CN206031049U - 一种增程式电动汽车传动装置 - Google Patents

Abstract

一种增程式电动汽车传动装置，包括电机、单行星排、减速齿轮、差速器及三个离合器元件，其中行星排的太阳轮固定在传动装置壳体上，行星架作为动力输出。电机通过离合器可以分别与行星排外齿圈和行星架连接实现两个挡位的驱动模式。发动机通过离合器与电机转子轴连接，实现增程模式下的混合动力驱动。该传动装置去掉与发动机连接的离合器和轴类零件就可以作为两挡纯电动变速器使用。

Description

一种增程式电动汽车传动装置

技术领域

本实用新型涉及车辆动力传动技术领域，尤其是涉及一种增程式电动汽车传动装置。

背景技术

环境污染和能源消耗问题，使得新能源汽车得到大力发展，目前纯电动系统还存在一些行驶里程、制造成本等待解决的问题。在技术方案上集成纯电动和混合动力模式的增程式电动系统，不但可以满足城市内短途的纯电动行驶，还可以达到传统汽车的行驶里程，成为现阶段可行的技术方案。

目前较多的增程式方案在纯电动驱动时都采用单电机的固定速比驱动，使得电机工作状态完全取决于行驶路况，系统效率得不到优化。因此开发两挡或多挡增程式传动装置将有利于提升系统工作效率。

发明内容

本实用新型的发明目的是克服现有技术方案的不足，提供一种两挡增程式电动汽车传动装置，不仅可以满足纯电动模式下的车速和动力性要求，还可以依靠混合动力模式实现长距离的里程需求。除此之外该传动装置还可以作为两挡纯电动变速器使用。

为实现上述发明目的，提出如下技术方案：

一种增程式电动汽车传动装置，包括电机、单行星排、减速齿轮、差速器及三个离合器元件。所述传动装置采用一个单行星排机构，包括太阳轮、 行星轮、行星架及外齿圈；所述太阳轮固定在传动装置壳体上，行星架作为传动装置的动力输出，并通过二级减速齿轮机构将动力传递至差速器，经半轴驱动车辆行驶。所述外齿圈与第一连轴连接，并在第一连轴与电机转子轴之间设置第一离合器；在所述行星架与电机转子轴之间设置第二离合器。

发动机通过飞轮减振器与传动装置输入轴连接，在所述转动装置输入轴与电机转子轴之间设置第三离合器，控制第三离合器闭合可以实现发动机和电机的同轴驱动。

在纯电动驱动模式时，控制第三离合器打开将发动机脱离。由于单行星排的太阳轮固定，行星齿轮机构将以固定传动比转动。当第一离合器闭合时，电机转子轴与外齿圈连接，能够输出较大的驱动扭矩，作为第一挡纯电动模式。当车速较高时，控制第二离合器单独闭合，电机转子轴与行星架连接，作为第二挡纯电动模式。在挡位切换时需要同时对第一离合器和第二离合器进行滑动控制，降低挡位切换过程中输出扭矩波动。

当电池电量不足时，动力系统进入增程驱动模式，控制第三离合器闭合使发动机与电机转子轴连接。此时发动机可以单独工作，也可以同时带动电机发电。在增程驱动模式下，通过分别控制第一离合器和第二离合器闭合实现两个挡位的驱动模式。此时可以控制电机的发电功率实现对发动机工作点的优化，降低两个挡位对发动机调节的局限性。

有益效果

本实用新型提供的一种增程式电动汽车传动装置，不仅可以满足纯电动模式下的车速和动力性要求，还可以依靠混合动力模式实现长距离的里程需求,除此之外该传动装置还可以作为两挡纯电动变速器使用。

附图说明

附图1 是本实用新型实施例1的结构示意图；

附图2 是本实用新型实施例2的结构示意图；

附图3 是本实用新型实施例3的结构示意图；

附图4 是本实用新型实施例4的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，一种用于前驱车辆的增程式电动汽车传动装置，包括电机EM、单行星排、减速齿轮、差速器及三个离合器元件。所述传动装置采用一个单行星排机构，包括太阳轮4、行星轮5、行星架3及外齿圈6；所述太阳轮4固定在传动装置壳体上，所述行星架3作为传动装置的动力输出，并在行星架3上安装小减速齿轮11与齿轮连轴15上的大减速齿轮12啮合，形成第一级减速。齿轮连轴15上的小减速齿轮13与差速器主减速齿轮14啮合，形成第二级减速。传动装置动力最终由差速器17输出至整车半轴2驱动车轮16转动。

