技术领域
[0001] 本
发明属于电动
汽车电驱动技术领域，具体涉及一种2挡
自动变速器及换挡控制系统。
背景技术
[0002] 随着
电池寿命和容量的不断发展，电动汽车作为新
能源产品逐渐受到公众的认可，并且随着国家对其投资
力度的加大，电动汽车向轿车和商用车的发展的步伐越来越快，与此同时，快速充电技术的实现为电动汽车的快速普及提供了一定的前提条件。
[0003] 电动汽车采用
电机驱动提供动力，通过电机调速实现汽车的速度调节，其优点在于省去了繁琐的
齿轮箱变速机构，简化了动力传输方式，但存在坡路行驶时的动力不足的问题。早期工程人员试图采用增大电机功率的方式解决上述问题，但容易造成电机功率过剩，成本增加。为此，又有人提出为电动汽车安装小型变速器，提供高低挡搭配，解决动力不足的问题。但市场上存在的两挡变速器多为手自一体型结构，换挡主要通过同步器实现，虽然结构简单，但换挡容易造成冲击，且存在运转噪声大等缺点。为了解决上述问题，本发明提出一种基于行星齿轮的两挡变速结构，结构紧凑，传动效率高，且换挡控制容易，冲击小，对于丰富电动汽车
动力传动系统结构体系，提供新的思路和技术参考。
发明内容
[0004] 针对现有电动汽车用变速器产品单一、换挡冲击大等问题，基于
行星轮系传动特点，本发明目的是设计一种2挡自动变速器及换挡控制系统，从实际工况考虑，弥补了现有变速器结构的不足。
[0005] 本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
[0006] 一种2挡自动变速器及换挡控制系统，其特点在于该系统含有CR-CR行星齿轮机构，双
制动器机构，驻车机构和
差速器；主要由
电动机M、第一行星齿轮排、第二行星齿轮排、第一制动器、第二制动器、第三制动器、主减
小齿轮、主减大齿轮、并联
锥齿轮、驻车锥齿轮和差速器构成，所述第一行星齿轮排与第二行星齿轮排为辛普森式行星齿轮。
[0007] 所述的双
制动系统主要包括：第一制动器、第二制动器；所述第一制动器外部与
箱体固联，内部与后齿环固联，第二制动器外部与所述箱体固联，内部与前
太阳轮固联，通过所述第一制动器和所述第二制动器交替制动，实现换挡操作。
[0008] 所述驻车机构包括：并联锥齿轮、驻车锥齿轮、第三制动器；主减小齿轮与并联锥齿轮固联，所述并联锥齿轮与驻车锥齿轮
啮合，所述驻车锥齿轮与第三制动器固联，所述第三制动器外部与箱体固联。
[0009] 与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
[0010] 1、本发明采用基于CR-CR行星
齿轮传动结构，不同于平行轴齿轮传动，具有结构紧凑、承受负荷大的特点，行星齿轮系统的齿轮均采用斜齿常啮合状态，工作平稳寿命长，省去了换挡机构和同步器，换挡过程齿轮始终不分离，因此不存在换挡冲击现象，同时行星齿轮采用内啮合与外啮合相结合的方式，从而显著减小了变速器尺寸。
[0011] 2、本发明含有锥齿轮驻车机构，与常用的
棘轮驻车方式相比，锥齿轮能够保证以较小的
扭矩制动车辆，有效提高驻车效果，保证汽车在斜坡上停车时可靠
锁止，[0012] 3、本发明依靠两组制动器相互配合实现换挡操作，第一制动器和第二制动器位于行星齿轮最外侧，第一制动器与后齿环固联，第二制动器与前太阳轮固联，一挡制动时，后齿环转速较低可实现快速制动，二挡制动时，第二制动器
力臂较长，制动效果明显。
附图说明
[0013] 图1为齿轮传动结构示意图；
[0014] 图2为一挡的动力传递路线图；
[0015] 图3为二挡的动力传递路线图；
[0016] 其中：1后太阳轮，2后行星轮，3后齿环，4前太阳轮，5前行星轮，6前齿环，7主减小齿轮，8主减大齿轮，9并联锥齿轮，10驻车锥齿轮，11，差速器，12
车轮，M电动机，B1第一制动器，B2第二制动器，B3第三制动器，A1第一
