[发明专利]一种电动汽车超越离合器式永磁两挡变速器及其换挡方法

说明书

本发明涉及一种电动汽车超越离合器式永磁两挡变速器及其换挡方法，包括变速器壳体、传动机构、离合器、超越离合器和制动器等；变速器壳体与车辆固连；变速器输入轴与电机连接，输出轴与车辆主减速器连接；传动机构为一个安装在壳体之内的磁场调制齿轮，由内转子、外转子和调磁环组成，内转子或外转子与输入轴连接，调磁环与输出轴连接，制动器固定在壳体上，对外转子或内转子进行制动，任意两个转动构件通过离合器连接，超越离合器外环固定在壳体上，内环与外转子或内转子连接，且内环的可旋转方向与电机正向旋转方向相同。本发明公开的两挡变速器换挡动力持续，冲击较小且控制简单，提高车辆换挡品质，增大乘车舒适度，市场应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及电动汽车变速器技术领域，尤其涉及一种电动汽车超越离合器式永磁两挡变速器及其换挡方法。

背景技术

近年来，随着人们对于改善环境问题，缓解能源危机越来越重视，大力发展纯电动汽车已成为汽车行业可持续发展的世界性战略选择。与传统燃油汽车相比，电动汽车以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，它给环境带来的压力小，已经成为新能源汽车的中坚力量。电动汽车的变速箱作为整车动力系统的核心组成之一，其性能的好坏对汽车的动力性和经济性具有重要影响。因为电动汽车电机驱动的特性，已经不再合适传统燃油汽车上的多挡位变速器，而如果去掉变速装置直接与固定减速比的减速器相连进行传动，则无法兼顾电动汽车的动力性与经济性要求，在爬坡条件与高速行驶情况下，驱动电机会降低传动效率，无法保持高效率工作点。因此，设计一款稳定性高、舒适性好且控制简单的电动汽车两挡变速器具有较高的研究意义。

随着人们对于两挡变速器关注度的提升，人们对纯电动汽车舒适性的要求也越来越高，两挡变速器的换挡品质作为影响整车平顺性的重要因素，降低换挡时所带来的冲击是提高换挡品质的重点，而现有的技术在降低换挡冲击时不可避免的产生了控制复杂等问题。经过对现有技术的检索发现，中国专利CN203363043公开了一种手动两挡变速器，包括变速器壳体、动力输入轴、中间轴、同步器总成、差速器总成、拨叉拨杆、拉线摆臂、一级变速齿轮组和二级变速齿轮组。该方案存在的问题在于使用了同步器来实现换挡，存在动力中断以及换挡冲击问题，影响驾驶过程中的舒适性。中国专利CN103939535公开了一种电动车用双电机两挡变速器及其换挡控制方法，包括两个电动机和一个机械式自动变速器。该方案使用了双电机来实现换挡，克服了动力中断问题，但是由于双动力系统存在运动干涉，在换挡时容易出现动力冲击，在驾驶过程中顿挫感强。中国专利CN109442014公开了一种用于纯电动车辆的两挡变速器及变速方法，包括变速器壳体，变速器包括驱动电机、输入齿轮、输入轴、中间轴、中间齿轮、行星轮系、第一动力模块、第二动力模块和差速器。该方案使用行星齿轮机构和双离合机构来实现换挡，依然存在换挡冲击问题，换挡不平顺，影响驾驶手感，且行星齿轮机构和双离合机构结构和控制复杂，加大了设计难度。中国专利CN108980337公开了一种单离合器的两挡自动变速器，可用于电动汽车，包括动力接收部、动力输出部和速比转换部，速比转换部包括单向轴承和二挡离合器，在单向轴承接合状态下，旋转驱动力以第一转速比传递给动力输出部，此时，若动力接收部的转速达到或高于第一换挡速率时，二挡离合器接合，单向轴承自动脱开；在二挡离合器接合状态下，旋转驱动力以第二转速比传递给动力输出部，此时，若动力接收部的转速达到或小于第二换挡速率时，二挡离合器脱开，单向轴承自动接合。该方案使用了单离合器和单向轴承来控制换挡，降低了双离合器结构所带来的结构和控制复杂问题，但是该方案使用了同步器，在换挡时存在动力中断和冲击问题，降低了驾驶过程中的平顺性和舒适度。中国专利CN210235231公开了一种电动两轮车用双单向轴承的两挡变速器，包括输入轴、输出轴、第一中间轴、第二中间轴、第一单向轴承以及第二单向轴承，实现输入轴两个旋转方向各自对应一挡速度的高效变速。该方案省去离合器结构，改用双单向轴承，进一步降低使用成本，使得结构和控制更加简单，但是要进行挡位切换必须将电动机进行转向，此时产生动力中断和换挡冲击问题，易给乘坐人员造成不适感。

可见，现有的两挡变速器在换挡过程中存在动力冲击和控制复杂等问题，给乘坐人员带来不适感并且使设计人员设计难度加大，因此抑制换挡冲击，消除车辆顿挫以及降低控制难度是高性能两挡变速器领域需要攻克的技术难题。