CN209725120U - 一种电动汽车无级变速装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车无级变速装置，包括壳体和安装在所述壳体内的行星齿轮，所述行星齿轮包括可转动的齿圈和行星架，以及与所述齿圈同轴设置的太阳轮和安装在所述行星架上的行星轮，所述行星轮分别与所述太阳轮和所述齿圈相啮合；所述太阳轮上具有同轴安装的动力输入轴，所述行星架上同轴安装有动力输出轴；所述壳体上还设置有用于锁住所述齿圈的第一锁止机构；还包括辅助输入轴，所述辅助输入轴上安装有耦合主动齿轮，所述齿圈上同轴设置有与所述耦合主动齿轮相啮合的耦合被动齿轮，所述辅助输入轴上连接有辅助电机。本实用新型具有能够兼顾电动汽车的高速小扭矩工况和低速大扭矩工况的需求，又能实现平稳换挡，提升驾驶舒适性等优点。

Description

一种电动汽车无级变速装置

技术领域

本实用新型涉及电动汽车技术领域，特别的涉及一种电动汽车无级变速装置。

背景技术

目前，作为节能减排的新能源交通工具——电动汽车的出现，为节约能源保护环境探索了一条新的道路。电动汽车的电机虽然转速范围可调，但也很难同时满足高速行驶和低速爬坡时的性能要求。当前电动汽车所用的动力源都是高速电动机，特别是占有率呈上升趋势的交流电动机，其最高转速大多为6000~9000转/分，电机输出的动力必须经过减速齿轮箱才能驱动车辆。齿轮箱的减速比很大程度地影响着车辆的性能。因在车辆行进中会有各种不同的工况，既要保证起步和爬坡时有一定的牵引力，又要保证平路行驶时能达到一定的速度，又要在高速小扭矩和低速大扭矩之间权衡，往往是照顾了行车速度却损失了一部分爬坡能力。配备单纯齿轮变速箱的车辆，起步或爬坡时电动机在低效率区工作，会损耗较多的能量，影响电池的续航里程和使用寿命。

由于其低速爬坡时所需的电流过大而带来了电池效率偏低、续航里程下降、电池寿命缩短等一系列的弊端。现有的同步器式齿轮变速器，在换档位时需要用离合器切断动力，否则就不能进行顺利的换档，由于离合器的存在，换档频繁操作困难，并且增加成本，加工难度大。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种能够兼顾电动汽车的高速小扭矩工况和低速大扭矩工况的需求，又能实现平稳换挡，提升驾驶舒适性的电动汽车无级变速装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种电动汽车无级变速装置，其特征在于，包括壳体和安装在所述壳体内的行星齿轮，所述行星齿轮包括可转动的齿圈和行星架，以及与所述齿圈同轴设置的太阳轮和安装在所述行星架上的行星轮，所述行星轮分别与所述太阳轮和所述齿圈相啮合；所述太阳轮上具有同轴安装的动力输入轴，所述行星架上同轴安装有动力输出轴；所述壳体上还设置有用于锁住所述齿圈的第一锁止机构；还包括辅助输入轴，所述辅助输入轴上安装有耦合主动齿轮，所述齿圈上同轴设置有与所述耦合主动齿轮相啮合的耦合被动齿轮，所述辅助输入轴上连接有辅助电机。

采用上述结构，电动汽车在起步阶段，可以利用第一锁止机构将齿圈锁住，电动汽车的驱动电机输出的动力由动力输入轴输入并驱动太阳转动，太阳轮带动行星轮在齿圈内绕太阳轮公转，使行星架转动并由动力输出轴将动力输出，经过行星齿轮的减速，满足电动汽车起步阶段的低速大扭矩需求。电动汽车起步后，可以将第一锁止机构松开，并由辅助电机驱动辅助输入轴转动，这样，耦合主动齿轮带动耦合被动齿轮转动，实现对齿圈的加速，辅助电机输入的动力与动力输入轴的动力耦合，实现车速的无级调节。

