采用中央驱动形式的智慧自适应电驱动系统技术方案

本发明专利技术公开了一种采用中央驱动形式的智慧自适应电驱动系统，包括转动输出部件、动力系统和变速系统，所述动力系统通过变速系统驱动转动输出部件，所述高速挡传动机构包括锥度盘式摩擦离合器和用于对锥度盘式摩擦离合器施加预紧力的弹性元件组。采用以上技术方案，通过全新设计的中央驱动式结构，兼具了轮毂电机和侧挂式结构的优势，弥补了轮毂电机和侧挂式结构的不足，尤其适用于两轮车；能够自适应匹配纯电动交通工具的实际行驶工况与电机工况，不仅使其具有强大的爬坡和重载能力，而且使电机始终处于高效平台上，大大提高了电机在爬坡和重载情况下的效率，降低了电机能耗。

Intelligent adaptive electric drive system with central drive

【技术实现步骤摘要】
采用中央驱动形式的智慧自适应电驱动系统
本专利技术涉及电驱动系统
，具体涉及一种采用中央驱动形式的智慧自适应电驱动系统。
技术介绍
随着环保法规的日益严苛，以纯电为动力的汽车、两轮车、三轮车为代表的新能源交通工具取代传统燃油交通工具已经是大势所趋。现有的两轮电动车普遍采用轮毂电机和电机侧挂式结构。轮毂电机采用低速直流电机直接驱动，不仅效率相对较低，发热量大，还由于电机体积大、重量重，打破了车轮结构原有的平衡，对操控性能及安全性方面会有一定影响。侧挂式结构将电机和变速系统(变速箱或减速器)置于驱动轮的同一侧，尽管可以采用高速电机以提高机械效率，但变速机构与电机的重量较重，导致车轮的平衡性不佳，尤其对于两轮车的影响更为明显。现有的电动交通工具由于其传动结构的限制，在行驶过程中，完全由驾驶员在不能准确知晓行驶阻力的情况下，依据经验进行操控，因此，常常不可避免地出现电机工作状态与交通工具实际行驶状况不匹配的情况，造成电机堵转。尤其是交通工具处于启动、爬坡、逆风等低速重载条件时，电机往往需要在低效率、低转速、高扭矩情况下工作，容易引起电机的意外损坏，增加维修和更换成本，同时也会直接影响到电池的续航里程。对于诸如电动物流车等对经济性要求较高的车型而言，传统的变速传动结构显然不能较好的满足其使用要求。因此，急需全新设计一种能够解决上述问题，尤其适用于两轮车的电驱动系统。
技术实现思路
为解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种采用中央驱动形式的智慧自适应电驱动系统。其技术方案如下：一种采用中央驱动形式的智慧自适应电驱动系统，包括转动输出部件、动力系统和变速系统，所述动力系统通过变速系统驱动带动输出部件，其要点在于：在所述转动输出部件的两侧分别设置有第一箱体和第二箱体，所述变速系统包括动力输入机构、高速挡传动机构、低速挡传动机构和主轴，所述动力系统、动力输入机构和高速挡传动机构安装在第一箱体中，所述低速挡传动机构安装在第二箱体中，所述主轴穿设在转动输出部件上，且两端分别插入第一箱体和第二箱体中；所述高速挡传动机构包括锥度盘式摩擦离合器和用于对锥度盘式摩擦离合器施加预紧力的弹性元件组，所述锥度盘式摩擦离合器包括主动摩擦件和从动摩擦件，所述主动摩擦件套装在主轴上，并与主轴之间形成螺旋传动副，以使主动摩擦件能够沿主轴轴向滑动，所述从动摩擦件套装在主动摩擦件上，所述动力输入机构通过主轴将动力传递给主动摩擦件，所述从动摩擦件能够通过动力输出套将动力传递给转动输出部件；所述低速挡传动机构包括传动凸轮套、超越离合器和副轴传动组件，所述传动凸轮套可转动地套装在主轴上，并与主动摩擦件相互靠近的一端凸轮型面配合，形成端面凸轮传动副，该传动凸轮套依次通过副轴传动组件、超越离合器和动力输出套将动力传递给转动输出部件。采用全新设计的中央驱动式结构，第一箱体和第二箱体相对对称地设置在转动输出部件的两侧，不仅能够很好地保证转动输出部件的平衡性，克服传统侧挂式结构导致平衡性不佳的问题，尤其适用于两轮车，而且能够采用高速电机，相对于传统轮毂电机具有更高的机械效率，更小的发热量，更佳的散热能力和更轻的重量；并且，在锥度盘式摩擦离合器和超越离合器的共同配合下，当转动输出部件承受的载荷不大时，动力系统依次经动力输入机构、主轴、锥度盘式摩擦离合器和动力输出套，将动力传递到转动输出部件上，从而能够高效地传递动力，电机处于高转速、高效率的工作状态，能耗低；当电动交通工具处于启动、爬坡、逆风等低速重载条件时，转动输出部件的转速小于主轴的转速，主动摩擦件沿主轴发生轴向位移，锥度盘式摩擦离合器失去预紧力，因而摩擦离合器断开，进入低速挡，动力系统依次经动力输入机构、主轴、主动摩擦件、传动凸轮套、副轴传动组件、超越离合器和动力输出套，将动力传递到转动输出部件上，此时，能够自适应匹配纯电动交通工具的实际行驶工况与电机工况，不仅使其具有强大的爬坡和重载能力，而且使电机始终处于高效平台上，大大提高了电机在爬坡和重载情况下的效率，降低了电机能耗；并且，当转动输出部件的转速逐步提升至与主轴的转速相同时，变速系统再次切换回到高速挡，从而在不切断驱动力的情况下自适应随行驶阻力变化自动进行换挡变速，大幅增加了电机高效运行的区间，可以满足山区、丘陵和重负荷条件下使用，使电机或发动机负荷变化平缓、纯电动交通工具运行平稳，安全高。作为优选：所述主动摩擦件包括摩擦内锥套和固定在摩擦内锥套靠近传动凸轮套一端的摩擦件凸轮套，所述从动摩擦件包括套在摩擦内锥套外的摩擦外锥套以及套在摩擦件凸轮套外的离合器输出套，所述摩擦外锥套的内锥面与摩擦内锥套的外锥面摩擦配合，所述摩擦内锥套套装在主轴上，并与主轴之间形成螺旋传动副，所述摩擦件凸轮套远离摩擦内锥套的一端端面与传动凸轮套的对应端面形成端面凸轮传动副，所述弹性元件组对摩擦内锥套远离摩擦件凸轮套的一端施加预紧力，所述动力输出套套装在离合器输出套上，并与离合器输出套花键配合。