CN213360973U - 具有变速功能的中置电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有变速功能的中置电机，涉及机械技术领域，其主要部件包括：电动机，具有一电动机输出轴；包括双向可控单项离合器以及离合器状态控制器的离合器控制单元；输出转速控制单元包括：与电动机输出轴相连接并随其同步旋转太阳齿轮、套设于行星架上且包括多个均匀分布于太阳齿轮周向的行星齿轮的行星齿轮组、与双向可控单项离合器相连接的齿圈、及通过连接结构连接至电动机输出轴上的离心离合器，本实用新型具有转速的调节范围更大，适用于更多类型电动车，在低速和高速状态电动车电动机均能够发挥更好的性能，结构简单、紧凑，传动机构工作环境好，噪音小，润滑效果好等优势。

Description

具有变速功能的中置电机

技术领域

本实用新型属于机械技术领域，具体涉及一种具有变速功能的中置电机。

背景技术

电动机是电动车的一个重要部件，目前在电动车驱动领域，主要有轮毂式电机和中置电机两种主要驱动方式，其中高性能电动车应用中置电机比较广泛。

现有中置电机采用固定减速装置来驱动车辆前进，这样虽然结构简单，成本低廉，但固定传动比的选择既要兼顾起步、爬坡性能还要兼顾最高车速，导致车辆在起步或者爬坡时扭矩不足，电流很大，对电源和电控***造成很大压力。同时，高速时由于受电机最高转速和高速扭矩小等因素限制，会导致最高车速较低，电动车低速大扭矩的特性不能充分发挥等问题。为此发明一款既能兼顾起步、爬坡扭矩大、电流小，又要车速高的自动变档中置电机是市场的必然。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本实用新型提供了一种具有变速功能的中置电机，以缓解现有技术中电动机高速时由于受电机最高转速和高速扭矩小等因素限制，会导致最高车速较低，电动车低速大扭矩的特性不能充分发挥等问题等技术问题。

(二)技术方案

本实用新型提供了一种

具有变速功能的中置电机，其特征在于，包括：

电动机，具有一电动机输出轴；

离合器控制单元，套设于所述电动机输出轴上；包括双向可控单项离合器以及离合器状态控制器；所述离合器状态控制器用于控制所述双向可控单项离合器换向；

输出转速控制单元包括：

太阳齿轮，与所述电动机输出轴相连接并随其同步旋转；

行星齿轮组，套设于行星架上，包括多个均匀分布于所述太阳齿轮周向的行星齿轮，所述行星架一端沿所述电动机输出轴方向设置有一连接至输出轮的行星架输出轴；

齿圈，与所述双向可控单项离合器相连接，套设于所述行星齿轮组外，内表面设置有内齿和摩擦面，使得所述行星齿轮组能够同时与所述太阳齿轮的外齿及所述齿圈的内齿同时啮合；

离心离合器，通过连接结构连接至所述电动机输出轴上，能够根据所述电动机输出轴转速的变化产生离心位移的变化，使得离心离合器在与所述齿圈摩擦面脱离和与所述齿圈摩擦面结合两种状态之间切换，从而实现不同的输出轮转速。

在本公开实施例中，所述电动机输出轴转速低于设定转速时，所述离心离合器与齿圈的内表面的摩擦面分离，通过行星齿轮组实现第一输出轮转速，所述第一输出轮转速小于电动机输出轴转速。

在本公开实施例中，所述电动机输出轴转速高于设定转速时，所述离心离合器离心位移增大至与齿圈的内表面的摩擦面结合，实现第二输出轮转速，所述第二输出轮转速大于第一输出轮转速。

