CN106926693A - 一种纯电动车用一体化动力总成 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电动车传动技术领域，涉及一种纯电动车用一体化动力总成。包括电机和变速器，所述变速器包括高档动力传动齿轮系和低档动力传动齿轮系，通过与整车控制器连接的换档执行机构调节结合套实现高档和低档速度的换档。本发明的有益效果为：将所述电机和所述变速箱集成一体，在所述变速箱体内集成有两档变速单元、主减速单元、差速器、换档执行机构，结构紧凑，体积小，方便布置；通过所述换档执行机构实现两个档位的自由切换，满足车辆在各种路况下的行驶性能需求，保证所述电机长期在高效区运行，提高经济性，延长整车的续驶里程。
Description
技术领域
本发明属于电动车传动技术领域，涉及一种纯电动车用一体化动力总成。
背景技术
纯电动汽车因为其零排放的特点适应节能与环保发展大趋势，在大中城市推广有其绝对优势。
目前市场上商用车及大中型乘用车的装车方案多为带驱动电机的多档传动***，而小型乘用车多使用驱动电机加单减速比***或采用直驱电机***。例如，申请号为CN201210089868.4的中国发明专利，公开了一种电动车动力总成，，包括变速箱箱体，在变速箱箱体内通过第一轴承连接有差速器壳体，在差速器壳体内安装有差速部件，差速部件连接有向左侧伸出的左半轴和向右伸出的右半轴，在变速箱箱体的侧盖上固定连接有驱动电机，驱动电机的转子轴呈管状并套在右半轴的外侧，在转子轴与差速器壳体之间设有传动机构；其特征在于：所述的传动机构的结构为：转子轴的端头加工有转子轴内齿，第一外齿套套装在右半轴外侧，第一外齿套的一端与所述的转子轴内齿相啮合，第一外齿套的中部外侧通过过盈配合方式套装有内齿连接套，内齿连接套与变速箱箱体侧盖之间设有第二轴承，第一外齿套的另一端与驱动齿轮外圆周上的齿相啮合，驱动齿轮的内孔有内齿并配合套装在第二外齿套的一端，第二外齿套套装在支撑轴上，支撑轴的一端与变速箱的侧盖之间固定连接，第二外齿套的另一端与内齿圈一侧的右内齿相啮合，内齿圈的另一侧与所述的差速器壳体相连接。
具有如上所述结构的变速器的汽车在实际行驶过程中，状态多变，如起步加速及爬坡过程中需要低转速高扭矩，平稳行驶时需要高转速低扭矩。单一速比变速装置和无变速装置的驱动***不仅使整车控制的难度增大，更使电机运行经济性降低，整车续驶里程下降。另一方面，小型乘用车因其车内空间有限，难以布置现有的电机加多档传动***方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种纯电动车用一体化动力总成，包括：
电机和变速器；
所述电机与整车控制器连接；
所述变速器包括变速箱，在所述变速箱内设有输入轴，所述电机的主轴与所述输入轴固连，在所述输入轴上，相对于所述输入轴能够相对转动地设有高档主动齿轮和低档主动齿轮，在所述输入轴上固连有，设置于所述高档主动齿轮和所述低档主动齿轮之间的结合套，所述结合套与固定于所述变速箱的换档执行机构相连接，所述换档执行机构与所述整车控制器连接；
在所述变速箱内还设有中间轴，在所述中间轴上固连有分别与所述高档主动齿轮啮合的高档从动齿轮和与所述低档主动齿轮啮合的低档从动齿轮，在所述中间轴上还固连有输出主动齿轮；
在所述变速箱内还设有车半轴，在所述车半轴上固连有差速器，所述差速器设置于与所述输出主动齿轮啮合的输出从动齿轮的中心，在所述差速器内设有固连于所述车半轴上的半轴齿轮。
进一步的，所述电机为永磁同步电机。
进一步的，所述电机为电机电控一体化单元，所述单元包括电机壳体，在所述电机壳体上设有接线盒，在所述电机壳体内部设有所述电机，所述电机上设有电机旋变，所述接线盒与所述电机旋变均与所述整车控制器连接。
