一种集成式两挡电动变速器的制作方法

本实用新型涉及一种电动变速器，尤其是涉及一种集成式两挡电动变速器。

背景技术：

目前，大多数纯电动变速器为单挡位变速器，虽然电控难度小，车辆驾驶性好，但在高速工况下驱动电机驱动效率容易受到影响，且电机的需求功率过大，导致电机体积及成本过高；现有的二挡变速器换挡可以有效提高驱动电机的工作效率，并能够降低驱动电机的最大功率需求，但是其换挡元件均为一般的双离合器或者双边同步器结构，采用双离合器可以实现换挡过程动力无中断换挡，但电控难度和结构复杂度增加；采用同步器系统虽然存在换挡动力中断，但电控难度低，系统复杂度降低，成本因此也较低，是目前性价比较高的选择。然而，无论是离合器系统或者同步器系统，其复杂度相对来说仍然较高，其体积和成本难以降低，整个变速器整体体积和重量较大。此外，大部分变速器系统采用分布式的结构，电机及其控制器并没有集成到变速器壳体内部及其控制器内，也导致了变速器结构不够紧凑。

基于上述问题，专利CN 105805260 A公布了一种电动汽车后桥驱动装置，其同样采用二挡形式，换挡元件为同步器系统，且换挡元件位于中间轴上，相对输入轴而言，增加了变速器轴向尺寸。然而该专利的驱动电机未集成到变速器内部，变速器结构仍然不够紧凑。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种集成式两挡电动变速器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种集成式两挡电动变速器，包括内部集成的驱动电机、变速器齿轮组件和差速器，驱动电机、变速器齿轮组件、差速器依次连接，所述的变速器齿轮组件包括换挡元件、输入轴、中间轴、输出轴、相互啮合的一挡主动齿轮、一挡从动齿轮、相互啮合的二挡主动齿轮、二挡从动齿轮以及主减速器主动齿轮、主减速器从动齿轮，所述的输入轴与驱动电机连接，一挡主动齿轮、二挡主动齿轮分别与输入轴连接，一挡从动齿轮、主减速器主动齿轮及二挡从动齿轮分别与中间轴连接，所述的主减速器从动齿轮与差速器连接后设于输出轴上，所述的换挡元件包括左侧接合部分、右侧接合部分和同步部分，所述的同步部分与输入轴或中间轴连接。

优选地，所述的同步部分与输入轴连接时，一挡主动齿轮、二挡主动齿轮均空套在输入轴上，所述的左侧接合部分与二挡主动齿轮相连，所述的右侧接合部分与一挡主动齿轮相连，所述的同步部分沿着输入轴在换挡元件左右之间移动，并可与左侧接合部分或右侧接合部分接合。当所述的同步部分处于换挡元件左侧，且和左侧接合部分接合时，驱动电机的动力传递至二挡主动齿轮；当同步部分处于换挡元件右侧，且和右侧接合部分接合时，驱动电机的动力传递至一挡主动齿轮。

优选地，所述的同步部分与中间轴连接时，一挡主动齿轮、二挡主动齿轮分别与输入轴固接，一挡从动齿轮、二挡从动齿轮分别空套于中间轴上，所述的同步部分沿着中间轴左右移动，使左侧结合部分与二挡从动齿轮相连或使右侧接合部分与一挡从动齿轮相连。当左侧接合部分与二挡从动齿轮相连时，左侧接合部分与同步部分处于接合状态，驱动电机的动力通过二挡从动齿轮传递至中间轴；当右侧结合部分与一挡从动齿轮相连时，右侧接合部分与同步部分处于接合状态，驱动电机的动力通过一挡从动齿轮传递至中间轴。

优选地，所述的换挡元件采用齿形离合器或同步器。

优选地，所述的同步部分通过电动或者液液执行机构沿着输入轴左右移动。

优选地，所述的变速器齿轮组件还包括用于实现驻车的驻车棘轮，该驻车棘轮固定在中间轴上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、结构紧凑：本实用新型将驱动电机集成于变速器内部，电机电控控制器和变速器控制器集成一体，进一步增加了驱动系统的紧凑型；

2、使用寿命长：本实用新型采用齿形离合器系统取代摩擦方式的同步方式，无需摩擦材料，能够有效延长换挡元件的使用寿命；

3、体积重量小，成本低：采用齿形离合器系统换挡元件结构简单，可将齿形离合器左右侧接合部分集成到相应的齿轮内部(靠近传动轴的部分)，能够有效降低变速器的体积，重量和成本；

