CN102658770B - 电驱动桥 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电驱动桥，其包括：桥壳；驱动电机，用于提供驱动车轮的动力；主传动器，其用于匹配驱动电机和车轮转速，包括主传动器主动齿轮；传动凸缘，其用于连接驱动电机和主传动器主动齿轮；轴承，其用于支撑主传动器主动齿轮；以及轴承座，其用于支撑轴承并安设在桥壳上，驱动电机安设在轴承座的外侧。驱动电机还包括，定子机座，其固定于轴承座上；环形定子，由定子机座支撑并定位于轴承座上，其中环形定子的中心位于传动凸缘的旋转轴线上；冷却水套，其用于将环形定子固定在定子机座上，并冷却环形定子；环形转子，其支撑并固定在传动凸缘上，并定位于环形定子外侧，其中环形转子的中心位于传动凸缘的旋转轴线上。

Description

电驱动桥

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及车辆驱动技术领域，具体是指一种电驱动桥，其结构简单、效率高并易于生产。

背景技术

已有的重型车辆的传动系包括变速箱、传动轴和驱动桥，存在着传动效率低的明显缺点，其典型数值为0.82-0.85，不能满足未来5-10年内提出的能耗和排放要求。因此，重型车辆的传动系技术必须得到进一步的发展，开发电驱动桥是这些努力中的一个重要方向。

美国专利US7083015B2和US7350606B2提出了两种采用双轮边电机独立驱动的电驱动桥，将双轮边电机纵向或者横向布置在车轮的附近，桥身结构必须重新设计。由于轮边电机为最高转速12000rpm的高速电机，因此需要匹配两级减速齿轮，其效率与含主传动器和差速器的驱动桥的效率相当。此外，也带来了驱动力独立控制的问题。

美国专利US7028583B2和US7314105B2提出了两种驱动电机布置在驱动桥中部的电驱动桥，所采用的双驱动电机呈纵向或横向布置，通过一个或两个两级减速齿轮减速后再和差速器或不通过差速器后驱动车轮。这两种电驱动桥也存在着上述的类似问题。

因此，还存在着提供一种结构简单、效率高并易于生产的电驱动桥的需求。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中的缺点，提供一种结构简单、效率高并易于生产的电驱动桥。

本发明提供了一种电驱动桥，其包括：桥壳；驱动电机，用于提供驱动车轮的动力；主传动器，其用于匹配驱动电机转速和车轮转速，包括主传动器主动齿轮；传动凸缘，其用于连接所述驱动电机和所述主传动器主动齿轮；轴承，其用于支撑所述主传动器主动齿轮，以及轴承座，其用于支撑所述轴承并安设在所述桥壳上，所述驱动电机安设在所述轴承座的外侧。

本发明的电驱动桥的所述驱动电机还包括：定子机座，其固定于所述轴承座的外侧；环形定子，由所述定子机座支撑并定位于所述轴承座的外侧，其中所述环形定子的中心位于所述传动凸缘的旋转轴线上；冷却水套，其用于将所述环形定子固定在所述定子机座上，并冷却所述环形定子；以及环形转子，其支撑并固定在所述传动凸缘上，并定位于所述环形定子外侧，其中所述环形转子的中心位于所述传动凸缘的旋转轴线上。

