一种用于电动汽车的行星齿轮变速装置的制作方法

本发明属于电动汽车变速装置，尤其涉及一种结构紧凑的基于行星齿轮的两档变速装置。

背景技术：

现代社会，大气污染日趋严重，能源消耗日益增长，电动汽车的发展得到全世界的广泛重视。电动汽车采用电动机取代了传统汽车的发动机，电动机可带载启动，并且通过合理的配置满足汽车使用要求。并且对于电动汽车而言，多档变速器已经不适用，因此有必要针对电动机的工作特性重新设计电动汽车的动力系统。

专利zl201580078041.5公开了一种用于机动车辆的电动车桥驱动装置，如图1所示，其采用一个简单正号行星排10、一个离合器26以及一个制动器29实现了两个不同速比的档位。其中行星排、离合器、制动器都位于与输入轴4平行的平行轴系上，制动器闭合、离合器打开形成1档，离合器闭合、制动器打开形成2档。但由于采用简单正号行星排（固有传动比大于0），如图3所示。该种类型行星排行星轮多，太阳轮到齿圈之间要经过2个行星轮，零件较多，且结构复杂，容易形成自锁。此外，由于离合器在结构布置上所占空间较大，难以实现紧凑化结构设计。

专利zl201610238070.x公开了一种电动汽车集成式两档自动电驱动总成，在该专利中采用定轴齿轮组加两个离合器实现2个不同速比档位，两个离合器布置在输入轴上，如图2所示。该专利采用定轴齿轮加两个离合器具有以下缺点：一是占用空间大，不利于结构紧凑化设计与布置；二是不易形成较大的传动比，大传动比方案需要空间更大。

技术实现要素：

为了解决上述已有技术存在的不足，本发明利用两个简单负号行星排配合两个制动器，实现了两个不同速比的档位，在保持紧凑结构的同时获得了大的传动比，尤其适用于电动汽车。

本发明的具体技术方案如下：

一种用于电动汽车的行星齿轮变速装置，其特征在于，包括：

第一转轴1、第二转轴2、第三转轴3、第四转轴4、箱体9、第一行星齿轮组5、第二行星齿轮组6、第一制动器7、第二制动器8；

第一行星齿轮组5的太阳轮设于第一转轴1上，行星架设于第二转轴2上，齿圈位于第三转轴3上，第二行星齿轮组6的太阳轮设于第一转轴1上，行星架设于第三转轴3上，齿圈设于第四转轴4上，第一制动器7连接第三转轴3和箱体9，第二制动器8连接第四转轴4与箱体9；

驱动电机10将动力输入第一转轴1，第二转轴2将动力输出至车轮。

可选地，根据本发明的另一个实施方式，所述用于电动汽车的行星齿轮变速装置还包括第一定轴齿轮组12和输出轴14；驱动电机10连接第一转轴1，第一定轴齿轮组12的小齿轮设于第二转轴2上，第一定轴齿轮组12的大齿轮设于输出轴14上，输出轴14将动力输出至车轮。

可选地，根据本发明的另一个实施方式，所述用于电动汽车的行星齿轮变速装置还包括输入轴11、第一定轴齿轮组12、第二定轴齿轮组13和输出轴14；驱动电机10与输入轴11相连，第一定轴齿轮组12的小齿轮设于输入轴11上，第一定轴齿轮组12的大齿轮设于第一转轴1上；第二定轴齿轮组13的小齿轮设于第二转轴2上，第二定轴齿轮组13的大齿轮设于输出轴14上，输出轴14将动力输出至车轮。

可选地，根据本发明的另一个实施方式，所述用于电动汽车的行星齿轮变速装置还包括第一定轴齿轮组12、第二定轴齿轮组13、输出轴14和中间轴16；驱动电机10与第一转轴1相连，第一定轴齿轮组12的小齿轮设于第二转轴2上，第一定轴齿轮组12的大齿轮设于中间轴16上；第二定轴齿轮组13的小齿轮设于中间轴16上，第二定轴齿轮组13的大齿轮位于输出轴14上，输出轴14将动力输出至车轮。

可选地，根据本发明的另一个实施方式，所述用于电动汽车的行星齿轮变速装置在电动汽车中纵置布置，用于后驱，驱动电机10连接第一转轴1，第二转轴2直接作为输出轴，将动力输出至车轮。

