专利名称：用于电动汽车上的二档电控机械式自动变速箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及电动汽车的变速箱技术领域，具体是指一种用于电动汽车上的二档电控机械式自动变速箱。
背景技术：
目前国内电动汽车很多是从原来的传统汽车进行改型而来，为了节省开发成本， 变速箱很多时候是采用传统的手动五档变速箱，并把它固定在一个档位，当做固定速比的减速器使用，无法实现自动换挡。而电动汽车为了降低对驱动电机工作性能的要求，一般需要匹配一个两档的变速器，才能同时满足电动汽车启动、爬坡时高转矩和正常行驶时高转速的性能要求。因此，迫切需要一种用于电动汽车上的二档电控机械式自动变速箱，以同时满足电动汽车启动、爬坡时高转矩和正常行驶时高转速的性能要求。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种用于电动汽车上的二档电控机械式自动变速箱，该用于电动汽车上的二档电控机械式自动变速箱设计巧妙，能同时满足电动汽车启动、爬坡时高转矩和正常行驶时高转速的性能要求，且结构简洁，使纯电动汽车能够减重减负，削减成本，适于大规模推广应用。为了实现上述目的，本发明的用于电动汽车上的二档电控机械式自动变速箱，包括箱体、输入轴和输出轴，所述输入轴和所述输出轴同轴配置并可转动设置在所述箱体中， 其特点是，所述用于电动汽车上的二档电控机械式自动变速箱还包括第一传动轴、第二传动轴、第一离合器、第二离合器、第一小齿轮、第二小齿轮、第一大齿轮和第二大齿轮，所述第一传动轴和所述第二传动轴同轴配置并可转动设置在所述箱体中，且与所述输入轴和所述输出轴平行设置，所述第一小齿轮和所述第一大齿轮分别安装在所述输入轴和所述输出轴上，所述输入轴通过所述第一离合器连接所述输出轴，所述第二大齿轮和所述第二小齿轮分别安装在所述第一传动轴和所述第二传动轴上，所述第一传动轴通过所述第二离合器连接所述第二传动轴。较佳地，所述第一小齿轮和所述第二小齿轮相同，所述第一大齿轮和所述第二大齿轮相同。较佳地，所述用于电动汽车上的二档电控机械式自动变速箱还包括电动机，所述电动机的输出轴与所述输入轴连接。较佳地，所述用于电动汽车上的二档电控机械式自动变速箱还包括控制模块，所述控制模块电路连接所述第一离合器和所述第二离合器。更佳地，所述控制模块和电动汽车的整车控制器集成在一起。较佳地，所述第一离合器和所述第二离合器为径向杠杆湿式多片摩擦离合器或湿式多片电磁离合器。
本发明的有益效果在于本发明的用于电动汽车上的二档电控机械式自动变速箱，包括箱体、输入轴、输出轴、第一传动轴、第二传动轴、第一离合器、第二离合器、第一小齿轮、第二小齿轮、第一大齿轮和第二大齿轮，所述输入轴和所述输出轴同轴配置并可转动设置在所述箱体中，所述第一传动轴和所述第二传动轴同轴配置并可转动设置在所述箱体中，且与所述输入轴和所述输出轴平行设置，所述第一小齿轮和所述第一大齿轮分别安装在所述输入轴和所述输出轴上，所述输入轴通过所述第一离合器连接所述输出轴，所述第二大齿轮和所述第二小齿轮分别安装在所述第一传动轴和所述第二传动轴上，所述第一传动轴通过所述第二离合器连接所述第二传动轴，从而通过对两个离合器的控制，能同时满足电动汽车启动、爬坡时高转矩和正常行驶时高转速的性能要求，设计巧妙，且结构简洁， 使纯电动汽车能够减重减负，削减成本，适于大规模推广应用。
图1是本发明的一具体实施例的结构示意图。图2是图1所示的具体实施例的局部结构示意图。图3是图1所示的具体实施例在启动加速档(低速档)的动力传输示意图。图4是图1所示的具体实施例在直接档(高速档)的动力传输示意图。图5是图1所示的具体实施例在驻车档的动力传输示意图。图6是图1所示的具体实施例在空挡的动力传输示意图。
