專利名稱：電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著人們對(duì)環(huán)境和能源問題的重視，電動(dòng)汽車作為一種無污染的綠色交 通工具得到國(guó)際上的廣泛重視。我國(guó)也將其發(fā)展列入了汽車工業(yè)的發(fā)展重 點(diǎn)。電動(dòng)汽車要求電動(dòng)機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)電流較小，在滿負(fù)荷運(yùn)行的情況下要 求啟動(dòng)力矩較大。從蓄電池的容量而言要求電動(dòng)機(jī)的比功率、比轉(zhuǎn)矩和效率 都盡可能的高。為使整車性能達(dá)到最佳匹配，還要求電動(dòng)機(jī)功率必須滿足整 車的動(dòng)力性，滿足最高車速、爬坡、滿載加速等性能要求。電動(dòng)汽車的電動(dòng) 機(jī)存在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)扭力下降的問題。本發(fā)明主要針對(duì)這一問題提供解決方 案。
在《公路與汽運(yùn)》雜志2001年6月第3期中，名稱為《電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的探討》的文章中披露了如下4種電動(dòng)汽車傳動(dòng)方案。 1 機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案
除了用驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)外，電動(dòng)汽車的傳動(dòng)方案 及組成與普通汽車相同，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)仍由變速器、傳動(dòng)軸、主減速器、差速器 及半軸等組成。初期的電動(dòng)汽車采用機(jī)械傳動(dòng)方案，因變速器擋位多，這種 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)適合轉(zhuǎn)速高、輸出轉(zhuǎn)矩小、控制技術(shù)簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，以滿足電 動(dòng)汽車在不同工況下的運(yùn)行要求。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)周期短、可直接采 用普通汽車底盤的構(gòu)造，造價(jià)低。缺點(diǎn)是零部件多、電動(dòng)汽車總質(zhì)量大、傳 動(dòng)效率低，因此不能滿足電動(dòng)汽車整體設(shè)計(jì)和使用性能的要求，現(xiàn)已逐漸被 其它驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所取代。 2機(jī)電集成式傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案
該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直接組合集成在一起，由單級(jí)減速器、
差速器、半軸等組成。單級(jí)減速器可選用2K-H型雙排式的行星齒輪組，其 傳動(dòng)比為8 16。在確定傳動(dòng)比時(shí)，要根據(jù)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速變矩的范圍與電 動(dòng)汽車的最大驅(qū)動(dòng)力、最大轉(zhuǎn)矩的設(shè)計(jì)要求在8 16之間進(jìn)行選擇。行星齒 輪組減速器與定軸式減速器相比，具有尺寸小、質(zhì)量輕、轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊 湊、抗沖擊和振動(dòng)能力強(qiáng)、壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。為取得顯著的潤(rùn)滑效果，對(duì)減速 器、差速器的集成件不宜采用飛濺潤(rùn)滑，而應(yīng)選擇在集成件的殼體內(nèi)安裝機(jī) 油泵和設(shè)置油道來潤(rùn)滑各零部件的設(shè)計(jì)方案。由于沒有傳動(dòng)軸，這種傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)緊湊，便于布置其它系統(tǒng)的部件。缺點(diǎn)是機(jī)電集成在一起給維修帶來不便， 另外還使汽車通過性能變差。總傳動(dòng)比不大的電動(dòng)汽車應(yīng)優(yōu)先考慮這種設(shè)計(jì) 方案。按集成型式的不同，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有兩種結(jié)構(gòu) 一種是驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)輸出 軸直接與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)輸出軸軸線與驅(qū)動(dòng)橋軸線垂直，旋轉(zhuǎn)方 向需要通過圓錐齒輪改變90°;另一種是驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)輸出軸是空心的，有一 根半軸安裝在空心軸內(nèi)，其一端與半軸齒輪內(nèi)花鍵連接，另--端通過螺栓與 驅(qū)動(dòng)輪輪轂連接或通過等速萬向節(jié)與轉(zhuǎn)向輪連接，由于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)是橫置 的，所以無需改變動(dòng)力傳遞方向。后者比前者更緊湊，但要求零件強(qiáng)度、剛 度大，加工與裝配精度高。 3電動(dòng)橋傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案
