电动车两挡变速驱动桥及其驱动方法与流程

本发明属于汽车传动技术领域，具体涉及电动车两挡变速驱动桥及其驱动方法。

背景技术：

电动汽车采用电机驱动，通过电机调速来达到所需要的车速。通常采用一个固定减速比的减速器来进行电机转速和扭矩与车辆行驶要求的车轮转速和扭矩的匹配，由于其调速范围小，不能同时满足车辆较大的行驶速度和较大坡度的爬坡性能要求。在电动汽车发展过程中，变速驱动桥的出现，在不增加成本的前提下，提升了传动效率，增强了车辆的整体质量和性能，实现了电动汽车从低速向中、高速的转变。因此，驱动桥性能的优劣对整车设计及性能起至关重要的作用。

目前，对于现有的变速驱动桥，所涉及的两挡变速器行星齿轮技术结构和控制系统更为复杂，驱动力换向次数多，效率降低，拆装维修较为不便。

如现有技术中，中国发明专利申请公开号106274461a公开了发明名称为可变速驱动桥系统，包括电机、以及集成于一体的差速器和变速器，所述变速器包括第一变挡组、第二变挡组、传动输入齿轮、第一传动轴，以及第二传动轴，所述驱动桥包括差速输入组和差速器输出组，所述第一传动轴平行于所述第二传动轴，所述第一变挡组与所述电机同轴连接于所述第一传动轴上，所述传动输入齿轮与所述第二变挡组同轴连接于所述第二传动轴上，且传动输入齿轮与差速器输出组啮合且垂直连接，传动输入齿轮通过差速器输出组将动力输出至车轮。该发明所述的可变速驱动桥系统，采用平行轴结构的变速器，且变速器与差速器采用垂直布置的方式集成为驱动桥，有效的降低了系统的体积，并且驱动桥具有变速功能。但是该发明所涉及可变速驱动桥系统结构较复杂，不利于使用与拆装维护。

又如中国发明专利申请公开号106481745a公开了发明名称为两挡变速装置、电动汽车主驱动系统及副驱动系统，其包括：平行设置的输入轴、输出轴和惰性轴，惰性轴置于输入轴和输出轴之间；第一变速机构，包括相互啮合的第一主动齿轮和第一从动齿轮，以及与第一主动齿轮或第一从动齿轮配合的第一单向离合器，第一主动齿轮置于输入轴上，第一从动齿轮置于输出轴上；第二变速机构，包括置于输入轴上的第二主动齿轮，置于输出轴上的第二从动齿轮，置于惰性轴上的惰性轮，以及与第二主动齿轮、惰性轮或第二从动齿轮配合的第二单向离合器；所述第一变速机构的减速比大于所述第二变速机构的减速比。该发明所涉两挡变速装置及主副驱动系统并未简化变速驱动装置的结构，也不能在高低挡位换挡过程中提供高效驱动动力。

由此可知，基于现有技术的不足，缺乏一种换挡逻辑与操作简单的变速驱动桥，能够采用较少数量的构件和较低的成本，进一步简化维护难度并增强可靠性。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种电动车两挡变速驱动桥，所述驱动桥包括两挡变速器、主减速器、差速器、桥壳和湿式摩擦离合器。所述驱动桥采用整体式结构，将两挡变速器、主减速器、差速器内置于桥壳中，使得所述驱动桥的结构紧凑，有利于减轻所述驱动桥的重量，并增强承载能力。其中，两挡变速器为一级行星减速器，设置有太阳轮、行星齿轮、行星架、齿圈，由齿圈和行星架控制挡位，达到高低挡位的转换，湿式摩擦离合器通过液压方式控制齿圈、行星架，达到换挡目的。本发明所述驱动桥换挡时对电机调速要求不高，能够有效节省空间，减轻齿轮组的重量，使得换挡快捷，动力中断时间短。

