CN103057389A - 电动汽车动力集成机构以及电动汽车 - Google Patents

Abstract

电动汽车动力集成机构，其中，该电动汽车动力集成机构包括集成机构支架(7)，该集成机构支架上安装有电机(1)和至少一种车用受驱旋转工作设备，所述电机的输出轴上安装有主动带轮，各个车用受驱旋转工作设备的旋转轴上分别安装有各自的从动带轮，所述主动带轮和各个从动带轮位于同一平面上并安装有传动皮带(18)。此外，本发明还提供了一种具有所述动力集成机构的电动汽车。本发明的电动汽车动力集成机构具有高度集成的模块化结构，其能够通过一个电机有效地实现单对多的动力输出，从而改善电动汽车的整体布置，使得电动汽车的整体重量减小。此外，本发明的电动汽车动力集成机构结构简单，结构紧凑，简化了汽车驾驶过程中的控制操作。

Description

电动汽车动力集成机构以及电动汽车

技术领域

本发明涉及电动汽车动力机构，具体地，涉及一种电动汽车动力集成机构，该电动汽车动机集成机构用于将电机的动力分配到空气压缩机、空调压缩机、转向泵和冷却水泵等车用受驱旋转工作设备。此外，本发明还涉及一种包括上述电动汽车动力集成机构的电动汽车。

背景技术

汽车技术的发展日新月异，传统的燃料动力汽车已经逐渐发展成为混合动力汽车以及电动汽车。

在传统的燃料动力汽车上，用于制动助力的空气压缩机、用于空调制冷的空调压缩机、用于转向助力的转向泵以及用于驱动冷却液循环的冷却水泵等一般可以直接或间接地通过内燃机输出的动力驱动。但是，在日渐普及的纯电动车上如何实现车辆的制动助力、空调制冷、转向助力和冷却液的循环等功能，一直是电动车开发中所要解决的一个重要问题。

现有技术方案分别给空气压缩机、空调压缩机、转向泵和冷却水泵等安排一个电机来实现单独各项功能，但是由于电机成本比较高，而且这种比较分散的动力分配结构不利于整车布置，使得整车布置凌乱，不利于减轻整车的重量。同时，由于采用的电机较多，汽车在使用过程中，噪声、振动等均较大，不利于改善汽车NVH性能(即噪声、振动和声振粗糙度性能)。

实际上，上述空气压缩机、空调压缩机、转向泵和冷却水泵等所需的动力均不大，通过一个电机已经能够满足其需要的动力总和。因此，在技术上设计出一种电动汽车动力集成机构，以能够实现单对多的动力输出是完全可行的，这样能够减少电机数量，降低成本，使整个机构更紧凑，从而有利于整车的总布置，并且简化汽车驾驶过程中的控制操作。但是，在设计该电动汽车动力集成机构时，存在三个比较难于解决的技术难题：第一，通过何种类型的传动形式来实现单对多的动力输出，同时又能保证空气压缩机、空调压缩机、转向泵和冷却水泵等获得所需的转速；第二，在单对多的动力输出机构中，也就是说单个的电机同时驱动多个设备运转的传动机构中，如何实现传动机构的适当调节，例如如果在所述电动汽车动力集成机构中选择齿轮系作为传动机构，一旦齿轮系中的某一个齿轮出现咬齿或卡死等问题时，不但使得整个集成动力机构无法工作，而且根本无法方便地调节；第三，在该高度集成的动力集成机构上集中有多个振动源(例如空气压缩机、空调压缩机、转向泵和冷却水泵等)情形下，如何实现减振功能。

上述技术难题已经成为电动汽车发展的瓶颈，本领域技术人员在无法解决的情况下，只能选择现有技术方案中的分散式动力分配方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电动汽车动力集成机构，该电动汽车动力集成机构具有高度集成的结构，气能够通过一个电机有效地实现单对多的动力输出，从而改善电动汽车的整体布置，降低汽车的整体重量。

此外，本发明进一步所要解决的技术问题是提供一种电动汽车，该电动汽车具有高度集成化的动力分配机构，从而整车布置状况良好，工作可靠。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种电动汽车动力集成机构，其中，该电动汽车动力集成机构包括集成机构支架，该集成机构支架上安装有电机和至少一种车用受驱旋转工作设备，所述电机的输出轴上安装有主动带轮，各个所述车用受驱旋转工作设备的旋转轴上分别安装有各自的从动带轮，所述主动带轮和各个所述从动带轮位于同一平面上并安装有传动皮带。

