本實用新型屬于汽車傳動系統(tǒng)領域，具體提供一種純電動汽車用兩擋變速器動力總成。

背景技術：

由于驅(qū)動電機具有低轉速恒轉矩、高轉速恒功率和工作范圍寬等特性，因此國內(nèi)眾多主機廠在傳統(tǒng)汽車基礎上開發(fā)的純電動汽車，均是采用固定速比的傳動系，且其性能基本上能夠滿足行駛要求。但實際上，由于路況的復雜性，固定速比的電動汽車往往存在低速爬坡電機發(fā)熱、高速弱磁、高速噪音等問題，而且電機不可能一直工作在效率最優(yōu)區(qū)，所以致使純電動汽車出現(xiàn)包括電能消耗快、續(xù)航里程較短等方面的缺陷，而且為了使純電動汽車達到所需的設計性能，往往需要對電機提出更高的要求。

用于純電動汽車的兩擋變速器動力總成因其能夠有效地解決純電動汽車采用固定速比的傳動系時存在的低速爬坡電機發(fā)熱、高速弱磁及高速噪音等問題，作為一種優(yōu)化的方案得到了廣泛的應用。目前的兩擋變速器動力總成的結構多以自動變速器為主，特別是雙離合變速器系統(tǒng)因其具有結構簡單、成本低、換擋品質(zhì)佳等方面的優(yōu)點受到廣大用戶的歡迎。但是，目前的的雙離合變速器存在占用空間大的缺陷，不利于移植到其他系列電動汽車。

相應地，本領域需要一種新的電動汽車雙擋變速器來解決上述問題。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術中的上述問題，即為了解決現(xiàn)有技術中的雙離合變速器存在的占用空間大、不利于移植到其他系列電動汽車上的問題，本實用新型提供了一種純電動汽車用兩擋變速器動力總成，所述兩擋變速器動力總成包括殼體以及設置于所述殼體的、用于動力傳遞的輸入軸和輸出軸；所述殼體內(nèi)設置有：行星齒輪機構，其包括太陽輪、外齒圈以及與所述太陽輪和所述外齒圈分別嚙合的行星輪，所述太陽輪與所述輸入軸相固連；減速器，其包括套在所述輸入軸上的輸入齒輪以及與所述輸入齒輪匹配嚙合的輸出齒輪，所述輸入齒輪與所述行星輪通過輸入軸相連接，所述輸出齒輪固定于所述輸出軸；離合器，其具有與所述輸入軸同軸固連的離合器主動盤以及與所述輸入齒輪同軸固連的離合器從動盤；以及制動器，其具有與所述殼體相固連的制動器主動盤以及與所述外齒圈相固連的制動器從動盤。

在上述兩擋變速器動力總成的優(yōu)選技術方案中，所述行星齒輪機構還包括行星架，所述行星架的一端與所述行星輪相連接，所述行星架的另一端與所述輸入齒輪相固連。

在上述兩擋變速器動力總成的優(yōu)選技術方案中，所述兩擋變速器動力總成還包括動力部，所述動力部與所述離合器和所述制動器分別相連，用于使得所述離合器主動盤和所述離合器從動盤接合/脫離，以及使得所述制動器主動盤和所述制動器從動盤脫離/接合。

在上述兩擋變速器動力總成的優(yōu)選技術方案中，所述動力部包括油泵，所述油泵通過管路與所述離合器和所述制動器分別相連。

在上述兩擋變速器動力總成的優(yōu)選技術方案中，所述油泵通過管路與所述離合器主動盤和所述制動器主動盤分別相連。

在上述兩擋變速器動力總成的優(yōu)選技術方案中，所述兩擋變速器動力總成還包括控制部，所述控制部用于控制所述動力部的運行參數(shù)，通過所述運行參數(shù)的改變使所述離合器主動盤和所述離合器從動盤按照設定的速率平穩(wěn)地接合或脫離，以及使所述制動器主動盤和所述制動器從動盤按照設定的速率平穩(wěn)地接合或脫離。

