一种电动汽车动力离合总成的制作方法

1.本实用新型涉及机械传动技术领域，尤其涉及一种电动汽车动力离合总成，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总成。


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.本实用新型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总成，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.本实用新型的技术方案是：
6.一种电动汽车动力离合总成，包括驱动电机、变速箱和设置于两者之间的离合装置，驱动电机包括电机本体和电机轴，变速箱包括变速箱体、扣合于变速箱体右侧的变速箱盖和转动承设于变速箱体内的传动轴套，其特征在于：所述离合装置包括离合箱体、扣合于所述离合箱体左侧的离合箱盖，以及转动承设于离合箱体内的输入轴套和输出轴，离合箱体的右端面与电机本体固定连接，离合箱盖与变速箱盖固定连接，所述输入轴套与输出轴同轴对接设置且两者可相对转动，输入轴套位于输出轴的右侧，电机轴的左端部伸入离合箱体内与输入轴套传动连接，输出轴的左端部伸入变速箱内与传动轴套传动连接；
7.所述输出轴上套设有可沿其轴向方向移动的离合套，所述离合套通过花键连接与输出轴周向固定，离合套的右端面上具有一圈端齿一，输入轴套的左端面上设有一圈与所
述端齿一相配合的端齿二，离合套向右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，实现电机轴到变速箱的动力连接，离合套反向移动则致使输入轴套与输出轴脱离，实现动力的断开；
8.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，所述拨叉组件包括拨叉臂、拨叉杆，拨叉臂骑跨在离合套上，拨叉杆与所述电动推杆的推杆连接，拨叉臂与拨叉杆固连在一起并与所述拨叉轴铰接；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；
9.在离合套的左侧设有弹簧复位结构，所述弹簧复位结构对离合套施加有向右移动的作用力。
10.电动车处于驱动状态时，离合套在弹簧复位结构的作用下与输入轴套啮合连接，致使输入轴套与输出轴结合而实现电机轴到变速箱的动力连接；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。
11.进一步的，上述的的电动汽车动力离合总成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。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。
12.作为优化的，在上述的的电动汽车动力离合总成中，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，因此本实用新型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。
13.进一步的，在上述的的电动汽车动力离合总成中，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。
14.进一步的，在上述的的电动汽车动力离合总成中，所述离合箱体的右端面径向向外延伸形成连接盘，连接盘上设有一圈沿圆周均布的第一连接孔，所述电机本体的左端面固连有法兰盘，所述连接盘与法兰盘通过多个螺栓固连在一起；离合箱盖上靠近边缘的位置设有一圈沿圆周均布的第二连接孔，变速箱盖的相应位置设有一圈与所述第二连接孔相配合的第三连接孔，离合箱盖与变速箱盖通过多个螺栓固连在一起。
15.进一步的，在上述的的电动汽车动力离合总成中，所述输入轴套具有内花键，电机轴的左端部设有外花键，电机轴的左端部伸入输入轴套内与其花键连接；所述输出轴的左
端部设有外花键，传动轴套具有内花键，输出轴的左端部伸入传动轴套与其花键连接。
16.作为优化的，在上述的的电动汽车动力离合总成中，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，波形弹簧的左端置于弹簧座内，右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左端面，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。
17.进一步的，在上述的的电动汽车动力离合总成中，所述电动推杆固定安装在离合箱体外，其推杆伸入离合箱体内，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。
18.进一步的，在上述的的电动汽车动力离合总成中，所述输入轴套的左端密封连接有堵头，输出轴的右端部通过轴承转动承设于所述堵头内，输入轴套的右端部通过轴承与离合箱体转动连接，输出轴的左端部通过轴承与离合箱盖转动连接。
19.本实用新型的有益效果是：
20.1、该离合总成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。
21.2、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。
22.3、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
23.图1为本实用新型实施例的外部结构示意图。
24.图2为本实用新型实施例的剖视图。
25.图3为本实用新型实施例中离合装置的结构示意图。
26.图4为图3的p处放大图。
27.图5为本实用新型实施例中离合装置内部结构的立体图。
具体实施方式
28.现结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明：
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，“左”、“右”、“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实用新型，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实用新型的限制。
30.本实施例提供的一种电动汽车动力离合总成应用于具有驱动充电集成系统的电
动汽车，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。
