一种电机与双速自动变速器高度集成动力系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种电机与双速自动变速器高度集成动力系统，电机与自动变速器高度集成为一体，共同驱动一根轴，应用“电—磁—力”转换原理，直接将电能转化为电机旋转和换挡直动所需的机械能，取消运动转换装置，具有结构紧凑、动力传输路线短和可控性强等优势，满足现阶段对汽车动力系统的一体化、节能减排等技术需求。本发明的一种电机与双速自动变速器高度集成动力系统适用于汽车动力系统技术领域，特别是应用在纯电动汽车技术领域时，将有效增加车辆的续航里程数，且为车辆的安全运行和智能汽车的高效运行奠定了较好的技术基础。
【专利说明】
一种电机与双速自动变速器高度集成动力系统
技术领域
[0001 ]本发明涉及汽车动力系统技术领域，更具体地说，涉及一种电机与双速自动变速器高度集成动力系统。【背景技术】
[0002]经济的持续快速发展使能源紧缺和环境污染等问题日益突出，加快培育和发展高效的汽车动力系统新技术是汽车行业的重要战略举措。汽车动力系统的高度集成是提高运行效率的主要技术途径，进而节约能源并降低汽车运行过程中的排放。一种电机与自动变速器的高度集成动力系统将最大程度缩短动力传输路线，提高汽车动力系统的传动效率， 减小传统汽车驱动装置与变速系统的总体积，提高能源利用率的同时，为汽车的整车优化布置奠定技术基础。
[0003]目前已有电机与变速器集成技术中，均将电机轴和变速器输入轴作为一体，加装传统换挡机构完成动力系统的选换挡工作，降低了系统成本且具有较高的传动效率，然而本质上电机与变速器仍为单独的个体，系统集成化和模块化的程度较低，还有较大的技术提升空间。
[0004]本发明的一种电机与双速自动变速器高度集成动力系统将传统驱动电机和新型的双速自动变速器高度集成，将电磁直线执行器直接驱动变速器内接合套完成选换挡动作的双速自动变速器集成到传统驱动电机中，共同驱动一根轴，在电机内部直接完成挡位切换后将动力通过动力输出轴输出，无需附加的选换挡执行机构，使动力系统集成化和模块化的程度更高，从而提高动力系统的结构紧凑性和传动效率，并为智能汽车一体化控制精度的提升奠定技术基础。
【发明内容】
[0005]发明一种电机与双速自动变速器高度集成动力系统的目的在于，将直驱技术应用到自动变速器中，取消选换挡执行机构，提高自动变速器的传动效率和结构紧凑性，并将其高度集成到传统驱动电机中，形成一种双速高度集成动力系统，达到提高汽车动力系统传动效率、减小传统汽车驱动装置与变速系统总体积、提高能源利用率等目的，并为智能汽车一体化控制精度的提升奠定技术基础，具有重要的科学意义和实用价值。
[0006]—种电机与双速自动变速器高度集成动力系统，包括:壳体、第一传动轴、电机、第一隔磁环、电磁直驱变速器、第二传动轴、常嗤合齿轮副和动力输出轴;所述电机包括电机定子和电机动子，所述电磁直驱变速器包括一挡啮合齿轮副、第二隔磁环、花键毂、接合套、 电磁直线执行器动子、电磁直线执行器定子、第三隔磁环和二挡啮合齿轮副。其特征在于:所述电机定子、第一隔磁环、第二隔磁环、电磁直线执行器定子和第三隔磁环固定于壳体上;所述仅有旋转自由度的第一传动轴、第二传动轴、动力输出轴置于壳体上;所述第一传动轴上固定有电机动子和花键毂;所述一挡嗤合齿轮副和二挡嗤合齿轮副空套在第一传动轴上且固定于第二传动轴上;所述常啮合齿轮副同时固定于第二传动轴和动力输出轴上;所述与花键毂相连且仅有沿第一传动轴轴线方向移动自由度的接合套上空套有电磁直线执行器动子；共同驱动第一传动轴的电机和电磁直驱变速器高度集成于壳体中，所述电机和电磁直驱变速器之间设有避免电磁干扰的第一隔磁环;所述电磁直线执行器定子的左右两边设有避免漏磁的第二隔磁环和第三隔磁环。
