小型纯电动汽车机电耦合系统技术方案

一种小型纯电动汽车机电耦合系统，变速机构的输入端通过自动离合器与电动机的输出端连接，变速机构的输出端与差速器的输入端连接；所述变挡控制单元的输出端与ＥＣＵ控制器的变挡信号输入端连接，ＥＣＵ控制器的制动信号输入端与制动开关连接，ＥＣＵ控制器的启动信号输入端与启动开关连接，ＥＣＵ控制器的车速信号输入端与车速传感器的输出端连接，ＥＣＵ控制器的转速信号输入端与转速传感器的输出端连接，所述ＥＣＵ控制器的第一输出端与离合电机连接，ＥＣＵ控制器的第二输出端与电动机连接。本实用新型专利技术采用电动机与自动离合器及变速机构的自适应控制，使得整个动力总成的结构简单紧凑、重量轻、制造成本低，并且控制方便、操作舒适。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

Electromechanical coupling system of small pure electric vehicle

A small pure electric automobile electromechanical coupling system, the input end of the output transmission mechanism through the automatic clutch and the motor is connected with the output end of the transmission mechanism and the differential mechanism is connected with the input end; the output end of the shift control unit and ECU controller change gear is connected with a signal input end and the signal input end of the brake brake switch the ECU controller is connected, the start signal input and the start switch ECU controller connected output speed signal input end of the ECU controller and the speed sensor is connected with the output speed signal input end of the ECU controller and the speed sensor is connected with the output end of the first clutch and the motor is connected with the ECU controller, connecting second the output end of the ECU controller and the motor. The utility model adopts an adaptive control of an electric motor, an automatic clutch and a speed change mechanism, so that the whole power assembly has the advantages of simple and compact structure, light weight, low manufacturing cost, convenient control and comfortable operation.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于汽车
，具体地说，尤其涉及小型纯电动汽车机电 耦合系统。
技术介绍
目前，由于燃油汽车对环境的污染以及国际石油价格的不断攀高，各汽车 生产厂家均加大了电动汽车的研究步伐，特别是小型纯电动汽车，已成为国内 外汽车企业努力研究的方向。小型纯电动汽车是指整车质量在900kg以下、纯粹以电力作为动力源的新 型汽车。小型纯电动汽车的动力性指标参照GB 18385-2001的测试标准最高 时速》100km/h;加速时间在0-50 km/h时《6s，在50-80 km/h时《8s;最大 爬坡度为20%。小型纯电动汽车的经济性指标参照GB 18386-2001的测试标准 能量消耗率《10kWh/100km;续驶里程》100km;制动能量回收率》10%。小型纯 电动汽车的噪声指标参照GB 1495-2002的测试标准低于限值2-3。小型纯电 动汽车的整车成本以年批量生产5000台计算，应不超过7万元/台。现有的电动汽车一般以燃料电池作为动力源，直接将燃料的化学能转变为 电能，经电动机驱动车辆运行。现有电动汽车的电动机械驱动系统一般分为以 下几种1、用电机驱动系统取代内燃机驱动系统，传统系统中保留内燃机汽车的变速箱、传动轴、后桥和半轴等传动部件，但结构复杂、装配困难、重量重、制 造成本高，不是应用和发展的方向。2、 采用轮毂电机驱动，电机装在车轮轮毂中，直接驱动车轮，提高传动效 率，节省空间，减少悬挂质量，但缺点较多，如电机与车轮集成导致非簧载质 量较大，恶化悬架隔振性能，影响不平路面行驶条件下的车辆操控性和安全性， 车辆大负荷低速爬坡工况下容易出现冷却不足导致的轮毂电机过热烧毁问题， 目前应用的技术还不成熟。3、 机电集成化驱动系统，取消了齿轮变速箱，只采用一部分机械传动的齿 轮、差速器、半轴等零部件来传递动力，节省空间，便于设计和集成，是当前 应用和发展的方向，但是已有技术不成熟，动力性能不好，驾驶员的换挡强度 大，换挡时间较长，驾驶的舒适感较差。