一種基于單行星排兩擋變速器的電驅動系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及驅動領域，具體涉及一種基于單行星排兩擋變速器的電驅動系 統。
【背景技術】
[0002] 電動汽車是新型、節能、環保車輛，尤其是在當今空氣污染嚴重的大環境下，具有 巨大的發展潛力和廣闊的應用前景。電動汽車使用電動機取代了傳統汽車的發動機，電動 機可帶載啟動，并且通過合理的配置滿足汽車使用要求，這是與發動機的很大區別。在電動 車上使用多擋變速器已經不合適，但若取消變速傳動裝置，則難于兼顧汽車爬坡和高速行 駛等要求，特別是中小型汽車，有必要針對電動機的工作特性重新設計電動汽車的動力系 統。
[0003] 目前的電動汽車用電驅動系統越來越受到人們的青睞，與傳統的驅動系統相比， 電動汽車用電驅動系統有著很大的優點，尤其體現在對環境保護方面。現有電動車兩擋變 速器的布置形式多采用平行軸式和行星排式，采用平行軸式布置形式的兩擋變速器，多通 過同步器或離合器來實現擋位的切換，若采用同步器等實現擋位的切換具有如下缺點，就 需要單獨安裝換擋執行機構，使驅動系統體積增大，不便于整車的布置，且換擋過程中存在 動力中斷的情況;對于采用行星排式布置形式的兩擋變速器，多是通過離合器或者制動器 組合來實現擋位的切換，但具有如下缺點:換擋執行元件較分散，變速器的尺寸大致使驅動 系統不夠緊湊。
【發明內容】
[0004] 本實用新型的一個目的是解決上述行星排式電驅動系統的缺點，并提供至少后面 將說明的優點。
[0005] 本實用新型還有一個目的是將永磁同步電機、雙行星輪行星排和離合器進行合理 匹配，解決直驅電機體積龐大、性能要求高和械變速器換擋動力中斷問題，使驅動系統的結 構更加緊湊，便于安裝，也降低了對電機的性能要求，減少了控制系統的復雜程度，提高了 電機運行效率，增加了電動車的續駛里程。
[0006] 本實用新型還有一個目的是驅動電機存在電動機和發電機兩種工作模式，當整車 處于制動工況時，驅動電機轉換為發電機模式，能夠回收制動能量和提高整車能量的利用 率。
[0007] 為了實現根據本實用新型的這些目的和其它優點，提供了一種基于單行星排兩擋 變速器的電驅動系統，包括：
[0008] 殼體；
[0009] 驅動電機，其設置在所述殼體內，并包括驅動電機軸；以及
[0010] 雙行星輪行星排，包括第一行星輪、第二行星輪、太陽輪、內齒圈和行星架;其中， 所述行星架共同連接第一行星輪和第二行星輪，所述行星架同時固定在所述殼體上，所述 太陽輪連接驅動電機軸；
[0011] 輸出軸，其可旋轉的支撐在所述殼體上，用于輸出動力；
[0012] 第一離合器，其設置在所述內齒圈和所述輸出軸之間，選擇性的結合和分離所述 內齒圈和所述輸出軸；
[0013] 第二離合器，其設置在所述太陽輪和所述輸出軸之間，選擇性的結合和分離所述 太陽輪和所述輸出軸；以及
[0014] 圓筒形連接轂，其中心具有供所述輸出軸穿過的通孔，在所述通孔處所述圓筒形 連接轂固定連接所述輸出軸；
[0015] 支撐盤，其固定連接所述太陽輪，能夠和所述太陽輪同軸旋轉；
[0016] 所述支撐盤通過第一離合器選擇性的連接所述圓筒形連接轂的內壁；
[0017] 所述內齒圈通過第二離合器選擇性的連接所述圓筒形連接轂的外壁；
[0018] 其中，當選擇一擋時，第一離合器結合并且第二離合器分離；當選擇二擋時，第一 離合器分離并且第二離合器結合。
[0019]優選的是，所述驅動電機還包括：
[0020]轉子，其固定連接驅動電機軸；
[0021] 定子，其與殼體固定連接。
[0022] 優選的是，所述殼體包括第一容納腔和第二容納腔，所述第一容納腔和第二容納 腔之間設置內壁。
[0023] 優選的是，所述第一容納腔中布設驅動電機，所述第二容納腔中布設雙行星輪行 星排。
[0024]優選的是，所述行星架固定連接所述內壁。
[0025]優選的是，所述第一行星輪和第二行星輪通過滾針軸承連接行星架。
[0026]優選的是，所述太陽輪嚙合所述第一行星輪，所述第一行星輪嚙合所述第二行星 輪，所述第二行星輪嚙合所述內齒圈。
[0027] 優選的是，所述驅動電機在車制動時切換成發電機模式。
