多级变速的电机动力装置的制作方法

[0001]
本发明属于机械技术领域，涉及一种电机和变速装置的复合体，特别是一种车辆动力输出装置。


背景技术：

[0002]
根据已知文献知道电动机在中低转速的情况下，电机的扭矩大，工作效率高。但在高转速的情况下，电机的效率和扭矩则会大幅下降，特别是在新能源汽车领域，电机在高转速区间扭矩和效率低下。通常电机通过优化选择适中齿比的最优解，高端轿车采用增加额外的两级变速器的动力装置来解决问题。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的是为了克服现有电动机出现的高转速工作效率低和超低转速效率低的问题，本发明具有电动机与变速装置集合实现不同工况不同需求的能力，同时电动机在切换需求输出平顺，实现结构简单紧凑、耐久性好的优点。
[0004]
技术方案
[0005]
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：本发明主要包含连接在导向杆上的定子，与输出轴一连接的转子一，与输出轴二连接的转子二，与输出轴一和输出轴二连接的机械变速机构，输出轴一与外部连接，固定导向杆与壳体连接亦可融合在壳体一上，伺服机构能使定子沿着导向杆轴向移动，导向杆与输出轴平行。定子受到伺服机构控制，沿着导向杆轴向移动来改变定子所对应的转子，转子一和转子二通过机械变速机构连接。
[0006]
本发明中整套机构中至少有两个独立的转子，和一个可移动的定子，独立的转子通过变速装置连接，变速装置可以设置在转子与转子之间，也可以利用空心轴承设置在尾部，亦或者和设置在转子内，机械变速结构可使用行星齿轮机构或其他机械变速机构。伺服机构可采用电机、液压、机械、电磁装置此为通用构件不详细叙述，定子通过伺服机构沿导向杆轴向移动，通过改变定子所对应的转子，从而实现变速。
[0007]
当具有两个转子且变速机构为单级减速器时：低转速时，定子对应转子一产生做功，由转子一对应的输出轴对外做功。当达到高速条件时，定子通过伺服机构沿导向杆轴向移动，定子对应转子二，由于转子二通过减速机构与转子一连接，转子二转速小于转子一。输出转速不变，实际电机转速降低。实现保持电机在高效率区间输出。
[0008]
当具有两个转子且变速机构为多级减速器时：设变速器为高低两档，当低速时，定子切换至对应转子二，变速器为低档低齿比，转子二做功通过变速器的低齿比传动至输出轴一，进行对外输出；中速时，定子切换至转子一，实现同比输出；高速时，变速箱切换至高齿比，定子切换至转子二，转子二做功通过变速器的高齿比传动至输出轴一，对外做功，实现当变速箱有两级变速，整体三档变速，从而实现电机的最大效率。
[0009]
当具有多个转子且变速机构为单级减速器时：当超过两个独立转子时，采用以下形式，定子为单一可移动定子，输出轴一连接转子一，输出轴一连接变速器一；输出轴二连
接转子二，输出轴二连接变速器一和变速器二；输出轴三连接转子三，连接变速器二；依次类推。减速器采用高齿比，根据需求每对应一转子，输出转速放大一次，实现多级变速。
[0010]
当具有两个转子且定子在内，转子在外时：此时导向杆在转子轴心，外侧的转子一与输出轴一相连，外侧的转子二与输出轴二相连，外侧转子受到壳体约束，此类型变速机构能通过输出轴与转子连接或直接和转子连接，转子二通过减速机构与转子一连接，定子在内侧移动，改变对应的外侧转子，由于转子二通过减速机构与转子一连接，当对应转子二时，实际电机转速降低，实现保持电机在高效率区间输出。
[0011]
有益效果
[0012]
采用本电机装置能保证超低转速时的扭矩和功率，也能保证输出高转速时的功率。
附图说明
[0013]
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0014]
图1是本发明的结构示意图；
[0015]
图2是实施例二的示意图；
[0016]
图3是实施例三的示意图；
[0017]
图4是实施例四的示意图；
[0018]
图中:1.定子，2.转子一，3.转子二，4.输出轴一，5.机械变速机构，6.输出轴二，7.导向杆，8.伺服机构，9.壳体，10.机械变速机构，11.输出轴三，12.转子三。
具体实施方式
[0019]
实施例一：根据图1展示一种多级变速的电机动力装置，低转速时，伺服机构8控制定子对应转子一，输出由定子和对应转子一把电能转化为动能，通过与转子一连接的输出轴一对外输出做功，此时输出轴一通过连接机械变速机构5，传导至输出轴二带动转子二转动，由于转子二无对应定子，无外带荷载，转子二仅相当于一个额外的飞轮；当输出轴一达到高速条件时，定子对转子二效率降低，此时定子受控于伺服机构8，沿导向杆向转子二侧轴向移动，定子对应转子二，由于转子二通过减速机构与转子一连接，转子二转速小于转子一。在输出转速不变时，实际转子二转速降低。实现动力机构电机在高效率区间输出。
[0020]
实施例二：根据图2展示一种多级变速的电机动力装置，输出轴采用空心轴和轴的组合，使空心轴内套轴形式，输出轴二为空心轴，输出轴一穿过输出轴二内部空心区域，两个输出轴互不干扰，共同连接结构端部的变速机构5，变速机构为单级变速时实现两级变速，原理同实施例一，当机械变速机构采用两级减速器时：变速器为高低两档，当低速时，伺服机构8控制定子1对应转子二，此时变速器为低档低传动比，定子1和对应转子二把电能转化为动能，通过输出轴二和变速器5，减速增扭矩传递至输出轴一，实现输出低速高扭矩，避开电机的极低速低效率区间。中速时，定子1切换至转子一，实现同比输出，定子1和对应转子一把电能转化为动能，通过输出轴一对外输出做功；高速时，变速箱切换至高传动比，此时定子1受控于伺服机构8，沿导向杆向转子二侧轴向移动，定子1对应转子二，由于转子二通过减速机构与转子一和输出轴一连接，转子二转速小于转子一。在输出转速不变时，实际转子二转速降低，对外做功，实现变速箱两级变速，整体多级变速的电机动力装置具有三档
变速，从而实现电机的最大效率，整体变速能力为变速机构5的变速档位加一档变速。
[0021]
实施例三：根据图3展示一种多级变速的电机动力装置，当具有多个转子时：采用以下形式，定子1为单一可移动定子，输出轴一连接转子一，输出轴一连接变速器5；输出轴二连接转子二，输出轴二连接变速器5和变速器10；输出轴三连接转子三，同时连接变速器；有较多级时依次类推。减速器采用高齿比，根据需求每对应一转子，输出转速放大一次，实现多级变速，特别的，单级变速器可以整合到转子内部，如内设行星减速系统，外侧转子内径设置外齿圈，中心输出轴为太阳轮，行星架固定壳体上，实现转子之间间隔小的特点。
[0022]
实施例四：根据图4展示一种多级变速的电机动力装置，具有两个转子且定子在内转子在外，此时导向杆7在转子轴心，外侧的转子一和转子二安装在壳体上，转子以导向杆7为轴心旋转，转子一与输出轴相连，转子一与转子二通过变速机构连接，伺服机构8控制定子1定子在内侧移动，改变定子1对应的外侧转子，由于转子二通过减速机构与转子一连接，当对应转子二时，实现相同的总输出转速，不同的实际电机转子转速，从而使电机在高效率区间输出。