一種電動汽車驅動變速機構的製作方法

2023-05-02 11:21:01 1

專利名稱：一種電動汽車驅動變速機構的製作方法
技術領域：
本發明屬於電動汽車技術領域，涉及一種電動汽車驅動變速機構。
背景技術：
電動汽車的驅動部件為電動機，與內燃機相比，電動機具有調速範圍寬、高效率區 廣、可零速運行、扭矩和轉速可精確控制且兩種控制模式可方便切換、轉向方便切換等優 點，本身對於汽車工況的適應性強。這些特點決定了電動汽車變速傳動機構應該(也可以) 具有如下特點1、檔位數不必太多，兩檔、最多三檔即可，如果電機調速範圍足夠寬，單級減速也 可；2、可以通過控制輸入動力(電動機)的轉速實現較高的換檔品質，大大降低變速 機構換檔控制的難度；3、不必專門設置倒檔，可通過切換電動機轉向實現倒車。然而，現有電動汽車大多沿用傳統內燃機車型的變速器，檔位多餘，增加了不必要 的變速控制難度，也降低了電動汽車本應有的駕駛操縱方便性；即使新開發的專用變速器， 也沒有改變傳統變速器的換檔原理，沒有充分發揮電動機驅動的優點。隨著電動汽車技術的進一步發展，對產品品質的要求提上議事日程，開發適用、簡 單、可靠性高的專用變速器，利用電動機特點實現換檔原理的革新，對電動汽車品質提升具 有重要意義。

發明內容
本發明的目的是針對現有的電動汽車的變速機構所存在的上述問題，而提出了一 種通過離合器的分離和吸合，並輔以控制輸入動力的轉速實現換檔的電動汽車驅動變速機 構。本發明的目的可通過下列技術方案來實現一種電動汽車驅動變速機構，其特徵 在於，它包括第一檔位齒輪組和第二檔位齒輪組，所述的第一檔位齒輪組包括第一主動軸、 第一從動軸以及分設在第一主動軸和第一從動軸上的第一主動齒輪和第一從動齒輪，第一 主動軸、第一從動軸、第一主動齒輪和第一從動齒輪均同軸設置，且第一主動軸和第一從動 軸之間通過第一離合器相連接，所述的第二檔位齒輪組包括第二主動軸、第二從動軸以及 分設在第二主動軸和第二從動軸上的第二主動齒輪和第二從動齒輪，第二主動軸、第二從 動軸、第二主動齒輪和第二從動齒輪均同軸設置，且第二主動軸和第二從動軸之間通過第 二離合器相連接，所述的第一主動齒輪和第二主動齒輪相嚙合，第一從動齒輪和第二從動 齒輪相嚙合，第二主動軸與電動機相連接。第二主動軸的一端與電動機連接，另一端通過第二離合器與第二從動軸相連接， 第二從動軸上的第二從動齒輪作為輸出齒輪，輸出動力給車輛。第一離合器和第二離合器 之間同時只有一個處於吸合狀態，當第一離合器吸合時，汽車動力依次經過第二主動軸、第
3二主動齒輪、第一主動齒輪、第一主動軸、第一離合器、第一從動軸、第一從動齒輪後，從第 二從動齒輪輸出。當第二離合器吸合時，汽車動力依次經過第二主動軸、第二離合器、第二 從動軸後，從第二從動齒輪輸出。 在上述的一種電動汽車驅動變速機構中，所述的變速機構還包括有第三檔位齒輪 組，它包括第三主動軸、第三從動軸、第三動力輸出齒輪以及分設在第三主動軸和第三從動 軸上的第三主動齒輪和第三從動齒輪，第三主動軸、第三從動軸、第三主動齒輪和第三從動 齒輪均同軸設置，且第三主動軸和第三從動軸之間通過第三離合器相連接，所述的第三動 力輸出齒輪同軸設置在第二從動軸上且與第三從動齒輪相嚙合。增加了第三檔位齒輪組 後，原先的變速機構由原來的二檔位增加到了三個檔位。在上述的一種電動汽車驅動變速機構中，所述的第一主動齒輪和第二從動齒輪的 規格相同在上述的一種電動汽車驅動變速機構中，所述的第三主動齒輪與第三動力輸出齒 輪的規格相同。在上述的一種電動汽車驅動變速機構中，所述的第二主動齒輪、第一從動齒輪和 第三從動齒輪的規格相同。與現有技術相比，本電動汽車驅動變速機構具有以下幾個優點1、通過離合器的分離吸合實現換檔，不再通過改變齒輪嚙合來實現，可減小機械 衝擊、磨損和噪聲，提升換檔品質；2、通過控制輸入動力(電動機)跟蹤負載的轉速，實現同步換檔，不再需要傳統的 同步器，簡化了變速器結構，提升了變速器耐久性；3、省去了專門的倒檔齒輪，通過切換電動機轉向實現倒檔；4、在機械結構上可以按最多檔位設計，動力系統匹配中可以根據動力(電動機) 輸出實際，僅通過軟體實現從單檔到三檔的各種檔位變速器，滿足不同電動汽車的需要，拓 寬了變速器產品的適用範圍。


