基于电机与AMT集成化的电动汽车驱动系统技术方案

基于电机与AMT集成化的电动汽车驱动系统，其特征是：包括驱动电机、变速器传动总成、选换挡执行机构；所述驱动电机为直流无刷电机；该驱动电机的输出轴设有内花键，记为电机内花键输出轴；所述变速器传动总成包括变速器箱体、变速器输入轴、一挡主动齿轮、二挡主动齿轮、三挡主动齿轮、四挡主动齿轮、变速器输出轴、一挡从动齿轮、二挡从动齿轮、三挡从动齿轮、四挡从动齿轮、第一?二挡换挡拨叉、第三?四换挡拨叉、第一?二挡接合套、第三?四挡接合套、第一?二挡花键毂、第三?四挡花键毂、输出轴转速传感器、变速器选换挡轴、主减速器及差速器；驱动电机的壳体与所述变速器箱体一体化通过固定销定位后用细牙螺钉直接相连，电机内花键输出轴位于电机内，所述变速器输入轴直接插入电机内与电机内花键输出轴连接；所述变速器输入轴的两端通过圆锥滚子轴承支承在所述变速器箱体上，所述二挡主动齿轮、一挡主动齿轮、四挡主动齿轮、三挡主动齿轮设置在所述变速器输入轴上并为一体化结构；所述第三?四挡花键毂和第一–二挡花键毂与所述变速器输出轴花键过盈配合；所述第三?四挡花键毂和第一–二挡花键毂的外花键分别与所述的第三?四挡接合套和第一?二挡接合套配合；所述一挡从动齿轮、二档从动齿轮上均制有与第一?二挡接合套配合的接合齿圈；所述三挡从动齿轮、四挡从动齿轮上均制有与第三?四挡接合套配合的接合齿圈；所述一挡～五挡从动齿轮分别通过尼龙滚针轴承套装在所述变速器输出轴上，并通过轴肩和卡簧轴向定位；所述选换挡执行机构固定在所述变速箱体上；选换挡执行机构包括：壳体、选挡传感器、壳体选挡密封盖、选挡电机接板，选挡电机、选挡轴，选档蜗轮齿扇，选挡蜗杆；换挡传感器、壳体换挡密封盖、换挡电机接板，换挡电机，换挡轴、换挡蜗轮扇齿、换挡蜗杆、换挡齿轮、换挡齿扇、选档拨块、选档拨指、变速器选换挡轴；所述选挡传感器固定在壳体选挡密封盖上并与选挡轴配合；所述选挡电机通过选挡电机接板与壳体紧固，所述选挡电机与选挡蜗杆通过联轴器相联，所述选挡蜗杆与选挡蜗轮齿扇啮合，所述选挡蜗轮齿扇与选挡轴通过平键紧联接，所述选挡轴与选档拨指通过销紧固联接；选档拨指包括指体和凸轮，所述凸轮一端设置安装孔并通过该安装孔安装在选档轴上，所述凸轮的另一端固设指体；指体为一圆柱体且轴线与所述安装孔轴线平行；所述选挡拨指与选挡拨块配合联动，所述选档拨块包括两个同轴线设置的套轮和设置在两套轮之间的套管；两个套轮与套管设置有同心孔；所述套轮的外轮廓面为相互对称的两个平面和相互对称的两个弧面顺次连接而成；所述选挡拨指的指体位于两套轮之间并位于套管一侧；选挡拨块与变速器选换挡轴紧固联接；所述换挡传感器固定在壳体选挡密封盖上并与换挡轴配合；所述换挡电机通过换挡电机接板与壳体紧固，所述换挡电机与换挡蜗杆通过联轴器相联，所述换挡蜗杆与换挡蜗轮齿扇啮合，所述换挡蜗轮齿扇与换挡轴通过平键紧联接，所述换挡轴与换挡齿轮通过键紧固联接，所述换挡齿轮与换挡齿扇啮合，换挡齿扇内花键与变速器选换挡轴的外花键间隙配合。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】基于电机与AMT集成化的电动汽车驱动系统，该驱动系统包括：驱动电机、变速器传动总成、选换挡执行机构；变速器传动总成包括四个挡位的主从动齿轮、两个花键毂、两个接合套、输出传感器。所述驱动电机为直流无刷电机；该驱动电机的输出轴设有内花键，驱动电机的壳体与所述变速器箱体一体化通过固定销定位后用细牙螺钉直接相连，电机内花键输出轴位于电机内，所述变速器输入轴直接插入电机内与电机内花键输出轴连接；该系统去掉了离合器，减小了换挡时动力中断时间，也降低了成本。为通过驱动电机的主动调速实现换挡时接合套与目标挡位齿轮的同步的控制方式提供了结构基础，变速箱去掉了对材料要求高的同步器，进一步减小成本。【专利说明】基于电机与AMT集成化的电动汽车驱动系统
