一种基于单行星排两挡变速器的电驱动系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于单行星排两挡变速器的电驱动系统，包括壳体；驱动电机，包括驱动电机轴；双行星轮行星排，其行星架共同连接第一行星轮和第二行星轮，行星架同时固定在所述壳体上，太阳轮连接驱动电机轴；输出轴，其可旋转的支撑在所述壳体上，用于输出动力；第一离合器，选择性的结合和分离所述内齿圈和所述输出轴；第二离合器，选择性的结合和分离所述太阳轮和所述输出轴；其中，当选择一挡时，第一离合器结合并且第二离合器分离；当选择二挡时，第一离合器分离并且第二离合器结合。本发明专利技术具有零件数量较少，结构紧凑，便于安装，并且驱动电机存在电动机和发电机两种工作模式，提高整车能量的利用率，达到节约能源的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及驱动领域，具体涉及一种基于单行星排两挡变速器的电驱动系统。
技术介绍
电动汽车是新型、节能、环保车辆，尤其是在当今空气污染严重的大环境下，具有巨大的发展潜力和广阔的应用前景。电动汽车使用电动机取代了传统汽车的发动机，电动机可带载启动，并且通过合理的配置满足汽车使用要求，这是与发动机的很大区别。在电动车上使用多挡变速器已经不合适，但若取消变速传动装置，则难于兼顾汽车爬坡和高速行驶等要求，特别是中小型汽车，有必要针对电动机的工作特性重新设计电动汽车的动力系统。目前的电动汽车用电驱动系统越来越受到人们的青睐，与传统的驱动系统相比，电动汽车用电驱动系统有着很大的优点，尤其体现在对环境保护方面。现有电动车两挡变速器的布置形式多采用平行轴式和行星排式，采用平行轴式布置形式的两挡变速器，多通过同步器或离合器来实现挡位的切换，若采用同步器等实现挡位的切换具有如下缺点，就需要单独安装换挡执行机构，使驱动系统体积增大，不便于整车的布置，且换挡过程中存在动力中断的情况；对于采用行星排式布置形式的两挡变速器，多是通过离合器或者制动器组合来实现挡位的切换，但具有如下缺点：换挡执行元件较分散，变速器的尺寸大致使驱动系统不够紧凑。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决上述行星排式电驱动系统的缺点，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是将永磁同步电机、双行星轮行星排和离合器进行合理匹配，解决直驱电机体积庞大、性能要求高和机械式变速器换挡动力中断问题，使驱动系统的结构更加紧凑，便于安装，也降低了对电机的性能要求，减少了控制系统的复杂程度，提高了电机运行效率，增加了电动车的续驶里程。本专利技术还有一个目的是驱动电机存在电动机和发电机两种工作模式，当整车处于制动工况时，驱动电机转换为发电机模式，能够回收制动能量和提高整车能量的利用率。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种基于单行星排两挡变速器的电驱动系统，包括：壳体；驱动电机，其设置在所述壳体内，并包括驱动电机轴；以及双行星轮行星排，包括第一行星轮、第二行星轮、太阳轮、内齿圈和行星架；其中，所述行星架共同连接第一行星轮和第二行星轮，所述行星架同时固定在所述壳体上，所述太阳轮连接驱动电机轴；输出轴，其可旋转的支撑在所述壳体上，用于输出动力；第一离合器，其设置在所述内齿圈和所述输出轴之间，选择性的结合和分离所述内齿圈和所述输出轴；第二离合器，其设置在所述太阳轮和所述输出轴之间，选择性的结合和分离所述太阳轮和所述输出轴；其中，当选择一挡时，第一离合器结合并且第二离合器分离；当选择二挡时，第一离合器分离并且第二离合器结合。优选的是，所述驱动电机还包括：转子，其固定连接驱动电机轴；定子，其与壳体固定连接。优选的是，还包括圆筒形连接毂，其中心具有供所述输出轴穿过的通孔，在所述通孔处所述圆筒形连接毂固定连接所述输出轴；支撑盘，其固定连接所述太阳轮，能够和所述太阳轮同轴旋转；所述支撑盘通过第一离合器选择性的连接所述圆筒形连接毂的内壁；所述内齿圈通过第二离合器选择性的连接所述圆筒形连接毂的外壁。优选的是，所述壳体包括第一容纳腔和第二容纳腔，所述第一容纳腔和第二容纳腔之间设置内壁。优选的是，所述第一容纳腔中布设驱动电机，所述第二容纳腔中布设变速机构，所述驱动电机轴通过内壁连接变速机构。优选的是，所述变速机构包括双行星轮行星排、第一离合器和第二离合器。优选的是，所述第一行星轮和第二行星轮通过滚针轴承连接行星架。优选的是，所述太阳轮啮合所述第一行星轮，所述第一行星轮啮合所述第二行星轮，所述第二行星轮啮合所述内齿圈。优选的是，所述驱动电机在车制动时切换成发电机模式。优选的是，当选择倒挡时，所述第一离合器连接输出轴，第二离合器断开，所述驱动电机的反转动力通过内齿圈传递至输出轴。本专利技术至少包括以下有益效果：1、电驱动系统由驱动电机，一套双行星轮行星排和离合器总成组成，零件数量较少，结构紧凑，便于安装，并且传动过程中啮合的齿轮数较少，有效提高传动效率。