CN107813699A - 电动车驱动系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于对电动车的车轮供电的驱动系统。驱动系统包括具有定子和转子的电动机以及可操作地连接至电动机和车轮的一个或多个行星齿轮组。驱动系统包括减小包装空间、减小驱动系统的重量和/或提供冷却功能的一个或多个配置。

Description

电动车驱动系统

相关申请的引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2016年9月14日提交的第62/394,467号美国临时专利申请的优先权。

技术领域

本公开总体上涉及用于电动车的驱动系统，并且更具体地，涉及具有减小包装空间、减小驱动系统的重量和/或提供冷却功能的一个或多个配置的电动车驱动系统。

背景技术

电力驱动车包括混合动力车辆和全电动车，诸如电池电动车(BEV)。混合动力车辆利用内燃机和电动机的组合，而全电动车利用电动机。电动机可垂直于车轴安装，或它可横向地安装，即，平行于一个或两个车轴或与其同轴安装。

电动车的驱动系统可包括电动机和具有一个或多个齿轮组的齿轮箱，该齿轮组具有复杂的齿轮减速系统的齿轮组以实现对每个车轮的期望输出速度。电动机和齿轮箱可容置在同一个壳体内。然而，对混合动力或全电动车提供齿轮减速系统可能面临重大的包装问题，因为车辆中用于允许电动机和变速器同时仍然允许足够的传动轴长度来防止在悬挂铰接期间联接接头上的角度过大所存在的空间是有限的。

另外，用于电动机和齿轮箱的壳体可由在接头处紧固在一起的两个或更多个壳体单元形成。虽然是有效的，但是壳体单元之间的接头可能会受到密封问题的困扰并形成油泄漏路径。例如，特别是当电力电子部件又大又重时，安装在壳体上用于操作电动机的电力电子部件可对壳体单元之间的接头施加压力并导致漏油。另外，用于联接单独壳体单元的紧固件可增加驱动系统的整体重量。

除了前述提及的问题之外，包括复合式(分级)行星齿轮组的电动车驱动系统可能面临进一步的包装问题。分级行星齿轮组可能由于它们效率而受到制造商的青睐，但是由于转子轴上的太阳齿轮和外花键之间的花键连接，可能需要相对较大的径向包装空间。即，这样的系统中的太阳齿轮可能占据大量的径向空间来允许花键连接。

显然，需要减小驱动系统的包装空间和/或重量改进型电动车驱动系统设计。

发明内容

根据本公开的一个方面，公开了一种用于对电动车的一个或多个车轮供电的驱动系统。驱动系统可包括电动机和两级行星齿轮系统，该电动机包括围绕转子周向设置的绕线定子。两级行星齿轮系统可包括第一行星齿轮组，其可操作地连接至电动机和第二行星齿轮组。第一行星齿轮组可至少部分地位于绕线定子下面。

根据本公开的另一个方面，公开了一种用于对电动车的一个或多个车轮供电的驱动系统。驱动系统可包括电动机，其包括围绕转子周向设置的定子。定子可包括从定子的第一端部延伸至第二端部的堆叠式定子叠片以及从定子的第一和第二端部中的每一个端部延伸的绕组。驱动系统可进一步包括齿轮箱，其包括可操作地连接至电动机和车轮的至少一个行星齿轮组。电动机可配置成向至少一个行星齿轮组提供输出功率，且至少一个行星齿轮组可配置成向车轮提供输出功率。驱动系统可进一步包括围绕电动机和齿轮箱的外部壳体。外部壳体可具有由单个集成单元组成的主体。

根据本公开的另一个方面，公开了一种用于对电动车的一个或多个车轮供电的驱动系统。驱动系统可包括电动机和分级行星齿轮组，该电动机包括定子和安装在中空转子轴上的转子，该分级行星齿轮组可操作地连接至电动机和车轮。分级行星齿轮组可包括太阳齿轮和分级行星齿轮。驱动系统可进一步包括中空输入齿轮轴，其插入中空转子轴中并且将中空转子轴和分级行星齿轮组互连。中空输入齿轮轴可具有与中空转子轴的内径形成花键连接的外径。中空输入齿轮轴可与太阳齿轮一体地形成。

