一種電動車輛用全自動二軸有級變速裝置的製作方法
2024-04-11 04:42:05
專利名稱：一種電動車輛用全自動二軸有級變速裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於運輸車輛的變速裝置，尤其涉及電動車輛的全自動有級變速裝置。
背景技術：
近年來，由於石油資源的日益枯竭和環境保護的壓力，電動車輛的開發已經成為汽車工業研究和開發的重點。電動汽車最大的特點是採用電機作為動力源，現代電動汽車採用的電機具有轉速高、起動轉矩大、電機控制器調速範圍寬的特點，因此，為了簡化結構和降低成本，大多數的電動汽車都利用電機和電機控制器的調速特性只採用固定速比的減速器，而取消了離合器和變速器。但是，這種配置帶來了以下弊端效率低和縮短電機和電機控制器的使用壽命。電機在電動汽車起步加速時處於低速運行區，電機的效率非常低。特別是電動車輛大多數用於城市運輸，起步加速非常頻繁，而且平均車速很低，具有固定速比的電動汽車在絕大多數的情況下都在低速區以極低的效率進行運行，大大縮短了電動汽車的續駛裡程。同時，長期的低速運轉將會造成電機過熱，縮短電機和電機控制器的使用壽命。
對電機和電機控制器的要求高，大大提高了電機和電機控制器的造價。採用固定速比的電動汽車要求電機在恆轉矩區提供較高的瞬時轉矩，一般都要達到額定轉矩的3～5倍，以滿足起動和最大爬坡度的需要；在恆功率區提供較高的轉速，一般是基速的3～5倍，以滿足最高車速的需要。這樣的電機和電機控制器都要通過特殊的設計和製造，大大提高了電機和電機控制器的造價。
為了消除這些弊端需要電動汽車的電驅動系統能夠變速，但是，電機的起動轉矩大和調速範圍寬的特點使得電動汽車並不需要像傳統汽車變速器那麼多的變速檔位，本發明就是綜合了有級變速器結構簡單、傳動效率高和電機起動轉矩大、轉速高的特點，實現了全自動有級變速，即駕駛人員無需操作離合器和掛檔，只需操作加速踏板即可。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種電動汽車全自動有級變速裝置，該變速裝置兼顧了有級變速器結構簡單、傳動效率高和電機起動轉矩大、轉速高的優勢，駕駛人員無需操作離合器和掛檔，只需操作加速踏板，實現全自動有級變速，特別適合前置前驅動的電動車輛。
本實用新型是通過以下技術方案予以實現的。
一種電動車輛用全自動二軸有級變速裝置，它包括電機、控制器，所述控制器的信號輸入端與電機、踏板、倒車信號的信號輸出端相連，它還包括離合器，變速器，設置在所述變速器殼體上的伺服裝置，所述的變速器包括架設在其殼體上的輸入軸和輸出軸，所述的輸入軸與所述的離合器的輸出軸相連，在所述的輸入軸上分別設置有高、低速齒輪副的一個齒輪，在所述的輸出軸上分別設置有高、低速齒輪副的另一個齒輪，所述的高、低速齒輪副的兩個齒輪分別彼此相嚙合，所述的設置在輸出軸的兩個齒輪上分別設置有外齒高、低速齒輪副結合圈，在所述的高、低速齒輪副結合圈之間的輸出軸上設置有外齒花鍵轂，所述的花鍵轂外套有可移動的內齒結合套，所述的結合套和花鍵轂、高速或低速齒輪副結合圈彼此相嚙合，所述的花鍵轂上設置有滑動軸，所述的伺服裝置的推動軸與所述的滑動軸彼此連接，所述控制器的信號輸出端分別與所述離合器和所述伺服裝置的信號輸入端相連。
由於本實用新型採用了以上技術方案，因而具有以下優點本實用新型結構簡單、工作可靠。充分利用了電機調速範圍寬和有級變速器結構簡單的優點，與汽車5檔變速器相比，減去了3個前進檔和一個倒檔，使得變速系統的機械零件減去了60％，極大地降低了成本和提高了變速裝置的可靠性。
本實用新型能夠適用與純電動車輛、混合動力車輛和燃料電池車輛等所有的電動車輛。
本實用新型最大的優點是屬於有級變速器，但是實現了無級變速的功能，所以同時兼顧了有級變速器效率高和無級變速器操作方便的優點。本裝置與汽車常用的無級變速器(AT、CVT、AMT)相比，傳動效率提高2％～10％，價格降低50％以上。
圖1是本實用新型的一種電動車輛用全自動二軸有級變速裝置的原理示意圖；圖2是圖1所述裝置的結合套原理結構示意圖；圖3是圖1所述裝置的結合套與花鍵轂和高速齒輪副相嚙合傳動的結構示意圖；圖4圖1所述裝置的結合套與花鍵轂和低速齒輪副相嚙合傳動的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