具体地，所述至少一种车用受驱旋转工作设备包括空调压缩机、空气压缩机、转向泵以及冷却水泵。

可选择地，所述集成机构支架上还安装有转向泵，所述至少一种车用受驱旋转工作设备包括空调压缩机、空气压缩机和冷却水泵，所述转向泵邻近于所述空气压缩机设置，并且该转向泵的旋转轴连接于所述空气压缩机的旋转轴以通过该空气压缩机驱动。

优选地，所述电动汽车集成动力机构还包括用于调节所述传动皮带张紧度的皮带张紧装置。

进一步优选地，所述皮带张紧装置包括调节螺杆、所述冷却水泵以及位于该冷却水泵上方的张紧支架，该张紧支架固定到所述集成机构支架上，所述冷却水泵的两侧上分别固定有具有第一引导槽的第一引导支架和具有第二引导槽的第二引导支架，所述集成机构支架上设有分别与该第一引导槽和第二引导槽滑动配合的第一销轴和第二销轴，所述第二引导支架铰接于所述调节螺杆的下端，该调节螺杆的上端穿过所述张紧支架上的槽孔并通过调节螺母紧固。

更优选地，所述第一引导槽和第二引导槽均为弧形槽。

优选地，所述电机和空气压缩机还分别通过电机后支架和空气压缩机后支架固定到所述集成机构支架上。

作为一种优选方案，所述集成机构支架的底部支撑位置上分别设有用于安装到车架上的悬置安装总成，每个所述悬置安装总成包括弹性软垫。

更优选地，每个所述弹性软垫的下方还设置有中空的波纹形弹性管，该波纹形弹性管的上、下管口成形为曲折通道，以使得该波纹形弹性管在受到压缩时内部空气缓慢排出。

在上述技术方案的基础上，本发明还提供一种电动汽车，其中，该电动汽车包括本发明上述的电动汽车集成动力机构，该电动汽车集成动力机构安装到所述电动汽车的车架上。

通过上述技术方案，本发明的电动汽车动力集成机构具有高度集成的模块化结构，其能够通过一个电机有效地实现单对多的动力输出，因此无需采用分散的动力分配结构，从而改善电动汽车的整体布置，并通过独特的悬置安装总成提高电动汽车的NVH性能，同时由于减少了电机数量，因此能够使得电动汽车的整体重量减小。此外，本发明的电动汽车动力集成机构结构简单，适用性强，零部件总成互换性好，结构紧凑，从而降低了成本，并提高了汽车性能的可靠性，简化了汽车驾驶过程中的控制操作。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

下列附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，其与下述的具体实施方式一起用于解释本发明，但本发明的保护范围并不局限于下述附图及具体实施方式。在附图中：

图1是本发明具体实施方式的电动汽车动力集成机构从一个角度观察的立体示意图。

图2是图1所示的电动汽车动力集成机构从另一个角度观察的立体示意图。

附图标记说明：

1电机；            2空调压缩机；

3空气压缩机；      4转向泵；

5冷却水泵；        6悬置安装总成；

7集成机构支架；    8电机后支架；

9空气压缩机后支架；10张紧支架；

11调节螺杆；       12第一引导支架；

13第一引导槽；     14第一销轴；

15第二引导支架；16第二引导槽；

17第二销轴；    18传动皮带。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

首先需要说明的是，在本发明的以下描述中，涉及的一些方位词，例如“上”、“下”等均按照电动汽车的正常方位所通常具有的含义，即在将本发明的电动汽车动力总成机构安装到车架上后，按照汽车通常方位所具有的含义。

参见图1和图2所示，本发明的电动汽车动力集成机构包括集成机构支架7，该集成机构支架7上安装有电机1、空调压缩机2、空气压缩机3、转向泵4以及冷却水泵5，其中电机1的输出轴上安装有主动带轮，空调压缩机2、空气压缩机3和冷却水泵5的旋转轴上分别安装有从动带轮，所述主动带轮和各个所述从动带轮位于同一平面上并安装有传动皮带18。也就是说，本发明的电动汽车动力集成机构由单个的电机1通过皮带传动来驱动多个设备运转。在此需要说明的是，上述传动皮带18的环绕形式可以有多种，本领域技术人员在本发明技术构思的范围内，可以通过多种熟知的环绕形式实现通过单个的电机1经由传动皮带18来驱动多个设备运转。

