一種基于兩擋變速器的電驅動裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于兩擋變速器的電驅動裝置，包括：驅動電機；第一行星排太陽輪，其固定連接電驅動橋殼體；第二行星排太陽輪，其連接驅動電機的輸出軸；制動器，其設置在電驅動橋殼體和第一行星排行星架之間；離合器，其設置在第一行星排內齒圈和第二行星排行星架之間；第二行星排行星架，其固定連接動力輸出裝置；第一行星排行星架和第二行星排內齒圈相連。本實用新型具有設計結構緊湊、換擋過程中不存在動力中斷、控制倒擋實現簡單、整車能量利用率高、能源有效利用與節約的特點。
【專利說明】
一種基于兩擋變速器的電驅動裝置
技術領域
[0001] 本實用新型涉及驅動領域，具體涉及一種基于兩擋變速器的電驅動裝置。
【背景技術】
[0002] 電動汽車是新型、節能、環保車輛，尤其是在當今空氣污染嚴重的大環境下，具有 巨大的發展潛力和廣闊的應用前景。電動汽車使用電動機取代了傳統汽車的發動機，電動 機可帶載啟動，并且通過合理的配置滿足汽車使用要求，這是與發動機的很大區別。在電動 車上使用多擋變速器已經不合適，但若取消變速傳動裝置，則難于兼顧汽車爬坡和高速行 駛等要求，特別是中小型汽車，有必要針對電動機的工作特性重新設計電動汽車的動力系 統。
[0003] 目前的電動汽車用電驅動系統越來越受到人們的青睞，經過對現有技術的檢索發 現，電動車用兩擋變速器既有采用平行軸式的布置形式，又有采用行星排式的布置形式。對 于采用平行軸式布置形式的兩擋變速器，多通過同步器或離合器來實現擋位的切換;對于 采用行星排式布置形式的兩擋變速器，多是通過離合器或者制動器組合來實現擋位的切 換。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型設計開發了一種基于兩擋變速器的電驅動裝置。本實用新型主要是針 對電動汽車用直驅電機體積龐大性能要求高和電動汽車用機械變速器換擋動力中斷問題， 通過合理匹配，有效解決電動汽車用直驅電機體積龐大性能要求高和電動汽車用機械變速 器換擋動力中斷問題，使驅動系統的結構更加緊湊，便于安裝，也降低了對電機的性能要 求，減少了控制系統的復雜程度，提高了電機運行效率，增加了電動車的續駛里程。
[0005] 本實用新型具有設計結構緊湊、換擋過程中不存在動力中斷、控制倒擋實現簡單、 整車能量利用率高、能源有效利用與節約的特點。
[0006] 本實用新型提供的技術方案為：
[0007] -種基于兩擋變速器的電驅動裝置，包括：
[0008] 驅動電機；
[0009] 第一行星齒輪系，其包括第一行星排太陽輪、第一行星排行星輪、第一行星排行星 架及第一行星排內齒圈；
[0010]所述第一行星排太陽輪，其固定連接電驅動橋殼體；
[0011]第二行星齒輪系，其包括第二行星排太陽輪、第二行星排行星輪、第二行星排行星 架及第二行星排內齒圈；
[0012] 所述第二行星排太陽輪，其連接所述驅動電機的輸出軸；
[0013] 制動器，其設置在所述電驅動橋殼體和所述第一行星排行星架之間，選擇性的使 所述電驅動橋殼體和所述第一行星排行星架結合和分離；
[0014] 離合器，其設置在所述第一行星排內齒圈和第二行星排行星架之間，選擇性的使 所述第一行星排內齒圈和所述第一行星排行星架結合和分離；
[0015] 所述第二行星排行星架，其固定連接動力輸出裝置；
[0016] 所述第一行星排行星架和所述第二行星排內齒圈相連；
[0017] 其中，當選擇一擋時，所述制動器結合，所述離合器分離；當選擇二擋時，所述制動 器分離，所述離合器結合。
[0018] 優選的是，所述電驅動橋殼體包括第一容納腔和第二容納腔，所述第一容納腔和 第二容納腔之間設置內壁。
