本發(fā)明涉及電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，具體涉及一種慣性倒車(chē)內(nèi)置傳動(dòng)錐度離合式自適應(yīng)變速電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)僅裝減速傳動(dòng)雖然能使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩輸出直接順暢，卻無(wú)法同時(shí)兼顧純電動(dòng)車(chē)輛的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，這是因?yàn)樾旭傔^(guò)程中驅(qū)動(dòng)電機(jī)多數(shù)工作情況下無(wú)法處于高效率工作點(diǎn)，尤其是在最高或最低車(chē)速以及低負(fù)荷條件下，由于減速傳動(dòng)比大，速度到達(dá)極限之后沒(méi)有提升空間，造成電動(dòng)車(chē)輛巡航狀態(tài)也處于較高的轉(zhuǎn)速臨界點(diǎn)，速度受到制約，效率一般會(huì)降至60-70％以下，功率損耗較大，高速經(jīng)濟(jì)性不高，車(chē)輛的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性與舒適性差，嚴(yán)重浪費(fèi)了車(chē)載電能，而減少續(xù)駛里程。另外，僅裝減速傳動(dòng)結(jié)構(gòu)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也不利于采用高效率、輕量化的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

2、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)裝有變速箱與僅裝減速傳動(dòng)箱相比較，裝有變速箱對(duì)動(dòng)力輸出的損耗更小，既能在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)提供較高的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，又能在恒功率區(qū)提供較高的轉(zhuǎn)速，還能在低速重載工況下，實(shí)現(xiàn)大扭矩、高效率。更優(yōu)的是可選擇電動(dòng)機(jī)動(dòng)力爆發(fā)的時(shí)機(jī)，優(yōu)化提升驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力輸出效率，增強(qiáng)持續(xù)加速性能，具有更加寬廣的高效率平臺(tái)，可以充分滿足車(chē)輛加速、爬坡與高速行駛的多種復(fù)雜工況的要求，大幅提升動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性與舒適性，有利于降低制造和使用成本，減少電池容量，輕量化以及減小體積，減少整車(chē)重量等諸多僅裝減速傳動(dòng)箱難以企及的優(yōu)勢(shì)。

3、隨著產(chǎn)品向上升級(jí)換代，用戶(hù)對(duì)性能、效率和續(xù)航里程的追求以及對(duì)重量和成本的敏感度降低，匹配可變速的變速器應(yīng)該是電動(dòng)摩托車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

4、從2013-2019年期間具有多個(gè)專(zhuān)利文獻(xiàn)，比如，公開(kāi)號(hào)為cn105151216a的中國(guó)專(zhuān)利，公開(kāi)了采用智慧平衡自適應(yīng)自動(dòng)變速控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)aat，aat變速器的核心工作原理在于：通過(guò)外部負(fù)載反向驅(qū)動(dòng)端面凸輪副，使負(fù)責(zé)高速擋的傳動(dòng)部件發(fā)生軸向移動(dòng)，從而達(dá)到自適應(yīng)自動(dòng)換擋的目的。

5、又比如中國(guó)專(zhuān)利(申請(qǐng)?zhí)枺篶n201310389721，名稱(chēng)：多凸輪自適應(yīng)多檔自動(dòng)變速器)公開(kāi)的多種采用錐形摩擦副結(jié)合預(yù)緊力控制傳動(dòng)的變速系統(tǒng)，該系統(tǒng)借助電機(jī)輸出動(dòng)力和行駛阻力屬性，通過(guò)摩擦傳動(dòng)部件，通過(guò)端面凸輪離合機(jī)構(gòu)，通過(guò)超越離合器改變傳動(dòng)路線，根據(jù)負(fù)載自適應(yīng)選擇高速或低速擋，進(jìn)行檔位切換。摩擦傳動(dòng)部件外表面被設(shè)計(jì)成圓錐形型體，摩擦環(huán)內(nèi)圈被構(gòu)造成與錐形型面相匹配的錐形孔結(jié)構(gòu)，位于摩擦傳動(dòng)部件右端的彈性元件推動(dòng)摩擦傳動(dòng)部件進(jìn)入錐形孔，即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)力結(jié)合，位于摩擦傳動(dòng)部件左端的端面凸輪受負(fù)載推動(dòng)摩擦傳動(dòng)部件離開(kāi)錐形孔，即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)力分離。在該文獻(xiàn)所記載的端面凸輪離合機(jī)構(gòu)中，負(fù)責(zé)執(zhí)行分離與結(jié)合的部分由摩擦傳動(dòng)部件以及彈性元件構(gòu)成。

