一种用于纯电动装载机的电驱动系统和变速器的制作方法

1.本发明涉及一种用于纯电动装载机的电驱动系统和变速器，属于新能源电驱动系统技术领域。


背景技术：

2.新能源汽车，尤其是纯电动汽车(纯电动装载机、纯电动车辆)中变速器采用平行轴传动。
3.公告号为cn216045255u的专利文件公开了一种电动装载机用变速器，其主要包括：输入轴、输入轴前轴承、输入轴后轴承、一挡主动齿轮和二挡主动齿轮，一挡主动齿轮和二挡主动齿轮分别固定安装于输入轴上，输入轴前轴承和输入轴后轴承分别间隔安装于输入轴上；还包括：中间轴、一挡从动齿轮、二挡从动齿轮，中间轴前轴承、中间轴后轴承、换挡齿毂、啮合齿套、输出主动齿轮，一挡从动齿轮和二挡从动齿轮分别安装于中间轴上，且一挡从动齿轮和二挡从动齿轮分别与中间轴转动相连，中间轴前轴承和中间轴后轴承分别间隔安装于中间轴上，换挡齿毂固定安装于中间轴上，啮合齿套套设于换挡齿毂外且与换挡齿毂啮合，且啮合齿套与换挡齿毂在沿换挡齿毂的轴线方向滑动相连，一挡从动齿轮靠近换挡齿毂的一侧设有用于与啮合齿套啮合的第一啮合齿，二挡从动齿轮靠近换挡齿毂的一侧设有用于与啮合齿套啮合的第二啮合齿，输出主动齿轮固定安装于中间轴上，一挡主动齿轮和一挡从动齿轮啮合，二挡主动齿轮和二挡从动齿轮啮合；电动装载机用变速箱还包括：输出轴、输出从动齿轮、驻车制动器、输出轴前轴承和输出轴后轴承，输出从动齿轮固定安装于输出轴上，输出轴的两端分别设有第一扭矩输出接口和第二扭矩输出接口，驻车制动器安装于第二扭矩输出接口处，输出从动齿轮与输出主动齿轮啮合，输出轴前轴承和输出轴后轴承分别间隔安装于输出轴上；输入轴、中间轴和输出轴三者平行。其中电动装载机动力系统的输入轴(驱动电机输出轴)和变速器的输出轴平行布置，使得动力系统的传动级数较多，进而导致动力系统的传动效率低、体积大、重量高以及成本高。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种用于纯电动装载机的电驱动系统和变速器，用以解决由于驱动电机输出轴和变速器的输出轴平行布置造成的动力系统传动级数多的问题。
5.为实现上述目的，本发明的方案包括：
6.本发明的一种用于纯电动装载机的电驱动系统，包括驱动电机和用于与下游系统驱动连接的系统输出轴，驱动电机的转子轴和系统输出轴同轴布置,系统输出轴可相对自由转动地贯穿转子和转子轴设置，转子轴和系统输出轴之间设置有换挡变速结构。
7.中空的驱动电机驱动驱动电机的转子轴，转子轴通过换挡变速结构带动系统输出轴，换挡变速结构用于将转子轴的动力传输调节后输出给系统输出轴所需对应挡位的动力。本发明通过将驱动电机的转子轴和系统输出轴同轴布置，使得换挡变速结构的传动级数中用于衔接转子轴和系统输出轴之间距离的传动级进一步减少使用，进而减少该电驱动
系统的总传动级数，提高电驱动系统的传动效率，实现减体减重降本的目的。
8.进一步地，换挡变速结构包括至少一个同轴固定在系统输出轴上的换挡轮；转子轴通过至少一级传动的变速齿轮组连接与系统输出轴同轴自由转动设置的对应挡位的第一从动齿轮，转子轴还通过第一挡位的第一连接装置连接第一挡位的换挡轮，或者对应挡位的第一从动齿轮还通过对应的第一连接装置连接对应挡位的换挡轮。
9.换挡变速结构包括一个和系统输出轴同轴固定在系统输出轴上的换挡轮，该换挡轮为第一挡位的换挡轮，转子轴通过一级传动的变速齿轮组连接与系统输出轴同轴自由转动设置的第一挡位的第一从动齿轮，转子轴还通过第一挡位的第一连接装置连接第一挡位的换挡轮实现转子轴和系统输出轴之间一比一的第一动力传递(传输)，或者第一挡位的第一从动齿轮还通过第一挡位的第一连接装置连接第一挡位的换挡轮实现转子轴和系统输出轴之间不是一比一的第二动力传输，此时本发明能够实现对系统输出轴进行两个挡位的动力输出调节。其中一级传动指通过该变速齿轮组将转子轴的动力调节后没有一比一动力传输给第一挡位的换挡轮所体现的动力传递比，两个一级传动(二级传动)指不同于一级传动且通过该变速齿轮组将转子轴的动力调节后没有一比一动力传输给第一挡位的换挡轮所体现的动力传递比。
10.本发明的换挡变速结构通过一级传动的变速齿轮组实现两个挡位的动力输出调节，使该电驱动系统的总传动级数减少，提高电驱动系统的传动效率，实现减体减重降本的目的。
