用于车辆的动力传动系统及具有其的车辆的制作方法

用于车辆的动力传动系统及具有其的车辆的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于车辆的动力传动系统及具有其的车辆，动力传动系统包括驱动电机和变速装置，变速装置包括依次相连的输入端、变速组件和输出端，变速组件包括具有双行星架的行星齿轮结构、用于锁止和解锁双行星架与车辆车身的第一换挡执行件和第二换挡执行件，以及用于锁止和解锁双行星架中的一个与行星齿轮结构的太阳轮的第三换挡执行件，且太阳轮与驱动电机通过输入端相连，通过第一至第三换挡执行件在各自的锁止与解锁位置之间的切换，实现变速装置在多个挡位之间的切换，使驱动电机输出的动力通过一个与工况匹配的挡位输出，从而在兼顾车辆低负荷运行时的驱动效率以及整车动力性能的同时，有效减小驱动电机的径向尺寸。
【专利说明】用于车辆的动力传动系统及具有其的车辆

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及车辆领域，具体而言，涉及一种用于车辆的动力传动系统和具有该动力传动系统的车辆。

【背景技术】
[0002]相关技术中，车辆的动力传动系统采用单级减速的直接驱动形式，为了兼顾车辆的纯电动爬坡性能以及最高车速性能，驱动电机需选用扭矩较大且高转速的电机，但是在常用工况运行时，存在驱动电机工作负荷较低，驱动电机驱动效率偏低的问题，且由于所选驱动电机扭矩过大，会使驱动电机的径向尺寸过大，容易出现整车布置问题，采用高转速驱动电机，驱动电机的成本高，因而存在改进空间。
实用新型内容
[0003]本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种驱动电机径向尺寸小，成本低，驱动效率高的用于车辆的动力传动系统。
[0004]本实用新型还提出一种车辆，所述车辆包括上述动力传动系统。
[0005]根据本实用新型实施例的用于车辆的动力传动系统包括:驱动电机；和
[0006]变速装置，所述变速装置包括:输入端和输出端，所述输入端与所述驱动电机相连；以及具有多个挡位的变速组件，所述变速组件连接在所述输入端与所述输出端之间，所述输入端输出的动力可选择性地通过多个挡位中的一个挡位传递给所述输出端，所述变速组件包括:太阳轮，所述太阳轮与所述输入端相连；第一行星架和第二行星架，所述第一行星架上固定有第一行星齿轮，所述第二行星架上固定有第二行星齿轮，所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮均与所述太阳轮外啮合；齿圈，所述齿圈分别与所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮内啮合，且所述齿圈与所述输出端联动；第一换挡执行件、第二换挡执行件和第三换挡执行件，所述第一换挡执行件用于锁止和解锁所述第一行星架与所述车辆的车身，所述第二换挡执行件用于锁止和解锁所述第二行星架与所述车辆的车身，所述第三换挡执行件用于锁止和解锁所述第一行星架或所述第二行星架中的一个与所述太阳轮。
[0007]根据本实用新型的用于车辆的动力传动系统，与驱动电机相连的变速装置包括具有双行星架的行星齿轮结构、可分别对双行星架进行解锁和锁止的第一换挡执行件和第二换挡执行件以及对其中一个行星架与太阳轮进行锁止和解锁的第三换挡执行件，并且变速装置通过对第一换挡执行件、第二换挡执行件以及第三换挡执行件在与各自对应的锁止位置与解锁位置之间的切换实现变速装置各挡位之间的切换，从而在不同工况下，驱动电机输出的动力可选择与该工况匹配的一个挡位输出。
[0008]因此，在对驱动电机进行选型时，可以选择径向尺寸较小且转速较低的驱动电机，在保证车辆低负荷行驶时的驱动效率的同时兼顾了整车的动力性能，且有效减小驱动电机的径向尺寸，使整车布置方便且可降低整车成本。
[0009]另外，根据本实用新型上述的用于车辆的动力传动系统还可以具有如下附加的技术特征:
[0010]所述输入端包括输入轴，所述输入轴与所述驱动电机相连且所述太阳轮固定在所述输入轴上。
[0011]所述太阳轮焊接固定在所述输入轴上。
[0012]所述输出端包括:输出轴和固定在所述输出轴上的输出齿轮，所述输出齿轮与所述齿圈外啮合。
[0013]所述齿圈包括同轴设置且联动的第一内齿圈、第二内齿圈和外齿圈，所述第一内齿圈与所述第一行星齿轮内啮合，所述第二内齿圈与所述第二行星齿轮内啮合，所述外齿圈与所述输出端联动。
[0014]所述第一内齿圈的直径小于所述第二内齿圈的直径。
[0015]所述第三换挡执行件用于锁止和解锁所述第二行星架与所述太阳轮。
[0016]所述第一内齿圈和所述第二内齿圈沿所述太阳轮的旋转轴线的轴向间隔开设置，且所述第一内齿圈设置在邻近所述驱动电机的一侧。