综上所述，现有的电动汽车要么动力总成部分结构复杂、装配困难、重量 重、造价高，难以满足小型纯电动汽车的经济性及整车成本要求；要么加速、 爬坡能力不强，换挡操作复杂，驾驶舒适感差，难以满足小型纯电动汽车的动 力性要求；同时，电动汽车所使用的燃料电池价格非常昂贵，基本靠进口，这 些都成为制约小型纯电动汽车应用、发展的关键因素，怎样设计出一款全新的 动力总成及操控系统，使小型纯电动汽车满足动力性、经济性及整车成本等相 关要求，是汽车生产企业殛待解决的问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种小型纯电动汽车机电耦合系 统，以满足小型纯电动汽车动力性、经济性及整车成本等相关要求。本技术的技术方案如下 一种小型纯电动汽车机电耦合系统，包括电动机、制动开关、车速传感器、转速传感器、启动开关、自动离合器、差速器、 左半轴和右半轴，其中差速器的两个输出端分别与左、右半轴连接，其关键在 于在所述电动机与差速器之间设置有变速机构并配备有变挡控制单元，所述 变速机构的输入端通过自动离合器与电动机的输出端连接，变速机构的输出端 与差速器的输入端连接；所述变挡控制单元的输出端与ECU控制器的变挡信号 输入端连接，ECU控制器的制动信号输入端通过导线与制动开关连接，ECU控制 器的启动信号输入端通过导线与启动开关连接，ECU控制器的车速信号输入端与 车速传感器的输出端连接，ECU控制器的转速信号输入端与转速传感器的输出端 连接，所述ECU控制器的第一输出端与离合电机连接，该离合电机控制自动离 合器的接合与分离，所述ECU控制器的第二输出端与电动机连接。本技术是根据小型纯电动汽车的技术指标，通过分析国内外电动汽车 的特点，综合动力性、经济性及整车成本要求而设计的全新技术方案。本实用 新型中电动机的动力通过自动离合器传递给变速机构，再由变速机构传递给差 速器、左右半轴及车轮，驱动整车行驶。启动开关通过ECU控制器控制电动机 的启动，自动离合器起传递或切断电动机与变速机构之间动力的作用，自动离 合器的动作由离合电机控制。整车的运行状态由变速机构决定，变速机构由驾 驶室内设置的换挡杆控制，换挡杆的动作可通过变挡控制单元传递给ECU控制 器。本技术中ECU控制器采集制动开关、车速传感器、转速传感器和变挡 控制单元的信号，经过其内部设置的特定算法，判断是否制动、车速与转速是 否匹配，并输出控制指令，以控制离合电机、电动机完成相应的动作。本实用 新型采用电动机与自动离合器及变速机构的自适应控制，取消了传统结构中的 发动机和变速箱，使得整个动力总成的结构简单紧凑、装配容易、重量轻、制造成本低，并且控制方便、操作舒适，不仅从根本上解决了环境污染问题，而 且能有效降低电动汽车的生产成本，有利于电动汽车的推广使用。为了简化结构、便于装卸及操控，上述变速机构由第一传动轴、第一轴一 挡齿轮、第一轴二挡齿轮、第二传动轴、第二轴一挡齿轮、第二轴二挡齿轮、 变速同步接合套、花键毂、拨叉、减速主动齿轮、输出轴和减速从动齿轮构成， 其中第一传动轴通过自动离合器与电动机的输出端连接，在第一传动轴上固套 第一轴一挡齿轮和第一轴二挡齿轮，在所述第二传动轴上相应地空套有第二轴 一挡齿轮和第二轴二挡齿轮，所述第二轴一挡齿轮与第一轴一挡齿轮常啮合， 第二轴二挡齿轮与第一轴二挡齿轮常啮合；在所述第二轴一挡齿轮与第二轴二 挡齿轮之间设有变速同步接合套，该变速同步接合套通过花键毂与第二传动轴 连接，变速同步接合套上连接拨叉，所述变速同步接合套在拨叉的作用下能相 对第二传动轴进行轴向移动，有选择地与第二轴一挡齿轮或第二轴二挡齿轮接 合；在所述第二传动轴上还固套有减速主动齿轮，该减速主动齿轮与输出轴上 的减速从动齿轮常啮合，所述输出轴与差速器的输入端连接。拨叉与驾驶室内的换挡杆连接，换挡杆可通过拨叉拨动变速同步接合套， 使之相对第二传动轴进行左右滑移。变速同步接合套具有三种状态与第二轴 一挡齿轮接合，对应整车的爬坡挡或倒车挡；与第二轴二挡齿轮接合，对应整 车的行驶挡；或者与第二轴一挡齿轮及第二轴二挡齿轮分离，对应整车的停车 挡。换挡杆与自动离合器及电动机之间通过电路联动，即换挡杆的动作通过变 挡控制单元传递给ECU控制器，以控制离合电机、电动机完成相应的动作。当 控制换挡杆停留在停车挡位时，自动离合器在电信号的控制下自动脱开，电动 机空转，而变速同步接合套不与第二轴一挡齿轮及第二轴二挡齿轮接合；当控制换挡杆移动到行驶挡位或爬坡挡位时，变速同步接合套受拨叉的控制与第二 轴二挡齿轮或第二轴一挡齿轮接合，自动离合器在电信号的控制下处于半离合 状态，此时电动机的动力通过自动离合器带动第一轴二挡齿轮和第一轴一挡齿 轮旋转，第二轴二挡齿轮及第二轴一挡齿轮在第一轴二挡齿轮和第一轴一挡齿 轮的带动下绕第二传动轴空转，与第二轴二挡齿轮或第二轴一挡齿轮接合的变 速同步接合套通过花键毂将动力传递给第二传动轴，使减速主动齿轮通过减速 从动齿轮带动输出轴旋转，输出轴再通过差速器将动力传递给半轴，驱动车轮 转动，整车向前行驶。当需要倒车时，首先将换挡杆置于停车挡位，使自动离 合器自动脱开，然后控制电动机的输出轴反向空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型纯电动汽车机电耦合系统，包括电动机（３）、制动开关（４）、车速传感器（５）、转速传感器（６）、启动开关（８）、自动离合器（１１）、差速器（１２）、左半轴（２５）和右半轴（２６），其中差速器（１２）的两个输出端分别与左、右半轴（２５、２６）连接，其特征在于：在所述电动机（３）与差速器（１２）之间设置有变速机构并配备有变挡控制单元（７），所述变速机构的输入端通过自动离合器（１１）与电动机（３）的输出端连接，变速机构的输出端与差速器（１２）的输入端连接；所述变挡控制单元（７）的输出端与ＥＣＵ控制器（１）的变挡信号输入端连接，ＥＣＵ控制器（１）的制动信号输入端通过导线与制动开关（４）连接，ＥＣＵ控制器（１）的启动信号输入端通过导线与启动开关（８）连接，ＥＣＵ控制器（１）的车速信号输入端与车速传感器（５）的输出端连接，ＥＣＵ控制器（１）的转速信号输入端与转速传感器（６）的输出端连接，所述ＥＣＵ控制器（１）的第一输出端与离合电机（２）连接，该离合电机（２）控制自动离合器（１１）的接合与分离，所述ＥＣＵ控制器（１）的第二输出端与电动机（３）连接。