从以下结合附图阅读的详细描述中，其它优点和特征将变得显而易见。

附图说明

图1是根据本公开的具有前驱动系统和两个后轮驱动系统的电力驱动车的示意图。

图2是根据本公开构造的图1的前驱动系统的横截面视图。

图3是根据本公开的图1的电力驱动车的驱动系统的示意图。

图4是根据本公开构造的图1的一个后驱动系统的横截面视图。

图5是根据本公开构造的类似于图2但是具有形成为单个集成单元的外部壳体的驱动系统的横截面视图。

图6是根据本公开的方法的组装图5的驱动系统可涉及的一系列步骤的流程图。

图7是根据本公开构造的类似于图5但是定子通过冷缩配合与圆柱形壳体和外部壳体组装在一起的驱动系统的横截面图。

图8是根据本公开的方法的通过冷缩配合将定子与圆柱形壳体和外部壳体组装可涉及的一系列步骤的流程图。

图9是说明根据本公开构造的穿过图7的驱动系统中的冷却油流动回路的流程图。

图10是根据本公开构造的类似于图5但是转子轴安装在与太阳齿轮一体地形成的中空输入齿轮轴上的驱动系统的横截面视图。

图11是图10的驱动系统的一部分的横截面视图，其说明了根据本公开构造的转子轴和中空输入齿轮轴的组装。

图12是根据本公开构造的分开示出的图10至11的转子轴和中空输入齿轮轴的组装的横截面视图。

图13是根据本公开构造的分开示出的图10至12的转子轴的横截面视图。

附图不一定按比例绘制，并且可图解地和/或以部分视图来说明所公开的实施例。在某些情况下，附图可省略对于所公开方法和设备的理解不是必需的或使得其它细节难以察觉的细节。本公开不限于本文所说明和描述的特定实施例。

具体实施方式

现在参考附图并且具体参考图1，示出了电力驱动车(即，电动车)10。如本文所使用，电力驱动车可包括诸如插电式混合动力车辆之类的混合动力电动车或诸如电池电动车之类的全电动车。车辆10可包括前轮驱动组件12和两个后轮驱动组件14。前轮驱动组件12可包括驱动系统16、连接至右侧车轮20的右侧车轴18和连接至左侧车轮24的左侧车轴22。如下面关于图2更详细地解释，驱动系统16可包括电动机32、两级行星齿轮系统34和差速器36。由于电动机32的高速度，两级行星齿轮系统34可有利地将齿轮减速系统分为两级。每个后驱动组件14可包括后驱动系统26、后轴28和后轮30。如下面关于图4更详细地解释，每个后驱动系统26可包括电动机32和两级同心行星齿轮驱动系统34。

图2是用于电动车10的前或第一驱动系统16的部分横截面视图，其示出了各自从差速器36延伸的右侧车轴18和左侧车轴22。第一驱动系统16可用于对一组车轮(诸如一组前轮20、24(未示出))供电。

所说明的驱动系统16是横向安装的，并且包括电动机32和两级同心行星齿轮驱动系统34。更具体地，第一驱动系统16可包括同轴安装以获得期望的整体齿轮减速的第一(固定行星架)行星齿轮组38和第二(固定环形)行星齿轮组40。另外，驱动系统16可进一步包括诸如右侧车轴18的右输出轴、诸如左侧车轴22的左输出轴以及可操作地安装在输出轴18、22之间的差速器36。

电动机32可包括围绕转子44周向设置的绕线定子42。如本领域一般技术人员将理解的，定子42可包括多个堆叠式定子叠片43，其中绕组45从定子叠片43的端部延伸。绕线定子42可具有限定基本上圆柱形内部空间的内部(面向中线的)表面。

电动机32可包括围绕绕线定子42的外部壳体46，该外部壳体进而围绕转子44。转子44可在绕线定子42内旋转，该定子是静止的并且可通过一个或多个支撑构件连接至壳体46。绕线定子42可轴向延伸超过转子44，由此在绕线定子42下方留下用于第一行星齿轮组38的空间。