进一步的，所述的换档执行机构为具有单个步进电机的单行程执行机构。
进一步的，所述半轴齿轮与所述车半轴之间通过花键连接。
进一步的，所述中间轴和所述车半轴与所述输入轴平行设置。
进一步的，所述车半轴向相对的两个方向延伸至所述变速器的外部，形成动力输出部，在所述动力输出部设有与所述整车控制器连接的转速传感器。
进一步的，通过所述总成换档方法，包括，低速档、高速档、低速到高速换档、高速到低速换档、倒档和空档，
(1)低速档，
所述整车控制器向所述换档执行机构发送指令，在所述换档执行机构的作用下，所述结合套与所述低档主动齿轮结合，使得所述电机产生的动力经所述输入轴传输给所述低档主动齿轮和所述低档从动齿轮的组合，进一步传输给所述中间轴，经由所述输出主动齿轮和所述输出从动齿轮的组合，通过所述差速器传递给所述车半轴输出；
(2)高速档，
所述整车控制器向所述换档执行机构发送指令，在所述换档执行机构的作用下，所述结合套与所述高档主动齿轮结合，使得所述电机产生的动力经所述输入轴传输给所述高档主动齿轮和所述高档从动齿轮的组合，进一步传输给所述中间轴，经由所述输出主动齿轮和所述输出从动齿轮的组合，通过所述差速器传递给所述车半轴输出；
(3)低速到高速换档，
当所述结合套与所述低档主动齿轮结合以低速输出动力时，所述整车控制器向所述换档执行机构发送指令，在所述换档执行机构的作用下，使得所述结合套脱离所述低档主动齿轮，所述整车控制器向所述电机发送指令，调节所述电机的转速与所述高档主动齿轮的转速一致，待所述结合套与所述高档主动齿轮完全结合后，再提高所述电机转速到需求转速；
(4)高速到低速换档，
当所述结合套与所述高档主动齿轮结合以高速输出动力时，所述整车控制器向所述换档执行机构发送指令，在所述换档执行机构的作用下，使得所述结合套脱离所述高档主动齿轮，所述整车控制器向所述电机发送指令，调节所述电机的转速与所述低档主动齿轮的转速一致，待所述结合套与所述低档主动齿轮完全结合后，再降低所述电机转速到需求转速；
(5)倒档，
将所述变速器设置为低档传动，通过所述整车控制器向所述电机发送指令，使得所述电机反转；
(6)空档，
所述整车控制器向所述换档执行机构发送指令，使得所述结合套置于所述低档主动齿轮和所述高档主动齿轮的中间位置。
本发明的有益效果为：
将所述电机和所述变速箱集成一体，在所述变速箱体内集成有两档变速单元、主减速单元、差速器、换档执行机构，结构紧凑，体积小，方便布置；通过所述换档执行机构实现两个档位的自由切换，满足车辆在各种路况下的行驶性能需求，保证所述电机长期在高效区运行，提高经济性，延长整车的续驶里程。
附图说明
图1为所述总成的结构示意图。
图2为所述总成的低速档时的动力传输路线示意图。
图3为所述总成的高速档时的动力传输路线示意图。
图中：1-接线盒，2-电机旋变，3-电机，4-输入轴，5-变速箱，6-高档主动齿轮，7-结合套，8-换档执行机构，9-低档主动齿轮，10-低档从动齿轮，11-中间轴，12-高档从动齿轮，13-差速器，14-车半轴，15-半轴齿轮，16-输出主动齿轮，17-输出从动齿轮。
具体实施方式
所述总成能够通过多组不同齿轮组的结合实现多档换档，下面结合附图和具体实施方式，以两档速度换档为例，对本发明作进一步的说明。
实施例一
所述总成，如图1所示，包括电机3和变速器；
所述电机3与整车控制器(图中未示)连接；
所述变速器包括变速箱5，在所述变速箱5内设有输入轴4，所述电机3的主轴与所述输入轴4固连，在所述输入轴4上，相对于所述输入轴4能够相对转动地设有高档主动齿轮6和低档主动齿轮9，在所述输入轴4上固连有，设置于所述高档主动齿轮6和所述低档主动齿轮9之间的结合套7，所述结合套7与固定于所述变速箱5的换档执行机构8相连接，所述换档执行机构8与所述整车控制器连接；
