两档自动减速器及汽车动力总成、电动汽车的制作方法

本实用新型涉及汽车制造技术领域，特别涉及一种两档自动减速器及汽车动力总成、电动汽车。

背景技术：

随着对环保问题的逐渐重视以及能源问题的逐渐恶化，对于新能源汽车，尤其是电动汽车的需求越来越大。电动汽车是指以电池作为能源的来源，通过控制器、电机等部件，将电能转化为机械运动的车辆。

目前，电动汽车动力系统采用的变速方案主要有两种方案。第一种方案是电机直驱。该方案采用固定的减速比，直接依靠电机实现变速的任务。然而由于电极的特性曲线，固定减速比很难使电机保证动力性能的同时工作在高效区间，不能高效率的利用电机，耗电量高。

为了解决电机直驱方案的不足，而采用传统燃油车的变速系统的方案。虽然该方案克服了电机直驱方案的不足，但是由于电机相对于发动机具有高效率区间较广的特点，传统变速器一般有四至六个档位，会造成结构复杂，制造成本高，行驶过程中换档频繁，且存在换档动力中断的固有缺陷，使得乘坐舒适性不佳。

技术实现要素：

基于此，有必要针对变速系统结构复杂，制造成本高，行驶过程中换档频繁，且存在换档动力中断的固有缺陷的问题，提供一种结构简单，降低成本，换档不频繁，动力中断不敏感的两档自动减速器及汽车动力总成、电动汽车。

两档自动减速器，包括：

壳体；

输入轴，可转动地穿设于所述壳体，所述输入轴套设有与所述输入轴同步转动的输入齿轮；

输出轴，可转动地穿设于所述壳体，并与所述输入轴平行且间隔设置；

传动齿轮，可转动地套设于所述输出轴，且与所述输入齿轮啮合；

二档输出齿轮，可转动地套设于所述输出轴，且与所述传动齿轮传动连接，以使所述传动齿轮与所述二档输出齿轮同步转动；

一档传动轴，可转动地穿设于所述壳体，并与所述输入轴及所述输出轴平行且间隔设置；

第一一档传动齿轮，套设于所述一档传动轴并与所述一档传动轴同步转动，且与所述二档输出齿轮啮合；

第二一档传动齿轮，套设于所述一档传动轴并与所述一档传动轴同步转动；

一档输出齿轮，可转动地套装于所述输出轴，且与所述第二一档传动齿轮啮合；

同步器，套装于所述输出轴且沿所述输出轴可滑动，所述同步器位于所述二档输出齿轮与所述一档输出齿轮之间，且可滑动至分别与所述二档输出齿轮及所述一档输出齿轮卡持，以使所述二档输出齿轮或所述一档输出齿轮与所述输出轴同步转动。

上述两档自动变速器，当同步器分别与一档输出齿轮及二档输出齿轮卡持时，则分别由一档输出齿轮及二档输出齿轮带动输出轴转动，从而实现档位切换。该换档过程只需将一档输出齿轮驱动输出轴转动切换为二档输出齿轮驱动输出轴转动，或者二档输出齿轮驱动输出轴转动切换为一档输出齿轮驱动输出轴转动，如此档位切换响应时间短，动力中断时间短，动力中断不明显，换档平顺。两档结构的设计，使得换档不频繁，提高了乘坐的舒适性，电机始终处于高效率的运行状态，电耗低。并且，结构简单，降低了制造成本。

