CN102897281B - 电动摩托车多档变速驱动系统及其电动摩托车 - Google Patents

Abstract

本发明的电动摩托车多档变速驱动系统及其电动摩托车，包括机座外壳、固定安装于所述机座外壳的驱动电机、变速器和传动连接于驱动电机动力输出轴和变速器输入轴的离合器，变速器为至少三个档位的多档变速器，本发明的电动摩托车多档变速驱动系统及其电动摩托车，将驱动电机和多档变速器一体化设计，可通过操纵变速器针对不同路况匹配不同速比，提高能量利用率，提升电动车的续航里程，保证驱动电机和蓄电池工作电压稳定性，延长驱动电机、控制器和蓄电池的使用寿命。

Description

电动摩托车多档变速驱动系统及其电动摩托车

技术领域

本发明涉及一种电动摩托车驱动系统及其电动摩托车，尤其涉及一种电动摩托车多档变速驱动系统及其电动摩托车。

背景技术

电动摩托车是一种零排放、低噪声、轻便的交通工具，适于道路平整且行驶速度不高的场合使用，在城市里使用较为广泛，但和燃油摩托车相比，在动力性、承载能力和续航里程等方面相比都存在较大差距，现有技术中电动摩托车为腾出更大的驾驶操纵空间及提高驾驶舒适性，其驱动系统较多的采用轮毂驱动电机直接驱动，通过调节轮毂驱动电机的输入电压或电流来控制其输出转矩和转速，以满足不同路况和车速的要求，其缺陷在于上坡和载人上陡坡时，耗电量大或者上坡时动力不足无法适用；上坡时负载大，容易引起电流急剧增大，容易烧毁控制器和驱动电机，同时还直接影响蓄电池的寿命，而且在各种路况下行驶综合效率较低，续航里程较短，加速性能差，爬坡能量弱，限制了电动摩托车的适用范围和推广。

因此，需要对电动摩托车驱动系统加以改进，提高其动力性能以及在各种路况下行驶的综合效率，提升续航里程，保证驱动电机和蓄电池工作电压稳定性，延长驱动电机、控制器和蓄电池的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种电动摩托车多档变速驱动系统及其电动摩托车，将驱动电机和多档变速器一体化设计，匹配不同的速比，可达到有效降低能量消耗率，提升电动车的续航里程，保证驱动电机和蓄电池工作电压稳定性，延长驱动电机、控制器和蓄电池的使用寿命。

本发明的电动摩托车多档变速驱动系统，包括机座外壳、固定安装于所述机座外壳的驱动电机、变速器和传动连接于驱动电机动力输出轴和变速器输入轴的离合器；所述变速器为至少三个档位的多档变速器，可通过操纵变速器对不同路况匹配不同速比，可有效提高能量利用率，提升电动车的续航里程，保证驱动电机和蓄电池工作电压稳定性。

进一步，所述变速器的输入轴与驱动电机的动力输出轴平行并列设置并且变速器输入轴输入端和驱动电机动力输出轴输出端沿机座外壳的同侧伸出，使动力横向传递，可减小驱动系统的纵向长度，节约安装空间，腾出足够的驾驶操纵空间，提高驾驶舒适性；

进一步，所述离合器为摩擦离合器，包括主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构，所述主动部分固定于驱动电机的动力输出端，其内端面设有环状的主动摩擦片；所述压紧机构包括与所述主动部分花键连接并罩于主动部分外圆周的罩体及沿罩体滑动方向弹顶于主动部分外端面与罩体之间的压力弹簧，所述罩体伸向主动部分内侧的部分设置有与主动摩擦片轴向相对的压紧摩擦片；所述从动部分转动连接于主动部分内端面，从动部分外圆周花键连接有夹设于压紧摩擦片与主动摩擦片之间的从动摩擦片；所述操纵机构包括同轴的固定于罩体外端的端盖及单自由度转动连接于端盖中心的连接座，离合器结构紧凑，设计合理，可在其从动部分设置轮齿进而通过齿轮副将驱动电机的驱动力横向传递给变速器的输入轴，还可通过设置不同传动比的齿轮副来调节驱动电机的工作载荷；