[0007]通过电磁直线执行器动子直接驱动接合套实现自动换挡功能的电磁直驱变速器不包含换挡拨叉、换挡拨叉轴、换挡拨指和换挡轴等选换挡执行机构。
[0008]所述电磁直线执行器动子为动圈式结构。
[0009]所述电磁直线执行器动子与电源之间采用无线电力传输技术。
[0010]本发明的一种电机与双速自动变速器高度集成动力系统高度集成传统驱动电机和电磁直驱变速器，具有结构紧凑、动力传输路线短和可控性强等优势，满足现阶段对汽车动力系统的一体化、节能减排等技术需求;电磁直驱变速器应用电磁转换原理，取消选换挡过程中的运动转换装置，通过电磁直线执行器动子驱动接合套，直接将电能转换为换挡过程所需的直动能，能量转换效率高；驱动电机与电磁直驱变速器均采用“电一磁一力”转换原理，运行过程控制实质上均是控制装置内部的驱动电流，使此类新型动力系统的一体化控制精度更高、响应时间更短。
[0011]本发明的一种电机与双速自动变速器高度集成动力系统适用于汽车动力系统技术领域，特别是应用在纯电动汽车技术领域时，将有效增加车辆的续航里程数，且为车辆的安全运行和智能汽车的高效运行奠定了较好的技术基础。本发明的车辆高效运行车速优化方法实际应用后，将较大程度地降低驱动装置能耗，进而带来较大的经济效益。【附图说明】
[0012]图1为本发明的一种电机与双速自动变速器高度集成动力系统。【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0014]如图1所示，本发明提出的一种电机与双速自动变速器高度集成动力系统，包括: 壳体1、第一传动轴2、电机3、第一隔磁环4、电磁直驱变速器5、第二传动轴6、常嗤合齿轮副7 和动力输出轴8;电机3包括电机定子31和电机动子32,电磁直驱变速器5包括一挡嗤合齿轮副51、第二隔磁环52、花键毂53、接合套54、电磁直线执行器动子55、电磁直线执行器定子 56、第三隔磁环57和二挡啮合齿轮副58。其特征在于:电机定子31、第一隔磁环4、第二隔磁环52、电磁直线执行器定子56和第三隔磁环57固定于壳体1上;仅有旋转自由度的第一传动轴2、第二传动轴6、动力输出轴8置于壳体1上;第一传动轴2上固定有电机动子32和花键毂53; —挡啮合齿轮副51和二挡啮合齿轮副58空套在第一传动轴2上且固定于第二传动轴6上;常啮合齿轮副7同时固定于第二传动轴6和动力输出轴8上;与花键毂53相连且仅有沿第一传动轴2轴线方向移动自由度的接合套54上空套有电磁直线执行器动子55;共同驱动第一传动轴2的电机3和电磁直驱变速器5高度集成于壳体1中，电机3和电磁直驱变速器5之间设有避免电磁干扰的第一隔磁环4;电磁直线执行器定子56的左右两边设有避免漏磁的第二隔磁环52和第三隔磁环57。[〇〇15]本发明的进一步优选方案是:通过电磁直线执行器动子55直接驱动接合套54实现自动换挡功能的电磁直驱变速器5 不包含换挡拨叉、换挡拨叉轴、换挡拨指和换挡轴等选换挡执行机构。[0〇16]电磁直线执行器动子55为动圈式结构。
[0017]电磁直线执行器动子55与电源之间采用无线电力传输技术。
