电动汽车动力离合装置的制作方法

1.本发明涉及机械传动技术领域，尤其涉及一种电动汽车动力离合装置，特别是用于具有驱动充电集成系统的电动汽车的动力离合装置。


背景技术：

2.伴随着社会大众消费能力和消费观念的提升，电动汽车越来越成为城市居民日常出行的主要选择。相比传统燃油汽车，电动汽车具有高效率、低排放、可再生等优点，对于节约化石能源、改善生态环境具有重要意义。在汽车行业技术日益成熟的今天，制约电动汽车大规模普及的重要因素之一是动力电池的充电技术。目前电动汽车动力电池的充电途径主要有车载慢充装置和快速充电桩两种，但车载慢充装置充电效率低，耗时长，而快速充电桩成本高、重量体积大。
3.针对上述问题，有人设计出一种驱动与车载充电集成系统，通过共用、重构驱动系统的逆变器和控制电路，使其在充电时运行于整流模式，同时将驱动电机的电枢绕组作为充电系统中的充电电感，从而基于已有驱动系统实现充电功能，不仅充电效率高，而且成本低，体积和重量较小，满足电动汽车对空间、重量和成本限制的要求。这种驱动充电集成系统的具体结构是将动力电池与驱动系统的逆变器连接，逆变器与驱动电机的各相绕组连接，外部单相或三相交流电通过驱动电机的各相绕组和逆变器转换成高压直流电对动力电池进行充电，驱动电机的各相绕组是并联在充电主回路中的，但由于电机结构的各相异性，充电状态下，流经各相绕组的电流并不完全相等，从而引发电磁转矩脉动，导致电机转子旋转，电机轴拖转车辆传动部件，不仅耗费电能，降低充电效率，而且会引起车辆震动，造成安全隐患。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题在于克服上述问题，而提供一种电动汽车动力离合装置，用于具有驱动充电集成系统的电动汽车，能够在充电时切断电机轴到汽车变速箱的动力连接，避免充电时因电机轴转动拖转车辆传动部件而引起电能浪费和车辆震动。
5.本发明的技术方案是：一种电动汽车动力离合装置，其特征在于：包括箱体、扣合于箱体一侧的箱盖，以及转动承设于箱体内的输入轴套和输出轴，所述输入轴套用于与车辆驱动电机的电机轴传动连接，所述输出轴用于与汽车变速箱传动连接，输入轴套与输出轴同轴对接设置，并且两者可相对转动；所述输出轴上套设有周向固定轴向可移动的离合套，所述离合套的轴向移动可致使输出轴与输入轴套结合或脱离，从而实现电机轴到变速箱的动力连接或断开；所述离合套上连接有用于控制其轴向移动的推力结构，所述推力结构包括拨叉组件、拨叉轴和电动推杆，所述拨叉组件与拨叉轴铰接，拨叉组件的一端连接离合套，另一端连接所述电动推杆，拨叉组件在电动推杆的作用下绕拨叉轴摆动，从而拨动离合套轴向移动；在离合套远离输入轴套的一侧设有弹簧复位结构，所述弹簧复位结构始终对离合套施加有朝输入轴
套方向移动的作用力；还包括第一限位装置、第二限位装置、第一指示灯和第二指示灯，所述第一限位装置控制第一指示灯的亮或灭，所述第二限位装置控制第二指示灯的亮或灭，当离合套移动到输出轴与输入轴套结合的位置时，拨叉组件触动第一限位装置动作致使第一指示灯亮，当离合套反向移动到输出轴与输入轴套脱离的位置时，拨叉组件触动第二限位装置动作致使第二指示灯亮。
6.电动车处于驱动状态时，在弹簧复位结构的作用下，输入轴套与输出轴处于结合状态，实现电机轴到汽车变速箱的动力连接；电动汽车需要充电时，启动电动推杆带动拨叉组件拨动离合套克服弹簧复位结构的作用力朝远离输入轴套的方向移动，致使输入轴套与输出轴脱离而切断电机轴到汽车变速箱的动力连接，从而避免充电时因电机轴转动拖转车辆传动部件而引起电能浪费和车辆震动。