在本公开实施例中，所述离心离合器与所述电动机输出轴的连接结构包括弹性部件。

在本公开实施例中，所述所述第二输出轮转速与电动机转速相同。

在本公开实施例中，所述电动机输出轴转速低于设定转速时，所述离心离合器与所述齿圈保持分离状态。

在本公开实施例中，所述电动机输出轴转速高于设定转速时，所述离心离合器所述齿圈内表面保持摩擦连接。

在本公开实施例中，所述行星齿轮组，包括最少三个行星齿轮。

在本公开实施例中，所述离心离合器设置于所述双向可控单项离合器与所述行星齿轮组之间。

在本公开实施例中，所述行星架与所述行星架输出轴为一体结构。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本实用新型一种具有变速功能的中置电机至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：

(1)转速的调节范围更大，适用于更多类型电动车；

(2)在低速和高速状态下，电动车电动机均能够发挥更好的性能；

(3)结构简单、紧凑，传动机构工作环境好，噪音小，润滑效果好。

附图说明

图1为本实用新型具有变速功能的中置电机的结构示意图。

【附图中本实用新型实施例主要元件符号说明】

1 电动机

2 双向可控单项离合器

3 离合器状态控制器

4 太阳齿轮

5 离心离合器

6 齿圈

7 行星齿轮

8 行星架输出轴

9 输出轮

具体实施方式

本实用新型提供了一种具有变速功能的中置电机，通过离心离合器的离心位移变化来对电动机输出的转速进行调整，从而实现电动车中置电机自动变速功能。该中置电机转速调节范围广，可靠性高，适用于多类型电动车，不仅能改善低速时的扭矩性能，也能提高最高车速。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

具有变速功能的中置电机，其特征在于，包括：

电动机1，具有一电动机输出轴；

离合器控制单元，套设于所述电动机输出轴上；包括双向可控单项离合器2以及离合器状态控制器3；所述离合器状态控制器3用于控制所述双向可控单项离合器2换向；

输出转速控制单元包括：

太阳齿轮4，与所述电动机1输出轴相连接并随其同步旋转；

行星齿轮组，套设于行星架上，包括多个均匀分布于所述太阳齿轮4 周向的行星齿轮7，所述行星架一端沿所述电动机输出轴方向设置有一连接至输出轮9的行星架输出轴8；

齿圈6，与所述双向可控单项离合器2相连接，套设于所述行星齿轮组外，内表面设置有内齿和摩擦面，使得所述行星齿轮组能够同时与所述太阳齿轮4的外齿及所述齿圈6的内齿同时啮合；

离心离合器5，通过连接结构连接至所述电动机输出轴上，能够根据所述电动机输出轴转速的变化产生离心位移的变化，使得离心离合器5在与所述齿圈摩擦面脱离和与所述齿圈摩擦面结合两种状态之间切换，从而实现不同的输出轮转速。

装在电动机输出轴端的行星齿轮机构是二挡自动变速器高低速时减速传动的决定性机件。在本实用新型一施例中，在低于设定转速状态下，即电动机1转速低于设定转速时，电动机1输出轴带动离心离合器5和太阳齿轮4逆时针旋转，齿圈6被双向可控单项离合器2控制不能顺时针转动，在行星齿轮组减速的作用下，导致多个行星齿轮7带动行星架输出轴 8以低于太阳齿轮的转速进行逆时针旋转并带动输出轮9以第一出输出轮转速对外输出动力，达到减速和增扭的目的。同理可以通过控制离合器状态控制器3达到反转的目的。

在本实用新型另一施例中，在高于设定转速状态下，即电动机1转速高于设定转速时，与电动机1输出轴连接的离心离合器5和太阳齿轮4逆时针旋转，在离心力作用下离心离合器5向外甩开，与外盘齿圈6的内表面紧密接触，使离心离合器5和齿圈6处于接合状态，从而齿圈达到与太阳齿轮转速同步，导致行星齿轮组与太阳齿轮4、齿圈6相对静止的同步运转带动行星架输出轴8旋转，进而带动输出轮9以第二输出轮转速对外输出动力。高速状态下，第二输出轮转速达到与电动机转速相同。并且，因为倒车车速不能太高，所以此档位电机输出转速被限制，进而达不到高速状态。

