專利名稱：一種空心軸電機(jī)與行星齒輪連接的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空心軸電機(jī)與行星齒輪連接的裝置和方法，尤其是涉及一種可用于新能源汽車上的空心軸電機(jī)與行星齒輪連接的裝置和方法。
背景技術(shù)：
混合動(dòng)力汽車等新能源汽車一般是將發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩種動(dòng)力混合起來(lái)，按照一定的控制策略進(jìn)行轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩耦合，再最終輸出給車輪，其利用了電機(jī)的動(dòng)力特性彌補(bǔ)了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力特性的不足，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在更好的效率區(qū)間，同時(shí)可以回收制動(dòng)能量，故而節(jié)能減排?，F(xiàn)有混合動(dòng)力耦合方法一般都是通過機(jī)械或電磁等離合裝置、行星齒輪等變速裝置進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)的外部連接組合，也有一些形式是靠采用空心軸的電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)力耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是這些耦合方式要么簡(jiǎn)單粗放、功能簡(jiǎn)單，要么為了追求更多變的組合輸出方式而變得復(fù)雜，體積和重量都很大，成本也居高不下。市場(chǎng)上仍沒有見到更為簡(jiǎn)單有效，但功能豐富的將空心軸電機(jī)與行星齒輪連接的裝置和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而功能豐富的混合動(dòng)力用的空心軸電機(jī)與行星齒輪連接的裝置和方法以實(shí)現(xiàn)和發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力耦合。本發(fā)明的系統(tǒng)構(gòu)成是由齒圈1、行星架2、行星輪3、中心輪4、連接器5、空心軸電機(jī) 6、空心軸7、同心軸8所組成。本發(fā)明的技術(shù)方案中現(xiàn)有公知技術(shù)是兩個(gè)系統(tǒng)，一個(gè)是齒圈1、行星架2、行星輪 3、中心輪4構(gòu)成的行星齒輪系統(tǒng)，另一個(gè)是由空心軸電機(jī)6本體、空心軸7、同心軸8構(gòu)成的空心軸電機(jī)系統(tǒng)。行星齒輪系統(tǒng)與空心軸電機(jī)系統(tǒng)之間存在三個(gè)連接界面。其一是所述中心輪4與空心軸電機(jī)6驅(qū)動(dòng)的空心軸7連接；其二是所述行星架2 —側(cè)與空心軸7內(nèi)的同心軸6連接；其三是所述行星架2的另一側(cè)可以通過連接器5與空心軸7連接或分離，而所述連接器5可以使用雙位置花鍵聯(lián)軸器滑塊。本發(fā)明創(chuàng)造性的技術(shù)點(diǎn)在于，在空心軸電機(jī)與行星齒輪系統(tǒng)間連接時(shí)，所述連接器5可以沿軸向向左側(cè)或向右側(cè)移動(dòng)，與行星架2閉合；而向相反方向移動(dòng)時(shí)可以與行星架 2分離；所述連接器5與行星架2閉合的接口可以是機(jī)械式摩擦離合結(jié)構(gòu)；所述連接器5的軸向移動(dòng)可以通過電動(dòng)推桿、電磁離合、液壓推桿、氣動(dòng)推桿、機(jī)械撥叉的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的多種工作方式與兩側(cè)的行星齒輪系統(tǒng)和空心軸電機(jī)系統(tǒng)配合實(shí)現(xiàn)，包括以下幾種方式
一、連接器5將空心軸7與行星架2連接，從而使“空心軸7-連接器5-行星架2-同心軸8”固連在一起，此時(shí)有四種動(dòng)力傳輸方式
1.空心軸電機(jī)6單獨(dú)提供動(dòng)力，帶動(dòng)行星輪系同時(shí)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)與行星架2固連的同心軸8輸出動(dòng)力，裝置右側(cè)輸出轉(zhuǎn)速與空心軸電機(jī)6相同。2.空心軸電機(jī)6單獨(dú)提供動(dòng)力，帶動(dòng)行星輪系同時(shí)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)齒圈1輸出動(dòng)力，裝置左側(cè)輸出轉(zhuǎn)速與空心軸電機(jī)6相同。3.齒圈1由裝置左側(cè)的動(dòng)力部分輸入動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)，同時(shí)空心軸電機(jī)6按一定速度與其耦合，從而向裝置右側(cè)提供較大功率的輸出。4.齒圈1由裝置左側(cè)的動(dòng)力部分提供動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)，空心軸電機(jī)6從動(dòng)，此時(shí)空心軸電機(jī)6變成發(fā)電機(jī)。二、連接器5與行星架2脫開，此時(shí)有三種動(dòng)力傳輸方式