进一步的，所述齿圈和行星架之间设置有可将二者相互锁住的第二锁止机构，所述耦合主动齿轮通过第三锁止机构可切断地连接在所述辅助输入轴上。

采用上述结构，当需要利用辅助电机驱动齿圈旋转进行调速时，利用第三锁止机构将耦合主动齿轮与辅助输入轴相连接，而当齿圈转速与行星架的转速相等或相近时，可以通过二者之间的第二锁止机构将二者结合，至此，齿圈、行星架和太阳轮同步旋转，使行星齿轮的速比为1，然后通过第三锁止机构将耦合主动齿轮与辅助输入轴切断，耦合主动齿轮随齿圈一同空转，由于行星齿轮的速比为1，就可以直接由电动汽车的驱动电机实现高速下的无级调速。

进一步的，所述辅助输入轴通过第四锁止机构可切断地连接有并联主动齿轮，所述动力输入轴上安装有与所述并联主动齿轮相啮合的并联被动齿轮。

这样，可以利用第四锁止机构将并联主动齿轮与辅助输入轴相连接，利用相啮合的并联主动齿轮和并联被动齿轮，实现辅助电机的动力与电动汽车驱动电机的动力的并联，为电动汽车在大扭矩输出需求的情况下，提供足够的扭矩。

进一步的，所述第三锁止机构和第四锁止机构为同一选换挡机构，并设置在所述并联主动齿轮和耦合主动齿轮之间，所述选换挡机构包括可滑动地套装在所述辅助输入轴上的换挡结合套，所述并联主动齿轮和耦合主动齿轮上均具有能够与所述换挡结合套相匹配的换挡齿轮，使所述换挡结合套与所述并联主动齿轮或耦合主动齿轮上的换挡齿轮相结合时，所述并联主动齿轮或耦合主动齿轮与所述辅助输入轴同步转动。

进一步的，所述第三锁止机构和第四锁止机构为离合器。

进一步的，所述并联主动齿轮和所述并联被动齿轮设置有至少一对。

进一步的，所述第一锁止机构和第二锁止机构为制动器或离合器。

综上所述，本实用新型具有如下优点：

1、本申请可以实现不中断动力的前提下实现无级调速，可以兼顾高速或高扭等不同车辆行驶工况；

2、运行全车速域内让电机工作在高效区，提高车辆的经济性。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

具体实施时：如图1所示，一种电动汽车无级变速装置，包括壳体和安装在所述壳体内的行星齿轮，所述行星齿轮包括可转动的齿圈6和行星架9，以及与所述齿圈6同轴设置的太阳轮10和安装在所述行星架9上的行星轮12，所述行星轮12分别与所述太阳轮10和所述齿圈6相啮合；所述太阳轮10上具有同轴安装的动力输入轴15，所述动力输入轴15与电动汽车的驱动电机16的输出端相连接。所述行星架9上同轴安装有动力输出轴11；所述壳体上还设置有用于锁住所述齿圈6的制动器7；所述齿圈6和行星架9之间设置有离合器8。

还包括与所述动力输入轴15平行设置的辅助输入轴2，所述辅助输入轴2上连接有辅助电机1。所述辅助输入轴2上安装有耦合主动齿轮5和并联主动齿轮3，所述齿圈6上同轴设置有与所述耦合主动齿轮5相啮合的耦合被动齿轮13，所述动力输入轴15上安装有与所述并联主动齿轮3相啮合的并联被动齿轮14。所述并联主动齿轮3和耦合主动齿轮5之间设置有选换挡机构4，所述选换挡机构包括可滑动地套装在所述辅助输入轴2上的换挡结合套，所述并联主动齿轮3和耦合主动齿轮5上均具有能够与所述换挡结合套相匹配的换挡齿轮，使所述换挡结合套与所述并联主动齿轮3或耦合主动齿轮5上的换挡齿轮相结合时，所述并联主动齿轮3或耦合主动齿轮5与所述辅助输入轴2同步转动。