2、采用永磁同步驱动电机和两挡变速器集成为一体，减少原材料的使用量，有效降低电驱动系统的成本，也降低了对电机的性能要求，减少了控制系统的复杂程度，提高了电机运行效率，增加了电动车的续驶里程。3、驱动电机可以实现反转，所以通过电机反转来实现倒挡，取消了倒挡的换挡执行机构，结构更加紧凑，且倒挡控制简单，易实现。4、驱动电机存在电动机和发电机两种工作模式，当整车处于制动工况时，驱动电机转换为发电机模式，起到制动能量回收，提高整车能量的利用率，达到节约能源的效果。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1是本专利技术的单行星排两挡变速器的电驱动系统结构示意图。图2是本专利技术的单行星排两挡变速器的电驱动系统的剖视图。图3是本专利技术的双行星轮行星排结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。图1和图2示出了单行星排两挡变速器的电驱动系统结构，包括壳体110、驱动电机120、双行星轮行星排130、离合器总成140和输出轴150。其中，由双行星轮行星排130和离合器总成140组成变速机构。壳体110包括第一容纳腔和第二容纳腔，在第一容纳腔和第二容纳腔之间设置内壁，驱动电机120设置在第一容纳腔中，驱动电机120的驱动电机轴123从第一容纳腔穿过内壁进入第二容纳腔，变速机构设置在第二容纳腔中，输出轴150从第二容纳腔穿出至壳体110外部。驱动电机120包括定子121、转子122、驱动电机轴123和中间轴124，其中驱动电机定子121通过过盈配合与壳体110固定连接，驱动电机轴123与转子122通过过盈配合连接，驱动电机轴123通过花键连接中间轴124，从而使驱动电机轴123和中间轴124连接成一体结构。驱动时，驱动电机120处于电动机模式，制动时，驱动电机120处于发电机模式。如图3所示，双行星轮行星排130包括太阳轮131、第一行星轮132、第二行星轮133、内齿圈134和双行星轮行星架135。其中，太阳轮131通过花键与中心轴124连接，从而连接驱动电机轴123，太阳轮131与第一行星轮132啮合，第一行星轮132和第二行星轮133啮合，第二行星轮133与内齿圈134内啮合；其中，第一行星轮132和第二行星轮133均通过滚针轴承安装在双行星轮行星架135上，双行星轮行星架135固定在壳体110上。当驱动电机轴123转动时，太阳轮131同方向转动，双行星轮行星架135与壳体固定在一起，第一行星轮132和第二行星轮133只绕双行星轮行星架135的轴自转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单行星排两挡变速器的电驱动系统，其特征在于，包括：壳体；驱动电机，其设置在所述壳体内，并包括驱动电机轴；以及双行星轮行星排，包括第一行星轮、第二行星轮、太阳轮、内齿圈和行星架；其中，所述行星架共同连接第一行星轮和第二行星轮，所述行星架同时固定在所述壳体上，所述太阳轮连接驱动电机轴；输出轴，其可旋转的支撑在所述壳体上，用于输出动力；第一离合器，其设置在所述内齿圈和所述输出轴之间，选择性的结合和分离所述内齿圈和所述输出轴；第二离合器，其设置在所述太阳轮和所述输出轴之间，选择性的结合和分离所述太阳轮和所述输出轴；其中，当选择一挡时，第一离合器结合并且第二离合器分离；当选择二挡时，第一离合器分离并且第二离合器结合。

【技术特征摘要】
1.一种基于单行星排两挡变速器的电驱动系统，其特征在于，包括：
壳体；
驱动电机，其设置在所述壳体内，并包括驱动电机轴；以及
双行星轮行星排，包括第一行星轮、第二行星轮、太阳轮、内齿圈和行
星架；其中，所述行星架共同连接第一行星轮和第二行星轮，所述行星架同
时固定在所述壳体上，所述太阳轮连接驱动电机轴；
输出轴，其可旋转的支撑在所述壳体上，用于输出动力；
第一离合器，其设置在所述内齿圈和所述输出轴之间，选择性的结合和
分离所述内齿圈和所述输出轴；
第二离合器，其设置在所述太阳轮和所述输出轴之间，选择性的结合和
分离所述太阳轮和所述输出轴；
其中，当选择一挡时，第一离合器结合并且第二离合器分离；当选择二
挡时，第一离合器分离并且第二离合器结合。
2.如权利要求1所述的基于单行星排两挡变速器的电驱动系统，其特征
在于，所述驱动电机还包括：
转子，其固定连接驱动电机轴；
定子，其与壳体固定连接。
3.如权利要求2所述的基于单行星排两挡变速器的电驱动系统，其特征
在于，还包括：
圆筒形连接毂，其中心具有供所述输出轴穿过的通孔，在所述通孔处所
述圆筒形连接毂固定连接所述输出轴；
支撑盘，其固定连接所述太阳轮，能够和所述太阳轮同轴旋转；
所述支撑盘通过第一离合器选择性...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷雨龙，陈魏，扈建龙，侯利国，魏庆凯，于洋，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22