電動汽車差變速一體化的兩擋后驅動總成的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電動汽車差變速一體化的兩擋后驅動總成。包括驅動電機、變速機構、主減速機構和差速機構；所述變速機構為兩擋變速機構，包括單級行星輪系、變速器輸出軸和帶同步器的換擋機構；所述單級行星輪系包括太陽輪、行星架、兩個以上的行星輪和齒圈；驅動電機輸出軸的軸線與變速器輸出軸的軸線在同一條直線上，并垂直于連接差速器的左半軸、右半軸的軸線；本發(fā)明實現(xiàn)了低擋、高擋和空擋的平順切換，并通過主減速機構、差速機構進行減速和差速，實現(xiàn)低速、高速、制動和倒車等運行工況行駛。本發(fā)明結構緊湊，集成度高，兼顧了整車動力性、經(jīng)濟性和舒適性的要求，有利整車布置和輕量化、產(chǎn)業(yè)化。
【專利說明】電動汽車差變速一體化的兩擋后驅動總成
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及新型電動汽車驅動總成的【技術領域】，具體是涉及一種電動汽車差變速一體化的兩擋后驅動總成。
【背景技術】
[0002]由于世界能源匱乏和環(huán)保的污染，目前電動汽車的研發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化已成為世界各國汽車研究的熱點。驅動總成是電動汽車的重要組成部分，主要包括驅動電機、變速器、主減速器和差速器、半軸等部件，鑒于各個部件分屬于不同的制造領域，在電動汽車研發(fā)過程中缺乏統(tǒng)一的設計布置，致使電動汽車驅動總成結構復雜、體積龐大、重量增加、系統(tǒng)分散、成本較高，不利于電動汽車研制和產(chǎn)業(yè)化，而將驅動電機、變速器、差速器一體化，可以減小動力系統(tǒng)的體積、質(zhì)量和縮小布置空間。在電動汽車驅動總成中，由于驅動電機具有轉速高、啟動轉矩大、驅動電機控制調(diào)速范圍寬等特點，沒有必要采用傳統(tǒng)燃油汽車的體積大、結構復雜的多擋變速器，大多采用固定速比的減速器，且取消離合器。然而采用單一固定擋位變速器，很難兼顧最高車速和最大爬坡度，而采用兩擋或多擋電驅動系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮電動汽車的能量利用效率。
[0003]中國專利CN102259588A公開了電動汽車一體化驅動裝置，該裝置由變速器、減速器、差速器及共用的鋁合金外殼和換擋機構組成，采用同步器完成擋位變換，不需離合器使結構簡化。但其變速機構為平行軸結構，存在著外形尺寸大，給整車的布置帶來不便。中國專利CN102285317A公開了用于電動汽車的電動力總成，該動力總成將驅動電機、減速機構、差速機構集成一體，驅動電機和差速器同軸，減少了體積，提高了空間利用率。該動力總成采用一擋固定速比的減速機構，很難兼顧整車最高車速和最大爬坡度，以及動力性和經(jīng)濟性的要求。中國專利CN101323261A公開了一種小型純電動汽車動力總成。該系統(tǒng)采用電機、減速箱和差速器一體化結構，驅動電機軸和差速器半軸垂直，通過電機與自動離合器及變速器機構的自適應控制。但該動力總成變速機構為平行軸結構，動力傳遞路線過長，增加了驅動系統(tǒng)本身結構的復雜性，體積尺寸大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述現(xiàn)有技術存在的缺陷或不足，本發(fā)明提供一種電動汽車差變速一體化的兩擋后驅動總成。
[0005]電動汽車差變速一體化的兩擋后驅動總成包括驅動電機1、變速機構、主減速機構和差速機構，所述差速機構包括差速器、左半軸24和右半軸17。所述變速機構為兩擋變速機構，包括單級行星輪系、變速器輸出軸15和帶同步器的換擋機構；所述單級行星輪系包括太陽輪3、行星架4、兩個以上的行星輪5和齒圈6，兩個以上的行星輪5分別位于太陽輪3和齒圈6之間,且分別與太陽輪3和齒圈6哨合；所述太陽輪3固定設于驅動電機輸出軸2的輸出端；所述行星輪5位于所述行星架4的軸向一側，行星架4的軸向另一側為第一管軸26 ;所述第一管軸26固定套設于變速器輸出軸15的一端上；所述齒圈6位于臺階管狀的第二管軸25的軸向一側，第二管軸25的軸向另一側的第一臺階管處套設在第一管軸26上，二者之間設有軸承，第二管軸25的第二臺階管處空套在變速器輸出軸15的中部；第二管軸25的第二臺階管上套設有同步器；與同步器配合設有換擋撥叉11 ;變速器輸出軸15通過軸承設于變速器殼體7上，變速器輸出軸15的另一端上設有主動錐齒輪16 ;與主動錐齒輪16配合的從動錐齒輪22固定在差速機構的差速器殼體18上，主動錐齒輪16和從動錐齒輪22嚙合構成主減速機構；所述變速器輸出軸15垂直于連接差速器的左半軸24和右半軸17。
