CN104074934A - 一种电动汽车用两挡自动变速*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车用两挡自动变速***，主要由电机、行星机构、离合器A、制动器B、控制单元和变速箱体组成；电机与电机转子轴连接；其特征在于，离合器的一端和电机转子轴相连，另一端与行星机构的齿圈相连；行星机构的太阳轮作为输入端与电机转子轴相连，行星架作为变速箱的输出端和驱动桥相连；制动器与行星机构的齿圈相连；控制单元分别与离合器驱动机构、制动器驱动机构以及电机控制器信号连接，离合器驱动机构、制动器驱动机构以及电机控制器分别与离合器、制动器和电机连接。本发明通过行星机构、离合器和制动器配合使用可以实现直接挡、减速挡传动，电机反转时可实现倒挡。

Description

一种电动汽车用两挡自动变速***
技术领域
本发明涉及电动汽车用自动变速器***，特别是涉及一种电动汽车用两挡自动变速***。
技术背景
由于全球能源日益减少及环境污染的加剧，电动汽车成为人们关注的焦点。与传统内燃机相比，电动汽车牵引电机具有较宽的工作范围，并且电机低速时恒转矩和高速时恒功率的特性更适合车辆运行需求。近年来，用于电动汽车且能保持高效率传动的自动变速器已成为研究热点。最早出现的手动挡变速器(MT)，通过离合器和手动换挡拨叉来实现挡位的变换，这种变速器具有结构简单、外形紧凑，传动效率高，可靠性高，成本低等优点，应用较为广泛。但由于车辆在换挡过程中，必须分离离合器，导致动力中断，影响了车辆的动力性和驾乘舒适性，且频繁的手动换挡导致了驾驶员疲劳。所以，自动变速是车辆变速器的发展趋势，自动变速器相对手动变速器具有较高的整车安全性、舒适性等性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于电机驱动的电动车用两挡自动变速***，在保持自动变速器动力换挡的优点同时，克服现有自动变速器动力传递时动力间断的缺点。
为了实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
一种电动汽车用两挡自动变速***，主要由电机、行星机构、离合器A、制动器B、控制单元和变速箱体组成；电机与电机转子轴连接；离合器的一端和电机转子轴相连，另一端与行星机构的齿圈相连；行星机构的太阳轮作为输入端与电机转子轴相连，行星架作为变速箱的输出端和驱动桥相连；制动器与行星机构的齿圈相连；控制单元分别与离合器驱动机构、制动器驱动机构以及电机控制器信号连接，离合器驱动机构、制动器驱动机构以及电机控制器分别与离合器、制动器和电机连接。
为进一步实现本发明目的，优选地，所述离合器为膜片弹簧式离合器、液压摩擦片式离合器或电磁离合器。
所述制动器为钳盘式制动器、液压摩擦片式制动器或电磁制动器。
所述膜片弹簧离合器主要由离合器壳体、膜片弹簧、压盘、摩擦片、分离轴承和摆臂组成；电机转子轴通过花键与离合器连接，离合器壳体4用螺钉固定在齿圈上，分离轴承活动安装在电机转子轴上，摆臂与分离轴承活动连接。
所述钳盘式制动器主要由制动器壳体、制动盘、制动钳及活塞组成；制动器壳体与变速箱壳体固连，制动盘通过销钉与齿圈连接，制动盘位于两制动钳之间，两制动钳分别与两活塞连接，活塞位于缸体内，活塞的缸体与液压驱动机构、气压驱动机构或者是电机驱动机构连接。
本发明中电机转子轴作为输入端与行星机构的太阳轮及离合器的一端相连，行星机构的齿圈通过制动器与变速箱体相连，行星架作为输出端与驱动桥相连。当离合器结合、制动器断开时，行星机构与电机转子轴一同转动，动力经行星架按1:1输出给驱动桥；当离合器断开、制动器结合时，行星机构的齿圈被制动，动力经行星架输出，减速比由行星机构的结构决定；当电机反转时可实现倒挡。
相对于现有技术，本发明具有如下优点：
1）本发明自动变速器在动力传递过程中无动力中断，不管离合器结合还是断开均有动力传递。
2）本发明所涉及的电动汽车用两挡自动变速器结构简单，动力传递时无动力间断，且无需同步器。
附图说明
图1为实施例1电动汽车用两挡自动变速***的结构原理图。
图2为实施例1的电动汽车用两挡自动变速***结构示意图。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1所示，一种电动汽车用两挡自动变速***，主要由电机7、行星机构、离合器A、制动器B、控制单元ECU和变速箱体组成；电机7与电机转子轴8连接；离合器A的一端和电机转子轴相连，另一端与行星机构的齿圈14相连；行星机构的太阳轮17作为输入端与电机转子轴相连，行星架15作为变速箱的输出端和驱动桥19相连，驱动桥19通过半轴20，分别与两车轮6连接；制动器B作为制动元件与行星机构的齿圈14相连，以此来控制行星机构的元件运动。控制单元分别与离合器驱动机构、制动器驱动机构以及电机控制器信号连接，离合器驱动机构、制动器驱动机构以及电机控制器分别与离合器、制动器和电机连接。该电动汽车用两挡自动变速***通过行星机构、离合器A和制动器B配合使用可以实现直接挡、减速挡传动，电机反转时可实现倒挡。
如图2所示，电动汽车用两挡自动变速***的离合器A采用膜片弹簧离合器，该膜片弹簧离合器主要由离合器壳体4、膜片弹簧3、压盘2、摩擦片1、分离轴承5和摆臂6组成；电机转子轴8通过花键与离合器连接，同轴一起转动，离合器壳体4用螺钉固定在齿圈14上，分离轴承5活动安装在电机转子轴8上，摆臂6与分离轴承5活动连接，电机7与电机转子轴8连接；
制动器B采用钳盘式制动器，主要由制动器壳体9、制动盘10、制动钳11及活塞12组成。钳盘式制动器壳体与变速箱壳体18固连，制动盘10通过销钉13与齿圈14连接，制动盘10位于两制动钳11之间，两制动钳11分别与两活塞12连接，活塞位于缸体内，活塞的缸体可与液压驱动机构、气压驱动机构或者是电机驱动机构连接。
当电机7不运转时，膜片弹簧3大端对压盘2产生压紧力，使离合器处于压紧状态，离合器与齿14结合，制动器B断开。此时，行星机构中的齿圈14与太阳轮16通过花键15刚性连接，变速器的变速比为1。
当电机7转动时，摆臂6带动分离轴承5右移，分离轴承5推动膜片弹簧3右移，压盘2带动摩擦片1与齿圈14分离；同时制动器B中控制油液经管道进入活塞的缸体中，推动制动钳11与制动盘10压紧，制动齿圈14，行星齿轮机构齿圈被制动，太阳轮为主动件，行星架为输出件。该电动汽车用两挡自动变速***的变速比与行星机构的结构相关，可令太阳轮齿数为z1，半径为r1，转速为n1；齿圈齿数为z2，半径为r2，转速为n2，行星架的转速为n3。设由单排行星齿轮运动的规律n1+αn2-(1+α)n3＝0，传动比为1+α，为减速传动。假设时，则电动汽车用两挡自动变速***的减速比为3。
当电机转子轴反转时，可通过离合器与制动器的配合时实现倒挡。
本实施例中，电机转子轴作为输入端与行星机构的太阳轮及离合器的一端相连，行星机构的齿圈通过制动器与变速箱体相连，行星架作为输出端与驱动桥相连。当离合器结合、制动器断开时，行星机构与电机转子轴一同转动，动力经行星架按1:1输出给驱动桥；当离合器断开、制动器结合时，行星机构的齿圈被制动，动力经行星架输出，减速比由行星机构的结构决定；当电机反转时可实现倒挡。由此可见，本发明用于电机驱动的电动车用两挡自动变速***，在保持自动变速器动力换挡的优点同时，克服现有自动变速器动力传递时动力间断的缺点。
实施例2
电动汽车用两挡自动变速***的离合器采用液压摩擦片式离合器，主要由壳体、活塞、钢片、摩擦片、回位弹簧、密封圈及卡环组成，其余部件的连接布置与实施例1相同，本实施例的工作原理与实施例1基本相同。液压摩擦片式离合器的操纵机构采用液压式，与机械式操纵机构比，具有摩擦阻力小、质量小、结合柔和等特点，但实施过程中涉及到控制油液的密封问题。
实施例3
电动汽车用两挡自动变速***的离合器采用电磁离合器，主要由磁轭、衔铁、法兰、铆钉及弹簧片组成。电磁离合器与膜片弹簧离合器相比具有响应高速、耐久性强及组装维护容易特点。磁轭通过花键与电机转子轴连接，法兰通过键与齿圈连接，线圈通电时产生磁通吸合衔铁，从而产生摩擦扭矩，使从动部分结合。其余部件的连接布置与实施例1相同，本实施例的工作原理与实施例1基本相同，此处不再累述。
实施例4
电动汽车用两挡自动变速***的的离合器采用电磁离合器，制动器采用电磁制动器，线圈通电时产生磁通吸合衔铁，从而产生摩擦扭矩，使从动部分结合或制动。工作时不必考虑控制油液的密封问题，离合器、制动器的操纵机构只需实现通、断电即可。其余部件的连接布置与实施例1相同，本实施例的工作原理与实施例1基本相同，此处不再累述。