差速器36可为锥齿轮差速器或任何合适的差速器，并且可安装在右侧车轴18与左侧车轴22之间。差速器36的一端可操作地安装至右侧车轴18以驱动右侧车轮20，且差速器36的另一端可操作地安装至左侧车轴22以驱动左侧车轮24。

图3是根据本公开的驱动系统16的示意图。驱动系统16可包括电动机32、第一行星齿轮组38和第二行星齿轮组40。电动机32可驱动输出车轴48，诸如由轴承80、82稳定的转子轴。总之，第一行星齿轮组38和第二行星齿轮组40的尺寸可进行调整以实现期望的整体速度降低。第一行星齿轮组38和第二行星齿轮组40可为同心的，即，它们可围绕可为电动机中线(CL)的同一个轴线定向。

第一行星齿轮组38可包括第一输入太阳齿轮52、固定(静止)行星架54、一组第一行星齿轮56和第一输出环形齿轮58。输入太阳齿轮52可直接安装在转子轴48上或在可操作地连接至转子轴48的车轴上。第一行星齿轮56可安装在固定行星架54内并且由其支撑。第一行星齿轮56可与输入太阳齿轮52和第一输出环形齿轮58二者啮合。第一行星齿轮56可同轴地设置在第一输出环形齿轮58内。第一太阳齿轮52和第一环形齿轮58可绕平行于电动机中线(CL)的第一轴线旋转。每个第一行星齿轮56可围绕其自己的行星轴线旋转，该行星轴线也可平行于中线(CL)。第一输出环形齿轮58可操作地连接至第二行星齿轮组40的第二输入太阳齿轮62。

第二行星齿轮组40可位于第一行星齿轮组38的外侧(远离电动机32)。第二行星齿轮组40可包括第二输入太阳齿轮62、固定(静止)第二环形齿轮64、第二行星齿轮66和第二输出行星架68。第二输入太阳齿轮62可安装在第二输入车轴70上，并且可从第一输出环形齿轮58接收功率。第二行星齿轮66可与第二太阳齿轮62啮合，并且还与第二环形齿轮64啮合。第二行星齿轮66可同轴地设置在第二环形齿轮64内。第二行星架68可向车轮提供输出。

第二太阳齿轮62和第二环形齿轮64可绕平行于电动机中线(CL)的第二轴线旋转。每个第二行星齿轮66可围绕其自己的行星轴线旋转。每个第二行星齿轮66也可围绕第二太阳齿轮62转动。第二行星齿轮66的这种转动移动导致第二行星架68旋转，从而向车轮提供输出。

在操作中，电动机32可转动第一输入太阳齿轮52，从而可使第一行星齿轮56旋转。第一行星齿轮56的旋转可转动第一环形齿轮58。第一环形齿轮58可操作地连接至第二太阳齿轮62并且向其提供输入(使其旋转)。第二太阳齿轮62可转动第二行星齿轮66，该第二行星齿轮然后可绕第二太阳齿轮62和在静止的第二环形齿轮64内旋转。第二行星齿轮66在静止的第二环形齿轮64内的旋转可使第二行星架68旋转。第二行星架68可向车轮提供减速输出。所有这种移动的最终结果是缓解电动机的速度影响。这种两级齿轮配置还节省空间和整体质量(重量)，如现在将解释的。

再次参考图2，由于轴向空间有限，两级同心齿轮驱动系统34的尺寸和比例使得第一行星齿轮组38配合在绕线定子42下面，以节省轴向空间并且允许有空间将电动机轴承和其它部件润滑。这种空间配置节省轴向空间，并且允许为其它部件(诸如润滑管线和电动机轴承)提供空间。

绕线定子42可具有限定三维圆柱形内部空间的轴向内表面。第一行星齿轮组38可部分地或完全地位于此内部空间内。更具体地，第一行星齿轮组38可部分地或完全地位于由绕线定子42的轴向内表面限定的圆柱形空间内。第一行星齿轮组38可稍微延伸至绕线定子42的外侧，即，稍微超过由绕线定子42限定的内部空间。第二行星齿轮组40可轴向地位于第一行星齿轮组38的外侧(远离电动机)，并且可径向地位于第一行星齿轮组38的外侧和差速器36的内侧。行星齿轮组38、40可位于驱动轴18、22上方。

