一種用于輕型車輛的行星排電驅動系統及其工作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于輕型車輛的行星排電驅動系統及其工作方法，包括電機、太陽輪、離合器、行星架、齒圈、行星齒輪、傳動齒輪、行星傘齒輪、差速器輪、輸出傘齒輪、輸出軸；所述電機包括電機主軸、磁鐵，所述電機主軸輸出端一側設有離合器，離合器處于松口狀態時電機主軸和太陽輪相連，離合器處于嚙合狀態時電機主軸和行星架相連；所述太陽輪和行星輪相嚙合，所述行星輪和齒圈內側相嚙合，齒圈轉動實現行星架減速轉動，行星架和傳動齒輪同軸相連，所述傳動齒輪帶動差速器齒輪、行星傘齒輪、輸出傘齒輪、輸出軸工作實現兩檔變速。本發明空間利用率高，且將電機變速器一體化，結構緊湊，便于整車布置。
【專利說明】
一種用于輕型車輛的行星排電驅動系統及其工作方法
技術領域
[0001] 本發明屬于汽車動力傳動領域，尤其涉及一種專用于輕型車輛的行星排電驅動系 統及其工作方法。
【背景技術】
[0002] 隨著全球能源消耗和環境問題日益凸顯，節能與環保已然成為現代汽車行業需要 解決的首要問題。電驅動系統是汽車的心臟，駕駛性能的要求是由包括汽車動力性、制動性 能以及續駛里程等性能在內的駕駛模式決定的；由于不同的車型采用不同的系統電壓等 級，因而汽車電驅動系統的設計需適合于不同的汽車，此外，電動機與變換器、控制器、變速 裝置、能源等的匹配是非常重要的。
[0003] 現階段，傳統汽車自動變速理論及換擋規律的研究已經相當的成熟;然而，市面上 根據前期設計適配車輛相關參數，確定該系統可裝備的車型主要為輕型純電動廂式運輸 車、乘用車和商務車等的電驅動系統，其空間利用率不高，結構冗雜，不利于整車布置，且變 速控制容易受到汽車行駛環境復雜多變性的影響，往往控制的效果并不如人意。
【發明內容】
[0004] 基于上述現有技術中存在的不足，本發明提出了一種空間利用率高，且將電機變 速器一體化設計，結構緊湊，便于整車布置的尤其是用于輕型車輛的行星排電驅動系統及 其工作方法。
[0005] 本發明的系統的技術方案為:一種用于輕型車輛的行星排電驅動系統，包括電機、 太陽輪、離合器、行星架、齒圈、行星齒輪、傳動齒輪、行星傘齒輪、差速器輪、輸出傘齒輪、輸 出軸、制動器;所述電機包括電機主軸、磁鐵，所述電機主軸輸出端一側分別設有離合器、制 動器，當制動器工作，離合器處于松口狀態時電機主軸和太陽輪相連，當制動器不工作，離 合器處于嚙合狀態時電機主軸和行星架相連;所述太陽輪和行星輪相嚙合，所述行星輪和 齒圈內側相嚙合，齒圈轉動實現行星架減速轉動，行星架和傳動齒輪同軸相連;所述傳動齒 輪與其下端的差速器輪執行外嚙合傳動，所述行星傘齒輪、差速器輪、輸出傘齒輪、輸出軸 處在相同軸線上，且位于行星架和傳動齒輪所在軸線的下側，差速器輪與行星傘齒輪通過 內孔軸固定連接，行星傘齒輪與輸出傘齒輪通過傘齒輪外嚙合動力方向的轉變，輸出傘齒 輪與輸出軸是通過內孔花鍵實現連接。
[0006] 本發明的方法的技術方案為：一種用于輕型車輛的行星排電驅動系統的工作方 法，變速器采用行星排式結構，通過改變離合器工作狀態實現擋位切換，當制動器工作，離 合器處于松口狀態時電機主軸帶動太陽輪、行星輪、齒圈轉動實現行星架減速轉動，再由行 星架轉動帶動傳動齒輪工作，由傳動齒輪帶動差速器齒輪、行星傘齒輪、輸出傘齒輪、輸出 軸工作實現一檔變速；當制動器不工作，離合器處于嚙合狀態時電機主軸直接連接行星架 轉動帶動傳動齒輪工作，此時傳動齒輪轉速為電機轉速，由傳動齒輪帶動差速器齒輪、行星 傘齒輪、輸出傘齒輪、輸出軸工作實現二檔變速。
