本发明专利技术的直流电机与双速电磁直驱变速器集成动力系统，将直流电机与电磁直驱式变速器高度集成，采用同一根驱动轴；直流电机体积小，可以使整个系统结构更加紧凑，同时直流电机效率高、精度高、可控性强的优点，确保系统集成后能够发挥较好的适应性，提高动力系统的结构紧凑型和传动效率。本发明专利技术适用于汽车动力系统技术领域，特别是运用于电动汽车技术领域时，能够有效增加电动汽车的续航里程，为汽车的安全行驶和高效运行奠定较好的基础。本发明专利技术投入实际生产之后，将提高车辆的能源利用率，带来较大的经济效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车动力系统
，更具体地说，涉及一种直流电机与双速电磁直驱变速器集成动力系统。
技术介绍
随着社会的发展，生活质量不断提高，人们对汽车的性能要求不断增加，同时环境问题日益突出，人们也提高了对节能汽车的关注。电动汽车以电能作为驱动能源，传动效率高，污染排放小，尤其受到消费者关注。目前，通过将汽车的动力系统高度集成以提高汽车的运行效率，实现节约能源和降低能耗的目标是研究的热点问题之一。本专利将专利技术直流电机与双速电磁直驱变速器集成动力系统，集成后的系统将最大程度缩短动力传输距离，采用电磁直驱式变速系统，克服传统变速器换挡装置的不足，提高传动效率，减小汽车体积与质量，为汽车整体集成设计与优化奠定技术基础。在目前已有的电机与变速器的集成技术中，大多是将电机轴同时作为变速器的动力输入轴，变速器依旧采用传动的换挡机构实现换挡。这种设计思路虽然能够有效节约系统的成本，提高效率，但集成程度尚且不足，仍有较大的提升空间。本专利专利技术的直流电机与双速电磁直驱变速器集成动力系统，将直流电机与电磁直驱式变速器高度集成，电磁直驱式变速器由电磁直线执行器作为驱动装置直接驱动接合套换挡。集成后的系统电机与变速器的驱动轴采用同一根轴，电机内部完成换挡之后输出动力。直流电机体积小，可以使整个系统结构更加紧凑，同时直流电机效率高、精度高、可控性强的优点，确保系统集成后能够发挥较好的适应性，提高动力系统的结构紧凑型和传动效率，为智能汽车集成控制奠定技术基础。
技术实现思路
本专利旨在专利技术一种直流电机与双速电磁直驱变速器集成动力系统，其目的在于将直驱技术应用到自动变速器中，取代传统的选换挡机构，提高自动变速器的换挡效率，减小结构尺寸；将电磁直驱式自动变速器集成到直线电机中，集成为双速动力系统，将电机输出的动力经过变速器减速增扭之后再输出，从而实现提高动力系统工作效率、减小整体尺寸的目标；直流电机成本低、效率高、控制精度好，有利于提高系统的控制精度。集成后的动力系统降低汽车能耗、提高能源利用率，对于汽车一体化控制具有较好的研究意义。直流电机与双速电磁直驱变速器集成动力系统，包括：壳体、第一传动轴、直流电机、第一隔磁环、电磁直驱变速器、第二传动轴、常啮合齿轮副和动力输出轴；所述直流电机包括转子绕组、转子铁芯、永磁体和外磁轭；所述电磁直驱变速器包括一挡啮合齿轮副、第二隔磁环、花键毂、接合套、电磁直线执行器动子、电磁直线执行器定子、第三隔磁环和二挡啮合齿轮副。其特征在于：所述直流电机为永磁无刷直流电动机；所述永磁体、外磁轭、第一隔磁环、第二隔磁环、电磁直线执行器定子和第三隔磁环固定在壳体上；所述转子铁芯、花键毂固定在第一传动轴上；所述一挡啮合齿轮副和二挡啮合齿轮副空套在第一传动轴上，且固定于第二传动轴上；所述常啮合齿轮副同时固定于第二传动轴和动力输出轴上；所述接合套仅有沿第一传动轴轴线方向自由度，且与花键毂相连，且接合套上空套有电磁直线执行器动子；共同驱动第一传动轴的直流电机和电磁直驱变速器集成于壳体中，所述直流电机和电磁直驱变速器之间设有防止电磁干扰的第一隔磁环；所述电磁直线执行器定子两边设有防止漏磁的第二隔磁环和第三隔磁环。所述的直流电机与双速电磁直驱变速器集成动力系统，其特征在于：所述电磁直驱变速器不包含换挡拨叉、换挡拨叉轴、换挡拨指和换挡轴等选换挡执行机构，而是通过电磁直线执行器直接驱动接合套完成自动换挡。