进一步，所述离合器与变速器的输入轴通过传动比大于1的传动齿轮副传动连接，所述传动齿轮副包括设置于离合器内侧并转动连接于驱动电机动力输出轴输出端的主动齿轮和传动连接于变速器输入轴输入端并与主动齿轮啮合的从动齿轮，所述离合器的从动部分设置有与主动齿轮啮合的内齿圈，能够实现驱动力的横向传递，而且可降低驱动电机的工作载荷，确保加速和爬坡能量，提高动力性能；

进一步，所述从动齿轮为柔性传动结构，包括互为独立设置的轮缘和轮毂、用于所述轮缘与轮毂柔性连接的缓冲套及用于对轮缘和缓冲套进行安装定位的环形端盖和连接螺栓，所述轮毂一体的设置有辐板，所述辐板内端面平行于轮毂轴向设置有连接柱，所述轮缘外圆周设置轮齿，轮缘上对应连接柱设置有孔径大于连接柱直接的连接孔，所述缓冲套设置于连接柱与连接孔的间隙，所述环形端盖设置于轮缘内侧并通过所述连接螺栓紧固连接于连接柱将轮缘和缓冲套夹紧定位，使传动齿轮副与变速器输入轴之间柔性传动，避免因离合器接合瞬间所输出的驱动力对变速器产生冲击作用力而将其损坏，保证变速器的使用寿命；

进一步，所述变速器为四档变速器，包括所述输入轴、与所述输入轴平行并列设置的输出轴、一档传动齿轮副、二档传动齿轮副、三档传动齿轮副和四档传动齿轮副，输入轴和输出轴分别通过轴承单自由度转动连接于机座外壳并且均为花键轴，所述一档传动齿轮副、二档传动齿轮副、三档传动齿轮副和四档传动齿轮副的主动齿主动齿设置于变速器的输入轴，从动齿设置于变速器的输出轴，其中二档主动齿轮、四档主动齿轮、一档从动齿轮和三档从动齿轮均为空转齿轮，一档主动齿轮和四档从动齿轮固定于相应轴，三档主动齿轮和二档从动齿轮均为与相应轴花键传动的套筒齿轮，三档主动齿轮设置有可与四档主动齿轮传动连接的卡柱和可与二档主动齿轮传动连接的嵌入卡爪，二档从动齿轮设置有可与一档从动齿轮传动连接的卡柱和可与三档从动齿轮传动连接的嵌入卡爪，四档主动齿轮和一档从动齿轮对应相应卡柱设置有卡槽，二档主动齿轮和三档从动齿轮对应相应嵌入卡爪设置有嵌入卡槽，二档主动齿轮与四档主动齿轮之间设有与三档主动齿轮脱离传动的空档间隙，一档从动齿轮与三档从动齿轮之间设有与二档从动齿轮脱离传动的空档间隙，当三档主动齿轮和二档从动齿轮位于空档间隙时变速器为空挡，拨动二档从动齿轮使之与一档从动齿轮传动连接且三档主动齿轮位于空档间隙为一档；拨动三档主动齿轮使之与二档主动齿轮传动连接且二档从动齿轮位于空档间隙为二档；拨动二档从动齿轮使之与三档从动齿轮传动链接且三档主动齿轮位于空档间隙为三档；拨动三档主动齿轮与四档主动齿轮传动连接且二档从动齿轮位于空档间隙为四档，可通过操纵变速器对不同路况匹配不同速比，可有效提高能量利用率，提升电动车的续航里程，保证驱动电机和蓄电池工作电压稳定性；

进一步，所述变速器输出轴输出端与其输入轴输入端分列于两侧设置，变速器输出轴输出端还固定安装有链轮，由于传动齿轮副传动比大于1，所以从动齿轮直径较大，将变速器输出轴输出端与其输入轴输入端分列于两侧设置可有效避免结构干涉；

