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CN105757210A - 一种两档电动汽车的集成式驱动装置 - Google Patents

一种两档电动汽车的集成式驱动装置 Download PDF

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CN105757210A CN201610256920.9A CN201610256920A CN105757210A CN 105757210 A CN105757210 A CN 105757210A CN 201610256920 A CN201610256920 A CN 201610256920A CN 105757210 A CN105757210 A CN 105757210A
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邓洋
钱志超
王宇
赵慧超
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Abstract

本发明涉及一种两档电动汽车的集成式驱动装置，由驱动电机、变速器、差速器组成，变速器包括输入轴和中间轴，中间轴上从右到左依次为与中间轴齿轮、一档减速齿轮、同步器和二挡减速齿轮；输入抽上从右到左依次为第一花键、第二花键、一档齿轮和二挡齿轮；驱动电机的输出轴连接在变速器输入轴第一花键处，所述的第二花键处固定套置有驻车齿轮，一档减速齿轮与一档齿轮啮合，二挡减速齿轮与二挡齿轮啮合，二级减速齿轮与所述的差速器集成，二级减速齿轮固定套置在差速器外壳上并与中间轴齿轮啮合，差速器外壳内部固定有两个半轴齿轮，半轴齿轮与车辆半轴花键连接。具有结构紧凑，集成度高的优点，使电动汽车的性能有较大提高。