本实用新型具有，转速的调节范围更大，适用于更多类型电动车；在低速和高速状态下，电动车电动机均能够发挥更好的性能；结构简单、紧凑；传动机构工作环境好，噪音小，润滑效果好。起步电流小，不易烧毁控制器；路况好时速度高，起步、爬坡时输出扭矩大，爬坡能力强；能延长动力电池寿命等优点。

至此，已经结合附图对本实用新型实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。

依据以上描述，本领域技术人员应当对本实用新型一种具有变速功能的中置电机有了清楚的认识。

综上所述，本实用新型提供了一种具有变速功能的中置电机，具有结构简单、紧凑，传动机构工作环境好，噪音小，润滑效果好，起步电流小，不易烧毁控制器，路况好时速度高，起步、爬坡时输出扭矩大，爬坡能力强，且能延长动力电池寿命等优点。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本实用新型的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本实用新型的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本实用新型实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本实用新型的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到「约」的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10％的变化、在一些实施例中±5％的变化、在一些实施例中±1％的变化、在一些实施例中±0.5％的变化。

再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。

此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/ 或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中实用新型的所有特征以及如此实用新型的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中实用新型的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。并且，在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.具有变速功能的中置电机，其特征在于，包括：

电动机，具有一电动机输出轴；

离合器控制单元，套设于所述电动机输出轴上；包括双向可控单项离合器以及离合器状态控制器；所述离合器状态控制器用于控制所述双向可控单项离合器换向；

输出转速控制单元包括：

太阳齿轮，与所述电动机输出轴相连接并随其同步旋转；

行星齿轮组，套设于行星架上，包括多个均匀分布于所述太阳齿轮周向的行星齿轮，所述行星架一端沿所述电动机输出轴方向设置有一连接至输出轮的行星架输出轴；

齿圈，与所述双向可控单项离合器相连接，套设于所述行星齿轮组外，内表面设置有内齿和摩擦面，使得所述行星齿轮组能够同时与所述太阳齿轮的外齿及所述齿圈的内齿同时啮合；

离心离合器，通过连接结构连接至所述电动机输出轴上，能够根据所述电动机输出轴转速的变化产生离心位移的变化，使得离心离合器在与所述齿圈摩擦面脱离和与所述齿圈摩擦面结合两种状态之间切换，从而实现不同的输出轮转速。

2.根据权利要求1所述的中置电机，其特征在于，所述电动机输出轴转速低于设定转速时，所述离心离合器与齿圈的内表面的摩擦面分离，通过行星齿轮组实现第一输出轮转速，所述第一输出轮转速小于电动机输出轴转速。

3.根据权利要求1所述的中置电机，其特征在于，所述电动机输出轴转速高于设定转速时，所述离心离合器离心位移增大至与齿圈的内表面的摩擦面结合，实现第二输出轮转速，所述第二输出轮转速大于第一输出轮转速。

4.根据权利要求1所述的中置电机，其特征在于，所述离心离合器与所述电动机输出轴的连接结构包括弹性部件。

5.根据权利要求3所述的中置电机，其特征在于，所述第二输出轮转速与电动机转速相同。

6.根据权利要求1所述的中置电机，其特征在于，所述电动机输出轴转速低于设定转速时，所述离心离合器与所述齿圈保持分离状态。

7.根据权利要求1所述的中置电机，其特征在于，所述电动机输出轴转速高于设定转速时，所述离心离合器所述齿圈内表面保持摩擦连接。

8.根据权利要求1所述的中置电机，其特征在于，所述行星齿轮组，包括最少三个行星齿轮。

9.根据权利要求1所述的中置电机，其特征在于，所述离心离合器设置于所述双向可控单项离合器与所述行星齿轮组之间。

10.根据权利要求1所述的中置电机，其特征在于，所述行星架与所述行星架输出轴为一体结构。

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