进一步，所述驱动电机为无刷直流电机，包括所述动力输出轴、电机座、定子机座、设有绕组的定子铁芯、接线端和转子罩壳，所述电机座固定安装于机座外壳，所述定子机座呈柱状并固定于电机座底壁中心，定子铁芯套设于定子机座外圆周固定，所述动力输出轴同轴转动连接于定子机座，所述转子罩壳固定连接于所述动力输出轴并罩于定子铁芯的外圆周，转子罩壳内壁固定设置有与定子铁芯外圆周相对的永磁铁，无机械电刷换向，避免因机械摩擦产生的噪音、火花及摩擦损耗，无刷直流电机不仅结构简单、运行可靠、维护方便，且运行效率高，调速性能好。

本发明还公开了一种电动摩托车，所述电动摩托车安装该电动摩托车多档变速驱动系统。

本发明的有益效果是：本发明的电动摩托车多档变速驱动系统及其电动摩托车，将驱动电机和多档变速器一体化设计，可通过操纵变速器针对不同路况匹配不同速比，提高能量利用率，提升电动车的续航里程，保证驱动电机和蓄电池工作电压稳定性，延长驱动电机、控制器和蓄电池的使用寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图，如图所示：本实施例的电动摩托车多档变速驱动系统，包括机座外壳1、固定安装于所述机座外壳的驱动电机2、变速器3和传动连接于驱动电机2动力输出轴205和变速器3输入轴301的离合器4；所述变速器3为至少三个档位的多档变速器，可通过操纵变速器3对不同路况匹配不同速比，可有效提高能量利用率，提升电动车的续航里程，保证驱动电机2和蓄电池工作电压稳定性。

本实施例中，所述变速器3的输入轴301与驱动电机2的动力输出轴205平行并列设置并且变速器3输入轴301输入端和驱动电机2动力输出轴205输出端沿机座外壳1的同侧伸出，离合器与变速器3输入轴301之间可以通过齿轮副或皮带等现有传动结构传动连接，使动力横向传递，可减小驱动系统的纵向长度，节约安装空间，腾出足够的驾驶操纵空间，提高驾驶舒适性。

本实施例中，所述离合器4为摩擦离合器，包括主动部分401、从动部分402、压紧机构和操纵机构，所述主动部分401固定于驱动电机2的动力输出端，其内端面设有环状的主动摩擦片；所述压紧机构包括与所述主动部分401花键连接并罩于主动部分401外圆周的罩体403及沿罩体403滑动方向弹顶于主动部分401外端面与罩体403之间的压力弹簧404，所述罩体403伸向主动部分401内侧的部分设置有与主动摩擦片轴向相对的压紧摩擦片405；所述从动部分402转动连接于主动部分401内端面，从动部分402外圆周花键连接有夹设于压紧摩擦片405与主动摩擦片之间的从动摩擦片406；所述操纵机构包括同轴的固定于罩体403外端的端盖407及单自由度转动连接于端盖407中心的连接座408，离合器4结构紧凑，设计合理，可在其从动部分402设置轮齿进而通过齿轮副将驱动电机2的驱动力横向传递给变速器3的输入轴301，还可通过设置不同传动比的齿轮副来调节驱动电机2的工作载荷。

本实施例中，所述离合器4与变速器3的输入轴301通过传动比大于1的传动齿轮副5传动连接，所述传动齿轮副5包括设置于离合器4内侧并转动连接于驱动电机2动力输出轴205输出端的主动齿轮501和传动连接于变速器3输入轴301输入端并与主动齿轮501啮合的从动齿轮502，所述离合器4的从动部分402设置有与主动齿轮501啮合的内齿圈，能够实现驱动力的横向传递，而且可降低驱动电机2的工作载荷，确保加速和爬坡能量，提高动力性能。

