直流電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的直流電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統(tǒng)，將直流電機與電磁直驅式變速器高度集成，采用同一根驅動軸；直流電機體積小，可以使整個系統(tǒng)結構更加緊湊，同時直流電機效率高、精度高、可控性強的優(yōu)點，確保系統(tǒng)集成后能夠發(fā)揮較好的適應性，提高動力系統(tǒng)的結構緊湊型和傳動效率。本發(fā)明適用于汽車動力系統(tǒng)技術領域，特別是運用于電動汽車技術領域時，能夠有效增加電動汽車的續(xù)航里程，為汽車的安全行駛和高效運行奠定較好的基礎。本發(fā)明投入實際生產(chǎn)之后，將提高車輛的能源利用率，帶來較大的經(jīng)濟效益。
【專利說明】
直流電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統(tǒng)
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及汽車動力系統(tǒng)技術領域，更具體地說，涉及一種直流電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統(tǒng)。【背景技術】
[0002]隨著社會的發(fā)展，生活質量不斷提高，人們對汽車的性能要求不斷增加，同時環(huán)境問題日益突出，人們也提高了對節(jié)能汽車的關注。電動汽車以電能作為驅動能源，傳動效率高，污染排放小，尤其受到消費者關注。目前，通過將汽車的動力系統(tǒng)高度集成以提高汽車的運行效率，實現(xiàn)節(jié)約能源和降低能耗的目標是研究的熱點問題之一。本專利將發(fā)明直流電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統(tǒng)，集成后的系統(tǒng)將最大程度縮短動力傳輸距離， 采用電磁直驅式變速系統(tǒng)，克服傳統(tǒng)變速器換擋裝置的不足，提高傳動效率，減小汽車體積與質量，為汽車整體集成設計與優(yōu)化奠定技術基礎。
[0003]在目前已有的電機與變速器的集成技術中，大多是將電機軸同時作為變速器的動力輸入軸，變速器依舊采用傳動的換擋機構實現(xiàn)換擋。這種設計思路雖然能夠有效節(jié)約系統(tǒng)的成本，提高效率，但集成程度尚且不足，仍有較大的提升空間。
[0004]本專利發(fā)明的直流電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統(tǒng)，將直流電機與電磁直驅式變速器高度集成，電磁直驅式變速器由電磁直線執(zhí)行器作為驅動裝置直接驅動接合套換擋。集成后的系統(tǒng)電機與變速器的驅動軸采用同一根軸，電機內部完成換擋之后輸出動力。直流電機體積小，可以使整個系統(tǒng)結構更加緊湊，同時直流電機效率高、精度高、可控性強的優(yōu)點，確保系統(tǒng)集成后能夠發(fā)揮較好的適應性，提高動力系統(tǒng)的結構緊湊型和傳動效率，為智能汽車集成控制奠定技術基礎。
【發(fā)明內容】

[0005]本專利旨在發(fā)明一種直流電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統(tǒng)，其目的在于將直驅技術應用到自動變速器中，取代傳統(tǒng)的選換擋機構，提高自動變速器的換擋效率，減小結構尺寸;將電磁直驅式自動變速器集成到直線電機中，集成為雙速動力系統(tǒng)，將電機輸出的動力經(jīng)過變速器減速增扭之后再輸出，從而實現(xiàn)提高動力系統(tǒng)工作效率、減小整體尺寸的目標;直流電機成本低、效率尚、控制精度好，有利于提尚系統(tǒng)的控制精度。集成后的動力系統(tǒng)降低汽車能耗、提高能源利用率，對于汽車一體化控制具有較好的研究意義。
[0006]直流電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統(tǒng)，包括:殼體、第一傳動軸、直流電機、第一隔磁環(huán)、電磁直驅變速器、第二傳動軸、常嚙合齒輪副和動力輸出軸;所述直流電機包括轉子繞組、轉子鐵芯、永磁體和外磁輒;所述電磁直驅變速器包括一擋嗤合齒輪副、第二隔磁環(huán)、花鍵轂、接合套、電磁直線執(zhí)行器動子、電磁直線執(zhí)行器定子、第三隔磁環(huán)和二擋嚙合齒輪副。其特征在于:所述直流電機為永磁無刷直流電動機;所述永磁體、外磁輒、第一隔磁環(huán)、第二隔磁環(huán)、 電磁直線執(zhí)行器定子和第三隔磁環(huán)固定在殼體上;所述轉子鐵芯、花鍵轂固定在第一傳動軸上;所述一擋嚙合齒輪副和二擋嚙合齒輪副空套在第一傳動軸上，且固定于第二傳動軸上;所述常嚙合齒輪副同時固定于第二傳動軸和動力輸出軸上;所述接合套僅有沿第一傳動軸軸線方向自由度，且與花鍵轂相連，且接合套上空套有電磁直線執(zhí)行器動子；