【技术特征摘要】
1、一种小型纯电动汽车机电耦合系统，包括电动机(3)、制动开关(4)、车速传感器(5)、转速传感器(6)、启动开关(8)、自动离合器(11)、差速器(12)、左半轴(25)和右半轴(26)，其中差速器(12)的两个输出端分别与左、右半轴(25、26)连接，其特征在于在所述电动机(3)与差速器(12)之间设置有变速机构并配备有变挡控制单元(7)，所述变速机构的输入端通过自动离合器(11)与电动机(3)的输出端连接，变速机构的输出端与差速器(12)的输入端连接；所述变挡控制单元(7)的输出端与ECU控制器(1)的变挡信号输入端连接，ECU控制器(1)的制动信号输入端通过导线与制动开关(4)连接，ECU控制器(1)的启动信号输入端通过导线与启动开关(8)连接，ECU控制器(1)的车速信号输入端与车速传感器(5)的输出端连接，ECU控制器(1)的转速信号输入端与转速传感器(6)的输出端连接，所述ECU控制器(1)的第一输出端与离合电机(2)连接，该离合电机(2)控制自动离合器(11)的接合与分离，所述ECU控制器(1)的第二输出端与电动机(3)连接。2、 根据权利要求1所述的小型纯电动汽车机电耦合系统，其特征在于所 述变速机构由第一传动轴(13)、第一轴一挡齿轮(16)、第一轴二挡齿轮(15)、 第二传动轴(19)、第二轴一挡齿轮(18)、第二轴二挡齿轮(17)、变速同步接 合套(14)、花键毂(27)、拨叉(24)、减速主动齿轮(20)、输出轴(23)和 减速从动齿轮(21)构成，其中第一传动轴(13)通过自动离合器(11)与电 动机(3)的输出端连接，在第一传动轴(3)上固套第一轴一挡齿轮(16)和 第一轴二挡齿轮(15)，在所述第二传动轴(19)上相应地空套有第二轴一挡齿2轮(18)和第二轴二挡齿轮(17)，所述第二轴一挡齿轮(18)与第一轴一挡齿 轮(16)常啮合，第二轴二挡齿轮(17)与第一轴二挡齿轮(15)常啮合；在 所述第二轴一挡齿轮(18)与第二轴二挡齿轮(17)之间设有变速同步接合套(14)，该变速同步接合套(14)通过花键毂(27)与第二传动轴(19)连接， 变速同步接合套(14)上连接拨叉(24)，所述变速同步接合套(14)在拨叉(24) 的作用下能相对第二传动轴(19)进行轴向移动，有选择地与第二轴一挡...

【专利技术属性】
技术研发人员：许南绍，
申请(专利权)人：力帆实业集团股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：85[中国|重庆]