[0028] 優選的是，當選擇倒擋時，所述第一離合器連接輸出軸，第二離合器斷開，所述驅 動電機的反轉動力通過內齒圈傳遞至輸出軸。
[0029] 本實用新型至少包括以下有益效果：1、電驅動系統由驅動電機，一套雙行星輪行 星排和離合器總成組成，零件數量較少，結構緊湊，便于安裝，并且傳動過程中嚙合的齒輪 數較少，有效提高傳動效率。2、采用永磁同步驅動電機和兩擋變速器集成為一體，減少原材 料的使用量，有效降低電驅動系統的成本，也降低了對電機的性能要求，減少了控制系統的 復雜程度，提高了電機運行效率，增加了電動車的續駛里程。3、驅動電機可以實現反轉，所 以通過電機反轉來實現倒擋，取消了倒擋的換擋執行機構，結構更加緊湊，且倒擋控制簡 單，易實現。4、驅動電機存在電動機和發電機兩種工作模式，當整車處于制動工況時，驅動 電機轉換為發電機模式，起到制動能量回收，提高整車能量的利用率，達到節約能源的效 果。
[0030] 本實用新型的其它優點、目標和特征將部分通過下面的說明體現，部分還將通過 對本實用新型的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。
【附圖說明】
[0031] 圖1是本實用新型的單行星排兩檔變速器的電驅動系統結構示意圖。
[0032] 圖2是本實用新型的單行星排兩檔變速器的電驅動系統的剖視圖。
[0033] 圖3是本實用新型的雙行星輪行星排結構示意圖。
【具體實施方式】
[0034] 下面結合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明 書文字能夠據以實施。
[0035]應當理解，本文所使用的諸如"具有"、"包含"以及"包括"術語并不配出一個或多 個其它元件或其組合的存在或添加。
[0036] 圖1和圖2示出了單行星排兩檔變速器的電驅動系統結構，包括殼體110、驅動電機 120、雙行星輪行星排130、離合器總成140和輸出軸150。其中，由雙行星輪行星排130和離合 器總成140組成變速機構。
[0037] 殼體110包括第一容納腔和第二容納腔，在第一容納腔和第二容納腔之間設置內 壁，驅動電機120設置在第一容納腔中，驅動電機120的驅動電機軸123從第一容納腔穿過內 壁進入第二容納腔，變速機構設置在第二容納腔中，輸出軸150從第二容納腔穿出至殼體 110外部。
[0038] 驅動電機120包括定子121、轉子122和驅動電機軸123,其中驅動電機定子121通過 過盈配合與殼體110固定連接，驅動電機軸123與轉子122通過過盈配合連接。
[0039] 驅動時，驅動電機120處于電動機模式，制動時，驅動電機120處于發電機模式。
[0040] 如圖3所示，雙行星輪行星排130包括太陽輪131、第一行星輪132、第二行星輪133、 內齒圈134和雙行星輪行星架135。其中，太陽輪131通過花鍵與驅動電機軸123輸出端連接， 太陽輪131與第一行星輪132嚙合，第一行星輪132和第二行星輪133嚙合，第二行星輪133與 內齒圈134內嚙合;其中，第一行星輪132和第二行星輪133均通過滾針軸承安裝在雙行星輪 行星架135上，雙行星輪行星架135固定在殼體110上。
[0041] 當驅動電機軸123轉動時，太陽輪131同方向轉動，雙行星輪行星架135與殼體固定 在一起，第一行星輪132和第二行星輪133只繞雙行星輪行星架135的軸自轉，不公轉，太陽 輪131的轉動通過第一行星輪132和第二行星輪133的自轉，傳遞到內齒圈134,并保證內齒 圈134的轉動方向與太陽輪131的轉動方向一致。
[0042] 離合器總成140包括第一離合器141(常開）、第二離合器142(常開）、圓筒型連接轂 143和支撐盤144,第一離合器141(常開)一端固定連接內齒圈134,另一端分離或結合圓筒 型連接轂143的外壁，其中，所述圓筒型連接轂143中心開設通孔，輸出軸150穿過通孔與圓 筒型連接轂143固定連接;第二離合器142(常開)一端分離或結合支撐盤144,另一端固定連 接圓筒型連接轂143的內壁，其中，支撐盤144和驅動電機軸123固定連接。當第一離合器141 工作