电动车辆多挡位无级变速驱动系统的制作方法

本发明涉及的是一种电动车辆领域的技术，具体是一种电动车辆多挡位无级变速驱动系统。

背景技术：

市场上现有的电动车辆绝大部分采用固定速比的减速器，没有变速机构。固定速比减速器仅有一个挡位，让电机常处在低效率区域，既浪费宝贵电池能量，又提高了对牵引电机的要求，进一步减少车辆续驶里程。

虽然一些高端品牌电动车辆采用了变速机构，但主要都是固定挡位的手动变速器，较少采用无极变速器。手动变速器通过齿轮组的配合，机构复杂，且手动换挡时动力输出会中断。而无级变速器采用传动带和可变槽宽的棘轮进行动力传递，即当棘轮变化槽宽时，相应改变驱动轮与从动轮上传动带的接触半径进行变速，传动带一般用橡胶带、金属带和金属链等，但是传动带很容易损坏，不能承受较大的载荷。

此外应用于电动车辆变速器上的手动变速器和无级变速器体积大、重量重、制造成本高，维护复杂，推高了电动车辆的价格，约束了电动车辆的普及。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种电动车辆多挡位无级变速驱动系统，设有三个输出挡位，配合设置的三个驱动电机可以自由切换进行驱动或变速，根据使用环境选择各挡位并在相应挡位得到理想的速度和扭矩，能够实现电动车辆多挡位的无极变速。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机、行星轮系和换挡输出机构，其中：行星轮系设有齿圈、行星支架、太阳轮和若干行星齿轮，行星齿轮周向均布在行星支架上，第一驱动电机输出端和齿圈连接，齿圈与行星齿轮啮合，第二驱动电机输出端和行星支架连接，太阳轮与第三驱动电机输出端连接并与行星齿轮啮合，太阳轮上套设有齿盘，换挡输出机构上设有与齿圈、行星支架和齿盘分别啮合的三挡离合齿轮。

所述的齿圈、行星支架和太阳轮均套设在主轴上。

所述换挡输出机构设有换挡拨叉，所述的换挡拨叉与三挡离合齿轮中任意一挡离合齿轮啮合，并与其他两挡离合齿轮脱开；所述的换挡输出机构与电动车辆的驱动轴固定连接。

所述的行星轮系、换挡输出机构和第三驱动电机均设置在壳体内，所述的壳体包括相连的第一罩壳和第二罩壳以及相连的第二罩壳和第三罩壳，所述的行星轮系、换挡输出机构设置在第一罩壳和第二罩壳内，所述的第三驱动电机设置在第二罩壳和第三罩壳内。

所述的第三驱动电机包括转子总成和绕线定子，其中：转子总成通过轴承套设在主轴上，绕线定子套设在转子总成上且一端固定在第三罩壳内。

所述的转子总成包括：转子内衬套、转子磁钢和转子铁芯，其中：转子内衬套上套设有转子铁芯，转子铁芯内周向均布有转子磁钢，优选地转子内衬套上套设有齿盘且一端固定有空心轴太阳轮，第二罩壳通过轴承套设在转子内衬套上，转子内衬套两端分别通过轴承套设在主轴上。

所述的第一驱动电机固定在第一罩壳上，所述的第二驱动电机固定在第二罩壳和第三罩壳上。

优选地，所述第一驱动电机的输出端与齿圈通过减速机构相连，所述第二驱动电机的输出端与行星支架通过减速机构相连，所述第三驱动电机的输出端与太阳轮通过减速机构相连；所述的减速机构为皮带、链条、齿轮传动机构中任意一种。

技术效果

与现有技术相比，本发明设有三个输出挡位，配合设置的三个驱动电机可以自由切换进行驱动或变速，根据使用环境选择各挡位并在相应挡位得到理想的速度和扭矩，实现电动车辆多挡位的无极变速；与此同时本发明具有体积小、重量轻、结构简单、成本低的特点。

附图说明

图1基于本发明的电动车辆示意图；

图2为本发明中无级变速驱动系统结构示意图；

图3为本发明中无级变速驱动系统爆炸结构图；

图4为本发明中无级变速驱动系统剖面结构图；

图5为本发明中行星轮系与驱动电机结构示意图；

图6a为本发明中行星支架和行星齿轮整体结构示意图；

图6b为本发明中行星支架和行星齿轮爆炸结构图；

图7为本发明中转子总成结构示意图；

图8为本发明中绕线定子与第三罩壳结构示意图；

图9为本发明中第一罩壳结构示意图；

图10为本发明中第二罩壳结构示意图；

图11为本发明中齿圈结构示意图；

图12a为本发明中换挡输出机构整体结构示意图；

图12b为本发明中换挡输出机构侧视图；

图13为基于本发明的电动车辆行驶状态示意图；

图中：第一罩壳1、第二驱动电机2、61915轴承3、齿圈4、内六角螺钉5、第一驱动电机6、换挡输出机构7、行星轮系8、十字沉头螺钉9、第二罩壳10、6206轴承11、齿盘12、太阳轮13、主轴14、转子总成15、6204轴承16、绕线定子17、止转销18、第三罩壳19、16004轴承20、61903轴承21、6006轴承22、61808轴承23、轴用卡簧24、61804轴承25、6304轴承26、无级变速驱动系统100、转子内衬套151、转子磁钢152、转子铁芯153、行星支架801、行星齿轮802、换挡拨叉701、第一离合齿轮702、第二离合齿轮703、第三离合齿轮704。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明进行详细描述。