图4是用于车辆10的第二行星驱动系统26的横截面视图。如同图2的第一驱动系统16，第二驱动系统26包括电动机32和两级同心齿轮驱动系统34，该两级同心齿轮驱动系统包括第一行星齿轮组38和第二行星齿轮组40。第一行星齿轮组38和第二行星齿轮组40可如上文关于图2描述般进行配置。

所说明的驱动系统26也被横向安装并且可用于独立地对车轮30(诸如后轮)供电，因此如图1中所示，每个车轮30可使用单独的驱动系统26。在本申请中，驱动系统26中没有差速器单元，反而具有用于车辆10的每一侧的单独电源，诸如电动机32。两个驱动系统26可串联使用、并排或背对背使用。例如，两个驱动系统26可操作地安装至每个独立可旋转的后车轴28。在替代布置中，具有差速器的单个后驱动系统26可用于对后轮30供电。

如在先前实施例中，电动机32可包括围绕转子44周向设置的绕线定子42。绕线定子42可具有限定基本上圆柱形内部空间的内部(面向中线的)表面。电动机32可包括围绕绕线定子42的外部壳体46，该外部壳体进而围绕转子44。绕线定子42可轴向延伸超过转子44，由此在绕线定子42下方留下用于第一行星齿轮组38的空间。

现在转向图5，示出了驱动系统16的替代配置。驱动系统16可为用于为前轮供电的前驱动系统。由于在车辆是后轮驱动或四轮驱动车辆的情况下，后驱动系统可具有相同或类似配置，因此此处出于说明目的而仅示出前驱动系统。图5的驱动系统16包括图2中所示的驱动系统的许多部件。例如，驱动系统16可包括具有围绕转子44周向设置的定子42的电动机32，其中转子44安装在转子轴49上。定子42可包括从定子42的第一端部71和第二端部72中的每一个端部延伸的多个堆叠式定子叠片43和绕组45。电力电子部件74可安装在电动机32上方用于操作电动机32和与其进行通信。另外，驱动系统16可进一步包括齿轮箱76，其具有至少一个行星齿轮组78、差速器36、行星架壳体81、右输出车轴18以及连杆轴83，该行星架壳体容置行星齿轮组78和差速器36，该右输出车轴连接至车轮，该连杆轴通过驱动系统16的中心延伸至差速器36并且提供用于左输出车轴的连接点。

与图2的外部壳体46(其由紧固在一起的单独单元形成)相反，图5的驱动系统16包括外部壳体84，该外部壳体具有形成为单个集成单元的主体86，该单元围绕并且容置电动机32和齿轮箱76二者。即，主体86可能缺少互连壳体的单独单元的紧固件(例如，螺栓等)。主体86可由与第二部分90一体形成的第一部分88组成，其中第一部分88围绕电动机32，且第二部分围绕齿轮箱76。一个或多个端盖92可连接至外部壳体84以在电动机32的侧上完成壳体结构。虽然不限于某种材料，但是外部壳体84的主体86可由铝或镁构成。

外部壳体84的主体86的集成构造相对于现有技术的多单元外部壳体提供了几个优点。例如，外部壳体84使互连接头处的油的泄漏路径最小化，并且减少组装驱动系统16所需的紧固件的数量以提供减重。外部壳体84还可具有较薄的壁以减小驱动系统16的重量并减小包装空间。另外，外部壳体84可增加传动系刚度，并且可允许增加的安装面积用于将电力电子部件74安装在外部壳体84的高出电动机32的第一部分88上。外部壳体84上的增加的安装区域可充分适于适应当前大型电力电子部件的设计趋势。另外，外部壳体84可适于容纳具有大于电动机32的直径的行星齿轮组，诸如复合(分级)行星齿轮组(参见下文)。

驱动系统16还可包括垂直延伸的支撑壁94，其支撑在轴承96上并且设置在外部壳体84中介于电动机32与齿轮箱76之间。支撑壁94可对电动机32提供附接位置以及对行星齿轮组78提供支撑。具体地，定子42可使用一个或多个紧固件(诸如螺栓98)直接紧固至支撑壁94。