所述的直流电机与双速电磁直驱变速器集成动力系统，其特征在于：所述电磁直线执行器动子为动圈式结构。所述的直流电机与双速电磁直驱变速器动力集成系统，其特征在于：所述转子绕组和电磁直线执行器动子与电源之间采用无线电力传输技术。本专利专利技术的直线电机与双速电磁直驱变速器集成动力系统实现了传动电机与电磁直驱式变速器的集成，具有结构紧凑、工作高效、可控性强等优势，运用在电动汽车上有利于电动汽车的集成化和一体化控制；集成后的系统可以充分发挥直流电机工作效率高、控制精度好的特点，有助于系统的整体控制和平稳工作；变速系统采用电磁直驱式变速器，在结构上取消了传统的选换挡机构，有利于缩小尺寸，提高紧凑性，电磁直线执行器直接控制接合套换挡使换挡效率更高；直流电机和电磁直驱变速器的电路均采用“电—磁—力”原理对电流进行控制，能够有效缩短响应时间，提高控制精度。本专利专利技术的直流电机与双速电磁直驱变速器集成动力系统适用于汽车动力系统
，特别是运用于电动汽车
时，能够有效增加电动汽车的续航里程，为汽车的安全行驶和高效运行奠定较好的基础。本专利技术投入实际生产之后，将提高车辆的能源利用率，带来较大的经济效益。附图说明图1为本专利技术的一种直流电机与双速自动变速器高度集成动力系统。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。如图1所示，本专利技术提出的直流电机与双速电磁直驱变速器集成动力系统，包括：壳体1、第一传动轴2、直流电机3、第一隔磁环4、电磁直驱变速器5、第二传动轴6、常啮合齿轮副7和动力输出轴8；所述直流电机3包括转子绕组31、转子铁芯32、永磁体33和外磁轭34；所述电磁直驱变速器5包括一挡啮合齿轮副51、第二隔磁环52、花键毂53、接合套54、电磁直线执行器动子55、电磁直线执行器定子56、第三隔磁环57和二挡啮合齿轮副58。其特征在于：直流电机3为永磁无刷直流电动机；所述永磁体33、外磁轭34、第一隔磁环4、第二隔磁环52、电磁直线执行器定子56和第三隔磁环57固定在壳体1上；转子铁芯32、花键毂53固定在第一传动轴2上；一挡啮合齿轮副51和二挡啮合齿轮副58空套在第一传动轴2上，且固定于第二传动轴6上；常啮合齿轮副7同时固定于第二传动轴6和动力输出轴8上；接合套54仅有沿第一传动轴轴线方向自由度，且与花键毂53相连，且接合套54上空套有电磁直线执行器动子55；共同驱动第一传动轴2的直流电机3和电磁直驱变速器5集成于壳体1中，直流电机3和电磁直驱变速器5之间设有防止电磁干扰的第一隔磁环4；电磁直线执行器定子56两边设有防止漏磁的第二隔磁环52和第三隔磁环57。本专利技术的进一步优选方案是：电磁直驱变速器5不包含换挡拨叉、换挡拨叉轴、换挡拨指和换挡轴等选换挡执行机构，而是通过电磁直线执行器55直接驱动接合套54完成自动换挡。电磁直线执行器动子55为动圈式结构。电磁直线执行器动子55与电源之间采用无线电力传输技术。本专利技术的直流电机与双速电磁直驱变速器集成动力系统，如图1所示，转子绕组31和转子铁芯32在永磁体33和外磁轭34的作用下，利用“电—磁—力”原理产生旋转力矩，带动第一传动轴2旋转；电磁直线执行器动子55利用“电—磁—力”原理与电磁直线执行器定子56相互作用，产生直线运动，直接驱动接合套54沿第一传动轴2轴线方向运动，完成换挡；接合套54位于中间位置时为空挡，与一挡啮合齿轮副51和二挡啮合齿轮副58啮合时分别为一挡和二挡；当电磁直驱变速器5处于挂挡状态时，动力依次通过第二传动轴6、常啮合齿轮副7，由动力输出轴8输出。在直流电机3与电磁直驱变速器5之间设有第一隔磁环4，用于避免电磁干扰；在电磁直线执行器定子56两侧设有第二隔磁环52和第三隔磁环57，防止漏磁。直流电机3和电磁直驱变速器5电路均由“电—磁—力”原理提供电流，控制系统工本文档来自技高网...