[0017]所述外齿圈和所述第一内齿圈一体形成，所述第二内齿圈焊接固定在所述外齿圈上。
[0018]本实用新型还提出一种包括上述动力传动系统的车辆，从而整车布置方便、成本低。

【专利附图】

【附图说明】
[0019]图1是根据本实用新型实施例的用于车辆的动力传动系统。
[0020]附图标记:
[0021]用于车辆的动力传动系统1000、
[0022]驱动电机100、
[0023]变速装置200、
[0024]输入端10、输入轴11、
[0025]输出端20、输出轴21、输出齿轮22、
[0026]变速组件30、
[0027]太阳轮1、第一行星架2、第二行星架3、第一行星齿轮4、第二行星齿轮5、
[0028]齿圈6、第一内齿圈61、第二内齿圈62、外齿圈63、
[0029]第一换挡执行件7、第二换挡执行件8、第三换挡执行件9。

【具体实施方式】
[0030]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0031]下面参照图1描述根据本实用新型实施例的用于车辆的动力传动系统1000。如图1所示，根据本实用新型实施例的用于车辆的动力传动系统1000包括驱动电机100和变速装置200。
[0032]参照图1所示，变速装置200包括输入端10、输出端20和具有多个挡位的变速组件30。输入端10与驱动电机100相连，变速组件30连接在输入端10与输出端20之间，输入端10输出的动力可选择性地通过多个挡位中的一个挡位传递给输出端20，输出端20可与车辆的车轮或者车辆的差速器相连。
[0033]也就是说，驱动电机100输出的动力输出给变速装置200的输入端10，并经过变速组件30的一个挡位输出给输出端20，由此驱动电机100输出的动力可以根据车辆的工况经变速组件30的与所述工况相适应的一个挡位输出，因而不仅在低负荷时驱动效率高，且可同时兼顾整车的动力性能，此外可选用径向尺寸小的驱动电机100，占用空间小且便于整车布置。
[0034]参照图1所示，变速组件30包括太阳轮1、第一行星架2和第二行星架3、齿圈6以及第一换挡执行件7、第二换挡执行件8和第三换挡执行件9。也就是说变速组件30包括一个具有双行星架的行星齿轮结构。
[0035]太阳轮I与输入端10相连，输入端10与驱动电机100相连，也就是说，驱动电机100输出的动力通过输入端10输出给太阳轮I,如图1所不，输入端10可以包括输入轴11,输入轴11与驱动电机100的输出轴相连,且太阳轮I可以固定在输入轴11上以随输入轴
11一起同步转动。可选地,太阳轮I可以焊接固定在输入轴11上，当然太阳轮I与输入轴11的固定方式并不限于此，太阳轮I和输入轴11还可以采用键槽结构连接，只要保证太阳轮I与输入轴11同步转动即可。
[0036]此外，如图1所示，驱动电机100的输出轴与输入轴11可以直接相连。在另一些实施例中，驱动电机100的输出轴也可以通过传动组件间接相连，可选地，传动组件可以为相互哨合的一对齿轮副。
[0037]第一行星架2上固定有第一行星齿轮4,第二行星架3上固定有第二行星齿轮5。第一行星齿轮4和第二行星齿轮5均与太阳轮I外啮合。也就是说，第一行星齿轮4与第一行星架2同步运动，第二行星齿轮5与第二行星架3同步运动，且太阳轮I与第一行星齿轮4外啮合，太阳轮I还与第二行星齿轮5外啮合。可选地，第一行星齿轮4可以焊接或者通过键槽结构固定在第一行星架2上，第二行星齿轮5可以焊接或者通过键槽结构固定在第二行星架3上。
[0038]齿圈6分别与第一行星齿轮4和第二行星齿轮5内哨合,且齿圈6与输出端20联动。也就是说，齿圈6与第一行星齿轮4内啮合,且齿圈6还与第二行星齿轮5内啮合,齿圈6的运动与输出端20的运动有联动关系。
[0039]这里需要理解的是，本申请中的“联动”可以广义理解，多个部件联动包括多个部件同步运动的情况，也可以包括多个部件之间的运动具有相关性的情况。
[0040]在如图1所不的一个具体实施例中，齿圈6包括同轴设置且联动的第一内齿圈61、第二内齿圈62和外齿圈63。输出端20包括输出轴21和固定在输出轴21上的输出齿轮22，输出齿轮22与齿圈6外啮合。也就是说，参照图1所示，第一内齿圈61、第二内齿圈62和外齿圈63同轴设置,且第一内齿圈61、第二内齿圈62和外齿圈63联动。第一内齿圈61与第一行星齿轮4 B齿合,第二内齿圈62与第二行星齿轮5内哨合,夕卜齿圈63与输出齿轮22外啮合。这里的齿圈6与输出端20联动，是指齿圈6的旋转可带动输出齿轮22转动，输出齿轮22的转动带动输出轴21转动，并将动力通过输出轴21传递出。这里的第一内齿圈61、第二内齿圈62和外齿圈63联动是指第一内齿圈61、第二内齿圈62和外齿圈63同步运动。