采用以上结构，处于低速挡传动时，利用传动凸轮套与摩擦件凸轮套的端面凸轮副传动副，能够压缩弹性元件组，使摩擦离合器处于分离状态，从而进入慢挡传动，并且，端面凸轮副传动配合稳定可靠，易于加工制造。作为优选：所述螺旋传动副包括沿周向分布在摩擦内锥套内壁上的内螺旋滚道以及沿周向分布在主轴外壁上的外螺旋滚道，在各个外螺旋滚道与对应内螺旋滚道中均嵌设有若干向外凸出的滚珠，各个滚珠分别能够在对应的内螺旋滚道和外螺旋滚道中滚动。采用以上结构，结构简单可靠，机构配合稳定，易于加工制造。作为优选：所述弹性元件组为碟簧，所述摩擦内锥套靠近碟簧的一端端面凹陷形成有与碟簧相适应的碟簧安装槽，所述碟簧的一端嵌入该碟簧安装槽中。采用以上结构，易于装配，配合稳定可靠。作为优选：所述动力系统为电机，所述动力输入机构包括输入减速组件和输入传递组件，所述输入减速组件包括输入一级主动齿套、输入一级从动齿轮、中间轴和输入二级从动齿套，所述输入一级主动齿套固套在电机的电机轴上，所述中间轴与主轴平行，并具有与输入二级从动齿套啮合的输入二级主动齿部，所述输入一级从动齿轮固套在中间轴上，并与输入一级主动齿套啮合，所述输入二级从动齿套通过输入传递组件将动力传递给主轴。采用以上结构，能够稳定可靠地进行减速传动。作为优选：所述输入传递组件包括输入法兰盘和输入安装套，所述输入法兰盘套装在主轴上，并与主轴花键配合，所述输入安装套的一端与输入法兰盘固定连接，并与输入法兰盘同步转动，该输入安装套套在锥度盘式摩擦离合器和弹性元件组的外部，所述二级从动齿套固套在输入安装套上。采用以上结构，简单可靠。作为优选：所述副轴传动组件包括固套在传动凸轮套上的副轴一级主动齿轮、与主轴平行的副轴和固套在副轴上的副轴一级从动齿轮，所述副轴一级主动齿轮与副轴一级从动齿轮啮合，所述副轴上具有副轴二级主动齿，所述超越离合器的外圈上具有与副轴二级主动齿啮合的副轴二级从动齿，该超越离合器的内心轮可转动地套装在传动凸轮套上，并与动力输出套花键配合。采用以上结构，能够稳定可靠地进行减速传动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用中央驱动形式的智慧自适应电驱动系统，包括转动输出部件(1)、动力系统和变速系统，所述动力系统通过变速系统驱动带动输出部件(1)，其特征在于：在所述转动输出部件(1)的两侧分别设置有第一箱体(8)和第二箱体(9)，所述变速系统包括动力输入机构、高速挡传动机构、低速挡传动机构和主轴(4)，所述动力系统、动力输入机构和高速挡传动机构安装在第一箱体(8)中，所述低速挡传动机构安装在第二箱体(9)中，所述主轴(4)穿设在转动输出部件(1)上，且两端分别插入第一箱体(8)和第二箱体(9)中；/n所述高速挡传动机构包括锥度盘式摩擦离合器(2)和用于对锥度盘式摩擦离合器(2)施加预紧力的弹性元件组(3)，所述锥度盘式摩擦离合器(2)包括主动摩擦件(2a)和从动摩擦件(2b)，所述主动摩擦件(2a)套装在主轴(4)上，并与主轴(4)之间形成螺旋传动副，以使主动摩擦件(2a)能够沿主轴(4)轴向滑动，所述从动摩擦件(2b)套装在主动摩擦件(2a)上，所述动力输入机构通过主轴(4)将动力传递给主动摩擦件(2a)，所述从动摩擦件(2b)能够通过动力输出套(5)将动力传递给转动输出部件(1)；/n所述低速挡传动机构包括传动凸轮套(7)、超越离合器(6)和副轴传动组件，所述传动凸轮套(7)可转动地套装在主轴(4)上，并与主动摩擦件(2a)相互靠近的一端凸轮型面配合，形成端面凸轮传动副，该传动凸轮套(7)依次通过副轴传动组件、超越离合器(6)和动力输出套(5)将动力传递给转动输出部件(1)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种采用中央驱动形式的智慧自适应电驱动系统，包括转动输出部件(1)、动力系统和变速系统，所述动力系统通过变速系统驱动带动输出部件(1)，其特征在于：在所述转动输出部件(1)的两侧分别设置有第一箱体(8)和第二箱体(9)，所述变速系统包括动力输入机构、高速挡传动机构、低速挡传动机构和主轴(4)，所述动力系统、动力输入机构和高速挡传动机构安装在第一箱体(8)中，所述低速挡传动机构安装在第二箱体(9)中，所述主轴(4)穿设在转动输出部件(1)上，且两端分别插入第一箱体(8)和第二箱体(9)中；
所述高速挡传动机构包括锥度盘式摩擦离合器(2)和用于对锥度盘式摩擦离合器(2)施加预紧力的弹性元件组(3)，所述锥度盘式摩擦离合器(2)包括主动摩擦件(2a)和从动摩擦件(2b)，所述主动摩擦件(2a)套装在主轴(4)上，并与主轴(4)之间形成螺旋传动副，以使主动摩擦件(2a)能够沿主轴(4)轴向滑动，所述从动摩擦件(2b)套装在主动摩擦件(2a)上，所述动力输入机构通过主轴(4)将动力传递给主动摩擦件(2a)，所述从动摩擦件(2b)能够通过动力输出套(5)将动力传递给转动输出部件(1)；
所述低速挡传动机构包括传动凸轮套(7)、超越离合器(6)和副轴传动组件，所述传动凸轮套(7)可转动地套装在主轴(4)上，并与主动摩擦件(2a)相互靠近的一端凸轮型面配合，形成端面凸轮传动副，该传动凸轮套(7)依次通过副轴传动组件、超越离合器(6)和动力输出套(5)将动力传递给转动输出部件(1)。


