一种电动汽车双离合永磁两挡变速器及其换挡操作方法技术

本发明专利技术涉及一种电动汽车双离合永磁两挡变速器及其换挡操作方法，所述变速器包括变速器壳体、传动机构、离合器和制动器；变速器壳体与车辆固定连接，输入轴与电机连接，输出轴与电动汽车主减速器连接，本发明专利技术将传动机构设置为一个安装在壳体之内的磁场调制齿轮，磁场调制齿轮与变速器壳体间通过一对轴承连接，磁场调制齿轮由内转子和外转子和一个调磁环组成，内转子或外转子与输入轴连接，调磁环与输出轴连接，制动器固定在壳体上，能够对外转子或内转子进行制动，磁场调制齿轮中的任意两个转动构件通过离合器连接。本发明专利技术公开的两挡变速器换挡时动力持续，冲击较小且结构简单紧凑，提高车辆换挡品质，增大乘车舒适度，市场应用前景广阔。景广阔。景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车双离合永磁两挡变速器及其换挡操作方法


[0001]本专利技术涉及电动汽车变速器
，尤其涉及一种电动汽车双离合永磁两挡变速器及其换挡操作方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着人们对于改善环境问题，缓解能源危机越来越重视，大力发展纯电动汽车已成为汽车行业可持续发展的世界性战略选择。与传统燃油汽车相比，电动汽车以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，它给环境带来的压力小，已经成为新能源汽车的中坚力量。电动汽车的变速箱作为整车动力系统的核心组成之一，其性能的好坏对汽车的动力性和经济性具有重要影响。因为电动汽车电机驱动的特性，已经不再合适传统燃油汽车上的多挡位变速器，而如果去掉变速装置直接与固定减速比的减速器相连进行传动，则无法兼顾电动汽车的动力性与经济性要求，在爬坡条件与高速行驶情况下，驱动电机会降低传动效率，无法保持高效率工作点。因此，设计一款结构紧凑、稳定性高且舒适性好的电动汽车两挡变速器具有较高的研究意义。
[0003]随着人们对于两挡变速器关注度的提升，人们对纯电动汽车舒适性的要求也越来越高，两挡变速器的换挡品质作为影响整车平顺性的重要因素，降低换挡时所带来的冲击是提高换挡品质的重点。经过对现有技术的检索发现，中国专利CN203363043，公开了一种手动两挡变速器。包括变速器壳体、动力输入轴、中间轴、同步器总成、差速器总成、拨叉拨杆、拉线摆臂、一级变速齿轮组和二级变速齿轮组。该方案存在的问题在于使用了同步器来实现换挡，存在动力中断问题，影响驾驶过程中的舒适性。中国专利CN103821897，公开了一种电动车用单排行星轮系两挡机械自动变速器。包括输入驱动电机、行星轮系、一挡主动齿轮、一挡被动齿轮、二挡主动齿轮、二挡被动齿轮、换挡制动器、同步器导、换挡联动机构、减速器和差速器。该方案使用行星齿轮机构减小了换挡时带来的动力冲击，但是由于使用了同步器来实现换挡，仍然存在动力中断问题，车辆行驶过程中容易造成乘坐人员体感不舒适。中国专利CN103939535，公开了一种电动车用双电机两挡变速器及其换挡控制方法。包括两个电动机和一个机械式自动变速器。该方案使用了双电机来实现换挡，克服了动力中断问题，但是由于双动力系统存在运动干涉，在换挡时容易出现动力冲击，在驾驶过程中顿挫感强。中国专利CN109442014，公开了一种用于纯电动车辆的两挡变速器及变速方法。包括变速器壳体，变速器包括驱动电机、输入齿轮、输入轴、中间轴、中间齿轮、行星轮系、第一动力模块、第二动力模块和差速器。该方案使用行星齿轮机构和双离合机构来实现换挡，不存在动力中断问题，但是行星齿轮机构和双离合机构结构复杂，在换挡过程中会出现动力冲击，换挡不平顺，影响驾驶手感。中国专利CN210235231，公开了一种电动两轮车用双单向轴承的两挡变速器。包括输入轴、输出轴、第一中间轴、第二中间轴、第一单向轴承以及第二单向轴承，实现输入轴两个旋转方向各自对应一挡速度的高效变速。该方案省去离合器结构，改用单向轴承，降低使用成本，结构简单，但是要进行挡位切换必须将电动机进行转向，此时产生动力中断问题，会出现顿挫感，影响电动汽车的平顺性和舒适性。