在所述变速箱5内还设有中间轴11，在所述中间轴11上固连有分别与所述高档主动齿轮6啮合的高档从动齿轮12和与所述低档主动齿轮9啮合的低档从动齿轮10，在所述中间轴11上还固连有输出主动齿轮16；
在所述变速箱5内还设有车半轴14，在所述车半轴14上固连有差速器13，所述差速器13设置于与所述输出主动齿轮16啮合的输出从动齿轮17的中心，在所述差速器13内设有固连于所述车半轴14上的半轴齿轮15。
进一步的，所述电机3为永磁同步电机。
进一步的，所述电机3为电机电控一体化单元，所述单元包括电机壳体，在所述电机壳体上设有接线盒1，在所述电机壳体内部设有所述电机3，所述电机3上设有电机旋变2，所述接线盒1与所述电机旋变2均与所述整车控制器连接。
进一步的，所述的换档执行机构8为具有单个步进电机的单行程执行机构。
进一步的，所述半轴齿轮15与所述车半轴14之间通过花键连接。
进一步的，所述中间轴11和所述车半轴14与所述输入轴4平行设置。
进一步的，所述车半轴14向相对的两个方向延伸至所述变速器的外部，形成动力输出部，在所述动力输出部设有与所述整车控制器连接的转速传感器。
进一步的，如图2和图3所示，通过所述总成换档方法，包括，低速档、高速档、低速到高速换档、高速到低速换档、倒档和空档，
(1)低速档，
所述整车控制器向所述换档执行机构8发送指令，在所述换档执行机构8的作用下，所述结合套7与所述低档主动齿轮9结合，使得所述电机3产生的动力经所述输入轴4传输给所述低档主动齿轮9和所述低档从动齿轮10的组合，进一步传输给所述中间轴11，经由所述输出主动齿轮16和所述输出从动齿轮17的组合，通过所述差速器13传递给所述车半轴14输出；
(2)高速档，
所述整车控制器向所述换档执行机构8发送指令，在所述换档执行机构8的作用下，所述结合套7与所述高档主动齿轮6结合，使得所述电机3产生的动力经所述输入轴4传输给所述高档主动齿轮6和所述高档从动齿轮12的组合，进一步传输给所述中间轴11，经由所述输出主动齿轮16和所述输出从动齿轮17的组合，通过所述差速器13传递给所述车半轴14输出；
(3)低速到高速换档，
当所述结合套7与所述低档主动齿轮9结合以低速输出动力时，所述整车控制器向所述换档执行机构8发送指令，在所述换档执行机构8的作用下，使得所述结合套7脱离所述低档主动齿轮9，所述整车控制器向所述电机3发送指令，调节所述电机3的转速与所述高档主动齿轮6的转速一致，待所述结合套7与所述高档主动齿轮6完全结合后，再提高所述电机3转速到需求转速；
(4)高速到低速换档，
当所述结合套7与所述高档主动齿轮6结合以高速输出动力时，所述整车控制器向所述换档执行机构8发送指令，在所述换档执行机构8的作用下，使得所述结合套7脱离所述高档主动齿轮6，所述整车控制器向所述电机3发送指令，调节所述电机3的转速与所述低档主动齿轮9的转速一致，待所述结合套7与所述低档主动齿轮9完全结合后，再降低所述电机3转速到需求转速；
(5)倒档，
将所述变速器设置为低档传动，通过所述整车控制器向所述电机3发送指令，使得所述电机3反转；
(6)空档，
所述整车控制器向所述换档执行机构8发送指令，使得所述结合套7置于所述低档主动齿轮9和所述高档主动齿轮6的中间位置。
当所述总成在制动状态下，动力通过所述变速器使得电机发电，同时向蓄电池充电。
所述差速器13的半轴齿轮15可与车辆前半轴连接，布置为前置前驱模式。
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种纯电动车用一体化动力总成，包括电机和变速器，其特征在于，