如附圖所示，一種電動車輛用全自動二軸有級變速裝置，它包括電機7、控制器4，所述控制器的信號輸入端與電機7、踏板5、倒車信號6的輸出信號端相連，它還包括離合器8，變速器1，設置在所述變速器殼體上的伺服裝置2，所述的變速器1包括架設在其殼體上的輸入軸9和輸出軸12，所述的輸入軸9與所述的離合器8的輸出軸相連，在所述的輸入軸9上分別設置有高、低速齒輪副10、11的一個齒輪，在所述的輸出軸12上分別設置有高、低速齒輪副10、11的另一個齒輪，所述的高、低速齒輪副的兩個齒輪分別彼此嚙合傳動，所述的設置在輸出軸12的兩個齒輪上分別設置有外齒高、低速齒輪副結合圈13、15，在所述的高、低速齒輪副結合圈之間的輸出軸上設置有外齒花鍵轂14，所述的花鍵轂14外套有可移動的內齒結合套3，所述的結合套3和花鍵轂14、高速或低速齒輪副結合圈13、15彼此相嚙合傳動，所述的花鍵轂14上設置有滑動軸，所述的伺服裝置的推動軸與所述的滑動軸彼此垂直連接，所述控制器的信號輸出端分別與所述離合器和所述伺服裝置的信號輸入端相連。所述的伺服裝置為電磁鐵、電控液壓缸或電控氣缸。所述的離合器為電控機械離合器、電磁離合器、液壓離合器或汽動離合器。
控制器4根據電機7的轉速和負荷信號、加速踏板5的信號和車速信號，控制自動離合器8分離或結合以及控制掛檔伺服裝置2使有級變速器的結合套3移動，進入高速齒輪副10或低速齒輪副11，實現全自動有級變速。低速時動力傳輸路線電機7-自動離合器8-輸入軸9-低速齒輪副11-結合套3-輸出軸12；高速時動力傳輸路線電機7-自動離合器8-輸入軸9-高速齒輪副10-結合套3-輸出軸12。在兼顧最高車速和最大爬坡度的同時，通過全自動有級變速裝置使電動汽車絕大部分時間控制在額定轉速附近運行，最大限度地提高電機和電機控制器的效率和降低對電機和電機控制器的要求，從而降低成本。本裝置實現倒車時，駕駛員按動倒車按鈕6，控制器4得到倒車信號，通過自動離合器8和掛檔伺服裝置2，使兩檔有級變速器1強制進入低速狀態，電機限速倒轉，實現倒車。
本發明在純電動車輛、串聯式混合動力車輛和燃料電池車輛上可以直接採用，在並聯式和混聯式混合動力車輛上採用時，通過自動離合器將本裝置與發動機耦合，換檔和倒車時，自動離合器將發動機與本裝置斷開，切斷髮動機的動力，完全由電機提供動力，實現變速和倒車。
權利要求1.一種電動車輛用全自動二軸有級變速裝置，它包括電機、控制器，所述控制器的信號輸入端與電機、踏板、倒車信號的輸出信號端相連，其特徵在於它還包括離合器，變速器，設置在所述變速器殼體上的伺服裝置，所述的變速器包括架設在其殼體上的輸入軸和輸出軸，所述的輸入軸與所述的離合器的輸出軸相連，在所述的輸入軸上分別設置有高、低速齒輪副的一個齒輪，在所述的輸出軸上分別設置有高、低速齒輪副的另一個齒輪，所述的高、低速齒輪副的兩個齒輪分別彼此相嚙合，所述的設置在輸出軸的兩個齒輪上分別設置有外齒高、低速齒輪副結合圈，在所述的高、低速齒輪副結合圈之間的輸出軸上設置有外齒花鍵轂，所述的花鍵轂外套有可移動的內齒結合套，所述的結合套和花鍵轂、高速或低速齒輪副結合圈彼此相嚙合，所述的花鍵轂上設置有滑動軸，所述的伺服裝置的推動軸與所述的滑動軸彼此連接，所述控制器的信號輸出端分別與所述離合器和所述伺服裝置的信號輸入端相連。
2.根據權利要求1所述的電動車輛用全自動二軸有級變速裝置，其特徵在於所述的伺服裝置為電磁鐵、電控液壓缸或電控氣缸。
3.根據根據權利要求1或2所述的電動車輛用全自動二軸有級變速裝置，其特徵在於所述的離合器為電控機械離合器、電磁離合器、液壓離合器或汽動離合器。
專利摘要本實用新型公開了一種電動車輛用全自動二軸有級變速裝置，它包括電機、控制器，它還包括離合器，變速器，設置在所述變速器殼體上的伺服裝置，所述的變速器包括架設在其殼體上的輸入軸和輸出軸，分別設置有外齒高、低速齒輪副結合圈的高、低速齒輪副、設置在所述的高、低速齒輪副結合圈之間的輸出軸上的外齒花鍵轂，所述的花鍵轂外套有可移動的內齒結合套，所述的花鍵轂上設置有滑動軸，所述的伺服裝置的推動軸與所述的滑動軸彼此連接，本實用新型結構簡單、工作可靠，屬於有級變速器，但是實現了無級變速的功能，所以同時兼顧了有級變速器效率高和無級變速器操作方便的優點。
文檔編號B62M11/04GK2875938SQ20052012336
公開日2007年3月7日 申請日期2005年11月25日 優先權日2005年11月25日
發明者周榮 申請人:天津清源電動車輛有限責任公司