[0019] 優選的是，所述動力輸出裝置包括：
[0020] 差速器殼體，其與所述第二行星排行星架固定連接；
[0021] 差速器，其設置在所述差速器殼體內；
[0022] 左半軸，其固定連接差速器的左半軸齒輪；
[0023] 右半軸，其固定連接差速器的右半軸齒輪。
[0024] 優選的是，所述驅動電機的輸出軸沿著軸向具有貫通孔，所述驅動電機的輸出軸 可旋轉的支撐在所述電驅動橋殼和所述內壁上。
[0025]優選的是，所述左半軸穿過所述驅動電機的輸出軸的貫通孔，并可旋轉的支撐在 所述貫通孔中；所述右半軸可旋轉的支撐在所述電驅動橋殼體上。
[0026] 優選的是，還包括：
[0027] 所述制動器的制動盤與所述電驅動橋殼體相連，所述制動器的制動轂與所述第一 行星排行星架相連；
[0028] 所述離合器的離合器盤與所述第二行星排行星架連接，所述離合器的離合器轂與 所述第一行星排內齒圈連接。
[0029] 優選的是，所述驅動電機的定子與所述電驅動殼體固定連接，所述驅動電機的轉 子通過過盈配合與所述驅動電機的輸出軸連接。
[0030] 優選的是，所述第一行星排太陽輪通過所述內壁固定連接電驅動橋殼體。
[0031] 優選的是，所述左半軸通過花鍵與所述左半軸齒輪連接，所述右半軸通過花鍵與 所述右半軸齒輪連接。
[0032] 本實用新型與現有技術相比較所具有的有益效果：
[0033] 1、本實用新型所述的電驅動橋系統有驅動電機、兩套行星輪行星排和離合器總成 組成，零件數量較少，結構緊湊，便于安裝，同時，在傳動過程中，嚙合的齒輪數較少，有效提 高傳動效率；
[0034] 2、驅動電機和兩擋變速器集成為一體，減少原材料的使用量，有效降低電驅動系 統的成本，驅動電機可以實現反轉，所以通過電機反轉來實現倒擋，取消了倒擋的換擋執行 機構，結構更加緊湊，且倒擋控制簡單，易實現；
[0035] 3、驅動電機存在兩種工作模式，當整車處于驅動工況時，驅動電機處于電動機工 作模式，為整車行駛提供動力，當整車處于制動工況時，驅動電機轉換為發電機模式，起到 制動能量回收，提高整車能量的利用率，達到節約能源的效果。
【附圖說明】
[0036] 圖1為本實用新型所述的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0037] 下面結合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明 書文字能夠據以實施。
[0038] 如圖1所示，本實用新型提供一種基于兩擋變速器的電驅動裝置，其包括：電機部 分，變速器部分、差速器部分和半軸部分;其中，變速器部分由第一行星排，第二行星排，離 合器組成。
[0039]電機部分由驅動電機軸110,定子120和轉子130組成，其中，驅動電機的定子120通 過過盈配合與殼體100連接，驅動電機軸110為空心軸，驅動電機的轉子130通過過盈配合與 驅動電機軸110連接。
[0040]殼體110包括第一容納腔和第二容納腔，在第一容納腔和第二容納腔之間設置內 壁，電機部分設置在第一容納腔中，變速器部分、差速器部分和半軸部分設置在第二容納腔 中。
[0041 ]驅動時，驅動電機處于電動機模式，制動時，驅動電機處于發電機模式。
[0042]第一行星排由第一行星排太陽輪220,第一行星排行星輪230,第一行星排行星架 210和第一行星排內齒圈240組成。其中第一行星排太陽輪220與殼體100固定連接在一起， 與第一行星排太陽輪220嚙合的第一行星排行星輪230通過滾針軸承安裝在第一行星排行 星架210上，第一行星排行星架210與第二行星排內齒圈340連接，第一行星排行星架210通 過制動器510與殼體100連接，第一行星排內齒圈240與離合器520的離合器轂連接。