在驅(qū)動(dòng)橋內(nèi)安裝兩部驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，并在輸出齒輪之間安裝差速器。電動(dòng) 汽車直線行駛時(shí)，兩部驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)通過半軸分別驅(qū)動(dòng)兩側(cè)車輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)，此 時(shí)差速器不起作用。在轉(zhuǎn)彎時(shí)差速器起作用，左、右驅(qū)動(dòng)輪差速轉(zhuǎn)動(dòng)，使汽 車順利轉(zhuǎn)彎。在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)輸出功率相同的情況下，雙電動(dòng)機(jī)的外形尺寸比 單電動(dòng)機(jī)小得多。另外，電動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)效率比機(jī)電集成式 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)高，有利于整車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與布置。但對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩變
化范圍要求較寬，使它對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及控制技術(shù)比機(jī)電集成式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要 求高，從而增加了制造成本。同時(shí)由于電動(dòng)機(jī)都集成在橋殼內(nèi)，給電動(dòng)機(jī)維 修帶來困難。
4電動(dòng)輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案
在轉(zhuǎn)向時(shí)通過角度傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)向角，經(jīng)電子控制器計(jì)算、判斷后控制 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩，使兩側(cè)電動(dòng)輪以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)應(yīng)選 擇盤式電動(dòng)機(jī)，因?yàn)樗松嵝院?、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、具有良好的快速反應(yīng)性 能外，軸向尺寸小，能與輪轂形狀相適應(yīng)，無需占據(jù)輪轂以外的空間，使電 動(dòng)輪的結(jié)構(gòu)緊湊。采用這種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)沒有傳動(dòng)軸、差速器、半軸等 傳動(dòng)件，使傳動(dòng)效率高、車輛總質(zhì)量輕、可利用的空間大，便于底盤其它系 統(tǒng)機(jī)件布置與安裝，有利于車輛改裝與變型；沒有驅(qū)動(dòng)橋，離地間隙大，車 輛通過性好。但要求驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、加速、爬坡、重載等工況要與車輛 運(yùn)行工況相適應(yīng)，使控制技術(shù)難度大。目前可通過盤式永刷無磁交流同步電 動(dòng)機(jī)、開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(SR)及其相應(yīng)的控制技術(shù)解決電動(dòng)輪的技術(shù)難題。
這些驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但控制技術(shù)復(fù)雜，設(shè)備價(jià)格昂貴，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 造價(jià)比其它類型高。
另外，CN 2661479 Y公開了一種電動(dòng)汽車用單行星排兩擋變速箱，該 變速箱利用行星排變速傳動(dòng)技術(shù)，取消了換擋離合器，采用電控氣動(dòng)帶同步 器自動(dòng)換擋方式，簡(jiǎn)化換擋操作。該變速箱由單行星排、換擋同步器和其它 輔助裝置組成，變速箱輸入軸與行星排太陽輪相連，變速箱輸出軸與行星排 行星架相連，換擋同步器的固接齒套與行星排的齒圈相連，同步器的滑接齒 套在氣動(dòng)力作用下沿軸線左右滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)減速擋和直接擋之間的切換。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，能使電動(dòng)車在高速行駛中保持動(dòng)力，并加強(qiáng)電動(dòng)車的續(xù)航能力。
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)、 雙離合器、低速齒輪組、高速齒輪組和動(dòng)力輸出軸，其中，電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通 過雙離合器選擇輸送到低速齒輪組或高速齒輪組，然后通過動(dòng)力輸出軸輸 出。
在車輛行駛過程中，通過離合器操縱機(jī)構(gòu)操縱雙離合器的工作狀態(tài)，可 以選擇性地將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過低速齒輪組或高速齒輪組傳遞給動(dòng)力輸出 軸，從而實(shí)現(xiàn)車輛的兩擋變速行駛。因此，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊， 而且能方便地實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車的兩擋變速，能使電動(dòng)車在高速行駛中保持動(dòng)力， 加強(qiáng)電動(dòng)車的續(xù)航能力。


