一种用于轻型车辆的行星排电驱动系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于轻型车辆的行星排电驱动系统及其工作方法，包括电机、太阳轮、离合器、行星架、齿圈、行星齿轮、传动齿轮、行星伞齿轮、差速器轮、输出伞齿轮、输出轴；所述电机包括电机主轴、磁铁，所述电机主轴输出端一侧设有离合器，离合器处于松口状态时电机主轴和太阳轮相连，离合器处于啮合状态时电机主轴和行星架相连；所述太阳轮和行星轮相啮合，所述行星轮和齿圈内侧相啮合，齿圈转动实现行星架减速转动，行星架和传动齿轮同轴相连，所述传动齿轮带动差速器齿轮、行星伞齿轮、输出伞齿轮、输出轴工作实现两档变速。本发明专利技术空间利用率高，且将电机变速器一体化，结构紧凑，便于整车布置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于汽车动力传动领域，尤其涉及一种专用于轻型车辆的行星排电驱动系统及其工作方法。
技术介绍
随着全球能源消耗和环境问题日益凸显，节能与环保已然成为现代汽车行业需要解决的首要问题。电驱动系统是汽车的心脏，驾驶性能的要求是由包括汽车动力性、制动性能以及续驶里程等性能在内的驾驶模式决定的；由于不同的车型采用不同的系统电压等级，因而汽车电驱动系统的设计需适合于不同的汽车，此外，电动机与变换器、控制器、变速装置、能源等的匹配是非常重要的。现阶段，传统汽车自动变速理论及换挡规律的研究已经相当的成熟；然而，市面上根据前期设计适配车辆相关参数，确定该系统可装备的车型主要为轻型纯电动厢式运输车、乘用车和商务车等的电驱动系统，其空间利用率不高，结构冗杂，不利于整车布置，且变速控制容易受到汽车行驶环境复杂多变性的影响，往往控制的效果并不如人意。
技术实现思路
基于上述现有技术中存在的不足，本专利技术提出了一种空间利用率高，且将电机变速器一体化设计，结构紧凑，便于整车布置的尤其是用于轻型车辆的行星排电驱动系统及其工作方法。本专利技术的系统的技术方案为：一种用于轻型车辆的行星排电驱动系统，包括电机、太阳轮、离合器、行星架、齿圈、行星齿轮、传动齿轮、行星伞齿轮、差速器轮、输出伞齿轮、输出轴、制动器；所述电机包括电机主轴、磁铁，所述电机主轴输出端一侧分别设有离合器、制动器，当制动器工作，离合器处于松口状态时电机主轴和太阳轮相连，当制动器不工作，离合器处于啮合状态时电机主轴和行星架相连；所述太阳轮和行星轮相啮合，所述行星轮和齿圈内侧相啮合，齿圈转动实现行星架减速转动，行星架和传动齿轮同轴相连；所述传动齿轮与其下端的差速器轮执行外啮合传动，所述行星伞齿轮、差速器轮、输出伞齿轮、输出轴处在相同轴线上，且位于行星架和传动齿轮所在轴线的下侧，差速器轮与行星伞齿轮通过内孔轴固定连接，行星伞齿轮与输出伞齿轮通过伞齿轮外啮合动力方向
的转变，输出伞齿轮与输出轴是通过内孔花键实现连接。本专利技术的方法的技术方案为：一种用于轻型车辆的行星排电驱动系统的工作方法，变速器采用行星排式结构，通过改变离合器工作状态实现挡位切换，当制动器工作，离合器处于松口状态时电机主轴带动太阳轮、行星轮、齿圈转动实现行星架减速转动，再由行星架转动带动传动齿轮工作，由传动齿轮带动差速器齿轮、行星伞齿轮、输出伞齿轮、输出轴工作实现一档变速；当制动器不工作，离合器处于啮合状态时电机主轴直接连接行星架转动带动传动齿轮工作，此时传动齿轮转速为电机转速，由传动齿轮带动差速器齿轮、行星伞齿轮、输出伞齿轮、输出轴工作实现二档变速。本专利技术具有以下技术效果：本专利技术的变速器部分主要由行星排结构组成，传动齿轮与其下端的差速器轮执行外啮合传动，行星伞齿轮、差速器轮、输出伞齿轮、输出轴处在相同轴线上，且位于行星架和传动齿轮所在轴线的下侧，这样的设置使得空间利用率高，且将电机变速器一体化，结构紧凑，便于整车布置；根据所配车型的性能需求，通过优化设计，改变部分零部件的参数，使驱动系统能够满足整车的性能要求；本专利技术的速比范围一档在11.2～13.9，二挡在4.9～6.7，最大输入转矩在150～350Nm，最大输入转速为6000～8000rpm，专门适用于轻型纯电动厢式运输车、乘用车和商务车的电驱动系统中。附图说明图1为本专利技术的基于行星排的电驱动系统结构图。图中：1-电机主轴 2-磁铁 3-太阳轮 4-离合器 5-行星架 6-齿圈 7-行星齿轮 8-传动齿轮 9-行星伞齿轮 10-差速器轮 11-输出伞齿轮 12-输出轴 13-制动器。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本专利技术主要由驱动电机、变速器、主减速器和差速器组成。变速器部分主要由行星排结构组成，空间利用率高，且将电机变速器一体化，结构紧凑，便于整车布置。根据所配车型的性能需求，通过优化设计，改变部分零部件的参数，使驱动系统能够满足整车的性能要求。如图1所示，本专利技术的行星排电驱动系统包括电机、太阳轮3、离合器4、行星架5、齿圈6、行星齿轮7、传动齿轮8、行星伞齿轮9、差速器轮10、输出伞齿轮11、输出轴12、制动器13；所述电机包括电机主轴1、磁铁2，所述电机主轴1输出端一侧分别设有离合器4、制动器13，当制动器13工作，离合器4处于松口状态时电机主轴1和太阳轮3
