专利名称：一种电动车辆用全自动二轴有级变速装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于运输车辆的变速装置，尤其涉及电动车辆的全自动有级变速装置。
背景技术：
近年来，由于石油资源的日益枯竭和环境保护的压力，电动车辆的开发已经成为汽车工业研究和开发的重点。电动汽车最大的特点是采用电机作为动力源，现代电动汽车采用的电机具有转速高、起动转矩大、电机控制器调速范围宽的特点，因此，为了简化结构和降低成本，大多数的电动汽车都利用电机和电机控制器的调速特性只采用固定速比的减速器，而取消了离合器和变速器。但是，这种配置带来了以下弊端效率低和缩短电机和电机控制器的使用寿命。电机在电动汽车起步加速时处于低速运行区，电机的效率非常低。特别是电动车辆大多数用于城市运输，起步加速非常频繁，而且平均车速很低，具有固定速比的电动汽车在绝大多数的情况下都在低速区以极低的效率进行运行，大大缩短了电动汽车的续驶里程。同时，长期的低速运转将会造成电机过热，缩短电机和电机控制器的使用寿命。
对电机和电机控制器的要求高，大大提高了电机和电机控制器的造价。采用固定速比的电动汽车要求电机在恒转矩区提供较高的瞬时转矩，一般都要达到额定转矩的3～5倍，以满足起动和最大爬坡度的需要；在恒功率区提供较高的转速，一般是基速的3～5倍，以满足最高车速的需要。这样的电机和电机控制器都要通过特殊的设计和制造，大大提高了电机和电机控制器的造价。
为了消除这些弊端需要电动汽车的电驱动系统能够变速，但是，电机的起动转矩大和调速范围宽的特点使得电动汽车并不需要像传统汽车变速器那么多的变速档位，本发明就是综合了有级变速器结构简单、传动效率高和电机起动转矩大、转速高的特点，实现了全自动有级变速，即驾驶人员无需操作离合器和挂档，只需操作加速踏板即可。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种电动汽车全自动有级变速装置，该变速装置兼顾了有级变速器结构简单、传动效率高和电机起动转矩大、转速高的优势，驾驶人员无需操作离合器和挂档，只需操作加速踏板，实现全自动有级变速，特别适合前置前驱动的电动车辆。
本实用新型是通过以下技术方案予以实现的。
一种电动车辆用全自动二轴有级变速装置，它包括电机、控制器，所述控制器的信号输入端与电机、踏板、倒车信号的信号输出端相连，它还包括离合器，变速器，设置在所述变速器壳体上的伺服装置，所述的变速器包括架设在其壳体上的输入轴和输出轴，所述的输入轴与所述的离合器的输出轴相连，在所述的输入轴上分别设置有高、低速齿轮副的一个齿轮，在所述的输出轴上分别设置有高、低速齿轮副的另一个齿轮，所述的高、低速齿轮副的两个齿轮分别彼此相啮合，所述的设置在输出轴的两个齿轮上分别设置有外齿高、低速齿轮副结合圈，在所述的高、低速齿轮副结合圈之间的输出轴上设置有外齿花键毂，所述的花键毂外套有可移动的内齿结合套，所述的结合套和花键毂、高速或低速齿轮副结合圈彼此相啮合，所述的花键毂上设置有滑动轴，所述的伺服装置的推动轴与所述的滑动轴彼此连接，所述控制器的信号输出端分别与所述离合器和所述伺服装置的信号输入端相连。
由于本实用新型采用了以上技术方案，因而具有以下优点本实用新型结构简单、工作可靠。充分利用了电机调速范围宽和有级变速器结构简单的优点，与汽车5档变速器相比，减去了3个前进档和一个倒档，使得变速系统的机械零件减去了60％，极大地降低了成本和提高了变速装置的可靠性。
本实用新型能够适用与纯电动车辆、混合动力车辆和燃料电池车辆等所有的电动车辆。
本实用新型最大的优点是属于有级变速器，但是实现了无级变速的功能，所以同时兼顾了有级变速器效率高和无级变速器操作方便的优点。本装置与汽车常用的无级变速器(AT、CVT、AMT)相比，传动效率提高2％～10％，价格降低50％以上。
图1是本实用新型的一种电动车辆用全自动二轴有级变速装置的原理示意图；图2是图1所述装置的结合套原理结构示意图；图3是图1所述装置的结合套与花键毂和高速齿轮副相啮合传动的结构示意图；图4图1所述装置的结合套与花键毂和低速齿轮副相啮合传动的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。
