本發(fā)明涉及電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，具體涉及一種四軸內(nèi)置傳動(dòng)離合片式電控自動(dòng)變速電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、電動(dòng)兩輪車是指以蓄電池作為輔助能源在兩輪車的基礎(chǔ)上，安裝了電機(jī)、控制器、顯示儀表系統(tǒng)等部件的機(jī)電一體化個(gè)人交通工具。不但為出行工具，更進(jìn)階為休閑娛樂、綠色出行的新用具，還可滿足健身、顯示個(gè)性、社交等需求，經(jīng)濟(jì)性和便利性優(yōu)勢(shì)明顯。

2、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)僅裝減速傳動(dòng)雖然能使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩輸出直接順暢，卻無(wú)法同時(shí)兼顧純電動(dòng)車輛的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，這是因?yàn)樾旭傔^程中驅(qū)動(dòng)電機(jī)多數(shù)工作情況下無(wú)法處于高效率工作點(diǎn)，尤其是在最高或最低車速以及低負(fù)荷條件下，由于減速傳動(dòng)比大，速度到達(dá)極限之后沒有提升空間，造成電動(dòng)車輛巡航狀態(tài)也處于較高的轉(zhuǎn)速臨界點(diǎn)，速度受到制約，效率一般會(huì)降至60-70％以下，功率損耗較大，高速經(jīng)濟(jì)性不高，車輛的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性與舒適性差，嚴(yán)重浪費(fèi)了車載電能，而減少續(xù)駛里程。另外，僅裝減速傳動(dòng)結(jié)構(gòu)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也不利于采用高效率、輕量化的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

3、從2013年至今，本申請(qǐng)的發(fā)明人團(tuán)隊(duì)曾設(shè)計(jì)了一系列的用于匹配變速器的自適應(yīng)摩擦離合器。

4、比如，公開號(hào)為cn111075851b的中國(guó)授權(quán)發(fā)明專利，通過在內(nèi)摩擦片安裝筒上設(shè)置內(nèi)片分動(dòng)同步擋圈，能夠主動(dòng)地帶動(dòng)各內(nèi)摩擦片與相鄰的外摩擦片分離，相對(duì)于現(xiàn)有多片式摩擦離合器，不僅大幅提高了響應(yīng)速度，縮短了相應(yīng)時(shí)間，從而能夠大幅增加摩擦片的數(shù)量，甚至無(wú)限增加摩擦片的數(shù)量，使本摩擦離合器能夠應(yīng)用于大扭矩場(chǎng)景。但是，發(fā)明人團(tuán)隊(duì)在測(cè)試和使用中發(fā)現(xiàn)，雖然在分離后期能夠保證內(nèi)摩擦片和外摩擦片的徹底分離，但是在剛開始時(shí)，仍然可能存在大量?jī)?nèi)摩擦片和外摩擦片因粘連而處于半摩擦的情況，不僅導(dǎo)致各內(nèi)摩擦片和外摩擦片的磨損情況的一致性不佳，而且分離振動(dòng)也比較大，平順性不足。

5、但是，本申請(qǐng)的發(fā)明人團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的一系列離合片式電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都不具備主動(dòng)快慢擋切換的功能，因此，無(wú)法根據(jù)扭矩和轉(zhuǎn)速同功率目標(biāo)的對(duì)比實(shí)現(xiàn)電控?fù)Q擋的功能，即：現(xiàn)有的離合片式電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)只能通過線下標(biāo)定的方式調(diào)整快慢擋的換擋邏輯，而無(wú)法根據(jù)駕駛員駕駛模式取向的變化(例如：eco模式、運(yùn)動(dòng)模式和雪地模式等)靈活地在線調(diào)整換擋邏輯。

6、解決以上問題成為當(dāng)務(wù)之急。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決以上的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種四軸內(nèi)置傳動(dòng)離合片式電控自動(dòng)變速電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

