一种电动摩托车双驱多挡自动变速系统的制作方法

1.本实用新型涉及电动摩托车领域，更具体地说，它涉及一种电动摩托车双驱多挡自动变速系统。


背景技术：

2.目前电动摩托车使用的驱动系统主要以直驱和减速电机为主，随着车重和车速的增加，需要匹配更大功率的电机，这就导致电机的轴向和径向尺寸很大，很难做到车重与电机功率的较佳匹配。同时更大功率电机的材料成本和控制系统成本都大幅度上升，大功率电机在中小负荷运行时，效率偏低，影响了整车续航里程。
3.目前驱动系统电机主要为直驱和固定齿比减速为主，为了兼具车辆加速和极速性能，电机的减速比不能做的太大，那么为了增加起步和加速扭矩，电机功率和扭矩就要做的很大，这样就导致电机体积大以及驱动系统整体成本上升。
4.大功率电机匹配直驱或者匹配减速驱动系统，由于起步电流大，对电池放电倍率要求高，这样就需要采用高倍率放电的电芯，同时相同体积下的电池容量下降。由于起步扭矩大，功率高，发热量也很大，就造成电机局部温度过高，为了保护电机正常工作，必须采用水冷或油冷系统，这就使得整个驱动系统变的更加复杂。
5.传统驱动系统单电机工作时，扭矩波动很难控制，特别在电机低转速下输出大扭矩时，扭矩波动带来的电机振动和噪音不能很好的控制，同样在电机高转速和高功率下，转矩波动导致电机振动幅度大，带来噪音。同时电机在这些工况下，扭矩波动大，影响整个系统输出效率，导致电机某些工况发热厉害。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种电动摩托车双驱多挡自动变速系统，其采用多个小功率电机替代一个大功率电机来输出动力，并与多挡的变速机构相匹配，从而能够提高整个系统的输出效率和稳定性。
7.为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
8.一种电动摩托车双驱多挡自动变速系统，包括电机驱动机构以及与所述电机驱动机构连接的变速机构，所述电机驱动机构包括传动组件以及多个电机组件，且多个所述电机组件能够通过所述传动组件实现动力耦合。
9.进一步地，所述电机组件包括电机，所述电机的电机轴上设置有电机输出齿轮；所述传动组件包括传动轴，所述传动轴上设置有与多个所述电机输出齿轮均啮合的传动轴输入齿轮。
10.进一步地，所述电机驱动机构的动力经所述传动组件传递至所述变速机构。
11.进一步地，所述传动组件包括传动轴，所述传动轴与变速机构连接来实现动力传递。
12.进一步地，所述传动组件包括传动轴，所述传动轴上设置有与所述变速机构连接
来实现动力传递的传动轴输出齿轮。
13.进一步地，所述变速机构包括多个变挡输入组件，所述变挡输入组件包括与所述传动轴输出齿轮啮合的变挡轴输入齿轮。
14.进一步地，多个所述电机组件与变速机构之间均分别设置有动力传递路径。
15.进一步地，所述变速机构包括多个分别与所述电机组件配合的变挡输入组件，所述变挡输入组件包括变挡轴；所述电机组件包括电机，所述电机的电机轴与变挡轴之间设置有传动结构。
16.进一步地，所述电机组件包括电机、电机控制器和电池。
17.进一步地，所述电机驱动机构还包括与所述变速机构连接的变速控制单元，且多个所述电机控制器均与所述变速控制单元连接。
18.综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
19.1、采用多个小功率电机来代替一个大功率电机，可以减小电机的轴向和径向尺寸，降低电机重量，提高电机与车架的可适配性；
20.2、电机控制和扭矩分配上更加自由，由于采用电机功率端进行组合，每个电机的驱动系统都是独立的，即每个电机配独立的电池和控制器；
21.3、多驱的电机驱动机构与多挡自动调节的变速机构相匹配，使车辆兼具加速和极速性能，电机的减速比能做的很大，增加了起步和加速时的扭矩，以较小的电机功率就能实现很大的输出扭矩；
22.4、采用多个独立的电机，热量不容易集中，避免大功率电机布局过热的问题，这样就非必要采用水冷系统来保持电机的温度，使得整个系统更加简单可靠；