Claims (5)

1.一种电动汽车用两挡自动变速***，主要由电机、行星机构、离合器A、制动器B、控制单元和变速箱体组成；电机与电机转子轴连接；其特征在于，离合器的一端和电机转子轴相连，另一端与行星机构的齿圈相连；行星机构的太阳轮作为输入端与电机转子轴相连，行星架作为变速箱的输出端和驱动桥相连；制动器与行星机构的齿圈相连；控制单元分别与离合器驱动机构、制动器驱动机构以及电机控制器信号连接，离合器驱动机构、制动器驱动机构以及电机控制器分别与离合器、制动器和电机连接。
2.根据权利要求1所述的电动汽车用两挡自动变速***，其特征在于：所述离合器为膜片弹簧式离合器、液压摩擦片式离合器或电磁离合器。
3.根据权利要求1所述的电动汽车用两挡自动变速***，其特征在于：所述制动器为钳盘式制动器、液压摩擦片式制动器或电磁制动器。
4.根据权利要求1所述的两挡自动变速***，其特征在于：所述膜片弹簧离合器主要由离合器壳体、膜片弹簧、压盘、摩擦片、分离轴承和摆臂组成；电机转子轴通过花键与离合器连接，离合器壳体4用螺钉固定在齿圈上，分离轴承活动安装在电机转子轴上，摆臂与分离轴承活动连接。
5.根据权利要求1所述的两挡自动变速***，其特征在于：所述钳盘式制动器主要由制动器壳体、制动盘、制动钳及活塞组成；制动器壳体与变速箱壳体固连，制动盘通过销钉与齿圈连接，制动盘位于两制动钳之间，两制动钳分别与两活塞连接，活塞位于缸体内，活塞的缸体与液压驱动机构、气压驱动机构或者是电机驱动机构连接。
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