孔內(nèi)，另一端通過軸承支撐在電機(jī)殼21孔內(nèi)；行星架7通過花鍵與差速器8固連；電磁離合器9的銜鐵部分與齒圈6通過螺釘固連，電磁離合器9的線圈部分通過鍵與行星架7固連；與行星輪5嚙合的齒圈6通過軸承支撐在電機(jī)殼21上；電磁制動器10的銜鐵部分與電機(jī)殼21通過螺釘固連，電磁制動器10的線圈部分與齒圈6通過鍵固連。
[0019]左主動輪11通過鍵與差速器左半軸15固連，與左主動輪11嚙合的左從動輪12通過鍵與的左動力輸出軸17固連；右主動輪13通過鍵與差速器右半軸16固連，與右主動輪13嚙合的右從動輪14通過鍵與的右動力輸出軸18固連；整個系統(tǒng)的電機(jī)轉(zhuǎn)子1、太陽輪4與差速器左半軸15、差速器右半軸16同心，動力由左動力輸出軸17、右動力輸出軸18傳遞至左車輪19及右車輪20。
[0020]工作中，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子2順時針以一定速度和扭矩帶動轉(zhuǎn)子座3旋轉(zhuǎn)，電磁制動器10接合，而電磁離合器9不工作時，此時動力由電機(jī)轉(zhuǎn)子座3傳遞至太陽輪4，經(jīng)過行星齒輪減速機(jī)構(gòu)完成一級減速，動力由行星架7傳遞至差速器左半軸15及差速器右半軸16上，再經(jīng)過左主動輪11、左從動輪12及右主動輪13、右從動輪14完成二級減速，最終動力由左從動輪12及右從動輪14經(jīng)左動力輸出軸17及右動力輸出軸18輸出至左車輪19及右車輪20，此時變速器處于Dl檔位置。當(dāng)電磁離合器9接合，而電磁制動器10不工作時，此時動力由電機(jī)轉(zhuǎn)子座3傳遞至太陽輪4，齒圈6和行星架7同步，完成一級減速，動力由行星架7傳遞至差速器左半軸15及差速器右半軸16上，再經(jīng)過左主動輪11、左從動輪12及右主動輪13、右從動輪14完成二級減速，最終動力由左從動輪12及右從動輪14經(jīng)左動力輸出軸17及右動力輸出軸18輸出至左車輪19及右車輪20，此時變速器處于D2檔位置。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子2逆時針以一定速度和扭矩帶動轉(zhuǎn)子座3旋轉(zhuǎn)，電磁制動器10接合，而電磁離合器9不工作時，此時動力由電機(jī)轉(zhuǎn)子座3傳遞至太陽輪4，經(jīng)過行星齒輪減速機(jī)構(gòu)完成一級減速，動力由行星架7傳遞至差速器左半軸15及差速器右半軸16上，再經(jīng)過左主動輪11、左從動輪12及右主動輪13、右從動輪14完成二級減速，最終動力由左從動輪12及右從動輪14經(jīng)左動力輸出軸17及右動力輸出軸18輸出至左車輪19及右車輪20，此時變速器處于R檔位置。電磁離合器9、電磁制動器10都不工作時，無動力輸出，此時變速器處于空檔位置。
[0021]由此，通過控制系統(tǒng)離合器和制動器的不同組合，從而可實(shí)現(xiàn)兩個前進(jìn)檔、一個倒檔和一個空檔。
[0022]以實(shí)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13.3，二檔傳動比為3.8。各齒輪齒數(shù)如表1所示。
[0023]表1齒輪齒數(shù)表
[0024]
【權(quán)利要求】
1.純電動汽車用電機(jī)-變速器一體化傳動系統(tǒng)，其特征在于: 所述傳動系統(tǒng)采用單排行星齒輪2K-H的布局形式，包括:電機(jī)定子(I )、電機(jī)轉(zhuǎn)子(2)、轉(zhuǎn)子座(3)、太陽輪(4)、行星輪(5)、齒圈(6)、行星架(7)、差速器(8)、電磁離合器(9)、電磁制動器(10)、左主動輪(11)、左從動輪(12)、右主動輪(13)、右從動輪(14)、差速器左半軸(15)、差速器右半軸(16)、左動力輸出軸(17)、右動力輸出軸(18)、左車輪(19)、右車輪(20)、電機(jī)殼(21)； 所述太陽輪(4)通過花鍵與電機(jī)轉(zhuǎn)子座(3)直接固連，與電機(jī)轉(zhuǎn)子(2)相對應(yīng)的定子Cl)固定在電機(jī)殼(21)上；與所述太陽輪(4)嚙合的行星輪(5)通過軸承支撐在所述行星架(7)上；所述差速器(8)置于電機(jī)轉(zhuǎn)子座(3)孔內(nèi)，一端通過軸承支撐在太陽輪(4)軸孔內(nèi)，另一端通過軸承支撐在電機(jī)殼(21)孔內(nèi)；所述行星架(7 )通過花鍵與差速器(8 )固連；所述電磁離合器(9)的銜鐵部分與所述齒圈(6)通過螺釘固連，所述電磁離合器(9)的線圈部分通過鍵與行星架(7)固連；與所述行星輪(5)嚙合的齒圈(6)通過軸承支撐在所述電機(jī)殼(21)上；所述電磁制動器(10)的銜鐵部分與電機(jī)殼(21)通過螺釘固連，所述電磁制動器(10)的線圈部分與所述齒圈(6)通過鍵固連； 所述左主動輪(11)通過鍵與差速器左半軸(15 )固連，與所述左主動輪(11)嚙合的左從動輪(12)通過鍵與所述的左動力輸出軸(17)固連；所述右主動輪(13)通過鍵與差速器右半軸(16)固連，與所述右主動輪(13)嚙合的右從動輪(14)通過鍵與所述的右動力輸出軸(18)固連；整個系統(tǒng)的電機(jī)轉(zhuǎn)子(I)、太陽輪(4)與所述差速器左半軸(15)、差速器右半軸(16)同心，動力由所述左動力輸出軸(17)、右動力輸出軸(18)傳遞至左車輪(19)及右車輪(20)。
【文檔編號】B60K17/12GK103587411SQ201310625131
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】趙韓, 何李婷, 陳奇, 黃康, 張琰, 吳國彬, 張楠, 武冠宏, 吳占雨 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)