圖1是本發(fā)明的一種典型實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述。
根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，如圖1所示，提供一種電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，
該系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)l、雙離合器3、低速齒輪組6、高速齒輪組7和動(dòng)力輸出 軸8，其中，電動(dòng)機(jī)l的動(dòng)力通過雙離合器3選擇輸送到低速齒輪組6或高 速齒輪組7，然后通過動(dòng)力輸出軸8輸出。
電動(dòng)機(jī)1的動(dòng)力可以直接通過電動(dòng)機(jī)輸出軸2輸入給雙離合器3，也可 以通過其它傳動(dòng)機(jī)構(gòu)例如減速齒輪輸入給雙離合器3。
近年來，為從根本上解決AMT切斷動(dòng)力換擋帶來的問題，業(yè)內(nèi)開發(fā)了 一種雙離合器自動(dòng)變速器(DCT)， DCT不僅保證了車輛的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性， 而且也極大地改善了汽車的舒適性。
雙離合器是對(duì)AMT的發(fā)展，雙離合器技術(shù)是在AMT技術(shù)基礎(chǔ)上采用 兩套離合器對(duì)奇偶數(shù)擋分別控制，在換擋過程中一個(gè)擋分離之前另一擋己經(jīng) 在嚙合狀態(tài)，從而解決了在兩擋轉(zhuǎn)換間的動(dòng)力中斷的問題。DCT既可以采用 干式離合器，也可以采用濕式離合器，但兩者的工作特性存在較大的差別。 干式離合器可以通過壓板和飛輪吸收較大熱量，對(duì)滑磨產(chǎn)生熱量的速度不敏 感，但因?yàn)榭諝馍彷^慢，熱量不易在短時(shí)間內(nèi)散發(fā)出去，因此它受滑磨產(chǎn) 生的總熱量的限制。干式離合器適于在短時(shí)間內(nèi)結(jié)合，這樣滑磨時(shí)間短，產(chǎn) 生熱量少。濕式離合器用油冷卻摩擦片，它受限于產(chǎn)生熱量的速度，但不受 產(chǎn)生的總熱量的限制，所以適用于離合器結(jié)合過程中壓力逐步增加、發(fā)熱速 度較慢的場(chǎng)合。在設(shè)計(jì)中可以選用較小的離合器儲(chǔ)備系數(shù)，并控制加壓油缸 的油壓增長(zhǎng)速度，使摩擦扭矩逐步增加。
雙離合器是基于平行軸式手動(dòng)變速器發(fā)展而來的，它繼承了手動(dòng)變速器 傳動(dòng)效率高、安裝空間緊湊、重量輕、價(jià)格便宜等許多優(yōu)點(diǎn)。而且，它與 AMT—樣，可以盡量保護(hù)現(xiàn)有手動(dòng)變速器的生產(chǎn)設(shè)備投資。另外，DCT實(shí) 現(xiàn)了動(dòng)力換擋，使換擋過程不再產(chǎn)生動(dòng)力中斷，這也吸收了AT動(dòng)力換擋品 質(zhì)好的優(yōu)點(diǎn)。它的一些結(jié)構(gòu)也是目前國(guó)內(nèi)外重點(diǎn)研究的混合動(dòng)力車輛項(xiàng)目中 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基本組成部分。但在在現(xiàn)有技術(shù)中，還沒有發(fā)現(xiàn)雙離合變速器在 電動(dòng)汽車上的應(yīng)用。
CN 2587699 Y公開了一種雙離合器式自動(dòng)變速機(jī)構(gòu)，包括與離合器、 換擋同步器相聯(lián)結(jié)的換擋控制系統(tǒng)和電控系統(tǒng)TCU及五擋位變速器，動(dòng)力 輸入軸上設(shè)置有兩個(gè)濕式離合器C1和C2，變速器各擋位主動(dòng)齒輪按奇偶數(shù) 擋位分別與離合器Cl和C2驅(qū)動(dòng)連接，離合器Cl和C2交替?zhèn)鬟f工作動(dòng)力 以實(shí)現(xiàn)擋位切換。該機(jī)構(gòu)可以有效地解決目前汽車電控機(jī)械式自動(dòng)變速器在 換檔過程中產(chǎn)生的動(dòng)力中斷問題，以提高汽車運(yùn)行的舒適性。上述公開的雙 離合器可以應(yīng)用到本發(fā)明中。另外，雙離合器還在CN 1621715 A、 CN 1523253A等多篇專利文獻(xiàn)被
公開，并且在現(xiàn)有技術(shù)中被廣泛應(yīng)用。所有的這些雙離合器以及現(xiàn)有技術(shù)中 的其它合適的雙離合器都可以作為本發(fā)明中的雙離合器3進(jìn)行使用。本發(fā)明 不再對(duì)雙離合器的具體結(jié)構(gòu)作詳細(xì)描述。
作為一種典型的實(shí)施例，本發(fā)明的雙離合器3可以包括第一離合器31 和第二離合器32，第一離合器31的動(dòng)力通過高速輸入軸5傳遞到高速齒輪 組7以及動(dòng)力輸出軸8，第二離合器32的動(dòng)力通過低速輸入軸4傳遞到低速 齒輪組6以及動(dòng)力輸出軸8。第一離合器31和第二離合器32的狀態(tài)由現(xiàn)有 的離合器控制機(jī)構(gòu)控制。控制機(jī)構(gòu)可以采用機(jī)械式的、液壓式的、電子控制 式的等等。
另外，在本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，低速輸入軸4通常為空心軸，高速輸入 軸5則穿過該空心軸設(shè)置。另外，根據(jù)需要，還可以在動(dòng)力輸出軸8上設(shè)置 換擋機(jī)構(gòu)，位于低速齒輪組6和高速齒輪組7的從動(dòng)齒輪之間。換檔機(jī)構(gòu)對(duì) 于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是非常熟知的，本發(fā)明不再進(jìn)行說明。