Description

一种两档电动汽车的集成式驱动装置
技术领域
本发明属于电动车用驱动装置的技术领域，具体涉及一种两档电动汽车的集成式驱动装置。
背景技术
汽车尾气被认为是造成全球温室气体排放加剧、各地雾霾频发和环境问题日益突显的元凶之一，随着石油能源的不断消耗和日益严格的排放法规的出台，新能源汽车作为一种排放小，污染少的交通工具已得到各整车厂的广泛重视，发展新能源汽车已成为汽车行业刻不容缓的任务。除了传统汽车的发动机、变速器、减速器、差速器等零部件，新能源汽车的动力总成还增加了驱动电机及其控制系统、动力电池等零部件。多数电动车上的驱动装置采用驱动电机、减速器、差速器等独立总成通过端面相连接。存在的问题是各独立总成体积大，重量较重。
多数电动汽车上的驱动装置采用驱动电机、减速器、差速器等独立总成通过端面相连接。存在的问题是各独立总成体积大，重量较重。多数电动汽车上的驱动装置采用的是驱动电机与固定速比的减速器的组合，由于不能进行档位变换，难以兼顾整车爬坡及加速性与整车最高车速的要求，导致部分电动汽车最高车速与传统汽车相比差距明显。
专利CN104295675A公开了一种两档电动车变速器总成，与驱动电机配合，能够适应整车不同工况，但是未实现两档变速器与驱动电机的集成，总成尺寸偏大，影响整车的布置空间。专利CN203859630U公开了一种集成式纯电动车用两档电机变速器，采用行星齿轮结构，通过离合器进行换挡，存在的问题是总成结构比较复杂。在第22届亚琛汽车与发动机技术研讨会上，文章TheInnovativeBMWPowertrainintheAllNewBMWi8中提到了一种与驱动电机配合使用的两档变速器，能够满足整车不同工况下的需求，但是未实现与驱动电机的集成。
发明内容
针对上述现有技术方案的不足，本发明的目的是提供一种两档电动汽车的集成式驱动装置，具有结构紧凑，集成度高的优点，具有两个档位对电动汽车的性能有较大提高。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种两档电动汽车的集成式驱动装置，由布置在壳体1内的驱动电机、变速器、差速器组成，所述的变速器包括输入轴23和中间轴20，所述的中间轴20上从右到左依次为与中间轴一体成型的中间轴齿轮20a、通过滚针轴承套置的一档减速齿轮17、固定套置的同步器18和通过滚针轴承套置的二挡减速齿轮21；所述的输入抽23为四段轴，从右到左依次为第一花键23d、第二花键23c、一档齿轮23b和二挡齿轮23a；所述的驱动电机的输出轴7连接在变速器输入轴23第一花键23d处，所述的第二花键23c处固定套置有驻车齿轮25，所述的一档减速齿轮17与一档齿轮23b啮合，所述的二挡减速齿轮21与二挡齿轮啮合23a，二级减速齿轮13与所述的差速器集成，所述的二级减速齿轮13固定套置在差速器外壳14上并与中间轴齿轮20a啮合，差速器外壳14内部固定有两个半轴齿轮15，半轴齿轮15与车辆半轴花键连接。
本发明的改进技术方案，所述驱动电机为永磁同步电机或交流异步电机。
本发明的改进技术方案，所述壳体1上铸有冷却水道，通过水冷的方式对电机定子2进行冷却。
本发明的改进技术方案，所述驱动电机还包括电机转子3、旋转变压器5、电机右轴承6、电机左轴承8和电机端盖4；电机轴7一端通过电机右轴承6支承到电机端盖4上，另一端通过电机左轴承8支承在壳体1上，旋转变压器5布置在电机轴7的外端且位于电机端盖4内端面。
本发明的有益效果如下：
本发明提供一种两档电动汽车的集成式驱动装置将驱动电机、两档变速器、差速器集成在同一壳体内，减少了零部件数量，降低了总成重量。本发明采用了两档变速器，在低速时可提供更大的输出扭矩，提高电动汽车的加速性及爬坡能力，还能够提高电动汽车的最高车速。本发明结构紧凑，集成度高，整车动力系统布置的灵活性及整车性能都大幅提高。
附图说明
图1是本发明一种集成化两档电动车驱动装置的剖视图；
图2是本发明一种集成化两档电动车驱动装置输入轴的结构示意图。
图中，1壳体，2电机定子，3电机转子，4电机端盖，5旋转变压器，6电机右轴承，7电机轴，8电机左轴承，9输入轴油封，10输入轴右轴承，11中间轴右轴承，12输出轴轴承，13二级减速齿轮，14差速器外壳，15半轴齿轮，16半轴油封，17一档减速齿轮，18同步器，19中间轴左轴承，20中间轴，21二档减速齿轮，22输入轴左轴承，23输入轴，24变速器端盖，25驻车齿轮，20a中间轴齿轮，23d第一花键，23c第二花键，23b一档齿轮，23a二挡齿轮。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方案。
如图1所示，由布置在壳体1内的驱动电机、变速器、差速器组成，所述的变速器包括输入轴23和中间轴20，所述的中间轴20上从右到左依次为固定套置的中间轴齿轮20a、通过滚针轴承套置的一档减速齿轮17、固定套置的同步器18和通过滚针轴承套置的二挡减速齿轮21；所述的输入抽23分为四个主要部分，从右到左依次为第一花键23d、第二花键23c、一档齿轮23b和二挡齿轮23a；所述的驱动电机的输出轴7连接在变速器输入轴23第一花键23d处，所述的第二花键23c处固定套置有驻车齿轮25，所述的一档减速齿轮17与一档齿轮23b啮合，所述的二挡减速齿轮21与二挡齿轮啮合23a，所述的差速器包括二级减速齿轮13，所述的二级减速齿轮13固定套置在差速器外壳14上并与中间轴齿轮20a啮合，差速器外壳14内部固定有两个半轴齿轮15，半轴齿轮15与车辆半轴花键连接。
