CN107709147B - 电动车辆以及用于电动车辆的驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于电动车辆的驱动系统。该驱动系统包括：包括第一输出轴的马达以及包括能够被附接到该电动车辆的车轮上的第二输出轴的齿轮箱。该第一输出轴能够通过该齿轮箱的齿轮的接合而驱动该第二输出轴旋转。该第一输出轴是中空的，并且该第二输出轴延伸穿过该第一输出轴使得该第二输出轴与该第一输出轴同轴地布置。本发明还提供了一种包括该驱动系统的电动车辆。根据本发明，可以改进电动车辆的平衡性、通过能力、以及视觉外观。

Description

电动车辆以及用于电动车辆的驱动系统
技术领域
本发明涉及一种电动车辆、尤其涉及用于电动车辆的驱动系统。
背景技术
随着越来越重的环境污染，人们越来越注意环境保护。电动车辆使用或主要使用电力来驱动其车轮旋转。因此，所预期的是在不久的将来将更广泛地使用电动车辆，因为这些电动车辆比传统车辆更环境友好。常见地用于电动车辆的驱动系统总体上包括马达和齿轮箱。具体地，马达借助于齿轮箱来驱动电动车辆的车轮。
众所周知的是存在两种常见的用于电动车辆的驱动系统：行星齿轮轮内驱动系统和近轮驱动系统。在行星齿轮轮内驱动系统中，马达和齿轮箱都被布置在电动车辆的车轮的轮辋内部，并且齿轮箱的齿轮被布置在马达的输出轴周围。在近轮驱动系统中，马达和齿轮箱都被布置在电动车辆的车轮的轮辋外部，并且马达被布置成与齿轮箱偏置。与近轮驱动系统相比，行星齿轮轮内驱动系统由于将马达和齿轮箱布置在同一壳体中而具有紧凑的尺寸，并且由于关于马达的输出轴对称地分配齿轮箱的齿轮的重量而具有良好的平衡性。近轮驱动系统可以由于冷却性能改进而产生较大的功率密度并且实现高效率。近轮驱动系统由于其较大的功率密度通常被选择成用于高功率车辆。然而，在现有的近轮驱动系统中，马达和齿轮箱被布置成彼此偏置使得近轮驱动系统的以及由此车辆的平衡性是非常不好的，这还导致了控制车辆的困难和乘坐舒适性的下降。另外，在近轮驱动系统中，马达和齿轮箱基本上突出车轮外部，这不利地影响车辆的通过能力和视觉外观。由于马达尺寸大，这些问题对于具有较大的功率密度的近轮驱动系统是更显著的，尤其对于被设计成用于电动摩托车(也被称为电动踏板摩托车)的近轮驱动系统。
因此，需要对现有的用于电动车辆的驱动系统作出改进。
发明内容
本发明的目的是克服现有的用于电动车辆的驱动系统的上述缺点中的至少一个缺点。为此，本发明提供了一种用于电动车辆的驱动系统，该驱动系统基本上改进了电动车辆的平衡性、通过能力、以及视觉外观。
根据本发明的方面，提供了一种用于电动车辆的驱动系统，该驱动系统包括：
包括第一输出轴的马达；以及
包括能够被附接到该电动车辆的车轮上的第二输出轴的齿轮箱，该第一输出轴能够通过该齿轮箱的多个齿轮的接合而驱动该第二输出轴旋转；
其中，该第一输出轴是中空的，并且该第二输出轴延伸穿过该第一输出轴使得该第二输出轴与该第一输出轴同轴地布置。
优选地，该马达还包括：马达壳体、固定地布置在该马达壳体内的定子、以及可旋转地布置在由该定子限定的中央空间内的转子，该第一输出轴被固定到该转子上并且由该马达壳体可旋转地支撑从而能够随着该转子旋转。
优选地，该齿轮箱包括：齿轮箱壳体、相互接合的至少两个齿轮对、以及由该齿轮箱壳体可旋转地支撑的至少一个传动轴，该第一输出轴延伸到该齿轮箱壳体中，使得：该至少两个齿轮对的第一齿轮对的具有较小直径的齿轮被固定到该第一输出轴上，该至少两个齿轮对的最后的齿轮对的具有较大直径的齿轮被固定到可旋转地支撑的该第二输出轴上，并且该至少两个齿轮对的其他齿轮被固定到该至少一个传动轴上。