所述电机与整车控制器连接；
所述变速器包括变速箱，在所述变速箱内设有输入轴，所述电机的主轴与所述输入轴固连，在所述输入轴上，相对于所述输入轴能够相对转动地设有高档主动齿轮和低档主动齿轮，在所述输入轴上固连有，设置于所述高档主动齿轮和所述低档主动齿轮之间的结合套，所述结合套与固定于所述变速箱的换档执行机构相连接，所述换档执行机构与所述整车控制器连接；
在所述变速箱内还设有中间轴，在所述中间轴上固连有分别与所述高档主动齿轮啮合的高档从动齿轮和与所述低档主动齿轮啮合的低档从动齿轮，在所述中间轴上还固连有输出主动齿轮；
在所述变速箱内还设有车半轴，在所述车半轴上固连有差速器，所述差速器设置于与所述输出主动齿轮啮合的输出从动齿轮的中心，在所述差速器内设有固连于所述车半轴上的半轴齿轮。
2.根据权利要求1所述的总成，其特征在于，所述电机为永磁同步电机。
3.根据权利要求2所述的总成，其特征在于，所述电机为电机电控一体化单元，所述单元包括电机壳体，在所述电机壳体上设有接线盒，在所述电机壳体内部设有所述电机，所述电机上设有电机旋变，所述接线盒与所述电机旋变均与所述整车控制器连接。
4.根据权利要求1所述的总成，其特征在于，所述的换档执行机构为具有单个步进电机的单行程执行机构。
5.根据权利要求1所述的总成，其特征在于，所述半轴齿轮与所述车半轴之间通过花键连接。
6.根据权利要求1所述的总成，其特征在于，所述中间轴和所述车半轴与所述输入轴平行设置。
7.根据权利要求6所述的总成，其特征在于，所述车半轴向相对的两个方向延伸至所述变速器的外部，形成动力输出部，在所述动力输出部设有与所述整车控制器连接的转速传感器。
8.通过权利要求1～7任意一项所述的总成换档的方法，其特征在于，包括，低速档、高速档、低速到高速换档、高速到低速换档、倒档和空档，
(1)低速档，
所述整车控制器向所述换档执行机构发送指令，在所述换档执行机构的作用下，所述结合套与所述低档主动齿轮结合，使得所述电机产生的动力经所述输入轴传输给所述低档主动齿轮和所述低档从动齿轮的组合，进一步传输给所述中间轴，经由所述输出主动齿轮和所述输出从动齿轮的组合，通过所述差速器传递给所述车半轴输出；
(2)高速档，
所述整车控制器向所述换档执行机构发送指令，在所述换档执行机构的作用下，所述结合套与所述高档主动齿轮结合，使得所述电机产生的动力经所述输入轴传输给所述高档主动齿轮和所述高档从动齿轮的组合，进一步传输给所述中间轴，经由所述输出主动齿轮和所述输出从动齿轮的组合，通过所述差速器传递给所述车半轴输出；
(3)低速到高速换档，
当所述结合套与所述低档主动齿轮结合以低速输出动力时，所述整车控制器向所述换档执行机构发送指令，在所述换档执行机构的作用下，使得所述结合套脱离所述低档主动齿轮，所述整车控制器向所述电机发送指令，调节所述电机的转速与所述高档主动齿轮的转速一致，待所述结合套与所述高档主动齿轮完全结合后，再提高所述电机转速到需求转速；
(4)高速到低速换档，
当所述结合套与所述高档主动齿轮结合以高速输出动力时，所述整车控制器向所述换档执行机构发送指令，在所述换档执行机构的作用下，使得所述结合套脱离所述高档主动齿轮，所述整车控制器向所述电机发送指令，调节所述电机的转速与所述低档主动齿轮的转速一致，待所述结合套与所述低档主动齿轮完全结合后，再降低所述电机转速到需求转速；
(5)倒档，
将所述变速器设置为低档传动，通过所述整车控制器向所述电机发送指令，使得所述电机反转；
(6)空档，
所述整车控制器向所述换档执行机构发送指令，使得所述结合套置于所述低档主动齿轮和所述高档主动齿轮的中间位置。
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