一種電機與雙速自動變速器高度集成動力系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種電機與雙速自動變速器高度集成動力系統，電機與自動變速器高度集成為一體，共同驅動一根軸，應用“電—磁—力”轉換原理，直接將電能轉化為電機旋轉和換擋直動所需的機械能，取消運動轉換裝置，具有結構緊湊、動力傳輸路線短和可控性強等優勢，滿足現階段對汽車動力系統的一體化、節能減排等技術需求。本發明的一種電機與雙速自動變速器高度集成動力系統適用于汽車動力系統技術領域，特別是應用在純電動汽車技術領域時，將有效增加車輛的續航里程數，且為車輛的安全運行和智能汽車的高效運行奠定了較好的技術基礎。
【專利說明】
一種電機與雙速自動變速器高度集成動力系統
技術領域
[0001 ]本發明涉及汽車動力系統技術領域，更具體地說，涉及一種電機與雙速自動變速器高度集成動力系統。【背景技術】
[0002]經濟的持續快速發展使能源緊缺和環境污染等問題日益突出，加快培育和發展高效的汽車動力系統新技術是汽車行業的重要戰略舉措。汽車動力系統的高度集成是提高運行效率的主要技術途徑，進而節約能源并降低汽車運行過程中的排放。一種電機與自動變速器的高度集成動力系統將最大程度縮短動力傳輸路線，提高汽車動力系統的傳動效率， 減小傳統汽車驅動裝置與變速系統的總體積，提高能源利用率的同時，為汽車的整車優化布置奠定技術基礎。
[0003]目前已有電機與變速器集成技術中，均將電機軸和變速器輸入軸作為一體，加裝傳統換擋機構完成動力系統的選換擋工作，降低了系統成本且具有較高的傳動效率，然而本質上電機與變速器仍為單獨的個體，系統集成化和模塊化的程度較低，還有較大的技術提升空間。
[0004]本發明的一種電機與雙速自動變速器高度集成動力系統將傳統驅動電機和新型的雙速自動變速器高度集成，將電磁直線執行器直接驅動變速器內接合套完成選換擋動作的雙速自動變速器集成到傳統驅動電機中，共同驅動一根軸，在電機內部直接完成擋位切換后將動力通過動力輸出軸輸出，無需附加的選換擋執行機構，使動力系統集成化和模塊化的程度更高，從而提高動力系統的結構緊湊性和傳動效率，并為智能汽車一體化控制精度的提升奠定技術基礎。
【發明內容】
[0005]發明一種電機與雙速自動變速器高度集成動力系統的目的在于，將直驅技術應用到自動變速器中，取消選換擋執行機構，提高自動變速器的傳動效率和結構緊湊性，并將其高度集成到傳統驅動電機中，形成一種雙速高度集成動力系統，達到提高汽車動力系統傳動效率、減小傳統汽車驅動裝置與變速系統總體積、提高能源利用率等目的，并為智能汽車一體化控制精度的提升奠定技術基礎，具有重要的科學意義和實用價值。
[0006]—種電機與雙速自動變速器高度集成動力系統，包括:殼體、第一傳動軸、電機、第一隔磁環、電磁直驅變速器、第二傳動軸、常嗤合齒輪副和動力輸出軸;所述電機包括電機定子和電機動子，所述電磁直驅變速器包括一擋嚙合齒輪副、第二隔磁環、花鍵轂、接合套、 電磁直線執行器動子、電磁直線執行器定子、第三隔磁環和二擋嚙合齒輪副。其特征在于:所述電機定子、第一隔磁環、第二隔磁環、電磁直線執行器定子和第三隔磁環固定于殼體上;所述僅有旋轉自由度的第一傳動軸、第二傳動軸、動力輸出軸置于殼體上;所述第一傳動軸上固定有電機動子和花鍵轂;所述一擋嗤合齒輪副和二擋嗤合齒輪副空套在第一傳動軸上且固定于第二傳動軸上;所述常嚙合齒輪副同時固定于第二傳動軸和動力輸出軸上;所述與花鍵轂相連且僅有沿第一傳動軸軸線方向移動自由度的接合套上空套有電磁直線執行器動子；共同驅動第一傳動軸的電機和電磁直驅變速器高度集成于殼體中，所述電機和電磁直驅變速器之間設有避免電磁干擾的第一隔磁環;所述電磁直線執行器定子的左右兩邊設有避免漏磁的第二隔磁環和第三隔磁環。