11.换挡变速结构包括两个换挡轮，和转子轴通过第一连接装置连接的换挡轮为第一挡位的换挡轮，该第一连接装置为第一挡位的第一连接装置，和第一挡位的换挡轮相邻的为第二挡位的换挡轮；转子轴通过一个一级传动的变速齿轮组连接与系统输出轴同轴自由转动设置的第一挡位的第一从动齿轮，转子轴还通过两个一级传动(二级传动，包括之前提及的一级传动)的变速齿轮组连接与系统输出轴同轴自由转动设置的第二挡位的第一从动齿轮；转子轴还通过第一挡位的第一连接装置连接第一挡位的换挡轮实现转子轴和系统输出轴之间一比一的第一动力传递(传输)，或者第一挡位的第一从动齿轮还通过第一挡位的第一连接装置连接第一挡位的换挡轮实现转子轴和系统输出轴之间不是一比一的第二动力传输，或者第二挡位的第一从动齿轮还通过第二挡位的第一连接装置连接第二挡位的换挡轮实现转子轴和系统输出轴之间不同于第一动力传输和第二动力传输的第三动力传输，此时本发明能够实现对系统输出轴进行三个挡位的动力输出调节。
12.换挡变速结构包括两个换挡轮，和转子轴通过第一连接装置连接的换挡轮为第一挡位的换挡轮，该第一连接装置为第一挡位的第一连接装置，和第一挡位的换挡轮相邻的为第二挡位的换挡轮；转子轴通过一个一级传动的变速齿轮组连接与系统输出轴同轴自由转动设置的第一挡位的第一从动齿轮，转子轴还通过两个一级传动(二级传动，包括之前提及的一级传动)的变速齿轮组连接与系统输出轴同轴自由转动设置的第二挡位的第一从动齿轮，转子轴还通过三个一级传动(三级传动，包括之前提及的二级传动)的变速齿轮组连接与系统输出轴同轴自由转动设置的第三挡位的第一从动齿轮；转子轴还通过第一挡位的第一连接装置连接第一挡位的换挡轮实现转子轴和系统输出轴之间一比一的第一动力传递(传输)，或者第一挡位的第一从动齿轮还通过第一挡位的第一连接装置连接第一挡位的换挡轮实现转子轴和系统输出轴之间不是一比一的第二动力传输，或者第二挡位的从动齿
轮还通过第二挡位的第一连接装置连接第二挡位的换挡轮实现转子轴和系统输出轴之间不同于第一动力传输和第二动力传输的第三动力传输，或者第三挡位的第一从动齿轮还通过第二档位的第一连接装置连接第二挡位的换挡轮实现转子轴和系统输出轴之间不同于第一动力传输、第二动力传输和第三动力传输的第四动力传输，此时本发明能够实现对系统输出轴进行四个挡位的动力输出调节。
13.本发明的换挡变速结构通过将对应挡位的第一从动齿轮与对应挡位的换挡轮分别和系统输出轴同轴布置，使得换挡变速结构的传动级数中用于衔接转子轴和系统输出轴之间距离的传动级进一步减少使用，进而减少该电驱动系统的总传动级数，提高电驱动系统的传动效率，实现减体减重降本的目的。
14.进一步地，换挡轮为换挡齿毂，第一挡位的第一连接装置包括固定设置在转子轴上的第一结合齿和固定设置在相邻挡位的第一从动齿轮上的第二结合齿，以及用于将第一结合齿与第一挡位的换挡齿毂的一侧啮合、或者将相邻挡位的第二结合齿与第一挡位的换挡齿毂的另一侧啮合的啮合齿套。
15.其中啮合齿套套装在对应的换挡齿毂外且与该换挡齿毂啮合。第一挡位的啮合齿套可沿第一挡位的换挡齿毂的轴线方向滑动实现第一挡位的啮合齿套使第一结合齿与第一挡位的换挡齿毂的一侧啮合进而实现转子轴和系统输出轴之间一比一的第一动力传递(传输)，或使第二结合齿与第一挡位的换挡齿毂的另一侧啮合进而实现转子轴和系统输出轴之间不是一比一的第二动力传递(传输)，或第一挡位的换挡齿毂仅啮合连接啮合齿套，此时该换挡齿毂不会向系统输出轴动力传输。
16.进一步地，换挡轮为换挡齿毂，对应的第一连接装置包括固定设置在转子轴上的第一结合齿、固定设置在对应相邻挡位的第一从动齿轮上的第二结合齿以及用于将第一结合齿与第一挡位的换挡齿毂的一侧啮合、或者将相邻挡位的第二结合齿与第一挡位的换挡齿毂的另一侧啮合、或者将对应挡位的第二结合齿与相邻挡位的换挡齿毂的一侧啮合、或者将相邻挡位的第二结合齿与相邻挡位的换挡齿毂的另一侧啮合的啮合齿套。
17.例一中包括两个换挡齿毂，和转子轴通过第一连接装置连接的换挡齿毂为第一挡位的换挡齿毂，和第一挡位的换挡齿毂相邻的为第二挡位的换挡齿毂；转子轴通过一个一级传动的变速齿轮组连接与系统输出轴同轴自由转动设置的第一挡位的第一从动齿轮，转子轴还通过两个一级传动(二级传动，包括之前提及的一级传动)的变速齿轮组连接与系统输出轴同轴自由转动设置的第二挡位的第一从动齿轮；第一结合齿固定设置在转子轴上，第二结合齿固定设置在第一挡位的第一从动齿轮上的为第一挡位的第二结合齿，第二结合齿固定设置在第二挡位的第一从动齿轮任一侧上的为第二挡位的第二结合齿。其中啮合齿套套装在对应的换挡齿毂外且与该换挡齿毂啮合。