在圖1中，低速齒輪組6和高速齒輪組7可以分別由相互嚙合的不同齒 數(shù)的主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪構(gòu)成，以不同的變速比傳遞動(dòng)力。在圖1中，每個(gè) 齒輪組5和6包括不同齒數(shù)或不同直徑的兩個(gè)齒輪，但本發(fā)明對(duì)齒輪的數(shù)量 并無特別限制，例如，根據(jù)需要也可以使用三個(gè)或者更多個(gè)相互嚙合的齒輪 構(gòu)成一個(gè)齒輪組。
下面，對(duì)本發(fā)明的典型實(shí)施方式的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的操作過程進(jìn)行簡(jiǎn)單 描述。
A:車輛起步
當(dāng)電動(dòng)車起歩時(shí)，使雙離合器3中的第一離合器31分離，第二離合器 32接合，電動(dòng)機(jī)1的動(dòng)力通過第二離合器32和低速輸入軸4傳遞到低速齒 輪組6，再由換擋機(jī)構(gòu)9將動(dòng)力傳到輸出軸8輸出，實(shí)現(xiàn)車輛的起步。B:由低速擋升入高速擋
在電動(dòng)車高速行駛時(shí)，電動(dòng)機(jī)l轉(zhuǎn)速變快，輸出扭力下降，效率變低， 這時(shí)需要換擋。當(dāng)升入高速擋條件成立時(shí)，例如在車速達(dá)到設(shè)定值時(shí)，使第
一離合器31接合，第二離合器32逐漸分離，電動(dòng)機(jī)1的動(dòng)力通過第一離合 器31和高速輸入軸5傳遞到高速齒輪組7，再由換擋機(jī)構(gòu)9將動(dòng)力傳到輸出 軸8輸出，實(shí)現(xiàn)車輛的高速擋運(yùn)行狀態(tài)。 C:由高速擋降入低速擋
當(dāng)降擋條件成立時(shí)，使第二離合器32接合，第一離合器31逐漸分離， 電動(dòng)機(jī)1的動(dòng)力通過第二離合器32和低速輸入軸4傳遞到低速齒輪組6，再 由換擋機(jī)構(gòu)9將動(dòng)力傳到輸出軸8輸出，實(shí)現(xiàn)車輛的低速擋運(yùn)行狀態(tài)。
D:由低速擋降入空擋
當(dāng)降擋條件成立時(shí)，TCU控制單元控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，換擋機(jī)構(gòu)9 置于空檔位置，輸出軸8無動(dòng)力輸出。
E:倒擋
在電動(dòng)車需要倒車時(shí)，TCU控制單元控制電動(dòng)機(jī)1反轉(zhuǎn)，雙離合器3 中的第一離合器31分離，第二離合器32接合，電動(dòng)機(jī)l的動(dòng)力通過第二離 合器32和低速輸入軸4傳遞到低速齒輪組6，再由換擋機(jī)構(gòu)9將動(dòng)力傳到輸 出軸8輸出。
權(quán)利要求
1. 一種電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)(1)、雙離合器(3)、低速齒輪組(6)、高速齒輪組(7)和動(dòng)力輸出軸(8)，其中，電動(dòng)機(jī)(1)的動(dòng)力通過雙離合器(3)選擇輸送到低速齒輪組(6)或高速齒輪組(7)，然后通過動(dòng)力輸出軸(8)輸出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中，電動(dòng)機(jī)(1)的動(dòng)力 通過電動(dòng)機(jī)輸出軸(2)輸入給雙離合器(3)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中，雙離合器(3)包括 第一離合器(31)和第二離合器(32)，第一離合器(31)的動(dòng)力通過高速 輸入軸(5)傳遞到高速齒輪組(7)以及動(dòng)力輸出軸(8)，第二離合器(32) 的動(dòng)力通過低速輸入軸(4)傳遞到低速齒輪組(5)以及動(dòng)力輸出軸(8)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中，第一離合器(31) 和第二離合器(32)的狀態(tài)由離合器控制機(jī)構(gòu)控制。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中，低速輸入軸(4)為 空心軸，高速輸入軸(5)穿過該空心軸設(shè)置。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中，在動(dòng)力輸出軸(8) 具有換擋機(jī)構(gòu)，位于低速齒輪組(6)和高速齒輪組(7)的從動(dòng)齒輪之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)(1)、雙離合器(3)、低速齒輪組(6)、高速齒輪組(7)和動(dòng)力輸出軸(8)，其中，電動(dòng)機(jī)(1)的動(dòng)力通過雙離合器(3)選擇輸送到低速齒輪組(6)或高速齒輪組(7)，然后通過動(dòng)力輸出軸(8)輸出。該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過使用雙離合器，可以簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車的兩擋變速，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，能使電動(dòng)車在高速行駛中保持動(dòng)力，加強(qiáng)電動(dòng)車的續(xù)航能力。
文檔編號(hào)B60K17/02GK101204925SQ20061016765
公開日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2006年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月19日
發(fā)明者毅 任, 王傳福, 秦麗軍, 羅如忠, 羅紅斌, 郭松岳, 陳廣全 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司