CN207173269U - 单电机三挡纯电动传动装置 - Google Patents

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Abstract

一种单电机三挡纯电动传动装置，包括：壳体、设置于壳体内的电机、依次设置于中间轴上的行星排机构、第二离合器和第一离合器和制动器，其中：电机的定子和制动器的一端固定设置于壳体上，电机的转子和制动器的另一端分别与行星排机构相连；第一离合器和第二离合器设置于电机与行星排机构之间，第二离合器设置于中心轴与行星排机构的行星架之间；行星排机构还包括第二连轴、第一外齿圈、第二外齿圈、依次啮合的太阳轮、第一行星轮和第二行星轮；本实用新型设计合理，优化电机工作的区间，提高传动装置的效率。

Description

单电机三挡纯电动传动装置
技术领域
本实用新型涉及的是一种车辆动力传动领域的技术，具体是一种单电机三挡纯电动传动装置。
背景技术
随着电池技术的逐渐提高，纯电动行驶里程快速增加，使得纯电动汽车成为重要的城市交通工具。目前较多的纯电动汽车都采用单一固定速比，对电机提出较高的扭矩和转速要求。采用两挡或三挡的纯电动传动装置能够优化电机工作区间，提高***效率，使电池容量得到降低，从而实现整车成本的有效控制。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术多为两挡的纯电动驱动，传动效率提高有限的缺陷，提出一种单电机三挡纯电动传动装置，通过一个制动器、两个离合器和行星排机构的配合，实现在三个挡位的纯电动驱动模式，满足大扭矩输出和高车速使用要求。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
本实用新型涉及一种单电机三挡纯电动传动装置，包括：壳体、设置于壳体内的电机、依次设置于中间轴上的行星排机构、第二离合器和第一离合器和制动器，其中：电机的定子和制动器的一端固定设置于壳体上，电机的转子和制动器的另一端分别与行星排机构相连；第一离合器和第二离合器设置于电机与行星排机构之间。
所述的行星排机构包括：太阳轮、第一行星轮、第二行星轮、行星架、第一外齿圈、第二外齿圈，第一连轴、第二连轴和第三连轴，其中：太阳轮固定设置于第三连轴上，并与第一行星轮啮合；第一行星轮与第二行星轮设置于行星架上，并相互啮合；第二外齿圈固定设置于第二连轴上，并与第二行星轮啮合；第一外齿圈固定设置于第一连轴上，并与第一行星轮啮合；第一连轴和行星架分别与中心轴的一端相连。
所述的中心轴的另一端与电机的电机转子相连，电机定子固定设置于壳体上。
所述的第一离合器设置于中心轴和第一连轴之间，第二离合器设置于行星架与中心轴之间。
所述的制动器与第三连轴相连。
所述的第二连轴与主减速器相连。
本实用新型进一步涉及一种单电机三挡纯电动传动装置，包括：壳体、设置于壳体内的电机、依次设置于中间轴上的第一离合器、第二离合器、行星排机构和制动器，其中：电机的定子和制动器的一端固定设置于壳体上，电机的转子和制动器的另一端分别与行星排机构相连；第一离合器和第二离合器设置于电机与行星排机构之间。
所述的行星排机构中的第二连轴上设有减速齿轮机构。
所述的减速齿轮机构包括：减速齿轮、大减速齿轮、小减速齿轮、差速器主减速齿轮、齿轮连轴和差速器，其中：大减速齿轮和小减速齿轮设置于齿轮连轴上，大减速齿轮与减速齿轮啮合，小减速齿轮与差速器主减速齿轮啮合；差速器主减速齿轮设置于差速器上。
所述的差速器通过整车半轴连接车轮。
所述的第一离合器和第二离合器采用多片湿式摩擦元件。
所述的制动器采用多片摩擦元件或具有双向锁止功能的单向离合器结构。
技术效果
与现有技术相比，本实用新型通过一个制动器、两个离合器和行星排机构的配合，实现单电机下两个挡位的纯电动驱动模式，满足大扭矩输出和高车速使用要求。
附图说明
图1为本实用新型示意图；
图2为实施例2示意图；
图中：1为中心轴、2第二连轴、3第三连轴、4第一连轴、5行星架、6太阳轮、7第一行星轮、8第二行星轮、9第二外齿圈、10第一外齿圈、11减速齿轮、12大减速齿轮、13小减速齿轮、14差速器主减速齿轮、15齿轮连轴、16车轮、17差速器、18整车半轴、19电机转子、20电机定子、21壳体、B1制动器、C1第一离合器、C2第二离合器。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实施例包括：壳体21、设置于壳体21内的电机EM、依次设置于中间轴上的行星排机构、第二离合器C2和第一离合器C1和制动器B1，其中：电机和制动器B1固定设置于壳体1上，并分别与行星排机构相连；第一离合器C1和第二离合器C2设置于电机与行星排机构之间。
所述的行星排机构包括：太阳轮6、第一行星轮7、第二行星轮8、行星架5、第一外齿圈10、第二外齿圈9、第一连轴4、第二连轴2和第三连轴3，其中：太阳轮6固定设置于第三连轴3上，并与第一行星轮7啮合；第一行星轮7与第二行星轮8设置于行星架5上，并相互啮合；第二外齿圈9固定设置于第二连轴2上，并与第二行星轮8啮合；第一外齿圈10固定设置于第一连轴4上，并与第一行星轮7啮合；第一连轴4和行星架5分别与中心轴1的一端相连。