在上述兩擋變速器動力總成的優(yōu)選技術方案中，所述外齒圈沿中心軸線方向上設置有支撐軸，所述外齒圈通過所述支撐軸以能夠旋轉的方式固定于所述殼體。

在上述兩擋變速器動力總成的優(yōu)選技術方案中，所述行星齒輪機構是單排行星齒輪機構。

在上述兩擋變速器動力總成的優(yōu)選技術方案中，所述離合器是多片濕式離合器。

在上述兩擋變速器動力總成的優(yōu)選技術方案中，所述輸入軸的動力輸入端連接有驅(qū)動電機。

本領域技術人員能夠理解的是，在本實用新型的優(yōu)選技術方案中，通過行星架將行星輪的轉軸與輸入齒輪固定連接，通過離合器控制輸入齒輪和輸入軸之間的接合與脫離，通過制動器控制外齒圈的旋轉與鎖止，通過油泵控制離合器和控制器的接合與脫離，進而實現(xiàn)兩擋變速器的換擋動作。通過控制部控制油泵，進而控制離合器和制動器接合與脫離時的速率可使電動汽車實現(xiàn)在不中斷動力的情況下切換傳動比 (即換擋)，提高整車的動力性能和舒適性，并且當離合器和制動器均處在脫離狀態(tài)時，兩擋變速器處于空擋狀態(tài)。進一步，通過行星架將減速器與行星齒輪機構一體化地設計在殼體內(nèi)，使本實用新型的兩擋變速器在結構上更加簡單、緊湊，方便整車布置。

附圖說明

圖1是本實用新型的兩擋變速器動力總成的結構示意圖；

圖2是本實用新型的兩擋變速器動力總成在一擋時的結構示意圖；

圖3是本實用新型的兩擋變速器動力總成在二擋時的結構示意圖。

附圖標記列表

1、殼體；2、輸入軸；3、輸出軸；4、減速器；41、輸入齒輪；42、輸出齒輪；5、行星齒輪機構；51、太陽輪；52、外齒圈；53、行星輪；54、行星架；55、支撐軸；6、制動器；61、制動器主動盤；62、制動器從動盤；7、離合器；71、離合器主動盤；72、離合器從動盤；8、油泵；9、驅(qū)動電機。

具體實施方式

下面參照附圖來描述本實用新型的優(yōu)選實施方式。本領域技術人員應當理解的是，這些實施方式僅僅用于解釋本實用新型的技術原理，并非旨在限制本實用新型的保護范圍。例如，雖然附圖中驅(qū)動離合器和制動器動作的動力部只示出了油泵，但是很明顯地，動力部還應包括電機、控制閥組、油箱等部件，本領域技術人員可以根據(jù)需要對其做出調(diào)整，以便適應具體的應用場合。

需要說明的是，在本實用新型的描述中，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方向或位置關系的術語是基于附圖所示的方向或位置關系，這僅僅是為了便于描述，而不是指示或暗示所述裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

此外，還需要說明的是，在本實用新型的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域技術人員而言，可根據(jù)具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

如圖1所示，本實用新型的純電動汽車用兩擋變速器動力總成主要包括：殼體1、輸入軸2、輸出軸3、減速器4、行星齒輪機構5、制動器6、離合器7、動力部(圖中未示出)和驅(qū)動電機9。其中動力部包括油泵8。輸入軸2和輸出軸3分別可旋轉地固定在殼體1上，進一步，沿輸入軸2和輸出軸3的徑向在其與殼體1之間還分別設置有軸承(圖中未示出)。輸入軸2的左端(圖1中輸入軸2的左端)與驅(qū)動電機9 的轉軸通過聯(lián)軸器固定連接，用于將驅(qū)動電機9的扭矩傳遞至殼體1內(nèi)。輸出軸3的左端用于連接相應的動力傳輸機構并將殼體1內(nèi)的扭矩傳遞給動力傳輸機構，并通過動力傳輸機構進一步驅(qū)動電動汽車的車輪。在本實用新型的優(yōu)選實施方案中，行星齒輪機構5選用單排行星齒輪機構，離合器7選用多片濕式離合器，或者，本領域技術人員也可以根據(jù)實際需要選用其他形式的行星齒輪機構和其他形式的離合器。

繼續(xù)參閱圖1，減速器4具有輸入齒輪41和輸出齒輪42，在裝配狀態(tài)下，輸入齒輪41和輸出齒輪42相嚙合。輸入齒輪41套在輸入軸2上，而且兩者之間沿徑向的配合面設置有間隙。輸出齒輪42與輸出軸3同軸固定。離合器7包括離合器主動盤71和離合器從動盤72，離合器主動盤71與輸入軸2同軸且固連，離合器從動盤72與輸入齒輪41 同軸且固連，并且在裝配狀態(tài)下，離合器主動盤71和離合器從動盤72 之間可以匹配地接合或者脫離。當離合器主動盤71通過外力驅(qū)動與離合器從動盤72接合時，輸入齒輪41能夠被驅(qū)動旋轉(即圖3所示的二擋情形)。