在一个实施例中，所述两档自动减速器还包括换档机构，所述换档机构包括：

丝杆，可转动地穿设于所述壳体，且所述丝杆上套设有螺纹套，所述丝杆与所述输入轴、所述输出轴及所述传动轴平行且间隔设置；

换档臂，两端分别与所述螺纹套及所述同步器传动连接，以驱动所述同步器沿所述输出轴滑动；

换档电机，固定于所述壳体并与所述丝杆传动连接。

在一个实施例中，所述输入齿轮与所述一档输出齿轮之间的传动比大于所述输入齿轮与所述二档输出齿轮之间的传动比。

两档自动减速器，包括：

壳体；

输入轴，可转动地穿设于所述壳体，所述输入轴套设有与所述输入轴同步转动的输入齿轮；

输出轴，可转动地穿设于所述壳体，并与所述输入轴平行且间隔设置；

传动齿轮，可转动地套设于所述输出轴；

二档输出齿轮，可转动地套设于所述输出轴，且与所述输入齿轮啮合，所述传动齿轮与所述二档输出齿轮传动连接，以使所述传动齿轮与所述二档输出齿轮同步转动；

一档传动轴，可转动地穿设于所述壳体，并与所述输入轴及所述输出轴平行且间隔设置；

第一一档传动齿轮，套设于所述一档传动轴并与所述一档传动轴同步转动，且与所述传动齿轮啮合；

及第二一档传动齿轮，套设于所述一档传动轴并与所述一档传动轴同步转动；

一档输出齿轮，可转动地套设于所述输出轴，且与所述第二一档传动齿轮啮合；

同步器，套设于所述输出轴且沿所述输出轴可滑动，所述同步器位于所述二档输出齿轮与所述一档输出齿轮之间，且可滑动至分别与所述二档输出齿轮及所述一档输出齿轮卡持，以使所述二档输出齿轮或所述一档输出齿轮与所述输出轴同步转动。

在一个实施例中，所述两档自动减速器还包括换档机构，所述换档机构包括：

丝杆，可转动地穿设于所述壳体，且所述丝杆上套设有螺纹套，所述丝杆与所述输入轴、所述输出轴及所述传动轴平行且间隔设置；

换档臂，两端分别与所述螺纹套及所述同步器传动连接，以驱动所述同步器沿所述输出轴滑动；

换档电机，固定于所述壳体并与所述丝杆传动连接。

在一个实施例中，所述输入齿轮与所述一档输出齿轮之间的传动比大于所述输入齿轮与所述二档输出齿轮之间的传动比。

汽车动力总成，包括：

电机；及

如上述任一实施例中所述的两档自动减速器，且所述电机的转轴与所述输入轴传动连接。

在一个实施例中，所述电机的转轴端部设有第一法兰，所述输入轴一端设有第二法兰，所述第一法兰与所述第二法兰通过螺纹紧固件固定连接；或者

所述电机的转轴通过花键与所述输入轴传动连接。

在一个实施例中，所述电机的转轴与所述输入轴一体成型。

电动汽车，包括：

车架；

如上述任一实施例中所述的汽车动力总成，所述汽车动力总成固定于所述车架。

附图说明

图1为本实用新型第一实施方式中的两档自动减速器的结构示意图；

图2为图1所示的两档自动减速器的换档机构的结构示意图；

图3为本实用新型第二实施方式中的两档自动减速器的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型提供了一种汽车动力总成及两档自动减速器。

请参阅图1，本实用新型第一实施例中的汽车动力总成包括电机及两档自动减速器。其中，两档自动减速器包括壳体(图未示)、输入轴10、输出轴20、传动齿轮22、二档输出齿轮24、一档传动轴30、第一一档传动齿轮32、第二一档传动齿轮34、一档输出齿轮26及同步器28。

壳体由金属材料压铸成型，具有重量较轻、承载能力强的特征，主要起承载作用。具体在本实施例中，壳体包括前壳及后壳，且后壳与前壳可拆卸地连接。其中，可通过前壳及后壳的边缘开设螺孔，且利用螺栓与螺孔配合，以使前壳与后壳实现可拆卸地连接。

进一步地，前壳的内壁可设置定位轴，后壳内壁设置定位环。定位轴与定位环配合可起到定位前壳与后壳的作用，从而有利于在进行合箱操作时提升效率。

输入轴10一般由高强度的金属或合金材料制成，例如由钢、合金钢制成。输入轴10可转动地穿设于壳体，输入轴10套设有与输入轴10同步转动的输入齿轮11。具体在本实施例中，输入轴10通过轴承安装于壳体上。其中，轴承与壳体过渡配合，而输入轴10与轴承过盈配合。在汽车动力总成中，输入轴10用于与电机的转轴传动连接，从而将电机的动力引入两档自动减速器中。