具体实施例方式为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。其中相同的部件采用相同的附图标记。除非特别说明，其中百分含量均为重量百分含量。请参见图1所示，本发明的用于电动汽车上的二档电控机械式自动变速箱，包括箱体1、输入轴2、输出轴3、第一传动轴4、第二传动轴5、第一离合器6、第二离合器7、第一小齿轮8、第二小齿轮9、第一大齿轮10和第二大齿轮11，所述输入轴2和所述输出轴3同轴配置并可转动设置在所述箱体1中，所述第一传动轴4和所述第二传动轴5同轴配置并可转动设置在所述箱体1中，且与所述输入轴2和所述输出轴3平行设置，所述第一小齿轮 8和所述第一大齿轮10分别安装在所述输入轴2和所述输出轴3上，所述输入轴2通过所述第一离合器6连接所述输出轴3，所述第二大齿轮11和所述第二小齿轮9分别安装在所述第一传动轴4和所述第二传动轴5上，所述第一传动轴4通过所述第二离合器7连接所述第二传动轴5。所述第一小齿轮8和所述第二小齿轮9可以相同，也可以不同，所述第一大齿轮10 和所述第二大齿轮11可以相同，也可以不同，请参见图1所示，在本发明的具体实施例中， 所述第一小齿轮8和所述第二小齿轮9相同，所述第一大齿轮10和所述第二大齿轮11相同。在这种情况下，为了节约成本，可以实行模块化设计，制造如图2所示的模块，相当于在传统固定速比减速器上增加一个离合器作为单个模块，两个这样的模块配合即可组成本发明的用于电动汽车上的二档电控机械式自动变速箱。 电动机12可以不包括在本发明中，也可以包括在本发明中，请参见图1所示，在本发明的具体实施例中，所述用于电动汽车上的二档电控机械式自动变速箱还包括电动机12，所述电动机12的输出轴13与所述输入轴2连接。控制模块(未示出)可以不包括在本发明中，也可以包括在本发明中，较佳地，所述用于电动汽车上的二档电控机械式自动变速箱还包括控制模块，所述控制模块电路连接所述第一离合器6和所述第二离合器7。在本发明的具体实施例中，所述控制模块和电动汽车的整车控制器集成在一起。考虑到体积和功率要求，较佳地，所述第一离合器6和所述第二离合器7为径向杠杆湿式多片摩擦离合器或湿式多片电磁离合器。请参见图1所示，在本发明的具体实施例中，所述第一离合器6和所述第二离合器7为径向杠杆湿式多片摩擦离合器。由于电动汽车一般都配有整车控制器(HCU)，电动汽车的驱动电机(即上述电动机12)有较强的调速能力和较宽的高效区间，一般只需要一个两档的变速箱就能满足实际需求，所以参考传统机械变速箱选择两个档位来实现换挡，一个是直接档(高速档)，另一个是专门用来起步加速的低速档。本发明在普通固定轴式齿轮变速器的基础上，取消了普通手动变速器的同步器， 而是采用两个离合器(即上述第一离合器6和第二离合器7)，把换挡、离合器操纵及电机转速转矩调节由整车控制器完成，根据汽车运行状况、路面情况和驾驶员的意图，依据事先制定的换挡规律，实现自动换档变速，使得实现电控机械式自动变速器的功能，从而提高电动汽车性能。由于取消了普通手动变速器的同步器，而采用两个离合器，动力中断的时间更短， 更易缓和冲击。电动机较发动机有更好地转速调节能力和更小的转动惯量，为了减少离合器的磨损，需在变速器处于空档位置时调节电动机12转速，使其与实际车速相匹配后再进行下一步的挂档。具体过程如下换挡开始时，目前档位的离合器分离，另一个离合器原来就处于分离状态，使变速器退到空档位置；然后整车控制器根据当前车速和换挡规律调节驱动电机的转速，使驱动电机的转速和新档位的变速器齿轮转速匹配，也就是让积极挂档的离合器主从传动件转速一致，以减少接合时的磨损和温升；最后需要挂档的离合器接合，另一个离合器保持分离状态，使变速器挂上新的档位。例如当电动汽车在刚开始启动或较低车速下行驶时，变速器应处于低速档位(车辆需求传动比较大)，如图3所示，图3左下方的离合器(即第二离合器7)处于接合状态， 而右上方的离合器(即第一离合器6)是分离状态，动力传输如虚线箭头所示。例如当车速提高到临界值，也就是换挡开始时，整车控制器发出指令让左下方的离合器分离，使变速器退到空档位置；到达空档位置时，整车控制器接受到相关传感器信号后，根据当前车速和换挡规律调节驱动电机的转速，使驱动电机的转速和新档位的变速器齿轮转速匹配，也就是让积极挂档的离合器主从传动件转速一致；紧接着整车控制器根据驱动电机和传动轴的转速信号匹配后，命令驱动电机退出调速模式，并卸除载荷；最后右上方的离合器接合，由于两边转速差较小，使变速器快速挂上新的档位，整车控制器根据接收到的电机转速和车速信号后确认变速器在高速档运行，整个低档到高档的换档过程结束， 如图4所示，图4左下方的离合器处于分离状态，而右上方的离合器是结合状态，动力传输如虚线箭头所示。