所述的壳体1内腔分为电机腔和变速器腔，变速器和差速器设置在变速器腔内，驱动电机设置在电机腔内，电机腔与变速器腔之间通过输入轴油封9进行密封，保证变速器的润滑油不进入电机中对电机绝缘产生影响。驱动电机为永磁同步电机或交流异步电机，壳体1上有铸造而成的冷却水道，通过水冷的方式对电机定子2进行冷却，变速器的齿轮及轴承通过飞溅的方式进行油润滑。
所述驱动电机还包括电机定子2、电机转子3、旋转变压器5、电机右轴承6、电机左轴承8和电机端盖4；所述电机定子2由定子铁芯与绕组组成，定子铁芯由无取向硅钢片叠压而成，定子绕组为分布式绕组，所述电机转子3由转子铁芯、永磁体和动平衡去重板组成，转子铁芯由无取向硅钢片叠压而成，永磁体为钕铁硼材料。所述的电机轴7一端通过电机右轴承6支承到电机端盖4上，另一端通过电机左轴承8支承在壳体1上，旋转变压器5布置在电机轴7的外端且位于电机端盖4内端面。
所述的驱动电机的输出轴为电机轴7，变速器的输入轴为输入轴23，电机轴7上的内花键与输入轴23上的第一花键23d配合连接，驱动电机的电机轴7与变速器的输入轴23连接，传递动力。所述驱动电机可为永磁同步电机或交流异步电机，旋转变压器5为驱动电机的位置传感器，整车可根据从旋转变压器5解读的信号对电机进行控制，旋转变压器5布置在电机轴7的外端且位于电机端盖4内端面。
所述的变速器包括由输入轴23上的一档齿轮23b和一档减速齿轮17组成的一档齿轮组和输入轴23上的二档齿轮23a和二档减速齿轮21组成的二档齿轮组，一档齿轮组的主动齿轮为输入轴23上的一档齿轮23b，被动齿轮为一档减速齿轮17，一档减速齿轮17通过滚针轴承安装在中间轴20上，二档齿轮组的主动齿轮为输入轴23上的二档齿轮23a，被动齿轮为二档减速齿轮21，二档减速齿轮21通过滚针轴承安装在中间轴20上；同步器18布置在一档减速齿轮17与二档减速齿轮21之间且安装在中间轴20上，同步器18与中间轴20花键连接，换挡时，将同步器18向右拨动，同步器18与一档减速齿轮17接合，驱动装置处于一档，将同步器18向左拨动，同步器18与二档减速齿轮21接合，驱动装置处于二档；中间轴20的齿轮部分与二级减速齿轮13相啮合。输入轴23上的一档齿轮23b和二挡齿轮23a、一档减速齿轮17、二档减速齿轮21、中间轴齿轮20a、二级减速齿轮13均为斜齿轮，可满足重载荷时的强度要求。输入轴23通过输入轴左轴承22支承到变速器端盖24上，通过输入轴右轴承10支承到壳体1上；中间轴20通过中间轴左轴承19支承到变速器端盖24上，通过中间轴右轴承11支承到壳体1上。输入轴23上通过花键安装有驻车齿轮25，外部驻车机构通过驻车齿轮25锁住输入轴23，从而实现驻车功能。
所述的差速器外壳14与二级减速齿轮13通过螺栓连接，差速器外壳14内的两个同轴的半轴齿轮15作为整个装置的输出端，分别与车辆的两个半轴花键连接，车辆半轴直接连接车轮轮毂。差速器两端通过半轴油封16保证装置中的润滑油不泄露。输出轴轴承12用于支承差速器。
本发明的动力传递方式如下：
驱动电机中的电机定子2中的绕组通电，通过电机定转子的电磁场将电能转化成机械能驱动电机转子3旋转，一档时，同步器18与一档减速齿轮17接合，动力通过一档齿轮组及二级减速齿轮组传递给差速器外壳14；二档时，同步器18与二档减速齿轮21接合，动力通过二档齿轮组及由中间轴齿轮20a和二级减速齿轮13组成的二级减速齿轮组传递给差速器外壳14，经差速器后通过半轴齿轮15将动力传递给车轮轮毂，从而驱动车辆行驶。倒车时，电机反转，使车辆逆向行驶。
以上通过具体实施方式对本发明进行了详细的说明，该实施方式仅仅是本发明的较佳实例，不应理解为对本发明的限制，任何依据本发明的原理所做的更改都应在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种两档电动汽车的集成式驱动装置，其特征在于：由布置在壳体(1)内的驱动电机、变速器、差速器组成，所述的变速器包括输入轴(23)和中间轴(20)，所述的中间轴(20)上从右到左依次为固定套置的中间轴齿轮(20a)、通过滚针轴承套置的一档减速齿轮(17)、固定套置的同步器(18)和通过滚针轴承套置的二挡减速齿轮(21)；所述的输入轴(23)上从右到左依次为第一花键(23d)、第二花键(23c)、一档齿轮(23b)和二挡齿轮(23a)；所述的驱动电机的输出轴(7)连接在变速器输入轴(23)第一花键(23d)处，所述的第二花键(23c)处固定套置有驻车齿轮(25)，所述的一档减速齿轮(17)与一档齿轮(23b)啮合，所述的二挡减速齿轮(21)与二挡齿轮啮合(23a)，二级减速齿轮(13)与所述的差速器集成，所述的二级减速齿轮(13)固定套置在差速器外壳(14)上并与中间轴齿轮(20a)啮合，差速器外壳(14)内部固定有两个半轴齿轮(15)，半轴齿轮(15)与车辆半轴花键连接。
2.如权利要求1所述的两档电动汽车的集成式驱动装置，其特征在于：所述驱动电机为永磁同步电机。
3.如权利要求1所述的两档电动汽车的集成式驱动装置，其特征在于：所述壳体(1)上布置有冷却水道。
4.如权利要求1所述的两档电动汽车的集成式驱动装置，其特征在于：所述驱动电机还包括电机转子(3)、旋转变压器(5)、电机右轴承(6)、电机左轴承(8)和电机端盖(4)；所述的电机轴(7)一端通过电机右轴承(6)支承到电机端盖(4)上，另一端通过电机左轴承(8)支承在壳体(1)上，旋转变压器(5)布置在电机轴(7)的外端且位于电机端盖(4)内端面。
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