專利名稱：電動車驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動車驅(qū)動系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著人們對環(huán)境和能源問題的重視，電動汽車作為一種無污染的綠色交 通工具得到國際上的廣泛重視。我國也將其發(fā)展列入了汽車工業(yè)的發(fā)展重 點。電動汽車要求電動機在穩(wěn)定運行時電流較小，在滿負荷運行的情況下要 求啟動力矩較大。從蓄電池的容量而言要求電動機的比功率、比轉(zhuǎn)矩和效率 都盡可能的高。為使整車性能達到最佳匹配，還要求電動機功率必須滿足整 車的動力性，滿足最高車速、爬坡、滿載加速等性能要求。電動汽車的電動 機存在高速運轉(zhuǎn)時扭力下降的問題。本發(fā)明主要針對這一問題提供解決方 案。
在《公路與汽運》雜志2001年6月第3期中，名稱為《電動汽車驅(qū)動 系統(tǒng)設(shè)計方案的探討》的文章中披露了如下4種電動汽車傳動方案。 1機械傳動設(shè)計方案
除了用驅(qū)動電動機及控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)發(fā)動機外，電動汽車的傳動方案 及組成與普通汽車相同，驅(qū)動系統(tǒng)仍由變速器、傳動軸、主減速器、差速器 及半軸等組成。初期的電動汽車采用機械傳動方案，因變速器擋位多，這種 驅(qū)動系統(tǒng)適合轉(zhuǎn)速高、輸出轉(zhuǎn)矩小、控制技術(shù)簡單的驅(qū)動電動機，以滿足電 動汽車在不同工況下的運行要求。這種方案的優(yōu)點是設(shè)計周期短、可直接采 用普通汽車底盤的構(gòu)造，造價低。缺點是零部件多、電動汽車總質(zhì)量大、傳 動效率低，因此不能滿足電動汽車整體設(shè)計和使用性能的要求，現(xiàn)己逐漸被 其它驅(qū)動系統(tǒng)所取代。2機電集成式傳動設(shè)計方案
該驅(qū)動系統(tǒng)由電動機與驅(qū)動系統(tǒng)直接組合集成在一起，由單級減速器、
差速器、半軸等組成。單級減速器可選用2K-H型雙排式的行星齒輪組，其 傳動比為8 16。在確定傳動比時，要根據(jù)驅(qū)動電動機調(diào)速變矩的范圍與電 動汽車的最大驅(qū)動力、最大轉(zhuǎn)矩的設(shè)計要求在8 16之間進行選擇。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)動平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊 湊、抗沖擊和振動能力強、壽命長的優(yōu)點。為取得顯著的潤滑效果，對減速 器、差速器的集成件不宜采用飛濺潤滑，而應(yīng)選擇在集成件的殼體內(nèi)安裝機 油泵和設(shè)置油道來潤滑各零部件的設(shè)計方案。由于沒有傳動軸，這種傳動機 構(gòu)緊湊，便于布置其它系統(tǒng)的部件。缺點是機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?？倐鲃颖炔淮蟮碾妱悠噾?yīng)優(yōu)先考慮這種設(shè)計 方案。按集成形式的不同，該驅(qū)動系統(tǒng)有兩種結(jié)構(gòu) 一種是驅(qū)動電動機輸出 軸直接與驅(qū)動系統(tǒng)連接，驅(qū)動電動機輸出軸軸線與驅(qū)動橋軸線垂直，旋轉(zhuǎn)方 向需要通過圓錐齒輪改變90°;另一種是驅(qū)動電動機輸出軸是空心的，冇一 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，另一端通過螺栓與 驅(qū)動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)動電動機是橫置 的，所以無需改變動力傳遞方向。后者比前者更緊湊，但要求零件強度、剛 度大，加工與裝配精度高。 3電動橋傳動設(shè)計方案
在驅(qū)動橋內(nèi)安裝兩部驅(qū)動電動機，并在輸出齒輪之間安裝差速器。電動 汽車直線行駛時，兩部驅(qū)動電動機通過半軸分別驅(qū)動兩側(cè)車輪同步轉(zhuǎn)動，此 時差速器不起作用。在轉(zhuǎn)彎時差速器起作用，左、右驅(qū)動輪差速轉(zhuǎn)動，使汽 車順利轉(zhuǎn)彎。在驅(qū)動電動機輸出功率相同的情況下，雙電動機的外形尺寸比 單電動機小得多。另外，電動橋驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率比機電集成式 驅(qū)動系統(tǒng)高，有利于整車的結(jié)構(gòu)設(shè)計與布置。但對驅(qū)動電動機轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩變 化范圍要求較寬，使它對驅(qū)動電動機及控制技術(shù)比機電集成式驅(qū)動系統(tǒng)的要 求高，從而增加了制造成本。同時由于電動機都集成在橋殼內(nèi)，給電動機維 修帶來困難。
