專利名稱：一種電動汽車用電機-變速器一體化傳動系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電動汽車用電機-變速器一體化傳動系統。
背景技術：
近年來，我國以高密度永磁電機為代表的各類車用電機取得了明顯進步。在電機設計方面，采用現代車用電機系統設計理念，初步解決多目標高性能車用電機的極限設計， 結合應用控制策略系統集成仿真的技術難題，采用結構集成設計技術，實現了電機與變速器在機械、電磁、熱的高度一體化設計與應用。電驅動系統的集成化和一體化趨勢更加明顯。機電一體化的發展從結構集成到控制集成和系統集成，汽車動力的電氣化成分越來越高。不同耦合深度的機電耦合動力總成系統使得電機與變速箱兩者之間的聯系變得越來越緊密。
目前，市場上的電動汽車多采用固定速比的減速器，這種傳動方式結構簡單、成本較低。但是，采用一個檔位的減速器，對牽引電機提出了較高的要求，使得牽引電機既要在恒轉矩區提供較高的瞬時轉矩，又要在恒功率區提供較高的運行速度。同時，存在電機利用效率較低的問題。
現有常用的電動汽車兩檔變速器有AMT結構和DCT結構。采用AMT結構時，需要使用同步器，此時換檔沖擊較大。而采用DCT結構時，由于變速箱只有兩個檔位，此時雙離合器結構會使成本增加很多。
因此發明一種完全自主產權的電機-變速器一體化齒輪傳動系統十分必要。
發明內容
為克服現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種電動汽車用電機-變速器一體化傳動系統，根據較成熟的4AT結構，提供一種電動汽車用電機-變速器一體化傳動系統，確切地說是一種純電動汽車電機-變速器一體化的兩檔自動變速器行星齒輪機構。
本發明解決技術問題采用如下技術方案
一種電動汽車用電機-變速器一體化傳動系統，整個系統由第一子系統和第二子系統串聯而成；
所述第一子系統為2K-H行星齒輪傳動系統，整體結構為單排行星的布局形式，分別為電機及電機輸出軸、前排太陽輪、前排行星輪、前排行星架、前排齒圈；所述前排太陽輪通過花鍵安裝在所述電機輸出軸上，與所述太陽輪嚙合的行星輪通過軸承支撐在所述前排行星架上，所述前排齒圈固定在箱體上并與所述前排行星輪嚙合；
所述第二子系統為2K-H行星齒輪傳動系統，為單排行星的布局形式，分別為后排太陽輪、后排行星輪、后排行星架和后排齒圈；所述后排太陽輪通過鍵安裝在后排太陽輪軸上，所述后排太陽輪軸與所述前排行星架固連，在所述后排太陽輪軸外周安裝有電磁離合器，所述電磁離合器的線圈部分與所述后排太陽輪軸通過鍵固連，所述電磁離合器的銜鐵與所述后排行星架通過螺釘固連；與所述后排太陽輪嚙合的后排行星輪通過軸承支撐在所述后排行星架上，與所述后排行星輪嚙合的后排齒圈通過軸承支撐在所述后排行星架上；在后排行星架的外周通過軸承安裝有電磁制動器，所述電磁制動器的線圈部分與所述后排齒圈通過螺釘固連，所述電磁制動器的銜鐵與箱體通過螺釘固連；整個系統的輸出軸與所述后排行星架固連，所述輸出軸、后排太陽輪軸以及電機輸出軸同心。
與已有技術相比，本發明的有益效果體現在
I、與目前汽車用自動變速箱行星齒輪機構相比，本發明的電機-變速器一體化的兩檔自動變速器行星齒輪機構更適合于純電動汽車專用，減少了齒輪、換檔執行元件，具有較高的效率。
2、與常用的兩檔變速器AMT結構和DCT結構相比，換檔沖擊小于AMT結構，生產成本低于DCT結構，綜合性能較好，易于實現產業化發展。
3、齒輪布置形式結構簡單，結構緊湊，體積小、重量小，符合汽車輕量化的原則。
4、采用電機-變速器一體化齒輪傳動系統，實現了電機與變速器在機械、電磁、熱的高度一體化設計，符合了電驅動系統的集成化和一體化發展趨勢。
圖I為本發明的結構示意圖。
圖中標號1電機、2前排太陽輪、3前排行星輪、4前排行星架、5前排齒圈、6后排太陽輪、7后排行星輪、8后排齒圈、H為后排行星架、Cl為電磁離合器、BI為電磁制動器、I 為電機輸出軸，II為后排太陽輪軸、III為輸出軸。
以下通過具體實施方式
，并結合附圖對本發明作進一步說明。
具體實施例方式
實施例參見圖I,整個系統由兩套子系統串聯而成,其中第一子系統為2K-H行星齒輪傳動系統，整體結構為單排行星的布局形式，分別為電機I及電機輸出軸I、前排太陽輪2、前排行星輪3、前排行星架4、前排齒圈5 ;前排太陽輪2通過花鍵安裝在電機輸出軸I 上(電機輸出軸也是前排太陽輪的輪軸)，與太陽輪嚙合的行星輪3通過軸承支撐在前排行星架4上，前排齒圈5固定在箱體上并與前排行星輪3嚙合。
