CN109695668A - 纯电动汽车用两挡变速箱及纯电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纯电动汽车用两挡变速箱及纯电动汽车，所述两挡变速箱包括输入轴、一挡输入齿轮和二挡输入齿轮，所述一挡输入齿轮和二挡输入齿轮之间设有同步器；所述同步器具有三个工作位置：在第一工作位置，其齿套与所述一挡输入齿轮啮合传动，在第二工作位置，其齿套与所述一挡输入齿轮和所述二挡输入齿轮均不啮合传动，在第三工作位置，其齿套与所述二挡输入齿轮啮合传动；所述输入轴设有单向离合器，所述单向离合器的内圈与输入轴固定连接，所述单向离合器的外圈与一挡输入齿轮固定连接。该两挡变速箱在进行换挡时所需的换挡时间更短，电机控制也更为简单，而且在换挡过程中驾乘人员不会有动力中断的感受，可显著提高驾驶和乘坐品质。

Description

纯电动汽车用两挡变速箱及纯电动汽车

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，特别是适用于纯电动汽车的两挡变速箱。本发明还涉及设有所述两挡变速箱的纯电动汽车。

背景技术

与传统内燃机汽车相比，纯电动汽车虽然可以不设置变速箱，但是，设有变速箱的纯电动汽车具有可以降低电机噪声、能够进行扭矩减震、通过换挡使电机处于效率更高的区域、整车的动力性更强等优点，而且，可以有效地减少电机指标与电池指标。

目前，纯电动汽车所采用的两挡变速箱如图1所示，这种两挡变速箱在使用过程中存在较为明显的动力中断现象，换挡时间较长，影响驾驶品质。

例如，在从1挡升到2挡的过程中，需要电机1扭矩降到0，然后同步器3的齿套从左位脱出到中位空挡，然后电机1进行调速，同步器3的齿套移动到右位，电机1加载扭矩，换挡过程完成。

可以看出，整个过程换挡时间长，电机控制比较复杂，驾驶品质较差，可感知到明显的动力中断。

发明内容

本发明的目的是提供一种纯电动汽车用两挡变速箱。该两挡变速箱在进行换挡时所需的换挡时间更短，电机控制也更为简单，而且在换挡过程中驾乘人员不会有动力中断的感受，可显著提高驾驶和乘坐品质。

本发明的另一目的是提供一种设有所述两挡变速箱的纯电动汽车。

为实现上述目的，本发明提供一种纯电动汽车用两挡变速箱，包括用于连接电机的输入轴和可转动地设于所述输入轴的一挡输入齿轮和二挡输入齿轮，所述一挡输入齿轮和二挡输入齿轮之间设有安装于所述输入轴的同步器；所述同步器具有三个工作位置：在第一工作位置，其齿套与所述一挡输入齿轮的第一齿轮啮合传动，在第二工作位置，其齿套与所述一挡输入齿轮的第一齿轮和所述二挡输入齿轮的第一齿轮均不啮合传动，在第三工作位置，其齿套与所述二挡输入齿轮的第一齿轮啮合传动；所述输入轴设有单向离合器，所述单向离合器的内圈与所述输入轴固定连接，所述单向离合器的外圈与所述一挡输入齿轮固定连接。

优选地，进一步包括平行于所述输入轴的中间轴；所述中间轴设有一挡输出齿轮和二挡输出齿轮，所述一挡输入齿轮的第二齿轮与所述一挡输出齿轮相啮合，所述二挡输入齿轮的第二齿轮与所述二挡输出齿轮相啮合。

优选地，所述中间轴设有与主减速输出齿轮啮合传动的主减速输入齿轮。

优选地，进一步包括用于连接车轮的差速器，所述主减速输出齿轮设于所述差速器。

优选地，所述主减速输入齿轮位于所述一挡输出齿轮和二挡输出齿轮之间。

优选地，所述单向离合器和同步器分别位于所述一挡输入齿轮的两侧。

优选地，所述输入轴上通过花键固定连接所述单向离合器的内圈和所述同步器的齿毂。

优选地，所述一挡输入齿轮和二挡输入齿轮以空套的方式安装于所述输入轴。

为实现上述另一目的，本发明提供一种纯电动汽车，包括电机、与所述电机相连接的变速箱以及与所述变速箱传动连接的车轮，所述变速箱为上述任一项所述的纯电动汽车用两挡变速箱。

