[發明專利]一種集成自動變速主減速與差速的電動汽車驅動裝置

在審

• 申請號: 201510705847.4
• 申請日: 2015-10-23
• 公開（公告）號: CN105291826A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 陳吉清;李屹罡;蘭鳳崇;夏紅陽;孫大許
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B60K17/06
• 分類號: B60K17/06
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及一種電動汽車驅動裝置，特別涉及一種集成自動變速主減速與差速的電動汽車驅動裝置。

背景技術

由于電動車驅動電機的轉速轉矩特性具有較寬的調速特性，因此，電動車多采用固定速比的一擋變速器。然而，為了滿足車輛加速上坡性能和最高車速的設計要求，對驅動電機和電池包提出較高要求。采用固定速比的一擋變速器電機在低速時效率較低，低速時電機長期處于高轉矩、大電流的工作狀態降低了車輛的經濟性。兩擋變速器能提高汽車低速時的驅動力矩并可以拓寬汽車最大車速的范圍。因此，與固定擋變速器相比兩擋變速器通過對傳動系的控制使驅動電機工作在效率圖上的理想區域從而改善了車輛的動力性和經濟性。

將電動汽車驅動系統必須的驅動電機、減速變速機構和差速機構集成一體，將有效減小驅動系統的重量與體積，提高電動車的性能。現有的兩檔變速器使用液壓系統推動變擋機構或使用旋轉電機加絲桿的方式推動變擋機構。使用液壓系統推動變擋機構需要額外增加一套液壓系統，增加了系統的體積和成本。使用旋轉電機加絲桿的方式同樣存在結構復雜，且絲杠具有反向自鎖的特性，當出現換擋機構反向運動的情況，很可能損壞換擋機構。本發明專利使用推力線圈的方式，將推動換擋的裝置集成到裝置中，提高了換擋可靠性，減小體積。

發明內容

針對上述技術問題，本發明的目的是提供一種機構簡單、體積小、

集成自動變擋、主變速器、差速器功能的電動汽車驅動裝置。

本發明是使用以下技術方案來實現的：

一種集成自動變速主減速與差速的電動汽車驅動裝置，包括驅動電動機、第一組行星減速系統、第一組霍爾轉速測量系統、接合套換擋系統、推力電機撥擋系統、接合套位置測量系統、第二組行星減速系統、第二組霍爾轉速測量系統、差速器，

所述驅動電機主要包括電機段外殼、驅動電機軸承端蓋、驅動電機定子線圈、驅動電機轉子、中空的驅動電機輸出軸，所述驅動電機定子線圈固定在電機段外殼的內壁上，所述驅動電機輸出軸連接驅動電機轉子；

第一組行星減速系統包括第一太陽輪、第一行星輪、第一外齒圈和第一行星輪架，所述第一太陽輪與驅動電機輸出軸通過花鍵連接，第一外齒圈固定在變速段外殼上，所述第一行星輪布置在第一外齒圈與第一太陽輪之間，第一行星齒輪架的中心孔通過軸承與驅動電機輸出軸連接，同時第一行星輪架的最左端開有鍵齒；

接合套換擋系統包括與驅動電機輸出軸外圓滑動配合的接合套、鍵齒圈和中間傳動軸，驅動電機輸出軸的最左端通過花鍵連接鍵齒圈，中間傳動軸為中空軸，接合套與中間傳動軸右端的外圓柱面以滑動花鍵連接，接合套中部內圈朝左開有與鍵齒圈相嚙合的鍵齒，接合套右端內圈朝右開有與第一行星輪架最左端相嚙合的鍵齒，接合套與鍵齒圈之間和第一行星輪架之間還分別相隔設置有換擋時用于速度同步的第二同步環和第一同步環；

當接合套被所述推力電機撥擋系統推向鍵齒圈時，在接合套與鍵齒圈速度同步后，接合套上的鍵齒與鍵齒圈上的鍵齒相嚙合，進而可以在兩者以同樣的速度轉動并能直接傳遞扭矩。當接合套被推力撥擋系統推向第一行星齒輪架時，在接合套與第一行星齒輪架速度同步后，接合套上的鍵齒與第一行星齒輪上的鍵齒相嚙合，進而可以在兩者以同樣的速度轉動并能直接傳遞扭矩；

所述推力電機撥擋系統包括推盤，所述推盤的中心孔通過軸承安裝在接合套的外圓柱面上，所述推盤的兩側對稱設置有固定在變速段外殼內壁上用以通電時推動推盤左右移動實現換擋的電磁推力裝置；

當控制器判斷出需要換擋時，控制器首先停止對驅動電機供電，驅動電機輸出軸處于空轉狀態，然后控制器給述推力電機撥擋系統供電，推力電機撥擋系統推動接合套與當前結合的鍵齒分離。當控制器根據位置測量系統的數據判斷接合套與當前結合鍵齒分離后，控制器根據第一組霍爾轉速測量系統和第二組霍爾轉速測量系統測得的轉速，控制驅動電機的轉速，使得被結合鍵齒和接合套的轉速盡快同步，當兩者速度同步后，接合套在推力電機撥擋系統的推動下，完成換擋。

所述第二組行星減速系統包括第二太陽輪、第二行星輪、第二外齒圈和第二行星輪架，中間傳動軸外圓柱面左端通過花鍵連接第二太陽輪，第二外齒圈固定在差速段外殼內壁上，所述第二行星輪布置在第二外齒圈與第二太陽輪之間，第二行星齒輪架的中心孔通過軸承與右輸出軸連接，兩者可相對轉動，所述第二行星輪架最左端的外圓柱面開有花鍵齒，第二組行星減速系統提供一個固定的減速比，起主減速器的作用；