專利名稱：一種電動車輛用全自動三軸有級變速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于運輸車輛的變速裝置，尤其涉及電動車輛的全自動有級變速裝置。
背景技術(shù)：
近年來，由于石油資源的日益枯竭和環(huán)境保護的壓力，電動車輛的開發(fā)已經(jīng)成為汽車工業(yè)研究和開發(fā)的重點。電動汽車最大的特點是采用電機作為動力源，現(xiàn)代電動汽車采用的電機具有轉(zhuǎn)速高、起動轉(zhuǎn)矩大、電機控制器調(diào)速范圍寬的特點，因此，為了簡化結(jié)構(gòu)和降低成本，大多數(shù)的電動汽車都利用電機和電機控制器的調(diào)速特性只采用固定速比的減速器，而取消了離合器和變速器。但是，這種配置帶來了以下弊端效率低和縮短電機和電機控制器的使用壽命。電機在電動汽車起步加速時處于低速運行區(qū)，電機的效率非常低。特別是電動車輛大多數(shù)用于城市運輸，起步加速非常頻繁，而且平均車速很低，具有固定速比的電動汽車在絕大多數(shù)的情況下都在低速區(qū)以極低的效率進行運行，大大縮短了電動汽車的續(xù)駛里程。同時，長期的低速運轉(zhuǎn)將會造成電機過熱，縮短電機和電機控制器的使用壽命。
汽車要求電機在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)提供較高的瞬時轉(zhuǎn)矩，一般都要達到額定轉(zhuǎn)矩的3～5倍，以滿足起動和最大爬坡度的需要；在恒功率區(qū)提供較高的轉(zhuǎn)速，一般是基速的3～5倍，以滿足最高車速的需要。這樣的電機和電機控制器都要通過特殊的設(shè)計和制造，大大提高了電機和電機控制器的造價。
為了消除這些弊端需要電動汽車的電驅(qū)動系統(tǒng)能夠變速，但是，電機的起動轉(zhuǎn)矩大和調(diào)速范圍寬的特點使得電動汽車并不需要像傳統(tǒng)汽車變速器那么多的變速檔位，本發(fā)明就是綜合了有級變速器結(jié)構(gòu)簡單、傳動效率高和電機起動轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)速高的特點，實現(xiàn)了全自動有級變速，即駕駛?cè)藛T無需操作離合器和掛檔，只需操作加速踏板即可。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種電動汽車全自動三軸有級變速裝置，該變速裝置兼顧了有級變速器結(jié)構(gòu)簡單、傳動效率高和電機起動轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)速高的優(yōu)勢，駕駛?cè)藛T無需操作離合器和掛檔，只需操作加速踏板，實現(xiàn)全自動有級變速，特別適合所有后驅(qū)動的電動車輛。
本實用新型是通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的。
一種電動車輛用全自動三軸有級變速裝置，它包括電機、控制器，所述控制器的信號輸入端與電機、踏板、倒車信號的輸出信號端相連，它還包括離合器，變速器，設(shè)置在所述變速器殼體上的伺服裝置，所述的變速器包括架設(shè)在其殼體上的輸入軸、中間軸和與所述輸入軸具有相同中軸線的輸出軸，所述的輸入軸與所述的離合器的輸出軸相連，在所述的輸入軸上設(shè)置有輸入軸齒輪副的一個齒輪，在所述的中間軸上設(shè)置有輸入軸齒輪副的另一個齒輪以及低速齒輪副的一個齒輪，在所述的輸出軸上設(shè)置有低速齒輪副的另一齒輪，所述的輸入軸、低速齒輪副的兩個齒輪分別彼此相嚙合，所述的設(shè)置在輸入、輸出軸上的兩個齒輪上分別設(shè)置有輸入軸、低速齒輪副外齒結(jié)合圈，在所述的輸入軸、低速齒輪副結(jié)合圈之間的輸出軸上設(shè)置有外齒花鍵轂，所述的花鍵轂外套有可移動的內(nèi)齒結(jié)合套，所述的結(jié)合套和花鍵轂、輸入軸或低速齒輪副結(jié)合圈彼此相嚙合，所述的花鍵轂上設(shè)置有滑動軸，所述的伺服裝置的推動軸與所述的滑動軸彼此連接，所述控制器的信號輸出端分別與所述離合器和所述伺服裝置的信號輸入端相連。
