两挡电驱动系统、电动汽车的动力系统及电动汽车的制作方法

1.本发明涉及电驱传动技术领域，具体涉及一种两挡电驱动系统、电动汽车的动力系统及电动汽车。


背景技术：

2.电动汽车具有清洁无污染、能量效率高、低噪声等优点，使其具有较好的产业化势，目前市场上有通过使用离合器和制动器实现两挡驱动的两挡电驱动系统，但现有的技术方案离合器传递扭矩需求大，不适配高速电机的发展需求。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提供一种两挡电驱动系统、电动汽车的动力系统及电动汽车，旨在解决现有两挡电驱动系统离合器传递扭矩需求大，不适配高速电机发展的问题。
4.为实现上述目的，本发明提出一种两挡电驱动系统，所述两挡电驱动系统包括：
5.驱动电机，输出端设置有输出轴；
6.减速传动机构，其输入端与所述输出轴连接，所述输出轴输出转速经过所述减速传动机构传动后转速降低；
7.变速器，包括行星机构、制动器和离合器，所述行星机构包括太阳轮、行星轮结构和齿圈，所述行星轮结构与所述减速传动机构的输出端连接，所述制动器设置在所述太阳轮与所述变速器壳体之间，所述制动器具有制动状态以及非制动状态，所述离合器设置在所述太阳轮与所述减速传动机构之间，所述离合器具有结合状态和分离状态；以及，
8.差速器，通过第二传动机构与所述行星机构连接；
9.其中，当所述制动器处于所述制动状态时，所述变速器壳体与所述太阳轮固定连接，所述离合器处于所述分离状态，所述太阳轮和所述减速传动机构分离；
10.当所述制动器处于所述非制动状态时，所述变速器壳体与所述太阳轮分离，所述离合器处于所述结合状态，所述太阳轮和所述减速传动机构固定连接。
11.可选的，所述减速传动机构包括传动组和传动轴，所述传动组一端连接所述输出轴，另一端连接所述传动轴，所述行星轮结构包括行星架，所述传动轴与所述行星架同轴固定连接，所述传动轴上固定设有连接部，所述太阳轮上固定设有第一定位部，所述离合器设置在所述连接部与所述第一定位部之间；
12.当所述离合器处于所述结合状态，所述太阳轮和所述连接部固定连接，当所述离合器处于所述分离状态，所述太阳轮和所述连接部分离。
13.可选的，所述传动组包括第一传动齿轮和第二传动齿轮，所述第一传动齿轮与所述第二传动齿轮啮合，其中所述第一传动齿轮与所述输出轴固定连接，所述第二传动齿轮与所述传动轴固定连接；
14.并且，设所述第一传动齿轮的齿数为z1，所述第二传动齿轮的齿数为z2，则所述第一传动齿轮与所述第二传动齿轮的传动比i＝z1/z2《1。
15.可选的，所述行星轮结构还包括一级行星轮和二级行星轮，转动安装在所述行星架上。
16.可选的，所述离合器包括离合器主动盘和离合器从动盘，所述离合器主动盘和所述离合器从动盘分别与所述连接部和所述第一定位部固定连接；
17.当所述离合器处于所述结合状态，所述离合器主动盘和所述离合器从动盘抵接无法相对活动，当所述离合器处于所述分离状态，所述离合器主动盘和所述离合器从动盘分开。
18.可选的，所述制动器包括制动器主动盘和制动器从动盘，所述太阳轮上固定设有第二定位部，分别与所述变速器壳体和所述第二定位部固定连接；
19.当所述制动器处于所述制动状态时，所述制动器主动盘和所述制动器从动盘抵接无法相对活动，当所述制动器处于所述非制动状态时，所述制动器主动盘和所述制动器从动盘分开。
20.可选的，所述第二传动机构包括主动轮和从动轮，所述主动轮固定设置在所述齿圈上，所述从动轮设置在所述差速器内，所述主动轮与所述从动轮啮合。
21.可选的，所述传动轴和所述差速器的半轴为平行设置。
22.本发明还提供一种电动汽车的动力系统，包括两挡电驱动系统，所述两挡电驱动系统包括：
23.驱动电机，输出端设置有输出轴；
24.减速传动机构，其输入端与所述输出轴连接，所述输出轴输出转速经过所述减速传动机构传动后转速降低；
25.变速器，包括行星机构、制动器和离合器，所述行星机构包括太阳轮、行星轮结构和齿圈，所述行星轮结构与所述减速传动机构的输出端连接，所述制动器设置在所述太阳轮与所述变速器壳体之间，所述制动器具有制动状态以及非制动状态，所述离合器设置在所述太阳轮与所述减速传动机构之间，所述离合器具有结合状态和分离状态；以及，