23.5、相比于单个大功率电机壳体散热面积，多驱电机壳体散热面积更大，散热更好；
24.6、多驱电机在车辆实际行驶控制上也更加灵活，在低负荷时，可以任意关闭一些电机，同步提升工作电机的功率，让工作的电机始终工作在高效区，在中高负荷时，可以均匀的控制各电机的功率输出，同样保证工作的电机始终工作在高效区；
25.7、当某电机温度过高时，可以通过扭矩协调，同步提升其它电机输出功率，减低过热电机的输出功率，甚至可以短时间让过热电机空载工作，让电机可靠降温；
26.8、多驱电机可以很好的平衡整个系统的转矩波动，特别是电机低转速下输出大扭矩时，多电机带来的转矩波动因相位差，使整个系统转矩输出更加平稳，电机振动和噪音可以很好的控制；同样在电机高转速和高功率下，多电机的转矩波动控制，可以降低电机振动幅度，从而降低噪音，这样系统在这些工况下，转矩波动小，能够提高整个系统的输出功率和输出稳定性。
附图说明
27.图1为实施例1中一种电动摩托车多挡自动变速系统的结构示意图；
28.图2为实施例2中一种电动摩托车多挡自动变速系统的结构示意图；
29.图3为实施例3中一种电动摩托车多挡自动变速系统的结构示意图。
30.图中：1、第一电机；11、第一电机轴；12、第一电机输出齿轮；2、第二电机；21、第二电机轴；22、第二电机输出齿轮；31、第一电池；32、第一电机控制器；33、第二电池；34、第二电机控制器；35、变速控制单元；41、传动轴；42、传动轴输入齿轮；43、传动轴输出齿轮；51、
第一输出轴；52、第一输出轴齿轮；53、第二输出轴齿轮；54、第二输出轴；55、输出链轮；61、第一变挡轴；62、第一变挡轴输入齿轮；63、第一变挡轴高速挡齿轮；64、第一变挡轴低速挡齿轮；65、第一结合套；66、第一变挡拨叉；67、第一变挡电机；71、第二变挡轴；72、第二变挡轴输入齿轮；73、第二变挡轴高速挡齿轮；74、第二变挡轴低速挡齿轮；75、第二结合套；76、第二变挡拨叉；77、第二变挡电机；81、中间输出轴；82、中间输出轴高速挡齿轮；83、中间输出轴低速挡齿轮；91、第一传动结构；92、第二传动结构。
具体实施方式
31.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
32.本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
33.实施例1：
34.一种电动摩托车双驱多挡自动变速系统，参照图1，其包括电机驱动机构以及与电机驱动机构连接的变速机构，电机驱动机构包括传动组件以及多个电机组件，且多个电机组件能够通过传动组件实现动力耦合；本实施例中可以分别采用单个电机组件独立输出动力，也可以将多个电机组件的动力通过传动组件耦合后进行输出，从而能够匹配更多工况，提高整个系统的输出效率和稳定性。
35.参照图1，本实施例中变速机构包括两个电机组件，分别为第一电机组件和第二电机组件；在其他可选的实施例中，变速机构中电机组件的数量可以根据需要进行调整，在此不做限制；具体地，第一电机组件包括第一电机1，第一电机1的第一电机轴11上设置有第一电机输出齿轮12；第二电机组件包括第二电机2、第二电机2的第二电机轴21上设置有第二电机输出齿轮22；其中，电机轴与电机输出齿轮之间可以通过键槽配合来实现周向联动，也可以一体成型，在此不做限制。
36.参照图1，本实施例中传动组件包括传动轴41，传动轴41上设置有与多个电机输出齿轮均啮合的传动轴输入齿轮42；具体地，本实施例中传动轴输入齿轮42与第一电机输出齿轮12和第二电机输出齿轮22均啮合；则第一电机1的转速可以通过第一电机输出齿轮12和传动轴输入齿轮42传递至传动轴41，第二电机2的转速可以通过第二电机输出轴21和传动轴输入齿轮42传递至传动轴41，在车辆行驶过程中，可以仅采用第一电机1或者第二电机2来输出动力，也可以同时采用第一电机1和第二电机2来输出动力；在其他可选的实施例中，电机组件与传动组件之间的传动结构和传动方式可以根据需要进行调整，在此不做限制。
