專利名稱：一種電動汽車用電機驅(qū)動與傳動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車動力與傳動部件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電動汽車用電機驅(qū)動與傳動裝置。
背景技術(shù)：
電動汽車結(jié)構(gòu)各式各樣，為降低研發(fā)成本，目前的電動汽車主要是以發(fā)展成熟的燃油汽車車體和車架為基礎(chǔ)來進行設(shè)計制造的。電動汽車與燃油汽車的主要區(qū)別在于它們的驅(qū)動系統(tǒng)不同，燃油汽車采用發(fā)動機驅(qū)動，電動汽車采用電動機驅(qū)動。燃油汽車的發(fā)動機通過離合器與變速器連接，而電動機由于其特有的調(diào)速及堵轉(zhuǎn)特性，以及自動變速控制的應(yīng)用，電動汽車可以省去燃油汽車的離合器。因此，如何實現(xiàn)電動機與變速器的有效連接以及自動變速的控制，是發(fā)展電動汽車亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電動汽車動力驅(qū)動與傳動總成，以解決目前電動汽車設(shè)計制造上的存在的上述問題，這種總成結(jié)構(gòu)一方面能有效的實現(xiàn)電動機和變速器的匹配，另一方面在原有固定軸式齒輪變速器的基礎(chǔ)上，把選、換擋的操縱控制自動化，該總成具有生產(chǎn)繼承性好、改造費用低、裝配簡單、傳動效率高的優(yōu)點。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的電動機輸出軸和變速器輸入軸采用內(nèi)花鍵套筒連接，采用四擋機械式變速器，低三擋用于匹配交流電動機，高三擋用于匹配直流電動機，同時在變速器基礎(chǔ)上增加了電子控制單元(ECU)和控制執(zhí)行機構(gòu)，控制對象是電動機、步進電機和變速器。


附圖1是電機驅(qū)動與傳動裝置結(jié)構(gòu)圖；附圖2是花鍵軸的機構(gòu)尺寸圖；附圖3是電子控制單元的結(jié)構(gòu)原理圖；附圖4是自動變速控制原理圖。
圖1中1-電動機，2-電動機輸出軸，3-螺栓，4-聯(lián)接件，5-套筒，6-螺栓，7-變速器輸入軸，8-變速器，9-變速器輸出軸，10-執(zhí)行機構(gòu)，11-電子控制單元。
具體實施例方式
現(xiàn)結(jié)合附圖作進一步說明。
本發(fā)明是由電動機1，聯(lián)接件4，套筒5和機械式自動變速器組成。機械式自動變速器由變速器8、執(zhí)行機構(gòu)10和電子控制單元11組成。電動機輸出軸2和變速器輸入軸7都加工有花鍵，兩軸通過內(nèi)花鍵套筒5連接，電動機的輸出動力由電動機輸出軸2、套筒5、變速器輸入軸7傳入變速器8。聯(lián)接件4用于連接電動機1的殼體和變速器8的殼體，其兩端分別通過螺栓3和6固定在電動機1和變速器8殼體的端面。變速器8有四個擋位，其I擋、II擋、III擋、IV擋的傳動比依次為4.41、2.45、1.48、1，交流電動機或直流電動機都可與其匹配。當(dāng)采用交流電動機時，選用I擋、II擋、III擋，以適應(yīng)交流電動機高轉(zhuǎn)速、低轉(zhuǎn)矩的特性，當(dāng)采用直流電動機時，選用II擋、III擋、IV擋，以適應(yīng)直流電動機低轉(zhuǎn)速、高轉(zhuǎn)矩的特性。整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。電動機輸出軸2及變速器輸入軸7的尺寸如圖2所示，花鍵規(guī)格EXT30Zx1.5Mx30Rx6h。
電子控制單元11是自動控制部分的核心，由電源電路、輸入單元、單片機、電動機油門控制單元、變速執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動單元組成，具有存儲、運算、收發(fā)信號的功能。采用摩托羅拉的MC68HC9S12DP256單片機，輸入單元分為PWM信號輸入單元、模擬信號輸入單元、開關(guān)信號輸入單元、數(shù)字信號輸入單元。PWM信號即脈沖信號，包括車速信號、電動機轉(zhuǎn)速信號和變速器輸出軸9的轉(zhuǎn)速信號；模擬信號包括加速踏板開度信號、制動踏板開度信號、蓄電池電壓電流信號；開關(guān)信號包括擋位開關(guān)信號、剎車開關(guān)信號；數(shù)字信號包括蓄電池的荷電狀態(tài)值。變速執(zhí)行機構(gòu)用于將電子控制單元的電信號指令變成相應(yīng)的機械動作，從而實現(xiàn)自動換擋，電動機油門執(zhí)行機構(gòu)所需功率較小，采用步進電機驅(qū)動，變速器執(zhí)行機構(gòu)采用液壓系統(tǒng)實現(xiàn)。電子控制單元的結(jié)構(gòu)原理如圖3所示。