行星架，A2第二行星架。
具体实施方式
[0017] 如图1所示，本发明涉及一种2挡自动变速器及换挡控制系统，其特征主要由电动机M、第一行星齿轮排、第二行星齿轮排、第一制动器B1、第二制动器B2、主减小齿轮7、主减大齿轮8、并联锥齿轮9、驻车锥齿轮10、差速器11和箱体组成，所述第一行星齿轮排与第二行星齿轮排为辛普森式行星齿轮。
[0018] 电动机
转子通过键与减速器
主轴相连，主轴上固联有后太阳轮1，后太阳轮1与第二行星架A2上的后行星轮2啮合，后行星轮2与后齿环3内啮合。第一行星架A1与后齿环3固联，同时另一端与前行星轮5通过
轴承连接，第二行星架A2与前齿环6固联，同时另一端与后行星轮2通过轴承连接。前行星轮5与前太阳轮4啮合，前太阳轮4管状空套在主轴上，同时与第二制动器B2连接，第一行星架A1与第一制动器B1相连，第二行星架A2与主减小齿轮7固联，主减小齿轮7管状空套在主轴上，同时主减小齿轮7与并联锥齿轮9固联，并联锥齿轮9与驻车锥齿轮10啮合，驻车锥齿轮10与制动器B3固联。另外，主减小齿轮7与主减大齿轮8啮合，通过差速器11将动力传输到车轮12上。
[0019] 本发明的工作原理说明如下：
[0020] 根据现有
电动车型的时速要求，并且结合特殊路况对车辆减速要求，设计齿
轮齿数如表1所示。
[0021] 表1齿轮齿数表
[0022]
[0023] 各个挡位的执行元件如表2所示。
[0024] 表2换挡执行元件工作表
[0025]
[0026] 注：表中“●”表示结合，“○”表示分离；
[0027] 结合图1及表2，各挡传递路线说明如下:
[0028] 1.空挡(N位)
[0029] 空挡时，所述第一制动器B1和所述第二制动器B2处于分离状态，此时电机无法将动力传递至车轮12，车辆依靠惯性行驶或停止不前。
[0030] 2.前进挡(D位)
[0031] (1)前进一挡(D1挡)
[0032] 如图2所示，电机正转，第一制动器B1通电结合，第二制动器B2保持分离，第一行星架A1保持固定，第二行星架A2自由转动，后行星轮2既公转又自转。电动机M输出动力通过电动机轴带动后太阳轮1转动，后太阳轮1再将动力传递给与其啮合的后行星轮2，由于第一制动器B1处于制动状态，第一行星架A1和后齿圈3保持不动，后行星轮2带动第二行星架A2转动，第二行星架A2通过与其固联的主减小齿轮7，将动力传递给主减大齿轮8，经由差速器11
输出轴，将动力传递给车轮12。
[0034]
[0035] (2)前进二挡(D2挡)
[0036] 如图3所示，电机正转，第一制动器B1保持分离，第二制动器B2通电结合，第一行星架A1自由转动，第二行星架A2固定不动，前太阳轮4固定不动，前行星轮5和后行星轮2既公转又自转。电动机M输出动力通过电动机轴带动后太阳轮1转动，后太阳轮1将动力传递给与其啮合的后行星轮2，由于第一制动器B1处于分离状态，第一行星架A1和后齿圈3自由转动，后行星轮2带动第二行星架A2转动，后齿圈3通过与其固联的第一行星架A1带动前行星轮5转动，由于第二制动器B2通电结合，使与其固联的前太阳轮4固定不动，保证第二行星架A2定传动比输出动力，第二行星架A2带动主减小齿轮7转动，主减小齿轮7将动力传递给主减大齿轮8，经由差速器11输出轴，将动力传递给车轮12。
[0037] 前进二挡传动比计算：
[0038]
[0039] 3.倒挡(R位)
[0040] 倒挡通过电机反转实现，动力传递路线与前进一挡相同，由于电机转子反转，齿轮啮合方向与之前旋转方向相反，最后车轮12反转，实现倒车。
[0041] 4.驻车(P位)
[0042] 该驻车机构为锥齿轮结构，第三制动器B3与圆锥小齿轮10固联，圆锥小齿轮10与双联锥齿轮9啮合，双联锥齿轮9与主减小齿轮8固联。当需要制动或驻车时，第三制动器B3通电结合制动圆锥小齿轮10，从而保证双联锥齿轮9与主减小齿轮8固定不动。
