小型純電動汽車機電耦合系統技術方案

一種小型純電動汽車機電耦合系統，變速機構的輸入端通過自動離合器與電動機的輸出端連接，變速機構的輸出端與差速器的輸入端連接；所述變擋控制單元的輸出端與ＥＣＵ控制器的變擋信號輸入端連接，ＥＣＵ控制器的制動信號輸入端與制動開關連接，ＥＣＵ控制器的啟動信號輸入端與啟動開關連接，ＥＣＵ控制器的車速信號輸入端與車速傳感器的輸出端連接，ＥＣＵ控制器的轉速信號輸入端與轉速傳感器的輸出端連接，所述ＥＣＵ控制器的第一輸出端與離合電機連接，ＥＣＵ控制器的第二輸出端與電動機連接。本實用新型專利技術采用電動機與自動離合器及變速機構的自適應控制，使得整個動力總成的結構簡單緊湊、重量輕、制造成本低，并且控制方便、操作舒適。（*該技術在2018年保護過期，可自由使用*）

Electromechanical coupling system of small pure electric vehicle

A small pure electric automobile electromechanical coupling system, the input end of the output transmission mechanism through the automatic clutch and the motor is connected with the output end of the transmission mechanism and the differential mechanism is connected with the input end; the output end of the shift control unit and ECU controller change gear is connected with a signal input end and the signal input end of the brake brake switch the ECU controller is connected, the start signal input and the start switch ECU controller connected output speed signal input end of the ECU controller and the speed sensor is connected with the output speed signal input end of the ECU controller and the speed sensor is connected with the output end of the first clutch and the motor is connected with the ECU controller, connecting second the output end of the ECU controller and the motor. The utility model adopts an adaptive control of an electric motor, an automatic clutch and a speed change mechanism, so that the whole power assembly has the advantages of simple and compact structure, light weight, low manufacturing cost, convenient control and comfortable operation.