[0006]所述單級行星輪系的行星輪5為三個。
[0007]所述第一管軸26通過花鍵配合設于變速器輸出軸15的一端上。
[0008]所述同步器為鎖環(huán)式慣性同步器，包括第一接合齒圈8、同步環(huán)9、接合套10、滑塊
12、花鍵轂13和第二接合齒圈14，所述第一接合齒圈8固定在變速器殼體7上，所述第二接合齒圈14和變速器輸出軸15之間為花鍵配合，花鍵轂13以其內(nèi)花鍵和所述第二管軸25花鍵配合。
[0009]所述變速器輸出軸15的另一端上通過花鍵配合設有主動錐齒輪16。
[0010]驅動電機輸出軸2的軸線與變速器輸出軸15的軸線在同一條直線上，并垂直于連接差速器的左半軸24、右半軸17的軸線。
[0011]本發(fā)明電動汽車差變速一體化的兩擋后驅動總成將驅動電機、兩擋變速機構、主減速機構和差速機構等集成為一體，其結構緊湊、體積小、重量輕，有利整車布置和輕量化、產(chǎn)業(yè)化。
[0012]本發(fā)明的有益技術效果體現(xiàn)在以下方面:
1.本發(fā)明采用帶同步器換擋機構的兩擋行星輪系變速機構，能夠根據(jù)不同的需求進行擋位選擇，實現(xiàn)低擋、高擋和空擋的平順切換。與固定速比的變速機構相比，能夠顯著提高驅動電機的效率和動力電池的壽命，延長電動汽車的續(xù)駛里程；
2.本發(fā)明集驅動電機、兩擋變速機構、主減速機構和差速機構為一體，省去了傳統(tǒng)燃油汽車的離合器、動力傳動軸等部件，驅動電機直接驅動變速機構、主減速機構和差速機構，并通過差速機構的左、右半軸與車輪連接輸出動力，設計合理，結構緊湊，集成度高，具有較高的效率；一體化布置減小體積和重量，有利于整車的設計布置；驅動電機、變速減速機構、差速機構便于制造和產(chǎn)業(yè)化，有利于大批量生產(chǎn)和大規(guī)模推廣應用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的整體結構示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明的低擋(I擋)狀態(tài)示意圖。
[0015]圖3是本發(fā)明的高擋(II擋)狀態(tài)示意圖。
[0016]圖4是本發(fā)明的空擋狀態(tài)示意圖。
[0017]上圖中序號:驅動電機1、驅動電機輸出軸2、太陽輪3、行星架4、行星輪5、齒圈6、變速器殼體7、第一接合齒圈8、同步環(huán)9、接合套10、換擋撥叉11、滑塊12、花鍵轂13、第二接合齒圈14、變速器輸出軸15、主動錐齒輪16、右半軸17、差速器殼體18、右半軸齒輪19、差速器行星輪20、差速器行星輪軸21、從動錐齒輪22、左半軸齒輪23、左半軸24、第二管軸25、第一管軸26。【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖，通過實施例對本發(fā)明作進一步地描述。
[0019]參見圖1，電動汽車差變速一體化的兩擋后驅動總成包括驅動電機1、變速機構、主減速機構和差速機構。差速機構包括差速器、左半軸24和右半軸17，其中差速器包括差速器殼體18、右半軸齒輪19、差速器行星輪20、差速器行星輪軸21、左半軸齒輪23 ;左半軸24與車輛左側車輪連接，右半軸17與車輛右側車輪連接，且左半軸24和右半軸17同軸，左半軸齒輪23安裝于左半軸24上，右半軸齒輪19安裝于右半軸17上。
[0020]變速機構為兩擋變速機構，包括單級行星輪系、變速器輸出軸15和帶同步器的換擋機構；其中單級行星輪系包括太陽輪3、行星架4、三個行星輪5和齒圈6，三個行星輪5分別位于太陽輪3和齒圈6之間，且分別與太陽輪3和齒圈6嚙合。太陽輪3固定安裝于驅動電機輸出軸2的輸出端；三只行星輪5位于行星架4的軸向一側，行星架4的軸向另一側為第一管軸26,第一管軸26通過花鍵配合安裝于變速器輸出軸15的一端上；齒圈6位于臺階管狀的第二管軸25的軸向一側，第二管軸25的軸向另一側的第一臺階管處套設在第一管軸26上，二者之間安裝有軸承，第二管軸25的第二臺階管處空套在變速器輸出軸15的中部；第二管軸25的第二臺階管上套裝有同步器；與同步器配合設有換擋撥叉11 ;同步器為鎖環(huán)式慣性同步器，包括第一接合齒圈8、同步環(huán)9、接合套10、滑塊12、花鍵轂13和第二接合齒圈14，第一接合齒圈8固定在變速器殼體7上，第二接合齒圈14和變速器輸出軸15之間為花鍵配合，花鍵轂13以其內(nèi)花鍵和所述第二管軸25花鍵配合。變速器輸出軸15通過軸承安裝于變速器殼體7上，變速器輸出軸15的另一端上通過花鍵配合設有主動錐齒輪16，與主動錐齒輪16配合的從動錐齒輪22固定在差速機構的差速器殼體上；主動錐齒輪16與從動錐齒輪22嚙合構成主減速機構；驅動電機輸出軸2的軸線和變速器輸出軸15的軸線在同一條直線上，變速器輸出軸15垂直于連接差速器的左半軸24和右半軸17。