2.根据权利要求1所述的采用中央驱动形式的智慧自适应电驱动系统，其特征在于：所述主动摩擦件(2a)包括摩擦内锥套(2a1)和固定在摩擦内锥套(2a1)靠近传动凸轮套(7)一端的摩擦件凸轮套(2a2)，所述从动摩擦件(2b)包括套在摩擦内锥套(2a1)外的摩擦外锥套(2b1)以及套在摩擦件凸轮套(2a2)外的离合器输出套(2b2)，所述摩擦外锥套(2b1)的内锥面与摩擦内锥套(2a1)的外锥面摩擦配合，所述摩擦内锥套(2a1)套装在主轴(4)上，并与主轴(4)之间形成螺旋传动副，所述摩擦件凸轮套(2a2)远离摩擦内锥套(2a1)的一端端面与传动凸轮套(7)的对应端面形成端面凸轮传动副，所述弹性元件组(3)对摩擦内锥套(2a1)远离摩擦件凸轮套(2a2)的一端施加预紧力，所述动力输出套(5)套装在离合器输出套(2b2)上，并与离合器输出套(2b2)花键配合。


3.根据权利要求2所述的采用中央驱动形式的智慧自适应电驱动系统，其特征在于：所述螺旋传动副包括沿周向分布在摩擦内锥套(2a1)内壁上的内螺旋滚道(2a11)以及沿周向分布在主轴(4)外壁上的外螺旋滚道(4a)，在各个外螺旋滚道(4a)与对应内螺旋滚道(2a11)中均嵌设有若干向外凸出的滚珠(11)，各个滚珠(11)分别能够在对应的内螺旋滚道(2a11)和外螺旋滚道(4a)中滚动。


4.根据权利要求2所述的采用中央驱动形式的智慧自适应电驱动系统，其特征在于：所述弹性元件组(3)为碟簧，所述摩擦内锥套(2a1)靠近碟簧的一端端面凹陷形成有与碟簧相适应的碟簧安装槽(2a12)，所述碟簧的一端嵌入该碟簧安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊杰，薛荣生，张引航，王靖，陈同浩，谭志康，邓天仪，邓云帆，梁品权，颜昌权，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50