电驱动动力传动装置的制作方法

1.本发明属于车辆动力传动技术领域，具体地说，本发明涉及一种电驱动动力传动装置。


背景技术：

2.汽车动力系统电动化已经成为一种发展趋势，成为节能减排的重要技术路线。目前市场上纯电动汽车主要采用单速比减速箱，整车性能主要取决于驱动电机。随着整车性能要求的不断提高，依然采用单速比减速箱就需要对驱动电机扭矩和转速同时提高，导致成本大幅度增加。采用两挡纯电动传动装置可以同时满足整车高车速和动力性的要求，同时避免电机转速和扭矩过大。
3.两挡电驱动传动装置能够提高整车性能和优化驱动电机的工作区间，降低电池消耗，成为电动汽车下一阶段的竞争热点。电动汽车依靠电机的快速响应获得比较好的驾驶感受，同时对动力装置换挡平顺性有着更高的要求，基于amt技术的换挡装置存在动力中断问题，很难满足电动汽车的性能要求。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种电驱动动力传动装置，目的是实现无动力中断换挡。
5.为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：电驱动动力传动装置，包括壳体、驱动电机、行星排齿轮机构、第一减速机构、第一摩擦运行装置和第二摩擦运行装置，所述行星排齿轮机构包括第一太阳轮、第二太阳轮、行星架以及设置于行星架上的第一行星齿轮和第二行星齿轮，第一行星齿轮与第一太阳轮相啮合，第二行星齿轮与第二太阳轮相啮合，第一行星齿轮与第二行星齿轮啮合，第一摩擦运行装置被设置成用于在一挡工作模式时制动第一太阳轮；第二摩擦运行装置被设置成用于在二挡工作模式时控制第一太阳轮和第二太阳轮同步旋转，以使行星排齿轮机构整体转动。
6.所述第一减速机构通过第一轴与所述驱动电机的转子连接，所述第一太阳轮设置于第二轴上，所述第二太阳轮设置于第三轴上，所述第一摩擦运行装置与所述壳体和第二轴连接，所述第二摩擦运行装置与第二轴和第三轴连接，第三轴与第一减速机构连接。
7.所述第二轴为空心轴，所述第三轴穿过第二轴。
8.所述第一减速机构包括相啮合的第一减速齿轮和第二减速齿轮，第一减速齿轮与所述第一轴连接，第二减速齿轮与所述第三轴连接。
9.所述的电驱动动力传动装置还包括与所述行星架和差速器连接的第二减速机构，第二减速机构包括相啮合的第三减速齿轮和第四减速齿轮，第三减速齿轮与行星架连接，第四减速齿轮安装在差速器上。
10.所述第一摩擦运行装置为具有转速锁止功能的机械机构。
11.所述第一摩擦运行装置为摩擦片式制动器或具有转速锁止功能的单向离合器。
12.所述第二摩擦运行装置为离合器。
13.所述第二摩擦运行装置为摩擦片式离合器。
14.所述第二摩擦运行装置与所述第一太阳轮和所述行星架连接，或者，所述第二摩擦运行装置与所述第二太阳轮和所述行星架连接。
15.本发明的电驱动动力传动装置，可以在换挡过程中通过两个摩擦运行装置相互配合，保持动力输出，避免了换挡过程的动力中断；而且采用由圆柱外齿轮构成的行星式机构，便于加工制造，降低产品开发难度。采用两挡驱动，可以同时兼顾低速大扭矩和高车速行驶要求，降低电机的性能要求，同时有利于提高动力系统效率，延长行驶里程。
附图说明
16.本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
17.图1是本发明电驱动动力传动装置的结构示意图；
18.图2是各挡位工作模式与换挡元件之间的控制逻辑关系图；
19.图中标记为：1、第一轴；2、第一减速齿轮；3、第一太阳轮；4、第二太阳轮；5、第一行星齿轮；6、第二行星齿轮；7、行星架；8、第三减速齿轮；9、第二减速齿轮；10、第三轴；11、第二轴；12、第四减速齿轮；13、半轴；14、驱动电机的转子；15、驱动电机的定子；16、差速器；17、壳体。
具体实施方式
20.下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
21.需要说明的是，在下述的实施方式中，所述的“第一”、“第二”和“第三”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系，也不代表先后的执行顺序，而仅仅是为了描述的方便。
22.如图1所示，本发明提供了一种电驱动动力传动装置，包括壳体17、驱动电机、行星排齿轮机构、第一减速机构、差速器16、第二减速机构、第一摩擦运行装置和第二摩擦运行装置。行星排齿轮机构包括第一太阳轮3、第二太阳轮4、行星架7以及设置于行星架7上的第一行星齿轮5和第二行星齿轮6，第一行星齿轮5与第一太阳轮3相啮合，第二行星齿轮6与第二太阳轮4相啮合，第一行星齿轮5与第二行星齿轮6啮合，在行星架圆周上布置若干对第一行星齿轮和第二行星齿轮，第一摩擦运行装置被设置成用于在一挡工作模式时制动第一太阳轮3；第二摩擦运行装置被设置成用于在二挡工作模式时控制第一太阳轮3和第二太阳轮4同步旋转，以使行星排齿轮机构整体转动。