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于汽車
，具體地說，尤其涉及小型純電動汽車機電 耦合系統。
技術介紹
目前，由于燃油汽車對環境的污染以及國際石油價格的不斷攀高，各汽車 生產廠家均加大了電動汽車的研究步伐，特別是小型純電動汽車，已成為國內 外汽車企業努力研究的方向。小型純電動汽車是指整車質量在900kg以下、純粹以電力作為動力源的新 型汽車。小型純電動汽車的動力性指標參照GB 18385-2001的測試標準最高 時速》100km/h;加速時間在0-50 km/h時《6s，在50-80 km/h時《8s;最大 爬坡度為20%。小型純電動汽車的經濟性指標參照GB 18386-2001的測試標準 能量消耗率《10kWh/100km;續駛里程》100km;制動能量回收率》10%。小型純 電動汽車的噪聲指標參照GB 1495-2002的測試標準低于限值2-3。小型純電 動汽車的整車成本以年批量生產5000臺計算，應不超過7萬元/臺。現有的電動汽車一般以燃料電池作為動力源，直接將燃料的化學能轉變為 電能，經電動機驅動車輛運行。現有電動汽車的電動機械驅動系統一般分為以 下幾種1、用電機驅動系統取代內燃機驅動系統，傳統系統中保留內燃機汽車的變速箱、傳動軸、后橋和半軸等傳動部件，但結構復雜、裝配困難、重量重、制 造成本高，不是應用和發展的方向。2、 采用輪轂電機驅動，電機裝在車輪輪轂中，直接驅動車輪，提高傳動效 率，節省空間，減少懸掛質量，但缺點較多，如電機與車輪集成導致非簧載質 量較大，惡化懸架隔振性能，影響不平路面行駛條件下的車輛操控性和安全性， 車輛大負荷低速爬坡工況下容易出現冷卻不足導致的輪轂電機過熱燒毀問題， 目前應用的技術還不成熟。3、 機電集成化驅動系統，取消了齒輪變速箱，只采用一部分機械傳動的齒 輪、差速器、半軸等零部件來傳遞動力，節省空間，便于設計和集成，是當前 應用和發展的方向，但是已有技術不成熟，動力性能不好，駕駛員的換擋強度 大，換擋時間較長，駕駛的舒適感較差。綜上所述，現有的電動汽車要么動力總成部分結構復雜、裝配困難、重量 重、造價高，難以滿足小型純電動汽車的經濟性及整車成本要求；要么加速、 爬坡能力不強，換擋操作復雜，駕駛舒適感差，難以滿足小型純電動汽車的動 力性要求；同時，電動汽車所使用的燃料電池價格非常昂貴，基本靠進口，這 些都成為制約小型純電動汽車應用、發展的關鍵因素，怎樣設計出一款全新的 動力總成及操控系統，使小型純電動汽車滿足動力性、經濟性及整車成本等相 關要求，是汽車生產企業殛待解決的問題。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題在于提供一種小型純電動汽車機電耦合系 統，以滿足小型純電動汽車動力性、經濟性及整車成本等相關要求。本技術的技術方案如下 一種小型純電動汽車機電耦合系統，包括電動機、制動開關、車速傳感器、轉速傳感器、啟動開關、自動離合器、差速器、 左半軸和右半軸，其中差速器的兩個輸出端分別與左、右半軸連接，其關鍵在 于在所述電動機與差速器之間設置有變速機構并配備有變擋控制單元，所述 變速機構的輸入端通過自動離合器與電動機的輸出端連接，變速機構的輸出端 與差速器的輸入端連接；所述變擋控制單元的輸出端與ECU控制器的變擋信號 輸入端連接，ECU控制器的制動信號輸入端通過導線與制動開關連接，ECU控制 器的啟動信號輸入端通過導線與啟動開關連接，ECU控制器的車速信號輸入端與 車速傳感器的輸出端連接，ECU控制器的轉速信號輸入端與轉速傳感器的輸出端 連接，所述ECU控制器的第一輸出端與離合電機連接，該離合電機控制自動離 合器的接合與分離，所述ECU控制器的第二輸出端與電動機連接。本技術是根據小型純電動汽車的技術指標，通過分析國內外電動汽車 的特點，綜合動力性、經濟性及整車成本要求而設計的全新技術方案。本實用 新型中電動機的動力通過自動離合器傳遞給變速機構，再由變速機構傳遞給差 速器、左右半軸及車輪，驅動整車行駛。啟動開關通過ECU控制器控制電動機 的啟動，自動離合器起傳遞或切斷電動機與變速機構之間動力的作用，自動離 合器的動作由離合電機控制。整車的運行狀態由變速機構決定，變速機構由駕 駛室內設置的換擋桿控制，換擋桿的動作可通過變擋控制單元傳遞給ECU控制 器。本技術中ECU控制器采集制動開關、車速傳感器、轉速傳感器和變擋 控制單元的信號，經過其內部設置的特定算法，判斷是否制動、車速與轉速是 否匹配，并輸出控制指令，以控制離合電機、電動機完成相應的動作。本實用 新型采用電動機與自動離合器及變速機構的自適應控制，取消了傳統結構中的 發動機和變速箱，使得整個動力總成的結構簡單緊湊、裝配容易、重量輕、制造成本低，并且控制方便、操作舒適，不僅從根本上解決了環境污染問題，而 且能有效降低電動汽車的生產成本，有利于電動汽車的推廣使用。為了簡化結構、便于裝卸及操控，上述變速機構由第一傳動軸、第一軸一 擋齒輪、第一軸二擋齒輪、第二傳動軸、第二軸一擋齒輪、第二軸二擋齒輪、 變速同步接合套、花鍵轂、撥叉、減速主動齒輪、輸出軸和減速從動齒輪構成， 其中第一傳動軸通過自動離合器與電動機的輸出端連接，在第一傳動軸上固套 第一軸一擋齒輪和第一軸二擋齒輪，在所述第二傳動軸上相應地空套有第二軸 一擋齒輪和第二軸二擋齒輪，所述第二軸一擋齒輪與第一軸一擋齒輪常嚙合， 第二軸二擋齒輪與第一軸二擋齒輪常嚙合；在所述第二軸一擋齒輪與第二軸二 擋齒輪之間設有變速同步接合套，該變速同步接合套通過花鍵轂與第二傳動軸 連接，變速同步接合套上連接撥叉，所述變速同步接合套在撥叉的作用下能相 對第二傳動軸進行軸向移動，有選擇地與第二軸一擋齒輪或第二軸二擋齒輪接 合；在所述第二傳動軸上還固套有減速主動齒輪，該減速主動齒輪與輸出軸上 的減速從動齒輪常嚙合，所述輸出軸與差速器的輸入端連接。撥叉與駕駛室內的換擋桿連接，換擋桿可通過撥叉撥動變速同步接合套， 使之相對第二傳動軸進行左右滑移。變速同步接合套具有三種狀態與第二軸 一擋齒輪接合，對應整車的爬坡擋或倒車擋；與第二軸二擋齒輪接合，對應整 車的行駛擋；或者與第二軸一擋齒輪及第二軸二擋齒輪分離，對應整車的停車 擋。換擋桿與自動離合器及電動機之間通過電路聯動，即換擋桿的動作通過變 擋控制單元傳遞給ECU控制器，以控制離合電機、電動機完成相應的動作。當 控制換擋桿停留在停車擋位時，自動離合器在電信號的控制下自動脫開，電動 機空轉，而變速同步接合套不與第二軸一擋齒輪及第二軸二擋齒輪接合；當控制換擋桿移動到行駛擋位或爬坡擋位時，變速同步接合套受撥叉的控制與第二 軸二擋齒輪或第二軸一擋齒輪接合，自動離合器在電信號的控制下處于半離合 狀態，此時電動機的動力通過自動離合器帶動第一軸二擋齒輪和第一軸一擋齒 輪旋轉，第二軸二擋齒輪及第二軸一擋齒輪在第一軸二擋齒輪和第一軸一擋齒 輪的帶動下繞第二傳動軸空轉，與第二軸二擋齒輪或第二軸一擋齒輪接合的變 速同步接合套通過花鍵轂將動力傳遞給第二傳動軸，使減速主動齒輪通過減速 從動齒輪帶動輸出軸旋轉，輸出軸再通過差速器將動力傳遞給半軸，驅動車輪 轉動，整車向前行駛。當需要倒車時，首先將換擋桿置于停車擋位，使自動離 合器自動脫開，然后控制電動機的輸出軸反向空本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種小型純電動汽車機電耦合系統，包括電動機（３）、制動開關（４）、車速傳感器（５）、轉速傳感器（６）、啟動開關（８）、自動離合器（１１）、差速器（１２）、左半軸（２５）和右半軸（２６），其中差速器（１２）的兩個輸出端分別與左、右半軸（２５、２６）連接，其特征在于：在所述電動機（３）與差速器（１２）之間設置有變速機構并配備有變擋控制單元（７），所述變速機構的輸入端通過自動離合器（１１）與電動機（３）的輸出端連接，變速機構的輸出端與差速器（１２）的輸入端連接；所述變擋控制單元（７）的輸出端與ＥＣＵ控制器（１）的變擋信號輸入端連接，ＥＣＵ控制器（１）的制動信號輸入端通過導線與制動開關（４）連接，ＥＣＵ控制器（１）的啟動信號輸入端通過導線與啟動開關（８）連接，ＥＣＵ控制器（１）的車速信號輸入端與車速傳感器（５）的輸出端連接，ＥＣＵ控制器（１）的轉速信號輸入端與轉速傳感器（６）的輸出端連接，所述ＥＣＵ控制器（１）的第一輸出端與離合電機（２）連接，該離合電機（２）控制自動離合器（１１）的接合與分離，所述ＥＣＵ控制器（１）的第二輸出端與電動機（３）連接。