所述的中心轴1的另一端与电机的电机转子19相连，电机定子20固定设置于壳体1上。
所述的第一离合器C1设置于中心轴1和第一连轴4之间，第二离合器C2设置于行星架5与中心轴1之间。
所述的制动器B1与第三连轴3相连。
所述的第二连轴2作为动力输出轴与主减速器相连，构成后驱车辆的传动装置。
所述的第一离合器C1和第二离合器采用多片湿式摩擦元件。
所述的制动器B1采用多片摩擦元件或具有双向锁止功能的单向离合器结构。
本实施例可实现纯电动模式的三个挡位：第一离合器C1和制动器B1同时闭合时为第一挡(EV-1)，此时可以获得较大的扭矩输出；第二离合器C2和制动器B1同时闭合时为第二挡(EV-2)；第一离合器C1和第二离合器C2同时闭合时为第三挡(EV-3)，此时行星排机构各元件整体转动，避免高车速时电机转速过高。
所述的三挡纯电动驱动模式与换挡元件(第一离合器C1、第二离合器C2和制动器B1)之间的控制逻辑如表1所示。
表1传动装置各工作模式
工作模式 B1 C1 C2
EV-1 ● ● 〇
EV-2 ● 〇 ●
EV-3 〇 ● ●
注：〇为打开状态；●为闭合状态。
当采用第一挡纯电动模式时，第一离合器C1和制动器B1同时闭合，此时电机至轮机的传动比igV1为：其中：i1为单行星轮行星排传动比，i2为双行星轮行星排传动比，iFD为减速齿轮总减速比，即第二连轴2至轮边之间的减速比。
所述的单行星轮行星排传动比i1为负值，数值上等于第一外齿圈10齿数除以太阳轮6齿数；所述的双行星轮行星排传动比i2为正值，数值上等于第二外齿圈9齿数除以太阳轮6齿数。
当采用第一挡纯电动驱动模式时，动力从电机依次经中心轴1、第一离合器C1、第一连轴4、第一外齿圈10、第一行星轮7、行星架5、第二行星轮8、第二外齿圈9和第二连轴2输出。
当车速增加时，制动器B1保持闭合状态，打开第一离合器C1，同时闭合第二离合器C2，即为第二挡纯电动驱动模式，此时电机至轮机的传动比igV2为：
当采用第二挡纯电动驱动模式时，动力从电机依次经中心轴1、第二离合器C2、行星架5和第二连轴2输出。
当车速继续增加，为防止电机转速过高，控制制动器B1打开，第一离合器C1和第二离合器C2同时闭合，此时行星排整体转动，各元件之间没有相对转动可以降低行星排机构运行的机械损失，此时为直接挡模式，即第三挡纯电动驱动模式，此时电机至轮边的传动比igV2为：igV3＝1*iFD。
当采用第三挡纯电动驱动模式时，行星齿轮机构整体转动，动力从电机分别通过第一离合器C1和第二离合器C2进入行星排机构，然后经第二连轴2输出。
实施例2
如图2所示，本实施例包括：壳体21、设置于壳体21内的电机EM、依次设置于中间轴上的第一离合器C1、第二离合器C2、行星排机构和制动器B1，其中：电机EM的定子和制动器B1的一端固定设置于壳体21上，电机EM的转子和制动器B1的另一端分别与行星排机构相连；第一离合器C1和第二离合器C2设置于电机EM与行星排机构之间。
本实施例中行星排机构与实施例1结构相同，其中的第二连轴2与主减速器之间设有减速齿轮机构，构成前驱车辆的传动装置。
所述的减速齿轮机构包括：减速齿轮11、大减速齿轮12、小减速齿轮13、差速器主减速齿轮14、齿轮连轴15和差速器17，其中：大减速齿轮12和小减速齿轮13设置于齿轮连轴15上，大减速齿轮12与减速齿轮11啮合，小减速齿轮13与差速器主减速齿轮14啮合；差速器主减速齿轮14设置于差速器17上。
所述的差速器17通过整车半轴18连接车轮16。
所述的减速齿轮11与大减速齿轮12啮合形成第一级减速，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，动力由差速器17输出至整车半轴18驱动车轮16转动。
当采用第一挡纯电动驱动模式时，动力从电机依次经中心轴1、第一离合器C1、第一连轴4、第一外齿圈10、第一行星轮7、行星架5、第二行星轮8、第二外齿圈9和第二连轴2输出至减速齿轮11，经过减速齿轮机构驱动车轮16转动。
当采用第二挡纯电动驱动模式时，动力从电机依次经中心轴1、第二离合器C2、行星架5和第二连轴2输出至减速齿轮11，经过减速齿轮机构驱动车轮16转动。
当采用第三挡纯电动驱动模式时，太阳轮6锁止，动力从电机分别通过第一离合器C1和第二离合器C2进入行星排机构，然后经第二连轴2输出至减速齿轮11，经过减速齿轮机构驱动车轮16转动。
本实施例采用一个制动器B1和两个离合器C1、C2，实现单电机下两个挡位的纯电动驱动模式，满足大扭矩输出和高车速使用要求。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本实用新型原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本实用新型的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本实用新型之约束。

