[发明专利]一种基于单行星排两挡变速器的电驱动桥系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及驱动领域，具体涉及一种基于单行星排两挡变速器的电驱动桥系统及其控制方法。

背景技术

电动汽车是新型、节能、环保车辆，尤其是在当今空气污染严重的大环境下，具有巨大的发展潜力和广阔的应用前景。电动汽车使用电动机取代了传统汽车的发动机，电动机可带载启动，并且通过合理的配置满足汽车使用要求，这是与发动机的很大区别。在电动车上使用多挡变速器已经不合适，但若取消变速传动装置，则难于兼顾汽车爬坡和高速行驶等要求，特别是中小型汽车，有必要针对电动机的工作特性重新设计电动汽车的动力系统。

目前的电动汽车用电驱动系统越来越受到人们的青睐，与传统的驱动系统相比，电动汽车用电驱动系统有着很大的优点，尤其体现在对环境保护方面。现有电动车两挡变速器的布置形式多采用平行轴式和行星排式，采用平行轴式布置形式的两挡变速器，多通过同步器或离合器来实现挡位的切换，若采用同步器等实现挡位的切换具有如下缺点，就需要单独安装换挡执行机构，使驱动系统体积增大，不便于整车的布置，且换挡过程中存在动力中断的情况；对于采用行星排式布置形式的两挡变速器，多是通过离合器或者制动器组合来实现挡位的切换，但具有如下缺点：换挡执行元件较分散，变速器和差速器的尺寸大，导致驱动系统不够紧凑，而且存在输出动力的转速无法匹配的情况。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种电驱动桥系统，将电机输出通过两挡变速机构传输至差速器，差速器通过两输出轴进行输出，壳体将电机、两挡变速机构和差速器集成为一体式结构，结构紧凑并提高传动效率。

本发明还有一个目的是提供一种两挡变速机构，行星排、离合器和制动器进行合理匹配实现两挡变速控制，行星排配合离合器和制动器对输出轴进行增速，从而达到两挡变速的目的。

本发明还有一个目的是提供一种减速器机构，包括一级主减速器和两个副减速器，一级主减速器对驱动电机轴进行减速，两个副减速器分别对第一输出轴和第二输出轴进行减速控制，从而实现转速匹配和转矩传递。

本发明还有一个目的是提供一种基于两挡变速器的电驱动桥系统的升挡控制方法，通过精确控制离合器、制动器和驱动电机，实现快速升挡过程。

本发明还有一个目的是提供一种基于两挡变速器的电驱动桥系统的降挡控制方法，电驱动桥系统通过精确控制油门踏板、驱动电机、制动器和离合器，实现快速降挡过程。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于单行星排两挡变速器的电驱动桥系统，包括：

壳体；

电机，其设置在壳体内一侧，并包括驱动电机轴；

两挡变速机构，其固定在壳体内并连接驱动电机轴，所述两挡变速机构对电机输出动力进行变速；

差速器，其连接两挡变速机构并固定在所述壳体内另一侧，包括第一输出轴和第二输出轴，所述差速器对变速后的输出动力通过第一输出轴和第二输出轴进行等速或差速输出。

优选的是，所述两挡变速机构包括：

行星排，其行星排内齿圈固定连接驱动电机轴，其行星排行星架一端固定连接差速器壳体；

离合器，其设置在行星排内齿圈和行星排行星架之间，选择性的使所述行星排内齿圈和行星排行星架结合或分离；

制动器，其设置在所述壳体和行星排太阳轮之间，选择性的使所述壳体和行星排太阳轮之间进行结合和分离；当制动器分离，行星排太阳轮转动；当制动器结合，所述壳体和行星排太阳轮结合；

一挡时，制动器结合、离合器分离；二挡时，制动器分离、离合器结合。

优选的是，所述差速器包括：

差速器壳，其与行星排行星架连接，用于将行星排行星架的动力传输至差速器内；

差速器行星齿轮轴，其与所述差速器壳连接，所述差速器行星齿轮轴用于带动差速器行星齿轮进行公转和自转；

第一差速器锥齿轮，其与所述差速器行星齿轮啮合并固定连接第一输出轴，所述第一差速器锥齿轮用于带动第一输出轴转动；

第二差速器锥齿轮，其与所述差速器行星齿轮啮合并固定连接第二输出轴，所述第二差速器锥齿轮用于带动第二输出轴转动；

当差速器锥齿轮轴带动差速器行星齿轮进行公转，第一输出轴和第二输出轴进行等速输出；当差速器锥齿轮轴带动差速器行星齿轮进行公转和自转，第二输出轴和第二输出轴进行差速输出。

优选的是，还包括一级减速器：

所述驱动电机轴固定连接一级减速器主动齿轮轴，一级减速器主动齿轮与一级减速器从动齿轮啮合，一级减速器从动齿轮轴与行星排内齿圈固定连接。