4、换挡时间短：利用驱动电机较快的响应特性主动同步主从端转速差和转角差，实现无转速差及转角差的快速同步过程，同时降低了换挡元件本身的控制难度，改善了车辆驾驶性。

附图说明

图1为第一种实施例的集成式两挡电动变速器的结构示意图；

图2为第二种实施例的集成式两挡电动变速器的结构示意图；

图中标号所示：

1、驱动电机，2、输入轴，3、一挡主动齿轮，4、右侧接合部分，5、同步部分，6、左侧接合部分，7、二挡主动齿轮，8、中间轴，9、驻车棘轮，10、二挡从动齿轮，11、主减速器主动齿轮，12、一挡从动齿轮，13、主减速器从动齿轮，14、差速器、15、输出轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1

如图1所示，本实用新型涉及一种集成式两挡电动变速器，主要由驱动电机1、变速器齿轮组件、差速器14三个部分组成。驱动电机1集成于变速器的内部，电机电控控制器和变速器控制器集成一体。

所述变速器齿轮组件包括输入轴2、一挡主动齿轮3、二挡主动齿轮7、一挡从动齿轮12、二挡从动齿轮10、换挡元件、驻车棘轮9、主减速器主动齿轮11、主减速器从动齿轮13、中间轴8、输出轴15。其中，换挡元件包括右侧接合部分4、同步部分5和左侧接合部分6。换挡元件优选齿形离合器。齿形离合器采用非摩擦式进行转速同步，不需要离合器系统或者同步器系统摩擦材料。齿形离合器可以是单边或者双边的离合器。为了进一步缩减变速器轴向尺寸，其左右侧的接合部分可以直接集成到与其固连的齿轮内部(靠近传动轴的部分)。

输入轴2直接与驱动电机1相连，一挡主动齿轮3以及二挡主动齿轮7均空套在输入轴2上。左侧接合部分6固连于二挡主动齿轮7，右侧接合部分4固连于一挡主动齿轮3，同步部分5固连于输入轴2之上并可以通过其相应的电动或者液液执行机构沿着输入轴2在换挡元件的左右移动。一挡从动齿轮12、驻车棘轮9、主减速器主动齿轮11以及二挡从动齿轮10分别固连于中间轴8之上，其中一挡主动齿轮3与一挡从动齿轮12啮合，二挡主动齿轮7与二挡从动齿轮10啮合。主减速器从动齿轮13与差速器14相连并位于输出轴15上，可以通过差速器14将动力输出至车辆。驻车棘轮9可以通过驻车系统(一般为电动执行机构，可实现P挡位) 实现驻车作用。

本结构的集成式两挡电动变速器的工作原理为：

当同步部分5处于换挡元件左侧，且和左侧结合部分6相连，驱动电机1的动力可以传递至二挡主动齿轮7，此时变速器处于二挡，即高速挡位；当同步部分5 处于换挡元件右侧，且和右侧接合部分4相连，驱动电机1的动力可以传递至一挡主动齿轮3，此时变速器处于一挡，即低速挡位。整个换挡过程通过其电动或者液压执行机构完成。

针对其高速挡位至低速挡位或者低速挡位至高速挡位切换过程，具体操作过程如下：

1)首先驱动电机1卸载，保证已经接合换挡元件系统不传递转矩；

2)利用换挡元件的执行机构对已接合挡位摘挡；

3)控制驱动电机1的转速，利用驱动电机1主动调节目标挡位换挡元件中主从端的转速差和转角差，保证其转速差和转角差在一定的范围内(此时，其转角位置可能需要通过传感器进行获取)，此时需双层跟踪控制，通过控制电机的输出转矩，同时保证主从端转速差和转角差至目标水平；

4)利用换挡元件执行机构对目标挡位进行快速挂挡，接合相应的换挡元件主从端部分；

5)根据当前驾驶员需求转矩恢复驱动电机1的转矩至相应的水平。整个挡位切换的难度在于利用驱动电机快速同步目标挡位主从端的转速差和转角差，利用驱动电机较快的转矩相应特性，有效降低换挡过程的动力中断，改善车辆的驾驶性。

实施例2

如图2所示，本实施例集成式两挡电动变速器的同步部分5从输入轴2移动到中间轴8之上。此时一挡主动齿轮3以及二挡主动齿轮7均固连于输入轴2之上；一挡从动齿轮12以及二挡从动齿轮10则空套于中间轴8之上。当左侧接合部分6 与二挡从动齿轮10相连时，左侧接合部分6和同步部分5处于接合状态，则驱动电机1的动力可以通过2挡从动齿轮10传递到中间轴8；当右侧接合部分4与一挡从动齿轮12相连时，右侧接合部分4和同步部分5处于接合状态，驱动电机1 的动力可以通过一挡从动齿轮12传递至中间轴8。

本实施例中其他结构与实施例1相同。本实施例的集成式两挡电动变速器的工作原理与实施例1相同。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。例如改变一挡、二挡主动齿轮或一挡、二挡从动齿轮的位置，或者更改换挡元件所处的位置得到的类似的实施例均在该专利保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。