18.使第一结合齿和第一挡位的换挡齿毂的一侧啮合的啮合齿套，或使第一挡位的第二结合齿与第一挡位的换挡齿毂的另一侧啮合的啮合齿套为第一挡位的啮合齿套；使第二挡位的第二结合齿和与第二挡位的第二结合齿相邻的第二挡位的换挡齿毂的一侧啮合的啮合齿套为第二挡位的啮合齿套。
19.第一挡位的啮合齿套可沿第一挡位的换挡齿毂的轴线方向滑动实现第一挡位的啮合齿套使第一结合齿与第一挡位的换挡齿毂的一侧啮合进而实现转子轴和系统输出轴之间一比一的第一动力传递(传输)，或使第一挡位的第二结合齿与第一挡位的换挡齿毂的
另一侧啮合进而实现转子轴和系统输出轴之间不是一比一的第二动力传递(传输)，第二挡位的啮合齿套可沿第二挡位的换挡齿毂的轴线方向滑动实现第二挡位的啮合齿套使第二挡位的第二结合齿和与第二挡位的第二结合齿相邻的第二挡位的换挡齿毂的一侧啮合进而实现转子轴和系统输出轴之间不同于第一动力传输和第二动力传输的第三动力传输。或者任意挡位的换挡齿毂仅啮合连接啮合齿套，此时该换挡齿毂不会向系统输出轴动力传输。
20.例二中包括两个换挡齿毂，和转子轴通过第一连接装置连接的换挡齿毂为第一挡位的换挡齿毂，和第一挡位的换挡齿毂相邻的为第二挡位的换挡齿毂；转子轴通过一个一级传动的变速齿轮组连接与系统输出轴同轴自由转动设置的第一挡位的第一从动齿轮，转子轴还通过两个一级传输(二级传动，包括之前提及的一级传动)的变速齿轮组连接与系统输出轴同轴自由转动设置的第二挡位的第一从动齿轮，转子轴还通过三个一级传动(三级传动，包括之前提及的二级传动)的变速齿轮组连接与系统输出轴同轴自由转动设置的第三挡位的第一从动齿轮；第一结合齿固定设置在转子轴上，第二结合齿固定设置在第一挡位的第一从动齿轮上的为第一挡位的第二结合齿，第二结合齿固定设置在第二挡位的第一从动齿轮任一侧上的为第二挡位的第二结合齿，第二结合齿固定设置在第二挡位的第一从动齿轮上的剩余一侧上的为第三挡位的第二结合齿。其中啮合齿套套装在对应的换挡齿毂外且与该换挡齿毂啮合。
21.使第一结合齿和第一挡位的换挡齿毂的一侧啮合的啮合齿套，或使第一挡位的第二结合齿与第一挡位的换挡齿毂的另一侧啮合的啮合齿套为第一挡位的啮合齿套；使第二挡位的第二结合齿和与第二挡位的第二结合齿相邻的第二挡位的换挡齿毂的一侧啮合的啮合齿套，或使第三挡位的第二结合齿和与第三挡位的第二结合齿相邻的第二挡位的换挡齿毂的一侧啮合的啮合齿套为第二挡位的啮合齿套。
22.第一挡位的啮合齿套可沿第一挡位的换挡齿毂的轴线方向滑动实现第一挡位的啮合齿套使第一结合齿与第一挡位的换挡齿毂的一侧啮合进而实现转子轴和系统输出轴之间一比一的第一动力传递(传输)，或使第一挡位的第二结合齿与第一挡位的换挡齿毂的另一侧啮合进而实现转子轴和系统输出轴之间不是一比一的第二动力传递(传输)，第二挡位的啮合齿套可沿第二挡位的换挡齿毂的轴线方向滑动实现第二挡位的啮合齿套使第二挡位的第二结合齿和与第二挡位的第二结合齿相邻的第二挡位的换挡齿毂的一侧啮合进而实现转子轴和系统输出轴之间不同于第一动力传输和第二动力传输的第三动力传输，或使第三挡位的第二结合齿和与第三挡位的第二结合齿相邻的第二挡位的换挡齿毂的一侧啮合进而实现转子轴和系统输出轴之间不同于第一动力传输、第二动力传输和第三动力传输的第四动力传输。或者任意挡位的换挡齿毂仅啮合连接啮合齿套，此时该换挡齿毂不会向系统输出轴动力传输。
23.本发明的换挡变速结构通过将对应挡位的第一从动齿轮与对应挡位的换挡齿毂分别和系统输出轴同轴布置，使得换挡变速结构的传动级数中用于衔接转子轴和系统输出轴之间距离的传动级进一步减少使用，进而减少该电驱动系统的总传动级数，提高电驱动系统的传动效率，实现减体减重降本的目的。
24.进一步地，换挡轮为输出轮，第一挡位的第一连接装置包括连接转子轴与第一挡位的输出轮的一端的第一离合器或连接相邻挡位的第一从动齿轮与第一挡位的输出轮的
另一端的第二离合器。
