CN102371895A - 用于电动车辆的动力传输装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于电动车辆的动力传输装置，即使在电动机因布局需要而在垂直于轮轴的方向上布置时仍能容易地将电动机的旋转动力传输给轮轴。根据本发明，通过将电动机在垂直于轮轴的纵向方向上布置，例如在出于车辆布局的需要而使电动机不能在平行于轮轴的横向方向上布置等情况下，能够容易地将电动机的旋转动力传输给轮轴，因而增加了电动车辆的布局设计的自由度。

Description

用于电动车辆的动力传输装置

技术领域

本发明涉及一种用于电动车辆的动力传输装置，更特别地，涉及一种即使因布局需要将电动机布置在与轮轴垂直的方向上时仍能够容易地将电动机的旋转动力传输给轮轴的电动车辆动力传输装置。

背景技术

由电动机作为驱动源来驱动的电动车辆是不会产生废气的环境友善型车辆，通常配备可充电电池和驱动电动机。

在典型的电动车辆中，电池安装在发动机舱或后座后面的行李间内，而电动机连接于四个轮轴中的每一个轮轴上。

电动车辆的驱动模式包括电动车辆(EV)模式，其中电池电源使电动机旋转以驱动车辆；和再生制动(RB)模式，其中由制动或在惯性行驶过程中产生的制动能或惯性能被电动机产生的动力恢复，并对电池充电。因为再生制动模式不能对电池完全充电，因此有必要对电池进行周期性充电。

目前，人们致力于研发可增加电动车辆的动力传输装置的布局设计的灵活性的多种类型的动力传输装置。

本背景技术部分中公开的上述信息只是为了增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在该国对本领域普通技术人员而言已知的现有技术信息。

发明内容

本发明提供一种用于电动车辆的动力传输装置，其可容易地将电动机的旋转动力传输给轮轴。在一个具体实施方式中，在出于车辆布局的需要而使电动机不能在平行于轮轴的横向方向上布置的情况下，本动力传输装置被配置成在垂直于轮轴的纵向方向上布置电动机。因而，本发明的动力传输装置增加了电动车辆布局的自由度。

在一个方面中，本发明提供了一种用于电动车辆的动力传输装置，该动力传输装置包括：在第一方向上布置的轮轴、以与轮轴成预定角度布置的电动机，和在轮轴与电动机的轴之间连接的连接器。在一个优选实施方式中，轮轴在横向方向上布置；电动机在与轮轴成预定角度的纵向方向上布置；连接器连接轮轴与电动机的轴，其中轮轴与轴以预定角度布置；其中电动机的旋转动力被传输给轮轴。

在一个优选实施方式中，连接器包括：输入轴，具有整体连接于电动机的轴的第一端，和具有多个动力输入孔的第二端；输出轴，具有整体连接于轮轴的第一端，和具有多个动力输出孔的第二端；和多个动力传输杆，每个动力传输杆具有可拆卸地插入输入轴的动力输入孔中的第一端，和可拆卸地插入输出轴的动力输出孔的第二端。动力传输杆被配置成具有以由输入轴和输出轴所形成的角度弯曲的形状。

在另一个优选实施方式中，电动机的轴与轮轴之间的角度、输入轴与输出轴之间的角度，以及每个动力传输杆的弯曲角度各为大约90°。

在又一个优选实施方式中，输入轴和/或输出轴具有圆柱形状。在一个优选实施方式中，输入轴的动力输入孔和输出轴的动力输出孔具有相同的直径和深度。

应当理解，在本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括一般的机动车辆(诸如包括运动型多用途车(SUV)、公共车辆、卡车、各种商务车辆在内的客车)、包括各种艇和船在内的水运工具、飞行器等，并且包括混合动力车、电动车、插电式混合电动车、氢动力车以及其它替代燃料车(例如从除石油之外的能源中获得的燃料。如本文所提及的，混合动力车是指具有两种或者多种动力源的车辆，例如既有汽油动力又有电动力的车辆。

下文中将讨论本发明的上述和其它特征。

附图说明

现在将参考通过附图示出的本发明的某些典型实施方式来详细描述本发明的上述及其它特征，其中附图将在下文中仅通过例证的方式给出，并且因此并非对本发明进行限制，其中：

图1是示出根据本发明一个优选实施方式的电动车辆的动力传输装置的俯视图；

图2是示出根据本发明一个实施方式的电动车辆的动力传输装置的立体图；

图3是示出根据本发明一个实施方式的电动车辆的动力传输装置中电动机与轮轴之间的连接器结构的放大立体图；

图4A-4D是示出根据本发明一个实施方式的电动车辆的动力传输装置的动力传输的立体图。

附图中涉及的附图标记包括下列部件：

10：电动机      12：电动机轴

20：轮轴        22：车轮

24：轮胎        30：连接器

32：输入轴      34：动力输入孔

36：输出轴      38：动力输出孔

39：动力传输杆

应当理解，附图不必按比例绘制，而是呈现出说明本发明基本原理的各种优选特征的简化表示。本文中公开的本发明的特定设计特征，包括例如特定尺寸、方向、位置和形状，这些特征将部分地由期望的特定应用和使用环境来确定。