4電動輪傳動設(shè)計方案
在轉(zhuǎn)向時通過角度傳感器測量轉(zhuǎn)向角，經(jīng)電子控制器計算、判斷后控制 驅(qū)動電動機轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩，使兩側(cè)電動輪以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動電動機應(yīng)選 擇盤式電動機，因為它除了散熱性好、轉(zhuǎn)動慣量小、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 動輪的結(jié)構(gòu)緊湊。采用這種設(shè)計方案的優(yōu)點沒有傳動軸、差速器、半軸等 傳動件，使傳動效率高、車輛總質(zhì)量輕、可利用的空間大，便于底盤其它系 統(tǒng)機件布置與安裝，有利于車輛改裝與變型；沒有驅(qū)動橋，離地間隙大，車 輛通過性好。但要求驅(qū)動電動機的起動、加速、爬坡、重載等工況要與車輛 運行工況相適應(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 動機、開關(guān)磁阻電動機(SR)及其相應(yīng)的控制技術(shù)解決電動輪的技術(shù)難題。 這些驅(qū)動電動機的結(jié)構(gòu)簡單，但控制技術(shù)復(fù)雜，設(shè)備價格昂貴，使驅(qū)動系統(tǒng) 造價比其它類型高。
另外，CN 2661479 Y公開了一種電動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技術(shù)，取消了換擋離合器，采用電控氣動帶同步 器自動換擋方式，簡化換擋操作。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 套在氣動力作用下沿軸線左右滑動，實現(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車驅(qū)動系統(tǒng)，該驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，
能使電動車在高速行駛中保持動力，并加強電動車的續(xù)航能力。
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種電動車驅(qū)動系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電動機、 電動機主軸、第一離合器、低速齒輪組、高速齒輪組、動力輸出軸、低速輸 入軸、高速輸入軸和第二離合器，其中，電動機的動力通過電動機主軸輸出， 電動機主軸的一端依次通過第一離合器、低速輸入軸和低速齒輪組連接到動 力輸出軸，另一端依次通過第二離合器、高速輸入軸和高速齒輪組連接到動 力輸出軸。
在車輛低速行駛時，第一離合器為接合狀態(tài)，第二離合器為分離狀態(tài)， 電動機的動力依次經(jīng)過電動機主軸、第一離合器、低速輸入軸和低速齒輪組 傳遞到動力輸出軸，驅(qū)動車輛低速行駛。在車輛高速行駛時，控制第一離合 器分離，第二離合器接合，此時電動機的動力將依次經(jīng)過電動機主軸、第二 離合器、高速輸入軸和高速齒輪組傳遞到動力輸出軸，驅(qū)動車輛高速行駛。
因此，該驅(qū)動系統(tǒng)不僅結(jié)構(gòu)簡單緊湊，而且能方便地實現(xiàn)電動車的兩擋 變速，能使電動車在高速行駛中保持動力，加強電動車的續(xù)航能力。


圖1是本發(fā)明的一種典型實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面參照附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行詳細描述。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，如圖1所示，提供一種電動車驅(qū)動系統(tǒng)，
該系統(tǒng)包括電動機3、電動機主軸ll、第一離合器4、低速齒輪組5、高速 齒輪組6、動力輸出軸7、低速輸入軸9、高速輸入軸IO和第二離合器12， 其中，電動機3的動力通過電動機主軸11輸出，電動機主軸ll的一端依次 通過第一離合器4、低速輸入軸9和低速齒輪組5連接到動力輸出軸7，另一端依次通過第二離合器12、高速輸入軸10和高速齒輪組6連接到動力輸 出軸7。