25.本发明的第一离合器通过连接转子轴与第一挡位的输出轮的一端实现转子轴和系统输出轴之间一比一的第一动力传递(传输)，第二离合器通过连接第一挡位的第一从动齿轮和第一挡位的输出轮的另一端实现转子轴和系统输出轴之间不是一比一的第二动力传递(传输)，或第一挡位的输出轮没有和(通过)离合器连接，此时该输出轮不会向系统输出轴动力传输。
26.进一步地，换挡轮为输出轮，对应的第一连接装置包括连接转子轴与第一挡位的输出轮的一端的第一离合器，或连接相邻挡位的第一从动齿轮与第一挡位的输出轮的另一端、或者连接对应挡位的第一从动齿轮与相邻挡位的输出轮的一端、或者连接相邻挡位的第一从动齿轮与相邻挡位的输出轮的另一端的第二离合器。
27.对应的连接转子轴与第一挡位的输出轮的一端的为第一离合器，连接第一挡位的第一从动齿轮与第一挡位的输出轮的另一端的为第一挡位的第二离合器，连接第二挡位的第一从动齿轮与第二挡位的输出轮的一端的为第二挡位的第二离合器，连接第二挡位的第一从动齿轮与第二挡位的输出轮的另一端的为第三挡位的第二离合器。
28.第一离合器通过连接转子轴与第一挡位的输出轮的一端实现转子轴和系统输出轴之间一比一的第一动力传递(传输)，第一挡位的第二离合器通过连接第一挡位的第一从动齿轮与第一挡位的输出轮的另一端实现转子轴和系统输出轴之间不是一比一的第二动力传递(传输)，第二挡位的第二离合器通过连接第二挡位的第一从动齿轮与第二挡位的输出轮的一端实现转子轴和系统输出轴之间不同于第一动力传输和第二动力传输的第三动力传输，第三挡位的第二离合器通过连接第二挡位的第一从动齿轮与第二挡位的输出轮的另一端实现转子轴和系统输出轴之间不同于第一动力传输、第二动力传输和第三动力传输的第四动力传输。或者任意离合器均松开，此时该换挡齿毂不会向系统输出轴动力传输。
29.本发明通过离合器实现换挡功能，基于离合器的扭矩特性，能够在转速未完全同步前实现换挡，使得挂挡控制更加方便，同时能够提供该电驱动系统工作的平顺性。
30.本发明通过啮合齿套挂挡或离合器挂挡实现至少两个挡位的输出，并且能够通过系统输出轴的两端分别输出扭矩。
31.进一步地，变速齿轮组包括固定设置在转子轴上的第一主动齿轮、中间轴以及分别固定设置在中间轴上的第二从动齿轮与至少一个第二主动齿轮；第一主动齿轮和第二从动齿轮常啮合，第二主动齿轮和对应挡位的第一从动齿轮常啮合。
32.第一主动齿轮通过第二从动齿轮，第二从动齿轮和相邻的第二主动齿轮之间通过中间轴，相邻的第二主动齿轮之间通过中间轴，以及第二主动齿轮通过对应挡位的第一从动齿轮均实现对应的一级传输。本发明通过一个中间轴连接第二从动齿轮和相邻的第二主动齿轮之间以及相邻的第二主动齿轮之间，并通过第一主动齿轮和第二从动齿轮常啮合将转子轴的动力输出通过第二从动齿轮、中间轴、第二主动齿轮、与第二主动齿轮常啮合的对应挡位的第一从动齿轮以及与该挡位的第一从动齿轮相连接的换挡轮，最终通过换挡轮传输给系统输出轴所体现的动力传递比。其中一级传动指多个一级传输将转子轴的动力调节后没有一比一动力传输给第一挡位的换挡轮所体现的动力传递比。
33.本发明的变速齿轮组通过一个中间轴实现至少两挡传动，使该电驱动系统的总传动级数减少，提高电驱动系统的传动效率，实现减体减重降本的目的。
34.进一步地，第一从动齿轮通过轴承相对转动的设置在系统输出轴上。
35.本发明通过轴承使第一从动齿轮和系统输出轴相对转动，提高该换挡变速结构的可靠性。
36.一种变速器，包括变速器壳体，变速器壳体内安装有如上述的用于纯电动装载机的电驱动系统，电驱动系统的驱动电机固定安装在变速器壳体的内壁上，电驱动系统的系统输出轴的两端中至少有其中一端贯穿变速器壳体。
37.本发明的变速器通过驱动电机的转子轴和系统输出轴同轴布置，使得换挡变速结构的传动级数中用于衔接转子轴和系统输出轴之间距离的传动级进一步减少使用，进而减少该电驱动系统的总传动级数，提高电驱动系统的传动效率，实现减体减重降本的目的。本发明通过啮合齿套挂挡或离合器挂挡实现至少两个挡位的输出，并且能够通过系统输出轴的两端分别输出扭矩。本发明的变速器将驱动电机和变速器集成在同一个壳体内，使得该变速器集成度高、尺寸紧凑，更容易布置，进而能够缩小变速器的体积，减轻变速器的重量，进一步降低变速器的制造维护成本。
附图说明
38.图1是本发明的用于纯电动装载机的电驱动系统的构型图；
