無冗餘支點式電機與變速器一體化驅動系統的製作方法
2023-05-06 17:44:31
專利名稱：無冗餘支點式電機與變速器一體化驅動系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電動汽車傳動系統技術領域，具體涉及一種電驅動機械式變速動力傳動系統。
背景技術：
電動汽車包括純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車。其驅動電機常採用交流感應電機和交流永磁電機。這兩種電機都可以採用變頻技術，實現無級調速，因而在工業機械上一般不要求變速傳動裝置。但對於車速要求高，而同時又要求爬坡能力強的車輛，這種配置則難以滿足車輛的行駛要求。採用可變速比齒輪變速傳動裝置可以滿足最高車速的行駛要求，並提高車輪爬坡能力。中國專利申請CN200910061844公開了一種電動汽車電機自動變速驅動系統，其包括可調速電機、齒輪式變速器、控制系統，可調速電機的電機軸與齒輪式變速器的第一軸為同一軸。可調速電機的輸出端的電機殼體直接與齒輪式變速器的變速器機體固定連接；其去掉了電機與齒輪式變速器之間的離合器，取消了傳統變速器中的同步器，採用嚙合套式換擋結構；利用電機的調速功能，實現換擋過程中的待嚙合齒輪等轉速、同相位控制，利用氣壓(或液壓)操縱機構完成換擋，實現系統的自動控制。雖然專利申請CN200910061844中可調速電機輸出端的電機殼體直接與齒輪式變速器的變速器機體固定連接，但其電機機座與電機前端蓋為分體式，其優點是使零部件的加工變的簡單了，其缺點為從零件加工開始就存在加工誤差，在到二者的裝配，依照裝配工藝要求，是要滿足一定的同軸度要求的，否則，會出現電機轉子與定子之間的氣隙空間分布不均，從而造成電機的噪音與振動，影響電機的整體功能，裝配中又存在一定的裝配誤差，再和其他零部件裝配，這樣的誤差累積就有可能造成電機運行異常現象。中國專利申請CN201020675252. I公開了一種電驅動機械式變速動力傳動系統，其包括車用電機和變速箱；車用電機輸出軸與變速箱輸入軸製成同一軸，其特徵在於電機機座輸出端與電機前端蓋製成一體，即取消了專利申請CN200910061844中電機的左端蓋，變速箱直接與電機輸出端裝配。該實用新型的目的是針對中國專利申請CN200910061844中的不足之處提供的一種技術解決方案。但該實用新型的結構設計上，電機機座輸出端與電機前端蓋製成一體，即取消了專利申請CN200910061844中電機的左端蓋，變速箱直接與電機輸出端裝配，但電機輸出端的軸承端蓋及密封變速箱油的油封是位於電機輸出端軸承左側即電機內部，該結構造成電機的裝配拆卸難度很大，也直接導致電機輸出端軸承易損件跟換的難度很大，甚至無法在售後現場進行更換軸承，從而造成售後成本的成倍增加。該實用新型的結構設計上，由於整車布置空間有限，要求氣缸的結構簡單，故採用了氣缸變速箱一體化設計且變速箱的換擋動力為氣動，但該氣缸變速箱一體化設計，氣缸與變速箱殼體之間的密封O型圈是埋在變速箱殼體內部的，該結構造成密封易損件跟換的難度很大，更換埋在變速箱殼體內的密封件就必須拆掉變速箱內部的各個總成，加大故障概率，造成售後成本增加。該實用新型的結構設計上，電機軸上有三個軸承位，其中兩個軸承位是為電機轉子支撐，定位用的，第三個軸承位是為變速箱輸出軸支撐用的，變速箱殼體為變速箱輸出軸提供一個支撐用的軸承位。