根据本发明的电驱动桥，所述轴承座固接在所述的桥壳上，并随着所述桥壳一起跳动，以及所述驱动电机在随着所述轴承座一起跳动时，不会与地面或附近的构件产生碰撞或干涉。

根据本发明的电驱动桥，安装所述定子机座的所述轴承座的外侧与其安装所述轴承的内侧具有足够的同心度。

根据本发明的电驱动桥，车辆行驶时，所述驱动电机工作在电动模式；以及车辆制动时，所述驱动电机工作在回馈发电模式。

根据本发明的电驱动桥，从车辆的发动机传递动力的传动轴与所述环形转子和传动凸缘相连接。

根据本发明的电驱动桥，所述的电驱动桥还包括差速器，所述主传动器通过所述差速器驱动车轮。

本发明的电驱动桥，可在传统驱动桥的基础上，通过添加驱动电机来形成。因此，根据本发明，可以得到一种结构简单、效率高并易于生产的电驱动桥。

附图说明

图1是本发明的一具体实施例的前视示意图；

图2是图1所示的具体实施例的俯视局部剖视示意图；

图2a是图2的局部放大示意图；

图3是本发明的另一具体实施例的具有传动轴的电驱动桥的俯视局部剖视示意图；以及

图3a是图3的局部放大示意图。

图中：1桥壳；2驱动电机；21定子机座；22环形定子；23冷却水套；24环形转子；3发动机；4传动凸缘；6轴承座；7转向横拉杆；8横向稳定杆；9推力杆；10减震器；11气囊；12传动轴。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。应理解，实施例仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制。

图1和图2是本发明的一具体实施例的前视示意图和俯视局部剖视示意图，图2a是图2的局部放大示意图。参考图1、图2和图2a，电驱动桥包括：桥壳1；驱动电机2，用于提供驱动车轮的动力；主传动器（未示出），其用于匹配驱动电机2和车轮的转速，包括主传动器主动齿轮（未示出）；传动凸缘4，其用于连接驱动电机2和主传动器主动齿轮；轴承（未示出），其用于支撑主传动器主动齿轮；以及轴承座6，其用于支撑轴承并安设在所述桥壳1上，所述驱动电机2安设在所述轴承座6的外侧。

驱动电机2包括：定子机座21，其固定于轴承座6的外侧；环形定子22，由定子机座21支撑并定位于轴承座6的外侧，其中环形定子22的中心位于传动凸缘4的旋转轴线上；冷却水套23，其用于将环形定子22固定在定子机座21上，并冷却环形定子22；以及环形转子24，其支撑并固定在传动凸缘4上，并定位于环形定子22的外侧，其中环形转子24的中心位于传动凸缘4的旋转轴线上。

由于电动机的功率密度比内燃机的高，而且输出转矩和转速范围均比内燃机的大，因此，只要驱动电机2具有足够的转矩和功率，则可以取消变速箱。对于包括客车和机场摆渡车在内的重型车辆，车内有大量站立的乘客，因此，不希望出现换档冲击等引起乘客剧烈前倒后仰的状况。驱动电机2具有优良的无级调速特性，因此，非常适用于重型车辆。

对于包括城市公交客车和机场摆渡车在内的重型车辆运行工况分析结果表明，驱动电机2所需的最大输出转矩约为1200-2400Nm，额定输出转矩约为600-1200Nm，最高转速2000-2500rpm。因此，如果取消变速箱，则驱动电机2应提供上述的转矩和转速输出参数。

此外，包括城市公交客车和机场摆渡车在内的重型车辆的主传动器的传动比范围主要在6.1~9.2之间选择，其中，较小的数值对应城市公交客车，较大的数值对应机场摆渡车。显然，选择较大的传动比可以减小对驱动电机2的输出转矩的需求，减小其体积和质量。

对于驱动电机2的分析结果表明，在相同的质量等条件下，外转子电机可以提供比内转子电机大15%的转矩。而且永磁电机比感应电机等其他类型的电机具有更高的效率和功率密度，特别适用于主要在中低速运行的车辆工况，其效率具有92%的最高数值。此外，对于重型车辆，其工作时间长，热负荷大，必须采用水冷电机。因此，优选地，驱动电机2采用外转子水冷永磁电机。

一般地，传统驱动桥还包括：转向横拉杆7；横向稳定杆8；推力杆9；减震器10；以及气囊11。其中，转向横拉杆7用于实现转向功能，横向稳定杆8用于稳定左右车轮，推力杆9用于将地面的驱动力传递到车身上，减震器10用于衰减地面传来的震动，气囊11用于调整车身的高度。电驱动桥的这些零部件和传统驱动桥的相同，可以利用后者的生产线，保证了生产的便利性。

轴承座6固接在桥壳1上，并随着桥壳1一起跳动，以及驱动电机2在随着轴承座6一起跳动时，不会与地面或附近的构件产生碰撞或干涉。在行驶过程中，电驱动桥会由于路面的不平，随车轮一起上下跳动，驱动电机2也随之跳动。为了避免与地面发生碰撞，或者与附件的构件，如推力杆9和减震器10等发生干涉，驱动电机2的外径应不大于某个数值。对现有驱动桥进行的尺寸分析表明，驱动电机2的外径不应大于420mm，也即驱动电机2的最下点应和驱动桥底部的放油孔的位置基本相当。