Claims (10)

1.一种单电机三挡纯电动传动装置，其特征在于，包括：壳体、设置于壳体内的电机、依次设置于中间轴上的行星排机构、第二离合器和第一离合器和制动器，其中：电机的定子和制动器的一端固定设置于壳体上，电机的转子和制动器的另一端分别与行星排机构相连；第一离合器和第二离合器设置于电机与行星排机构之间；
所述的行星排机构包括：太阳轮、第一行星轮、第二行星轮、行星架、第一外齿圈、第二外齿圈，第一连轴、第二连轴和第三连轴，其中：太阳轮固定设置于第三连轴上，并与第一行星轮啮合；第一行星轮与第二行星轮设置于行星架上，并相互啮合；第二外齿圈固定设置于第二连轴上，并与第二行星轮啮合；第一外齿圈固定设置于第一连轴上，并与第一行星轮啮合；第一连轴和行星架分别与中心轴的一端相连。
2.根据权利要求1所述的单电机三挡纯电动传动装置，其特征是，所述的中心轴的另一端与电机的电机转子相连，电机定子固定设置于壳体上。
3.根据权利要求1所述的单电机三挡纯电动传动装置，其特征是，所述的第一离合器设置于中心轴和第一连轴之间，第二离合器设置于行星架与中心轴之间。
4.根据权利要求1所述的单电机三挡纯电动传动装置，其特征是，所述的制动器与第三连轴相连。
5.根据权利要求4所述的单电机三挡纯电动传动装置，其特征是，所述的第二连轴与主减速器相连。
6.一种单电机三挡纯电动传动装置，其特征在于，包括：壳体、设置于壳体内的电机、依次设置于中间轴上的第一离合器、第二离合器、行星排机构和制动器，其中：电机的定子和制动器的一端固定设置于壳体上，电机的转子和制动器的另一端分别与行星排机构相连；第一离合器和第二离合器设置于电机与行星排机构之间；
所述的行星排机构包括：太阳轮、第一行星轮、第二行星轮、行星架、第一外齿圈、第二外齿圈，第一连轴、第二连轴和第三连轴，其中：太阳轮固定设置于第三连轴上，并与第一行星轮啮合；第一行星轮与第二行星轮设置于行星架上，并相互啮合；第二外齿圈固定设置于第二连轴上，并与第二行星轮啮合；第一外齿圈固定设置于第一连轴上，并与第一行星轮啮合；第一连轴和行星架分别与中心轴的一端相连，第二连轴上设有减速齿轮机构。
7.根据权利要求6所述的单电机三挡纯电动传动装置，其特征是，所述的减速齿轮机构包括：减速齿轮、大减速齿轮、小减速齿轮、差速器主减速齿轮、齿轮连轴和差速器，其中：大减速齿轮和小减速齿轮设置于齿轮连轴上，大减速齿轮与减速齿轮啮合，小减速齿轮与差速器主减速齿轮啮合；差速器主减速齿轮设置于差速器上。
8.根据权利要求7所述的单电机三挡纯电动传动装置，其特征是，所述的差速器通过整车半轴连接车轮。
9.根据上述任一权利要求所述的单电机三挡纯电动传动装置，其特征是，所述的第一离合器和第二离合器采用多片湿式摩擦元件。
10.根据权利要求1～8中任一所述的单电机三挡纯电动传动装置，其特征是，所述的制动器采用多片摩擦元件或具有双向锁止功能的单向离合器结构。
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