圖1是本電動汽車驅動變速機構的結構原理圖。圖中，第一主動軸Ll 1、第二主動軸L21、第三主動軸L31、第一從動軸L12、第二從 動軸L22、第三從動軸L32、第一主動齒輪Al、第二主動齒輪A2、第三主動齒輪A3、第一從動 齒輪P1、第二從動齒輪P21、第三從動齒輪P3、第三動力輸出齒輪P23、第一離合器Cl、第二 尚合器C2、弟二尚合器C3ο
具體實施例方式以下是本發明的具體實施例並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的描述， 但本發明並不限於這些實施例。如圖1所示，本電動汽車驅動變速機構由若干組檔位齒輪組所組成，本實施例中， 該變速機構共有三個檔位，因此檔位齒輪組一共有三組，分別為第一檔位齒輪組、第二檔位 齒輪組和第三檔位齒輪組。第一檔位齒輪組包括第一主動軸Ll 1、第一從動軸L12以及分設在第一主動軸Lll和第一從動軸L12上的第一主動齒輪Al和第一從動齒輪P1，第一主動軸L11、第一從動軸 L12、第一主動齒輪Al和第一從動齒輪Pl均同軸設置，且第一主動軸Lll和第一從動軸L12 之間通過第一離合器Cl相連接。第二檔位齒輪組包括第二主動軸L21、第二從動軸L22以 及分設在第二主動軸L21和第二從動軸L22上的第二主動齒輪A2和第二從動齒輪P21，第 二主動軸L21、第二從動軸L22、第二主動齒輪A2和第二從動齒輪P21均同軸設置，且第二 主動軸L21和第二從動軸L22之間通過第二離合器C2相連接，第一主動齒輪Al和第二主 動齒輪A2相嚙合，第一從動齒輪Pl和第二從動齒輪P21相嚙合。第三檔位齒輪組包括第 三主動軸L31、第三從動軸L32、第三動力輸出齒輪P23以及分設在第三主動軸L31和第三 從動軸L32上的第三主動齒輪A3和第三從動齒輪P3，第三主動軸L31、第三從動軸L32、第 三主動齒輪A3和第三從動齒輪P3均同軸設置，且第三主動軸L31和第三從動軸L32之間 通過第三離合器C3相連接，第三動力輸出齒輪P23同軸設置在第二從動軸L22上且與第三 從動齒輪P3相嚙合。第一主動齒輪Al和第二從動齒輪P21的規格相同，第三主動齒輪A3 與第三動力輸出齒輪P23的規格相同，第二主動齒輪A2、第一從動齒輪Pl和第三從動齒輪 P3的規格相同。汽車處於一檔時，第一離合器Cl吸合，此時第二離合器C2和第三離合器C3斷開， 電動機的動力從第二主動軸L21輸入，經過第一檔位齒輪組的傳遞後，從第二從動齒輪P21 輸出給車輛。汽車處於二檔時，第二離合器C2吸合，此時第一離合器Cl和第三離合器C3 斷開，電動機的動力從第二主動軸L21輸入，經過第二檔位齒輪組的傳遞後，從第二從動齒 輪P21輸出給車輛。汽車處於三檔時，第三離合器C3吸合，此時第一離合器Cl和第二離合 器C2斷開，電動機的動力從第二主動軸L21輸入，經過第三檔位齒輪組的傳遞後，從第三動 力輸出齒輪P23輸出給車輛。車輛起步時，電動機轉速為零，車輛速度為零，第一離合器Cl吸合，變速器進入一 檔工作，控制電動機轉矩使車輛加速；當到達一定速度需要換入二檔時，第一離合器Cl斷 開，電動機進入轉速控制模式，控制其轉速按二檔速比跟隨車速，然後第二離合器C2吸合， 電動機返迴轉矩控制模式，控制其轉矩使車輛繼續加速；當到達一定速度需要換入三檔時， 第二離合器C2斷開，電動機進入轉速控制模式，控制其轉速按三檔速比跟隨車速，然後第 三離合器C3吸合，電動機返迴轉矩控制模式，控制其轉矩使車輛繼續加速或勻速行駛。車輛由於阻力增加而減速時，當到達一定速度需要由三檔換入二檔時，第三離合 器C3斷開，電動機進入轉速控制模式，控制其轉速按二檔速比跟隨車速，然後第二離合器 C2吸合，電動機返迴轉矩控制模式，控制其轉矩使車輛繼續行駛；如阻力增加需繼續減速 時，當到達一定速度需要由二檔換入一檔時，第二離合器C2斷開，電動機進入轉速控制模 式，控制其轉速按一檔速比跟隨車速，然後第一離合器Cl吸合，電動機返迴轉矩控制模式， 控制其轉矩使車輛繼續行駛。當車輛停車時，所有離合器斷開，動力中斷。當車輛倒車時，第一離合器Cl吸合，控制電動機反向輸出動力，車輛按一檔速比 倒車，由於倒車時無需加速，倒車模式只設一檔工作即可；倒車停止時，第一離合器Cl斷 開，動力中斷。雖然換檔過程需切換電動機控制模式。但由於電動機的控制響應快、精度高，換檔 時動力中斷過程很短，且不會產生衝擊。