39.图2是本发明的用于纯电动装载机的电驱动系统的衍生构型图；
40.图3是本发明的变速器的三个挡位的动力输出构型图；
41.图4是本发明的变速器的四个挡位的动力输出构型图。
42.附图标记说明：
43.1、变速器壳体；2、驱动电机；2a、转子；3、第二从动齿轮；4、中间轴；5、第二主动齿轮；6、第一主动齿轮；61、第一结合齿；71、换挡齿毂；72、输出轮；81、啮合齿套；82、第一离合器；83、第二离合器；91、第一从动齿轮；92、第二结合齿；10、系统输出轴。
具体实施方式
44.为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，下面结合附图及实施例，对本发明作进一步的详细说明。
45.一种用于纯电动装载机的电驱动系统的实施例1：
46.本发明提供的一种用于纯电动装载机的电驱动系统，如图1所示，包括：驱动电机2固定安装在变速器壳体1的内壁上，驱动电机2驱动转子2a，转子2a驱动的转子轴上固定安装的第一主动齿轮6，第一主动齿轮6常啮合有第二从动齿轮3，第二从动齿轮3和第二主动齿轮5固定安装在中间轴4上，第二主动齿轮5和第一挡位的第一从动齿轮91常啮合；第一挡位的啮合齿套81套装在第一挡位的换挡齿毂71外且与第一挡位的换挡齿毂71啮合，第一挡位的啮合齿套81可沿第一挡位的换挡齿毂71轴线方向滑动，转子轴上固定安装的第一结合齿61通过第一挡位的啮合齿套81和第一挡位的换挡齿毂71的一侧连接，第一挡位的第一从动齿轮91上固定安装的第二结合齿92通过同一啮合齿套81和第一挡位的换挡齿毂71的另一侧连接；第一挡位的第一从动齿轮91通过轴承相对转动的安装在系统输出轴10上，第一挡位的第一从动齿轮91可相对于系统输出轴10自由转动，第一挡位的换挡齿毂71固定安装在系统输出轴10上；驱动电机2的转子轴和系统输出轴10同轴布置，系统输出轴10可相对自
由转动地贯穿转子2a和转子轴设置。驱动电机2固定安装在变速器壳体1的内壁上，系统输出轴10的两端均贯穿变速器壳体1。
47.第一挡位的啮合齿套81可沿第一挡位的换挡齿毂71的轴线方向滑动实现第一挡位的啮合齿套81使第一结合齿61与第一挡位的换挡齿毂71的一侧啮合进而实现转子轴和系统输出轴10之间一比一的第一动力传递(传输)，或使第二结合齿92与第一挡位的换挡齿毂71的另一侧啮合进而实现转子轴和系统输出轴10之间不是一比一的第二动力传递(传输)，或第一挡位的换挡齿毂71仅啮合连接啮合齿套，此时该换挡齿毂不会向系统输出轴动力传输。
48.其中第一结合齿61也可固定安装在固定在转子轴上的第一主动齿轮6上，第一结合齿设置在和第一挡位的换挡齿毂71相邻的一侧。
49.中空的驱动电机驱动驱动电机的转子轴，转子轴通过换挡变速结构带动系统输出轴，换挡变速结构用于将转子轴的动力传输调节后输出给系统输出轴所需对应挡位的动力。本发明通过将驱动电机的转子轴和系统输出轴同轴布置，使得换挡变速结构的传动级数中用于衔接转子轴和系统输出轴之间距离的传动级进一步减少使用，进而减少该电驱动系统的总传动级数，提高电驱动系统的传动效率，实现减体减重降本的目的。
50.本发明通过一级传动的变速齿轮组实现两个挡位的动力输出调节，使该电驱动系统的总传动级数减少，提高电驱动系统的传动效率，实现减体减重降本的目的。
51.本发明通过将对应挡位的第一从动齿轮与对应挡位的换挡轮分别和系统输出轴同轴布置，使得换挡变速结构的传动级数中用于衔接转子轴和系统输出轴之间距离的传动级进一步减少使用，进而减少该电驱动系统的总传动级数，提高电驱动系统的传动效率，实现减体减重降本的目的。
52.本发明通过一个中间轴实现至少两挡传动，使该电驱动系统的总传动级数减少，提高电驱动系统的传动效率，实现减体减重降本的目的；本发明通过轴承使第一从动齿轮和系统输出轴相对转动，提高该换挡变速结构的可靠性。
53.一种用于纯电动装载机的电驱动系统的实施例2：