[0021]驅動電機輸出軸2作為變速機構的輸入軸，驅動電機I帶動驅動電機輸出軸2轉動，驅動單級行星輪系的太陽輪3轉動時，兩擋行星輪系變速機構通過換擋撥叉11撥動接合套10，在滑塊12和同步環(huán)9共同作用下，分別與第一接合齒圈8、第二接合齒圈14嚙合，實現(xiàn)低擋、高擋和空擋的平順切換，并通過主減速機構的主動錐齒輪16和從動錐齒輪22的嚙合將動力傳遞給差速機構，帶動差速器左半軸齒輪23、右半軸齒輪19和左半軸24、右半軸17轉動，進而驅動電動汽車實現(xiàn)低速行駛、高速行駛、制動、倒車和拖車運行工況。
[0022]本發(fā)明的工作原理如下:
以實際開發(fā)某型電動汽車兩擋動力傳動系統(tǒng)為例，本發(fā)明的一種電動汽車差變速一體化的兩擋后驅動總成省去了傳統(tǒng)汽車傳動系中離合器和動力傳動軸等，I擋傳動比為
11.1，II擋傳動比為3.7，兩擋行星輪系變速機構、主減速機構和差速機構各傳動齒輪的齒數(shù)如表1所示。
[0023]表1齒輪齒數(shù)表
【權利要求】
1.電動汽車差變速一體化的兩擋后驅動總成，包括驅動電機(I)、變速機構、主減速機構和差速機構，所述差速機構包括差速器、左半軸(24)和右半軸(17)，其特征在于:所述變速機構為兩擋變速機構，包括單級行星輪系、變速器輸出軸(15)和帶同步器的換擋機構；所述單級行星輪系包括太陽輪(3)、行星架(4)、兩個以上的行星輪(5)和齒圈(6)，兩個以上的行星輪(5)分別位于太陽輪(3)和齒圈(6)之間，且分別與太陽輪(3)和齒圈(6)嚙合；所述太陽輪(3)固定設于驅動電機輸出軸(2)的輸出端；所述行星輪(5)位于所述行星架(4)的軸向一側,行星架(4)的軸向另一側為第一管軸(26);所述第一管軸(26)固定套設于變速器輸出軸(15)的一端上；所述齒圈(6)位于臺階管狀的第二管軸(25)的軸向一側，第二管軸(25)的軸向另一側的第一臺階管處套設在第一管軸(26)上,二者之間設有軸承,第二管軸(25)的第二臺階管處空套在變速器輸出軸(15)的中部；第二管軸(25)的第二臺階管上套設有同步器；與同步器配合設有換擋撥叉(11);變速器輸出軸(15)通過軸承設于變速器殼體(7)上，變速器輸出軸(15)的另一端上設有主動錐齒輪(16);與主動錐齒輪(16)配合的從動錐齒輪(22)固定在差速機構的差速器殼體(18)上，主動錐齒輪(16)和從動錐齒輪(22)嚙合構成主減速機構；所述變速器輸出軸(15)垂直于連接差速器的左半軸(24)和右半軸(17)。
2.根據(jù)權利要求1所述的電動汽車差變速一體化的兩擋后驅動總成，其特征在于:所述單級行星輪系的行星輪(5)為三個。
3.根據(jù)權利要求1所述的電動汽車差變速一體化的兩擋后驅動總成，其特征在于:所述第一管軸(26)通過花鍵配合設于變速器輸出軸(15)的一端上。
4.根據(jù)權利要求1所述的電動汽車差變速一體化的兩擋后驅動總成，其特征在于:所述同步器為鎖環(huán)式慣性同步器，包括第一接合齒圈(8)、同步環(huán)(9)、接合套(10)、滑塊(12)、花鍵轂(13)和第二接合齒圈(14)，所述第一接合齒圈(8)固定在變速器殼體(7)上，所述第二接合齒圈(14)和變速器輸出軸(15)之間為花鍵配合，花鍵轂(13)以其內(nèi)花鍵和所述第二管軸(25 )花鍵配合。
5.根據(jù)權利要求1所述的電動汽車差變速一體化的兩擋后驅動總成，其特征在于:所述變速器輸出軸(15)的另一端上通過花鍵配合設有主動錐齒輪(16)。
6.根據(jù)權利要求1所述的電動汽車差變速一體化的兩擋后驅動總成，其特征在于:驅動電機輸出軸(2)的軸線與變速器輸出軸(15)的軸線在同一條直線上，并垂直于連接差速器的左半軸(24)、右半軸(17)的軸線。
【文檔編號】B60K20/02GK103754111SQ201410050022
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年2月13日 優(yōu)先權日:2014年2月13日
【發(fā)明者】尹安東, 趙韓, 張冰戰(zhàn), 龔來智, 張良 申請人:合肥工業(yè)大學