纯电动干式换挡双速传动系统技术方案

本发明专利技术公开了一种纯电动干式换挡双速传动系统，其电机同轴地驱动着由太阳轮、行星轮和齿圈构成的前行星排和后行星排，前行星的行星轮与后行星排的齿圈通过前转臂联动，后行星排的行星轮输出动力，电机驱动复合式的前后行星排，容易满足传动比要求，内部传动机构设计更为紧凑，齿轮齿数调整灵活，有效降低变速器的质量和缩小变速器的尺寸，并且由太阳轮作为承接电机的高转速，传动效率更高，振动和噪声更小，当选用干式制动器对行星排进行制动或离合时，通过挡位切换实现多种驱动模式，使得电机的发电效率更高，提高能量利用率。

【技术实现步骤摘要】
纯电动干式换挡双速传动系统
本专利技术属于车辆动力系统，具体涉及基于复合行星排实现双速输出驱动的传动系统。
技术介绍
国产汽车行业作为新能源改革的重点，不仅是因为其碳排放污染，另一方面是传统国内车企起步晚、发展历史短，技术竞争力始终比不上欧美日传统车企，一直处于一个落后的状态。因此，国家政策的倾斜和目前市场竞争现状也就使得各大车企不得不将目光放到新能源汽车上。纯电动汽车作为新能源汽车的重要组成部分，目前来说，乘用车和轻型商用车大多数都是采用单级减速器的方案，该方案在技术上易于实现、门槛低，但是也就导致电机在汽车从起步到最高车速都是在固定速比运转，使得电机无法长期在高效区工作。另外，从电机的外特性曲线可得知，电机的转速越高，所提供的扭矩就越急剧下降，因此，目前纯电动汽车在高速段加速能力是偏弱的。纯电动汽车匹配两挡变速器后，汽车在低速和高速行驶时分别使用不同传动比，保证汽车的最高爬坡度和加速性能。目前市面上配置有两挡变速器的汽车基本都是采用同步器拨叉换挡，同步器拨叉换挡的容易出现动力间断，容易在结合过程中出现明显顿挫感，整体传动效率偏低，难以满足新能源汽车的性能要求。而对于湿式摩擦片制动换挡，由于纯电动汽车的电机拥有比传统内燃机更高的转速范围，导致变速器内部零件旋转速度高，摩擦片在非制动的情况下摩擦发热严重，极大影响传动效率和可靠性。综上所述，研发符合纯电动汽车驱动系统的两挡变速器已经成为新能源汽车动力总成的核心研究主题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种驱动模式丰富、传动效率高、传动结构简洁的纯电动干式换挡双速传动系统。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种纯电动干式换挡双速传动系统，包括电机，所述电机同轴地驱动着由太阳轮、行星轮和齿圈构成的前行星排和后行星排，前行星的行星轮与后行星排的齿圈通过前转臂联动，后行星排的行星轮输出动力。优选的，所述后行星排的齿圈连接Ⅰ挡制动盘，Ⅰ挡制动盘间隙地安装于Ⅰ挡制动器内；所述前行星排的齿圈连接Ⅱ挡制动盘，Ⅱ挡制动盘间隙地安装于Ⅱ挡制动器内；优选的，所述后行星排的行星轮连接后转臂，后转臂连接转臂齿轮，转臂齿轮啮合传动行星排输出齿轮，行星排输出齿轮同轴地传动差速器输入齿轮，差速器输入齿轮传动差速器，差速器通过左半轴和右半轴输出动力。实施上述技术方案，由于电机驱动复合式的前后行星排，容易满足传动比要求，内部传动机构设计更为紧凑，齿轮齿数调整灵活，有效降低变速器的质量和缩小变速器的尺寸，并且由太阳轮作为承接电机的高转速，传动效率更高，振动和噪声更小，当选用干式制动器对行星排进行制动或离合时，通过挡位切换实现多种驱动模式，使得电机的发电效率更高，提高能量利用率。附图说明图1为纯电动干式换挡双速传动系统的原理示意图。图2为纯电动干式换挡双速传动系统的拓展传动的原理示意图。图中：EM-电机，P1-前行星排，P2-后行星排；1-前转臂，2-后转臂，3-Ⅱ挡转盘，4-Ⅰ挡转盘，5-Ⅱ挡制动器，6-Ⅰ挡制动器，7-差速器，8-左半轴，9-右半轴，10-输出轴；S1-电机轴，S2-Ⅱ挡制动轴，S3-Ⅰ挡制动轴，S4-中间轴；G1-前太阳轮，G2-后太阳轮，G3-前行星轮，G4-后行星轮，G5-前齿圈，G6-后齿圈，G7-Ⅱ挡制动齿轮，G8-Ⅰ挡制动齿轮，G9-转臂齿轮，G10-行星排输出齿轮，G11-差速器输入齿轮，G12-差速器齿轮。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。