在附图中，附图标记代表本发明所有附图中的相同或等同部件。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的多个实施方式，在附图和下文的描述中将示出这些实施方式的具体实施例。尽管将结合典型的实施方式对本发明进行描述，然而应该理解这些描述并不试图将本发明限制在这些典型的实施方式上。相反，本发明不仅涵盖典型实施方式，还涵盖包括在由权利要求所限定的本发明的精神和范围内的各种变型、改进、等价及其它实施方式。

本发明提供一种用于电动车辆的动力传输装置。本传输装置被设计成使得其易于将电动机的旋转动力传输给轮轴。特别地，本传输装置在垂直于轮轴的纵向方向上布置电动机，由此便于将来自电动机的旋转动力传输给轮轴。例如，在电动机不能或不容易布置在平行于轮轴的横向方向上的情况下，本传输装置在垂直于轮轴的纵向方向上布置电动机。在许多情况下本装置特别有利，例如，当电动机在平行于轮轴的纵向方向上布置时，电动机的安装空间通常减小，因而包含电动机的外围部件通常集成在一个方向。本设计克服了这些缺点，因而增大了电动车辆布局的设计的自由度。

根据如图1和图2所示的实施方式，四个电动机10相对于在横向(水平)方向上布置的四个轮轴20在纵向(竖直)方向上布置，使得轮轴20与电动机10的轴12彼此垂直布置。

还可以将能够将电动机10的旋转动力传输给轮轴20的连接器30，安装在如图1和图2所示的彼此垂直布置的轮轴20与电动机10的轴12之间。

在优选实施方式中，连接器30包括与轴12连接的输入轴32、与轮轴20连接的输出轴36，和与输入轴32和输出轴36连接的多个动力传输杆39。在本实施方式中，轴12和轮轴还可以彼此垂直地布置。在某些优选实施方式中，输入轴32与轴12同轴连接，而输出轴36与轮轴20同轴连接。

在典型实施方式中，轴12和轮轴20之间的角度、输入轴32与输出轴36之间的角度，以及每个动力传输杆39的弯折角度都是90°。

输入轴32可以具有任何几何结构，在某些实施方式中，具有圆柱形结构。在一个优选实施方式中，输入轴32的第一端与电动机10的轴12同轴地且整体地连接，而第二端包括多个动力输入孔34。在优选实施方式中，动力输入孔以固定的间隔布置在圆周方向上并具有相同直径和深度。

输出轴36也可以具有任何几何结构，在某些实施方式中具有圆柱形结构。在一个优选实施方式中，第一端(外端)与轮轴20同轴且整体地连接，而第二端(内端)包括多个动力输出孔38。在一个优选实施方式中，动力输出孔以固定的间隔布置在圆周方向上并具有相同直径和深度。

多个动力传输杆39可以具有任何几何结构和形状，在某些优选实施方式中，杆39为具有圆形横截面的棒状结构，其中，杆39沿其长度弯曲。在一个优选实施方式中，杆39沿其长度垂直弯曲以形成角度。每个动力传输杆39的一端可拆卸地插入输入轴32的动力输入孔34中，而动力传输杆39的另一端可拆卸地插入输出轴36的动力输出孔38中。

在某些实施方式中，使用万向接头(U-接头)作为常规连接器，在输入轴与输出轴以预定角度布置的状态下将输入轴的旋转动力传输给输出轴。然而，使用万向接头通常会产生角速度变量。特别地，在输入轴旋转一圈时，输出轴也旋转一圈(相同RPM)。然而，输出轴的每转的角速度不是恒定的，因而角速度分为高区和低区。而且，当输入轴与输出轴之间的角度增大到接近90°时，角速度的变化明显增大，不能平稳地执行用于动力传输的旋转，并会产生明显的振动及动力损失。

本发明克服上了述问题，提供了一种能够利用动力传输杆39的旋转和线性运动将输入轴32的旋转动力有效地传输给轴36的装置。即使连接于电动机10的轴12的输入轴32与连接于轮轴20的输出轴36彼此以90°布置时，本装置也能够有效传输旋转动力。

下面将说明根据本发明的电动车辆的动力传输装置的动力传输。

在下述描述中，假定形成在输入轴32中的多个动力输入孔34的数量为4个，将多个动力输入孔34称作第一至第四动力输入孔34a到34d，并假定形成在输出轴36中的多个动力输出孔38的数量为4个，多个动力输出孔38称作第一至第四动力输出孔38a至38d，如图3所示。因此，可拆卸地插入第一至第四动力输入孔34a到34d和第一至第四动力输出孔38a至38d的动力传输杆39，被称作第一至第四动力传输杆39a至39d，同样如图3所示。然而，应该理解本发明可适当地设有任何数量的输入、输出轴34、38及相关的动力传输杆39，以下描述适当地适于数量上的变化。

