CN102135160A - 一种电动汽车驱动变速机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电动汽车驱动变速机构，属于电动汽车技术领域。它解决了现有的电动汽车变速控制难度大的问题。本电动汽车驱动变速机构包括第一档位齿轮组和第二档位齿轮组，第一档位齿轮组的第一主动轴和第一从动轴之间通过第一离合器相连接，第二档位齿轮组的第二主动轴和第二从动轴之间通过第二离合器相连接，第一主动齿轮和第二主动齿轮相啮合，第一从动齿轮和第二从动齿轮相啮合，第二主动轴与电动机相连接。本发明通过离合器的分离吸合实现换档，不再通过改变齿轮啮合来实现，可减小机械冲击、磨损和噪声，提升换档品质。

Description

一种电动汽车驱动变速机构

技术领域

本发明属于电动汽车技术领域，涉及一种电动汽车驱动变速机构。

背景技术

电动汽车的驱动部件为电动机，与内燃机相比，电动机具有调速范围宽、高效率区广、可零速运行、扭矩和转速可精确控制且两种控制模式可方便切换、转向方便切换等优点，本身对于汽车工况的适应性强。这些特点决定了电动汽车变速传动机构应该(也可以)具有如下特点：

1、档位数不必太多，两档、最多三档即可，如果电机调速范围足够宽，单级减速也可；

2、可以通过控制输入动力(电动机)的转速实现较高的换档品质，大大降低变速机构换档控制的难度；

3、不必专门设置倒档，可通过切换电动机转向实现倒车。

然而，现有电动汽车大多沿用传统内燃机车型的变速器，档位多余，增加了不必要的变速控制难度，也降低了电动汽车本应有的驾驶操纵方便性；即使新开发的专用变速器，也没有改变传统变速器的换档原理，没有充分发挥电动机驱动的优点。

随着电动汽车技术的进一步发展，对产品品质的要求提上议事日程，开发适用、简单、可靠性高的专用变速器，利用电动机特点实现换档原理的革新，对电动汽车品质提升具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有的电动汽车的变速机构所存在的上述问题，而提出了一种通过离合器的分离和吸合，并辅以控制输入动力的转速实现换档的电动汽车驱动变速机构。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种电动汽车驱动变速机构，其特征在于，它包括第一档位齿轮组和第二档位齿轮组，所述的第一档位齿轮组包括第一主动轴、第一从动轴以及分设在第一主动轴和第一从动轴上的第一主动齿轮和第一从动齿轮，第一主动轴、第一从动轴、第一主动齿轮和第一从动齿轮均同轴设置，且第一主动轴和第一从动轴之间通过第一离合器相连接，所述的第二档位齿轮组包括第二主动轴、第二从动轴以及分设在第二主动轴和第二从动轴上的第二主动齿轮和第二从动齿轮，第二主动轴、第二从动轴、第二主动齿轮和第二从动齿轮均同轴设置，且第二主动轴和第二从动轴之间通过第二离合器相连接，所述的第一主动齿轮和第二主动齿轮相啮合，第一从动齿轮和第二从动齿轮相啮合，第二主动轴与电动机相连接。

第二主动轴的一端与电动机连接，另一端通过第二离合器与第二从动轴相连接，第二从动轴上的第二从动齿轮作为输出齿轮，输出动力给车辆。第一离合器和第二离合器之间同时只有一个处于吸合状态，当第一离合器吸合时，汽车动力依次经过第二主动轴、第二主动齿轮、第一主动齿轮、第一主动轴、第一离合器、第一从动轴、第一从动齿轮后，从第二从动齿轮输出。当第二离合器吸合时，汽车动力依次经过第二主动轴、第二离合器、第二从动轴后，从第二从动齿轮输出。

在上述的一种电动汽车驱动变速机构中，所述的变速机构还包括有第三档位齿轮组，它包括第三主动轴、第三从动轴、第三动力输出齿轮以及分设在第三主动轴和第三从动轴上的第三主动齿轮和第三从动齿轮，第三主动轴、第三从动轴、第三主动齿轮和第三从动齿轮均同轴设置，且第三主动轴和第三从动轴之间通过第三离合器相连接，所述的第三动力输出齿轮同轴设置在第二从动轴上且与第三从动齿轮相啮合。增加了第三档位齿轮组后，原先的变速机构由原来的二档位增加到了三个档位。