虽然不限于某种类型的行星齿轮组，但是图5的驱动系统16的行星齿轮组78也可为复合(分级)行星齿轮组102，其操作由本领域一般技术人员所理解。分级行星齿轮组102可包括花键连接至转子轴49并且由其驱动的太阳齿轮104、花键连接至太阳齿轮104并且由其驱动大行星齿轮106、由轴连接至大行星齿轮106的小行星齿轮108，以及花键连接至小行星齿轮108并且由其驱动的环形齿轮110。环形齿轮110可经由输出车轴和差速器向车轮提供输出功率。如上文所解释，外部壳体84的集成构造适于容纳较大直径的分级行星齿轮组102。然而，在其它布置中，行星齿轮组78可为另一种类型的齿轮组，诸如上文参考图2至3描述的同心两级行星齿轮系统34。

图6中示出了组装驱动系统16可能涉及的一系列步骤。在框112和114处，分级行星齿轮组102和差速器36的部件可与行星架壳体81组装，且行星齿轮组和差速器的所得组件可安装在外部壳体84的第二部分90中。在安装之前，环形齿轮110可被单独按压至外部壳体84的第二部分90中并且用保持结构保持在其中。在下一个框116处，太阳齿轮104可安装在大行星齿轮106下方的行星齿轮组102中。然后可将组装有轴承96的支撑壁94插入外部壳体84中介于第一部分88与第二部分90(框118)。

定子42然后可插入外部壳体84的第一部分88中(框120)，且然后使用螺栓98紧固至支撑壁94(框122)。作为非限制性示例，多个螺栓98(例如，三个或更多个)可围绕定子42的周边周向地安装，以将定子42固定至支撑壁94。在将转子44磁化之后，其可与定子42安装在外部壳体84内部(框124)。根据下一个框126，具有轴承支撑件130的第一端盖128可在电动机32的侧上连接至外部壳体84(也参见图5)。根据可选框132，第二端盖134可与第一端盖128组装，但是替代设计可能缺少第二端盖(也参见图5)。可选地，诸如驻车棘爪机构136的附加部件也可安装在第一端盖128与第二端盖134之间(参见图5)。然后，连杆轴83可插入穿过驱动系统16的中心并且连接至差速器36(框138)。根据框140，电力电子部件74也可安装在外部壳体84的第一部分88的外周边上。应当理解的是，图6的方法仅是示例性的，且驱动系统16的组装中涉及的步骤可按照与上文所示和描述的顺序不同的顺序执行。

图7中描绘了驱动系统16的替代配置。类似于图5的配置，驱动系统16可包括具有定子42和安装在转子轴49上的转子44的电动机32，以及具有一个或多个行星齿轮组78、差速器36、右输出车轴18和连杆轴83的齿轮箱76。行星齿轮组78可为如上文关于图2至3详细描述的同心两级行星齿轮系统，但是在其它实施例中，其可为复合(分级)行星齿轮组或另一种类型的行星齿轮组。另外，驱动系统16可包括外部壳体84，该外部壳体可具有形成为单个集成单元的主体86，该单元围绕并且容置电动机32和齿轮箱76。一个或多个端盖92可在电动机32的侧上连接至外部壳体84。电力电子部件74可安装在外部壳体84的高出电动机32的第一部分88的外侧上。在替代实施例中，驱动系统16的外部壳体可形成为与接头紧固在一起的单独单元。

然而，与图5相反，图7的驱动系统16的定子42可通过冷缩配合与外部壳体84组装。如本文所使用，“冷缩配合”是指组装过程，其中多个部分通过加热或冷却而热膨胀或收缩、组装在一起，且随后被允许达到环境温度以在多个部分之间形成过盈配合。更具体地，圆柱形壳体140可围绕定子42并且与定子42和外部壳体84二者形成冷缩配合(参见下文的进一步细节)。为了防止操作期间由于多个部分的热膨胀或收缩引起的冷缩配合的不期望松动，可在定子42与圆柱形壳体140之间和/或在圆柱形壳体140与外部壳体84之间放置一个或多个转矩键142。转矩键142可由保持将多个部分锁定在一起的材料块的轴向通道组成。