【技術特征摘要】
1、一種小型純電動汽車機電耦合系統，包括電動機(3)、制動開關(4)、車速傳感器(5)、轉速傳感器(6)、啟動開關(8)、自動離合器(11)、差速器(12)、左半軸(25)和右半軸(26)，其中差速器(12)的兩個輸出端分別與左、右半軸(25、26)連接，其特征在于在所述電動機(3)與差速器(12)之間設置有變速機構并配備有變擋控制單元(7)，所述變速機構的輸入端通過自動離合器(11)與電動機(3)的輸出端連接，變速機構的輸出端與差速器(12)的輸入端連接；所述變擋控制單元(7)的輸出端與ECU控制器(1)的變擋信號輸入端連接，ECU控制器(1)的制動信號輸入端通過導線與制動開關(4)連接，ECU控制器(1)的啟動信號輸入端通過導線與啟動開關(8)連接，ECU控制器(1)的車速信號輸入端與車速傳感器(5)的輸出端連接，ECU控制器(1)的轉速信號輸入端與轉速傳感器(6)的輸出端連接，所述ECU控制器(1)的第一輸出端與離合電機(2)連接，該離合電機(2)控制自動離合器(11)的接合與分離，所述ECU控制器(1)的第二輸出端與電動機(3)連接。2、 根據權利要求1所述的小型純電動汽車機電耦合系統，其特征在于所 述變速機構由第一傳動軸(13)、第一軸一擋齒輪(16)、第一軸二擋齒輪(15)、 第二傳動軸(19)、第二軸一擋齒輪(18)、第二軸二擋齒輪(17)、變速同步接 合套(14)、花鍵轂(27)、撥叉(24)、減速主動齒輪(20)、輸出軸(23)和 減速從動齒輪(21)構成，其中第一傳動軸(13)通過自動離合器(11)與電 動機(3)的輸出端連接，在第一傳動軸(3)上固套第一軸一擋齒輪(16)和 第一軸二擋齒輪(15)，在所述第二傳動軸(19)上相應地空套有第二軸一擋齒2輪(18)和第二軸二擋齒輪(17)，所述第二軸一擋齒輪(18)與第一軸一擋齒 輪(16)常嚙合，第二軸二擋齒輪(17)與第一軸二擋齒輪(15)常嚙合；在 所述第二軸一擋齒輪(18)與第二軸二擋齒輪(17)之間設有變速同步接合套(14)，該變速同步接合套(14)通過花鍵轂(27)與第二傳動軸(19)連接， 變速同步接合套(14)上連接撥叉(24)，所述變速同步接合套(14)在撥叉(24) 的作用下能相對第二傳動軸(19)進行軸向移動，有選擇地與第二軸一擋...

【專利技術屬性】
技術研發人員：許南紹，
申請(專利權)人：力帆實業集團股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：85[中國|重慶]