为了实现上述目的，本发明所述驱动桥包括：两挡变速器、主减速器、差速器、桥壳和两组湿式摩擦离合器；两挡变速器设有太阳轮、行星轮、行星架及齿圈；电机固定在桥壳上，电机主轴与太阳轮相连，使得太阳轮为主动轮，输入动力；电机的主轴与两挡变速器的输入轴相连，两挡变速器的输出轴上设置行星架，行星架上设有主减速器主动锥齿轮，并通过主减速器从动锥齿轮与差速器支架相连，差速器的行星轮与所述驱动桥的左半轴和右半轴相连，左半轴和右半轴两端设有驱动轮；在两组湿式摩擦离合器中，其中的一组湿式摩擦离合器的摩擦片通过液压方式控制齿圈转动，另一组湿式摩擦离合器的摩擦片通过液压方式控制行星架及齿圈转动，以控制高低速挡的输出，通过齿圈与桥壳固联设置，低挡位输出，齿圈和行星架固联，高挡位输出，进而达到控制高挡位与低挡位的目的；

进一步的，电机、两挡变速器与所述驱动桥横向设置在同一平面上；

进一步的，两挡变速器为一级行星减速器；

进一步的，主减速器主动锥齿轮为斜齿圆锥齿轮；

进一步的，主减速器从动锥齿轮为斜齿圆锥齿轮；

进一步的，所述驱动桥的左半轴和右半轴所在的轴线与两挡变速器的输入轴和输出轴垂直；

进一步的，主减速器从动锥齿轮与差速器支架为整体锻造结构或通过螺栓固定在一起。

本发明所述驱动桥的驱动方法的具体步骤如下：

步骤1，当车辆重载和/或爬坡时，需要加大驱动力，车辆挂低挡，换向阀位于左位，油通过溢流阀流到换向阀处，油压升高，换向阀打开，油通过第一进油口进入湿式摩擦离合器的腔体内，油压升高的油克服所述第一回位弹簧的阻力，使活塞向左移动，将摩擦片压紧，由于第一进油口端的钢片和箱体相连，摩擦片和齿圈相连，两者仅能够作轴向移动，从而将齿圈制动；太阳轮输入的动力，通过行星轮、行星架，以设定的传动比减速输出，再由主减速主动锥齿轮和主减速从动锥齿轮二次减速，经过差速器和左半轴与右半轴传输到驱动轮，驱动车辆重载和/或爬坡行驶。

步骤2，当车辆空载和/或需要高速行驶时，需要的驱动力减小，车辆挂高挡，换向阀位于右位，油通过溢流阀流到所述换向阀处，油压升高，换向阀打开，油通过第二进油口进入湿式摩擦离合器腔体内，油压升高的油克服第二回位弹簧的阻力，使活塞向右移动，将摩擦片压紧，此时第二进油口端的钢片和行星架上的所述支架相连，摩擦片和齿圈相连，从而将齿圈和行星架固联；太阳轮输入的动力，通过行星轮、行星架，不减速直接以电机的转速输出，再由主减速主动锥齿轮和主减速从动锥齿轮做一次减速，经过差速器和左半轴与右半轴传输到驱动轮，驱动车辆高速行驶。

本发明所述驱动桥的有益效果如下：

(1)所述驱动桥整体布置结构紧凑，有利于减轻驱动桥重量；

(2)所述驱动桥采用差速器支架，代替传统的差速器壳体结构，使得整体结构简单，降低材料、工艺及制造成本，有利于减轻驱动桥的重量，以及增强零件的通用性；

(3)所述驱动桥的主减速器采用行星齿轮，采用湿式摩擦片控制齿圈和行星架，达到高低挡位的转换，使得换挡快捷，动力中断时间短，换挡对电机调速要求不高；

(4)所述驱动桥采用一个换向阀控制高低速挡的输出，使得换挡逻辑与操作简单。

附图说明

图1为本发明所述驱动桥结构示意图；

图2为本发明所述驱动桥的低挡位传动系统结构示意图；

图3为本发明所述驱动桥的高挡位传动系统结构示意图。

其中：1-电机，2-双向齿轮泵，3-溢流阀，4-换向阀，5-钢片，6-摩擦片，7-第一回位弹簧，8-第二回位弹簧，9-太阳轮，10-行星轮，11-行星架，12-齿圈；13-支架，14-主减速器主动锥齿轮，15-主减速器从动锥齿轮，16-差速器，17-右半轴，18-左半轴，19-驱动轮，20-桥壳，21-差速器支架。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合说明书附图1至3，对本发明的具体实施方式进行清楚、完整地描述。