安装定子机座21的轴承座6的外侧与其安装轴承的内侧具有足够的同心度。驱动电机2的环形转子24和环形定子22之间没有设置专门的轴承，而电机气隙通常在0.75~1mm之间，因此，两者之间的定位精度要求较高。为了保证足够的同轴度，轴承座6的内外侧尺寸应在一次装夹中加工完成，以保证足够的精度。省去单独设置的电机轴承，也简化了结构，提高了传动效率。这也是本发明提出的电驱动桥在安装驱动电机2时，需要对传统驱动桥进行修改设计的唯一零件，因此，极易于生产和制造。

当车辆行驶时，驱动电机2工作在电动模式，驱动电机2的动力通过环形转子24传递到传动凸缘4，通过主传动器和差速器后驱动左右车轮。当车辆制动时，驱动电机2工作在回馈发电模式，回收车辆动能。制动时，前轮的制动力更大，即如果驱动电机2与前轮相连接，可以回收更多的制动能量。此外，制动器的磨损将大大降低，减少了维护的费用和工作量。

本发明的电驱动桥，还可用于构成混合动力系统，用于混合动力车辆或可外接充电混合动力汽车。参考图3和图3a，本发明的另一具体实施例中，传递发动机3的动力的传动轴12与所述环形转子24和传动凸缘4相连接，因此，发动机3的动力也可以通过主传动器和差速器后驱动左右车轮。

因此，根据本发明，可以得到一种结构简单、效率高并易于生产的电驱动桥。

本发明并不局限于上述实施例，而是覆盖在不脱离本发明的精神和范围的情况下所进行的所有改变和修改。这些改变和修改不应被认为是脱离了本发明的精神和范围，并且所有诸如对于本领域技术人员来说显而易见的修改均应被包括在所附权利要求的范围内。

Claims (6)

1.一种电驱动桥，其用于重型车辆，包括：

桥壳；

驱动电机，用于提供驱动车轮的动力；

主传动器，其用于匹配所述驱动电机和车轮转速，包括主传动器主动齿轮；

传动凸缘，其用于连接所述驱动电机和所述主传动器主动齿轮；

轴承，其用于支撑所述主传动器主动齿轮，以及

轴承座，其用于支撑所述轴承并安设在所述桥壳上，其特征在于，

所述驱动电机同轴安设在所述轴承座的径向外侧；所述驱动电机省去单独设置的电机轴承；

所述驱动电机包括：

定子机座，其固定于所述的轴承座的径向外侧；

环形定子，由所述定子机座支撑并定位于所述轴承座的径向外侧，其中所述环形定子的中心位于所述传动凸缘的旋转轴线上；

冷却水套，其用于将所述环形定子固定在所述定子机座上，并冷却所述环形定子；

环形转子，其支撑并固定在所述传动凸缘上，并定位于所述环形定子径向外侧，其中所述环形转子的中心位于所述传动凸缘的旋转轴线上；以及

所述传动凸缘的旋转轴线垂直于车轮轴线。

2.根据权利要求1所述的电驱动桥，其特征在于，

从车辆的发动机传递动力的传动轴与所述环形转子和传动凸缘相连接。

3.根据权利要求1所述的电驱动桥，其特征在于，

所述轴承座固接在所述的桥壳上，并随着桥壳一起跳动，以及

所述驱动电机在随着所述轴承座一起跳动时，不会与地面或附近的构件产生碰撞或干涉。

4.根据权利要求1所述的电驱动桥，其特征在于，

安装所述定子机座的所述轴承座的外侧与其安装轴承的内侧具有足够的同心度。

5.根据权利要求1所述的电驱动桥，其特征在于，

车辆行驶时，所述驱动电机工作在电动模式；以及

车辆制动时，所述驱动电机工作在回馈发电模式。

6.根据权利要求1所述的电驱动桥，其特征在于，

所述的电驱动桥还包括差速器，所述主传动器通过所述差速器驱动车轮。