此外，在图1和图2所示的具体实施方式中，转向泵4并不由电机1通过传动皮带18直接驱动，而是由电机1间接驱动，这属于本发明考虑到转向、制动实际驾驶情况的一个优选形式。具体地，由于汽车在转向时一般需要同时制动，因此转向与制动往往是同时操作的，因此本发明的转向泵5设置为邻近于空气压缩机3，该转向泵5的旋转轴与空气压缩机3的旋转轴之间设有齿轮传动机构或者联轴器等，从而由空气压缩机3的旋转轴驱动。

图1和图2所示的具体实施方式是充分考虑了电动车实际使用状况，具体地，首先，动力集成支架1作为本发明动力集成机构的骨架，用于安装电机1、空调压缩机2、空气压缩机3、转向泵4、冷却水泵5等，这是形成高度集成的动力机构所需要的；其次，在电机1输出的动力传递上，空调压缩机2用于空调冷却液的压缩，在汽车行驶时一般均需要运转，只要电机1工作，该空调压缩机2就运转，该空调压缩机2由电机通过传动皮带18直接驱动；再次，空气压缩机3用于压缩空气，以提供制动助力所需高压气体，在制动助力系统中设有相应的阀门来控制高压气体的通断，该空气压缩机3也由电机1直接驱动，但对于转向泵4而言，图1和图2的优选方式将其安装在空气压缩机3附近，通过空气压缩机的旋转轴带动，以用于为转向系统提供转向助力，这主要是考虑到汽车转向时一般会同时制动，因此将转向泵布置为由空气压缩机3驱动，即由电机1间接驱动；最后，冷却水泵5主要用于为电机、控制器、水冷式动力电池等的冷却系统提供冷却水，其在汽车行驶时一般需要时刻保持运转，其由电机1直接驱动。

由上可以看出，本发明的动力集成机构的主要技术构思在于通过集成机构支架7集成安装电动汽车运转时所需要的多个车用受驱旋转工作设备，并由电机1通过传动皮带18直接驱动。上述转向泵4的间接驱动形式仅属于一种考虑到汽车驾驶情况的优选形式，而在本发明的技术构思范围，上述转向泵4显然也可以采用直接驱动形式，例如在其旋转轴上安装一个带轮而由电机1直接驱动，这当然也是可以的。此外，需要明确的是，图1和图2中集成机构支架7上安装有空调压缩机2、空气压缩机3、转向泵4、冷却水泵5，但是本发明并不限于此，根据电动汽车采用的零部件的不同，集成机构支架7上安装的设备数量可以根据情况增减，但一般而言，空调压缩机2、空气压缩机3、转向泵4、冷却水泵5等是需要的，电动汽车上通常是需要这些设备的，这些设备通过旋转工作来驱动相应的执行机构运转，因此可以统称为车用受驱旋转工作设备。但是需要注意的是，如上所述，转向泵5的受驱形式可以具有两种形式，其可以由电机直接驱动，在此情形下，其与一般的车用受驱旋转工作设备相同，因此此时应当包含在本发明的车用受驱旋转工作设备范围内。但是，转向泵5也可以采用图1所示形式，在此情形下，由于其受驱形式的特殊性，相应地应在表述上将其排除在车用受驱旋转工作设备范围之外，以构成一种独立的优选实施形式。

另外，在上述实施方式中，电机的转速与空调压缩机2、空气压缩机3、转向泵4、冷却水泵5所需的转速是不同的，这一点可以通过设计各个带轮的外径来实现速比配置，即通过各个带轮与主动带轮的直径比来实现转速比配置，这显然是容易理解的，由于传动皮带18上各个位置的移动速度是相同的，即各个带轮的线速度相同，在此情形下，通过设置各个带轮的直径，显然可以获得不同的角速度，从而获得所需的转速，以满足各个设备的工作需要，因此本发明的技术方案能够有效的实现速比配置。