自動變速控制原理駕駛員根據(jù)電動車輛的當(dāng)前行駛狀態(tài)、行駛環(huán)境及目標(biāo)狀態(tài)來控制加速踏板或制動踏板的開度，踏板開度信號以及其它采集到的信號輸入電子控制單元11，電子控制單元11以當(dāng)前這些量為參考，按照設(shè)定好的邏輯和算法，得出下一步控制策略，再通過電控制信號操縱相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)，對電動機和變速器進行控制，從而實現(xiàn)起步、換擋、再生制動的自動化控制。再生制動時電動機11工作在發(fā)電狀態(tài)下，將制動能量這一機械能轉(zhuǎn)化為電能，給蓄電池充電，從而將制動能量儲存在蓄電池中。變速控制原理如圖4所示。
從以上結(jié)構(gòu)和控制原理可以看出，電機驅(qū)動及傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，裝配方便，在現(xiàn)有機械變速器的基礎(chǔ)上把選、換擋的操縱控制自動化了，還能夠匹配交、直流兩種不同類型的電動機，具有生產(chǎn)繼承性好、改造費用低、裝配簡單、配置靈活的優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明涉及一種電動汽車用電機驅(qū)動與傳動裝置，其結(jié)構(gòu)特征由電動機(1)，聯(lián)接件(4)，套筒(5)和機械式自動變速器組成，機械式自動變速器由變速器(8)、執(zhí)行機構(gòu)(10)和電子控制單元(11)組成。
2.本發(fā)明涉及一種電動汽車用電機驅(qū)動與傳動裝置，其特征在于所述裝置還包括一電動機輸出軸(2)、一變速器輸入軸(7)，電動機輸出軸(2)和變速器輸入軸(7)都加工有花鍵，兩軸通過內(nèi)花鍵套筒(5)連接，電動機的輸出動力由電動機輸出軸(2)、套筒(5)、變速器輸入軸(7)輸入所述變速器(8)。
3.本發(fā)明涉及一種電動汽車用電機驅(qū)動與傳動裝置，其特征在于所述裝置還包括螺栓(3)和(6)，所述電動機(1)的殼體和變速器(8)的殼體通過聯(lián)接件(4)固定連接，聯(lián)接件(4)兩端面分別通過螺栓(3)和(6)固定在所述電動機(1)和變速器(8)殼體的端面。
4.本發(fā)明涉及一種電動汽車用電機驅(qū)動與傳動裝置，其特征在于所述變速器(8)為四擋變速器，其I擋、II擋、III擋、IV擋的傳動比依次為4.41、2.45、1.48、1，當(dāng)采用交流電動機時，選用I擋、II擋、III擋；當(dāng)采用直流電動機時，選用II擋、III擋、IV擋。
5.本發(fā)明涉及一種電動汽車用電機驅(qū)動與傳動裝置，其特征在于電子控制單元(11)以脈沖信號、模擬信號、開關(guān)信號和數(shù)字信號為參考，按照設(shè)定好的邏輯和算法，得出下一步控制策略，再通過電控制信號操縱相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)，對電動機和變速器進行控制，從而實現(xiàn)起步、換擋、再生制動的自動化控制。
全文摘要
為實現(xiàn)電動汽車用電動機與變速器的有效連接以及自動變速的控制，本發(fā)明提供了一種電動汽車用電機驅(qū)動與傳動裝置，由電動機1，聯(lián)接件4，套筒5和機械式自動變速器8組成，電動機輸出軸2和變速器輸入軸7采用內(nèi)花鍵套筒5連接，采用四檔機械式變速器8，低三檔用于匹配交流電動機，高三檔用于匹配直流電動機，同時在變速器基礎(chǔ)上增加了電子控制單元和控制執(zhí)行機構(gòu)，控制對象是電動機、步進電機和變速器，能實現(xiàn)選、換檔自動控制，本發(fā)明裝置具有生產(chǎn)繼承性好、改造費用低、裝配簡單、配置靈活的優(yōu)點。
文檔編號B60K1/00GK1876419SQ200610083928
公開日2006年12月13日 申請日期2006年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月6日
發(fā)明者孫逢春, 林程, 魏躍遠(yuǎn), 席軍強 申請人:北京理工大學(xué)