优选地，所述电机与所述纯电动汽车用两挡变速箱的输入轴通过花键连接。

本发明在传统两挡变速箱的基础上做了进一步改进，在一挡输入齿轮上增设有一个单向离合器，此单向离合器的内圈与输入轴固定连接，外圈与一挡输入齿轮连接。这样，在进行换挡时，当同步器从第一工作位置(即左位) 切换至第二工作位置(即中位)后，其齿套虽然与一挡输入齿轮的第一齿轮和二挡输入齿轮的第一齿轮均不进行啮合传动，处于空挡状态，但是，输入轴依然可以通过增设的单向离合器向一挡输入齿轮传递动力，进而通过一挡输出齿轮和后续的减速齿轮向车轮持续驱动车轮，使驾乘人员不会有动力中断的感受，当同步器切换至第三工作位置(即右位)后，同步器的齿套与二挡输入齿轮的第一齿轮啮合传动，进入二挡状态，此时，根据设定的传动比可知，一挡输入齿轮和单向离合器外圈的转速等于或大于单向离合器内圈的转速，因此输入轴不会通过单向离合器向一挡输入齿轮传递动力，不影响变速箱处于正常的二挡状态。可见，在增加一个单向离合器后，变速箱的换挡时间缩短，电机控制较为简单，而且在换挡过程中驾乘人员不会有动力中断的感受，可显著提高驾驶和乘坐品质。

本发明所提供的纯电动汽车设有所述纯电动汽车用两挡变速箱，由于所述两挡变速箱具有上述技术效果，则设有该两挡变速箱的纯电动汽车也应具有相应的技术效果。

附图说明

图1为一种典型的纯电动汽车用两挡变速箱的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的一种纯电动汽车用两挡变速箱的结构示意图。

图中：

1.电机 2.一挡输入齿轮 3.同步器 4.二挡输入齿轮 5.输入轴 6.中间轴 7.二挡输出齿轮 8.主减速输出齿轮 9.差速器 10.一挡输出齿轮 11.主减速输入齿轮 12.单向离合器

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、左、右”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

请参考图2，图2为本发明实施例公开的一种纯电动汽车用两挡变速箱的结构示意图。

如图所示，在一种具体实施例中，本发明提供的纯电动汽车用两挡变速箱，主要由输入轴5、一挡输入齿轮2、二挡输入齿轮4、同步器3、一挡输出齿轮10以及二挡输出齿轮7等部件构成。

输入轴5与电机1通过花键连接，以获取动力，一挡输入齿轮2和二挡输入齿轮4以空套的方式安装在输入轴5上，能够在输入轴5上进行转动，一挡输入齿轮2为复合齿轮，由两个同轴固定的齿轮组成，分别为直径较小的第一齿轮和直径较大的第二齿轮，同理，二挡输入齿轮4也为复合齿轮，由两个同轴固定的齿轮组成，分别为直径较小的第一齿轮和直径较大的第二齿轮，一挡输入齿轮2的第一齿轮与二挡输入齿轮4的第一齿轮的直径相同，以便于和同步器3的齿套啮合传动，一挡输入齿轮2和二挡输入齿轮4的第二齿轮均大于其第一齿轮的直径，且二挡输入齿轮4的第二齿轮的直径大于一挡输入齿轮2的第二齿轮的直径，以形成不同的传动比，使变速箱处于不同的挡位。

变速箱通过同步器3切换挡位，同步器3也安装在输入轴5上，并位于一挡输入齿轮2和二挡输入齿轮4之间，其齿毂通过花键与输入轴5固定连接，根据齿套所在位置的不同，具有三个工作位置：在第一工作位置，其齿套处于左位，与一挡输入齿轮2的第一齿轮啮合传动，此时变速箱处于一挡状态，在第二工作位置，其齿套处于中位，与一挡输入齿轮2的第一齿轮和二挡输入齿轮4的第一齿轮均不啮合传动，此时变速箱处于空挡状态，在第三工作位置，其齿套处于右位，与二挡输入齿轮4的第一齿轮啮合传动，此时变速箱处于二挡状态。

进一步地，在输入轴5上增设有单向离合器12，单向离合器12的内圈通过花键与输入轴5固定连接，单向离合器12的外圈与一挡输入齿轮2固定连接，单向离合器12和同步器3分别位于一挡输入齿轮2的两侧。

中间轴6平行于输入轴5，其上设有一挡输出齿轮10和二挡输出齿轮7，一挡输入齿轮2的第二齿轮与一挡输出齿轮10相啮合，二挡输入齿轮4的第二齿轮与二挡输出齿轮7相啮合。

中间轴6上在一挡输出齿轮10和二挡输出齿轮7之间还设有主减速输入齿轮11，主减速输入齿轮11与主减速输出齿轮8啮合传动，主减速输出齿轮8固定连接于差速器9，差速器9两端的输出轴与车轮(图中未示出)传动连接。

上述两挡变速箱的工作原理如下：

纯电动车起步阶段，同步器3的齿套处于左位，此时动力传递路径为：电机1→输入轴5→同步器3→一挡输入齿轮2→一挡输出齿轮10→中间轴 6→主减速输入齿轮11→主减速输出齿轮8→差速器9→车轮。

从一挡升至二挡过程如下：选择合适的时机(松油门或者轻点刹车的时候)，电机扭矩降到0(驾驶者感知不到动力中断)，同步器的齿套从左位脱出到中位空挡，此时电机加载扭矩，传动***仍然通过单向离合器在一挡传递动力，此时动力传递路径为：电机1→输入轴5→单向离合器12→一挡输入齿轮2→一挡输出齿轮10→中间轴6→主减速输入齿轮11→主减速输出齿轮8→差速器9→车轮；