共同驅動第一傳動軸的直流電機和電磁直驅變速器集成于殼體中，所述直流電機和電磁直驅變速器之間設有防止電磁干擾的第一隔磁環(huán);所述電磁直線執(zhí)行器定子兩邊設有防止漏磁的第二隔磁環(huán)和第三隔磁環(huán)。
[0007]所述的直流電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統(tǒng)，其特征在于:所述電磁直驅變速器不包含換擋撥叉、換擋撥叉軸、換擋撥指和換擋軸等選換擋執(zhí)行機構，而是通過電磁直線執(zhí)行器直接驅動接合套完成自動換擋。
[0008]所述的直流電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統(tǒng)，其特征在于:所述電磁直線執(zhí)行器動子為動圈式結構。
[0009]所述的直流電機與雙速電磁直驅變速器動力集成系統(tǒng)，其特征在于:所述轉子繞組和電磁直線執(zhí)行器動子與電源之間采用無線電力傳輸技術。
[0010]本專利發(fā)明的直線電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統(tǒng)實現(xiàn)了傳動電機與電磁直驅式變速器的集成，具有結構緊湊、工作高效、可控性強等優(yōu)勢，運用在電動汽車上有利于電動汽車的集成化和一體化控制；集成后的系統(tǒng)可以充分發(fā)揮直流電機工作效率高、控制精度好的特點，有助于系統(tǒng)的整體控制和平穩(wěn)工作;變速系統(tǒng)采用電磁直驅式變速器，在結構上取消了傳統(tǒng)的選換擋機構，有利于縮小尺寸，提高緊湊性，電磁直線執(zhí)行器直接控制接合套換擋使換擋效率更高;直流電機和電磁直驅變速器的電路均采用“電一磁一力”原理對電流進行控制，能夠有效縮短響應時間，提高控制精度。
[0011]本專利發(fā)明的直流電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統(tǒng)適用于汽車動力系統(tǒng)技術領域，特別是運用于電動汽車技術領域時，能夠有效增加電動汽車的續(xù)航里程，為汽車的安全行駛和高效運行奠定較好的基礎。本發(fā)明投入實際生產(chǎn)之后，將提高車輛的能源利用率，帶來較大的經(jīng)濟效益。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的一種直流電機與雙速自動變速器高度集成動力系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。
[0014]如圖1所示，本發(fā)明提出的直流電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統(tǒng)，包括:殼體1、第一傳動軸2、直流電機3、第一隔磁環(huán)4、電磁直驅變速器5、第二傳動軸6、常嗤合齒輪副7和動力輸出軸8;所述直流電機3包括轉子繞組31、轉子鐵芯32、永磁體33和外磁軛34;所述電磁直驅變速器5包括一擋嚙合齒輪副51、第二隔磁環(huán)52、花鍵轂53、接合套54、電磁直線執(zhí)行器動子55、電磁直線執(zhí)行器定子56、第三隔磁環(huán)57和二擋嚙合齒輪副58。其特征在于:
直流電機3為永磁無刷直流電動機;所述永磁體33、外磁軛34、第一隔磁環(huán)4、第二隔磁環(huán)52、電磁直線執(zhí)行器定子56和第三隔磁環(huán)57固定在殼體I上;轉子鐵芯32、花鍵轂53固定在第一傳動軸2上;一擋嚙合齒輪副51和二擋嚙合齒輪副58空套在第一傳動軸2上，且固定于第二傳動軸6上;常嚙合齒輪副7同時固定于第二傳動軸6和動力輸出軸8上;接合套54僅有沿第一傳動軸軸線方向自由度，且與花鍵轂53相連，且接合套54上空套有電磁直線執(zhí)行器動子55;
共同驅動第一傳動軸2的直流電機3和電磁直驅變速器5集成于殼體I中，直流電機3和電磁直驅變速器5之間設有防止電磁干擾的第一隔磁環(huán)4;電磁直線執(zhí)行器定子56兩邊設有防止漏磁的第二隔磁環(huán)52和第三隔磁環(huán)57。
[0015]本發(fā)明的進一步優(yōu)選方案是:
電磁直驅變速器5不包含換擋撥叉、換擋撥叉軸、換擋撥指和換擋軸等選換擋執(zhí)行機構，而是通過電磁直線執(zhí)行器55直接驅動接合套54完成自動換擋。