本实施例中，所述从动齿轮502为柔性传动结构，包括互为独立设置的轮缘503和轮毂504、用于所述轮缘503与轮毂504柔性连接的缓冲套505及用于对轮缘503和缓冲套505进行安装定位的环形端盖506和连接螺栓507，所述轮毂504一体的设置有辐板，所述辐板内端面平行于轮毂504轴向设置有连接柱，所述轮缘503外圆周设置轮齿，轮缘503上对应连接柱设置有孔径大于连接柱直接的连接孔，所述缓冲套505设置于连接柱与连接孔的间隙，所述环形端盖506设置于轮缘503内侧并通过所述连接螺栓507紧固连接于连接柱将轮缘503和缓冲套505夹紧定位，使传动齿轮副5与变速器3输入轴301之间柔性传动，避免因离合器4接合瞬间所输出的驱动力对变速器3产生冲击作用力而将其损坏，保证变速器3的使用寿命。

本实施例中，所述变速器3为四档变速器，包括所述输入轴301、与所述输入轴301平行并列设置的输出轴302、一档传动齿轮副、二档传动齿轮副、三档传动齿轮副和四档传动齿轮副，输入轴301和输出轴302分别通过轴承单自由度转动连接于机座外壳1并且均为花键轴，所述一档传动齿轮副、二档传动齿轮副、三档传动齿轮副和四档传动齿轮副的主动齿主动齿设置于变速器3的输入轴301，从动齿设置于变速器3的输出轴302，其中二档主动齿轮304、四档主动齿轮306、一档从动齿轮307和三档从动齿轮309均为空转齿轮，一档主动齿轮303和四档从动齿轮310固定于相应轴，三档主动齿轮305和二档从动齿轮308均为与相应轴花键传动的套筒齿轮，三档主动齿轮305设置有可与四档主动齿轮306传动连接的卡柱和可与二档主动齿轮304传动连接的嵌入卡爪，二档从动齿轮308设置有可与一档从动齿轮307传动连接的卡柱和可与三档从动齿轮309传动连接的嵌入卡爪，四档主动齿轮306和一档从动齿轮307对应相应卡柱设置有卡槽，二档主动齿轮304和三档从动齿轮309对应相应嵌入卡爪设置有嵌入卡槽，二档主动齿轮304与四档主动齿轮306之间设有与三档主动齿轮305脱离传动的空档间隙，一档从动齿轮307与三档从动齿轮309之间设有与二档从动齿轮308脱离传动的空档间隙，当三档主动齿轮305和二档从动齿轮308位于空档间隙时变速器3为空挡，拨动二档从动齿轮308使之与一档从动齿轮307传动连接且三档主动齿轮305位于空档间隙为一档；拨动三档主动齿轮305使之与二档主动齿轮304传动连接且二档从动齿轮308位于空档间隙为二档；拨动二档从动齿轮308使之与三档从动齿轮309传动链接且三档主动齿轮305位于空档间隙为三档；拨动三档主动齿轮305与四档主动齿轮306传动连接且二档从动齿轮308位于空档间隙为四档，可通过操纵变速器3对不同路况匹配不同速比，可有效提高能量利用率，提升电动车的续航里程，保证驱动电机2和蓄电池工作电压稳定性。

本实施例中，所述变速器3输出轴302输出端与其输入轴301输入端分列于两侧设置，变速器3输出轴302输出端还固定安装有链轮311，由于传动齿轮副5传动比大于1，所以从动齿轮502直径较大，将变速器3输出轴302输出端与其输入轴301输入端分列于两侧设置可有效避免结构干涉。

本实施例中，所述驱动电机2为无刷直流电机，包括所述动力输出轴205、电机座201、定子机座202、设有绕组的定子铁芯203、接线端204和转子罩壳206，所述电机座201固定安装于机座外壳1，所述定子机座202呈柱状并固定于电机座201底壁中心，定子铁芯203套设于定子机座202外圆周固定，所述动力输出轴205同轴转动连接于定子机座202，所述转子罩壳206固定连接于动力输出轴205并罩于定子铁芯203的外圆周，转子罩壳206内壁固定设置有与定子铁芯203外圆周相对的永磁铁，无机械电刷换向，避免因机械摩擦产生的噪音、火花及摩擦损耗，无刷直流电机不仅结构简单、运行可靠、维护方便，且运行效率高，调速性能好。