在車輛低速行駛時，第一離合器4為接合狀態(tài)，第二離合器12為分離 狀態(tài)，電動機3的動力依次經(jīng)過電動機主軸11、第一離合器4、低速輸入軸 9和低速齒輪組5傳遞到動力輸出軸7，驅(qū)動車輛低速行駛。在車輛高速行 駛時，控制第一離合器4分離，第二離合器12接合，此時電動機3的動力 將依次經(jīng)過電動機主軸11、第二離合器12、高速輸入軸10和高速齒輪組6 傳遞到動力輸出軸7，驅(qū)動車輛高速行駛。
所述第一離合器4和第二離合器12可以是現(xiàn)有的各種離合器，例如經(jīng) 常使用的膜片彈簧離合器，它們的操作方式也是公知的，例如可以通過現(xiàn)有 的操縱機構(gòu)進行操縱，不再贅述。為了方便操作和控制，在本發(fā)明中優(yōu)選使 用分別由第一執(zhí)行電機14和第二第一執(zhí)行電機1控制的第一電控離合器和 第二電控離合器。
在圖1中，低速齒輪組5和高速齒輪組6共同位于電動機3的一側(cè)，從 而便于將它們集成在一起安裝到電動車上。在需要時，也可以將低速齒輪組 5和高速齒輪組6分別設(shè)置在電動機3的兩側(cè)，本發(fā)明對此并無特別限制。 此外，低速齒輪組5和高速齒輪組6可以分別由相互嚙合的不同齒數(shù)的主動 齒輪和從動齒輪構(gòu)成，以不同的變速比傳遞動力。在圖1中，每個齒輪組5 和6包括不同齒數(shù)或不同直徑的兩個齒輪，但本發(fā)明對齒輪的數(shù)量并無特別 限制，例如，根據(jù)需要也可以使用三個或者更多個相互嚙合的齒輪構(gòu)成一個 齒輪組。
為了簡化結(jié)構(gòu)，如圖所示，可以將電動機主軸11設(shè)計成空心軸，并且 將高速輸入軸10穿過該空心軸設(shè)置。所述低速輸入軸9也n了以設(shè)計成空心 軸，將所述高速輸入軸10穿過該空心軸設(shè)置。
電動機主軸11可以通過軸承8套裝在高速輸入軸10上，使二者可以選
擇地作相對自由旋轉(zhuǎn)。作為選擇，高速輸入軸IO也可以穿過電動機主軸11 并與之間隔開一定距離，此時則不需要設(shè)置軸承8。
低速輸入軸9套裝在高速輸入軸10上，二者之間可以固定連接，也可 以通過軸承或者間隔開一定距離而實現(xiàn)相對自由旋轉(zhuǎn)。
通常，低速齒輪組5的主動齒輪固定連接在低速輸入軸9上，所述高速 齒輪組6的主動齒輪固定連接在高速輸入軸10上。低速齒輪組5和高速齒 輪組6的從動齒輪固定在動力輸出軸7上，以便將動力通過動力輸出軸7最 終傳遞給車輛的驅(qū)動車輪。
為了方便地將本發(fā)明的動力車驅(qū)動系統(tǒng)安裝到電動車上，可以將電動機 3、電動機主軸ll、第一離合器4、低速輸入軸9、高速輸入軸10和第二離 合器12 —起裝在一個驅(qū)動殼體2中，并且所述低速輸入軸9和高速輸入軸 10的一端從該驅(qū)動殼體2中伸出，以便將電動機3的動力從該驅(qū)動殼體2 中輸出到齒輪組。還可以將低速齒輪組5、高速齒輪組6和動力輸出軸7設(shè) 置到-一個變速殼體13中，使所述動力輸出軸7的一端或者兩端從該變速殼 體13中伸出，以便將動力傳遞給驅(qū)動車輪。
下面，對本發(fā)明的典型實施方式的電動車驅(qū)動系統(tǒng)的操作過程進行簡單 招i述。
A:由空擋升入低速擋
當電動車起步時，在第二執(zhí)行電機1的作用下使第二離合器12完全分 離，在第一執(zhí)行電機14的作用下使第一離合器4完全接合。電動機3帶動 電動機主軸11轉(zhuǎn)動，通過接合的第一離合器4帶動低速輸入軸9和低速齒 輪組5，由動力輸出軸7輸出動力，實現(xiàn)車輛的低速擋運行狀態(tài)。
B:由低速擋升入高速擋
在電動車高速行駛時，電動機3轉(zhuǎn)速變快，輸出扭力下降，效率變低， 這時需要換擋。當升入高速擋條件成立時，例如在車速達到設(shè)定值時，通過
第一執(zhí)行電機14控制第一離合器4分離，通過第二執(zhí)行電機1控制第二離 合器12接合。電動機3的動力依次通過電動機主軸11、接合的第二離合器 12、高速輸入軸10和高速齒輪組6，最后由動力輸出軸7輸出動力，實現(xiàn)車 輛的高速擋運行狀態(tài)。
C:由高速擋降入低速擋
當降擋條件成立時，在第二執(zhí)行電機1作用下使第二離合器12分離， 通過第一執(zhí)行電機14控制第一離合器4接合。電動機3的動力通過第一離 合器4和低速輸入軸9帶動低速齒輪組5，最后由動力輸出軸7輸出動力， 從而完成減擋，實現(xiàn)車輛的低速擋運行。
D:由低速擋降入空擋
當降擋條件成立時，在第一執(zhí)行電機14的作用下使第一離合器4分離， 通過第二執(zhí)行電機1控制第二離合器12分離，即兩個離合器都處于分離狀 態(tài)，輸出軸7無動力輸出。
E:倒擋