6、該結(jié)構(gòu)的變速系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)的電動(dòng)車(chē)傳動(dòng)變速結(jié)構(gòu)，但依然存在較多的技術(shù)問(wèn)題：

7、1.自適應(yīng)凸輪離合機(jī)構(gòu)中摩擦副傳動(dòng)設(shè)置傳遞的載荷等于和小于傳遞扭矩時(shí)，摩擦副傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件分離后，牽引力和行駛阻力由相對(duì)、相互作用，經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)為同方向軸向合成壓力，壓向彈性元件碟簧，彈性元件碟簧被軸向被壓縮后，彈性元件特性會(huì)反向彈性彈力增加的同時(shí)頂回摩擦副傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中移動(dòng)構(gòu)件，摩擦副會(huì)出現(xiàn)短時(shí)間粘連，使摩擦副傳動(dòng)機(jī)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)快速分離和結(jié)合，會(huì)加快摩擦副磨損，導(dǎo)致?lián)Q擋不平順，影響摩擦副傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使用壽命，尤其在摩擦傳動(dòng)部件在牽引力和行駛阻力相對(duì)作用遞增到等于和大于傳遞扭矩限值時(shí)，反向彈性頂回更為突出。存在著如何減少?gòu)椥栽粔嚎s后彈力增加帶來(lái)的反向彈回的工程原理和結(jié)構(gòu)問(wèn)題；

8、2.摩擦副傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與彈性元件分布順序布局，存在著占據(jù)空間位置大，傳遞動(dòng)力小，以及效率不高的結(jié)構(gòu)問(wèn)題；

9、3.機(jī)構(gòu)由于沒(méi)有設(shè)置分動(dòng)機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在著不利于輕量化和集成化的問(wèn)題；

10、4.標(biāo)定摩擦副傳動(dòng)機(jī)構(gòu)離合傳遞扭矩和轉(zhuǎn)速和電機(jī)高效功率目標(biāo)的撒卸過(guò)程復(fù)雜和時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；

11、5.摩擦傳動(dòng)部件沒(méi)有適應(yīng)顛頗、搓衣板路的瞬間反復(fù)鎖定機(jī)構(gòu)；

12、6.機(jī)構(gòu)存在著控制器適時(shí)同步控制等等工程問(wèn)題；

13、7.自適應(yīng)凸輪離合機(jī)構(gòu)與倒車(chē)控制機(jī)構(gòu)集成度不高、密封性不佳的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種慣性倒車(chē)內(nèi)置傳動(dòng)錐度離合式自適應(yīng)變速電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