[0007] 本發明具有以下技術效果:本發明的變速器部分主要由行星排結構組成，傳動齒 輪與其下端的差速器輪執行外嚙合傳動，行星傘齒輪、差速器輪、輸出傘齒輪、輸出軸處在 相同軸線上，且位于行星架和傳動齒輪所在軸線的下側，這樣的設置使得空間利用率高，且 將電機變速器一體化，結構緊湊，便于整車布置;根據所配車型的性能需求，通過優化設計， 改變部分零部件的參數，使驅動系統能夠滿足整車的性能要求;本發明的速比范圍一檔在 11.2~13.9，二擋在4.9~6.7，最大輸入轉矩在150~350Nm，最大輸入轉速為6000~ 8000rpm，專門適用于輕型純電動廂式運輸車、乘用車和商務車的電驅動系統中。
【附圖說明】
[0008] 圖1為本發明的基于行星排的電驅動系統結構圖。
[0009] 圖中：1_電機主軸2-磁鐵3-太陽輪4-離合器5-行星架6-齒圈7-行星齒輪 8-傳動齒輪9-行星傘齒輪10-差速器輪11-輸出傘齒輪12-輸出軸13-制動器。
【具體實施方式】
[0010] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述。
[0011] 本發明主要由驅動電機、變速器、主減速器和差速器組成。變速器部分主要由行星 排結構組成，空間利用率高，且將電機變速器一體化，結構緊湊，便于整車布置。根據所配車 型的性能需求，通過優化設計，改變部分零部件的參數，使驅動系統能夠滿足整車的性能要 求。
[0012] 如圖1所示，本發明的行星排電驅動系統包括電機、太陽輪3、離合器4、行星架5、齒 圈6、行星齒輪7、傳動齒輪8、行星傘齒輪9、差速器輪10、輸出傘齒輪11、輸出軸12、制動器 13;所述電機包括電機主軸1、磁鐵2，所述電機主軸1輸出端一側分別設有離合器4、制動器 13,當制動器13工作，離合器4處于松口狀態時電機主軸1和太陽輪3相連，當制動器13不工 作，離合器4處于嗤合狀態時電機主軸1和行星架5相連;所述太陽輪3和行星輪7相嗤合，所 述行星輪7和齒圈6內側相嚙合，齒圈6轉動實現行星架5減速轉動，行星架5和傳動齒輪8同 軸相連;所述傳動齒輪8與其下端的差速器輪10執行外嚙合傳動，所述行星傘齒輪9、差速器 輪10、輸出傘齒輪11、輸出軸12處在相同軸線上，且位于行星架5和傳動齒輪8所在軸線的下 偵I差速器輪10與行星傘齒輪9通過內孔軸固定連接，行星傘齒輪9與輸出傘齒輪11通過傘 齒輪外嚙合動力方向的轉變，輸出傘齒輪11與輸出軸12是通過內孔花鍵實現連接。
[0013] 所述離合器4、制動器13的設置可以按照常規的離合器及制動器與車輛固定連接 方式設置。
[0014]本發明的工作原理為：電機根據MCU發出指令，調節轉速和扭矩，TCU根據駕駛員的 操作意圖，以及路況分析來指令變速器進行換擋，電動機的轉速與扭矩經過已經換好檔的 變速器、主減速器、差速器后到達車輪，實現整個的動力傳遞。
[0015]本發明中，變速器采用行星排式結構，通過改變離合器工作狀態實現擋位切換，當 制動器13工作，離合器處于松口狀態時電機主軸1帶動太陽輪3、行星輪7、齒圈6轉動實現行 星架5減速轉動，再由行星架5轉動帶動傳動齒輪8工作，由傳動齒輪8帶動差速器齒輪10、行 星傘齒輪9、輸出傘齒輪11、輸出軸12工作實現一檔變速。
[0016] 當制動器13不工作，離合器處于嚙合狀態時電機主軸1直接連接行星架5轉動帶動 傳動齒輪8工作，此時傳動齒輪8轉速為電機轉速，由傳動齒輪8帶動差速器齒輪10、行星傘 齒輪9、輸出傘齒輪11、輸出軸12工作實現二檔變速。
[0017] 本發明的變速器部分主要由行星排結構組成，空間利用率高，且將電機變速器一 體化，結構緊湊，便于整車布置。根據所配車型的性能需求，通過優化設計，改變部分零部件 的參數，使驅動系統能夠滿足整車的性能要求，其基本性能參數如表1所示。