实施例1

如图1、图3、图4和图5所示，本实施例涉及一种无级变速驱动系统100，包括：第一驱动电机6、第二驱动电机2、第三驱动电机、行星轮系8和换挡输出机构7，其中：行星轮系8设有齿圈4、行星支架801、太阳轮13和若干行星齿轮802，第一驱动电机6通过输出齿轮与齿圈4啮合，齿圈4与行星轮系8内啮合，第二驱动电机2通过输出齿轮与行星支架801啮合，太阳轮13固定在第三驱动电机的转子结构上并与行星齿轮802啮合，第三驱动电机的转子总成15上套设有齿盘12，换挡输出机构7上设有与齿圈4、行星支架801和齿盘12分别啮合的三挡离合齿轮，所述的换挡输出机构7设有轮轴，所述的轮轴设有内花键，与电动车辆的驱动轴的外花键啮合，驱动电动车辆运动。

所述的齿圈4、行星支架801、太阳轮13和第三驱动电机套设在主轴14上。

如图3、图6a和图6b所示，所述的行星轮系8中行星支架801通过16004轴承20套设在主轴14上；所述的行星齿轮802为双联齿轮，通过61903轴承21设置在行星支架801上并分别与齿圈4、太阳轮13啮合。

如图12a和12b所示，所述换挡输出机构7设有换挡拨叉701、第一离合齿轮702、第二离合齿轮703和第三离合齿轮704，其中：所述的换挡拨叉701与三挡离合齿轮中任意一挡离合齿轮啮合，并与其他两挡离合齿轮脱开，所述的第一离合齿轮702与齿圈4啮合，所述的第二离合齿轮703与行星支架801啮合，所述的第三离合齿轮704与齿盘12啮合。

如图2和图4所示，所述的行星轮系8、换挡输出机构7和第三驱动电机均设置在壳体内，所述的壳体包括：第一罩壳1、第二罩壳10和第三罩壳19，其中：第一罩壳1和第二罩壳10通过内六角螺钉5固定连接，第二罩壳10和第三罩壳19固定连接，所述的行星轮系8、换挡输出机构7设置在第一罩壳1和第二罩壳10内。

如图4和图8所示，所述的第三驱动电机设置在第二罩壳10和第三罩壳19内，所述的第三罩壳19通过6304轴承26套设在主轴14上。

如图4、图9和图10所示，所述的换挡输出机构7通过6206轴承11、6006轴承22分别设置在第一罩壳1和第二罩壳10上，所述的第一罩壳1通过61915轴承3套设在齿圈4上，所述的第二罩壳10通过61808轴承23套设在转子总成15上。

如图3、图4和图8所示，所述的第三驱动电机包括转子总成15和绕线定子17，所述绕线定子17的外表面四周周向均布有若干止转销18，防止绕线定子17受力转动。

如图4和图7所示，所述的转子总成15包括：转子内衬套151、转子磁钢152和转子铁芯153，其中：转子内衬套151上套设有转子铁芯153，转子铁芯153内周向均布有转子磁钢152，转子内衬套151上套设有齿盘12且一端固定有空心轴太阳轮13，第二罩壳10通过61808轴承23套设在转子内衬套151上，转子内衬套151两端分别通过61804轴承25和6204轴承16套设在主轴14上。

所述的第一驱动电机6通过内六角螺钉5固定在第一罩壳1上，所述的第二驱动电机2通过十字沉头螺钉9固定在第三罩壳19上。

所述内六角螺钉5的规格为m8*20。

所述十字沉头螺钉9的规格为m6*20。

如图4、图11、图6b和图8所示，所述的主轴14在6204轴承16、16004轴承20、6204轴承16和6304轴承26一侧设有轴用卡簧24，以便齿圈4、行星支架801、转子内衬套151和第三罩壳19的定位固定；所述轴用卡簧24的规格为

本实施例在工作时，通过换挡拨叉701与三挡离合齿轮的离合，三个驱动电机可以自由切换进行驱动或变速，根据使用环境选择各挡位并在相应挡位得到理想的速度和扭矩，如图13所示；

1)启动阶段和爬坡阶段，选择第二离合齿轮挡位，换挡拨叉701与第一离合齿轮702、第三离合齿轮704脱开；此时需要大扭矩输出，通过控制器分别控制三个驱动电机在最佳的效率区间内调节，第三驱动电机最佳效率区间内大功率输出，第一驱动电机6和第二驱动电机2一个最佳效率区间内大功率输出、另一个调节增大减速比输出，电动车辆低速大扭矩行驶；

2)平坦路面低速行驶阶段，选择第一离合齿轮挡位，换挡拨叉701与第二离合齿轮703、第三离合齿轮704脱开；此时需要低扭矩低速输出，通过控制器分别控制三个驱动电机在最佳的效率区间内调节第三驱动电机小功率输出，第一驱动电机6和第二驱动电机2一个小功率输出、另一个调节小减速比输出，电动车辆低速行驶；

3)平坦路面高速行驶阶段，选择第三离合齿轮挡位，换挡拨叉701与第一离合齿轮702、第二离合齿轮703脱开；此时需要大扭矩高速输出，通过控制器分别控制三个驱动电机在最佳的效率区间内调节，第三驱动电机大功率输出，第一驱动电机6和第二驱动电机2一个大功率输出、另一个调节小减速比输出，电动车辆高速行驶；

4)下坡阶段，各驱动电机待机，汽车低速滑行。

需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。