[实用新型]电气化变速器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种燃气、燃油汽车用的变速装置和离合装置，特别涉及电气化的变速器，其实质是一动力变换传动系统，是利用电气化技术把汽车变速器、离合器、发电机、电动机、制动能量回收装置和制动控制器、充电控制器等科学地整合在一起，实现所谓的无级变速和电子离合功能。

背景技术

一直以来，燃气、燃油动力汽车都是采用机械式的变速器、机械式的离合器和机械式的制动器。目前正在使用、量产或研发的变速器种类有MT、AMT、AT、DCT、CVT等主要品种，它们无一例外的都是使用机械式的传动机构配以机械式的离合器实现变速功能，这种结构的变速器存在以下缺点：机械传动环节多能量损耗大，难以实现比较理想的无级变速，机械零部件多装配难度大，机械式离合器的摩擦动作发热且耗能。此外利用机械摩擦的制动过程也存在能量损失和部件磨损的弊端。这种机械结构的传动系统还需要复杂昂贵的润滑降温等诸多辅助系统的配合，增加了成本。

因此，在倡导节能环保的今天，这种落后的技术已经满足不了实际的需要，但是很多汽车生产商还在大规模地投入这种机械式变速器、机械式离合器的产能扩建、研发和并购。当今，高效电机技术得到很大的发展，使得以电力作为媒介的动力变换传动技术的实现成为可能。

发明内容

鉴于现有技术存在上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种功能先进、节能环保的电气化平滑变速器，它能够替代现有的机械式变速器实现精密、大动态范围的所谓的无级变速和平滑的电子离合，以及进一步能够对制动能量回收。

为达到上述目的，本实用新型的主要设计思路是使用电气化技术把发动机的动能转变为电能，然后再把电能有控制性地转变为动能驱动汽车行驶，通过对电能的控制，实现平滑变速和离合的功能，取代传统的机械式变速箱和机械式离合器。它通过在一个总成主体中集成发电机、电动机、整流器、滤波器和控制器，实现了所谓的无级变速、离合控制、制动能量回收、电能发生及充电控制等功能。

本实用新型的具体技术方案如下：

一种变速器，它是电气化的变速器，包括动力输入轴、动力输出轴、发电机、整流器、滤波器、电动机及功率控制器，由发动机驱动的所述动力输入轴带动发电机发电，发电机的输出端依次连接整流器和滤波器，连接于滤波器输出端的所述功率控制器与电动机连接，电动机的轴与所述动力输出轴连接，由所述功率控制器控制电动机的起/停和平滑变速。

进一步还可包括充电控制器，所述充电控制器连接于所述滤波器输出端，它的输出端连接一蓄电接线端子，用于在发动机功率有余时或电池电量不足时以设定的电流向外接的蓄电装置充电、和在发动机功率不足时由外接的蓄电装置对所述滤波器反充电。并且还可以包括制动控制器，所述制动控制器与所述电动机和所述充电控制器连接，用于在制动时将汽车惯性导致所述电动机转动所产生的电能处理、存储至外接的蓄电装置。

所述发电机、整流器、滤波器、电动机和功率控制器可以安装在同一壳体内。所述发电机、整流器、滤波器、电动机和功率控制器也可以分别安装在不同的壳体内，然后通过拼装方式组合为一体。

使用时，把汽车发动机的动力输出端与本变速器的动力输入轴连接，发动机带动发电机转动把发动机的动能转化为电能。发电机输出的电能经整流器变为脉冲直流电，再经滤波器中的超级电容或电容阵列对脉冲直流电进行滤波及缓冲，产生波纹较小的直流电，然后送至充电控制器和功率控制器。经充电控制器可对外接蓄电装置进行充电，实现较大时间常数的能量缓冲及储存。电能通过功率控制器驱动电动机工作进而通过动力输出轴使汽车行驶，通过功率控制器调节输给电动机的功率可以改变电动机的转速，从而实现汽车平滑变速。

当功率控制器对电动机的输出为零时，无动力输出，实现了离合器“离”的功能，当功率控制器对电动机的输出逐渐增大时，动力输出轴对汽车的驱动力逐渐加大，实现了离合器“合”的功能。