[0007]通過電磁直線執行器動子直接驅動接合套實現自動換擋功能的電磁直驅變速器不包含換擋撥叉、換擋撥叉軸、換擋撥指和換擋軸等選換擋執行機構。
[0008]所述電磁直線執行器動子為動圈式結構。
[0009]所述電磁直線執行器動子與電源之間采用無線電力傳輸技術。
[0010]本發明的一種電機與雙速自動變速器高度集成動力系統高度集成傳統驅動電機和電磁直驅變速器，具有結構緊湊、動力傳輸路線短和可控性強等優勢，滿足現階段對汽車動力系統的一體化、節能減排等技術需求;電磁直驅變速器應用電磁轉換原理，取消選換擋過程中的運動轉換裝置，通過電磁直線執行器動子驅動接合套，直接將電能轉換為換擋過程所需的直動能，能量轉換效率高；驅動電機與電磁直驅變速器均采用“電一磁一力”轉換原理，運行過程控制實質上均是控制裝置內部的驅動電流，使此類新型動力系統的一體化控制精度更高、響應時間更短。
[0011]本發明的一種電機與雙速自動變速器高度集成動力系統適用于汽車動力系統技術領域，特別是應用在純電動汽車技術領域時，將有效增加車輛的續航里程數，且為車輛的安全運行和智能汽車的高效運行奠定了較好的技術基礎。本發明的車輛高效運行車速優化方法實際應用后，將較大程度地降低驅動裝置能耗，進而帶來較大的經濟效益。【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的一種電機與雙速自動變速器高度集成動力系統。【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。
[0014]如圖1所示，本發明提出的一種電機與雙速自動變速器高度集成動力系統，包括: 殼體1、第一傳動軸2、電機3、第一隔磁環4、電磁直驅變速器5、第二傳動軸6、常嗤合齒輪副7 和動力輸出軸8;電機3包括電機定子31和電機動子32,電磁直驅變速器5包括一擋嗤合齒輪副51、第二隔磁環52、花鍵轂53、接合套54、電磁直線執行器動子55、電磁直線執行器定子 56、第三隔磁環57和二擋嚙合齒輪副58。其特征在于:電機定子31、第一隔磁環4、第二隔磁環52、電磁直線執行器定子56和第三隔磁環57固定于殼體1上;僅有旋轉自由度的第一傳動軸2、第二傳動軸6、動力輸出軸8置于殼體1上;第一傳動軸2上固定有電機動子32和花鍵轂53; —擋嚙合齒輪副51和二擋嚙合齒輪副58空套在第一傳動軸2上且固定于第二傳動軸6上;常嚙合齒輪副7同時固定于第二傳動軸6和動力輸出軸8上;與花鍵轂53相連且僅有沿第一傳動軸2軸線方向移動自由度的接合套54上空套有電磁直線執行器動子55;共同驅動第一傳動軸2的電機3和電磁直驅變速器5高度集成于殼體1中，電機3和電磁直驅變速器5之間設有避免電磁干擾的第一隔磁環4;電磁直線執行器定子56的左右兩邊設有避免漏磁的第二隔磁環52和第三隔磁環57。[〇〇15]本發明的進一步優選方案是:通過電磁直線執行器動子55直接驅動接合套54實現自動換擋功能的電磁直驅變速器5 不包含換擋撥叉、換擋撥叉軸、換擋撥指和換擋軸等選換擋執行機構。[0〇16]電磁直線執行器動子55為動圈式結構。
[0017]電磁直線執行器動子55與電源之間采用無線電力傳輸技術。