26.差速器，通过第二传动机构与所述行星机构连接；
27.其中，当所述制动器处于所述制动状态时，所述变速器壳体与所述太阳轮固定连接，所述离合器处于所述分离状态，所述太阳轮和所述减速传动机构分离；
28.当所述制动器处于所述非制动状态时，所述变速器壳体与所述太阳轮分离，所述离合器处于所述结合状态，所述太阳轮和所述减速传动机构固定连接。
29.本发明还提供一种电动汽车，包括上述的电动汽车的动力系统。
30.本发明技术方案中，所述两挡电驱动系统包括驱动电机、减速传动机构、变速器和差速器，所述驱动电机输出端设置有输出轴，所述减速传动机构，其输入端与所述输出轴连接，所述输出轴输出转速经过所述减速传动机构传动后转速降低，所述变速器包括行星机构、制动器和离合器，所述行星机构包括太阳轮、行星轮结构和齿圈，所述行星轮结构与所述减速传动机构的输出端连接，所述制动器设置在所述太阳轮与所述变速器壳体之间，所述制动器具有制动状态以及非制动状态，所述离合器设置在所述太阳轮与所述减速传动机构之间，所述离合器具有结合状态和分离状态，其中，当所述制动器处于所述制动状态时，所述变速器壳体与所述太阳轮固定连接，所述离合器处于所述分离状态，所述太阳轮和所述减速传动机构分离，此时齿圈输出一挡转速，并通过第二传动机构传递到差速器；当所述
制动器处于所述非制动状态时，所述变速器壳体与所述太阳轮分离，所述离合器处于所述结合状态，所述太阳轮和所述减速传动机构固定连接，此时齿圈输出二挡转速并通过第二传动机构传递到差速器，其中，所述减速传动机构将所述驱动电机输出的转速先一步减速之后再传递到所述行星轮结构，使行星轮结构转速降低，因而所述太阳轮的转速也降低，离合器所需传递的扭矩减小，以实现可以适配更高转速的电机。
附图说明
31.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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
32.图1为本发明提供的电驱动系统的一实施例的结构示意图。
33.附图标号说明：
[0034][0035][0036]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0037]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其
他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0038]
需要说明，若本发明实施例中有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则其仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0039]
另外，若在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述，则其仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0040]
本发明提出一种两挡电驱动系统100，用于解决现有现有两挡电驱动系统100离合器32传递扭矩需求大，不适配高速电机发展的问题。
[0041]
请参阅图1，所述两挡电驱动系统100包括驱动电机1、减速传动机构2、变速器3和差速器4，所述驱动电机1的输出端设置有输出轴11，所述输出轴11与所述减速传动机构2的输入端连接，所述变速器3还包括行星机构31、制动器33和离合器32，其中，所述行星机构31包括太阳轮312、行星轮结构311和齿圈313，所述行星轮结构311与所述减速传动机构2的输出端连接，所述制动器33设置在所述太阳轮312与所述变速器壳体6之间，并且所述制动器33具有制动状态以及非制动状态，所述离合器32设置在所述太阳轮312与所述减速传动机构2之间，并且所述离合器32具有结合状态和分离状态，所述驱动电机1输出的高转速通过输出轴11先传递到所述减速传动机构2，经过所述减速传动机构2减速后将低转速传递到所述行星轮结构311，带动所述行星轮结构311转动，这时，当所述制动器33处于非制动状态，所述离合器32处于分离状态时，所述变速