[0043]第二行星排由第二行星排太陽輪320,第二行星排行星輪330,第二行星排行星架 310和第二行星排內齒圈340。其中第二行星排太陽輪320通過花鍵與驅動電機軸110連接， 與第二行星排太陽輪320嚙合的第二行星排行星輪330通過滾針軸承安裝在第二行星排行 星架310上，9第二行星排行星架與差速器殼410連接，第二行星排內齒圈340與第一行星排 行星架210連接。
[0044] 制動器510的制動盤與第一行星排行星架210連接，制動器510的制動轂與殼體100 連接，并且通過制動器510的分離、結合來實現第一行星排行星架210的轉動和制動。
[0045] 離合器520(常開）的離合器盤和第二行星排行星架310連接，離合器520(常開）的 離合器轂與第一行星排內齒圈240連接，通過離合器520(常開）的分離、結合實現第一行星 排內齒圈240和第二行星排行星架310的分離和結合。
[0046] 差速器部分由差速器殼410，行星齒輪軸440，行星齒輪441，左半軸齒輪421和右半 軸齒輪431組成。其中差速器殼410與第二行星排行星架310連接，行星齒輪軸440安裝在差 速器殼410內，行星齒輪441通過滾針軸承安裝在行星齒輪軸440上，與行星齒輪441嚙合的 左半軸齒輪421通過花鍵與左半軸420連接，與行星齒輪441嚙合的右半軸齒輪431通過花鍵 與右半軸430連接。
[0047] 半軸部分由左半軸420和右半軸430組成。其中左半軸420通過滾針軸承安裝在驅 動電機軸110的腔體內，且左半軸420的右端通過花鍵與左半軸齒輪421連接，右半軸430的 左端通過花鍵與右半軸齒輪431連接。
[0048]其中，驅動電機的輸出軸沿著軸向具有貫通孔，驅動電機輸出軸可旋轉的支撐在 電驅動橋殼100和內壁上，左半軸420穿過驅動電機的輸出軸的貫通孔，并可旋轉的支撐在 貫通孔中，右半軸430可旋轉的支撐在電驅動橋殼體100上。
[0049 ]電驅動橋系統的擋位切換由離合器520 (常開)和制動器510來實現。
[0050] -擋時，驅動電機正轉（實現整車前進的電機轉動方向為正轉方向），離合器520 (常開)不工作，即保持常開狀態，第一行星排內齒圈240與第二行星排行星架310分離，制動 器510工作，起到制動作用，第二行星排內齒圈340固定不動，只有第二行星排參與工作，驅 動電機的動力通過驅動電機軸110末端傳遞到第二行星排太陽輪320,再經第二行星排行星 輪330傳遞到第二行星排行星架310,由于第二行星排行星架310與差速器殼410體連接，差 速器殼410隨第二行星排行星架310轉動，轉動的差速器殼410帶動與其連接的行星齒輪軸 440轉動，通過滾針軸承安裝在行星齒輪軸440上的行星齒輪441隨行星齒輪軸440公轉，并 且隨左右半軸轉速不同發生自轉，起到差速效果，并且行星齒輪441將動力傳遞到與其嚙合 的左半軸齒輪421和右半軸齒輪431上，左半軸齒輪421帶動左半軸420轉動，右半軸齒輪431 帶動右半軸430轉動，實現動力的傳遞。
[0051] 二擋時，驅動電機正轉，制動器510不工作，不起到制動作用，第一行星排行星架 210與殼體100分離，可以自由轉動，離合器520(常開)工作，即結合，將第一行星排內齒圈 240和第二行星排行星架310結合，第一行星排和第二行星排均參與工作，驅動電機的動力 通過驅動電機軸110末端傳遞到第二行星排太陽輪320,再經第二行星排行星輪330傳遞到 第二行星排內齒圈340,再經第一行星排行星架210傳遞到第一行星排內齒圈240,再經離合 器520帶動第二行星架310,由于第二行星排行星架310與差速器殼410體連接，差速器殼410 隨第二行星排行星架310轉動，轉動的差速器殼410帶動與其連接的行星齒輪軸440轉動，通 過滾針軸承安裝在行星齒輪軸440上的行星齒輪441隨行星齒輪軸440公轉，并且隨左右半 軸轉速不同發生自轉，起到差速效果，并且行星齒輪441將動力傳遞到與其嚙合的左半軸齒 輪421和右半軸齒輪431上，左半軸齒輪421帶動左半軸420轉動，右半軸齒輪431帶動右半軸 430轉動，實現動力的傳遞。