定子42、圆柱形壳体140和外部壳体84的冷缩配合组件有利地减小了驱动系统16的径向尺寸，允许较小的径向包装。另外，冷缩配合组件消除了对将定子42紧固至支撑壁的需要，由此减少紧固件的数量并且提供更轻的重量包装。

图8示出了通过冷缩配合将定子42与圆柱形壳体140和外部壳体84组装可能涉及的一系列步骤。在第一框144处，可将圆柱形壳体140加热以允许壳体84热膨胀。可选地，也可将定子42冷却以允许定子42热收缩(框146)。虽然不限于某些材料，但是圆柱形壳体140可由铝形成，且定子叠片43可由高硅橡胶软钢形成。根据框148，膨胀的圆柱形壳体140(和收缩的定子42)可有助于圆柱形壳体140和定子42的随后组装。具体地，框148可涉及将定子42插入圆柱形壳体140的内径内。在下一个框150处，可允许圆柱形壳体140和定子42的组装达到环境温度，由此当圆柱形壳体140收缩(且定子42膨胀)时以过盈配合将多个部分锁定在一起。然后可将外部壳体84加热以引起外部壳体84的热膨胀(框152)。根据下一个框154，然后可将由框144至150形成的圆柱形壳体/定子冷缩配合组件插入膨胀的外部壳体84的内径。然后可允许将外部壳体84冷却至环境温度，由此当外部壳体84热接触时在外部壳体84与圆柱形壳体/定子组件之间形成过盈配合(框156)。

再次参考图7，圆柱形壳体140可具有沿着其外径的多个冷却通道158。冷却通道158可由沿着圆柱形壳体140的外径的螺旋槽160形成，使得冷却通道158彼此流体连通。在一种布置中，如所示，螺旋槽160可几乎沿着圆柱形壳体140的整个长度延伸。通道158可提供用于冷却定子叠片43以及安装在定子42上方的电力电子部件74的冷却油流动路径。另外，冷却通道158可与喷嘴162流体连通，该喷嘴将冷却油输送至绕组45进行冷却。每个喷嘴162可由通道形成，该通道通过圆柱形壳体140的主体从一个冷却通道158延伸至壳体140的内径的一部分，该部分靠近一个绕组58。即，喷嘴162可靠近绕组45位于定子42的第一端部71和第二端部72处，如所示。

圆柱形壳体140可进一步包括在齿轮箱76与电动机32之间垂直延伸的整体支撑壁164，类似于图5的支撑壁94。整体支撑壁164可具有与冷却通道158流体连通的一个或多个齿轮组进给通道166。齿轮组进给通道166可由从一个从冷却通道158延伸穿过支撑壁164的通道形成。齿轮组进给通道166可将冷却油从冷却通道158输送至行星齿轮组78，以便在收集于油箱168中之前冷却并润滑行星齿轮组78下方的轴承/滚针轴承。油箱168可位于充分低于定子-转子气隙170的腔体中，以防止冷却油进入气隙170。

参考图9，示出了穿过图7的驱动系统16的冷却油流动回路。在第一框172处，由电动机176驱动的泵174可从油箱168(也参见图7)泵送冷却油。根据框182(也参见图7)，吸入的冷却油可在油过滤器178中过滤，且随后在冷却器180处冷却。然后可将冷却油进给至圆柱形壳体140的冷却通道158，以冷却定子叠片43和电力电子部件74(框184)。在框184期间，冷却通道158中的某些冷却油可流至喷嘴162以冷却绕组45。在流过冷却通道158之后，可将冷却油进给至齿轮组进给通道166(框186)以便随后输送至行星齿轮组78，用于冷却和润滑行星齿轮组78下方的轴承/滚针轴承(框188)。在冷却行星齿轮组78的轴承/滚针轴承之后，冷却油可收集在油箱168中(框190)，允许回路重复。