[0041]可选地，夕卜齿圈63和第一内齿圈61 —体形成，第二内齿圈62焊接固定在外齿圈63上。由此齿圈6的结构简单，制造成本低且生产工艺简单，且变速组件30的结构紧凑。
[0042]第一换挡执行件7用于锁止和解锁第一行星架2与车辆的车身，也就是说，第一换挡执行件7具有锁止位置和解锁位置，且第一换挡执行件7可在所述锁止位置和所述解锁位置之间切换。第一换挡执行件7位于锁止位置时，第一行星架2与车辆的车身锁止，即第一行星架2相对车身固定不动，第一换挡执行件7位于解锁位置时，第一行星架2与车辆的车身解锁，即第一行星架2可相对车身运动。
[0043]第二换挡执行件8用于锁止和解锁第二行星架3与车辆的车身，也就是说，第二换挡执行件8具有锁止位置和解锁位置，且第二换挡执行件8可在所述锁止位置和所述解锁位置之间切换。第二换挡执行件8位于锁止位置时，第二行星架3与车辆的车身锁止，即第二行星架3相对车身固定不动，第二换挡执行件8位于解锁位置时，第二行星架3与车辆的车身解锁，即第二行星架3可相对车身运动。
[0044]第三换挡执行件9用于锁止和解锁第一行星架2或第二行星架3中的一个与太阳轮1，即第三换挡执行件9用于锁止和解锁第一行星架2与太阳轮1，或者第三换挡执行件9用于锁止和解锁第二行星架3与太阳轮1。也就是说，第三换挡执行件9具有锁止位置和解锁位置，且第三换挡执行件9可在所述锁止位置和所述解锁位置之间切换。第三换挡执行件9位于锁止位置时，第一行星架2与太阳轮1锁止或者第二行星架3与太阳轮1锁止，即第一行星架2相对太阳轮1固定且可随太阳轮1一起运动或者第二行星架3相对太阳轮1固定且可随太阳轮1 一起运动，第三换挡执行件9位于解锁位置时，第一行星架2与太阳轮1解锁或者第二行星架3与太阳轮1解锁，即第一行星架2可相对太阳轮1运动或者第二行星架3可相对太阳轮1运动。
[0045]可选地，第一换挡执行件7、第二换挡执行件8和第三换挡执行件9中的每一个均可为湿式离合器。
[0046]参照图1所示，在本实用新型的具体实施例中，第一内齿圈61的直径小于第二内齿圈62的直径，第三换挡执行件9用于锁止和解锁第二行星架3与太阳轮1。第一内齿圈61和第二内齿圈62沿太阳轮1的旋转轴线的轴向间隔开设置，且所述第一内齿圈61设置在邻近驱动电机100的一侧。由此，变速组件30的结构更紧凑。
[0047]下面接合图1描述，根据本实用新型实施例的用于车辆的动力传动系统1000的动力传递过程:
[0048]动力传动系统1000进行一挡传动时，第二换挡执行件8位于锁止位置，第一换挡执行件7位于解锁位置，第三换挡执行件9位于解锁位置，不影响动力输出。驱动电机100通过输入轴11将动力传输给太阳轮1，并依次经过第二行星架3、第二内齿圈62、外齿圈63、输出齿轮22将动力传递给输出端20的输出轴21。其中，第一行星架2绕太阳轮1空转，不参与动力输出。
[0049]动力传动系统1000进行二挡传动时，第一换挡执行件7位于锁止位置，第二换挡执行件8位于解锁位置，第三换挡执行件9位于解锁位置，不影响动力输出。驱动电机100通过输入轴11将动力传输给太阳轮1，并依次经过第一行星架2、第一内齿圈61、外齿圈63、输出齿轮22将动力传递给输出端20的输出轴21。其中，第二行星架3绕太阳轮I空转，不参与动力输出。
[0050]动力传动系统1000进行三挡传动时，第一换挡执行件7位于解锁位置，第二换挡执行件8位于解锁位置，第三换挡执行件9位于锁止位置。驱动电机100通过输入轴11将动力传输给太阳轮1，此时第三换挡执行件9位于锁止位置，因而太阳轮1、第二行星架3相对固定，太阳轮1、第一行星架2、第二行星架3以及齿圈6整体绕输入轴11回转，将太阳轮I输出的动力经过输出齿轮22传递给输出轴21。由此，动力传动系统1000进行三挡传动时，也就是驱动电机100通过单级变速直接驱动的形式。
[0051]接合图1所示以及上述的描述可知，根据本实用新型实施例的用于车辆的动力传动系统1000的变速装置200包括具有双行星架的行星齿轮结构、可分别对双行星架进行解锁和锁止的第一换挡执行件7和第二换挡执行件8以及对其中一个行星架与太阳轮I进行锁止和解锁的第三换挡执行件9，并且变速装置200通过对第一换挡执行件7、第二换挡执行件8以及第三换挡执行件9在与各自对应的锁止位置与解锁位置之间的切换实现三个挡位之间的切换，从而在不同工况下，驱动电机100输出的动力可选择与该工况匹配的一个挡位输出。