器3处于空挡状态；当所述制动器33处于所述制动状态时，所述变速器壳体6与所述太阳轮312固定连接，所述离合器32处于所述分离状态，所述太阳轮312和所述减速传动机构2分离，此时所述太阳轮312固定不动，所述行星轮结构311主动转动，所述齿圈313由所述行星轮结构311带动从动转动，此时为第一种转速输出状态，齿圈313输出的转速在通过第二传动机构5传递到差速器4；当所述制动器33处于所述非制动状态时，所述变速器壳体6与所述太阳轮312分离，所述离合器32处于所述结合状态，所述太阳轮312和所述减速传动机构2固定连接，此时所述太阳轮312与所述行星轮结构311以相同速度旋转，此时为第二种转速输出状态，此状态下所述行星机构31呈锁止状态，所述太阳轮312、所述行星轮结构311和所述齿圈313输出相同转速，所述齿圈313输出的转速通过所述第二传动机构5传递到所述差速器4，因为通过所述离合器32传递到所述太阳轮312的扭矩为经过所述减速传动机构2后输出的扭矩，因此减少了所述离合器32传递的扭矩，而且，因为所述离合器32与所述太阳轮312和所述行星轮结构311固定连接，锁止力矩在所述行星机构31的传动作用下，降低了所述离合器32的锁止扭矩，因而可以适配更高转速更大功率的所述驱动电机1。
[0042]
进一步地，所述减速传动机构2包括传动组21和传动轴22，所述传动组21一端连接所述输出轴11，另一端连接所述传动轴22，所述行星轮结构311包括行星架311a，所述传动轴22与所述行星架311a同轴固定连接，在所述传动轴22上还固定设有连接部221，所述太阳轮312上设有第一定位部312a，所述离合器32设置在所述连接部221与所述第一定位部312a
之间，当所述离合器32处于所述结合状态，所述太阳轮312和所述连接部221固定连接，此时所述输出轴11输出的扭矩经过所述传动组21传递到所述传动轴22，再通过所述传动轴22的所述连接部221传递到所述离合器32，再通过所述第一定位部312a传递到所述太阳轮312，使所述太阳轮312与所述行星架311a以相同速度旋转，使所述行星机构31达到第二种转速输出状态；当所述离合器32处于所述分离状态时，所述太阳轮312的所述第一定位部312a与所述连接部221分离。
[0043]
进一步地，在本发明一实施例中，所述传动组21包括第一传动齿轮211和第二传动齿轮212，所述第一传动齿轮211与所述第二传动齿轮212啮合，其中所述第一传动齿轮211与所述输出轴11固定连接，所述第二传动齿轮212与所述传动轴22固定连接，并且，设所述第一传动齿轮211的齿数为z1，所述第二传动齿轮212的齿数为z2，则所述第一传动齿轮211与所述第二传动齿轮212的传动比i1＝z1/z2《1，具体的0.4≤i1≤0.6，在本发明一实施例中i＝0.5，以此来达到使所述输出轴11的转速经过所述第一传动齿轮211和所述第二传动齿轮212的配合传动后降低转速再通过所述传动轴22输出，实现了第一级减速传动。
[0044]
在本发明其他实施例中，所述传动组21不限于齿轮啮合传动，还可以是带轮组，包括第一带轮和第二带轮，所述第一带轮与所述第二带轮之间用皮带或者钢带连接，所述第一带轮与所述输出轴11固定连接，所述第二带轮与所述传动轴22固定连接，使所述第一带轮的直径小于所述第二带轮的直径，同样可以实现减速传递的效果。
[0045]
在本发明一实施例中，所述行星轮结构311为二级行星轮结构，以实现最佳的速比极差，所述行星轮结构311还包括一级行星轮311b和二级行星轮311c，所述一级行星轮311b和所述二级行星轮311c分别转动安装在所述行星架311a上，所述一级行星轮311b和所述二级行星轮311c可以自转也可以随着所述行星架311a公转，其中，所述一级行星轮311b分别与所述太阳轮312和所述二级行星轮311c啮合，所述二级行星轮311c分别与所述齿圈313和所述一级行星轮311b啮合，在所述第一种转速输出状态时，所述制动器33处于所述制动状态，所述离合器32处于分离状态，所述太阳轮312固定，所述行星架311a正转带动一级行星轮311b正转，所述二级行星轮311c反转，此时因为所述行星架311a正转所述齿圈313也是正转，所述二级行星轮311c与齿圈313