變速箱存在直接擋，即電機軸與變速箱輸出軸直接連接輸出力矩，為了保證變速箱正常、高效運轉，這就要求電機軸與變速箱輸出軸必須保證很高同軸度，由上述電機軸與變速箱輸出軸起支撐作用的軸承位可知，變速箱輸出軸的兩個軸承支撐為分別位於變速箱殼體和電機軸一軸上，其優點是簡化了變速箱的整體結構，其缺點是在實際加工、裝配中，由於各種誤差的存在，要求電機機座、電機軸、變速箱殼體三者之間保證相應的更高的同軸度，滿足相應的工藝要求。否則，可能造成電機變速箱一體化設計在性能、壽命上存在差異，甚至各種異常、故障。發明內容[0005]本實用新型的目的是提供一種電驅動機械式變速動力傳動系統，可避免上述不足之處。[0006]本實用新型的技術解決方案是一種無冗餘支點式電機與變速器一體化驅動系統，其包括車用電機和變速箱，車用電機輸出軸與變速箱輸入軸製成同一軸；其特徵在於 所述變速箱輸入端結構特徵包括輸入軸、軸承、軸承端蓋、油封、主動齒、固定鎖緊裝置，其中，軸承端蓋及油封是位於軸承與主動齒之間即電機外部、變速箱內部；氣缸包括缸體、氣缸端蓋、活塞、撥叉杆及固定鎖緊裝置，氣缸及密封裝置位於變速箱之外的殼體上；氣缸在滿足氣缸與變速箱一體化設計且變速箱的換擋動力為氣動的前提下，整個氣缸包括密封裝置從變速箱殼體上分離出來，部件式設計，保證可單獨進行整體部件更換；變速箱輸入軸即電機軸是由兩個軸承位支撐的兩端支撐結構，變速箱輸出軸是由兩個軸承位支撐的兩端支撐結構；二者之間的傳動關係為電機運轉經過電機軸即變速箱輸入軸傳遞給變速箱中間軸，再由變速箱中間軸傳遞給變速箱輸出軸，變速箱輸出軸再把經過變速箱變速調扭後的動力傳遞給汽車聯軸器；無論何種運行狀態都不會直接通過齒套連接使變速箱輸入軸與變速箱輸出軸進行速度與扭矩傳動的直接擋出現。[0007]本實用新型使電驅動機械式變速動力傳動系統的結構設計更趨於合理化，能夠更好的保證產品的性能、壽命的一致性，更好的節約售後成本。本實用新型主要用於電動汽車。
[0008]圖I是變速箱俯視圖。[0009]圖2是變速箱一、二、三、四擋用位置開關示意圖。[0010]圖3是變速箱執行掛一擋過程示意圖。[0011]圖4是變速箱執行掛二擋過程示意圖。[0012]圖5是變速箱執行掛三擋過程示意圖。[0013]圖6是變速箱執行掛四擋過程示意圖。[0014]圖7是變速箱裝配圖(I)。[0015]圖8是變速箱裝配圖(2)。[0016]圖9是四擋水冷純電動模式動力控制系統整體分布示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的描述如圖I至圖9所示。車用電機2為汽車用變頻調速電機，可以是三相交流永磁同步電機，也可採用三相交流異步電機，如為YCVF系列汽車用變頻調速三相交流異步或永磁同步牽引電機。變速箱I為多擋齒輪變速箱。變速箱I採用凹型殼體18，靠車用電機前端蓋相鄰處無端蓋，通過其邊緣直接固定在車用電機2前端蓋上。車用電機2與變速箱I之間省去了離合器。變速箱I上設有兩個氣缸19，推動撥叉，換擋用。車用電機2輸出軸20為變速箱I輸入軸20。電機機座輸出端與電機前端蓋製成一體，即取消了專利申請CN200910061844中電機的左端蓋，變速箱直接與電機輸出端裝配。變速箱I輸入端結構特徵包括輸入軸20、軸承21、軸承端蓋23、油封22、主動齒9、固定鎖緊裝置。其中軸承端蓋23及密封變速箱齒輪油的油封22是位於軸承21與主動齒9之間即電機2外部、變速箱I內部。該結構更有利有電機與變速箱一體式設計的裝配拆卸，避免了軸承端蓋23及密封變速箱齒輪油的油封22是位於軸承21左側即電機2內部時，生產裝配難度大，售後跟換易損件必要拆電機總成的故障隱患。變速箱I中間軸29上設有齒輪24、25、26、27、28，齒輪25、26、27、28與變速箱I輸出軸30上的一組齒輪10、12、14、17配合實現多擋變速，多擋變速中不存在直接擋狀態。