7.同时，在拨叉组件的两个极限位置设置带指示灯的限位装置，以便于通过观察指示灯的亮灭来判断出离合装置的离合状态，帮助车主判断是否可以切换到充电模式，从而避免误操作。
8.进一步的，在上述的的电动汽车动力离合装置中，所述离合套通过花键连接与输出轴周向固定，离合套靠近输入轴套的端面上具有一圈端齿一，输入轴套的对应端面上设有一圈与所述端齿一相配合的端齿二，离合套朝输入轴套方向移动可致使端齿一与端齿二啮合，从而致使输入轴套与输出轴结合，离合套反向移动则致使输入轴套与输出轴脱离。
9.进一步的，在上述的的电动汽车动力离合装置中，所述拨叉组件包括拨叉臂、拨叉杆，拨叉臂骑跨在离合套上，拨叉杆与电动推杆的推杆连接，拨叉臂与拨叉杆固连在一起与拨叉轴铰接；拨叉杆在电动推杆的作用下绕拨叉轴摆动，拨叉臂也同步摆动，从而拨动离合套轴向移动。
10.作为优化的，在上述的的电动汽车动力离合装置中，所述第一限位装置由两个并列布置的第一限位开关组成，两个第一限位开关均为常开开关，其设置为其中至少一个闭合即可致使第一指示灯亮；所述第二限位装置由两个并列布置的第二限位开关组成，两个第二限位开关均为常开开关，其设置为其中至少一个闭合即可致使第二指示灯亮。限位开关容易因触点接触不良、触点损坏等各种原因导致失灵，因此本发明的第一限位装置和第二限位装置均设置两道限位开关，避免因限位开关失灵造成信息的错误传递，进一步提高产品的安全性。
11.进一步的，在上述的的电动汽车动力离合装置中，所述拨叉组件还包括固连在拨叉杆上的两个第一压块和固连在拨叉臂上的两个第二压块，两个第一限位开关分别设置在所述两个第一压块的运动轨迹中，由两个第一压块同步触动，两个第二限位开关分别设置在所述两个第二压块的运动轨迹中，由两个第二压块同步触动。
12.作为优化的，在上述的的电动汽车动力离合装置中，所述弹簧复位结构包括固定套设在输出轴上的弹簧座、波形弹簧以及套设在所述弹簧座和波形弹簧外的弹簧保护套，波形弹簧的一端置于弹簧座内，另一端与所述弹簧保护套抵接，波形弹簧始终处于压缩状态，致使弹簧保护套在波形弹簧的作用下始终紧贴离合套的端面，并可随着波形弹簧的形变而轴向移动。波形弹簧强度高，柔性好，耐冲击力强，很小的变形即能承受较大的载荷，因此非常适合这种轴向空间有限的地方，但是汽车行驶时输出轴高速旋转，套在输出轴上的波形弹簧会因离心力而径向甩动，最终拧在一起而导致失效，设置弹簧保护套能够防止波
形弹簧径向甩动，从而防止弹簧失效，影响离合装置正常工作。
13.进一步的，在上述的的电动汽车动力离合装置中，所述弹簧保护套由直筒体和连接于直筒体近离合套端的端盖组成，所述直筒体套设于弹簧座的外周面，沿着弹簧座的轴向滑移，所述端盖与波形弹簧抵接而紧贴离合套的端面。
14.进一步的，在上述的的电动汽车动力离合装置中，所述电动推杆固定安装在箱体外，其推杆伸入箱体内，推杆的端部固连一压头，所述压头抵压在拨叉杆的端部，推杆伸出带动压头推压拨叉杆摆动。
15.进一步的，在上述的的电动汽车动力离合装置中，所述离合套的外周面上形成有一环状槽，拨叉臂骑跨在所述环状槽上。
16.进一步的，在上述的的电动汽车动力离合装置中，所述输入轴套连接输出轴的一端密封连接有堵头，输出轴的相应端部通过轴承转动承设于所述堵头内，输入轴套的另一端通过轴承与箱体转动连接，输出轴的另一端通过轴承与箱盖转动连接。设置堵头能防止箱体内的润滑油渗漏。