[0052]简言之，根据本实用新型实施例的动力传动系统1000，可以根据不同的工况选择合适的挡位将驱动电机100的动力输出，因而在对驱动电机100进行选型时，可以选择径向尺寸较小且转速较低的驱动电机100，且在保证车辆低负荷行驶时的驱动效率的同时兼顾了整车的动力性能，有效减小驱动电机100的径向尺寸，整车布置方便且可降低整车成本。同时，本实用新型中，变速装置200采用行星齿轮结构和湿式离合器机构，保证了动力传动系统1000的结构紧凑性，增加了动力传动系统1000在整车布置中的可行性，且控制方法简单易行且控制可靠。
[0053]本实用新型还提出一种车辆。所述车辆包括上述实施例所述的动力传动系统1000，因而具有整车成本低，动力传动系统1000布置更容易，节能环保，驱动电机100的径向尺寸小且驱动效率闻等优点。
[0054]当车辆为混合动力车辆或纯电动车辆时，在车辆处于电动模式下，不仅可以提高不同负荷、不同车速下的驱动电机100的驱动效率，并能兼顾整车的动力性能。
[0055]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0056]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0057]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0058]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0059]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0060]尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【权利要求】
1.一种用于车辆的动力传动系统，其特征在于，包括:驱动电机；和变速装置，所述变速装置包括:输入端和输出端，所述输入端与所述驱动电机相连；以及具有多个挡位的变速组件，所述变速组件连接在所述输入端与所述输出端之间，所述输入端输出的动力可选择性地通过多个挡位中的一个挡位传递给所述输出端，所述变速组件包括:太阳轮，所述太阳轮与所述输入端相连；第一行星架和第二行星架，所述第一行星架上固定有第一行星齿轮，所述第二行星架上固定有第二行星齿轮，所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮均与所述太阳轮外啮合；齿圈，所述齿圈分别与所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮内啮合，且所述齿圈与所述输出端联动；第一换挡执行件、第二换挡执行件和第三换挡执行件，所述第一换挡执行件用于锁止和解锁所述第一行星架与所述车辆的车身，所述第二换挡执行件用于锁止和解锁所述第二行星架与所述车辆的车身，所述第三换挡执行件用于锁止和解锁所述第一行星架或所述第二行星架中的一个与所述太阳轮。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传动系统，其特征在于，所述输入端包括输入轴，所述输入轴与所述驱动电机相连且所述太阳轮固定在所述输入轴上。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的动力传动系统，其特征在于，所述太阳轮焊接固定在所述输入轴上。
4.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传动系统，其特征在于，所述输出端包括:输出轴和固定在所述输出轴上的输出齿轮,所述输出齿轮与所述齿圈外哨合。
5.根据权利要求1所述的用于车辆的动力传动系统，其特征在于，所述齿圈包括同轴设置且联动的第一内齿圈、第二内齿圈和外齿圈，所述第一内齿圈与所述第一行星齿轮内啮合，所述第二内齿圈与所述第二行星齿轮内啮合，所述外齿圈与所述输出端联动。
6.根据权利要求5所述的用于车辆的动力传动系统，其特征在于，所述第一内齿圈的直径小于所述第二内齿圈的直径。
7.根据权利要求6所述的用于车辆的动力传动系统，其特征在于，所述第三换挡执行件用于锁止和解锁所述第二行星架与所述太阳轮。
8.根据权利要求5所述的用于车辆的动力传动系统，其特征在于，所述第一内齿圈和所述第二内齿圈沿所述太阳轮的旋转轴线的轴向间隔开设置，且所述第一内齿圈设置在邻近所述驱动电机的一侧。
9.根据权利要求5-8中任一项所述的用于车辆的动力传动系统，其特征在于，所述外齿圈和所述第一内齿圈一体形成,所述第二内齿圈焊接固定在所述外齿圈上。
10.一种车辆，其特征在于，包括:根据权利要求1-9中任一项所述的用于车辆的动力传动系统。
【文档编号】B60K17/06GK204161108SQ201420530201
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日
【发明者】赵平 申请人:北汽福田汽车股份有限公司