CN105034798B - 电动汽车动力总成 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车驱动技术领域，公开了电动汽车动力总成，包括一个或两个电动机、差速器，所述电动机转子中轴采用空心轴，差速器一侧或两侧输出轴从一个或分别从两个电动机转子中轴内部穿过，电动机转子中轴与差速器壳体连接。本发明采用空心轴作为电动机转子中轴，并将差速器至少一个输出轴装配在转子中轴内，与并排设置电动机与差速器的现有电动汽车动力总成相比，最大的区别在于整合了电动机与差速器，总成总体黄向占用空间小，电动机中轴与差速器输出轴之间无径向剪切力，动力传递过程中动能损失少，传动效率高。

Description

电动汽车动力总成

技术领域

本发明属于汽车驱动领域，涉及汽车动力总成、电机降温技术、电机传动技术以及变速箱技术。

背景技术

电动汽车动力总成，主要包括电动机和差速器，电动机也与差速器之间通过减速齿轮组连接，在现有电动汽车（如特斯拉等品牌汽车）的动力总成中，差速器输出轴与电动机转子中轴平行设置，电动机与差速器并排设置，电动机位于差速器输出轴一侧，占用体积相对较大。电动机转子中轴与差速器通过齿轮组连接。结构复杂，传动效率低。

发明内容

本发明目的在于，针对上述现在电动汽车动力总成体积较大、结构复杂、传动效率低的问题，提出一种体积更小，结构更简单的电动汽车动力总成方案。

本发明为实现上述目的，提供的技术方案是：一种电动汽车动力总成，包括电动机、差速器，所述电动机转子中轴为空心轴，差速器一侧输出轴从电动机转子中轴内部穿过，电动机转子中轴与差速器壳体连接。

本发明动力总成电动机转子中轴采用空心结构设计，并将差速器输出轴与电动机转子中轴同轴设置，差速器输出轴不单独占用横向空间。使动力总成具有更小的体积，集成化程度更高。

具体地，所述电动机前端设齿轮箱，所述差速器设在齿轮箱内，齿轮箱与电动机前端盖密封连接。齿轮箱内腔与电动机转子中轴内腔连通。差速器后侧输出轴向后装配在电动机转子中轴内，差速器后侧输出轴后端从电动机后端盖穿出。差速器前侧输出轴从齿轮箱盖穿出。差速器前、后侧输出轴与电动机后端盖和齿轮箱盖之间通过油封实现液密封。

进一步地，所述电动机转子中轴与差速器壳体的连接可以是直接固定连接，也可以通过具有减速传动比的传动机构间接连接，以实现更大扭矩输出，如减速齿轮组。

优选地，齿轮箱内设置至少一组行星小齿轮，差速器壳体上设置从动齿圈，电动机转子中轴端部设主动齿轮，转子中轴端部主动齿轮与差速器壳体上的从动齿圈通过所述至少一组行星小齿轮啮合联连。

作为改进，为了实现变速功能，可以在从动齿圈内设置具有变速功能的行星齿轮组。

作为改进，为了实现给电动机降温，同时对动力总成内部的齿轮及轴承起流动润滑作用，本发明进一步设计了一套冷却润滑方案，具体地：在电动机后端盖上设与电动机转子中轴内腔连通的进油孔，齿轮箱底部设出油孔。所述进油孔和出油孔通过油管与油泵连接。

作为改进，也可以不采用油泵提供冷却润滑油循环动力，而是直接将进油孔和出油孔通过油管连接，取代油泵的是在电动机转子中轴内壁上设螺旋槽。利用中轴旋转推动冷却润滑油流动，给冷却润滑油提供循环动力。

针对不采用油泵提供冷却润滑油循环动力的另一种替代方案，为了达到更好的循环效果，还可以在转子中轴内部设置专门用于推动冷却润滑油流动的叶片。该方案可以与电动机转子中轴内壁上设螺旋槽的方案结合起来。即，不仅在电动机转子中轴内壁上设螺旋槽，又同时在转子中轴内部设置专门用于推动冷却润滑油流动的叶片。