优选地，该马达包括具有主体和被附接到该主体上的端盖的马达壳体，该齿轮箱包括具有主体和被附接到该主体上的端盖的齿轮箱壳体，并且该马达壳体的该主体与该齿轮箱壳体的该主体形成整体单元或整体件。
优选地，该第二输出轴被配置成用于借助于适配器来附接到该车轮的轮辋上，该轮辋和该齿轮箱被定位在该马达的两侧上使得当该驱动系统被附接到该轮辋上时该马达至少部分地被定位在由该轮辋限定的空间内。
优选地，该轮辋被设计成使得该马达的大部分被定位在由该轮辋限定的该空间内。
优选地，在该齿轮箱上形成了用于将该驱动系统附接到该电动车辆的车架上的附接点。
根据本发明的另一个方面，提供了一种包括所述驱动系统的电动车辆。
优选地，该电动车辆是电动摩托车或电动汽车。
在参考附图考虑以下描述及所附权利要求书(所有这些形成此说明书的一部分)之后将更明白本发明的这些及其他目标、特征及特性，以及相关结构元件及零件组合的操作方法及功能及制造经济性，在附图中相似参考数字在这些不同图中指明对应零件。然而，应当清楚地理解，这些附图仅仅是出于图解和说明的目的，而不意图限定本发明的界限。
附图说明
图1是示意性地示出了根据本发明的优选实施例的用于电动车辆的驱动系统被安装到电动车辆的车轮上的侧视图。
图2是图1中所示的驱动系统的底视图。
图3是沿图1的线3-3的截面视图。
图4和图5是示意性地示出了用于将车轮和驱动系统附接到电动车辆的车架上的摆动臂被附接到图1中所示的驱动系统上的透视图。
具体实施方式
参照以下说明性实例对本发明的优选实施例进行详细描述。对于本领域技术人员而言，应理解的是实施例仅用于说明性目的并且不应被解释成限制本发明。
图1是示意性地示出了根据本发明的优选实施例的电动车辆的驱动系统被安装到该电动车辆的车轮上的侧视图，图2是图1中所示的驱动系统的底视图，并且图3是沿图1的线3-3的截面视图。如在图1至图3中所示的，根据本发明的优选实施例的用于电动车辆的驱动系统1包括马达3，该马达具有：马达壳体5、固定地布置在马达壳体5内的定子7、可旋转地布置在马达壳体5内的转子9、以及能够随着转子9旋转的第一输出轴11。马达壳体5包括主体5a和被附接到主体5a上的端盖5b。定子7包括定子芯7a和被缠绕在定子芯7a上的定子绕组7b。第一输出轴11是中空的、居中地延伸穿过转子9、并且被固定到转子9上。第一输出轴11在两端分别由布置在马达壳体5的主体5a和端盖5b中的第一轴承对13a、13b可旋转地支撑，使得固定地安装到第一输出轴11上的转子9可旋转地布置在由定子7限定的中央空间内。
根据本发明的优选实施例的用于电动车辆的驱动系统1还包括齿轮箱17，该齿轮箱具有：齿轮箱壳体19，相互接合的第一齿轮对21a、21b，相互接合的第二齿轮对23a、23b，传动轴25，以及第二输出轴27。所述齿轮对中的各个齿轮具有不同的直径以减小第二输出轴27的旋转速度。齿轮箱壳体19包括主体19a和被附接到主体19a上的端盖19b。马达3的第一输出轴11延伸到齿轮箱壳体19中使得第一齿轮对21a、21b的具有较小直径的齿轮21a被固定到马达3的第一输出轴11上。第一齿轮对21a、21b的具有较大直径的齿轮21b被固定到传动轴25上，该传动轴在两端分别由布置在齿轮箱壳体19的主体19a和端盖19b中的第二轴承对29a、29b可旋转地支撑。第二齿轮对23a、23b的具有较小直径的齿轮23a也被固定到传动轴25上。齿轮箱17的第二输出轴27延伸穿过马达3的中空的第一输出轴11使得齿轮箱17的第二输出轴27与第一输出轴11同轴地布置。第二输出轴27在两端分别由布置在马达壳体5的端盖5b中和齿轮箱壳体19的端盖19b中的第三轴承对31a、31b可旋转地支撑。第二齿轮对23a、23b的具有较大直径的齿轮23b被固定到第二输出轴27的第一端27a上。第二输出轴27的与第一端27a相反的第二端27b由马达3的第一输出轴11突出。