由于本實用新型采用了以上技術(shù)方案，因而具有以下優(yōu)點本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠。充分利用了電機調(diào)速范圍寬和有級變速器結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，與汽車5檔變速器相比，減去了3個前進檔和一個倒檔，使得變速系統(tǒng)的機械零件減去了60％，極大地降低了成本和提高了變速裝置的可靠性。
本實用新型能夠適用與純電動車輛、混合動力車輛和燃料電池車輛等所有的電動車輛。
本實用新型最大的優(yōu)點是屬于有級變速器，但是實現(xiàn)了無級變速的功能，所以同時兼顧了有級變速器效率高和無級變速器操作方便的優(yōu)點。本裝置與汽車常用的無級變速器(AT、CVT、AMT)相比，傳動效率提高2％～10％，價格降低50％以上。


圖1是本實用新型的一種電動車輛用全自動三軸有級變速裝置的原理示意圖；圖2是圖1所述裝置的結(jié)合套原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1所述裝置的結(jié)合套與花鍵轂和輸入軸齒輪副相嚙合傳動的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4圖1所述裝置的結(jié)合套與花鍵轂和低速齒輪副相嚙合傳動的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。
如附圖所示，一種電動車輛用全自動三軸有級變速裝置，它包括電機9、控制器6，所述控制器的信號輸入端與電機9、踏板7、倒車信號8的輸出信號端相連，它還包括離合器10，變速器1，設(shè)置在所述變速器殼體上的伺服裝置2，所述的變速器1包括架設(shè)在其殼體上的輸入軸11、中間軸12和與所述輸入軸具有相同中軸線的輸出軸16，所述的輸入軸11與所述的離合器的輸出軸相連，在所述的輸入軸上設(shè)置有輸入軸齒輪副5的一個齒輪，在所述的中間軸上設(shè)置有輸入軸齒輪副5的另一個齒輪以及低速齒輪副3的一個齒輪，在所述的輸出軸16上設(shè)置有低速齒輪副的另一齒輪，所述的輸入軸、低速齒輪副5、3的兩個齒輪分別彼此嚙合傳動，所述的設(shè)置在輸入、輸出軸11、16上的兩個齒輪上分別設(shè)置有外齒輸入軸、低速齒輪副結(jié)合圈13、15，在所述的輸入軸、低速齒輪副結(jié)合圈13、15之間的輸出軸上設(shè)置有外齒花鍵轂14，所述的花鍵轂外套有可移動的內(nèi)齒結(jié)合套4，所述的結(jié)合套4和花鍵轂14、輸入軸或低速齒輪副結(jié)合圈13、15彼此相嚙合傳動，所述的花鍵轂14上設(shè)置有滑動軸，所述的伺服裝置2的推動軸與所述的滑動軸彼此連接，所述控制器6的信號輸出端分別與所述離合器10和所述伺服裝置2的信號輸入端相連。所述的伺服裝置為電磁鐵、電控液壓缸或電控汽動缸。所述的離合器為電控機械離合器、電磁離合器、液壓離合器或汽動離合器。