31.如图1和图2所示，该离合总成包括驱动电机1、变速箱2和设置于两者之间的离合装置。驱动电机1包括电机本体11和电机轴12，变速箱2包括变速箱体21、扣合于变速箱体21右侧的变速箱盖22和转动承设于变速箱体21内的传动轴套23，离合装置包括离合箱体31、扣合于离合箱体31左侧的离合箱盖32，以及转动承设于离合箱体31内的输入轴套41和输出轴42。其中，输入轴套41与电机轴12传动连接，输出轴42与变速箱2的传动轴套23传动连接，输入轴套41与输出轴42同轴对接设置，并且两者可相对转动，输出轴42上套设有周向固定轴向可移动的离合套43，离合套43的轴向移动可致使输出轴42与输入轴套41结合或脱离，从而实现驱动电机1到汽车变速箱2的动力连接或断开。离合套43上连接有用于控制其轴向移动的推力结构。
32.其中，离合箱体31的右端面与电机本体11固定连接，具体是，离合箱体31的右端面径向向外延伸形成连接盘311，连接盘311上设有一圈沿圆周均布的第一连接孔（图中未画出），电机本体11的左端面固连有法兰盘13，法兰盘13上开设的连接孔与第一连接孔相配合，连接盘311与法兰盘13通过多个螺栓（图中未画出）固连在一起，从而固连离合箱体31与电机本体11。离合箱盖32与变速箱盖22固定连接，具体是，离合箱盖32上靠近边缘的位置设有一圈沿圆周均布的第二连接孔（图中未画出），变速箱盖22的相应位置设有一圈与第二连接孔相配合的第三连接孔（图中未画出），多个螺栓（图中未画出）分别穿过每组对应的第二连接孔、第三连接孔，将离合箱盖32与变速箱盖22固连在一起。
33.如图3所示，输入轴套41位于输出轴42的右侧，输入轴套41的左端具有台阶孔，台阶孔内密封连接有堵头44，输出轴42的右端部通过轴承转动承设于堵头44内，从而实现对接。输入轴套41的右端部通过轴承与离合箱体31转动连接，输入轴套41具有内花键，电机轴12的左端部设有外花键，电机轴12的左端部伸入离合箱体31内的输入轴套41内与输入轴套41花键连接。输出轴42的左端部通过轴承与离合箱盖32转动连接，该端部设有外花键，传动轴套23具有内花键，输出轴42的左端部伸入变速箱2内的传动轴套23内与传动轴套23花键连接。
34.如图3和图5所示，所述的离合套43具有内花键，输出轴42的相应位置具有外花键，离合套43通过花键连接与输出轴42周向固定，离合套43的右端面上具有一圈端齿一45，输入轴套41的左端面上设有一圈与所述端齿一45相配合的端齿二46，离合套43向右移动可致使端齿一45与端齿二46啮合，即离合套43与输入轴套41结合，从而致使输入轴套41与输出轴42结合，实现电机轴12到变速箱2的动力连接，离合套43反向移动则致使输入轴套41与输出轴42脱离，实现动力的断开。
35.所述的推力结构包括拨叉组件、拨叉轴51和电动推杆52。其中，拨叉组件包括拨叉臂53、拨叉杆54，拨叉臂53骑跨在离合套43上，具体是离合套43的外周面上形成有一环状槽，拨叉臂53骑跨在环状槽上，拨叉杆54与电动推杆52的推杆55连接。拨叉轴51与输出轴42垂直设置，拨叉臂53与拨叉杆54固连在一起并与拨叉轴51铰接，拨叉杆54在电动推杆53的作用下绕拨叉轴51摆动，拨叉臂53也同步摆动，从而拨动离合套43轴向移动。电动推杆52固定安装在离合箱体21外，具体是离合箱体21上设有安装孔，电动推杆52的安装板521覆盖在
该安装孔上并通过螺栓与离合箱体21固定，电动推杆52固定在安装板521上，其推杆55穿过安装板521上一通孔伸入离合箱体21内，推杆55与拨叉轴51、输出轴42均垂直，推杆55的端部固连一压头56，压头56抵压在拨叉杆54的端部，推杆55伸出带动压头56推压拨叉杆54摆动。
36.另外，如图3和图4所示，在离合套43的左侧还设有弹簧复位结构，弹簧复位结构对离合套43施加有向右移动的作用力。弹簧复位结构套设在输出轴42上，输出轴42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43的左端面之间。弹簧复位结构包括弹簧座61、波形弹簧62以及套设在弹簧座61和波形弹簧62外的弹簧保护套63，弹簧座61固定套设在输出轴42上，弹簧保护套63由直筒体和连接于直筒体右端的端盖组成，直筒体套设于弹簧座的外周面，可沿着弹簧座61的轴向滑移，波形弹簧62的左端置于弹簧座61内，右端与弹簧保护63套的端盖内侧抵接，波形弹簧62始终处于压缩状态，弹簧保护套63在波形弹簧62的作用下始终以端盖紧贴离合套43的左端面，并可随着波形弹簧62的形变而轴向移动。设置弹簧保护套63能防止波形弹簧62在输出轴42高速旋转时径向甩动而拧在一起导致弹簧失效。
37.如图3和图5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71组成，两个第一限位开关71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72组成，两个第二限位开关72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43移动到与输入轴套41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71闭合，致使第一指示灯亮，当离合套43反向移动到与输入轴套41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72闭合，致使第二指示灯亮。
38.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54上的两个第一压块57和固连在拨叉臂53上的两个第二压块58，两个第一限位开关71固定在电动推杆52的安装板521上，并分别设置在两个第一压块57的触动部位的运动轨迹中，由两个第一压块57同步触动，两个第二限位开关72固定在离合箱体31上，并分别设置在两个第二压块58的触动部位的运动轨迹中，由两个第二压块58同步触动。
39.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71、第二限位开关72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72闭合，即离合套43与输入轴套41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。
40.可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型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实用新型权利要求的保护范围。