進一步參閱圖1，行星齒輪機構5主要包括太陽輪51、外齒圈52、行星輪53、行星架54和支撐軸55。太陽輪51與圖1中輸入軸2 的右端同軸且固連。圖1中外齒圈52的右端與圖1中支撐軸55的左端同軸固定，支撐軸55的軸體則可旋轉地安裝到殼體1的殼壁上，進一步，可以沿支撐軸55徑向在其與殼體1之間設置有軸承(圖中未示出)。行星輪53沿徑向設置在太陽輪51和外齒圈52之間，并且行星輪53分別與太陽輪51和外齒圈52相嚙合。本領域技術人員能夠理解的是，行星輪的數(shù)量可根據(jù)需要任意設置。圖1中行星架54的左端與輸入齒輪41 固定連接，圖1中行星架54的右端與行星輪53相連接，并且行星輪53 能夠繞其與行星架54的連接處自由轉動。制動器6具有制動器主動盤61 和制動器從動盤62。制動器主動盤61與殼體1的內(nèi)壁固定連接，制動器從動盤62與外齒圈52固定連接。在裝配狀態(tài)下，制動器主動盤61和制動器從動盤62可以匹配地接合或者脫離，當制動器主動盤61通過外力驅(qū)動與制動器從動盤62接合時，外齒圈52由于被制動最終處于停止旋轉的固定狀態(tài)，即外齒圈52的轉動自由度被約束(即圖2所示的一擋情形)。本領域技術人員容易理解的是，制動器7既可以如圖1所示，沿外齒圈52的徑向設置在外齒圈52和殼體1的內(nèi)壁之間，也可以沿外齒圈52的軸向設置在外齒圈52和殼體1的內(nèi)壁(右側)之間，只要能夠通過制動器主動盤61和制動器從動盤62的接合實現(xiàn)對外齒圈52的自由度約束即可。

繼續(xù)參閱圖1，油泵8通過管路分別與制動器6和離合器7 相連接，用于通過油壓切換制動器6和離合器7的接合/脫離狀態(tài)。當油泵8通過管路將高壓油通至向制動器6時，油壓驅(qū)動制動器主動盤61與制動器從動盤62接合。而當管路中的高壓油被卸荷并引入低壓腔(例如，液壓油箱)時，制動器主動盤61及制動器6自身的作用下復位，制動器主動盤61與制動器從動盤62脫離。同理，油泵8通過供給或者卸去油壓實現(xiàn)離合器主動盤71與離合器從動盤72的接合與脫離。

優(yōu)選地，制動器6和離合器7內(nèi)分別設置有復位彈簧裝置，用于使制動器主動盤61和離合器主動盤71在去除外力后自動復位，或者本領域技術人員也可以根據(jù)需要采用其他的復位裝置來替換復位彈簧裝置。

本領域技術人員能夠理解的是，油泵8通常是通過與其轉軸相連接的電機驅(qū)動其轉動輸出高壓油的，為了進一步簡化本實用新型的兩擋變速器動力總成的結構，可以使用一體式電機油泵為制動器6和離合器7分別提供動力。本領域技術人員還能夠理解的是，為了使油泵8 能夠分別對制動器6和離合器7進行控制，在油泵8與管路之間或在管路上還設置有相應的閥組，該閥組包括但不僅限于換向閥、卸荷閥和溢流閥。

進一步，本實用新型的純電動汽車用兩擋變速器動力總成還包括控制部，該控制部用于控制但不僅限于油泵8和閥組，通過控制油泵8和閥組可使電動汽車根據(jù)路況對離合器7和制動器6進行滑磨控制，實現(xiàn)電動汽車在不中斷動力的情況下切換傳動比(換擋)，從而提高了整車的動力性能和舒適性。

繼續(xù)參閱圖1，從該圖中不難看出，離合器7和制動器6都處于脫離狀態(tài)，且行星齒輪機構5在該狀態(tài)下具有三個自由度(即太陽輪51、外齒圈52和行星輪53均可以轉動)。因此在輸入軸2轉動時，在輸出阻力(負載)的作用下，太陽輪51帶動行星輪53原地轉動，外齒圈52被迫沿與太陽輪51轉動方向相反的方向旋轉，致使輸出軸3無動力輸出。此時，電動汽車處于空擋狀態(tài)。下面結合圖2和圖3來簡要說明電動汽車在一擋狀態(tài)時和二擋狀態(tài)時二擋變速器的動力傳輸過程。