17.本发明的有益效果是：1、该离合装置用于具有驱动充电集成系统的电动汽车，设置在驱动电机与汽车变速箱之间，能够在充电时切断电机轴到变速箱的动力连接，避免充电时电机轴转动而拖转车辆传动部件，引起电能浪费和车辆震动，从而提高充电效率，杜绝安全隐患。
18.2、在离合装置的两个极限位置均设置两道限位开关和一个指示灯，不仅便于通过观察指示灯的亮灭来判断离合装置的离合状态，而且能够避免因一个限位开关失灵而造成信息的错误传递，进一步提高产品的安全性。
19.3、在波形弹簧外设置弹簧保护套，能够防止波形弹簧在输出轴高速旋转时径向甩动而拧在一起导致弹簧失效，保证离合装置的正常工作。
附图说明
20.图1为本发明实施例的结构示意图。
21.图2为图1的p处放大图。
22.图3为本发明实施例内部结构的立体图。
具体实施方式
23.现结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：在本发明的描述中，需要理解的是，“上”、“下”、“内”、“外”等术语所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
24.本实施例提供的一种电动汽车动力离合装置应用于具有驱动充电集成系统的电动汽车，设置在驱动电机与汽车变速箱之间，用于连接和切断车辆的动力连接，在充电时切断电机轴到变速箱的动力连接，避免充电时电机轴转动而拖转车辆传动部件，引起电能浪费和车辆震动，从而提高充电效率，杜绝安全隐患。
25.如图1所示，该离合装置包括箱体1、扣合于箱体1一侧的箱盖11，以及转动承设于箱体1内的输入轴套21和输出轴22，输入轴套21具有内花键，用于与车辆驱动电机的电机轴
传动连接，输出轴22具有外花键，用于与汽车变速箱传动连接。输入轴套21与输出轴22同轴对接设置，并且两者可相对转动，输出轴22上套设有周向固定轴向可移动的离合套23，离合套23的轴向移动可致使输出轴22与输入轴套21结合或脱离，从而实现驱动电机到汽车变速箱的动力连接或断开。离合套23上连接有用于控制其轴向移动的推力结构。
26.其中，输入轴套21连接输出轴22的一端具有台阶孔，台阶孔内密封连接有堵头24，输出轴22的端部通过轴承转动承设于堵头24内，从而实现对接，输入轴套21的另一端通过轴承与箱体1转动连接，输出轴22的另一端通过轴承与箱盖11转动连接。
27.如图1和图3所示，所述的离合套23具有内花键，输出轴22的相应位置具有外花键，离合套23通过花键连接与输出轴22周向固定，离合套23靠近输入轴套21的端面上具有一圈端齿一25，输入轴套21的对应端面上设有一圈与端齿一25相配合的端齿二26，离合套23朝输入轴套21方向移动可致使端齿一25与端齿二26啮合，即离合套23与输入轴套21结合，从而致使输入轴套21与输出轴22结合，实现车辆动力的连接，离合套23反向移动则致使输入轴套21与输出轴22脱离以实现动力的断开。