为了防止冷却润滑油进入电动机内腔，影响转子的旋转，可以在电动机前、后端盖上用于安装转子中轴的轴承座内设置用于封闭转子中轴与轴承座之间间隙的油封。

作为本发明的另一个目的，为了大幅提高动力总成输出功率，以适用于需要更大的输出功率的应用场合，如将动力总成应用于大型客车或越野车等，本发明还提出一种双电机式的动力总成，该动力总成中组合设置两个电动机，两个电动机对称设置在差速器两侧，两个电动机结构相同，均采用空心轴作为转子中轴，差速器两侧输出轴分别从两个电动机的转子中轴内穿过，差速器两侧输出轴的端部分别从两个电动机的后端盖伸出，用于与车轮驱动轴连接。两个电动机的转子中轴前端分别与差速器壳体连接。

具体地，两个电动机同轴且前端相向设置，两个电动机之间为齿轮箱，差速器设置在齿轮箱内。齿轮箱两端分别与两个电动机的前端盖密封连接，齿轮箱内腔分别与两个电动机的转子中轴的内腔连通。差速器第一输出轴装配在第一电动机的中轴内，差速器第一输出轴端部从第一电动机后端盖伸出，差速器第二输出轴装配在第二电动机的中轴内，差速器第二输出轴端部从第二电动机后端盖伸出。差速器两个输出轴与两个电动机的后端盖之间通过油封实现液密封。

与前述单电机动力总成一的样，双电机动力总成的电动转子中轴与差速器壳体的连接可以是直接固定连接，也可以是通过在齿轮箱内设置具有减速传动比的传动机构连接。一般情况下，当车辆对动力总成的输出扭矩要求不高时，可以采用直连式结构，由电控系统控制发动机转速以达到不同的功率输出，以控车辆速度，例如微小型汽车。但是当电机需要较大扭矩以提高加速能力和爬坡能力时，刚需要要差速器与电动机转子中轴之间设减速机构。

前述应用于单电机的动力总成的冷却润滑方案同样适用于双电机结构，可以是单电机油路的简单镜向，即，在两个电机的后端盖上分别设一个与转子中轴内腔连通的进油孔，在齿轮箱底部设一个出油孔，两上进油孔和一个出油孔分别通过油管与油泵连接。或者省略油泵，将两个进油孔分别通过油管与出油孔直接连接，并在两个电动机的转子中轴内壁上分别设旋转方向对称的螺旋槽线，以取代油泵。也可以在一个电动机后端盖上设进油孔，另一个电动机后端盖上设出油孔，进油孔与出油孔通过油管连接到油泵，或者通过油管直接连接，并在两个电动机的转子中轴内壁上设方向相同的螺旋槽线。

本发明采用空心轴作为电动机转子中轴，并将差速器至少一个输出轴装配在转子中轴内，与并排设置电动机与差速器的现有电动汽车动力总成相比，最大的区别在于整合了电动机与差速器，总成总体黄向占用空间小，电动机中轴与差速器输出轴之间无径向剪切力，动力传递过程中动能损失少，传动效率高。

附图说明

图1是本发明电动汽车动力总成一种结构原理示意图。

图2是本发明电动汽车动力总成双电机结构原理示意图。

图3是本发明电动汽车动力总成另一种双电机结构原理示意图。

具体实施方式

参照图1，本图所示为本发明汽车动力总成一种实施方式的简易原理图，该动力总成主要由电动机19和差速器18两大部分组成，差速器18设在电动机前端，电动机转子中轴16采用空心结构设计，空心的转子中轴16前端与差速器壳体5直接固定连接，实现电动机转子中轴到差速器之间的动力传动。差速器后侧输出轴14通过轴承设置在转子中轴16内，差速器后侧输出轴14与转子中轴16轴心同轴。差速器前后两侧输出轴分别用于连接车轮驱动轴。

电动机后端盖10内侧设用于装配电动机转子中轴的轴承座，电动机转子中轴16后端通过轴承装配在轴承座内，电动机转子中轴16与轴承座之间设有油封12。电动机后端盖中间设有轴孔，差速器后侧输出轴14后端从电动机后端盖10的轴孔内伸出，差速器后侧输出轴14与电动机后端盖10之间设油封。电动机转子中轴前端通过轴承装配在电动机前端盖中间的轴承座内，电动机转子中轴与电动机前端盖轴承座之间设油封8。