[0052] 一擋升二擋過程，通過換擋控制單元實現制動器510由工作狀態切換到不工作狀 態，離合器520(常開）由不工作狀態切換到工作狀態。驅動電機的動力通過驅動電機軸110 末端傳遞到第二行星排太陽輪320,再經第二行星排行星輪330傳遞到第二行星排內齒圈 340,再經第一行星排行星架210傳遞到第一行星排內齒圈240,再經離合器520帶動第二行 星架310,由于第二行星排行星架310與差速器殼410體連接，差速器殼410隨第二行星排行 星架310轉動，轉動的差速器殼410帶動與其連接的行星齒輪軸440轉動，通過滾針軸承安裝 在行星齒輪軸440上的行星齒輪441隨行星齒輪軸440公轉，并且隨左右半軸轉速不同發生 自轉，起到差速效果，并且行星齒輪441將動力傳遞到與其嚙合的左半軸齒輪421和右半軸 齒輪431上，左半軸齒輪421帶動左半軸420轉動，右半軸齒輪431帶動右半軸430轉動，實現 動力的傳遞。
[0053]二擋降一擋過程，通過換擋控制單元實現制動器510由不工作狀態切換到工作狀 態，離合器520(常開）由工作狀態切換到不工作狀態。驅動電機的動力通過驅動電機軸110 末端傳遞到第二行星排太陽輪320,再經第二行星排行星輪330傳遞到第二行星排行星架 310,由于第二行星排行星架310與差速器殼410體連接，差速器殼410隨第二行星排行星架 310轉動，轉動的差速器殼410帶動與其連接的行星齒輪軸440轉動，通過滾針軸承安裝在行 星齒輪軸440上的行星齒輪441隨行星齒輪軸440公轉，并且隨左右半軸轉速不同發生自轉， 起到差速效果，并且行星齒輪441將動力傳遞到與其嚙合的左半軸齒輪421和右半軸齒輪 431上，左半軸齒輪421帶動左半軸420轉動，右半軸齒輪431帶動右半軸430轉動，實現動力 的傳遞。
[0054]倒擋時，驅動電機反轉（與正轉方向相反），離合器520(常開)不工作，即保持常開 狀態，第一行星排內齒圈240與第二行星排行星架310分離，制動器510工作，起到制動作用， 第二行星排內齒圈340固定不動，只有第二行星排參與工作，驅動電機的動力通過驅動電機 軸110末端傳遞到第二行星排太陽輪320,再經第二行星排行星輪330傳遞到第二行星排行 星架310,由于第二行星排行星架310與差速器殼410體連接，差速器殼410隨第二行星排行 星架310轉動，轉動的差速器殼410帶動與其連接的行星齒輪軸440轉動，通過滾針軸承安裝 在行星齒輪軸440上的行星齒輪441隨行星齒輪軸440公轉，并且隨左右半軸轉速不同發生 自轉，起到差速效果，并且行星齒輪441將動力傳遞到與其嚙合的左半軸齒輪421和右半軸 齒輪431上，左半軸齒輪421帶動左半軸420轉動，右半軸齒輪431帶動右半軸430轉動，實現 動力的輸出，使整車倒向行駛。
[0055] 空擋時，制動器510和離合器520(常開)均保持不工作狀態，使得驅動電機軸110與 左半軸420和右半軸430處于分離狀態，切斷了動力的傳遞。當整車以一擋行駛需制動時，驅 動電機由電動機模式切換到發電機模式，對傳動系統起到拖動作用，將整車的行駛動能轉 換為電能。
[0056] 當整車以二擋行駛需制動時，驅動電機由電動機模式切換到發電機模式，制動器 510工作，離合器520(常開)不工作，對傳動系統起到拖動作用，提高制動能量的回收效率。