可选地，根据本发明的另一个实施方式，所述用于电动汽车的行星齿轮变速装置还包括连接第一转轴1和第三转轴3的离合器17，离合器17布置在变速装置的一端，且靠近箱体9。

可选地，根据本发明的另一个实施方式，所述用于电动汽车的行星齿轮变速装置还包括设于输出轴14上的差速器15。

可选地，根据本发明的另一个实施方式，所述用于电动汽车的行星齿轮变速装置的第一行星齿轮组5和第二行星齿轮组6均为简单负号行星排；第一制动器7和第二制动器8为湿式多片式制动器，爪式制动器或可选择式单项制动器；离合器17为湿式多片式制动器，爪式制动器或可选择式单项制动器。

可选地，根据本发明的另一个实施方式，所述用于电动汽车的行星齿轮变速装置设置于汽车的前桥或后桥，并集成差速器。

一种用于增程式电动汽车的行星齿轮变速装置，包括：

第一转轴1、第二转轴2、第三转轴3、第四转轴4、第一行星齿轮组5、第二行星齿轮组6、第一制动器7、第二制动器8、箱体9、第一定轴齿轮组12、第二定轴齿轮组13、输出轴14、中间轴16、发动机18、第二电机19、第一电机20、第三定轴齿轮组21、驱动电机轴22；

发动机18和第二电机19均与第一转轴1相连，第一行星齿轮组5的太阳轮设于第一转轴1上，行星架设于第二转轴2上，齿圈位于第三转轴3上，第二行星齿轮组6的太阳轮设于第一转轴1上，行星架设于第三转轴3上，齿圈设于第四转轴4上，第一制动器7连接第三转轴3和箱体9，第二制动器8连接第四转轴4与箱体9；第一定轴齿轮组12的小齿轮设于第二转轴2上，第一定轴齿轮组12的大齿轮设于中间轴16上，第二定轴齿轮组13的小齿轮设于中间轴16上，第二定轴齿轮组13的大齿轮设于输出轴14上，第三定轴齿轮组21的小齿轮设于驱动电机轴22上，第三定轴齿轮组21的大齿轮设于中间轴16上，第一电机20与驱动电机轴22相连，输出轴14将动力输出至车轮。

可选地，根据本发明的另一个实施方式，所述用于增程式电动汽车的行星齿轮变速装置还包括连接第一转轴1和第三转轴3的离合器17，离合器17布置在变速装置的一端，且靠近箱体9。

可选地，根据本发明的另一个实施方式，所述用于增程式电动汽车的行星齿轮变速装置还包括设于输出轴14上的差速器15。

可选地，根据本发明的另一个实施方式，所述用于增程式电动汽车的行星齿轮变速装置的第一行星齿轮组5和第二行星齿轮组6均为简单负号行星排；第一制动器7和第二制动器8为湿式多片式制动器，爪式制动器或可选择式单项制动器；离合器17为湿式多片式制动器，爪式制动器或可选择式单项制动器。

可选地，根据本发明的另一个实施方式，所述用于增程式电动汽车的行星齿轮变速装置设置于汽车的前桥或后桥，并集成差速器。

本发明的有益效果在于：

1.本发明采用双行星排加双制动器形成两个不同速比的档位，两个行星排不同元件间及其与制动器间独特的连接关系使得两个制动器分别连接两个行星排的齿圈，因此制动器和行星排可以进行嵌套布置。此外，制动器在布置上相比离合器所需轴向空间更小，因此本发明可以实现更紧凑的结构布局，轴向尺寸更短。

2.本发明采用两个简单负号行星排，相比于现有技术，具有更高的机械传动效率和更大的变速比，且更容易获得较大的1档传动比。

3.本发明的变速装置油路布置简易，便于生产加工，从箱体可以直接给制动器活塞腔供油。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是专利zl201580078041.5的说明书附图；

图2是专利zl201610238070.x的说明书附图；

图3是简单正号行星排的结构示意图；

图4a是本发明用于电动汽车的行星齿轮变速装置的两档示意图；

图4b是本发明用于电动汽车的行星齿轮变速装置的三档示意图；

图5是本发明实施例1的结构示意图；

图6是本发明实施例2的结构示意图；

图7是本发明实施例3的结构示意图；

图8是本发明实施例4的结构示意图；

图9是本发明实施例5的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图4a所示，一种用于电动汽车的行星齿轮变速装置，包括：