1.齒圈1不動(dòng)，空心軸電機(jī)6旋轉(zhuǎn)，而空心軸7帶動(dòng)其上固連的中心輪4旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)行星架2，再帶動(dòng)與行星架2固連的同心軸8輸出動(dòng)力.此時(shí)同心軸8向裝置右側(cè)輸出的轉(zhuǎn)速是經(jīng)過行星輪系統(tǒng)減速的。2.齒圈1由裝置左側(cè)的動(dòng)力部分提供動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)，同時(shí)空心軸電機(jī)6按一定速度仍與其耦合，從而向裝置右側(cè)提供較大功率的輸出。3.空心軸電機(jī)6不轉(zhuǎn)，固連在空心軸7上的中心輪4不轉(zhuǎn)。此時(shí)齒圈1由裝置左側(cè)的動(dòng)力部分輸入動(dòng)力時(shí)，齒圈1旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)行星架2旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)與其固連的同心軸8 輸出動(dòng)力，此時(shí)動(dòng)力完全由裝置左側(cè)的動(dòng)力輸入部分提供。本發(fā)明克服了現(xiàn)有混合動(dòng)力兩類動(dòng)力耦合裝置的不足，雖然同樣采用了空心軸電機(jī)，但是卻以簡(jiǎn)單的方式通過行星齒輪與發(fā)動(dòng)機(jī)耦合實(shí)現(xiàn)了功能強(qiáng)大、價(jià)格便宜的動(dòng)力組合方式。


圖1是本發(fā)明原理圖圖中齒圈1、行星架2、行星輪3、中心輪4、連接器5、空心軸電機(jī)6、空心軸7、同心軸8。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述
本發(fā)明的裝置由齒圈1、行星架2、行星輪3、中心輪4、連接器5、空心軸電機(jī)6、空心軸 7、同心軸8所構(gòu)成。其中齒圈1、行星架2、行星輪3、中心輪4構(gòu)成行星齒輪系統(tǒng)；空心軸電機(jī)6本體、空心軸7、同心軸8及附件構(gòu)成空心軸電機(jī)系統(tǒng)。行星齒輪系統(tǒng)與空心軸電機(jī)系統(tǒng)之間的有三個(gè)連接點(diǎn)。其一是所述中心輪4與空心軸電機(jī)6驅(qū)動(dòng)的空心軸7連接；其二是所述行星架2 —側(cè)與空心軸7內(nèi)的同心軸6連接。 這兩個(gè)連接點(diǎn)的方式可以多種多樣，包括螺栓、焊接、螺紋、頂絲、銷釘?shù)冉Y(jié)構(gòu)。其三是所述行星架2的另一側(cè)可以通過連接器5與空心軸7連接或分離。所述連接器5可以多種多樣， 優(yōu)選地可以使用雙位置花鍵聯(lián)軸器滑塊實(shí)現(xiàn)連接和分離。在空心軸電機(jī)與行星齒輪系統(tǒng)間連接時(shí)，所述連接器5可以沿軸向向左側(cè)或向右側(cè)移動(dòng)，與行星架2閉合；而向相反方向移動(dòng)時(shí)可以與行星架2分離；所述連接器5與行星架2閉合的接口可以是機(jī)械式摩擦離合結(jié)構(gòu)；所述連接器5的軸向移動(dòng)可以通過電動(dòng)推桿、 電磁離合、液壓推桿、氣動(dòng)推桿、機(jī)械撥叉的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。運(yùn)行方式在混合動(dòng)力車輛內(nèi)具體實(shí)施時(shí)的情況如下
4一、連接器5將空心軸7與行星架2連接，從而使“空心軸7-連接器5-行星架2-同心軸8”固連在一起，此時(shí)有四種動(dòng)力傳輸方式
1.空心軸電機(jī)6單獨(dú)提供動(dòng)力，帶動(dòng)行星輪系同時(shí)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)與行星架2固連的同心軸8輸出動(dòng)力，裝置右側(cè)輸出轉(zhuǎn)速與空心軸電機(jī)6相同。此時(shí)為純電動(dòng)直接輸出驅(qū)動(dòng)車輛行駛模式。這種模式下，電機(jī)還可以通過電子控制實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，從而使車輛可以正向行駛，也可以反向倒車。2.空心軸電機(jī)6單獨(dú)提供動(dòng)力，帶動(dòng)行星輪系同時(shí)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)齒圈1輸出動(dòng)力，裝置左側(cè)輸出轉(zhuǎn)速與空心軸電機(jī)6相同。此時(shí)為純電動(dòng)直接輸出起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)模式。3.空心軸電機(jī)6提供動(dòng)力，同時(shí)齒圈1左側(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸入動(dòng)力，空心軸電機(jī)6按一定速度與發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力耦合，從而向裝置右側(cè)提供較大功率的輸出。此時(shí)為電動(dòng)-發(fā)動(dòng)機(jī)混合動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)車輛行駛模式。4.齒圈1由裝置左側(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)，空心軸電機(jī)6從動(dòng)，此時(shí)空心軸電機(jī)6變成發(fā)電機(jī)。此時(shí)為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力驅(qū)動(dòng)車輛正行駛或者同時(shí)帶動(dòng)電機(jī)發(fā)電模式。二、連接器5與行星架2脫開，此時(shí)有三種動(dòng)力傳輸方式