[0004]综上所述，现有的两挡变速器在换挡过程中存在动力中断和冲击问题，从而引起车辆顿挫，给乘坐人员带来不适感，因此抑制换挡冲击，消除车辆顿挫是高性能两挡变速器所必须解决的技术难题。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种电动汽车双离合永磁两挡变速器及其换挡操作方法，能够有效解决在换挡时出现的动力中断和冲击问题，且换挡时动力持续、冲击较小，而且结构简单。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]本专利技术所提出的一种电动汽车双离合永磁两挡变速器，包括变速器壳体、传动机构、输入轴、输出轴、离合器和制动器；所述变速器壳体与车辆固定连接；所述输入轴与车辆电机连接；所述输出轴与车辆主减速器连接；所述传动机构为一个安装在变速器壳体之内的磁场调制齿轮；所述磁场调制齿轮与变速器壳体间通过一对轴承连接；所述磁场调制齿轮由三个同轴转动构件组成，包括两个安装了永磁体的内转子和外转子以及一个调磁环；所述外转子同轴设置在内转子的圆周外侧；所述调磁环同轴设置在内转子和外转子之间；所述磁场调制齿轮通过内转子或外转子与输入轴同轴连接；所述调磁环与输出轴同轴连接；所述制动器固定在变速器壳体上，用于对内转子或外转子进行制动；所述磁场调制齿轮中的任意两个转动构件通过离合器连接。
[0008]进一步的，所述内转子具有P1对磁极，外转子具有P2对磁极，调磁环由P3个调磁极块组成；P2大于P1，P3＝P1+P2。
[0009]进一步的，所述调磁极块由硅钢片沿轴向叠合而成。
[0010]进一步的，所述磁场调制齿轮为轴向充磁的磁场调制齿轮或径向充磁的磁场调制齿轮。
[0011]进一步的，所述制动器对外转子制动，内转子和外转子通过离合器连接或内转子和调磁环通过离合器连接或外转子和调磁环通过离合器连接，内转子的轴为变速器的输入轴，调磁环的轴为变速器的输出轴。
[0012]进一步的，所述制动器对内转子制动，内转子和外转子通过离合器连接或内转子和调磁环通过离合器连接或外转子和调磁环通过离合器连接，外转子的轴为变速器的输入轴，调磁环的轴为变速器的输出轴。
[0013]一种电动汽车双离合永磁两挡变速器的换挡操作方法，用于车辆前进高/低挡位和后退挡位的切换，包括以下步骤：
[0014]S1：制动器处于制动状态，离合器处于断开状态，车辆电机正向旋转，车辆处于低速前进挡位，当永磁两挡变速器的输入轴连接内转子时，变速器速比为P1+P2/P1，当永磁两挡变速器的输入轴连接外转子时，变速器速比为P1+P2/P2；
[0015]S2：制动器处于断开状态，离合器处于结合状态，车辆电机正向旋转，车辆处于高速前进挡位，变速器速比为1；
[0016]S3：制动器处于制动状态，离合器处于断开状态，车辆电机反向旋转，车辆处于后退挡位。
[0017]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0018]1、本专利技术将一个磁场调制齿轮作为变速器的传动机构，能够兼顾电动汽车动力性和舒适性要求，动力换挡不中断，提高了乘坐人员舒适度。
[0019]2、利用磁场调制齿轮的刚度低的特点，能够有效降低两挡变速器在换挡时所带来的动力冲击，实现挡位平滑切换，有效降低车辆顿挫感，提高电动汽车平顺性和舒适性。
[0020]3、磁场调制齿轮由于其非接触式传动的特性，不会产生机械失效，没有振动和噪音，且具有自动过载保护的功能，两挡变速器稳定性和安全性更高。
[0021]4、磁场调制齿轮克服了机械式齿轮的种种缺点，没有摩擦损耗，在运行过程中无需润滑，降低了两挡变速器后续维护和保养成本。
附图说明
[0022]图1是本专利技术实施例1中两挡变速器的结构示意图；
[0023]图2是本专利技术实施例1中两挡变速器低速前进挡工作状态的结构示意图；
[0024]图3是本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车双离合永磁两挡变速器，包括变速器壳体、传动机构、输入轴、输出轴、离合器和制动器；所述变速器壳体与车辆固定连接；所述输入轴与车辆电机连接；所述输出轴与车辆主减速器连接；其特征在于：所述传动机构为一个安装在变速器壳体之内的磁场调制齿轮；所述磁场调制齿轮与变速器壳体间通过一对轴承连接；所述磁场调制齿轮由三个同轴转动构件组成，包括两个安装了永磁体的内转子和外转子以及一个调磁环；所述外转子同轴设置在内转子的圆周外侧；所述调磁环同轴设置在内转子和外转子之间；所述磁场调制齿轮通过内转子或外转子与输入轴同轴连接；所述调磁环与输出轴同轴连接；所述制动器固定在变速器壳体上，用于对内转子或外转子进行制动；所述磁场调制齿轮中的任意两个转动构件通过离合器连接。2.根据权利要求1所述的一种电动汽车双离合永磁两挡变速器，其特征在于：所述内转子具有P1对磁极，外转子具有P2对磁极，调磁环由P3个调磁极块组成；P2大于P1，P3＝P1+P2。3.根据权利要求2所述的一种电动汽车双离合永磁两挡变速器，其特征在于：所述调磁极块由硅钢片沿轴向叠合而成。4.根据权利要求1所述的一种电动汽车双离合永磁两挡变速器，其特征在于：所述磁场调制齿轮为轴向充磁的磁场调制齿轮或径向...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘大伟，王高磊，杜俊良，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：