所述外齿圈6与第一连轴7连接，并在第一连轴7与电机转子轴8之间设置第一离合器C1；在所述行星架3与电机转子轴8之间设置第二离合器C2。所述电机转子轴8与电机转子9连接，电机定子10固定在传动装置壳体上。

发动机通过飞轮减振器FW与传动装置输入轴1连接，在所述转动装置输入轴1与电机转子轴8之间设置第三离合器C3。控制第三离合器C3闭合可以实现发动机和电机EM的同轴驱动。

本发明采用单行星排与离合器单元组合工作，实现两个挡位的纯电动模式和混合动力驱动模式。由于行星排中的太阳轮4固定在壳体上，行星排机构只能以固定传动比转动，通过离合器C1、C2的闭合使电机转子轴8与外齿圈6或行星架3连接，从而实现两个固定传动速比。发动机介入工作时，动力系统依然采用这两个传动比工作，此时通过控制电机的发电功率优化发动机的工作状态，降低两个挡位对发动机调节的局限性。

各工作模式与离合器换挡元件之间的控制逻辑关系如下表所示。

注：〇-打开状态； ●-闭合状态。

(1)纯电动驱动模式：

在第一离合器C1单独闭合时，电机转子轴8与外齿圈6连接，作为第一挡纯电动模式。在该挡位下可以获得较大的驱动扭矩，此时电机至车轮边的传动比为：

其中，i₀为行星排传动比（单行星排传动比为负值，数值上等于外齿圈齿数除以太阳轮齿数）；i_FD为主减速比。

在第二离合器C2单独闭合时，电机转子轴8与行星架3连接，作为第二挡纯电动模式，该挡位可以获得较高的车速而不会导致电机转速过高。此时电机至车轮边的传动比为：

(2)混合动力驱动模式：

在电池电量较低时，发动机启动进入增程混合动力模式完成里程需求。控制第三离合器C3闭合，发动机和电机实现同轴传动。

当同时闭合第三离合器C3和第一离合器C1时，发动机和电机扭矩通过外齿圈按照固定传动比i ₁ 驱动车辆行驶，此时控制电机的发电功率以优化发动机工作状态。该工作模式定义为HEV-1混动工作模式。

当同时闭合第三离合器C3和第二离合器C2时,发动机和电机扭矩通过行星架以固定传动比i ₂ 驱动车辆行驶。该工作模式定义为HEV-2混动工作模式。

即使在电池电量充足的情况下，依然可以启动发动机进行助力，满足大扭矩工况需求。

实施例2

在实施例1方案的基础上去掉与发动机连接相关的零部件和第三离合器C3,将传动装置简化成一个前驱车辆的两挡纯电动变速器，结构方案如图2所示。在该方案中由于只有电机驱动，考虑到电机可以负转速运行，因此二级减速齿轮结构还可以简化成单级齿轮减速。

实施例3

在实施例1的基础上调整发动机、电机和行星排机构的相对位置得到如图3所示的用于纵置后驱车辆的传动装置。行星架3作为传动装置的输出轴与整车主减速齿轮连接。

实施例4

在实施例3的基础上去掉与发动机连接相关的零部件和第三离合器C3,将传动装置简化成一个纵置后驱车辆的两挡纯电动变速器，结构方案如图4所示 。

Claims (3)

1.一种增程式电动汽车传动装置，它包括电机、单行星排、减速齿轮、差速器及三个离合器，其特征在于：

所述单行星排包括太阳轮、行星轮、行星架及外齿圈，所述太阳轮固定在传动装置壳体上，行星架为传动装置的动力输出机构，行星架上安装有减速齿轮将动力传递至差速器，所述外齿圈与第一连轴连接，并在第一连轴与电机转子轴之间设置第一离合器，所述行星架与电机转子轴之间设置第二离合器。

2.根据权利要求1所述的一种增程式电动汽车传动装置，其特征在于：发动机通过飞轮减振器与所述传动装置的输入轴连接，所述传动装置输入轴与电机转子轴之间设置第三离合器。

3.根据权利要求1或2所述的一种增程式电动汽车传动装置，其特征在于：所述第一离合器、第二离合器、第三离合器为多片湿式换挡元件。