2、其技術(shù)方案如下：

3、本申請(qǐng)的第一方面涉及一種四軸內(nèi)置傳動(dòng)離合片式電控自動(dòng)變速電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括動(dòng)力電機(jī)、變速總成和兩軸動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)，所述變速總成包括主軸、能夠相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地套裝在主軸上的軸套、均設(shè)置在軸套上的框架離合片機(jī)構(gòu)和彈性機(jī)構(gòu)以及與主軸平行設(shè)置的減速軸組件，所述主軸的一端與動(dòng)力電機(jī)的電機(jī)軸同軸固連，該主軸的另一端安裝有電控?fù)Q擋機(jī)構(gòu)，所述彈性機(jī)構(gòu)包括沿軸向依次套裝在軸套上的端面凸輪套、小托環(huán)和大托環(huán)，所述小托環(huán)能夠帶動(dòng)端面凸輪套轉(zhuǎn)動(dòng)，所述端面凸輪套與軸套同步轉(zhuǎn)動(dòng)，所述小托環(huán)和大托環(huán)均能夠相對(duì)軸套轉(zhuǎn)動(dòng)，所述小托環(huán)和大托環(huán)均能夠沿軸套軸向移動(dòng)，所述小托環(huán)具有徑向延伸的第一支撐盤，所述大托環(huán)具有徑向延伸的第二支撐盤；

4、所述框架離合片機(jī)構(gòu)包括同步轉(zhuǎn)動(dòng)地套裝在小托環(huán)上的內(nèi)離合片支架以及環(huán)繞在內(nèi)離合片支架周向外側(cè)的外離合片支架，所述外離合片支架與主軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，所述外離合片支架上能夠軸向滑動(dòng)地安裝有多片沿徑向向內(nèi)延伸的外摩擦片，所述內(nèi)離合片支架上能夠軸向滑動(dòng)地安裝有多片沿徑向向外延伸的內(nèi)摩擦片，各內(nèi)摩擦片和各外摩擦片交替設(shè)置在外離合片支架的固定壓緊盤和內(nèi)離合片支架的活動(dòng)壓緊盤之間，所述內(nèi)離合片支架遠(yuǎn)離大托環(huán)一端的內(nèi)周面上套裝有與其同步轉(zhuǎn)動(dòng)的支架傳動(dòng)元件，所述第一支撐盤的兩側(cè)分別與支架傳動(dòng)元件和第二支撐盤之間彈性地支承有第一彈性元件組和第二彈性元件組，所述軸套上能夠相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地套裝有用于帶動(dòng)支架傳動(dòng)元件的二級(jí)從動(dòng)齒輪，所述二級(jí)從動(dòng)齒輪和支架傳動(dòng)元件上能夠相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地套裝有與外離合片支架同步轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力輸出套，該動(dòng)力輸出套上具有一級(jí)主動(dòng)齒，所述減速軸組件能夠在一級(jí)主動(dòng)齒和二級(jí)從動(dòng)齒輪之間減速傳動(dòng)，所述軸套上具有動(dòng)力輸出齒；

5、所述兩軸動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)包括均與主軸平行設(shè)置的輸出軸減速組件和差速器，所述輸出軸減速組件在動(dòng)力輸出齒和差速器之間減速傳動(dòng)；

6、所述電控?fù)Q擋機(jī)構(gòu)包括同步轉(zhuǎn)動(dòng)地套裝在主軸上的空心絲桿、螺紋配合地套裝在空心絲桿上的傳動(dòng)件、與主軸平行設(shè)置的換擋電機(jī)、同步轉(zhuǎn)動(dòng)地套裝在換擋電機(jī)的電機(jī)軸上的主動(dòng)件、至少三根與穿設(shè)在外離合片支架上的推拉桿以及安裝在輸出軸減速組件上的實(shí)時(shí)功率檢測(cè)組件，各推拉桿均與主軸平行，所述大托環(huán)遠(yuǎn)離小托環(huán)的一側(cè)與各推拉桿的內(nèi)端之間設(shè)置有第一平面軸承，各推拉桿的外端與空心絲桿的內(nèi)端之間設(shè)置有既能夠使二者相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)、又能夠使二者同步軸向移動(dòng)的連接組件，所述空心絲桿與傳動(dòng)件構(gòu)成絲桿螺母運(yùn)動(dòng)副；