电机1通过传动皮带18直接驱动空调压缩机2、空气压缩机3、冷却水泵5等，在实际使用过程中，不可以避免地会出现动力传递不良等状况，在此情形下，需要设置相应的皮带张紧装置，以能够根据动力传递的状况来调节传动皮带18的张紧度，确保动力传递的可靠性。皮带张紧装置可以采用多种公知的张紧机构，例如皮带张紧辊等。为了使得本发明的集成动力机构结构更精简，本发明采用独特的皮带张紧装置，参见图1和图2所示，优选地，所述皮带张紧装置包括本发明的冷却水泵5、调节螺杆11和位于冷却水泵5上方的张紧支架10。具体地，张紧支架10固定到所述集成机构支架7上，冷却水泵5的两侧上分别固定有第一引导支架12和第二引导支架15，该第一引导支架12和第二引导支架15上分别形成有第一引导槽13和第二引导槽16，所述集成机构支架7上设有分别与所述第一引导槽13和第二引导槽16滑动配合的第一销轴14和第二销轴17，所述第二引导支架15铰接于调节螺杆11的下端，该调节螺杆11的上端穿过张紧支架10上的槽孔，并通过调节螺母固定。这样，通过调节调节螺母，可以使得调节螺杆11沿着张紧支架10的槽孔移动，从而拉动第二引导支架15上下移动，第一引导支架12和第二引导支架15通过第一引导槽13和第二引导槽16内第一销轴14和第二销轴17支撑引导而平稳上下小幅度移动，从而带动冷却水泵5移动，进而通过冷却水泵5的旋转轴上的带轮实现传动皮带18的张紧。优选地，第一引导槽13和第二引导槽16均为弧形槽，这样在运动时能够更顺畅平稳。这种位置能够调节的冷却水泵5由于存在三点定位(即第一销轴14、第二销轴17以及调节螺杆11的下端铰接点)，因此在运转时时比较平稳的。

在上述技术方案的基础上，为了缓解振动，进一步地，本发明的动力集成机构还包括独创性的悬置安装总成6。具体地，所述集成机构支架7的底部支撑位置设有悬置安装总成，每个悬置安装总成6包括弹性软垫(例如弹性橡胶软垫)，这样在将本发明的动力集成机构安装到车架上后，通过弹性软垫的减振吸振作用，可以起到较好的减振效果。更独特地，每个弹性软垫的下方还设置有中空的波纹形弹性管，该波纹形弹性管的上下管口成形为曲折通道，以使得该波纹形弹性管受到压缩时内部空气缓慢排出。这已经在试验中得到了验证，通过本发明的上述减振结构，能够获得显著的减振效果。尤其是上述波纹形弹性管的独特设计，在振动较大以致弹性软垫变形加剧、无法有效减振时，该波纹形弹性管参与减振，首先其自身的弹性能够缓解吸收振动，同时其内部的空气在其未压缩时已经吸入其内部，一旦受到压缩，空气不能顺畅地排出，从而能够借助于空气起到双重的吸振减振作用，从而获得显著优良的减振效果。

此外，优选地，为了安装的稳定性更好，电机1还通过电机后支架8固定到集成机构支架7上，以稳定地支撑电机1；空气压缩机3通过件空气压缩机后支架9固定到集成机构支架7上，以固定支撑空气压缩机3和转向泵4。

在本发明的上述电动汽车集成动力机构的基础上，本发明还提供一种电动汽车，该电动汽车包括上述电动汽车集成动力机构，该电动汽车集成动力机构安装到所述电动汽车的车架上。显然地，由于通过本发明的高度集成的电动汽车动力集成机构，使得该电动车的整体布置更加合理，避免了现有技术散乱无章的分散式动力分配结构，同时减振效果更好，具有改善的NVH性能，并且由于采用的电机数量减少，因此整车重量降低。

以下简略描述本发明的电动汽车动力集成机构的工作过程，具体地，电机1通过传动皮带18将动力分配到空调压缩机2、空气压缩机3、冷却水泵5等的从动带轮上，通过主动带轮和各个从动带轮的轮径比实现速比配置，此外，空气压缩机3的旋转轴带动转向泵4工作，两者之间可以通过齿轮机构、链条机构、带传动机构实现传动，从而保证了各个设备的正常工作。各个设备的运转产生的振动经由悬置安装总成传递到车架上，通过悬置安装总成中的弹性软垫、波纹形弹性管、波纹形弹性管内的空气三重吸振减振，振动能量已经吸收缓解得微乎其微，因此传递到车架上的振动能量较小，从而振动、噪声均比较微弱。在某一设备，例如空气压缩机的动力传递状况不理想时，例如打滑，可以通过包括所述冷却水泵5的皮带张紧装置来调节传动皮带的张紧度，从而实现有效的动力传递，并且不会影响到其他设备的正常工作。