需要进入二挡时，电机扭矩下降到0，此时同步器的齿套从中位移向右位，挂入二挡，电机扭矩提升，此时动力传递路径为：电机1→输入轴5→同步器3→二挡输入齿轮4→二挡输出齿轮7→中间轴6→主减速输入齿轮11→主减速输出齿轮8→差速器9→车轮。

从二挡降至一挡过程如下：在二挡进行传动的过程中，如需要降到一挡，电机扭矩降到0，同步器从右位移到中位，此时电机即可增加扭矩，从一挡通过同步器传递动力，动力传递路径同起步阶段。

如上所述，在进行换挡时，当同步器3从第一工作位置(即左位)切换至第二工作位置(即中位)后，其齿套虽然与一挡输入齿轮2的第一齿轮和二挡输入齿轮4的第一齿轮均不进行啮合传动，处于空挡状态，但是，输入轴5依然可以通过增设的单向离合器12向一挡输入齿轮2传递动力，进而通过一挡输出齿轮10和后续的减速齿轮向车轮持续驱动车轮，使驾乘人员不会有动力中断的感受，当同步器切换至第三工作位置(即右位)后，同步器3 的齿套与二挡输入齿轮4的第一齿轮啮合传动，进入二挡状态，此时，根据设定的传动比可知，一挡输入齿轮2和单向离合器外圈的转速等于或大于单向离合器内圈的转速，因此输入轴5不会通过单向离合器12向一挡输入齿轮2传递动力，不影响变速箱处于正常的二挡状态。可见，在增加一个单向离合器12后，变速箱的换挡时间缩短，对电机1的控制变的较为简单，而且在换挡过程中驾乘人员不会有动力中断的感受，可显著提高驾驶和乘坐品质。

上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，文中左、右的概念是相对的，根据需要，一挡输入齿轮2和二挡输入齿轮4的位置也可以互换，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

除了上述两挡变速箱，本发明提供一种纯电动汽车，包括电机、与所述电机相连接的变速箱以及与所述变速箱传动连接的车轮，所述变速箱为上文所述的纯电动汽车用两挡变速箱，所述电机1与所述纯电动汽车用两挡变速箱的输入轴5通过花键连接，其余结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的纯电动汽车用两挡变速箱及纯电动汽车进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.纯电动汽车用两挡变速箱，包括用于连接电机的输入轴和可转动地设于所述输入轴的一挡输入齿轮和二挡输入齿轮，所述一挡输入齿轮和二挡输入齿轮之间设有安装于所述输入轴的同步器；所述同步器具有三个工作位置：在第一工作位置，其齿套与所述一挡输入齿轮的第一齿轮啮合传动，在第二工作位置，其齿套与所述一挡输入齿轮的第一齿轮和所述二挡输入齿轮的第一齿轮均不啮合传动，在第三工作位置，其齿套与所述二挡输入齿轮的第一齿轮啮合传动；其特征在于，所述输入轴设有单向离合器，所述单向离合器的内圈与所述输入轴固定连接，所述单向离合器的外圈与所述一挡输入齿轮固定连接。

2.根据权利要求1所述的纯电动汽车用两挡变速箱，其特征在于，进一步包括平行于所述输入轴的中间轴；所述中间轴设有一挡输出齿轮和二挡输出齿轮，所述一挡输入齿轮的第二齿轮与所述一挡输出齿轮相啮合，所述二挡输入齿轮的第二齿轮与所述二挡输出齿轮相啮合。

3.根据权利要求2所述的纯电动汽车用两挡变速箱，其特征在于，所述中间轴设有与主减速输出齿轮啮合传动的主减速输入齿轮。

4.根据权利要求3所述的纯电动汽车用两挡变速箱，其特征在于，进一步包括用于连接车轮的差速器，所述主减速输出齿轮设于所述差速器。

5.根据权利要求4所述的纯电动汽车用两挡变速箱，其特征在于，所述主减速输入齿轮位于所述一挡输出齿轮和二挡输出齿轮之间。

6.根据权利要求5所述的纯电动汽车用两挡变速箱，其特征在于，所述单向离合器和同步器分别位于所述一挡输入齿轮的两侧。

7.根据权利要求1至6任一项所述的纯电动汽车用两挡变速箱，其特征在于，所述输入轴上通过花键固定连接所述单向离合器的内圈和所述同步器的齿毂。

8.根据权利要求1至6任一项所述的纯电动汽车用两挡变速箱，其特征在于，所述一挡输入齿轮和二挡输入齿轮以空套的方式安装于所述输入轴。

9.纯电动汽车，包括电机、与所述电机相连接的变速箱以及与所述变速箱传动连接的车轮，其特征在于，所述变速箱为上述权利要求1至8任一项所述的纯电动汽车用两挡变速箱。

10.根据权利要求9所述的纯电动汽车，其特征在于，所述电机与所述纯电动汽车用两挡变速箱的输入轴通过花键连接。