2、其技術(shù)方案如下：

3、本技術(shù)的第一方面涉及一種慣性倒車(chē)內(nèi)置傳動(dòng)錐度離合式自適應(yīng)變速電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括電機(jī)、變速總成和動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)，所述變速總成包括主軸、自適應(yīng)凸輪離合機(jī)構(gòu)、慣性倒車(chē)機(jī)構(gòu)和減速機(jī)構(gòu)，所述主軸與電機(jī)的電機(jī)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，所述自適應(yīng)凸輪離合機(jī)構(gòu)包括能夠相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地套裝在主軸上的軸套、均能夠相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地沿軸向依次套裝在軸套上的二級(jí)從動(dòng)齒輪、中間傳動(dòng)套、內(nèi)錐套、內(nèi)錐套小托環(huán)和內(nèi)錐套大托環(huán)、同步轉(zhuǎn)動(dòng)地套裝在軸套上的端面凸輪套以及摩擦配合地套裝在內(nèi)錐套外的外錐套，所述端面凸輪套位于內(nèi)錐套小托環(huán)遠(yuǎn)離內(nèi)錐套大托環(huán)的一端，所述內(nèi)錐套小托環(huán)的兩端端面分別與端面凸輪套和內(nèi)錐套大托環(huán)的相鄰端面之間均構(gòu)成第一端面凸輪副，所述中間傳動(dòng)套的兩端端面分別與二級(jí)從動(dòng)齒輪和內(nèi)錐套的相鄰端面之間均構(gòu)成第二端面凸輪副，所述中間傳動(dòng)套、內(nèi)錐套和內(nèi)錐套小托環(huán)均能夠沿軸套軸向移動(dòng)，所述內(nèi)錐套小托環(huán)具有徑向延伸的第一支撐盤(pán)，所述內(nèi)錐套大托環(huán)具有徑向延伸的第二支撐盤(pán)，所述內(nèi)錐套環(huán)繞在第一支撐盤(pán)和第二支撐盤(pán)外，所述第一支撐盤(pán)的外周面與內(nèi)錐套的內(nèi)周面花鍵配合，所述內(nèi)錐套和第一支撐盤(pán)之間彈性地支承有第一彈性元件組，所述第一支撐盤(pán)和第二支撐盤(pán)之間彈性地支承有第二彈性元件組，所述中間傳動(dòng)套上能夠相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地套裝有與外錐套同步轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力輸入套，該動(dòng)力輸入套上具有一級(jí)主動(dòng)齒，所述軸套上成型有用于向動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)傳遞動(dòng)力的動(dòng)力輸出齒；

4、所述減速機(jī)構(gòu)包括與主軸平行的副軸、成型在副軸上的二級(jí)主動(dòng)齒以及套裝在副軸上的快慢擋超越離合器，所述二級(jí)主動(dòng)齒與二級(jí)從動(dòng)齒輪嚙合，所述快慢擋超越離合器的外圈具有與一級(jí)主動(dòng)齒嚙合的一級(jí)從動(dòng)齒；

5、所述慣性倒車(chē)機(jī)構(gòu)包括同軸固連地蓋合在外錐套遠(yuǎn)離中間傳動(dòng)套一端的密封盤(pán)以及同軸固連在密封盤(pán)遠(yuǎn)離外錐套一側(cè)的慣性離心外漸開(kāi)線端蓋，所述慣性離心外漸開(kāi)線端蓋與主軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，并與密封盤(pán)合圍形成部件安裝腔，所述內(nèi)錐套大托環(huán)遠(yuǎn)離內(nèi)錐套小托環(huán)的一端具有延伸至部件安裝腔中的部件安裝套，該部件安裝套同步轉(zhuǎn)動(dòng)地套裝有倒擋結(jié)合套，該倒擋結(jié)合套上能夠相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地套裝有位于慣性離心外漸開(kāi)線端蓋內(nèi)側(cè)的慣性離心內(nèi)漸開(kāi)線結(jié)合盤(pán)，所述慣性離心內(nèi)漸開(kāi)線結(jié)合盤(pán)能夠沿倒擋結(jié)合套軸向滑動(dòng)，所述倒擋結(jié)合套與慣性離心內(nèi)漸開(kāi)線結(jié)合盤(pán)之間彈性地支承有至少一圈用于驅(qū)使慣性離心內(nèi)漸開(kāi)線結(jié)合盤(pán)向靠近慣性離心外漸開(kāi)線端蓋方向移動(dòng)的壓簧環(huán)形陣列，各圈壓簧環(huán)形陣列均與主軸同軸設(shè)置，所述慣性離心外漸開(kāi)線端蓋與慣性離心內(nèi)漸開(kāi)線結(jié)合盤(pán)之間形成有多條沿周向均勻分布的漸開(kāi)線滾道，各漸開(kāi)線滾道均為同向延伸的漸開(kāi)線結(jié)構(gòu)，所述漸開(kāi)線滾道中均設(shè)置有滾珠，且各漸開(kāi)線滾道的寬度均沿主軸的徑向自?xún)?nèi)端向外端逐漸減?。?/p>