[0018]本发明的一种电机与双速自动变速器高度集成动力系统，如图1所示，电机动子32 和花键毂53分别与第一传动轴2固定连接，在与电机定子31间产生的“电一磁一力”转换原理作用下，电机动子32驱动第一传动轴2转动;在与电磁直线执行器定子56间产生的“电一磁一力”转换原理作用下，电磁直线执行器动子55产生直线运动，直接驱动接合套54沿第一传动轴2轴线方向运动，完成换挡操作；当接合套54处于中间位置时为空挡，与一挡啮合齿轮副51和二挡啮合齿轮副58啮合时分别为一挡和二挡;动力依次通过第二传动轴6、常啮合齿轮副7后，从动力输出轴8输出。为避免电磁干扰，在电机3和电磁直驱变速器5间设有，第一隔磁环4;为避免发生电磁直驱变速器5因漏磁而降低功率密度，在电磁直线执行器定子 56左右两侧分别设有第二隔磁环52和第三隔磁环57。本发明的一种电机与双速自动变速器高度集成动力系统中，电机3与电磁直驱变速器5均采用“电一磁一力”转换原理，运行过程控制实质上均是控制装置内部的驱动电流，使此类新型动力系统的一体化控制精度更高、 响应时间更短;在纯电动汽车技术领域应用时，将有效增加车辆的续航里程数，且为车辆的安全运行和智能汽车的高效运行奠定了较好的技术基础。[〇〇19]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种电机与双速自动变速器高度集成动力系统，包括:壳体(1)、第一传动轴(2)、电 机(3)、第一隔磁环(4)、电磁直驱变速器(5)、第二传动轴(6)、常啮合齿轮副(7)和动力输出 轴(8);所述电机(3)包括电机定子(31)和电机动子(32)，所述电磁直驱变速器(5)包括一挡 啮合齿轮副(51)、第二隔磁环(52)、花键毂(53)、接合套(54)、电磁直线执行器动子(55)、电 磁直线执行器定子(56)、第三隔磁环(57)和二挡啮合齿轮副(58);其特征在于:所述电机定子(31)、第一隔磁环(4)、第二隔磁环(52)、电磁直线执行器定子(56)和第 三隔磁环(57)固定于壳体(1)上;所述仅有旋转自由度的第一传动轴(2)、第二传动轴(6)、 动力输出轴(8)置于壳体(1)上;所述第一传动轴(2)上固定有电机动子(32)和花键毂(53); 所述一挡啮合齿轮副(51)和二挡啮合齿轮副(58)空套在第一传动轴(2)上且固定于第二传 动轴(6)上;所述常啮合齿轮副(7)同时固定于第二传动轴(6)和动力输出轴(8)上;所述与 花键毂(53)相连且仅有沿第一传动轴(2)轴线方向移动自由度的接合套(54)上空套有电磁 直线执行器动子(55);共同驱动第一传动轴(2)的电机(3)和电磁直驱变速器(5)高度集成于壳体(1)中，所述 电机(3 )和电磁直驱变速器(5 )之间设有避免电磁干扰的第一隔磁环(4 );所述电磁直线执 行器定子(56)的左右两边设有避免漏磁的第二隔磁环(52)和第三隔磁环(57)。2.根据权利要求1所述的一种电机与双速自动变速器高度集成动力系统，其特征在于: 通过电磁直线执行器动子(55)直接驱动接合套(54)实现自动换挡功能的电磁直驱变速器 (5)不包含换挡拨叉、换挡拨叉轴、换挡拨指和换挡轴等选换挡执行机构。3.根据权利要求1和2所述的一种电机与双速自动变速器高度集成动力系统，其特征在 于:所述电磁直线执行器动子(55)为动圈式结构。4.根据权利要求1、2和3所述的一种电机与双速自动变速器高度集成动力系统，其特征 在于:所述电磁直线执行器动子(55)与电源之间采用无线电力传输技术。
【文档编号】B60K17/08GK105966238SQ201610328287
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】李波, 俞潇, 葛文庆
【申请人】山东理工大学