本技术属于电动汽车
，特别涉及一种电动汽车的驱动系统及驱动方法，尤其是驱动电机前置前驱的小型纯电动汽车的驱动系统。
技术介绍
随着全社会对环境问题的日益关注，以及石油能源问题越加严重，人们已大力投入到新能源汽车的研究生产之中，其中，小型纯电动汽车以其零污染，对燃油零消耗的优势在当今社会正发挥着越来越重要的作用。当前已有小型纯电动汽车投入使用，其结构上直接由电机驱动，无变速器，动力经固定速比减速器直接输出到传动轴，基本能够满足车辆低速起步与小角度爬坡的要求，但是最大爬坡度和最高车速都受到了限制，同时由于无变速箱，爬坡或加速能力均由驱动电机直接决定，对电机的最大转矩Tmax和最高转速nmax要求高，从而使电机或者整车的质量、体积和成本提闻。或者已有的安装二挡位变速箱的电动汽车，仍具有一定的局限性:要么一挡起步或爬坡，要么二挡高速行驶，无中间正常行驶挡位，挡位覆盖范围窄，整车工况适应性差；同时，驱动电机难以保持在高效区工作，导致电耗升高；如果将二挡设置为较低的正常行驶速度，就无法满足车辆高速行驶的需求，在高速路段会对交通流造成影响；但如果变速箱挡位太多，也会使机械结构变得复杂，体积和质量增大，与小型纯电动汽车的设计理念冲突；设计成三挡变速器同样需要选挡和换挡两套机构，不如做成四挡变速器，在增加一套齿轮组的情况下可以拓宽电机工作范围，缩短电机调速时间，降低换挡难度。现有电动汽车换挡时采用传统同步器机械结构，通过同步器锁环与齿圈锥面接触产生摩擦达到同步以减少换挡时啮合齿间冲击,但是同步器制造材料要求高，使整车成本升高且结构复杂；另外，在换挡过程中同步器因主从动齿轮转速不同而滑磨，这将增加换挡电机执行换挡的时间和电机堵转现象，从而降低电机寿命。汽车自动换挡过程中的离合器控制问题，一直是机械式自动变速器AMT的技术难点，也是多年来制约我国AMT产品化的重要原因之一。如果去掉离合器，则离合器控制难点问题将不再存在，而且还可以大大减少生产成本和使用成本。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的缺点，本技术的目的在于提供一种基于电机与AMT集成化的电动汽车驱动系统，用于驱动电机前置前驱的小型纯电动汽车的动力驱动系统，驱动电机与变速器经过集成设计后直接相连，系统去掉了离合器和同步器，为采用驱动电机对输入轴主动调速从而通过接合套实现同步换挡的控制方式提供结构基础。