7、所述主動(dòng)件為蝸桿，所述傳動(dòng)件為蝸輪，所述蝸桿與蝸輪構(gòu)成蝸輪蝸桿運(yùn)動(dòng)副；或者，所述主動(dòng)件為主動(dòng)齒輪，所述傳動(dòng)件為從動(dòng)齒輪，所述主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪嚙合。

8、采用以上四軸內(nèi)置傳動(dòng)離合片式電控自動(dòng)變速電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，具有以下有益效果：

9、1、能夠根據(jù)實(shí)時(shí)功率檢測(cè)組件采集的扭矩信息和轉(zhuǎn)速信息輕易地計(jì)算出電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的功率信息，并將功率信息與同功率目標(biāo)進(jìn)行對(duì)比得出是否需要主動(dòng)換擋的判斷結(jié)論，再利用換擋電機(jī)通過蝸輪蝸桿運(yùn)動(dòng)副和絲桿螺母運(yùn)動(dòng)副帶動(dòng)各推拉桿同步軸向移動(dòng)，從而不僅高效地實(shí)現(xiàn)主動(dòng)換擋，而且電控算法極為簡(jiǎn)單；

10、2、在主動(dòng)換擋過程中，框架離合片機(jī)構(gòu)能夠作為極佳的吸振機(jī)構(gòu)，有效吸收換擋沖擊，使換擋過程極其平穩(wěn)；

11、3、基于框架離合片機(jī)構(gòu)的變速總成還具備自適應(yīng)換擋的功能，能夠在信息不充分或無(wú)信息或電控?fù)Q擋機(jī)構(gòu)無(wú)法工作的情況下，感知認(rèn)知道路路況和負(fù)荷瞬態(tài)變化信息(上坡、下坡、載重、順風(fēng)、逆風(fēng)、平路，道路吸附力)，無(wú)需人的干預(yù)，無(wú)需另外機(jī)構(gòu)，不依賴任何外部控制，系統(tǒng)全自主在輸出動(dòng)力過程中，隨負(fù)荷/阻力變化，適時(shí)同步自適應(yīng)不終斷動(dòng)力地輸出合理的扭矩和轉(zhuǎn)速(功率目標(biāo))，系統(tǒng)完成動(dòng)力給出、傳遞、分配和輸出的任務(wù)，達(dá)到全過程高效節(jié)能的使用要求；

12、4、使電機(jī)能夠根據(jù)駕駛意圖的變化始終高效地保持在當(dāng)前高效率區(qū)內(nèi)工作，實(shí)現(xiàn)以人的意識(shí)和意圖為優(yōu)先的“多參數(shù)”控制策略，實(shí)現(xiàn)了人、車、路和行駛阻力/運(yùn)行負(fù)荷的和諧統(tǒng)一，解決了牽引力/驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力/載荷高效精確平衡控制的重大科學(xué)和工程技術(shù)共性關(guān)鍵難題。