1.齒圈1不動(dòng)，空心軸電機(jī)6旋轉(zhuǎn)，而空心軸7帶動(dòng)其上固連的中心輪4旋轉(zhuǎn)，再由與行星架2固連的同心軸8輸出動(dòng)力.此時(shí)同心軸8輸出轉(zhuǎn)速是經(jīng)過行星輪系減速的，是純電動(dòng)動(dòng)力輸出減速更大轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)模式，并且可以通過正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)正向行駛和倒車行駛。2.齒圈1由裝置左側(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)，同時(shí)空心軸電機(jī)6旋轉(zhuǎn)按一定速度與其耦合，從而整體提供更大轉(zhuǎn)矩的輸出，此時(shí)是混合動(dòng)力輸出減速更大轉(zhuǎn)矩輸出模式。3.空心軸電機(jī)6不轉(zhuǎn)，固連在空心軸7上的中心輪4不轉(zhuǎn)。此時(shí)齒圈1由裝置左側(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒圈1旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)行星架2旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)與其固連的同心軸8輸出動(dòng)力，此時(shí)為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出減速更大轉(zhuǎn)矩輸出模式。由此本發(fā)明可以使混合動(dòng)力汽車針對(duì)不同配置的電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)、行駛要求和路況變化出不同的動(dòng)力組合方式，不同的車型也可以選擇不同的動(dòng)力組合方法，并且其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以重量較輕，但是功能豐富，價(jià)格也較低。
權(quán)利要求
1.一種空心軸電機(jī)與行星齒輪連接的裝置和方法，由齒圈1、行星架2、行星輪3、中心輪4、連接器5、空心軸電機(jī)6、空心軸7、同心軸8所構(gòu)成，所述中心輪4與空心軸電機(jī)6驅(qū)動(dòng)的空心軸7相連，所述行星架2 —側(cè)與空心軸7內(nèi)的同心軸6相連，所述行星架2的另一側(cè)可以通過連接器5與空心軸7閉合或分離，其特征在于所述連接器5可以是雙位置花鍵聯(lián)軸器滑塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心軸電機(jī)與行星齒輪連接的裝置，其特征在于所述連接器5可以沿軸向向左側(cè)或向右側(cè)移動(dòng)，與行星架2閉合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心軸電機(jī)與行星齒輪連接的裝置，其特征在于所述連接器5可以沿軸向向右側(cè)或向左側(cè)移動(dòng)，與行星架2分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心軸電機(jī)與行星齒輪連接的裝置，其特征在于所述連接器5與行星架2閉合的接口可以是機(jī)械式摩擦離合結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心軸電機(jī)與行星齒輪連接的裝置，其特征在于所述連接器5的軸向移動(dòng)可以通過電動(dòng)推桿、電磁離合、液壓推桿、氣動(dòng)推桿、機(jī)械撥叉的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
一種空心軸電機(jī)與行星齒輪連接的裝置和方法，由齒圈、行星架、行星輪、中心輪、連接器、空心軸電機(jī)、空心軸、同心軸所構(gòu)成。所述中心輪與空心軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)的空心軸相連，所述行星架一側(cè)與同心軸相連，另一側(cè)可以通過連接器與空心軸連接或分離。連接器優(yōu)選地可以采用雙位置花鍵聯(lián)軸器滑塊。該裝置可用于混合動(dòng)力汽車等新能源車輛，實(shí)現(xiàn)兩種以上動(dòng)力的耦合輸入與輸出，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以重量較輕，但是功能豐富，價(jià)格也較低。
文檔編號(hào)H02K7/116GK102158009SQ20111010205
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月22日
發(fā)明者韓光 申請(qǐng)人:天津市松正電動(dòng)汽車技術(shù)股份有限公司