第二子系統同樣為2K-H行星齒輪傳動系統，為單排行星的布局形式，分別為后排太陽輪6、后排行星輪7、后排行星架H和后排齒圈8 ;后排太陽輪6通過鍵安裝在后排太陽輪軸II上，后排太陽輪軸與前排行星架4固連(后排太陽輪軸也是第一子系統的輸出軸)，在后排太陽輪軸II外周安裝有電磁離合器Cl，電磁離合器Cl的線圈部分與后排太陽輪軸II通過鍵固連，電磁離合器Cl的銜鐵與后排行星架H通過螺釘固連；與后排太陽輪6 嚙合的后排行星輪7通過軸承支撐在后排行星架H上，與后排行星輪7嚙合的后排齒圈8 通過軸承支撐在后排行星架H上；在后排行星架H的外周通過軸承安裝有電磁制動器BI， 電磁制動器BI的線圈部分與后排齒圈8通過螺釘固連，電磁制動器BI的銜鐵與箱體通過螺釘固連；整個系統的輸出軸III與后排行星架H固連，并且輸出軸III、后排太陽輪軸II 以及電機輸出軸I同心。
工作中，電機順時針以一定速度和扭矩帶動電機輸出軸I (前排太陽輪軸)旋轉，當低速檔電磁制動器BI接合，且電磁離合器Cl不工作時，此時動力由前排行星齒輪傳動系統經過一級減速傳遞到后排太陽輪6，再經過后排行星齒輪傳動系統完成二級減速，最后動力由后排行星架H經輸出軸III輸出，此時變速器處于Dl檔位置；當高速檔電磁離合器Cl接合，且電磁制動器BI不工作時，此時動力由前排行星齒輪傳動系統經過一級減速傳遞到后排太陽輪6，再經過電磁離合器Cl，實現后排太陽輪6和后排行星架H的同步，最后動力由后排行星架H經輸出軸III輸出，此時變速器處于D2檔位置；當輸入電機逆時針以一定速度和扭矩帶動電機輸出軸I旋轉，低速檔電磁制動器BI接合，且電磁離合器Cl不工作時， 此時動力由前排行星齒輪傳動系統經過一級減速傳遞到后排太陽輪2，再經過后排行星齒輪傳動系統完成二級減速，最后動力由后排行星架H經輸出軸III輸出，此時變速器處于R 檔位置。
由此，通過控制系統一個離合器和一個制動器的不同組合，從而可實現兩個前進檔和一個倒檔。
以實際開發某型純電動汽車為例，所選檔位數為2，一檔傳動比為13. 04，二檔傳動比為4. 83。對行星齒輪配齒計算得出各齒輪的齒數如表I所示。
表I齒輪齒數表
權利要求
1.一種電動汽車用電機-變速器一體化傳動系統，其特征在于 整個系統由第一子系統和第二子系統串聯而成； 所述第一子系統為2K-H行星齒輪傳動系統，整體結構為單排行星的布局形式，分別為電機(I)及電機輸出軸(I)、前排太陽輪(2)、前排行星輪(3)、前排行星架(4)、前排齒圈(5);所述前排太陽輪(2)通過花鍵安裝在所述電機輸出軸(I)上，與所述太陽輪嚙合的行星輪(3 )通過軸承支撐在所述前排行星架(4 )上，所述前排齒圈(5 )固定在箱體上并與所述前排行星輪(3)嚙合； 所述第二子系統為2K-H行星齒輪傳動系統，為單排行星的布局形式，分別為后排太陽輪(6)、后排行星輪(7)、后排行星架(H)和后排齒圈(8);所述后排太陽輪(6)通過鍵安裝在后排太陽輪軸(II)上，所述后排太陽輪軸與所述前排行星架(4)固連，在所述后排太陽輪軸(II)外周安裝有電磁離合器(Cl)，所述電磁離合器(Cl)的線圈部分與所述后排太陽輪軸(II)通過鍵固連，所述電磁離合器(Cl)的銜鐵與所述后排行星架(H)通過螺釘固連；與所述后排太陽輪(6)嚙合的后排行星輪(7)通過軸承支撐在所述后排行星架(H)上，與所述后排行星輪(7)嚙合的后排齒圈(8)通過軸承支撐在所述后排行星架(H)上；在后排行星架(H)的外周通過軸承安裝有電磁制動器(BI)，所述電磁制動器(BI)的線圈部分與所述后排齒圈(8)通過螺釘固連，所述電磁制動器(BI)的銜鐵與箱體通過螺釘固連；整個系統的輸出軸(III)與所述后排行星架(H)固連，所述輸出軸(III)、后排太陽輪軸(II)以及電機輸出軸(I)同心。
全文摘要
本發明公開了一種電動汽車用電機-變速器一體化傳動系統，為兩檔自動變速器行星齒輪機構。該機構包括兩個單排2K-H行星齒輪傳動系統，前排行星齒輪傳動系統中，前排齒圈固定，動力由前排太陽輪傳遞至前排行星架輸出，完成一級減速；后排行星齒輪傳動系統中，離合器C1實現后排太陽輪與后排行星架的結合或分離，制動器B1實現后排齒圈與箱體的固定和分離，最后由后排行星架輸出動力，并且通過離合器和制動器工作與否的不同組合，完成兩檔的切換。本發明形式簡單，結構緊湊，體積小、重量小，符合汽車輕量化的原則。
文檔編號H02K7/116GK102983672SQ20121047221
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月20日 優先權日2012年11月20日
發明者陳奇, 趙韓, 黃康, 趙玉才, 馮永愷, 馮關華, 陳戈, 沙發明, 王開來 申請人:合肥工業大學