[0016]電磁直線執(zhí)行器動子55為動圈式結構。
[0017]電磁直線執(zhí)行器動子55與電源之間采用無線電力傳輸技術。
[0018]本發(fā)明的直流電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統(tǒng)，如圖1所示，轉子繞組31和轉子鐵芯32在永磁體33和外磁軛34的作用下，利用“電一磁一力”原理產(chǎn)生旋轉力矩，帶動第一傳動軸2旋轉；電磁直線執(zhí)行器動子55利用“電一磁一力”原理與電磁直線執(zhí)行器定子56相互作用，產(chǎn)生直線運動，直接驅動接合套54沿第一傳動軸2軸線方向運動，完成換擋；接合套54位于中間位置時為空擋，與一擋嚙合齒輪副51和二擋嚙合齒輪副58嚙合時分別為一擋和二擋；當電磁直驅變速器5處于掛擋狀態(tài)時，動力依次通過第二傳動軸6、常嚙合齒輪副7，由動力輸出軸8輸出。在直流電機3與電磁直驅變速器5之間設有第一隔磁環(huán)4，用于避免電磁干擾;在電磁直線執(zhí)行器定子56兩側設有第二隔磁環(huán)52和第三隔磁環(huán)57，防止漏磁。直流電機3和電磁直驅變速器5電路均由“電一磁一力”原理提供電流，控制系統(tǒng)工作的實質即為控制裝置內部的電流，使控制更加精準高效;運用于純電動汽車技術領域時，能夠有效增加車輛的續(xù)航里程，提高車輛行駛安全性，為智能汽車的高效運行奠定基礎。
[0019]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出:對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.直流電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統(tǒng)，包括:殼體(1)、第一傳動軸(2)、直 流電機(3)、第一隔磁環(huán)(4)、電磁直驅變速器(5)、第二傳動軸(6)、常嚙合齒輪副(7)和動力 輸出軸(8);所述直流電機(3)包括轉子繞組(31)、轉子鐵芯(32)、永磁體(33)和外磁輒 (34);所述電磁直驅變速器(5)包括一擋嚙合齒輪副(51)、第二隔磁環(huán)(52)、花鍵轂(53)、接 合套(54)、電磁直線執(zhí)行器動子(55)、電磁直線執(zhí)行器定子(56)、第三隔磁環(huán)(57)和二擋嚙 合齒輪副(58 )，其特征在于:所述直流電機(3 )為永磁無刷直流電動機;所述永磁體(33 )、夕卜 磁輒(34)、第一隔磁環(huán)(4)、第二隔磁環(huán)(52)、電磁直線執(zhí)行器定子(56)和第三隔磁環(huán)(57) 固定在殼體(1)上;所述轉子鐵芯(32)、花鍵轂(53)固定在第一傳動軸(2)上;所述一擋嚙合 齒輪副(51)和二擋嚙合齒輪副(58)空套在第一傳動軸(2)上，且固定于第二傳動軸(6)上； 所述常嚙合齒輪副(7)同時固定于第二傳動軸(6)和動力輸出軸(8)上;所述接合套(54)僅 有沿第一傳動軸軸線方向自由度，且與花鍵轂(53)相連，且接合套(54)上空套有電磁直線 執(zhí)行器動子(55);共同驅動第一傳動軸(2)的直流電機(3)和電磁直驅變速器(5)集成于殼 體(1)中；所述直流電機(3)和電磁直驅變速器(5)之間設有防止電磁干擾的第一隔磁環(huán) (4);所述電磁直線執(zhí)行器定子(56)兩邊設有防止漏磁的第二隔磁環(huán)(52)和第三隔磁環(huán) (57)。2.根據(jù)權利要求1所述的直流電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統(tǒng)，其特征在于: 所述電磁直驅變速器(5)不包含換擋撥叉、換擋撥叉軸、換擋撥指和換擋軸等選換擋執(zhí)行機 構，而是通過電磁直線執(zhí)行器(55)直接驅動接合套(54)完成自動換擋。3.根據(jù)權利要求1和2所述的直流電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統(tǒng)，其特征在 于:所述電磁直線執(zhí)行器動子(55)為動圈式結構。4.根據(jù)權利要求1、2和3所述的直流電機與雙速電磁直驅變速器動力集成系統(tǒng)，其特征 在于:所述轉子繞組(31)和電磁直線執(zhí)行器動子(55)與電源之間采用無線電力傳輸技術。
【文檔編號】H02K7/116GK105978219SQ201610328292
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】李波, 俞瀟, 葛文慶
【申請人】山東理工大學