相连，当制动器13不工作，离合器4处于啮合状态时电机主轴1和行星架5相连；所述太阳轮3和行星轮7相啮合，所述行星轮7和齿圈6内侧相啮合，齿圈6转动实现行星架5减速转动，行星架5和传动齿轮8同轴相连；所述传动齿轮8与其下端的差速器轮10执行外啮合传动，所述行星伞齿轮9、差速器轮10、输出伞齿轮11、输出轴12处在相同轴线上，且位于行星架5和传动齿轮8所在轴线的下侧，差速器轮10与行星伞齿轮9通过内孔轴固定连接，行星伞齿轮9与输出伞齿轮11通过伞齿轮外啮合动力方向的转变，输出伞齿轮11与输出轴12是通过内孔花键实现连接。所述离合器4、制动器13的设置可以按照常规的离合器及制动器与车辆固定连接方式设置。本专利技术的工作原理为：电机根据MCU发出指令，调节转速和扭矩，TCU根据驾驶员的操作意图，以及路况分析来指令变速器进行换挡，电动机的转速与扭矩经过已经换好档的变速器、主减速器、差速器后到达车轮，实现整个的动力传递。本专利技术中，变速器采用行星排式结构，通过改变离合器工作状态实现挡位切换，当制动器13工作，离合器处于松口状态时电机主轴1带动太阳轮3、行星轮7、齿圈6转动实现行星架5减速转动，再由行星架5转动带动传动齿轮8工作，由传动齿轮8带动差速器齿轮10、行星伞齿轮9、输出伞齿轮11、输出轴12工作实现一档变速。当制动器13不工作，离合器处于啮合状态时电机主轴1直接连接行星架5转动带动传动齿轮8工作，此时传动齿轮8转速为电机转速，由传动齿轮8带动差速器齿轮10、行星伞齿轮9、输出伞齿轮11、输出轴12工作实现二档变速。本专利技术的变速器部分主要由行星排结构组成，空间利用率高，且将电机变速器一体化，结构紧凑，便于整车布置。根据所配车型的性能需求，通过优化设计，改变部分零部件的参数，使驱动系统能够满足整车的性能要求，其基本性能参数如表1所示。表1方案四的基本性能参数根据前期设计适配车辆相关参数，确定该系统可装备的车型主要为轻型纯电动厢式运输车、乘用车和商务车等。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示
例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本专利技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本专利技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于轻型车辆的行星排电驱动系统，其特征在于，包括电机、太阳轮(3)、离合器(4)、行星架(5)、齿圈(6)、行星齿轮(7)、传动齿轮(8)、行星伞齿轮(9)、差速器轮(10)、输出伞齿轮(11)、输出轴(12)、制动器(13)；所述电机包括电机主轴(1)、磁铁(2)，所述电机主轴(1)输出端一侧分别设有离合器(4)、制动器(13)，当制动器(13)工作，离合器(4)处于松口状态时电机主轴(1)和太阳轮(3)相连，当制动器(13)不工作，离合器(4)处于啮合状态时电机主轴(1)和行星架(5)相连；所述太阳轮(3)和行星轮(7)相啮合，所述行星轮(7)和齿圈(6)内侧相啮合，齿圈(6)转动实现行星架(5)减速转动，行星架(5)和传动齿轮(8)同轴相连；所述传动齿轮(8)与其下端的差速器轮(10)执行外啮合传动，所述行星伞齿轮(9)、差速器轮(10)、输出伞齿轮(11)、输出轴(12)处在相同轴线上，且位于行星架(5)和传动齿轮(8)所在轴线的下侧，差速器轮(10)与行星伞齿轮(9)通过内孔轴固定连接，行星伞齿轮(9)与输出伞齿轮(11)通过伞齿轮外啮合动力方向的转变，输出伞齿轮(11)与输出轴(12)是通过内孔花键实现连接。...

【技术特征摘要】
1.一种用于轻型车辆的行星排电驱动系统，其特征在于，包括电机、太阳轮(3)、离合器(4)、行星架(5)、齿圈(6)、行星齿轮(7)、传动齿轮(8)、行星伞齿轮(9)、差速器轮(10)、输出伞齿轮(11)、输出轴(12)、制动器(13)；所述电机包括电机主轴(1)、磁铁(2)，所述电机主轴(1)输出端一侧分别设有离合器(4)、制动器(13)，当制动器(13)工作，离合器(4)处于松口状态时电机主轴(1)和太阳轮(3)相连，当制动器(13)不工作，离合器(4)处于啮合状态时电机主轴(1)和行星架(5)相连；所述太阳轮(3)和行星轮(7)相啮合，所述行星轮(7)和齿圈(6)内侧相啮合，齿圈(6)转动实现行星架(5)减速转动，行星架(5)和传动齿轮(8)同轴相连；所述传动齿轮(8)与其下端的差速器轮(10)执行外啮合传动，所述行星伞齿轮(9)、差速器轮(10)、输出伞齿轮(11)、输出轴(12)处在相同轴线上，且位于行星架(5)和传动齿轮(8)...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐海滨，雷雨龙，王军，王志福，陈魏，汪统成，顾欢乐，
申请(专利权)人：泰州吉比特动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32