【技术保护点】
直流电机与双速电磁直驱变速器集成动力系统，包括：壳体（1）、第一传动轴（2）、直流电机（3）、第一隔磁环（4）、电磁直驱变速器（5）、第二传动轴（6）、常啮合齿轮副（7）和动力输出轴（8）；所述直流电机（3）包括转子绕组（31）、转子铁芯（32）、永磁体（33）和外磁轭（34）；所述电磁直驱变速器（5）包括一挡啮合齿轮副（51）、第二隔磁环（52）、花键毂（53）、接合套（54）、电磁直线执行器动子（55）、电磁直线执行器定子（56）、第三隔磁环（57）和二挡啮合齿轮副（58），其特征在于：所述直流电机（3）为永磁无刷直流电动机；所述永磁体（33）、外磁轭（34）、第一隔磁环（4）、第二隔磁环（52）、电磁直线执行器定子（56）和第三隔磁环（57）固定在壳体（1）上；所述转子铁芯（32）、花键毂（53）固定在第一传动轴（2）上；所述一挡啮合齿轮副（51）和二挡啮合齿轮副（58）空套在第一传动轴（2）上，且固定于第二传动轴（6）上；所述常啮合齿轮副（7）同时固定于第二传动轴（6）和动力输出轴（8）上；所述接合套（54）仅有沿第一传动轴轴线方向自由度，且与花键毂（53）相连，且接合套（54）上空套有电磁直线执行器动子（55）；共同驱动第一传动轴（2）的直流电机（3）和电磁直驱变速器（5）集成于壳体（1）中；所述直流电机（3）和电磁直驱变速器（5）之间设有防止电磁干扰的第一隔磁环（4）；所述电磁直线执行器定子（56）两边设有防止漏磁的第二隔磁环（52）和第三隔磁环（57）。...
【技术特征摘要】
1.直流电机与双速电磁直驱变速器集成动力系统，包括：壳体（1）、第一传动轴（2）、直流电机（3）、第一隔磁环（4）、电磁直驱变速器（5）、第二传动轴（6）、常啮合齿轮副（7）和动力输出轴（8）；所述直流电机（3）包括转子绕组（31）、转子铁芯（32）、永磁体（33）和外磁轭（34）；所述电磁直驱变速器（5）包括一挡啮合齿轮副（51）、第二隔磁环（52）、花键毂（53）、接合套（54）、电磁直线执行器动子（55）、电磁直线执行器定子（56）、第三隔磁环（57）和二挡啮合齿轮副（58），其特征在于：所述直流电机（3）为永磁无刷直流电动机；所述永磁体（33）、外磁轭（34）、第一隔磁环（4）、第二隔磁环（52）、电磁直线执行器定子（56）和第三隔磁环（57）固定在壳体（1）上；所述转子铁芯（32）、花键毂（53）固定在第一传动轴（2）上；所述一挡啮合齿轮副（51）和二挡啮合齿轮副（58）空套在第一传动轴（2）上，且固定于第二传动轴（6）上；所述常啮合齿轮副（7）同时固定于第二传动轴（6）和动力输出轴...
【专利技术属性】
技术研发人员：李波，俞潇，葛文庆，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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