第二输出轴27的第二端27b可以被附接到该电动车辆的车轮33上。车轮33包括轮辋35和围绕轮辋33安装的轮胎37。第二输出轴27的第二端27b借助于适配器39而固定地附接到轮辋35上。盘式制动器41可以被安装到适配器39上以通过用制动夹钳(在附图中未示出)夹紧盘式制动器41使车轮33停止。应理解的是，盘式制动器41可以用鼓式制动器或其他制动系统来代替。
尽管马达壳体5和齿轮箱壳体19可以彼此分开地形成并且然后被组装在一起，但优选的是：使马达壳体5的主体5a和齿轮箱壳体19的主体19a形成整体单元或整体件以简化组装过程并减少材料和成本。另外，在优选实施例中，齿轮箱17被示出为包括两级的减速齿轮组。应理解的是，可以使用多于两级的减速齿轮组。第一齿轮对21a、21b和第二齿轮对23a、23b可以是任何可用的齿轮对，例如斜齿轮对。
图4和图5是示意性地示出了用于将车轮和驱动系统附接到电动车辆的车架上的摆动臂被附接到图1中所示的驱动系统上的透视图。在图4和图5的实例中，车轮和驱动系统被示出为附接到电动摩托车的车架(在附图中未示出)上。用于将车轮和驱动系统附接到电动车辆的车架上的摆动臂45是叉形的。叉形的摆动臂45的后端在一侧被附接到在齿轮箱17上形成的附接点43上并且在另一侧借助于支撑轴承(在附图中不可见)被附接到第二输出轴27上。叉形的摆动臂45的前端可以被附接到该机动车辆的车架上。减振器47可以被布置在叉形的摆动臂45与电动车辆的车架之间以便在车辆行进过程中减弱振动。应理解的是，根据本发明的用于电动车辆的驱动系统可被应用于除电动摩托车之外的电动车辆，例如电动汽车。
将对根据本发明的用于电动车辆的驱动系统1的运行进行详细说明。当电流被供应给马达3时，马达3的第一输出轴11随着转子9旋转。马达3的第一输出轴11借助于第一齿轮对21a、21b的接合驱动传动轴25旋转。传动轴25借助于第二齿轮对23a、23b的接合进一步驱动第二输出轴27旋转。被固定地附接到轮辋35上的第二输出轴27进一步驱动电动车辆的车轮33，由此最终驱动电动车辆在道路上行驶。
如图3中所示的，齿轮箱17的第二输出轴27延伸穿过马达3的第一输出轴11使得车轮33和齿轮箱17被定位在马达3的两侧上，这样实现了对被附接到电动车辆的车轮上的驱动系统1的重量的更均匀并且更对称的分配，由此基本上改进了驱动系统以及因此电动车辆的平衡性。马达3至少部分地被定位在由轮辋限定的空间内，这样减小了装配有根据本发明的驱动系统的电动车辆的尺寸，由此改进了电动车辆的通过能力和视觉外观。甚至对于具有大的功率密度和增大的尺寸的驱动系统而言，驱动系统的马达的大部分也可以通过设计轮辋的形状而被定位在由轮辋所限定的空间内。
虽然在附图和上文描述中详细展示并描述了本发明，但是这样的展示和描述被考虑为展示性或示例性的并且不是限制性的。本发明不局限于所披露的实施例。通过研究附图、披露内容、和从属权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的本发明时可以理解并实现所披露的实施例的其他变体。