本发明还公开了一种电动摩托车，所述电动摩托车安装该电动摩托车多档变速驱动系统。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种电动摩托车多档变速驱动系统，包括机座外壳、固定安装于所述机座外壳的驱动电机、变速器和传动连接于驱动电机动力输出轴和变速器输入轴的离合器；其特征在于：所述变速器为至少三个档位的多档变速器；所述离合器与变速器的输入轴通过传动比大于1的传动齿轮副传动连接，所述传动齿轮副包括设置于离合器内侧并转动连接于驱动电机动力输出轴输出端的主动齿轮和传动连接于变速器输入轴输入端并与主动齿轮啮合的从动齿轮，所述离合器的从动部分设置有与主动齿轮啮合的内齿圈；所述从动齿轮为柔性传动结构，包括互为独立设置的轮缘和轮毂、用于所述轮缘与轮毂柔性连接的缓冲套及用于对轮缘和缓冲套进行安装定位的环形端盖和连接螺栓，所述轮毂一体的设置有辐板，所述辐板内端面平行于轮毂轴向设置有连接柱，所述轮缘外圆周设置轮齿，轮缘上对应连接柱设置有孔径大于连接柱直接的连接孔，所述缓冲套设置于连接柱与连接孔的间隙，所述环形端盖设置于轮缘内侧并通过所述连接螺栓紧固连接于连接柱将轮缘和缓冲套夹紧定位。

2.根据权利要求1所述的电动摩托车多档变速驱动系统，其特征在于：所述变速器的输入轴与驱动电机的动力输出轴平行并列设置并且变速器输入轴输入端和驱动电机动力输出轴输出端沿机座外壳的同侧伸出。

3.根据权利要求2所述的电动摩托车多档变速驱动系统，其特征在于：所述变速器为四档变速器，包括所述输入轴、与所述输入轴平行并列设置的输出轴、一档传动齿轮副、二档传动齿轮副、三档传动齿轮副和四档传动齿轮副，输入轴和输出轴分别通过轴承单自由度转动连接于机座外壳并且均为花键轴，所述一档传动齿轮副、二档传动齿轮副、三档传动齿轮副和四档传动齿轮副的主动齿主动齿设置于变速器的输入轴，从动齿设置于变速器的输出轴，其中二档主动齿轮、四档主动齿轮、一档从动齿轮和三档从动齿轮均为空转齿轮，一档主动齿轮和四档从动齿轮固定于相应轴，三档主动齿轮和二档从动齿轮均为与相应轴花键传动的套筒齿轮，三档主动齿轮设置有可与四档主动齿轮传动连接的卡柱和可与二档主动齿轮传动连接的嵌入卡爪，二档从动齿轮设置有可与一档从动齿轮传动连接的卡柱和可与三档从动齿轮传动连接的嵌入卡爪，四档主动齿轮和一档从动齿轮对应相应卡柱设置有卡槽，二档主动齿轮和三档从动齿轮对应相应嵌入卡爪设置有嵌入卡槽，二档主动齿轮与四档主动齿轮之间设有与三档主动齿轮脱离传动的空档间隙，一档从动齿轮与三档从动齿轮之间设有与二档从动齿轮脱离传动的空档间隙。

4.根据权利要求3所述的电动摩托车多档变速驱动系统，其特征在于：所述变速器输出轴输出端与其输入轴输入端分列于两侧设置，变速器输出轴输出端还固定安装有链轮。

5.根据权利要求4所述的电动摩托车多档变速驱动系统，其特征在于：所述驱动电机为无刷直流电机，包括所述动力输出轴、电机座、定子机座、设有绕组的定子铁芯、接线端和转子罩壳，所述电机座固定安装于机座外壳，所述定子机座呈柱状并固定于电机座底壁中心，定子铁芯套设于定子机座外圆周固定，所述动力输出轴同轴转动连接于定子机座，所述转子罩壳固定连接于所述动力输出轴并罩于定子铁芯的外圆周，转子罩壳内壁固定设置有与定子铁芯外圆周相对的永磁铁。

6.一种应用权利要求1到5任一权利要求所述的电动摩托车多档变速驱动系统的电动摩托车，其特征在于：所述电动摩托车安装该电动摩托车多档变速驱动系统。