如图1所示，纯电动干式换挡双速传动系统纯电动干式换挡双速传动系统由电机EM、电机轴S1、前行星排P1、后行星排P2、Ⅰ挡制动机构和Ⅱ挡制动机构组成，其中电机EM、电机轴S1、前行星排P1、后行星排P2依次同轴安装，Ⅰ挡制动机构与后行星排P2平行轴安装，Ⅱ挡制动机构与前行星排P1平行轴安装，输出轴10与行星排同轴安装。前行星排P1由前太阳轮G1、前行星轮G3、前齿圈G5和前转臂1组成，前太阳轮G1与前行星轮G3外啮合，前行星轮G3与前齿圈G5内啮合。前太阳轮G1固定安装或直接加工于电机轴S1，电机EM与电机轴S1连接，多个前行星轮G3均布在前转臂1上，前齿圈G5的外圆周上还加工有外齿圈。后行星排P2由后太阳轮G2、后行星轮G4、后齿圈G6和后转臂2组成，后太阳轮G2与后行星轮G4外啮合，后行星轮G4与后齿圈G6内啮合，后太阳轮G2固定安装或直接加工于电机轴S1，多个后行星轮G4均布在后转臂2上，后齿圈G6固定安装或直接加工于前转臂2上，后齿圈G6的外圆周上还加工有外齿圈。Ⅰ挡制动机构由Ⅰ挡制动器6、Ⅰ挡制动盘4、Ⅰ挡制动轴S3和Ⅰ挡制动齿轮G8组成。Ⅰ挡制动齿轮G8与后齿圈G6的外齿圈外啮合，多个Ⅰ挡制动齿轮G8均匀安装在后齿圈G6的外齿圈圆周上，Ⅰ挡制动齿轮G8通过Ⅰ挡制动轴S3与置于壳体外部的Ⅰ挡制动盘4固定连接，Ⅰ挡制动盘4按一定间隙安装Ⅰ挡制动器6的内腔内，Ⅰ挡制动器6固定安装于壳体外部。Ⅱ挡制动机构由Ⅱ挡制动器5、Ⅱ挡制动盘3、Ⅱ挡制动轴S2和Ⅱ挡制动齿轮G7组成。Ⅱ挡制动齿轮G7与前齿圈G5的外齿圈外啮合，多个Ⅱ挡制动齿轮G7均匀安装在前齿圈G5的外齿圈圆周上，Ⅱ挡制动齿轮G7通过Ⅱ挡制动轴S3与置于壳体外部的Ⅱ挡制动盘3固定连接，Ⅱ挡制动盘3按一定间隙安装Ⅱ挡制动器5的内腔内，Ⅱ挡制动器5固定安装于壳体外部。输出轴10直接加工或固定安装于后转臂2，输出轴10与后转臂2同轴。本专利技术有以下几种常规模式：Ⅰ挡驱动模式、Ⅱ挡驱动模式、驻车模式、空挡模式、Ⅰ挡能量回收模式和Ⅱ挡能量回收模式。Ⅰ挡驱动模式和Ⅱ挡驱动模式中，后转臂2通过输出轴10输出动力。汽车执行驻车模式时，Ⅰ挡制动器6锁止Ⅰ挡制动盘4，Ⅱ挡制动器5锁止Ⅱ挡制动盘3，前行星排P1和后行星排P2被机械锁止从而实现驻车模式。汽车执行空挡模式时，Ⅰ挡制动器6释放Ⅰ挡制动盘4，Ⅱ挡制动器5锁止Ⅱ挡制动盘3，前行星排P1和后行星排P2不传递动力从而实现空挡模式。汽车在能量回收过程中，车速低于预设车速时，允许Ⅱ挡能量回收模式转换成Ⅰ挡能量回收模式，转换过程中，Ⅱ挡制动器5从锁止状态转换成释放Ⅱ挡制动盘3状态，Ⅰ挡制动器6从释放状态转换成锁止Ⅰ挡制动盘4状态。同时控制器根据车辆实际行驶情况，制动踏板信号调整电机的发电负载力矩保证汽车行驶平顺性。能量回收模式的转换保证了电机(EM)在中低车速下的能量回收效率，提高能量利用率。纯电动干式换挡双速传动系统还可以实现，在轻踩刹车时候，控制器根据刹车踏板位置信号判断驾驶员所需制动力矩少于某预设值时，指令轮边的机械刹车不介入制动，制动力矩由电机EM的发电阻力矩提供，电机提供EM提供制动力矩同时还可以能量回收；当踩刹车幅度超过一定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纯电动干式换挡双速传动系统，包括电机，其特征在于：所述电机同轴地驱动着由太阳轮、行星轮和齿圈构成的前行星排和后行星排，前行星的行星轮与后行星排的齿圈通过前转臂联动，后行星排的行星轮输出动力。/n

【技术特征摘要】
1.一种纯电动干式换挡双速传动系统，包括电机，其特征在于：所述电机同轴地驱动着由太阳轮、行星轮和齿圈构成的前行星排和后行星排，前行星的行星轮与后行星排的齿圈通过前转臂联动，后行星排的行星轮输出动力。


2.根据权利要求1所述的纯电动干式换挡双速传动系统，其特征在于：所述后行星排的齿圈连接Ⅰ挡制动盘，Ⅰ挡制动盘间隙地安装于Ⅰ挡制...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁欢文，王豫，陈军，何思杰，段福海，
申请(专利权)人：广州市新域动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44