控制器6根據(jù)電機9的轉(zhuǎn)速和負荷信號、加速踏板7的信號和車速信號，控制自動離合器10分離或結(jié)合以及控制掛檔伺服裝置2使有級變速器的結(jié)合套4左右移動，進入輸入軸11常嚙合齒輪處的結(jié)合齒圈13或低速齒輪副3的輸出軸齒輪處的結(jié)合齒圈15，實現(xiàn)全自動有級變速。低速時動力傳輸路線電機9-自動離合器10-輸入軸11-輸入軸齒輪副5-中間軸12-低速齒輪副3-結(jié)合齒圈15-結(jié)合套4-花鍵轂14-輸出軸16；高速時動力傳輸路線電機9-自動離合器10-輸入軸11-結(jié)合齒圈13-結(jié)合套4-花鍵轂14-輸出軸16。在兼顧最高車速和最大爬坡度的同時，通過全自動有級變速裝置使電動汽車絕大部分時間控制在額定轉(zhuǎn)速附近運行，最大限度地提高電機和電機控制器的效率和降低對電機和電機控制器的要求，從而降低成本。本裝置實現(xiàn)倒車時，駕駛員按動倒車按鈕8，控制器6得到倒車信號，通過自動離合器10和掛檔伺服裝置2，使兩檔有級變速器1強制進入低速狀態(tài)，電機限速倒轉(zhuǎn)，實現(xiàn)倒車。
本發(fā)明在純電動車輛、串聯(lián)式混合動力車輛和燃料電池車輛上可以直接采用，在并聯(lián)式和混聯(lián)式混合動力車輛上采用時，通過自動離合器將本裝置與發(fā)動機耦合，換檔和倒車時，自動離合器將發(fā)動機與本裝置斷開，切斷發(fā)動機的動力，完全由電機提供動力，實現(xiàn)變速和倒車。
權(quán)利要求1.一種電動車輛用全自動三軸有級變速裝置，它包括電機、控制器，所述控制器的信號輸入端與電機、踏板、倒車信號的輸出信號端相連，其特征在于它還包括離合器，變速器，設(shè)置在所述變速器殼體上的伺服裝置，所述的變速器包括架設(shè)在其殼體上的輸入軸、中間軸和與所述輸入軸具有相同中軸線的輸出軸，所述的輸入軸與所述的離合器的輸出軸相連，在所述的輸入軸上設(shè)置有輸入軸齒輪副的一個齒輪，在所述的中間軸上設(shè)置有輸入軸齒輪副的另一個齒輪以及低速齒輪副的一個齒輪，在所述的輸出軸上設(shè)置有低速齒輪副的另一齒輪，所述的輸入軸、低速齒輪副的兩個齒輪分別彼此相嚙合，所述的設(shè)置在輸入、輸出軸上的兩個齒輪上分別設(shè)置有輸入軸、低速齒輪副外齒結(jié)合圈，在所述的輸入軸、低速齒輪副結(jié)合圈之間的輸出軸上設(shè)置有外齒花鍵轂，所述的花鍵轂外套有可移動的內(nèi)齒結(jié)合套，所述的結(jié)合套和花鍵轂、輸入軸或低速齒輪副結(jié)合圈彼此相嚙合，所述的花鍵轂上設(shè)置有滑動軸，所述的伺服裝置的推動軸與所述的滑動軸彼此連接，所述控制器的信號輸出端分別與所述離合器和所述伺服裝置的信號輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車輛用全自動三軸有級變速裝置，其特征在于所述的伺服裝置為電磁鐵、電控液壓缸或電控汽動缸。
3.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動車輛用全自動三軸有級變速裝置，其特征在于所述的離合器為電控機械離合器、電磁離合器、液壓離合器或氣動離合器。
專利摘要本實用新型公開了一種電動車輛用全自動三軸有級變速裝置，它包括電機、控制器，離合器，變速器，設(shè)置在變速器殼體上的伺服裝置，所述的變速器包括架設(shè)在其殼體上的輸入軸、中間軸和輸出軸，設(shè)置有輸入軸、低速齒輪副外齒結(jié)合圈的輸入軸、低速齒輪副，外齒花鍵轂，所述的花鍵轂外套有可移動的內(nèi)齒結(jié)合套，所述的結(jié)合套和花鍵轂、輸入軸或低速齒輪副結(jié)合圈彼此相嚙合傳動，所述的花鍵轂上設(shè)置有滑動軸，所述的伺服裝置的推動軸與所述的滑動軸彼此連接。采用本裝置使得變速系統(tǒng)的機械零件減去了60％，雖屬于有級變速器，但是實現(xiàn)了無級變速的功能，與常用無級變速器相比，傳動效率提高2％～10％。
文檔編號B62M11/04GK2875937SQ20052012336
公開日2007年3月7日 申請日期2005年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者周榮 申請人:天津清源電動車輛有限責(zé)任公司