第一转轴1、第二转轴2、第三转轴3、第四转轴4、箱体9、第一行星齿轮组5、第二行星齿轮组6、第一制动器7、第二制动器8；

所述第一行星齿轮组5的太阳轮设于第一转轴1上，行星架设于第二转轴2上，齿圈位于第三转轴3上，第二行星齿轮组6的太阳轮设于第一转轴1上，行星架设于第三转轴3上，齿圈设于第四转轴4上，第一制动器7连接第三转轴3和箱体9，第二制动器8连接第四转轴4与箱体9；

驱动电机10将动力输入第一转轴1，第二转轴2将动力输出至车轮。

所述第一行星齿轮组5为简单负号行星排；

所述第二行星齿轮组6为简单负号行星排；

所述第一制动器7为湿式多片式制动器，爪式制动器或可选择式单项制动器；

所述第二制动器8为湿式多片式制动器，爪式制动器或可选择式单项制动器。

此外，还可在所述变速结构的一端，靠近箱体处设置连接第一转轴1和第三转轴3的离合器17，如图4b所示，从而实现三档切换。

实施例1

如图5所示，一种用于电动汽车的行星齿轮变速装置，该变速装置布置于电动汽车的前桥，具体包括：

驱动电机10、第一转轴1、第二转轴2、第三转轴3、第四转轴4、箱体9、第一行星齿轮组5、第二行星齿轮组6、第一制动器7、第二制动器8、输入轴11、第一定轴齿轮组12、第二定轴齿轮组13、输出轴14和差速器15；

驱动电机10与输入轴11相连，第一定轴齿轮组12的小齿轮设于输入轴11上，第一定轴齿轮组12的大齿轮设于第一转轴1上，第一行星齿轮组5的太阳轮设于第一转轴1上，行星架设于第二转轴2上，齿圈位于第三转轴3上，第二行星齿轮组6的太阳轮设于第一转轴1上，行星架设于第三转轴3上，齿圈设于第四转轴4上，第一制动器7连接第三转轴3和箱体9，第二制动器8连接第四转轴4与箱体9；第二定轴齿轮组13的小齿轮设于第二转轴2上，第二定轴齿轮组13的大齿轮设于输出轴14上，差速器15设于输出轴14上，输出轴14将动力输出至车轮。

档位切换：当第一制动器7闭合，第二制动器8打开时，变速装置位于1档；当第一制动器7打开，第二制动器8闭合时，变速装置位于2档。

实施例2

如图6所示，一种用于电动汽车的行星齿轮变速装置，该变速装置布置于电动汽车的后桥，具体包括：

第一转轴1、第二转轴2、第三转轴3、第四转轴4、箱体9、第一行星齿轮组5、第二行星齿轮组6、第一制动器7、第二制动器8、第一定轴齿轮组12、第二定轴齿轮组13、输出轴14、差速器15和中间轴16；

驱动电机10与第一转轴1相连，第一行星齿轮组5的太阳轮设于第一转轴1上，行星架设于第二转轴2上，齿圈位于第三转轴3上，第二行星齿轮组6的太阳轮设于第一转轴1上，行星架设于第三转轴3上，齿圈设于第四转轴4上，第一制动器7连接第三转轴3和箱体9，第二制动器8连接第四转轴4与箱体9，第一定轴齿轮组12的小齿轮设于第二转轴2上，第一定轴齿轮组12的大齿轮设于中间轴16上，第二定轴齿轮组13的小齿轮设于中间轴16上，第二定轴齿轮组13的大齿轮位于输出轴14上，差速器15设于输出轴14上，输出轴14将动力输出至车轮。

档位切换：当第一制动器7闭合，第二制动器8打开时，变速装置位于1档；当第一制动器7打开，第二制动器8闭合时，变速装置位于2档。

实施例3

如图7所示，一种用于电动汽车的行星齿轮变速装置，该变速装置布置于电动汽车的前桥，具体包括：

第一转轴1、第二转轴2、第三转轴3、第四转轴4、箱体9、第一行星齿轮组5、第二行星齿轮组6、第一制动器7、第二制动器8、第一定轴齿轮组12、输出轴14和差速器15；

驱动电机10连接第一转轴1，第一行星齿轮组5的太阳轮设于第一转轴1上，行星架设于第二转轴2上，齿圈位于第三转轴3上，第二行星齿轮组6的太阳轮设于第一转轴1上，行星架设于第三转轴3上，齿圈设于第四转轴4上，第一制动器7连接第三转轴3和箱体9，第二制动器8连接第四转轴4与箱体9，第一定轴齿轮组12的小齿轮设于第二转轴2上，第一定轴齿轮组12的大齿轮设于输出轴14上，差速器15设于输出轴14上，输出轴14将动力输出至车轮。