37.参照图1，本实施例中电机驱动机构的动力经传动组件传递至变速机构；具体地，本实施例中将传动轴41与变速机构连接来实现动力传递；本实施例中变速机构为固定传动比的减速齿轮组，其包括第一输出轴51和第二输出轴54，第一输出轴51和第二输出轴54上分别设置有相互啮合的第一输出轴齿轮52和第二输出轴齿轮53，第二输出轴54端部设置有用于输出系统动力的输出链轮55，当然输出链轮55也可以为带轮，在此不做限制；优选地，本实施例中传动轴41与第一输出轴51为一体成型，从而能够简化结构；在其他可选的实施例中，传动轴41与第一输出轴51也可以通过键槽配合或者联轴器来实现连接，在此不做限
制；在其他可选的实施例中，变速机构也可以设置多个不同传动比的挡位，在此不做限制。
38.参照图1，本实施例中电机组件还包括电机控制器和电池，即每个电机组件形成的驱动单元都是独立的；具体地，第一电机1连接有第一电机控制器32和第一电池31，第二电机2连接有第二电机控制器34和第二电池33；本实施例中采用多个电池来分别供电，而不是采用一块电池，这样对电池的设计要求降低，单个电池容量小，热量不容易集中，采用风冷即可实现散热；本实施例中电机驱动机构还包括与变速机构连接的变速控制单元35，且多个电机控制器均与变速控制单元35连接，即本实施例中第一电机控制器32和第二电机控制器34均与变速控制单元35连接； 本实施例中变速机构为固定传动比的减速齿轮组，所以可以采集输出链轮55的输出转速，然后变速控制单元35根据输出链轮5的输出转速来控制第一电机1与第二电机2的输出。
39.实施例2：
40.一种电动摩托车双驱多挡自动变速系统，参照图2，以实施例1为基础，本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中的变速机构包括多个挡位，且可以自动调节；同时，传动轴41上设置有与变速机构连接来实现动力传递的传动轴输出齿轮43；本实施例中采用两个电机组件匹配多挡自动调节的变速机构，使车辆兼具加速和极速性能，则电机的减速比能够做的很大，增加了起步和加速时的扭矩，以较小的电机功率就能实现很大的输出扭矩。
41.参照图2，本实施例中变速机构包括两个变挡输入组件，分别为第一变挡输入组件和第二变挡输入组件；在其他可选的实施例中，变挡输入组件的数量也可以进行增加或者减少，在此不做限制；具体地，所述第一变挡输入组件包括第一变挡轴61，第一变挡轴61上设置有与传动轴输出齿轮43啮合的第一变挡轴输入齿轮62，即传动轴输出齿轮43的转速通过第一变挡轴输入齿轮62传递至第一变挡轴61；第一变挡轴61上设置有两个空套齿轮，分别为第一变挡轴高速挡齿轮63和第一变挡轴低速挡齿轮64；第一变挡轴61上设置有位于第一变挡轴高速挡齿轮63和第一变挡轴低速挡齿轮64之间的第一结合套65；第一结合套65的结构属于现有技术，在此不再赘述；变速机构还包括第一变挡电机67，第一变挡电机67连接有与第一结合套65配合的第一变挡拨叉66；第一变挡电机67通过第一变挡拨叉66控制第一结合套65沿轴向移动，从而来实现挡位变换。
42.参照图2，具体地，第一结合套65与第一变挡轴高速挡齿轮63结合时，第一变挡轴61的转速通过第一结合套65传递至第一变挡轴高速挡齿轮63，第一变挡输入组件处于高速挡；第一结合套65与第一变挡轴高速挡齿轮63和第一变挡轴低速挡齿轮64均不结合时，第一变挡输入组件处于空挡；第一结合套65与第一变挡轴低速挡齿轮64结合时，第一变挡轴61的转速通过第一结合套65传递至第一变挡轴低速挡齿轮64，第一变挡输入组件处于低速挡。