轉速控制模式就是控制電動機工作時，給出其轉速指令，電動機的轉速滿足指令 要求；同樣，轉矩控制模式就是控制電動機工作時，給出其轉矩指令，電動機的轉矩滿足指 令要求。在電動機控制器中可以設計一切換開關，實時的切換兩種模式。本發明正是利用 了電動機控制的這一優點。舉例說明如下假設A2與Al的速比是2 1，同樣Pl與P21的速比也是2 1，當A2轉速是8 時，通過1檔工作，P21的轉速就是2 ；此時，如果要換入2檔，Cl已經斷開，C2將要結合，為 了減小甚至消除衝擊，就要讓C2兩端轉速相同，這時就可以檢測到P21的轉速(此時為2)， 將其作為指令控制電動機輸入給A2的轉速也為2，然後再結合C2，完成換擋。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領 域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替 代，但並不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。
權利要求
1.一種電動汽車驅動變速機構，其特徵在於，它包括第一檔位齒輪組和第二檔位齒輪 組，所述的第一檔位齒輪組包括第一主動軸(Lll)、第一從動軸(L12)以及分設在第一主動 軸(Lll)和第一從動軸(Li》上的第一主動齒輪(Al)和第一從動齒輪(Pl)，第一主動軸 (Lll)、第一從動軸(L12)、第一主動齒輪(Al)和第一從動齒輪(Pl)均同軸設置，且第一 主動軸(Lll)和第一從動軸(Li》之間通過第一離合器(Cl)相連接，所述的第二檔位齒 輪組包括第二主動軸(L21)、第二從動軸(L22)以及分設在第二主動軸(L21)和第二從動 軸(L2》上的第二主動齒輪m和第二從動齒輪(P21)，第二主動軸(L21)、第二從動軸 (L22)、第二主動齒輪m和第二從動齒輪(P21)均同軸設置，且第二主動軸(L21)和第二 從動軸(L2》之間通過第二離合器(以)相連接，所述的第一主動齒輪(Al)和第二主動齒 輪m相嚙合，第一從動齒輪(Pl)和第二從動齒輪(P21)相嚙合，第二主動軸(L21)與電 動機相連接。
2.根據權利要求1所述的一種電動汽車驅動變速機構，其特徵在於，所述的變速機構 還包括有第三檔位齒輪組，它包括第三主動軸(L31)、第三從動軸(L32)、第三動力輸出齒 輪(P23)以及分設在第三主動軸(L31)和第三從動軸(L3》上的第三主動齒輪(A!3)和第 三從動齒輪(P3)，第三主動軸(L31)、第三從動軸(L32)、第三主動齒輪m和第三從動齒 輪(P； )均同軸設置，且第三主動軸(L31)和第三從動軸(L3》之間通過第三離合器(C3) 相連接，所述的第三動力輸出齒輪(P23)同軸設置在第二從動軸(L2》上且與第三從動齒 輪(P3)相嚙合。
3.根據權利要求1或2所述的一種電動汽車驅動變速機構，其特徵在於，所述的第一主 動齒輪(Al)和第二從動齒輪(P21)的規格相同。
4.根據權利要求2所述的一種電動汽車驅動變速機構，其特徵在於，所述的第三主動 齒輪(A3)與第三動力輸出齒輪(P23)的規格相同。
5.根據權利要求2所述的一種電動汽車驅動變速機構，其特徵在於，所述的第二主動 齒輪(A》、第一從動齒輪(Pl)和第三從動齒輪(P； )的規格相同。
全文摘要
本發明提供了一種電動汽車驅動變速機構，屬於電動汽車技術領域。它解決了現有的電動汽車變速控制難度大的問題。本電動汽車驅動變速機構包括第一檔位齒輪組和第二檔位齒輪組，第一檔位齒輪組的第一主動軸和第一從動軸之間通過第一離合器相連接，第二檔位齒輪組的第二主動軸和第二從動軸之間通過第二離合器相連接，第一主動齒輪和第二主動齒輪相嚙合，第一從動齒輪和第二從動齒輪相嚙合，第二主動軸與電動機相連接。本發明通過離合器的分離吸合實現換檔，不再通過改變齒輪嚙合來實現，可減小機械衝擊、磨損和噪聲，提升換檔品質。
文檔編號F16H3/08GK102135160SQ20111006747
公開日2011年7月27日 申請日期2011年3月21日 優先權日2011年3月21日
發明者丁勇, 李田田, 杜志強, 由毅, 趙福全, 金啟前 申請人:浙江吉利控股集團有限公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司