在電動車需要倒車時，TCU控制單元控制電動機3反轉(zhuǎn)。由第二執(zhí)行電 機1的作用使第二離合器12分離，由第一執(zhí)行電機14的作用使第一離合器 4接合，電動機3的動力通過第一離合器4和低速輸入軸9帶動低速齒輪組 5，最后由動力輸出軸7輸出動力，實現(xiàn)電動車的倒擋運行狀態(tài)。
權(quán)利要求
1. 一種電動車驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括電動機(3)、電動機主軸(11)、第一離合器(4)、低速齒輪組(5)、高速齒輪組(6)、動力輸出軸(7)、低速輸入軸(9)、高速輸入軸(10)和第二離合器(12)，其中，電動機(3)的動力通過電動機主軸(11)輸出，電動機主軸(11)的一端依次通過第一離合器(4)、低速輸入軸(9)和低速齒輪組(5)連接到動力輸出軸(7)，另一端依次通過第二離合器(12)、高速輸入軸(10)和高速齒輪組(6)連接到動力輸出軸(7)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車驅(qū)動系統(tǒng)，其中，所述第一和第二離 合器(4、 12)分別是第一和第二電控離合器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動車驅(qū)動系統(tǒng)，其中，該電動車驅(qū)動系統(tǒng) 還包括第一和第二執(zhí)行電機(14、 1)，所述第一和第二電控離合器分別由第 -和第二執(zhí)行電機(14、 1)控制。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車驅(qū)動系統(tǒng)，其中，所述電動機主軸(ll) 為空心軸，所述高速輸入軸(10)穿過該空心軸設(shè)置。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車驅(qū)動系統(tǒng)，其中，所述低速輸入軸(9) 為空心軸，所述高速輸入軸(10)穿過該空心軸設(shè)置。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l、 4或5所述的電動車驅(qū)動系統(tǒng)，其中所述低速齒輪 組(5)和高速齒輪組(6)位于所述電動機(3)的一側(cè)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車驅(qū)動系統(tǒng)，其中，所述電動機主軸(ll) 通過軸承(8)套裝在所述高速輸入軸(10)上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車驅(qū)動系統(tǒng)，其中，所述低速齒輪組(5) 的主動齒輪固定連接在低速輸入軸(9)上，所述高速齒輪組(6)的主動齒 輪固定連接在高速輸入軸(10)上。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車驅(qū)動系統(tǒng)，其中所述電動機(3)、電 動機主軸(11)、第一離合器(4)、低速輸入軸(9)、高速輸入軸(10)和 第二離合器(12)位于驅(qū)動殼體(2)中，并且所述低速輸入軸(9)和高速 輸入軸(10)的一端從該驅(qū)動殼體(2)中伸出。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1或所述的電動車驅(qū)動系統(tǒng)，其中所述低速齒輪組(5)、 高速齒輪組(6)和動力輸出軸(7)位于變速殼體(13)中，并且所述動力 輸出軸(7)的一端或者兩端從該變速殼體(13)中伸出。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電動車驅(qū)動系統(tǒng)，包括電動機(3)、電動機主軸(11)、第一離合器(4)、低速齒輪組(5)、高速齒輪組(6)、動力輸出軸(7)、低速輸入軸(9)、高速輸入軸(10)和第二離合器(12)，其中電動機(3)動力通過電動機主軸(11)輸出，電動機主軸(11)的一端依次通過第一離合器(4)、低速輸入軸(9)和低速齒輪組(5)連接到動力輸出軸(7)，另一端依次通過第二離合器(12)、高速輸入軸(10)和高速齒輪組(6)連接到動力輸出軸(7)。該驅(qū)動系統(tǒng)通過控制第一和/或第二離合器的分離或接合，可以簡單地實現(xiàn)電動車的兩擋變速，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，能使電動車在高速行駛中保持動力，加強電動車續(xù)航能力。
文檔編號B60K17/02GK101204926SQ20061016790
公開日2008年6月25日 申請日期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 申請人:比亞迪股份有限公司