[0018]本發明的一種電機與雙速自動變速器高度集成動力系統，如圖1所示，電機動子32 和花鍵轂53分別與第一傳動軸2固定連接，在與電機定子31間產生的“電一磁一力”轉換原理作用下，電機動子32驅動第一傳動軸2轉動;在與電磁直線執行器定子56間產生的“電一磁一力”轉換原理作用下，電磁直線執行器動子55產生直線運動，直接驅動接合套54沿第一傳動軸2軸線方向運動，完成換擋操作；當接合套54處于中間位置時為空擋，與一擋嚙合齒輪副51和二擋嚙合齒輪副58嚙合時分別為一擋和二擋;動力依次通過第二傳動軸6、常嚙合齒輪副7后，從動力輸出軸8輸出。為避免電磁干擾，在電機3和電磁直驅變速器5間設有，第一隔磁環4;為避免發生電磁直驅變速器5因漏磁而降低功率密度，在電磁直線執行器定子 56左右兩側分別設有第二隔磁環52和第三隔磁環57。本發明的一種電機與雙速自動變速器高度集成動力系統中，電機3與電磁直驅變速器5均采用“電一磁一力”轉換原理，運行過程控制實質上均是控制裝置內部的驅動電流，使此類新型動力系統的一體化控制精度更高、 響應時間更短;在純電動汽車技術領域應用時，將有效增加車輛的續航里程數，且為車輛的安全運行和智能汽車的高效運行奠定了較好的技術基礎。[〇〇19]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出:對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種電機與雙速自動變速器高度集成動力系統，包括:殼體(1)、第一傳動軸(2)、電 機(3)、第一隔磁環(4)、電磁直驅變速器(5)、第二傳動軸(6)、常嚙合齒輪副(7)和動力輸出 軸(8);所述電機(3)包括電機定子(31)和電機動子(32)，所述電磁直驅變速器(5)包括一擋 嚙合齒輪副(51)、第二隔磁環(52)、花鍵轂(53)、接合套(54)、電磁直線執行器動子(55)、電 磁直線執行器定子(56)、第三隔磁環(57)和二擋嚙合齒輪副(58);其特征在于:所述電機定子(31)、第一隔磁環(4)、第二隔磁環(52)、電磁直線執行器定子(56)和第 三隔磁環(57)固定于殼體(1)上;所述僅有旋轉自由度的第一傳動軸(2)、第二傳動軸(6)、 動力輸出軸(8)置于殼體(1)上;所述第一傳動軸(2)上固定有電機動子(32)和花鍵轂(53); 所述一擋嚙合齒輪副(51)和二擋嚙合齒輪副(58)空套在第一傳動軸(2)上且固定于第二傳 動軸(6)上;所述常嚙合齒輪副(7)同時固定于第二傳動軸(6)和動力輸出軸(8)上;所述與 花鍵轂(53)相連且僅有沿第一傳動軸(2)軸線方向移動自由度的接合套(54)上空套有電磁 直線執行器動子(55);共同驅動第一傳動軸(2)的電機(3)和電磁直驅變速器(5)高度集成于殼體(1)中，所述 電機(3 )和電磁直驅變速器(5 )之間設有避免電磁干擾的第一隔磁環(4 );所述電磁直線執 行器定子(56)的左右兩邊設有避免漏磁的第二隔磁環(52)和第三隔磁環(57)。2.根據權利要求1所述的一種電機與雙速自動變速器高度集成動力系統，其特征在于: 通過電磁直線執行器動子(55)直接驅動接合套(54)實現自動換擋功能的電磁直驅變速器 (5)不包含換擋撥叉、換擋撥叉軸、換擋撥指和換擋軸等選換擋執行機構。3.根據權利要求1和2所述的一種電機與雙速自動變速器高度集成動力系統，其特征在 于:所述電磁直線執行器動子(55)為動圈式結構。4.根據權利要求1、2和3所述的一種電機與雙速自動變速器高度集成動力系統，其特征 在于:所述電磁直線執行器動子(55)與電源之間采用無線電力傳輸技術。
【文檔編號】B60K17/08GK105966238SQ201610328287
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月18日
【發明人】李波, 俞瀟, 葛文慶
【申請人】山東理工大學