技術(shù)特征：

1.一種四軸內(nèi)置傳動(dòng)離合片式電控自動(dòng)變速電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括動(dòng)力電機(jī)、變速總成和兩軸動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)，所述變速總成包括主軸、能夠相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地套裝在主軸上的軸套、均設(shè)置在軸套上的框架離合片機(jī)構(gòu)和彈性機(jī)構(gòu)以及與主軸平行設(shè)置的減速軸組件，所述主軸的一端與動(dòng)力電機(jī)的電機(jī)軸同軸固連，該主軸的另一端安裝有電控?fù)Q擋機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述彈性機(jī)構(gòu)包括沿軸向依次套裝在軸套上的端面凸輪套、小托環(huán)和大托環(huán)，所述小托環(huán)能夠帶動(dòng)端面凸輪套轉(zhuǎn)動(dòng)，所述端面凸輪套與軸套同步轉(zhuǎn)動(dòng)，所述小托環(huán)和大托環(huán)均能夠相對(duì)軸套轉(zhuǎn)動(dòng)，所述小托環(huán)和大托環(huán)均能夠沿軸套軸向移動(dòng)，所述小托環(huán)具有徑向延伸的第一支撐盤，所述大托環(huán)具有徑向延伸的第二支撐盤；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四軸內(nèi)置傳動(dòng)離合片式電控自動(dòng)變速電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于：所述連接組件包括連接座、第二平面軸承和第三平面軸承，所述連接座包括緊固為一體的內(nèi)端蓋、中間支撐板和外端蓋，所述內(nèi)端蓋、中間支撐板和外端蓋朝著遠(yuǎn)離推拉桿的方向依次設(shè)置，各推拉桿的外端同時(shí)插入內(nèi)端蓋的中心孔后均擴(kuò)徑形成有限位頭，所述內(nèi)端蓋的中心孔的孔壁上凸出形成有與各限位頭均適配的內(nèi)端蓋擋環(huán)，各限位頭遠(yuǎn)離中間支撐板的一段均支承在內(nèi)端蓋擋環(huán)上，各限位頭靠近中間支撐板的一段與中間支撐板之間支承有所述第二平面軸承，所述空心絲桿的內(nèi)端插入外端蓋的中心孔后均擴(kuò)徑形成有環(huán)形限位凸筋，所述外端蓋的中心孔的孔壁上凸出形成有與環(huán)形限位凸筋相適配的外端蓋擋環(huán)，所述環(huán)形限位凸筋遠(yuǎn)離中間支撐板的一側(cè)均支承在外端蓋擋環(huán)上，靠近中間支撐板的一側(cè)與中間支撐板之間支承有所述第三平面軸承。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四軸內(nèi)置傳動(dòng)離合片式電控自動(dòng)變速電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于：所述內(nèi)離合片支架上固定安裝有分別與各內(nèi)摩擦片一一對(duì)應(yīng)的分動(dòng)同步擋圈，各分動(dòng)同步擋圈分別位于對(duì)應(yīng)內(nèi)摩擦片遠(yuǎn)離活動(dòng)壓緊盤的一側(cè)，相鄰兩個(gè)分動(dòng)同步擋圈之間的外摩擦片和內(nèi)摩擦片構(gòu)成一個(gè)離合單元，所述外離合片支架上能夠軸向滑動(dòng)地安裝有分別與各外摩擦片一一對(duì)應(yīng)的外彈性圈，各外彈性圈分別位于對(duì)應(yīng)外摩擦片靠近固定壓緊盤的一側(cè)，并分別位于對(duì)應(yīng)內(nèi)摩擦片的周向外側(cè)，距離固定壓緊盤最遠(yuǎn)的外摩擦片與外離合片支架之間留有滑動(dòng)間隙，相鄰內(nèi)摩擦片之間均設(shè)有能夠沿內(nèi)離合片支架軸向滑動(dòng)的內(nèi)彈性圈，各內(nèi)彈性圈分別位于對(duì)應(yīng)外摩擦片的周向內(nèi)側(cè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的四軸內(nèi)置傳動(dòng)離合片式電控自動(dòng)變速電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于：所述外離合片支架還包括與固定壓緊盤同軸設(shè)置的固定安裝盤以及至少三根沿周向均勻分布在固定壓緊盤和固定安裝盤之間的滑動(dòng)支撐桿，所述固定安裝盤同步轉(zhuǎn)動(dòng)地套裝在主軸上，并與相鄰?fù)饽Σ疗g留有所述滑動(dòng)間隙，各推拉桿均能夠軸向移動(dòng)地穿設(shè)在固定安裝盤上，各滑動(dòng)支撐桿的兩端均通過螺栓鎖緊在固定壓緊盤和固定安裝盤上，所述外摩擦片上均開設(shè)有與各滑動(dòng)支撐桿軸孔配合的摩擦片安裝孔，所述外彈性圈上均開設(shè)有與各滑動(dòng)支撐桿軸孔配合的彈性圈安裝孔，從而使各外摩擦片和各外彈性圈均能夠沿所有的滑動(dòng)支撐桿軸向移動(dòng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的四軸內(nèi)置傳動(dòng)離合片式電控自動(dòng)變速電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于：所述固定壓緊盤靠近固定安裝盤的一側(cè)凹陷形成有與各滑動(dòng)支撐桿相適配的第一定位沉槽，所述第一定位沉槽的槽底均同軸地開設(shè)有第一螺栓過孔，所述固定安裝盤靠近固定壓緊盤的一側(cè)凹陷形成有與各滑動(dòng)支撐桿相適配的第二定位沉槽，所述第二定位沉槽的槽底均同軸地開設(shè)有第二螺栓過孔，所述滑動(dòng)支撐桿的兩端分別開設(shè)有第一螺紋孔和第二螺紋孔，各滑動(dòng)支撐桿的兩端嵌入對(duì)應(yīng)的第一定位沉槽和第二定位沉槽后，所述第一螺栓過孔和第一螺紋孔以及所述第二螺栓過孔和第二螺紋孔連通，并分別通過對(duì)應(yīng)的螺栓鎖緊，從而使固定壓緊盤、固定安裝盤和各滑動(dòng)支撐桿構(gòu)成框架結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的四軸內(nèi)置傳動(dòng)離合片式電控自動(dòng)變速電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于：所述內(nèi)離合片支架還包括離合片安裝套，所述活動(dòng)壓緊盤固定套裝在離合片安裝套靠近固定安裝盤的一端，所述離合片安裝套的外周面上加工有多條沿其周向均勻分布的外花鍵，所述內(nèi)摩擦片的內(nèi)緣均具有與各外花鍵花鍵配合的花鍵槽，所述內(nèi)彈性圈均能夠軸向滑動(dòng)地套裝在各外花鍵上；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的四軸內(nèi)置傳動(dòng)離合片式電控自動(dòng)變速電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于：所述碟簧支撐盤的外端與離合片安裝套一體成型，且所述內(nèi)離合片支架能夠相對(duì)大托環(huán)軸向移動(dòng)；