具体在本实施例中，电机的转轴端部设有第一法兰，输入轴10一端设有第二法兰，第一法兰与第二法兰通过螺纹紧固件固定连接。从而实现电机的转轴与输入轴10的传动连接。具体地，该螺纹紧固件可为螺栓和螺母。

在另一个实施例中，电机的转轴也可通过花键与输入轴10传动连接。

在另一个实施例中，输入轴10与电机的转轴通过联轴器传动连接。此时，便于将电机与两档自动减速器实现分离，从而便于汽车动力总成的维护。

在另一个实施例中，电机的转轴与输入轴10一体成型。也就是说，电机的转轴即为两档自动减速器的输入轴10，故有利于简化汽车动力总成的结构，并提升传动的可靠性。

输出轴20与输入轴10的材质相同。而且，输出轴20可转动地穿设于壳体，且与输入轴10平行且间隔设置。具体在本实施例中，输出轴20通过轴承安装于壳体上。

进一步地，输出轴20上设置有传动齿轮22及二档输出齿轮24，其中传动齿轮22及二档输出齿轮24可转动地套设于输出轴20，传动齿轮22与输入齿轮11啮合，传动齿轮22与二档输出齿轮24传动连接，以使传动齿轮22与二档输出齿轮24同步转动。

在本实施例中，传动齿轮22与二档输出齿轮24可通过卡持的方式传动连接，从而实现二者同步转动。

在另一个实施例中，传动齿轮22与二档输出齿轮24可直接通过焊接或螺纹紧件固定连接，从而实现传动齿轮22与二档输出齿轮24同步转动。

在另一个实施例中，传动齿轮22与二档输出齿轮24可一体成形。

进一步地，输出轴20上还设置有一档输出齿轮26。一档输出齿轮26可转动地套设于输出轴20。

一档传动轴30与输入轴10的材质相同。而且，一档传动轴30可转动地穿设于壳体，并与输入轴10及输出轴20平行且间隔设置。具体地，一档传动轴30通过轴承安装于壳体。

进一步地，一档传动轴30上设置有第一一档传动齿轮32及第二一档传动齿轮34。其中，第一一档传动齿轮32及第二一档传动齿轮34套设于一档传动轴30并与一档传动轴30同步转动，第一一档传动齿轮32与二档输出齿轮24啮合，第二一档传动齿轮34与一档输出齿轮26啮合。具体地，第一一档传动齿轮32及第二一档传动齿轮34可通过花键与一档传动轴30固定连接，实现二者与一档传动轴30同步转动。

在一个实施例中，输入齿轮11、传动齿轮22、二档输出齿轮24、第一一档传动齿轮32、第二一档传动齿轮34及一档输出齿轮26均为斜齿轮。斜齿轮具有重合度高、传动稳定、噪音低，故能有效提升两档自动减速器的性能。

同步器28套设于输出轴20且沿输出轴20可滑动。同步器28与传统汽车变速箱中的同步器28功能相同。该同步器28位于二档输出齿轮24与一档输出齿轮26之间，且可滑动至分别与二档输出齿轮24及一档输出齿轮26卡持，以使二档输出齿轮24或一档输出齿轮26与输出轴20同步转动。可以理解的是，同步器28位于一档输出齿轮26与二档输出齿轮24之间。同步器28与输出轴20同步转动。

具体地，当同步器28与二档输出齿轮24卡持时，二档输出齿轮24与输出轴20同步转动。此时，两档自动减速器处于二档，动力沿输入轴10到输入齿轮11到传动齿轮22到二档输出齿轮24到输出轴20的路径传递。当同步器28与一档输出齿轮26卡持时，一档输出齿轮26与输出轴20同步转动。此时，两档自动减速器处于一档，动力沿输入轴10到输入齿轮11到传动齿轮22到二档输出齿轮24到第一一档传动齿轮32到一档传动轴30到第二一档传动齿轮34到一档输出齿轮26到输出轴20的路径传递。