差速器壳体前端通过轴承装配在齿轮箱盖4内侧的轴承座内，差速器前侧输出轴从齿轮箱盖伸出，差速器前侧输出轴与齿轮箱盖之间设油封7。

电动机后端盖10上转子中轴安装用轴承座底部设有进油孔15，齿轮箱盖底部设出油孔9。进油孔15和出油孔9经油管2与油泵1连接。电动机转子中轴内壁上设螺旋槽11。在油泵作用下，冷却润滑油经油管2从进油孔15进入转子中轴安装座内，然后从转子中轴后端进转子中轴，从转子中轴内腔向前流动，对转子中轴进行冷却降温，冷却润滑油从转子中轴前端进入差速器内部，对差速器齿轮起润滑作用，从差速器流出的冷却润滑液流入齿轮箱体底部，最后从出油孔流出经油管回到油泵形成循环。电动机转子中轴内壁上设置的螺旋槽11起推送冷却润滑油作用，在设置该结构的情况下，也可以省略油泵。

参照图2，本图所示动力总成，组合了两台电动机作为动力总成的动力源。两个电动机分设差速器两侧，两个电动机和差速器三者成一条线设置。单台电动机的结构与图1所示电动机结构相同，差速器两侧输出轴分别穿过两个电动机的空心转子中轴，与图1所示单电机方案相比，主要不同在于：冷却润滑回路有所不同，本例中，冷却润滑油从左侧电动机端盖上的进油孔进入，经该侧电动机转子中轴内部，流动到差速器，差速器壳体采用密填结构（如差速器与电机动间连行星减速齿轮组，则整个齿轮箱采用密封结构），从差速器出来的冷却润滑油进入另一个电动机的转子中轴内，最后从另一个电动机端盖上位于转子中轴安装座底部的出油孔流出。

参照图3，本例属于图2所示双电机动力总成的一种变形，主要区别在于，差速器采用开放式壳体，冷却润滑回路结构有所不同，在本例中，在两个电动机的端盖上各设一个进油孔，在齿轮箱底设出油孔，冷却润滑油分别从动力总成的两侧进入，分别经两个电机的转子中轴内腔流动到差速器内，从差速器壳体上的孔隙31流出进入齿轮箱，最后从齿轮箱底部的出油孔流出形成循环。转子中轴内壁设置螺旋槽线时，可以不使用油泵。

Claims (5)

1.一种电动汽车动力总成，包括电动机、差速器，其特征在于，所述电动机转子中轴为空心轴，差速器一侧输出轴从电动机转子中轴穿过，差速器输出轴与电动机转子中轴同轴，电动机转子中轴与差速器壳体连接；

所述电动机前端设齿轮箱，所述差速器设在齿轮箱内，齿轮箱与电动机前端盖密封连接；齿轮箱内腔与电动机转子中轴内腔连通；差速器后侧输出轴向后装配在电动机转子中轴内，差速器后侧输出轴后端从电动机后端盖穿出；差速器前侧输出轴从齿轮箱盖穿出；差速器前、后侧输出轴与电动机后端盖和齿轮箱盖之间通过油封实现液密封；

在电动机后端盖上设有与电动机转子中轴内腔连通的进油孔，齿轮箱底部设有出油孔，进油孔与出油孔通过油管连接；

在转子中轴内部设置专门用于推动冷却润滑油流动的叶片。

2.根据权利要求1所述的电动汽车动力总成，其特征在于，所述电动机转子中轴与差速器壳体通过具有减速传动比的传动机构间接连接。

3.根据权利要求2所述的电动汽车动力总成，其特征在于，所述传动机构包括与差速器壳体固定连接的从动齿圈、电动机转子中轴端部设置的主动齿轮，转子中轴端部主动齿轮与差速器壳体上的从动齿圈通过至少一组行星小齿轮啮合联接。

4.根据权利要求3所述的电动汽车动力总成，其特征在于，转子中轴端部主动齿轮与差速器壳体上的从动齿圈通过具有变速功能的行星齿轮组联接。

5.根据权利要求1所述的电动汽车动力总成，其特征在于，电动机转子中轴内壁设有螺旋槽线。