本技术提供的一种基于电机与AMT集成化的电动汽车驱动系统，包括驱动电机、变速器传动总成、选换挡执行机构；所述驱动电机为直流无刷电机；该驱动电机的输出轴设有内花键，记为电机内花键输出轴；所述变速器传动总成包括变速器箱体、变速器输入轴、一挡主动齿轮、二挡主动齿轮、三挡主动齿轮、四挡主动齿轮、变速器输出轴、一挡从动齿轮、二挡从动齿轮、三挡从动齿轮、四挡从动齿轮、第一 -二挡换挡拨叉、第三-四换挡拨叉、第一-二挡接合套、第三-四挡接合套、第一 -二挡花键毂、第三-四挡花键毂、输出轴转速传感器、变速器选换挡轴、主减速器及差速器组成；驱动电机的壳体与所述变速器箱体一体化通过固定销定位后用细牙螺钉直接相连，电机内花键输出轴位于电机内，所述变速器输入轴直接插入电机内与电机内花键输出轴连接；所述变速器输入轴的两端通过圆锥滚子轴承支承在所述变速器箱体上，所述二挡主动齿轮、一挡主动齿轮、四挡主动齿轮、三挡主动齿轮设置在所述变速器输入轴上并为一体化结构；所述第三-四挡花键毂和第一 -二挡花键毂与所述变速器输出轴花键过盈配合；所述第三-四挡花键毂和第一-二挡花键毂的外花键分别与所述的第三-四挡接合套和第一-二挡接合套配合；所述一挡从动齿轮、二档从动齿轮上均制有与第一 -二挡接合套配合的接合齿圈；所述三挡从动齿轮、四挡从动齿轮上均制有与第三-四挡接合套配合的接合齿圈；所述一挡?五挡从动齿轮分别通过尼龙滚针轴承套装在所述变速器输出轴上，并通过轴肩和卡簧轴向定位；所述选换挡执行机构固定在所述变速箱体上；选换挡执行机构包括:壳体、选挡传感器、壳体选挡密封盖、选挡电机接板，选挡电机、选挡轴，选档蜗轮齿扇，选挡蜗杆；换挡传感器、壳体换挡密封盖、换挡电机接板，换挡电机，换挡轴、换挡蜗轮扇齿、换挡蜗杆、换挡齿轮、换挡齿扇、选档拨块、选档拨指、变速器选换挡轴；所述选挡传感器固定在壳体选挡密封盖上并与选挡轴配合；所述选挡电机通过选挡电机接板与壳体紧固，所述选挡电机与选挡蜗杆通过联轴器相联，所述选挡蜗杆与选挡蜗轮齿扇啮合，所述选挡蜗轮齿扇与选挡轴通过平键紧联接，所述选挡轴与选档拨指通过销紧固联接；选档拨指包括指体和凸轮，所述凸轮一端设置安装孔并通过该安装孔安装在选档轴上，所述凸轮的另一端固设指体；指体为一圆柱体且轴线与所述安装孔轴线平行；所述选挡拨指与选挡拨块配合联动，所述选档拨快包括两个同轴线设置的套轮和设置在两套轮之间的套管；两个套轮与套管设置有同心孔；所述套轮的外轮廓面为相互对称的两个平面和相互对称的两个弧面顺次连接而成；所述选挡拨指的指体位于两套轮之间并位于套管一侧；选挡拨块与变速器选换挡轴紧固联接；所述换挡传感器固定在壳体选挡密封盖上并与换挡轴配合；所述换挡电机通过换挡电机接板与壳体紧固，所述换挡电机与换挡蜗杆通过联轴器相联，所述换挡蜗杆与换挡蜗轮齿扇啮合，所述换挡蜗轮齿扇与换挡轴通过平键紧联接，所述换挡轴与换挡齿轮通过键紧固联接，所述换挡齿轮与换挡齿扇啮合，换挡齿扇内花键与变速器选换挡轴的外花键间隙配合。本技术的有益效果是:1、本驱动系统中，实现驱动电机与AMT的一体化集成设计，所述电机内花键轴不伸出电机外端面，变速器输入外花键轴直接插入电机内，从而进一步减少了系统尺寸，使其布置更加方便灵活；2、本驱动系统中，去掉了离合器使得动力传递系统的结构变得更加简单，也使生产和使用成本大大减少；无离合器机械式自动变速箱AMT换挡时，不需离合器分离省去了对离合器的控制，使得换挡控制系统大为简化；3、本驱动系统中，提出采用四档AMT的构型方案，设有低挡位和超速挡位，低挡位用于克服大阻力行驶，如爬坡或起步急加速；超速挡用于较好路况条件下的高速行驶，如城郊路况或省道，从而大大克服了现有电动汽车存在的工况适应性差的问题；4、本驱动系统中，最突出一点为同时舍弃了离合器和同步器，主要是通过对驱动电机的精准调速来实现快速无冲击换挡。