啮合因此所述齿圈313呈减速输出状态，此时所述第一种转速输出状态为一挡；在所述第二种转速输出状态时，所述离合器32处于所述结合状态，所述制动器33处于所述非制动状态，所述太阳轮312与所述传动轴22固定连接，此时所述太阳轮312与所述行星架311a以相同转速旋转，所述一级行星轮311b和所述二级行星轮311c同所述行星架311a以相同转速公转，此时所述一级行星轮311b、所述二级行星轮311c和所述太阳轮312之间无相对转动，所述行星机构31呈锁止状态，因此所述齿圈313、所述行星架311a和所述太阳轮312以相同转速旋转，此时所述第二种转速输出状态为二挡。
[0046]
进一步地，所述离合器32包括离合器主动盘321和离合器从动盘322，所述离合器主动盘321和所述离合器从动盘322分别与所述连接部221和所述第一定位部312a固定连接，当所述离合器32处于所述结合状态时，所述离合器主动盘321和所述离合器从动盘322抵接无法相对活动，此时所述连接部221与所述第一定位部312a固定连接，所述太阳轮312随所述传动轴22一同转动，当所述离合器32处于所述分离状态，所述离合器主动盘321和所述离合器从动盘322分开，所述连接部221与所述第一定位部312a脱开。
[0047]
在本发明一实施例中，所述离合器主动盘321安装在所述第一定位部312a，所述离
合器从动盘322安装在所述连接部221，在其他实施例中，所述离合器主动盘321还可以安装在所述连接部221，所述离合器从动盘322安装在所述第一定位部312a。
[0048]
进一步地，所述制动器33包括制动器主动盘331和制动器从动盘332，所述太阳轮312上固定设有第二定位部312b，分别与所述变速器壳体6和所述第二定位部312b固定连接，当所述制动器33处于所述制动状态时，所述制动器主动盘331和所述制动器从动盘332抵接无法相对活动，此时所述变速器壳体6与所述第二定位部312b固定连接，所述太阳轮312固定不动，当所述制动器33处于所述非制动状态时，所述制动器主动盘331和所述制动器从动盘332分开，此时所述变速器壳体6与所述第二定位部312b脱开。
[0049]
在本发明一实施例中，所述制动器主动盘331安装在所述变速器壳体6，所述制动器从动盘332安装在所述第二定位部312b，在其他实施例中，所述制动器主动盘331还可以安装在所述第二定位部312b，所述制动器从动盘332安装在所述变速器壳体6。
[0050]
进一步地，在本发明一实施例中，所述第二传动机构5包括主动轮51和从动轮52，所述主动轮51固定设置在所述齿圈313上，所述从动轮52设置在所述差速器4内，所述主动轮51与所述从动轮52啮合，其中，设所述主动轮51的齿数为z3，所述从动轮52的齿数为z4，则所述主动轮51与所述从动轮52的传动比i2＝z3/z4《1，其中所述主动轮51与所述齿圈313同轴设置随所述齿圈313一同转动，所述齿圈313输出的转速通过所述主动轮51传递到所述从动轮52，实现第二级减速传动，最终经过两级减速传动后将转速传递到所述差速器4，最后输出到左半轴41和右半轴42。
[0051]
进一步地，在本发明一实施例中，所述左半轴41和所述右半轴42为同轴线设置，所述输出轴11、所述传动轴22和所述差速器4的半轴为不同轴设置，所述输出轴11、所述传动轴22和所述差速器4的半轴相互平行，可缩短所述两挡电驱动系统100的整体长度，使整个所述两挡电驱动系统100结构更加紧凑，节省空间。
[0052]
本发明还提出一种电动汽车的动力系统，所述电动汽车的动力系统包括两挡电驱动系统100，所述两档电驱动系统的具体结构参照上述实施例。可以理解的是，由于本发明所述电动汽车的动力系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0053]
此外，本发明还提出一种电动汽车，所述电动汽车包括电动汽车的动力系统。可以理解的是，由于本发明所述电动汽车采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0054]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。