[0057] 該電驅動系統的換擋執行元件按照表1進行工作。
[0058]
[0059] 表1中"?"表示分離，"·"表示結合，B表示制動器510，C1表示離合器520(常開）。 [0060]盡管本實用新型的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中 所列運用，它完全可以被適用于各種適合本實用新型的領域，對于熟悉本領域的人員而言， 可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實 用新型并不限于特定的細節和這里示出與描述的圖例。
【主權項】
1. 一種基于兩擋變速器的電驅動裝置，其特征在于，包括： 驅動電機； 第一行星齒輪系，其包括第一行星排太陽輪、第一行星排行星輪、第一行星排行星架及 第一行星排內齒圈； 所述第一行星排太陽輪，其固定連接電驅動橋殼體； 第二行星齒輪系，其包括第二行星排太陽輪、第二行星排行星輪、第二行星排行星架及 第二行星排內齒圈； 所述第二行星排太陽輪，其連接所述驅動電機的輸出軸； 制動器，其設置在所述電驅動橋殼體和所述第一行星排行星架之間，選擇性的使所述 電驅動橋殼體和所述第一行星排行星架結合和分離； 離合器，其設置在所述第一行星排內齒圈和第二行星排行星架之間，選擇性的使所述 第一行星排內齒圈和所述第一行星排行星架結合和分離； 所述第二行星排行星架，其固定連接動力輸出裝置； 所述第一行星排行星架和所述第二行星排內齒圈相連； 其中，當選擇一擋時，所述制動器結合，所述離合器分離；當選擇二擋時，所述制動器分 離，所述離合器結合。2. 如權利要求1所述的基于兩擋變速器的電驅動裝置，其特征在于，所述電驅動橋殼體 包括第一容納腔和第二容納腔，所述第一容納腔和第二容納腔之間設置內壁。3. 如權利要求2所述的基于兩擋變速器的電驅動裝置，其特征在于，所述動力輸出裝置 包括： 差速器殼體，其與所述第二行星排行星架固定連接； 差速器，其設置在所述差速器殼體內； 左半軸，其固定連接差速器的左半軸齒輪； 右半軸，其固定連接差速器的右半軸齒輪。4. 如權利要求3所述的基于兩擋變速器的電驅動裝置，其特征在于，所述驅動電機的輸 出軸沿著軸向具有貫通孔，所述驅動電機的輸出軸可旋轉的支撐在所述電驅動橋殼和所述 內壁上。5. 如權利要求4所述的基于兩擋變速器的電驅動裝置，其特征在于，所述左半軸穿過所 述驅動電機的輸出軸的貫通孔，并可旋轉的支撐在所述貫通孔中；所述右半軸可旋轉的支 撐在所述電驅動橋殼體上。6. 如權利要求3所述的基于兩擋變速器的電驅動裝置，其特征在于，還包括： 所述制動器的制動盤與所述電驅動橋殼體相連，所述制動器的制動轂與所述第一行星 排行星架相連； 所述離合器的離合器盤與所述第二行星排行星架連接，所述離合器的離合器轂與所述 第一行星排內齒圈連接。7. 如權利要求3所述的基于兩擋變速器的電驅動裝置，其特征在于，所述驅動電機的定 子與所述電驅動殼體固定連接，所述驅動電機的轉子通過過盈配合與所述驅動電機的輸出 軸連接。8. 如權利要求2所述的基于兩擋變速器的電驅動裝置，其特征在于，所述第一行星排太 陽輪通過所述內壁固定連接電驅動橋殼體。9.如權利要求3中所述的基于兩擋變速器的電驅動裝置，其特征在于，所述左半軸通過 花鍵與所述左半軸齒輪連接，所述右半軸通過花鍵與所述右半軸齒輪連接。
【文檔編號】B60K17/12GK205479218SQ201620066356
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月22日
【發明人】雷雨龍, 陳魏, 黃晨路, 扈建龍, 于麗, 鄭雪松
【申請人】吉林大學