采用上述结构，电动汽车在起步阶段，可以利用制动器将齿圈锁住，电动汽车的驱动电机输出的动力由动力输入轴输入并驱动太阳转动，太阳轮带动行星轮在齿圈内绕太阳轮公转，使行星架转动并由动力输出轴将动力输出，经过行星齿轮的减速，满足电动汽车起步阶段的低速大扭矩需求。电动汽车起步后，可以将制动器松开，利用选换挡机构将耦合主动齿轮与辅助输入轴相连接，由辅助电机驱动辅助输入轴转动，这样，耦合主动齿轮带动耦合被动齿轮转动，实现对齿圈的加速，辅助电机输入的动力与动力输入轴的动力耦合，实现车速的无级调节。由于制动器松开齿圈后，行星齿轮的齿圈和行星架均能绕轴心转动，构成差速轮系结构，而辅助电机驱动齿圈旋转的方向与动力输出轴的旋转方向一致，使得辅助电机的动力输入不会造成电动汽车当前动力的变化，从而实现平稳地无级加速。而当齿圈转速与行星架的转速相等或相近时，可以通过二者之间的离合器将二者结合，至此，齿圈、行星架和太阳轮同步旋转，使行星齿轮的速比为1，然后通过选换挡机构将耦合主动齿轮与辅助输入轴断开，耦合主动齿轮随齿圈一同空转，由于行星齿轮的速比为1。

而在大扭矩输出需求的情况下，可以利用选换挡机构将并联主动齿轮与辅助输入轴相连接，利用相啮合的并联主动齿轮和并联被动齿轮，实现辅助电机的动力与电动汽车驱动电机的动力的并联，为电动汽车在提供足够的扭矩。

具体实施时，选换挡机构还可以是离合器，并联主动齿轮3和耦合主动齿轮5可以通过独立设置的离合器分别实现与辅助输入轴的连接。还可以设置多对并联主动齿轮和并联被动齿轮，从而实现不同的并联。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不以本实用新型为限制，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电动汽车无级变速装置，其特征在于，包括壳体和安装在所述壳体内的行星齿轮，所述行星齿轮包括可转动的齿圈（6）和行星架（9），以及与所述齿圈（6）同轴设置的太阳轮（10）和安装在所述行星架（9）上的行星轮（12），所述行星轮（12）分别与所述太阳轮（10）和所述齿圈（6）相啮合；所述太阳轮（10）上具有同轴安装的动力输入轴（15），所述行星架（9）上同轴安装有动力输出轴（11）；所述壳体上还设置有用于锁住所述齿圈（6）的第一锁止机构；还包括辅助输入轴（2），所述辅助输入轴（2）上安装有耦合主动齿轮（5），所述齿圈（6）上同轴设置有与所述耦合主动齿轮（5）相啮合的耦合被动齿轮（13），所述辅助输入轴（2）上连接有辅助电机（1）。

2.如权利要求1所述的电动汽车无级变速装置，其特征在于，所述齿圈（6）和行星架（9）之间设置有可将二者相互锁住的第二锁止机构，所述耦合主动齿轮（5）通过第三锁止机构可切断地连接在所述辅助输入轴（2）上。

3.如权利要求2所述的电动汽车无级变速装置，其特征在于，所述辅助输入轴（2）通过第四锁止机构可切断地连接有并联主动齿轮（3），所述动力输入轴（15）上安装有与所述并联主动齿轮（3）相啮合的并联被动齿轮（14）。

4.如权利要求3所述的电动汽车无级变速装置，其特征在于，所述第三锁止机构和第四锁止机构为同一选换挡机构，并设置在所述并联主动齿轮（3）和耦合主动齿轮（5）之间，所述选换挡机构包括可滑动地套装在所述辅助输入轴（2）上的换挡结合套，所述并联主动齿轮（3）和耦合主动齿轮（5）上均具有能够与所述换挡结合套相匹配的换挡齿轮，使所述换挡结合套与所述并联主动齿轮（3）或耦合主动齿轮（5）上的换挡齿轮相结合时，所述并联主动齿轮（3）或耦合主动齿轮（5）与所述辅助输入轴（2）同步转动。

5.如权利要求2或3所述的电动汽车无级变速装置，其特征在于，所述第三锁止机构和第四锁止机构为离合器。

6.如权利要求3所述的电动汽车无级变速装置，其特征在于，所述并联主动齿轮（3）和所述并联被动齿轮（14）设置有至少一对。

7.如权利要求2所述的电动汽车无级变速装置，其特征在于，所述第一锁止机构和第二锁止机构为制动器或离合器。