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的四軸內(nèi)置傳動(dòng)離合片式電控自動(dòng)變速電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于：所述小托環(huán)的兩端端面與端面凸輪套和大托環(huán)的相鄰端面之間均構(gòu)成第一端面凸輪副，所述中間傳動(dòng)套的兩端端面分別與二級(jí)從動(dòng)齒輪和內(nèi)支架傳動(dòng)套的相鄰端面之間均構(gòu)成第二端面凸輪副。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四軸內(nèi)置傳動(dòng)離合片式電控自動(dòng)變速電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于：所述減速軸組件包括與主軸平行的減速軸、成型在減速軸上的二級(jí)主動(dòng)齒以及套裝在減速軸上的快慢擋超越離合器，所述二級(jí)主動(dòng)齒與二級(jí)從動(dòng)齒輪嚙合，所述快慢擋超越離合器的外圈具有與一級(jí)主動(dòng)齒嚙合的一級(jí)從動(dòng)齒；

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四軸內(nèi)置傳動(dòng)離合片式電控自動(dòng)變速電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于：所述內(nèi)摩擦片的兩側(cè)表面均具有內(nèi)片摩擦材料層，該內(nèi)片摩擦材料層的外表面凹陷形成有呈網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的內(nèi)片油路；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種四軸內(nèi)置傳動(dòng)離合片式電控自動(dòng)變速電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括動(dòng)力電機(jī)、變速總成和兩軸動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)，主軸的一端與電機(jī)軸同軸固連，另一端安裝有電控?fù)Q擋機(jī)構(gòu)，采用以上四軸內(nèi)置傳動(dòng)離合片式電控自動(dòng)變速電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)主動(dòng)換擋，而且電控算法極為簡(jiǎn)單；并且，在主動(dòng)換擋過程中，框架離合片機(jī)構(gòu)能夠作為極佳的吸振機(jī)構(gòu)，有效吸收換擋沖擊，使換擋過程極其平穩(wěn)；使電機(jī)能夠根據(jù)駕駛意圖的變化始終高效地保持在當(dāng)前高效率區(qū)內(nèi)工作，實(shí)現(xiàn)以人的意識(shí)和意圖為優(yōu)先的“多參數(shù)”控制策略，實(shí)現(xiàn)了人、車、路和行駛阻力/運(yùn)行負(fù)荷的和諧統(tǒng)一，解決了牽引力/驅(qū)動(dòng)力?行駛阻力/載荷高效精確平衡控制的重大科學(xué)和工程技術(shù)共性關(guān)鍵難題。

技術(shù)研發(fā)人員：薛榮生,鄧鑫濤,鄧天儀,鄧云帆,梁稚子,薛菲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：重慶智主傳動(dòng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9