變速箱I不經過中間軸29的變速調扭，直接通過齒套11連接使變速箱I輸入軸20與變速箱輸出軸30進行速度與扭矩傳動的擋位為直接擋。變速箱I輸入軸20即電機軸20是由兩個軸承位31、32支撐的兩端支撐方式，變速箱輸出軸30是由兩個軸承位13、33支撐的兩端支撐方式。二者之間的傳動關係為電機2運轉經過電機軸20即變速箱輸入軸20傳遞給變速箱中間軸29，再由變速箱中間軸29傳遞給變速箱輸出軸30，變速箱輸出軸30再把經過變速箱變速調扭後的動力傳遞給汽車聯軸器。無論何種運行狀態都不會有直接連接的狀況出現。氣缸19在滿足氣缸19與變速箱I 一體化設計且變速箱I的換擋動力為氣動的前提下，整個氣缸19包括密封裝置從變速箱殼體18上分離出來，部件式設計，保證可單獨進行整體部件更換；其結構特徵包括缸體8、氣缸端蓋6、活塞7、撥叉杆15及固定鎖緊裝置。分別通過撥叉與變速箱I輸出軸30上三組齒輪對應連接，通過分別推動撥叉實現多擋的換擋。變速箱輸出軸30上安裝有霍爾傳感器34，測量輸出軸30的轉速。變速箱凹型殼體上設有五個擋位感應開關，分別為空擋感應開關3 ;—擋感應開關4 ;二擋感應開關5 ;三擋感應開關35 ;四擋感應開關16。磁阻旋轉變壓器由定子和轉子構成，裝於車用電機的尾端，磁阻旋轉變壓器連接線與控制器連接，因而可將電機轉速信號傳送給控制器，進而實現準確換擋操作。當汽車起步時，用低速擋起步，轉矩大，使汽車起步平滑，電機電流小，對電池衝擊小；當車速達到一定速度後，靠電機變頻控制器調整轉速達到從動軸同步後變速，氣缸推動撥叉自動變速為高速擋，使汽車加速。反之減速時，增大動力轉矩，也是靠電機控制器調整轉速達到從動軸同步變速，氣缸推動撥叉變低速擋，使汽車減速。
權利要求1. 一種無冗餘支點式電機與變速器一體化驅動系統，其包括車用電機(2)和變速箱(1)，車用電機(2)輸出軸(20)與變速箱輸入軸(20)製成同一軸；其特徵在於所述變速箱(I)輸入端結構特徵包括輸入軸(20 )、軸承(21)、軸承端蓋(23 )、油封(22 )、主動齒(9 )、固定鎖緊裝置，其中，軸承端蓋(23)及油封(22)是位於軸承(21)與主動齒(9)之間即電機(2)外部、變速箱(I)內部；氣缸(19)包括缸體(8)、氣缸端蓋(6)、活塞(7)、撥叉杆(15)及固定鎖緊裝置，氣缸(19)及密封裝置位於變速箱(I)之外的殼體上；變速箱(I)輸入軸(20)即電機軸(20)是由兩個軸承位(31、32)支撐的兩端支撐結構，變速箱輸出軸(30)是由兩個軸承位(13、33)支撐的兩端支撐結構。
專利摘要本實用新型的名稱為無冗餘支點式電機與變速器一體化驅動系統。屬於電動汽車傳動系統技術領域。主要是解決現有電機變速箱一體化設計在性能、壽命上存在差異，甚至出現各種異常、故障的問題。它的主要特徵是變速箱輸入端結構特徵包括輸入軸、軸承、軸承端蓋、油封、主動齒、固定鎖緊裝置，軸承端蓋及油封是位於電機外部、變速箱內部；氣缸包括缸體、氣缸端蓋、活塞、撥叉杆及固定鎖緊裝置，氣缸及密封裝置位於變速箱之外的殼體上；變速箱輸入軸是兩個軸承位支撐的兩端支撐結構，變速箱輸出軸是兩個軸承位支撐的兩端支撐結構。本實用新型具有能夠更好的保證產品的性能、壽命的一致性，更好的節約售後成本的特點，主要用於電動汽車。
文檔編號H02K7/10GK202806377SQ201220362039
公開日2013年3月20日 申請日期2012年7月25日 優先權日2012年7月25日
發明者苗華春, 高幼民, 宋惠民, 潘全勝, 張志斌, 韓巍, 薛傑, 劉軍, 王智 申請人:襄陽宇清傳動科技有限公司