54.本发明提供的一种用于纯电动装载机的电驱动系统，如图2所示，包括：驱动电机2固定安装在变速器壳体1的内壁上，驱动电机2驱动转子2a，转子2a驱动的转子轴上固定安装的第一主动齿轮6，第二从动齿轮3和第二主动齿轮5固定安装在中间轴4上，第二从动齿轮3和第一主动齿轮6常啮合，第二主动齿轮5和第一挡位的第一从动齿轮91常啮合，第一挡位的第一从动齿轮91通过轴承安装在系统输出轴10上，第一挡位的第一从动齿轮91可相对于系统输出轴10自由转动，第一挡位的输出轮72固定安装在系统输出轴10上。转子轴通过第一离合器82和第一挡位的输出轮72的一端连接；第一挡位的第一从动齿轮91通过第一挡位的第二离合器83和第一挡位的输出轮72的另一端连接，第一挡位的输出轮72固定安装在系统输出轴10上。驱动电机2固定安装在变速器壳体1的内壁上，系统输出轴10的两端均贯穿变速器壳体1。
55.本发明的第一离合器82通过连接转子轴与第一挡位的输出轮72的一端实现转子轴和系统输出轴10之间一比一的第一动力传递(传输)，第一挡位的第二离合器83通过连接第一挡位的第一从动齿轮91和第一挡位的输出轮72的另一端实现转子轴和系统输出轴10之间不是一比一的第二动力传递(传输)，或第一挡位的输出轮72没有和(通过)离合器(第
一离合器82和第一挡位的第二离合器83)连接，此时该输出轮72不会向系统输出轴10动力传输。
56.其中第一离合器82也可用于连接固定在转子轴上的第一主动齿轮6与第一挡位的输出轮72的一端。
57.本发明通过离合器实现换挡功能，基于离合器的扭矩特性，能够在转速未完全同步前实现换挡，使得挂挡控制更加方便，同时能够提供该电驱动系统工作的平顺性。
58.本发明通过离合器挂挡实现两个挡位的输出，并且能够通过系统输出轴的两端分别输出扭矩。
59.一种用于纯电动装载机的电驱动系统的实施例3：
60.本发明提供的一种用于纯电动装载机的电驱动系统，如图3所示，和实施例1不同的是存在两个换挡齿毂71、两个第一从动齿轮91以及两个第二主动齿轮5；
61.两个换挡齿毂71均同轴固定安装在系统输出轴10上，一个第一从动齿轮91和一个第二主动齿轮5成对常啮合，两个第二主动齿轮5和第二从动齿轮3同轴固定安装在中间轴4上，对应的一个第一从动齿轮91可以和一个换挡齿毂71通过啮合齿套81啮合。
62.和转子轴通过第一连接装置连接的换挡齿毂为第一挡位的换挡齿毂71，和第一挡位的换挡齿毂相邻的为第二挡位的换挡齿毂71；转子轴通过一个一级传动的变速齿轮组连接与系统输出轴10同轴自由转动设置的第一挡位的第一从动齿轮91，转子轴还通过两个一级传动(二级传动，包括之前提及的一级传动)的变速齿轮组连接与系统输出轴10同轴自由转动设置的第二挡位的第一从动齿轮91；第一结合齿61固定设置在转子轴上，第二结合齿92固定设置在第一挡位的第一从动齿轮91上的为第一挡位的第二结合齿92，第二结合齿92固定设置在第二挡位的第一从动齿轮91任一侧上的为第二挡位的第二结合齿92。其中啮合齿套81套装在对应的换挡齿毂71外且与该换挡齿毂71啮合；其中一级传动的变速齿轮组包括转子2a驱动的转子轴上固定安装的第一主动齿轮6、和第一主动齿轮6常啮合的第二从动齿轮3、中间轴4以及和第二从动齿轮3同轴固定安装在中间轴4上的一级传动的第二主动齿轮5；其中二级传动的变速齿轮组包括一级传动的变速齿轮组以及一个和第二从动齿轮3、一级传动的第二主动齿轮5同轴固定安装在中间轴4上的二级传动的第二主动齿轮5。其中一级传动的第二主动齿轮5常啮合第一挡位的第一从动齿轮91，二级传动的第二主动齿轮5常啮合第二挡位的第一从动齿轮91。
63.使第一结合齿61和第一挡位的换挡齿毂71的一侧啮合的啮合齿套或使第一挡位的第二结合齿92与第一挡位的换挡齿毂71的另一侧啮合的啮合齿套为第一挡位的啮合齿套81；使第二挡位的第二结合齿92和与第二挡位的第二结合齿92相邻的第二挡位的换挡齿毂71的一侧啮合的啮合齿套为第二挡位的啮合齿套81。
64.第一挡位的啮合齿套可沿第一挡位的换挡齿毂的轴线方向滑动实现第一挡位的啮合齿套使第一结合齿与第一挡位的换挡齿毂的一侧啮合进而实现转子轴和系统输出轴之间一比一的第一动力传递(传输)，或使第一挡位的第二结合齿与第一挡位的换挡齿毂的另一侧啮合进而实现转子轴和系统输出轴之间不是一比一的第二动力传递(传输)，第二挡位的啮合齿套可沿第二挡位的换挡齿毂的轴线方向滑动实现第二挡位的啮合齿套使第二挡位的第二结合齿和与第二挡位的第二结合齿相邻的第二挡位的换挡齿毂的一侧啮合进而实现转子轴和系统输出轴之间不同于第一动力传输和第二动力传输的第三动力传输。或