6、當(dāng)慣性離心外漸開(kāi)線端蓋正轉(zhuǎn)時(shí)，各滾珠分別位于對(duì)應(yīng)漸開(kāi)線滾道的內(nèi)端，復(fù)位壓簧迫使慣性離心內(nèi)漸開(kāi)線結(jié)合盤(pán)遠(yuǎn)離倒擋結(jié)合套，從而與倒擋結(jié)合套分離，當(dāng)慣性離心外漸開(kāi)線端蓋反轉(zhuǎn)時(shí)，各滾珠分別位于對(duì)應(yīng)漸開(kāi)線滾道的外端，并迫使慣性離心內(nèi)漸開(kāi)線結(jié)合盤(pán)靠近倒擋結(jié)合套，從而與倒擋結(jié)合套結(jié)合并同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

7、采用以上慣性倒車(chē)內(nèi)置傳動(dòng)錐度離合式自適應(yīng)變速電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，具有以下有益效果：

8、1、能夠在信息不充分/無(wú)信息的情況下，無(wú)需人的干預(yù)，無(wú)需另外機(jī)構(gòu)，不依賴(lài)任何外部控制，系統(tǒng)全自主在輸出動(dòng)力過(guò)程中，隨負(fù)荷/阻力變化，適時(shí)同步自適應(yīng)不終斷動(dòng)力地輸出合理的扭矩和轉(zhuǎn)速，系統(tǒng)完成動(dòng)力給出、傳遞、分配和輸出的任務(wù)，達(dá)到全過(guò)程高效節(jié)能的使用要求，具有自適應(yīng)機(jī)械變速的優(yōu)點(diǎn)。

9、2、能夠在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)提供較高的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，又能在恒功率區(qū)提供較高的轉(zhuǎn)速，還能實(shí)現(xiàn)低速大扭矩、高效率滿足車(chē)輛加速、爬坡與高速行駛的多種復(fù)雜工況的要求。更優(yōu)的是，可選擇優(yōu)化電動(dòng)機(jī)動(dòng)力最佳工作時(shí)機(jī)，提升驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力輸出效率，大幅提升經(jīng)濟(jì)性，增強(qiáng)持續(xù)加速性能，簡(jiǎn)單的動(dòng)力傳遞路線而不需附加其他系統(tǒng)部件有利于輕量化以及減小體積，可以降低制造和使用成本，減少電池容量，從而減少整車(chē)重量。

10、3、實(shí)現(xiàn)了機(jī)械和電驅(qū)動(dòng)功率部件的深度融合，可以保證行駛過(guò)程中驅(qū)動(dòng)電機(jī)基本上在高效率范圍區(qū)工作，功耗小，速度不受到制約，高速經(jīng)濟(jì)性高，車(chē)輛的經(jīng)濟(jì)性與舒適性好，有利于采用高效率、輕量化的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

11、4、彈性元件安裝在離合器內(nèi)部預(yù)設(shè)的裝配空間內(nèi)，降低了整根輸出軸的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，從而優(yōu)化了電驅(qū)總成的結(jié)構(gòu)臃腫度，使得產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更加緊湊。