43.参照图2，本实施例中第二变挡输入组件的结构与第一变挡输入组件相同，分别包括第二变挡轴71、第二变挡轴输入齿轮72、第二变挡轴高速挡齿轮73、第二变挡轴低速挡齿轮74、第二结合套75、第二变挡电机77以及第二变挡拨叉76；第二变挡轴输入齿轮72与传动轴输出齿轮43啮合，则传动轴输出齿轮43的转速通过第二变挡轴输入齿轮72传递至第二变挡轴71；本实施例中传动轴输出齿轮43与第一变挡轴输入齿轮62和第二变挡轴输入齿轮72的传动比不相同，则采用两个变挡输入组件来形成四个挡位。
44.参照图2，本实施例中变速机构还包括中间输出轴81，中间输出轴81上分别设置有
中间输出轴高速挡齿轮82和中间输出轴低速挡齿轮83；中间输出轴高速挡齿轮82同时与第一变挡轴高速挡齿轮63和第二变挡轴高速挡齿轮73啮合，中间输出轴低速挡齿轮83同时与第一变挡轴低速挡齿轮64和第二变挡轴低速挡齿轮74啮合；电机驱动机构的转速经变档输入组件传递至中间输出轴81，实现动力输出；本实施例中中间输出轴81与第一输出轴51连接来实现输出动力的再传递；优选地，本实施例中中间输出轴81与第一输出轴51为一体成型；在其他可选的实施例中，中间输出轴81与第一输出轴51也可以通过键槽配合或者联轴器来实现连接，在此不做限制。
45.参照图1和图2，本实施例中变速机构还包括用于采集变挡拨叉位置信息的传感器，传感器和变挡电机与变速控制单元35和电机控制器连接，从而来实现挡位的自动调节；在其中一个变挡输入组件处于空挡时，另一变挡输入组件可以进行高速挡和低速挡的调节；在其中一个变挡输入组件处于高速挡或者低速挡时，如果需要调节到另一变挡输入组件的挡位，则需要先将变挡输入组件的高速挡或者低速挡调节至空挡，然后再将另一变挡输入组件从空挡调节至高速挡或者低速挡。
46.实施例3：
47.一种电动摩托车双驱多挡自动变速系统，参照图3，以实施例2为基础，本实施例与实施例2的区别在于：本实施例中多个电机组件与变速机构之间均分别设置有动力传递路径；即本实施例中第一电机组件与第一变挡输入组件之间，以及第二电机组价与第二变挡输入组件之间，均分别设置有动力传递路径。
48.参照图1和图3，具体地，本实施例中第一电机1的第一电机轴11与第一变挡轴61之间设置有第一传动结构91，则第一电机轴11的转速通过第一传动结构91直接传递至第一变挡轴61；第二电机2的第二电机轴21与第二变挡轴71之间设置有第二传动结构92，则第二电机轴21的转速通过第二传动结构92直接传递至第二变挡轴71；本实施例中传动轴41与变速机构不连接，传动轴41上仅设置有传动轴输入齿轮42，通过传动轴输入齿轮42来实现两个电机组件的动力耦合；例如，第一变挡输入组件处于高速挡，第一变挡输入组件处于空挡，第一电机1通过第一变挡输入组件实现动力输出，此时可以启动第二电机2，第二电机2的动力经传动轴输入齿轮42和第一电机输出齿轮12传递至第一电机轴11，实现动力耦合。
49.工作原理如下：
50.车辆起步时，变速控制单元35给第一电机控制器32指令，第一电机控制器32给第一变挡电机67发工作信号，使第一结合套65与第一变挡轴低速挡齿轮64结合，当变速控制单元35检测到第一结合套65与第一变挡轴低速挡齿轮64结合信号后，给第一电机控制器32发扭矩输出信号，第一电机控制器32控制第一电机1运行，车辆在低速挡起步。
51.车辆行驶过程中，当变速控制单元35检测到需要换挡时，变速控制单元35给第一电机控制器32发扭矩清零信号，同时给第一变挡电机67发工作信号，控制第一结合套65运行到空挡位置；当变速控制单元35检测到第一结合套65运行到空挡位置时，就根据此时系统输出转速进行调速，调速完成后变速控制单元35给第二变挡电机77发工作信号，使第二结合套75与第二变挡轴低速挡齿轮74结合，此时变速控制单元35给第二电机控制器34发扭矩信号，第二电机控制器34控制第二电机2运行，车辆持续运行。
52.车辆加速或高速行驶过程中，当变速控制单元35给第一电机控制器32和第二电机控制器34同时发扭矩信号，第一电机控制器32和第二电机控制器34控制第一电机1和第二
电机2运行。
53.车辆行驶过程中，当变速控制单元35检测某一电机工作温度过高时，对对应的电机控制器发出信号，控制电机停机或者低负荷运行。