如圖2所示，該圖示出了電動汽車在一擋狀態(tài)時二擋變速器的動力傳輸過程。此時，在油泵8輸出的高壓油的作用下使得制動器6 的制動器主動盤61和制動器從動盤62相接合，以及離合器7的離合器主動盤71和離合器從動盤72相脫離。在此情形下，外齒圈52被鎖定到殼體1上，行星齒輪機構5的三個自由度中的一個自由度被約束，行星齒輪機構5成為了一個單擋傳動裝置，其傳動比i＝(Zr+Zs)/Zs，其中， Zr為外齒圈52的齒數(shù)，Zs為太陽輪51的齒數(shù)。扭矩的輸出過程具體為：驅(qū)動電機9輸出的扭矩經(jīng)過行星齒輪機構5傳遞至輸出軸3，行星齒輪機構5的傳動比i使得輸出軸3的速度降低扭矩增大，具體地，驅(qū)動電機9 輸出扭矩依次經(jīng)輸入軸2、太陽輪51、行星輪53、行星架54和輸入齒輪 41、輸出齒輪42傳遞至輸出軸3，最終通過動力傳輸機構(例如，差速器)輸出至電動汽車的車輪。在變速器處于一擋時，尤其適合電動汽車處于低速行駛的狀態(tài)，如汽車的起步階段，或者汽車處于爬坡、擁堵等路況。

本領域技術人員容易理解的是，只需改變驅(qū)動電機9的旋轉方向，在與圖2的二擋變速器的動力傳輸過程基本相同的前提下，即可實現(xiàn)電動汽車的倒擋動作。

如圖3所示，該圖示出了電動汽車在二擋狀態(tài)時二擋變速器的動力傳輸過程。此時，在油泵8輸出的高壓油的作用下使得離合器7 的離合器主動盤71和離合器從動盤72相接合，以及制動器6的制動器主動盤61和制動器從動盤62相脫離。在此情形下，太陽輪51和行星架 54被鎖定到一起，根據(jù)行星齒輪機構5中各部件的轉速關系可以推導出此時的太陽輪51、行星架54和外齒圈55的轉速相同，即整個星齒輪機構5的傳動比為1。驅(qū)動電機9輸出的扭矩經(jīng)過行星齒輪機構5后，在沒有降速的情形下輸出給由輸入齒輪41和輸出齒輪42組成的減速器4，并進一步通過輸出軸3將動力經(jīng)動力傳輸機構(例如，差速器)輸出至電動汽車的車輪。在在變速器處于二擋時，尤其適合電動汽車處于高速行駛的狀態(tài)，如汽車行駛于基本無交通壓力或者交通壓力相對較小的高速公路。

進一步參照圖2和圖3，當電動汽車由一擋升至二擋時，通過油泵8使得離合器7的主、從動盤逐漸接合，與此同時使得制動器6 的主、從動盤逐漸分開。直至行星架54的轉速與太陽輪51的轉速一致時，主、從動盤完全接合的離合器7將行星架54與太陽輪51鎖止，同時制動器6的主、從動盤也完全脫離，汽車從一擋換至二擋的換擋動作基本完成。同理，當二擋降至一擋時，通過油泵8使得離合器7的主、從動盤逐漸脫離，與此同時使得制動器6的主、從動盤逐漸結合，直至制動器6的主、從動盤完全接合，制動器6將外齒圈55與殼體1鎖止，同時離合器7的主、從動盤也完全脫離。汽車從二擋換至一擋的換擋動作基本完成。

本領域技術人員容易理解的是，在換擋過程中，由于整個行星齒輪機構5的各部件都處于嚙合狀態(tài)，通過控制部合理地控制油泵8 和閥組的運行參數(shù)，使得離合器7和制動器6的主、從動盤可以平穩(wěn)地脫離或接合，從而保證了電動汽車在換擋過程中的動力無需中斷，改善了汽車的動力性。同時有效地避免了換擋過程中的沖擊，提高了電動汽車的舒適性。

至此，已經(jīng)結合附圖所示的優(yōu)選實施方式描述了本實用新型的技術方案，但是，本領域技術人員容易理解的是，本實用新型的保護范圍顯然不局限于這些具體實施方式。在不偏離本實用新型的原理的前提下，本領域技術人員可以對相關技術特征做出等同的更改或替換，這些更改或替換之后的技術方案都將落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。