[0018] 表1方案四的基本性能參數
[0020] 根據前期設計適配車輛相關參數，確定該系統可裝備的車型主要為輕型純電動廂 式運輸車、乘用車和商務車等。
[0021] 在本說明書的描述中，參考術語"一個實施例"、"一些實施例"、"示意性實施例"、 "示例"、"具體示例"、或"一些示例"等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結 構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的 示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特 點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0022]盡管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不 脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本 發明的范圍由權利要求及其等同物限定。
【主權項】
1. 一種用于輕型車輛的行星排電驅動系統，其特征在于，包括電機、太陽輪(3)、離合器 (4)、行星架(5)、齒圈(6)、行星齒輪(7)、傳動齒輪(8)、行星傘齒輪(9)、差速器輪(10)、輸出 傘齒輪(11)、輸出軸（12)、制動器(13);所述電機包括電機主軸（1)、磁鐵(2)，所述電機主軸 (1)輸出端一側分別設有離合器(4)、制動器（13)，當制動器（13)工作，離合器(4)處于松口 狀態時電機主軸（1)和太陽輪(3)相連，當制動器（13)不工作，離合器(4)處于嚙合狀態時電 機主軸（1)和行星架（5)相連;所述太陽輪（3)和行星輪（7)相嚙合，所述行星輪(7)和齒圈 (6)內側相嚙合，齒圈（6)轉動實現行星架(5)減速轉動，行星架(5)和傳動齒輪(8)同軸相 連;所述傳動齒輪(8)與其下端的差速器輪(10)執行外嚙合傳動，所述行星傘齒輪(9)、差速 器輪（10)、輸出傘齒輪（11)、輸出軸（12)處在相同軸線上，且位于行星架(5)和傳動齒輪(8) 所在軸線的下側，差速器輪（10)與行星傘齒輪(9)通過內孔軸固定連接，行星傘齒輪(9)與 輸出傘齒輪(11)通過傘齒輪外嚙合動力方向的轉變，輸出傘齒輪(11)與輸出軸（12)是通過 內孔花鍵實現連接。2. -種用于輕型車輛的行星排電驅動系統的工作方法，其特征在于，變速器采用行星 排式結構，通過改變離合器工作狀態實現擋位切換，當制動器（13)工作，離合器處于松口狀 態時電機主軸（1)帶動太陽輪(3)、行星輪(7)、齒圈（6)轉動實現行星架(5)減速轉動，再由 行星架(5)轉動帶動傳動齒輪(8)工作，由傳動齒輪(8)帶動差速器齒輪（10)、行星傘齒輪 (9)、輸出傘齒輪(11)、輸出軸（12)工作實現一檔變速;當制動器(13)不工作，離合器處于嚙 合狀態時電機主軸（1)直接連接行星架(5)轉動帶動傳動齒輪(8)工作，此時傳動齒輪(8)轉 速為電機轉速，由傳動齒輪(8)帶動差速器齒輪（10)、行星傘齒輪(9)、輸出傘齒輪（11)、輸 出軸(12)工作實現二檔變速。
【文檔編號】B60K17/06GK105882394SQ201610223713
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月12日
【發明人】唐海濱, 雷雨龍, 王軍, 王志福, 陳魏, 汪統成, 顧歡樂
【申請人】泰州吉比特動力技術有限公司