28.所述的推力结构包括拨叉组件、拨叉轴31和电动推杆32。其中，拨叉组件包括拨叉臂33、拨叉杆34，拨叉臂33骑跨在离合套23上，具体是离合套23的外周面上形成有一环状槽，拨叉臂33骑跨在环状槽上，拨叉杆34与电动推杆32的推杆35连接。拨叉轴31与输出轴22垂直设置，拨叉臂33与拨叉杆34固连在一起并与拨叉轴31铰接，拨叉杆34在电动推杆32的作用下绕拨叉轴摆动，拨叉臂33也同步摆动，从而拨动离合套23轴向移动。电动推杆32固定安装在箱体1外，具体是箱体1上设有安装孔，电动推杆32的安装板321覆盖在该安装孔上并通过螺栓与箱体1固定，电动推杆32固定在安装板321，其推杆35穿过安装板321上一通孔伸入箱体1内，推杆35与拨叉轴31、输出轴22均垂直，推杆35的端部固连一压头36，压头36抵压在拨叉杆34的端部，推杆35伸出带动压头36推压拨叉杆34摆动。
29.另外，如图1和图2所示，在离合套23远离输入轴套21的一侧还设有弹簧复位结构，弹簧复位结构对离合套23施加有朝输入轴套21方向移动的作用力。弹簧复位结构套设在输出轴22上，输出轴22上具有一定位轴肩，弹簧复位结构的轴向位置限定在该定位轴肩与离合套23的端面之间。弹簧复位结构包括弹簧座41、波形弹簧42以及套设在弹簧座41和波形弹簧42外的弹簧保护套43，弹簧座41固定套设在输出轴22上，弹簧保护套43由直筒体和连接于直筒体近离合套23端的端盖组成，直筒体套设于弹簧座41的外周面，可沿着弹簧座41的轴向滑移，波形弹簧42的一端置于弹簧座41内，另一端与弹簧保护套43的端盖内侧抵接，波形弹簧42始终处于压缩状态，弹簧保护套43在波形弹簧42的作用下始终以端盖紧贴离合套23的端面，并可随着波形弹簧42的形变而轴向移动。设置弹簧保护套43能防止波形弹簧42在输出轴22高速旋转时径向甩动而拧在一起导致弹簧失效。
30.如图1和图3所示，为了便于判断离合装置的离合状态，该电动汽车动力离合装置还包括第一限位装置、第二限位装置、第一指示灯（图中未画出）和第二指示灯（图中未画出），第一限位装置控制第一指示灯的亮或灭，第二限位装置控制第二指示灯的亮或灭。其中，第一限位装置由两个并列布置的第一限位开关51组成，两个第一限位开关51均为常开开关，其设置为其中至少一个闭合即可致使第一指示灯亮；第二限位装置由两个并列布置的第二限位开关52组成，两个第二限位开关52均为常开开关，其设置为其中至少一个闭合即可致使第二指示灯亮。两个极限位置都设置两道限位开关能够避免因一个限位开关失灵
而造成信息的错误传递。当离合套23移动到与输入轴套21结合的位置时，拨叉组件同步触动第一限位装置的两个第一限位开关51闭合，致使第一指示灯亮，当离合套23反向移动到与输入轴套21脱离的位置时，拨叉组件同步触动第二限位装置的两个第二限位开关52闭合，致使第二指示灯亮。
31.上述各个限位开关与拨叉组件的具体结构和位置关系为：拨叉组件还包括固连在拨叉杆34上的两个第一压块37和固连在拨叉臂33上的两个第二压块38，两个第一限位开关51固定在电动推杆32的安装板321上，并分别设置在两个第一压块37的触动部位的运动轨迹中，由两个第一压块37同步触动，两个第二限位开关52固定在箱体1上，并分别设置在两个第二压块38的触动部位的运动轨迹中，由两个第二压块38同步触动。
32.通过观察指示灯的亮灭判断出离合装置的离合状态，能够帮助车主判断是否可以切换到充电模式。在实际应用中，第一限位开关51、第二限位开关52连接到车辆的驱动/充电切换控制器，将信号传送给切换控制器，当切换控制器检测到第二限位开关52闭合，即离合套23与输入轴套21处于脱离状态时，才允许车辆进入充电模式，从而杜绝安全隐患。
33.可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。