23.具体地说，如图1所示，驱动电机、行星排齿轮机构、第一减速机构、差速器16、第二减速机构、第一摩擦运行装置和第二摩擦运行装置设置于壳体17的内部，第一减速机构通过第一轴1与驱动电机的转子14连接，第一太阳轮3设置于第二轴11上，第二太阳轮设置于第三轴10上，第一摩擦运行装置与壳体17和第二轴11连接，第三轴10与第一减速机构连接。第一行星齿轮5与第二行星齿轮6啮合构成行星齿轮副，第一行星齿轮5和第二行星齿轮6能够在行星架7上转动，第一行星齿轮5和第二行星齿轮6均为圆柱齿轮，在行星架7圆周上布置若干组第一行星齿轮5和第二行星齿轮6，即第一太阳轮3同时与若干个第一行星齿轮5啮
合，第二太阳轮4同时与若干个第二行星齿轮6啮合，第一行星齿轮5和第二行星齿轮6数量相等，第一太阳轮3固定安装在第二轴11上且两者为同轴设置，第二太阳轮4固定安装在第三轴10上且两者为同轴设置。
24.如图1所示，第一减速机构包括相啮合的第一减速齿轮2和第二减速齿轮9，第一减速齿轮2与第一轴1固定连接，第一轴1与驱动电机的转子14固定连接，第二减速齿轮9与第三轴10固定连接，第一轴1与第三轴10相平行。第二轴11为空心轴，第三轴10穿过第二轴11。本发明的电驱动动力传动装置还包括与行星架7和差速器16连接的第二减速机构，差速器16与半轴13连接，动力通过差速器16输出至半轴13，然后驱动车轮，第二减速机构包括相啮合的第三减速齿轮8和第四减速齿轮12。第三减速齿轮8与行星架7固定连接，第四减速齿轮12与差速器16固定连接，第三减速齿轮8位于第二减速齿轮9和第二太阳轮4之间，第二太阳轮4位于第一太阳轮3和第三减速齿轮8之间，第三减速齿轮8的中心处设置让第三轴10穿过的通孔。
25.第一摩擦运行装置为具有转速锁止功能的机械机构。作为优选的，第一摩擦运行装置为摩擦片式制动器、具有转速锁止功能的单向离合器、以内外花键为连接方式的结合装置或多种类似功能机构的组合。
26.在本实施例中，如图1所示，第一摩擦运行装置为摩擦片式制动器，第一摩擦运行装置的被动端与壳体17固定连接，第一摩擦运行装置的主动端与第二轴11固定连接。第一摩擦运行装置闭合时，第二轴11被锁止，第二轴11不能转动，第二轴11为零转速。
27.第二摩擦运行装置具有多种设置方式。第二摩擦运行装置可以设置成与第一太阳轮3和行星架7连接，第二摩擦运行装置布置在第一太阳轮3与行星架7之间。或者，第二摩擦运行装置可以设置成与第二太阳轮4和行星架7连接，第二摩擦运行装置布置在第二太阳轮4与行星架7之间。
28.在本实施例中，如图1所示，第二摩擦运行装置是与第二轴11和第三轴10连接，第二摩擦运行装置为离合器且为摩擦片式离合器。第二摩擦运行装置闭合时，行星排齿轮机构整体转动，第一行星齿轮5、第二行星齿轮6、第一太阳轮3和第二太阳轮4与行星架7之间相对静止，表现为直接挡传动模式。
29.采用上述结构的电驱动动力传动装置，车辆处于纯电动低速行驶时，第一摩擦运行装置处于闭合状态，第二摩擦运行装置处于分离状态，电驱动动力传动装置处于一挡工作模式，驱动电机产生的扭矩通过第一减速机构传递至第二太阳轮4，使第二太阳轮4转动。第一摩擦运行装置锁止第一太阳轮3，第一太阳轮3不能转动，此时行星排齿轮机构为固定速比状态，动力经过行星架7输出至第二减速机构，然后通过差速器16传递至车辆半轴13，驱动车辆行驶。
30.随着车速增加，电驱动动力传动装置进入二挡工作模式，第一摩擦运行装置处于分离状态，第二摩擦运行装置处于闭合状态，此时行星排齿轮机构整体转动，相当直接挡位，即行星排齿轮机构的速比等于1。在该档位下，驱动电机产生的扭矩通过第一减速机构传递至第二太阳轮4，使第二太阳轮4转动，行星排齿轮机构整体转动，扭矩直接通过行星架7输出至第二减速机构，然后通过差速器16传递至车辆半轴13，驱动车辆行驶。
31.在换挡过程中第一摩擦运行装置和第二摩擦运行装置相互配合，通过离合器的滑磨控制保持动力输出，避免了换挡过程的动力中断。当第一摩擦运行装置采用具有转速锁
止功能的单向离合器时，换挡之前取消正转速的限制(以电机转速方向为参考)，换挡时只需要控制离合器就可以完成，降低了换挡控制难度。
32.如图2所示，在低车行驶时采用一挡大速比驱动，电驱动动力传动装置处于一挡工作模式，第一摩擦运行装置处于闭合状态，第二摩擦运行装置处于分离状态。第一太阳轮3被锁止固定在壳体17上，作为第一挡纯电动模式ev
‑
1。在一挡驱动时，设驱动电机至差速器16的传动比为i
ev|1
。其中，z1为第一减速齿轮2齿数，z2为第二减速齿轮9齿数，z3为第三减速齿轮8齿数，z4为第四减速齿轮12齿数，z
s1
为第一太阳轮3齿数，z
s2
为第二太阳轮4齿数。
33.如图2所示，随着车速增加，电驱动动力传动装置处于二挡工作模式时，第一摩擦运行装置处于分离状态，第二摩擦运行装置处于闭合状态，此时第一太阳轮3、第一行星轮、第二行星轮和第二太阳轮4和行星架7整体转动，各元件之间没有相对运动，作为第二挡纯电动模式ev
‑
2，该挡位可以获得较高的车速而不会导致电机转速过高。在二挡驱动时，设驱动电机至差速器16的传动比为i
ev|2
。
34.其中，z1为第一减速齿轮2齿数，z2为第二减速齿轮9齿数，z3为第三减速齿轮8齿数，z4为第四减速齿轮12齿数。
35.以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。