档位切换：当第一制动器7闭合，第二制动器8打开时，变速装置位于1档；当第一制动器7打开，第二制动器8闭合时，变速装置位于2档。

实施例4

如图8所示，一种用于电动汽车的行星齿轮变速装置，该变速装置在电动汽车中纵置布置，未集成差速器，用于后驱，具体包括：

第一转轴1、第二转轴2、第三转轴3、第四转轴4、箱体9、第一行星齿轮组5、第二行星齿轮组6、第一制动器7和第二制动器8；

驱动电机10连接第一转轴1，第一行星齿轮组5的太阳轮设于第一转轴1上，行星架设于第二转轴2上，齿圈位于第三转轴3上，第二行星齿轮组6的太阳轮设于第一转轴1上，行星架设于第三转轴3上，齿圈设于第四转轴4上，第一制动器7连接第三转轴3和箱体9，第二制动器8连接第四转轴4与箱体9，第二转轴2直接作为输出轴，将动力输出至车轮。

档位切换：当第一制动器7闭合，第二制动器8打开时，变速装置位于1档；当第一制动器7打开，第二制动器8闭合时，变速装置位于2档。

实施例5

如图9所示，一种用于增程式电动汽车的行星齿轮变速装置，包括：

第一转轴1、第二转轴2、第三转轴3、第四转轴4、第一行星齿轮组5、第二行星齿轮组6、第一制动器7、第二制动器8、箱体9、第一定轴齿轮组12、第二定轴齿轮组13、输出轴14、差速器15、中间轴16、发动机18、第二电机19、第一电机20、第三定轴齿轮组21、驱动电机轴22；

发动机18和第二电机19均与第一转轴1相连，第一行星齿轮组5的太阳轮设于第一转轴1上，行星架设于第二转轴2上，齿圈位于第三转轴3上，第二行星齿轮组6的太阳轮设于第一转轴1上，行星架设于第三转轴3上，齿圈设于第四转轴4上，第一制动器7连接第三转轴3和箱体9，第二制动器8连接第四转轴4与箱体9；第一定轴齿轮组12的小齿轮设于第二转轴2上，第一定轴齿轮组12的大齿轮设于中间轴16上，第二定轴齿轮组13的小齿轮设于中间轴16上，第二定轴齿轮组13的大齿轮设于输出轴14上，第三定轴齿轮组21的小齿轮设于驱动电机轴22上，第三定轴齿轮组21的大齿轮设于中间轴16上，第一电机20与驱动电机轴22相连，差速器15设于输出轴14上，输出轴14将动力输出至车轮。

档位切换：

第一制动器7和第二制动器8都打开，发动机18与第二电机19不运转、第一电机20运转：实现纯电动模式；

第一制动器7和第二制动器8都打开，发动机18、第一电机20、第二电机19运转：实现串联模式；

第一制动器7闭合，第二制动器8打开：实现并联1档模式；

第二制动器8闭合，第一制动器7打开，实现并联2档模式。

此外，前述仅说明了一些实施方式，可进行改变、修改、增加和/或变化而不偏离所公开的实施方式的范围和实质，该实施方式是示意性的而不是限制性的。此外，所说明的实施方式涉及当前考虑为最实用和最优选的实施方式，其应理解为实施方式不应限于所公开的实施方式，相反地，旨在覆盖包括在该实施方式的实质和范围内的不同的修改和等同设置。此外，上述说明的多种实施方式可与其它实施方式共同应用，如，一个实施方式的方面可与另一个实施方式的方面结合而实现再另一个实施方式。另外，任何给定组件的各独立特征或构件可构成另外的实施方式。

为了示意和说明的目的提供实施方式的前述说明，其不意图穷举或限制本公开。具体实施方式的各元件或特征通常不限于该具体实施方式，但是在可应用的情况下，即使没有具体地示出或说明，各元件或特征也是可互换且可用于选择的实施方式，还可以多种方式改变。该改变不看作从本公开偏离，且所有该改变都包括在本公开的范围内。

因此，应理解这里通过示例的方式提供了附图和说明书，以有助于对本发明的理解，且不应构成对其范围的限制。