在使用过程中电动机10旋转时，电动机10的旋转动力通过电动机10的轴12输入给输入轴32。因此，如图4A-4D所示，输入轴32和输出轴36旋转一圈。如图4A-4D中的箭头所示，当输入轴32沿顺时针方向旋转时，连接于轮轴20的车轮22和安装在车轮上的轮胎24(如图3所示)以及输出轴36和轮轴20沿逆时针方向旋转，如图4A-4D中轮轴20上的箭头所示。

特别地，当输入轴32沿顺时针方向旋转时，插入输入轴32的第一至第四动力输入孔34a到34d的第一至第四动力传输杆39a至39d中每一个的一端，沿顺时针旋转。因此，第一至第四动力传输杆39a至39d中每一个的周向位置如图4A-4D所示变化。同时，插入输出轴36的第一至第四动力输出孔38a至38d中的第一至第四动力传输杆39a至39d中每一个的另一端，沿逆时针方向旋转，其周向位置的变化如图4A-4D所示。因此，输入轴32的旋转动力很容易地被传输给输出轴36。

为了更好地理解本发明，下面将说明一端插入输入轴32的第一动力输入孔34a中且另一端插入到输出轴36的第一动力输出孔38a中的第一动力传输杆39a的操作。

参考图4A，由于第一动力传输杆39a的两端插入第一动力输入孔34a和第一动力输出孔38a中，因此输入轴32与输出轴36之间(即输入轴32的第一动力输入孔34a与输出轴36的第一动力输出孔38a之间)的垂直距离最大。因此。第一动力传输杆39a的两端分别从输入轴32的第一动力输入孔34a和输出轴36的第一动力输出孔中最大程度地退出(同时仍保留在其中)。

在此状态下，当输入轴32因电动机10的旋转而沿着顺时针方向旋转时，如图4B和4C所示，第一动力输入孔34a的周向位置沿着顺时针方向变化。同时，设置在第一动力输入孔34a中的第一动力传输杆39a的一端的位置以相同方式变化，设置在输出轴36的第一输出孔38a中的第一动力传输杆39a的另一端沿着逆时针方向旋转，因而使输出轴36沿着逆时针方向旋转。

如图4B和4C所示，由于在输入轴32的第一动力输入孔34a与输出轴36的第一动力输出孔38a之间的垂直距离最小的状态下，第一动力传输杆39a的两端分别插入输入轴32的第一动力输入孔34a和输出轴36的第一动力输出孔38a中，因此第一动力传输杆39a的两端被插入至输入轴32的第一动力输入孔34a与输出轴36的第一动力输出孔38a中的最大深度。

接着，如图4D所示，当输入轴32沿着顺时针方向旋转时，第一动力传输杆39a的两端沿不同方向成角度地旋转，从输入轴32的第一动力输入孔34a和输出轴36的第一动力输出孔38a退出，但是没有完全退出(即仍然保留在孔34a和38a中)。

尽管仅详细说明了第一动力传输杆39a的操作，但是第二至第四动力传输杆39b至39d也以相同方式操作，因而本设计即使在输入轴32与输出轴36彼此垂直布置时仍可容易地将输入轴32的旋转动力传输给输出轴36。

根据本发明，可以容易地将电动机的旋转动力传输给轮轴。特别地，通过在垂直于轮轴的纵向方向上布置电动机以及通过垂直弯曲的连接器连接形成预定角度的电动机的轴和轮轴，将电动机的旋转动力传输给轮轴。在因车辆的布局而使电动机不能在平行于轮轴的横向方向上布置等情况下，这种布置特别有利。此外，根据本发明，电动机在垂直于轮轴的纵向方向上布置，因而可以增大电动车辆布局设计的自由度。

上面已参考本发明的优选实施方式对本发明进行详细说明。然而，本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下还可以进行变换，本发明的保护范围由权利要求及其等价形式确定。

Claims (5)

1.一种用于电动车辆的动力传输装置，所述动力传输装置包括：

在横向方向上布置的轮轴；

在纵向方向上且相对于所述轮轴以预定角度布置的电动机；和

连接器，连接所述轮轴与所述电动机的轴，其中所述轮轴与所述轴以预定角度布置，

所述电动机的旋转动力由此传输给所述轮轴。

2.如权利要求1所述的动力传输装置，其中所述连接器包括：

输入轴，具有整体连接于所述电动机的所述轴的第一端，和具有多个动力输入孔的第二端；

输出轴，具有整体连接于所述轮轴的第一端，和具有多个动力输出孔的第二端；和

多个动力传输杆，每个动力传输杆具有被配置成使得每个杆的第一端可拆卸地插入所述输入轴的动力输入孔中，并且每个杆的第二端可拆卸地插入所述输出轴的动力输出孔中的呈角度的形状。

3.如权利要求2所述的动力传输装置，其中所述电动机的所述轴与所述轮轴之间的角度、所述输入轴与所述输出轴之间的角度，以及每个动力传输杆的角度各为大约90°。

4.如权利要求2所述的动力传输装置，其中所述输入轴与所述输出轴具有圆柱形形状。

5.如权利要求2所述的动力传输装置，其中所述输入轴的所述动力输入孔和所述输出轴的所述动力输出孔具有相同直径和深度。

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