如图1所示，所述驱动桥，包括两挡变速器、主减速器、差速器16、桥壳20和两组湿式摩擦离合器；两挡变速器为一级行星减速器，设有太阳轮9、行星轮10、行星架11及齿圈12；电机1固定在桥壳20上，电机1主轴与两挡变速器的太阳轮9相连，使得太阳轮9为主动轮，输入动力；电机1主轴与两挡变速器的输入轴相连，两挡变速器输出轴上设置行星架11，行星架11设置主减速器主动锥齿轮14，并通过主减速器从动锥齿轮15与差速器支架21相连，差速器16的行星轮10与所述驱动桥的左半轴18和右半轴17相连，左半轴18和右半轴17两端设有驱动轮19，主减速器主动锥齿轮14、主减速器从动锥齿轮15均为斜齿圆锥齿轮；主减速器从动锥齿轮15与差速器支架21为整体锻造结构或通过螺栓固定在一起；所述驱动桥的左半轴18和右半轴17所在的轴线与两挡变速器的输入轴和输出轴垂直。

电机1、两挡变速器与所述驱动桥在同一平面横向设置，两挡变速器采用湿式的摩擦片6控制高低挡位的行星轮。

在两组湿式摩擦离合器中，一组湿式摩擦离合器的摩擦片6通过液压方式控制齿圈12转动，另一组湿式摩擦离合器的摩擦片6通过液压方式控制行星架11及齿圈12转动，控制高低速挡的输出，通过齿圈12与桥壳20固联的设置，低挡位输出，齿圈12和行星架11固联，高挡位输出，进而达到控制高低挡位的目的；

如图2所示，本发明所述驱动桥的低挡位传动的驱动方法为：

当车辆重载或爬坡时，需要增大驱动力，车辆挂低挡，此时换向阀4位于左位时，油通过溢流阀3流向换向阀4处，油压升高，换向阀4打开，通过第一进油口进入湿式摩擦离合器的腔体内，油压升高的油克服回位弹簧7的阻力，使活塞向左移动，将摩擦片6压紧，由于第一进油口端的钢片5和箱体相连，摩擦片6和齿圈12相连，两者仅能够作轴向移动，从而制动齿圈12；太阳轮9输入的动力，通过行星轮10、行星架11，以设定的传动比减速输出，再由主减速主动锥齿轮14和主减速从动锥齿轮15进行两次减速，经过差速器16和左半轴18和右半轴17到驱动轮19，驱动车辆重载或爬坡行驶。

如图3所示，本发明所述驱动桥的高挡位传动具体驱动方法为：

当车辆空载或需要高速行驶时，需要降低驱动力，车辆挂高挡，此时换向阀4位于右位时，油通过溢流阀3流到换向阀4处，油压升高，换向阀4打开，油通过第二进油口进入湿式摩擦离合器的腔体内，油压升高的油克服回位弹簧2的阻力，使活塞向右移动，将摩擦片6压紧，由于第二进油口端的钢片5和行星架11上的支架13相连，摩擦片6和齿圈12相连，从而将齿圈12和行星架11固联；太阳轮9输入的动力，通过行星轮10、行星架11，无需减速直接以电机1的转速输出，再由主减速主动锥齿轮14和主减速从动锥齿轮15做一次减速，经过差速器16、左半轴18、右半轴17到驱动轮19，驱动车辆高速行驶。

最后应说明的是：以上实施例仅说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术解决方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术解决方案脱离本发明实施例技术解决方案的构思和范围。