换挡时利用驱动电机主动调速带动输入轴，通过输入轴齿轮带动与之啮合的输出轴齿轮，从而对输出轴目标挡位齿轮进行调速本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于电机与AMT集成化的电动汽车驱动系统，其特征是：包括驱动电机、变速器传动总成、选换挡执行机构；所述驱动电机为直流无刷电机；该驱动电机的输出轴设有内花键，记为电机内花键输出轴；所述变速器传动总成包括变速器箱体、变速器输入轴、一挡主动齿轮、二挡主动齿轮、三挡主动齿轮、四挡主动齿轮、变速器输出轴、一挡从动齿轮、二挡从动齿轮、三挡从动齿轮、四挡从动齿轮、第一?二挡换挡拨叉、第三?四换挡拨叉、第一?二挡接合套、第三?四挡接合套、第一?二挡花键毂、第三?四挡花键毂、输出轴转速传感器、变速器选换挡轴、主减速器及差速器；驱动电机的壳体与所述变速器箱体一体化通过固定销定位后用细牙螺钉直接相连，电机内花键输出轴位于电机内，所述变速器输入轴直接插入电机内与电机内花键输出轴连接；所述变速器输入轴的两端通过圆锥滚子轴承支承在所述变速器箱体上，所述二挡主动齿轮、一挡主动齿轮、四挡主动齿轮、三挡主动齿轮设置在所述变速器输入轴上并为一体化结构；所述第三?四挡花键毂和第一–二挡花键毂与所述变速器输出轴花键过盈配合；所述第三?四挡花键毂和第一–二挡花键毂的外花键分别与所述的第三?四挡接合套和第一?二挡接合套配合；所述一挡从动齿轮、二档从动齿轮上均制有与第一?二挡接合套配合的接合齿圈；所述三挡从动齿轮、四挡从动齿轮上均制有与第三?四挡接合套配合的接合齿圈；所述一挡～五挡从动齿轮分别通过尼龙滚针轴承套装在所述变速器输出轴上，并通过轴肩和卡簧轴向定位；所述选换挡执行机构固定在所述变速箱体上；选换挡执行机构包括：壳体、选挡传感器、壳体选挡密封盖、选挡电机接板，选挡电机、选挡轴，选档蜗轮齿扇，选挡蜗杆；换挡传感器、壳体换挡密封盖、换挡电机接板，换挡电机，换挡轴、换挡蜗轮扇齿、换挡蜗杆、换挡齿轮、换挡齿扇、选档拨块、选档拨指、变速器选换挡轴；所述选挡传感器固定在壳体选挡密封盖上并与选挡轴配合；所述选挡电机通过选挡电机接板与壳体紧固，所述选挡电机与选挡蜗杆通过联轴器相联，所述选挡蜗杆与选挡蜗轮齿扇啮合，所述选挡蜗轮齿扇与选挡轴通过平键紧联接，所述选挡轴与选档拨指通过销紧固联接；选档拨指包括指体和凸轮，所述凸轮一端设置安装孔并通过该安装孔安装在选档轴上，所述凸轮的另一端固设指体；指体为一圆柱体且轴线与所述安装孔轴线平行；所述选挡拨指与选挡拨块配合联动，所述选档拨块包括两个同轴线设置的套轮和设置在两套轮之间的套管；两个套轮与套管设置有同心孔；所述套轮的外轮廓面为相互对称的两个平面和相互对称的两个弧面顺次连接而成；所述选挡拨指的指体位于两套轮之间并位于套管一侧；选挡拨块与变速器选换挡轴紧固联接；所述换挡传感器固定在壳体选挡密封盖上并与换挡轴配合；所述换挡电机通过换挡电机接板与壳体紧固，所述换挡电机与换挡蜗杆通过联轴器相联，所述换挡蜗杆与换挡蜗轮齿扇啮合，所述换挡蜗轮齿扇与换挡轴通过平键紧联接，所述换挡轴与换挡齿轮通过键紧固联接，所述换挡齿轮与换挡齿扇啮合，换挡齿扇内花键与变速器选换挡轴的外花键间隙配合。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张利鹏，李亮，田阳，王永忠，翁福建，
申请(专利权)人：聊城清科汽车电控有限公司，清华大学，
类型：实用新型
国别省市：