[发明专利]具有共用承载器的行星齿轮组的车辆变速器

说明书

技术领域

本发明涉及用于将牵引扭矩从电动机/发电机提供到车辆驱动车轴的半轴的车辆变速器。

背景技术

电池电动车利用存储一个或多个电池中的电能来为一个或多个电动机提供功率，所述一个或多个电动机提供牵引扭矩以推进车辆。电池电动车为全电动车，且不是如许多混合动力车辆那样具有内燃发动机或燃料电池。蓄电池-燃料电池车辆是一类混合动力车辆，其利用来自蓄电池的存储能量为电动机提供功率以推进车辆，且在必要时可用从氢燃料电池产生的能量为蓄电池充电。使用基于塔式小齿轮架构设计的齿轮箱已经用在各种单中线(single centerline)电动车驱动单元应用中，其中轴向空间被限制且需要更高的齿轮减速比。

发明内容

具有行星齿轮组的变速器设置为用于车辆。车辆具有限定了旋转轴线的第一和第二驱动车轴半轴和具有的电动机轴平行于驱动车轴半轴的电动机/发电机。在一些实施例中，电动机轴平行于驱动车轴半轴中的一个且与之同中心，且绕与半轴相同的旋转轴线旋转，这称为“轴线上”结构。在这样的实施例中，差速器具有第一侧齿轮和第二侧齿轮，第一侧齿轮连接为与第一驱动车轴半轴一致地旋转，且第二侧齿轮连接为与第二驱动车轴半轴一致地旋转。在其他实施例中，半轴的旋转轴线平行于但是不同于电动机轴的旋转轴线，这被称为“偏离轴线”结构。

具有差速器承载器的差速器操作性地连接到承载构件。行星齿轮组具有持续或选择性地可连接到电动机轴的第一太阳齿轮构件、彼此同轴的第一和第二小齿轮、可旋转地支撑第一和第二小齿轮以使得第一小齿轮啮合第一太阳齿轮构件的承载构件、和啮合其中一个小齿轮的环齿轮构件。在一些实施例中，第一和第二小齿轮布置在塔式小齿轮上，使得它们一致地旋转。在其他实施例中，第一和第二小齿轮可独立于彼此旋转。

变速器包括径向地围绕环齿轮构件的不旋转壳体。环齿轮构件可持续或选择性地连接到壳体。差速器承载器被承载构件可旋转地驱动。

所述的行星齿轮组实现承载构件的扭矩对电动机轴的扭矩的相对深的比，这提供更大的扭矩倍增，因此使得电动机/发电机尺寸减小而仍能获得与较小数的传动比设计相同的变速器输出。另外，承载构件和壳体所能承受的封装允许额外构件添加到行星齿轮组，例如额外的太阳齿轮构件和额外的环齿轮构件。额外制动器和离合器也可添加到通过壳体和承载构件提供的轴向长度和内部空腔中。可由此实现仅在单个速度性处在或在高达五个前进速度下操作的变速器，同时共享许多相同部件。额外的速度比，例如，与更深的第一传动相比低数的传动比，将减少电动机/发电机的最大所需速度和相关的旋转损失。

本发明提供一种用于车辆的变速器，所述车辆具有限定了旋转轴线的第一和第二驱动车轴半轴、具有的电动机轴平行于驱动车轴半轴的电动机/发电机、和具有的差速器承载器操作性地连接到驱动车轴半轴的差速器，变速器包括：行星齿轮组，具有：第一太阳齿轮构件，持续或选择性地连接到电动机轴；彼此同轴的第一和第二小齿轮；承载构件，可旋转地支撑第一和第二小齿轮，使得第一小齿轮啮合第一太阳齿轮构件；环齿轮构件，啮合小齿轮中的一个；不旋转壳体，径向地围绕环齿轮构件；其中环齿轮构件持续或选择性地连接壳体；和其中承载构件能操作性地连接到差速器承载器。

在所述的变速器中，第一小齿轮的直径大于第二小齿轮且持续连接为与作为塔式小齿轮的第二小齿轮一致地旋转；和其中环齿轮构件持续固定连接到壳体且仅与第二小齿轮啮合。

在所述的变速器中，第一小齿轮的直径大于第二小齿轮且持续连接为与作为塔式小齿轮的第二小齿轮一致地旋转；和其中环齿轮构件持续固定连接到壳体且仅与第一小齿轮啮合。

在所述的变速器中，环齿轮构件是与第一小齿轮啮合的第一环齿轮构件；其中行星齿轮组包括与第二小齿轮啮合的第二环齿轮构件；且进一步包括:第一制动器，能选择性地接合以将第一环齿轮构件固定到壳体；第二制动器，能选择性地接合以将第二环齿轮构件固定到壳体；其中第一小齿轮持续连接为与作为塔式小齿轮的第二小齿轮一致地旋转；其中承载构件的扭矩对电动机轴的扭矩的一个比在仅第一制动器被接合时建立，且承载构件的扭矩对电动机轴的扭矩的另一比在仅第二制动器被接合时建立。