在上述的一种电动汽车驱动变速机构中，所述的第一主动齿轮和第二从动齿轮的规格相同

在上述的一种电动汽车驱动变速机构中，所述的第三主动齿轮与第三动力输出齿轮的规格相同。

在上述的一种电动汽车驱动变速机构中，所述的第二主动齿轮、第一从动齿轮和第三从动齿轮的规格相同。

与现有技术相比，本电动汽车驱动变速机构具有以下几个优点：

1、通过离合器的分离吸合实现换档，不再通过改变齿轮啮合来实现，可减小机械冲击、磨损和噪声，提升换档品质；

2、通过控制输入动力(电动机)跟踪负载的转速，实现同步换档，不再需要传统的同步器，简化了变速器结构，提升了变速器耐久性；

3、省去了专门的倒档齿轮，通过切换电动机转向实现倒档；

4、在机械结构上可以按最多档位设计，动力系统匹配中可以根据动力(电动机)输出实际，仅通过软件实现从单档到三档的各种档位变速器，满足不同电动汽车的需要，拓宽了变速器产品的适用范围。

附图说明

图1是本电动汽车驱动变速机构的结构原理图。

图中，第一主动轴L11、第二主动轴L21、第三主动轴L31、第一从动轴L12、第二从动轴L22、第三从动轴L32、第一主动齿轮A1、第二主动齿轮A2、第三主动齿轮A3、第一从动齿轮P1、第二从动齿轮P21、第三从动齿轮P3、第三动力输出齿轮P23、第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本电动汽车驱动变速机构由若干组档位齿轮组所组成，本实施例中，该变速机构共有三个档位，因此档位齿轮组一共有三组，分别为第一档位齿轮组、第二档位齿轮组和第三档位齿轮组。

第一档位齿轮组包括第一主动轴L11、第一从动轴L12以及分设在第一主动轴L11和第一从动轴L12上的第一主动齿轮A1和第一从动齿轮P1，第一主动轴L11、第一从动轴L12、第一主动齿轮A1和第一从动齿轮P1均同轴设置，且第一主动轴L11和第一从动轴L12之间通过第一离合器C1相连接。第二档位齿轮组包括第二主动轴L21、第二从动轴L22以及分设在第二主动轴L21和第二从动轴L22上的第二主动齿轮A2和第二从动齿轮P21，第二主动轴L21、第二从动轴L22、第二主动齿轮A2和第二从动齿轮P21均同轴设置，且第二主动轴L21和第二从动轴L22之间通过第二离合器C2相连接，第一主动齿轮A1和第二主动齿轮A2相啮合，第一从动齿轮P1和第二从动齿轮P21相啮合。第三档位齿轮组包括第三主动轴L31、第三从动轴L32、第三动力输出齿轮P23以及分设在第三主动轴L31和第三从动轴L32上的第三主动齿轮A3和第三从动齿轮P3，第三主动轴L31、第三从动轴L32、第三主动齿轮A3和第三从动齿轮P3均同轴设置，且第三主动轴L31和第三从动轴L32之间通过第三离合器C3相连接，第三动力输出齿轮P23同轴设置在第二从动轴L22上且与第三从动齿轮P3相啮合。第一主动齿轮A1和第二从动齿轮P21的规格相同，第三主动齿轮A3与第三动力输出齿轮P23的规格相同，第二主动齿轮A2、第一从动齿轮P1和第三从动齿轮P3的规格相同。

汽车处于一档时，第一离合器C1吸合，此时第二离合器C2和第三离合器C3断开，电动机的动力从第二主动轴L21输入，经过第一档位齿轮组的传递后，从第二从动齿轮P21输出给车辆。汽车处于二档时，第二离合器C2吸合，此时第一离合器C1和第三离合器C3断开，电动机的动力从第二主动轴L21输入，经过第二档位齿轮组的传递后，从第二从动齿轮P21输出给车辆。汽车处于三档时，第三离合器C3吸合，此时第一离合器C1和第二离合器C2断开，电动机的动力从第二主动轴L21输入，经过第三档位齿轮组的传递后，从第三动力输出齿轮P23输出给车辆。

车辆起步时，电动机转速为零，车辆速度为零，第一离合器C1吸合，变速器进入一档工作，控制电动机转矩使车辆加速；当到达一定速度需要换入二档时，第一离合器C1断开，电动机进入转速控制模式，控制其转速按二档速比跟随车速，然后第二离合器C2吸合，电动机返回转矩控制模式，控制其转矩使车辆继续加速；当到达一定速度需要换入三档时，第二离合器C2断开，电动机进入转速控制模式，控制其转速按三档速比跟随车速，然后第三离合器C3吸合，电动机返回转矩控制模式，控制其转矩使车辆继续加速或匀速行驶。