在权利要求中，词语“包括”不排除其他元素或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以满足权利要求中引用的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中引用某些措施的这种单纯事实并不指示不能有利地使用这些措施的组合。在权利要求书中的任何参考号都不应被解释为对范围进行限制。

Claims (10)

1.一种用于电动车辆的驱动系统(1)，该驱动系统包括：
包括第一输出轴(11)的马达(3)，以及
包括能够被附接到该电动车辆的车轮(33)上的第二输出轴(27)的齿轮箱(17)，该第一输出轴(11)能够通过该齿轮箱(17)的齿轮的接合而驱动该第二输出轴(27)旋转；
其中，该第一输出轴(11)是中空的，并且该第二输出轴(27)延伸穿过该第一输出轴(11)使得该第二输出轴(27)与该第一输出轴(11)同轴地布置；
该齿轮箱(17)被设置在该马达(3)一侧、并且该车轮(33)位于该马达(3)的另一侧，使得该车轮(33)和该齿轮箱(17)被定位在该马达(3)的两侧上。
2.根据权利要求1所述的用于电动车辆的驱动系统(1)，其中，该马达(3)还包括：马达壳体(5)、固定地布置在该马达壳体(5)内的定子(7)、以及可旋转地布置在由该定子(7)限定的中央空间内的转子(9)，该第一输出轴(11)被固定到该转子(9)上并且由该马达壳体(5)可旋转地支撑从而能够随着该转子(9)旋转。
3.根据权利要求1所述的用于电动车辆的驱动系统(1)，其中，该齿轮箱(17)包括：齿轮箱壳体(19)、相互接合的至少两个齿轮对(21a，21b，23a，23b)、以及由该齿轮箱壳体(19)可旋转地支撑的至少一个传动轴(25)，该第一输出轴(11)延伸到该齿轮箱壳体(19)中，使得：该至少两个齿轮对中的第一齿轮对的具有较小直径的齿轮(21a)被固定到该第一输出轴(11)上，该至少两个齿轮对中的最后的齿轮对的具有较大直径的齿轮(23b)被固定到可旋转地支撑的该第二输出轴(27)上，并且该至少两个齿轮对中的其他齿轮被固定到该至少一个传动轴(25)上。
4.根据权利要求1所述的用于电动车辆的驱动系统(1)，其中，该马达(3)包括具有主体(5a)和被附接到该主体(5a)上的端盖(5b)的马达壳体(5)，该齿轮箱(17)包括具有主体(19a)和被附接到该主体(19a)上的端盖(19b)的齿轮箱壳体(19)，并且该马达壳体(5)的该主体(5a)与该齿轮箱壳体(19)的该主体(19a)形成整体单元或整体件。
5.根据权利要求1所述的用于电动车辆的驱动系统(1)，其中，该第二输出轴(27)被配置成用于借助于适配器(39)来附接到该车轮(33)的轮辋(35)上，当该驱动系统(1)被附接到该轮辋(35)上时该马达(3)至少部分地被定位在由该轮辋(35)限定的空间内。
6.根据权利要求5所述的用于电动车辆的驱动系统(1)，其中，该轮辋(35)被设计成使得该马达(3)的大部分被定位在由该轮辋(35)限定的该空间内。
7.根据权利要求1所述的用于电动车辆的驱动系统(1)，其中，在该齿轮箱(17)上形成了用于将该驱动系统(1)附接到该电动车辆的车架上的附接点(43)。
8.一种包括根据权利要求1至7中任一项所述的驱动系统(1)的电动车辆。
9.根据权利要求8所述的电动车辆，其中，该电动车辆是电动摩托车。
10.根据权利要求8所述的电动车辆，其中，该电动车辆是电动汽车。
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