进一步地，当同步器28既不与一档输出齿轮啮合，又不与二档输出齿轮啮合，此时，两档自动减速器处于空档。

请一并参阅图2，在一个实施例中，两档自动减速器还包括换档机构40，该换档机构40包括丝杆41、换档臂43及换档电机45。

丝杆41可转动地穿设于壳体，且丝杆41上套设有螺纹套(图未示)。具体地，丝杆41通过轴承安装于壳体。其中，丝杆41及螺纹套组成典型的丝杆41副结构，故丝杆41转动可转化成螺纹套的直线运动。进一步地，丝杆41与输入轴10、输出轴20及传动轴平行且间隔设置。

换档电机45固定于壳体并与丝杆41传动连接。具体地，换档电机45可带动丝杆41正转或反转，从而可驱动螺纹套沿丝杆41做往复运动。

换档臂43由强度较高的材料成型。而且，换档臂43两端分别与螺纹套及同步器28传动连接，以驱动同步器28沿输入轴10滑动。需要换档时，换档电极驱动丝杆41正转或反转，螺纹套运动并带动换档臂43摆动。进一步地，摆动的换档臂43可驱使同步器28滑动，使其与一档输出齿轮26或二档输出齿轮24卡持，从而实现档位切换。

在一个实施例中，输入齿轮11与一档输出齿轮26之间的传动比大于输入齿轮11与二档输出齿轮24之间的传动比。因此，在爬坡等需要大扭矩的工况下则可切换至二档，而在平路行驶需要高转速的工况下则可切换至一档。

在一个实施例中，两档自动减速器还包括变速器控制单元(TCU)及与变速器控制单元电连接的车速传感器，变速器控制单元与换档电机45的控制电路连接，用于控制换档电机45的停机、正转及反转。具体地，当车速传感器检测到车速增大至一预设值时，变速器控制单元控制换档电机45正转或反转，从而实现从低速档换档至高速档；当车速传感器检测到车速减小至另一预设值时，变速器控制单元控制换档电机45反转或正转，从而实现从高速档换档至低速档，减少了换档阶段的人为操作，从而提高了换档效率。

请参阅图3，本实用新型第二实施例中的汽车动力总成的两档自动减速器。第二实施例中的两档自动减速器与第一实施例中的两档减速器具有相似的结构，不同之处将具体描述。为便于描述，相同元件的标号不作变更。

在本实施例中，输入齿轮11与二档输出齿轮24啮合，传动齿轮22与第一一档传动齿轮32啮合。如此，当同步器28与二档输出齿轮24卡持时，二档输出齿轮24与输出轴20同步转动。此时，两档自动减速器处于二档，动力沿输入轴10到输入齿轮11到二档输出齿轮24到输出轴20的路径传递。当同步器28与一档输出齿轮26卡持时，一档输出齿轮26与输出轴20同步转动。此时，两档自动减速器处于一档，动力沿输入轴10到输入齿轮11到二档输出齿轮24到传动齿轮22到第一一档传动齿轮32到第二一档传动齿轮34到一档输出齿轮26到输出轴20的路径传递。

此外，本实用新型还提供一种电动汽车。该电动汽车包括车架及如上任一实施例中的汽车动力总成。

车架为电动汽车的支撑结构，一般由铝合金或碳纤维等高强度材料成型。汽车动力总成固定于车架。

上述两档自动减速器及汽车动力总成、电动汽车，当同步器28分别与一档输出齿轮26及二档输出齿轮24卡持时，则分别由一档输出齿轮26及二档输出齿轮24带动输出轴20转动，从而实现档位切换。该换档过程只需将一档输出齿轮26驱动输出轴20转动切换为二档输出齿轮24驱动输出轴20转动，或者二档输出齿轮24驱动输出轴20转动切换为一档输出齿轮26驱动输出轴20转动，如此档位切换响应时间短，动力中断时间短，动力中断不明显，换档平顺。两档结构的设计，使得换档不频繁，提高了乘坐的舒适性，电机始终处于高效率的运行状态，电耗低。并且，结构简单，降低了制造成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。