者任意挡位的换挡齿毂仅啮合连接啮合齿套，此时该换挡齿毂不会向系统输出轴动力传输。
65.其中相邻的两个第一从动齿轮91可以通过同一个啮合齿套81连接同一个换挡齿毂71。
66.一种用于纯电动装载机的电驱动系统的实施例4：
67.本发明提供的一种用于纯电动装载机的电驱动系统，如图4所示，和实施例2不同的是存在两个输出轮72、三个第一从动齿轮91以及三个第二主动齿轮5；
68.两个输出轮72均同轴固定安装在系统输出轴10上，一个第一从动齿轮91和一个第二主动齿轮5成对常啮合，三个第二主动齿轮5和第二从动齿轮3同轴固定安装在中间轴4上，对应的一个第一从动齿轮91可以和一个输出轮72通过第二离合器83连接，相邻的两个第一从动齿轮91可以通过不同的第二离合器83连接同一个输出轮72。
69.和转子轴通过第一连接装置连接的输出轮为第一挡位的输出轮72，和第一挡位的输出轮相邻的为第二挡位的输出轮72；转子轴通过一个一级传动的变速齿轮组连接与系统输出轴10同轴自由转动设置的第一挡位的第一从动齿轮91，转子轴还通过两个一级传动(二级传动，包括之前提及的一级传动)的变速齿轮组连接与系统输出轴10同轴自由转动设置的第二挡位的第一从动齿轮91，转子轴还通过三个一级传动(三级传动，包括之前提及的二级传动)的变速齿轮组连接与系统输出轴10同轴自由转动设置的第三挡位的第一从动齿轮91。其中一级传动的变速齿轮组包括转子2a驱动的转子轴上固定安装的第一主动齿轮6、和第一主动齿轮6常啮合的第二从动齿轮3、中间轴4以及和第二从动齿轮3同轴固定安装在中间轴4上的一级传动的第二主动齿轮5；其中二级传动的变速齿轮组包括一级传动的变速齿轮组以及一个和第二从动齿轮3、一级传动的第二主动齿轮5同轴固定安装在中间轴4上的二级传动的第二主动齿轮5；其中三级传动的变速齿轮组包括二级传动的变速齿轮组以及一个和第二从动齿轮3、一级传动的第二主动齿轮5、二级传动的第二主动齿轮5同轴固定安装在中间轴4上的三级传动的第二主动齿轮5。其中一级传动的第二主动齿轮5常啮合第一挡位的第一从动齿轮91，二级传动的第二主动齿轮5常啮合第二挡位的第一从动齿轮91，三级传动的第二主动齿轮5常啮合第三挡位的第一从动齿轮91。
70.连接转子轴与第一挡位的输出轮72的一端的为第一离合器82，连接第一挡位的第一从动齿轮91与第一挡位的输出轮72的另一端的为第一挡位的第二离合器83，连接第二挡位的第一从动齿轮91与第二挡位的输出轮72的一端的为第二挡位的第二离合器83，连接第二挡位的第一从动齿轮91与第二挡位的输出轮72的另一端的为第三挡位的第二离合器83。
71.其中第一离合器82也可用于连接固定在转子轴上的第一主动齿轮6与第一挡位的输出轮72的一端。
72.本发明通过离合器实现换挡功能，基于离合器的扭矩特性，能够在转速未完全同步前实现换挡，使得挂挡控制更加方便，同时能够提供该电驱动系统工作的平顺性。
73.本发明通过离合器挂挡实现至少两个挡位的输出，并且能够通过系统输出轴的两端分别输出扭矩。
74.一种变速器的实施例1：
75.本发明提供的一种变速器，如图1至图4所示，包括变速器壳体1，变速器壳体1内安装用于纯电动装载机的电驱动系统，电驱动系统的驱动电机2固定安装在变速器壳体1的内
壁上，电驱动系统的系统输出轴10的两端均贯穿变速器壳体1，其中电驱动系统已在一种用于纯电动装载机的电驱动系统的实施例中详细说明，此处不再赘述。
76.本发明的变速器通过驱动电机的转子轴和系统输出轴同轴布置，使得换挡变速结构的传动级数中用于衔接转子轴和系统输出轴之间距离的传动级进一步减少使用，进而减少该电驱动系统的总传动级数，提高电驱动系统的传动效率，实现减体减重降本的目的。本发明通过啮合齿套挂挡或离合器挂挡实现至少两个挡位的输出，并且能够通过系统输出轴的两端分别输出扭矩。本发明的变速器将驱动电机和变速器集成在同一个壳体内，使得该变速器集成度高、尺寸紧凑，更容易布置，进而能够缩小变速器的体积，减轻变速器的重量，进一步降低变速器的制造维护成本。

技术特征：