与此类似，变速器从高速档切换到低速档是这个过程的相反次序。另外在需要驻车制动时，只要变速箱内的两个离合器同时结合，变速器内部的四个齿轮便处于锁止状态，阻碍驱动电机和传动轴的转动。如图5所示，图5左下方的离合器处于结合状态，而右上方的离合器也是结合状态，动力传输如虚线箭头所示。如果电动汽车的传动轴需要脱离驱动电机，只需让变速器的两个离合器都处于分离状态，就处于空档状态，实现电动机12空转或空档滑行。如图6所示，图6左下方的离合器处于分离状态，而右上方的离合器也是分离状态，动力传输如虚线箭头所示。目前市面上的AMT普遍采用电动液压机构，而本发明通过对传统固定速比变速箱进行改造，增加了两个离合器，并采用了整车控制器的控制功能来实现AMT功能，通过两个离合器的分离和接合，同时利用驱动电机的转速转矩调节能力来实现快速平稳的自动换挡，既有液力机械传动变速器的优点，又保持了原有机械变速器的基本结构，具有传动效率高、结构紧凑、成本低、易于制造、工作可靠及操纵方便等优点。综上，本发明的用于电动汽车上的二档电控机械式自动变速箱设计巧妙，能同时满足电动汽车启动、爬坡时高转矩和正常行驶时高转速的性能要求，且结构简洁，使纯电动汽车能够减重减负，削减成本，适于大规模推广应用。在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
权利要求
1.一种用于电动汽车上的二档电控机械式自动变速箱，包括箱体、输入轴和输出轴，所述输入轴和所述输出轴同轴配置并可转动设置在所述箱体中，其特征在于，所述用于电动汽车上的二档电控机械式自动变速箱还包括第一传动轴、第二传动轴、第一离合器、第二离合器、第一小齿轮、第二小齿轮、第一大齿轮和第二大齿轮，所述第一传动轴和所述第二传动轴同轴配置并可转动设置在所述箱体中，且与所述输入轴和所述输出轴平行设置，所述第一小齿轮和所述第一大齿轮分别安装在所述输入轴和所述输出轴上，所述输入轴通过所述第一离合器连接所述输出轴，所述第二大齿轮和所述第二小齿轮分别安装在所述第一传动轴和所述第二传动轴上，所述第一传动轴通过所述第二离合器连接所述第二传动轴。
2.根据权利要求1所述的用于电动汽车上的二档电控机械式自动变速箱，其特征在于，所述第一小齿轮和所述第二小齿轮相同，所述第一大齿轮和所述第二大齿轮相同。
3.根据权利要求1所述的用于电动汽车上的二档电控机械式自动变速箱，其特征在于，所述用于电动汽车上的二档电控机械式自动变速箱还包括电动机，所述电动机的输出轴与所述输入轴连接。
4.根据权利要求1所述的用于电动汽车上的二档电控机械式自动变速箱，其特征在于，所述用于电动汽车上的二档电控机械式自动变速箱还包括控制模块，所述控制模块电路连接所述第一离合器和所述第二离合器。
5.根据权利要求4所述的用于电动汽车上的二档电控机械式自动变速箱，其特征在于，所述控制模块和电动汽车的整车控制器集成在一起。
6.根据权利要求1所述的用于电动汽车上的二档电控机械式自动变速箱，其特征在于，所述第一离合器和所述第二离合器为径向杠杆湿式多片摩擦离合器或湿式多片电磁离ο
全文摘要
本发明涉及一种用于电动汽车上的二档电控机械式自动变速箱，其输入轴和输出轴同轴配置并可转动设置在箱体中，第一和第二传动轴同轴配置并可转动设置在箱体中，且与输入轴和输出轴平行设置，第一小齿轮和第一大齿轮分别安装在输入轴和输出轴上，输入轴通过第一离合器连接输出轴，第二大齿轮和第二小齿轮分别安装在第一和第二传动轴上，第一传动轴通过第二离合器连接第二传动轴。较佳地，还包括电动机，其输出轴与输入轴连接，还包括控制模块，其电路连接第一和第二离合器。本发明设计巧妙，能同时满足电动汽车启动、爬坡时高转矩和正常行驶时高转速的性能要求，且结构简洁，使纯电动汽车能够减重减负，削减成本，适于大规模推广应用。
文档编号F16H3/083GK102392883SQ20111034268
公开日2012年3月28日 申请日期2011年11月3日 优先权日2011年11月3日
发明者明巧红, 江先宝 申请人:上海中科深江电动车辆有限公司