12、5、采用兩組彈性元件，利用行駛阻力作用于端面凸輪副，推動(dòng)內(nèi)錐套與第一組彈性元件直接通過(guò)內(nèi)錐套小托環(huán)壓迫第二彈性元件組，使內(nèi)錐套與外錐套分離，實(shí)現(xiàn)階梯遞進(jìn)式的彈性預(yù)緊力，不僅緩沖了不平路面中行駛阻力不穩(wěn)定導(dǎo)致的彈性件反復(fù)壓縮，從而減少離合器反復(fù)接合分離的可能性，尤其適用于顛簸路段，不會(huì)因行駛阻力短時(shí)間地快速變化給頻繁換擋，降低了系統(tǒng)因換擋而引起的損耗，大幅提高了系統(tǒng)的使用壽命，而且在真正需要換擋時(shí)，能夠利用第一彈性元件組對(duì)第二彈性元件組預(yù)先產(chǎn)生的推力，配合行駛阻力對(duì)第二彈性元件組一起進(jìn)行壓縮，使內(nèi)錐套和外錐套的斷開(kāi)實(shí)現(xiàn)“輕輕松開(kāi)”的效果，大幅減少了換擋沖擊，換擋時(shí)電機(jī)的電流不會(huì)出現(xiàn)陡增的情況；因此，充分利用了電機(jī)輸出牽引力和行駛阻力兩屬性作用，采用摩擦副傳動(dòng)機(jī)構(gòu)標(biāo)定調(diào)整傳遞載荷限值方案，在拋棄了緒多耗能機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器和復(fù)雜算法下，實(shí)現(xiàn)了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)平順柔和分離和結(jié)合，傳遞兩種不同動(dòng)力輸出，滿足車(chē)輛加速、爬坡與高速行駛的多種復(fù)雜工況的要求。

13、6、相較于申請(qǐng)?zhí)枮閏n202410653953.1的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)，本發(fā)明由于第一支撐盤(pán)的外周面與內(nèi)錐套的內(nèi)周面花鍵配合，不僅使阻力矩的傳遞更為簡(jiǎn)潔，由主軸通過(guò)雙端面凸輪套直接傳遞給內(nèi)錐套小托環(huán)，提高了換擋的響應(yīng)速度，使動(dòng)力匹配更合理，提高了駕乘感受，而且使動(dòng)力的傳遞也更為簡(jiǎn)潔，由內(nèi)錐套直接傳遞給內(nèi)錐套小托環(huán)，再由內(nèi)錐套小托環(huán)通過(guò)端面凸輪套傳遞給軸套，最終通過(guò)動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)輸出動(dòng)力，提高了動(dòng)力的響應(yīng)速度，減少了動(dòng)力傳遞的損傷。

14、7、慣性倒車(chē)機(jī)構(gòu)集成在自適應(yīng)凸輪離合機(jī)構(gòu)的一端，不僅集成度高，而且密封性好，實(shí)現(xiàn)了慣性倒車(chē)機(jī)構(gòu)和自適應(yīng)凸輪離合機(jī)構(gòu)的全密封，提高了運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性以及使用壽命。

15、8、不僅能夠?qū)崿F(xiàn)倒擋功能，并且結(jié)構(gòu)極為精簡(jiǎn)，而且基于阿基米德原理，通過(guò)電機(jī)軸的正反轉(zhuǎn)就能夠?qū)崿F(xiàn)前進(jìn)擋和倒擋的切換，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，同時(shí)倒擋狀態(tài)下的動(dòng)力傳遞路徑較為簡(jiǎn)潔，動(dòng)力傳遞損較少，傳動(dòng)效率較高。

16、9、二級(jí)從動(dòng)齒輪、中間傳動(dòng)套、內(nèi)錐套、端面凸輪套、內(nèi)錐套小托環(huán)和內(nèi)錐套大托環(huán)同軸地依次套裝在軸套上，相較于申請(qǐng)?zhí)枮閏n202410653953.1的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)，本發(fā)明在徑向上減少了一層傳動(dòng)，不僅簡(jiǎn)化了傳動(dòng)路徑，提高了傳動(dòng)效率，而且減小了徑向尺寸，從而更易于裝配布置。