1.一种用于纯电动装载机的电驱动系统，其特征在于，包括驱动电机(2)和用于与下游系统驱动连接的系统输出轴(10)，所述驱动电机(2)的转子轴和系统输出轴(10)同轴布置,所述系统输出轴(10)可相对自由转动地贯穿转子(2a)和转子轴设置，所述转子轴和系统输出轴(10)之间设置有换挡变速结构。2.根据权利要求1所述的用于纯电动装载机的电驱动系统，其特征在于，所述换挡变速结构包括至少一个同轴固定在系统输出轴(10)上的换挡轮；所述转子轴通过至少一级传动的变速齿轮组连接与系统输出轴(10)同轴自由转动设置的对应挡位的第一从动齿轮(91)，所述转子轴还通过第一挡位的第一连接装置连接第一挡位的换挡轮，或者对应挡位的所述第一从动齿轮(91)还通过对应的第一连接装置连接对应挡位的换挡轮。3.根据权利要求2所述的用于纯电动装载机的电驱动系统，其特征在于，所述换挡轮为换挡齿毂(71)，所述第一挡位的第一连接装置包括固定设置在转子轴上的第一结合齿(61)和固定设置在相邻挡位的第一从动齿轮(91)上的第二结合齿(92)，以及用于将第一结合齿(61)与第一挡位的换挡齿毂(71)的一侧啮合、或者将相邻挡位的第二结合齿(92)与第一挡位的换挡齿毂(71)的另一侧啮合的啮合齿套(81)。4.根据权利要求2所述的用于纯电动装载机的电驱动系统，其特征在于，所述换挡轮为换挡齿毂(71)，所述对应的第一连接装置包括固定设置在转子轴上的第一结合齿(61)、固定设置在对应相邻挡位的第一从动齿轮(91)上的第二结合齿(92)以及用于将第一结合齿(61)与第一挡位的换挡齿毂(71)的一侧啮合、或者将相邻挡位的第二结合齿(92)与第一挡位的换挡齿毂(71)的另一侧啮合、或者将对应挡位的第二结合齿(92)与相邻挡位的换挡齿毂(71)的一侧啮合、或者将相邻挡位的第二结合齿(92)与相邻挡位的换挡齿毂(71)的另一侧啮合的啮合齿套(81)。5.根据权利要求2所述的用于纯电动装载机的电驱动系统，其特征在于，所述换挡轮为输出轮(72)，所述第一挡位的第一连接装置包括连接转子轴与第一挡位的输出轮(72)的一端的第一离合器(82)或连接相邻挡位的第一从动齿轮(91)与第一挡位的输出轮(72)的另一端的第二离合器(83)。6.根据权利要求2所述的用于纯电动装载机的电驱动系统，其特征在于，所述换挡轮为输出轮(72)，所述对应的第一连接装置包括连接转子轴与第一挡位的输出轮(72)的一端的第一离合器(82)，或连接相邻挡位的第一从动齿轮(91)与第一挡位的输出轮(72)的另一端、或者连接对应挡位的第一从动齿轮(91)与相邻挡位的输出轮(72)的一端、或者连接相邻挡位的第一从动齿轮(91)与相邻挡位的输出轮(72)的另一端的第二离合器(83)。7.根据权利要求2所述的用于纯电动装载机的电驱动系统，其特征在于，所述变速齿轮组包括固定设置在转子轴上的第一主动齿轮(6)、中间轴(4)以及分别固定设置在中间轴(4)上的第二从动齿轮(3)与至少一个第二主动齿轮(5)；所述第一主动齿轮(6)和第二从动齿轮(3)常啮合，所述第二主动齿轮(5)和对应挡位的第一从动齿轮(91)常啮合。8.根据权利要求2所述的用于纯电动装载机的电驱动系统，其特征在于，所述第一从动齿轮(91)通过轴承相对转动的设置在系统输出轴(10)上。9.一种变速器，其特征在于，包括变速器壳体(1)，所述变速器壳体(1)内安装有如权利要求1至8的任一项所述的用于纯电动装载机的电驱动系统，所述电驱动系统的驱动电机(2)固定安装在变速器壳体(1)的内壁上，所述电驱动系统的系统输出轴(10)的两端中至少
有其中一端贯穿变速器壳体(1)。

技术总结
本发明涉及一种用于纯电动装载机的电驱动系统和变速器，属于新能源电驱动系统技术领域，具体包括驱动电机和用于与下游系统驱动连接的系统输出轴，驱动电机的转子轴和系统输出轴同轴布置,系统输出轴可相对自由转动地贯穿转子和转子轴设置，转子轴和系统输出轴之间设置有换挡变速结构。本发明的一种用于纯电动装载机的电驱动系统和变速器通过将驱动电机的转子轴和输出轴同轴布置，使得换挡变速结构的传动级数中用于衔接转子轴和输出轴之间距离的传动级进一步减少使用，进而减少该电驱动系统的总传动级数，提高电驱动系统的传动效率，实现减体减重降本的目的。实现减体减重降本的目的。实现减体减重降本的目的。


技术研发人员：刘小伟 刘东方 王永建 田佳欣 李兵兵 黄琨 吴胜涛
受保护的技术使用者：宇通客车股份有限公司
技术研发日：2023.05.05
技术公布日：2023/8/28