由上描述可以看出，本发明的电动汽车动力集成机构具有高度集成的模块化结构，其能够通过一个电机有效地实现单对多的动力输出，因此无需采用分散的动力分配结构，从而改善了电动汽车的整体布置，并通过独特的悬置安装总成提高电动汽车的NVH性能，同时由于其减少了电机数量，因此能够使得电动汽车的整体重量减小。此外，本发明的电动汽车动力集成机构结构简单，适用性强，零部件总成互换性好，结构紧凑，降低了成本，并提高了汽车性能的可靠性，简化了汽车驾驶过程中的控制操作。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。例如，所述集成机构支架7上除了安装有上述设备之外，还可以加装其它设备，例如客车上用于驱动车门液压缸的车门液压泵，该车门液压泵同样可以通过电机1驱动。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.电动汽车动力集成机构，其中，该电动汽车动力集成机构包括集成机构支架(7)，该集成机构支架上安装有电机(1)和至少一种车用受驱旋转工作设备，所述电机的输出轴上安装有主动带轮，各个所述车用受驱旋转工作设备的旋转轴上分别安装有各自的从动带轮，所述主动带轮和各个所述从动带轮位于同一平面上并安装有传动皮带(18)。

2.根据权利要求1所述的电动汽车动力集成机构，其中，所述至少一种车用受驱旋转工作设备包括空调压缩机(2)、空气压缩机(3)、转向泵(4)以及冷却水泵(5)。

3.根据权利要求1所述的电动汽车动力集成机构，其中，所述集成机构支架(7)上还安装有转向泵(4)，所述至少一种车用受驱旋转工作设备包括空调压缩机(2)、空气压缩机(3)和冷却水泵(5)，所述转向泵(4)邻近于所述空气压缩机(3)设置，并且该转向泵(4)的旋转轴连接于所述空气压缩机(3)的旋转轴以通过该空气压缩机驱动。

4.根据权利要求2或3所述的电动汽车动力集成机构，其中，所述电动汽车集成动力机构还包括用于调节所述传动皮带(18)张紧度的皮带张紧装置。

5.根据权利要求4所述的电动汽车动力集成机构，其中，所述皮带张紧装置包括调节螺杆(11)、所述冷却水泵(5)以及位于该冷却水泵上方的张紧支架(10)，该张紧支架固定到所述集成机构支架(7)上，所述冷却水泵的两侧上分别固定有具有第一引导槽(13)的第一引导支架(12)和具有第二引导槽(16)的第二引导支架(15)，所述集成机构支架上设有分别与该第一引导槽和第二引导槽滑动配合的第一销轴(14)和第二销轴(17)，所述第二引导支架(15)铰接于所述调节螺杆(11)的下端，该调节螺杆的上端穿过所述张紧支架(10)上的槽孔并通过调节螺母紧固。

6.根据权利要求5所述的电动汽车动力集成机构，其中，所述第一引导槽(13)和第二引导槽(16)均为弧形槽。

7.根据权利要求2或3所述的电动汽车动力集成机构，其中，所述电机(1)和空气压缩机(3)还分别通过电机后支架(8)和空气压缩机后支架(9)固定到所述集成机构支架(7)上。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的电动汽车动力集成机构，其中，所述集成机构支架(7)的底部支撑位置上分别设有用于安装到车架上的悬置安装总成(6)，每个所述悬置安装总成(6)包括弹性软垫。

9.根据权利要求8所述的电动汽车动力集成机构，其中，每个所述弹性软垫的下方还设置有中空的波纹形弹性管，该波纹形弹性管的上、下管口成形为曲折通道，以使得该波纹形弹性管在受到压缩时内部空气缓慢排出。

10.电动汽车，其中，该电动汽车包括根据权利要求1至9中任一项所述的电动汽车集成动力机构，该电动汽车集成动力机构安装到所述电动汽车的车架上。

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