如附图所示，一种电动车辆用全自动二轴有级变速装置，它包括电机7、控制器4，所述控制器的信号输入端与电机7、踏板5、倒车信号6的输出信号端相连，它还包括离合器8，变速器1，设置在所述变速器壳体上的伺服装置2，所述的变速器1包括架设在其壳体上的输入轴9和输出轴12，所述的输入轴9与所述的离合器8的输出轴相连，在所述的输入轴9上分别设置有高、低速齿轮副10、11的一个齿轮，在所述的输出轴12上分别设置有高、低速齿轮副10、11的另一个齿轮，所述的高、低速齿轮副的两个齿轮分别彼此啮合传动，所述的设置在输出轴12的两个齿轮上分别设置有外齿高、低速齿轮副结合圈13、15，在所述的高、低速齿轮副结合圈之间的输出轴上设置有外齿花键毂14，所述的花键毂14外套有可移动的内齿结合套3，所述的结合套3和花键毂14、高速或低速齿轮副结合圈13、15彼此相啮合传动，所述的花键毂14上设置有滑动轴，所述的伺服装置的推动轴与所述的滑动轴彼此垂直连接，所述控制器的信号输出端分别与所述离合器和所述伺服装置的信号输入端相连。所述的伺服装置为电磁铁、电控液压缸或电控气缸。所述的离合器为电控机械离合器、电磁离合器、液压离合器或汽动离合器。
控制器4根据电机7的转速和负荷信号、加速踏板5的信号和车速信号，控制自动离合器8分离或结合以及控制挂档伺服装置2使有级变速器的结合套3移动，进入高速齿轮副10或低速齿轮副11，实现全自动有级变速。低速时动力传输路线电机7-自动离合器8-输入轴9-低速齿轮副11-结合套3-输出轴12；高速时动力传输路线电机7-自动离合器8-输入轴9-高速齿轮副10-结合套3-输出轴12。在兼顾最高车速和最大爬坡度的同时，通过全自动有级变速装置使电动汽车绝大部分时间控制在额定转速附近运行，最大限度地提高电机和电机控制器的效率和降低对电机和电机控制器的要求，从而降低成本。本装置实现倒车时，驾驶员按动倒车按钮6，控制器4得到倒车信号，通过自动离合器8和挂档伺服装置2，使两档有级变速器1强制进入低速状态，电机限速倒转，实现倒车。
本发明在纯电动车辆、串联式混合动力车辆和燃料电池车辆上可以直接采用，在并联式和混联式混合动力车辆上采用时，通过自动离合器将本装置与发动机耦合，换档和倒车时，自动离合器将发动机与本装置断开，切断发动机的动力，完全由电机提供动力，实现变速和倒车。
权利要求1.一种电动车辆用全自动二轴有级变速装置，它包括电机、控制器，所述控制器的信号输入端与电机、踏板、倒车信号的输出信号端相连，其特征在于它还包括离合器，变速器，设置在所述变速器壳体上的伺服装置，所述的变速器包括架设在其壳体上的输入轴和输出轴，所述的输入轴与所述的离合器的输出轴相连，在所述的输入轴上分别设置有高、低速齿轮副的一个齿轮，在所述的输出轴上分别设置有高、低速齿轮副的另一个齿轮，所述的高、低速齿轮副的两个齿轮分别彼此相啮合，所述的设置在输出轴的两个齿轮上分别设置有外齿高、低速齿轮副结合圈，在所述的高、低速齿轮副结合圈之间的输出轴上设置有外齿花键毂，所述的花键毂外套有可移动的内齿结合套，所述的结合套和花键毂、高速或低速齿轮副结合圈彼此相啮合，所述的花键毂上设置有滑动轴，所述的伺服装置的推动轴与所述的滑动轴彼此连接，所述控制器的信号输出端分别与所述离合器和所述伺服装置的信号输入端相连。
2.根据权利要求1所述的电动车辆用全自动二轴有级变速装置，其特征在于所述的伺服装置为电磁铁、电控液压缸或电控气缸。
3.根据根据权利要求1或2所述的电动车辆用全自动二轴有级变速装置，其特征在于所述的离合器为电控机械离合器、电磁离合器、液压离合器或汽动离合器。
专利摘要本实用新型公开了一种电动车辆用全自动二轴有级变速装置，它包括电机、控制器，它还包括离合器，变速器，设置在所述变速器壳体上的伺服装置，所述的变速器包括架设在其壳体上的输入轴和输出轴，分别设置有外齿高、低速齿轮副结合圈的高、低速齿轮副、设置在所述的高、低速齿轮副结合圈之间的输出轴上的外齿花键毂，所述的花键毂外套有可移动的内齿结合套，所述的花键毂上设置有滑动轴，所述的伺服装置的推动轴与所述的滑动轴彼此连接，本实用新型结构简单、工作可靠，属于有级变速器，但是实现了无级变速的功能，所以同时兼顾了有级变速器效率高和无级变速器操作方便的优点。
文档编号B62M11/04GK2875938SQ20052012336
公开日2007年3月7日 申请日期2005年11月25日 优先权日2005年11月25日
发明者周荣 申请人:天津清源电动车辆有限责任公司