车辆由于阻力增加而减速时，当到达一定速度需要由三档换入二档时，第三离合器C3断开，电动机进入转速控制模式，控制其转速按二档速比跟随车速，然后第二离合器C2吸合，电动机返回转矩控制模式，控制其转矩使车辆继续行驶；如阻力增加需继续减速时，当到达一定速度需要由二档换入一档时，第二离合器C2断开，电动机进入转速控制模式，控制其转速按一档速比跟随车速，然后第一离合器C1吸合，电动机返回转矩控制模式，控制其转矩使车辆继续行驶。

当车辆停车时，所有离合器断开，动力中断。

当车辆倒车时，第一离合器C1吸合，控制电动机反向输出动力，车辆按一档速比倒车，由于倒车时无需加速，倒车模式只设一档工作即可；倒车停止时，第一离合器C1断开，动力中断。

虽然换档过程需切换电动机控制模式。但由于电动机的控制响应快、精度高，换档时动力中断过程很短，且不会产生冲击。

转速控制模式就是控制电动机工作时，给出其转速指令，电动机的转速满足指令要求；同样，转矩控制模式就是控制电动机工作时，给出其转矩指令，电动机的转矩满足指令要求。在电动机控制器中可以设计一切换开关，实时的切换两种模式。本发明正是利用了电动机控制的这一优点。举例说明如下：

假设A2与A1的速比是2∶1，同样P1与P21的速比也是2∶1，当A2转速是8时，通过1档工作，P21的转速就是2；此时，如果要换入2档，C1已经断开，C2将要结合，为了减小甚至消除冲击，就要让C2两端转速相同，这时就可以检测到P21的转速(此时为2)，将其作为指令控制电动机输入给A2的转速也为2，然后再结合C2，完成换挡。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种电动汽车驱动变速机构，其特征在于，它包括第一档位齿轮组和第二档位齿轮组，所述的第一档位齿轮组包括第一主动轴(L11)、第一从动轴(L12)以及分设在第一主动轴(L11)和第一从动轴(L12)上的第一主动齿轮(A1)和第一从动齿轮(P1)，第一主动轴(L11)、第一从动轴(L12)、第一主动齿轮(A1)和第一从动齿轮(P1)均同轴设置，且第一主动轴(L11)和第一从动轴(L12)之间通过第一离合器(C1)相连接，所述的第二档位齿轮组包括第二主动轴(L21)、第二从动轴(L22)以及分设在第二主动轴(L21)和第二从动轴(L22)上的第二主动齿轮(A2)和第二从动齿轮(P21)，第二主动轴(L21)、第二从动轴(L22)、第二主动齿轮(A2)和第二从动齿轮(P21)均同轴设置，且第二主动轴(L21)和第二从动轴(L22)之间通过第二离合器(C2)相连接，所述的第一主动齿轮(A1)和第二主动齿轮(A2)相啮合，第一从动齿轮(P1)和第二从动齿轮(P21)相啮合，第二主动轴(L21)与电动机相连接。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车驱动变速机构，其特征在于，所述的变速机构还包括有第三档位齿轮组，它包括第三主动轴(L31)、第三从动轴(L32)、第三动力输出齿轮(P23)以及分设在第三主动轴(L31)和第三从动轴(L32)上的第三主动齿轮(A3)和第三从动齿轮(P3)，第三主动轴(L31)、第三从动轴(L32)、第三主动齿轮(A3)和第三从动齿轮(P3)均同轴设置，且第三主动轴(L31)和第三从动轴(L32)之间通过第三离合器(C3)相连接，所述的第三动力输出齿轮(P23)同轴设置在第二从动轴(L22)上且与第三从动齿轮(P3)相啮合。

3.根据权利要求1或2所述的一种电动汽车驱动变速机构，其特征在于，所述的第一主动齿轮(A1)和第二从动齿轮(P21)的规格相同。

4.根据权利要求2所述的一种电动汽车驱动变速机构，其特征在于，所述的第三主动齿轮(A3)与第三动力输出齿轮(P23)的规格相同。

5.根据权利要求2所述的一种电动汽车驱动变速机构，其特征在于，所述的第二主动齿轮(A2)、第一从动齿轮(P1)和第三从动齿轮(P3)的规格相同。