现在转向图10，示出了驱动系统16的又一替代配置。图10的驱动系统16引入图5的许多部件，包括具有定子42和安装在转子轴49上的转子44的电动机32、具有一个或多个行星齿轮组78、差速器36、右输出车轴18和连杆轴83的齿轮箱76。行星齿轮组78虽然不受行星齿轮组的类型限制，但是其也可为上文参考图5详细描述的复合(分级)行星齿轮组102。即，分级行星齿轮组102可包括由转子轴49驱动的输入太阳齿轮104、包括大行星齿轮106和通过轴连接至大行星齿轮106的小行星齿轮108的分级行星齿轮105，以及经由差速器和输出车轴向车轮提供输出功率的环形齿轮110。另外，图10的驱动系统16可具有外部壳体84，该外部壳体具有形成为单个集成单元的主体86，该单元围绕并且容置电动机32和齿轮箱76。一个或多个端盖92可在电动机32的侧上连接至外部壳体84。在其它实施例中，外部壳体可由紧固在一起的单独单元形成。支撑壁94可将电动机32和齿轮箱76分离，并且可用螺栓98紧固至定子42。支撑壁94还可具有一个或多个喷射杆200和其中内置的齿轮组润滑通道202，其用于分别润滑/冷却绕组45和行星齿轮组78的轴承。然而，与其中输入太阳齿轮104花键连接至转子轴49上的外花键的现有技术系统相反，图10的驱动系统16的太阳齿轮104可与和转子轴49组装的中空输入齿轮轴204一体地形成(参见图11和下面的进一步细节)。

在图11至13中更详细地示出了转子轴49和中空输入齿轮轴204的组装。安装在连杆轴83上的转子轴49可在其内径上具有花键表面206，该内径与中空输入齿轮轴204的外径形成花键连接。因而，转子轴49的旋转可驱动中空输入齿轮轴204和与其一体形成的太阳齿轮104的旋转。转子轴49与中空输入齿轮轴204之间的花键连接可位于电动机32的下方。当太阳齿轮104与中空输入齿轮轴204一体形成时，与太阳齿轮花键连接至转子轴上的外花键的现有技术设计相比，太阳齿轮104可具有较小直径以减小驱动系统16的径向封装空间。即，在本公开的设计中，花键特征被移动至电动机32下面的转子轴49的内径中，该内径中存在更多材料厚度空间。因而，减小了由太阳齿轮104和行星齿轮占据的径向空间。另外，此设计仍然允许制造商单独采购转子轴49和太阳齿轮104，这从采购和材料搬运的观点来看可能是有利的。

上述电动车驱动系统的各种设计可应用于前驱动系统16和后驱动系统26中的一个或两个。另外，上述驱动系统的各种设计的选定特征可以多种方式组合以实现期望的结果，诸如减重、空间减小和冷却功能。例如，同心两级行星齿轮组的第一行星齿轮组可位于驱动系统中的绕线定子下方，该驱动系统具有形成为集成的单个单元的外部壳体。作为另一个示例，定子和外部壳体之间的冷缩配合接合可用在具有内部花键连接至集成的中空输入齿轮轴/太阳齿轮的转子轴的驱动系统中。诸如这些的变化也落入本公开的范围内。

工业实用性

通常，本公开的教导可在使用电驱动系统的许多行业中发现广泛的实用性。更具体地，本公开的教导可适用于电动车和混合电动车行业。

本公开的电动车驱动系统包括空间有效并且解决与电驱动系统相关联的包装问题的各种设计配置。在一种布置中，同心两级行星齿轮组的第一行星齿轮组可位于绕线定子的内部空间内，以减小轴向包装空间。另外，驱动系统的外部壳体可由单个集成单元形成，以消除漏油路径，以及减少紧固件的数量和驱动系统的整体重量。在本文公开的另一种布置中，定子与位于定子与外部壳体之间的圆柱形壳体的冷缩配合可通过减少驱动系统的组装所需的紧固件的数量来提供更小的径向封装并且减小驱动系统的重量。另外，圆柱形壳体可引入用于冷却和/或润滑诸如定子叠片、定子绕组、电力电子部件和行星齿轮组的驱动系统的各种部件的各种冷却特征。另外，输入太阳齿轮可与中空输入齿轮轴一体形成，该中空输入齿轮轴沿着转子轴的内径与转子轴花键连接以减小驱动系统的径向包装空间。后一设计策略对于具有其中太阳齿轮的尺寸更大地影响外摆动直径的复合(分级)行星齿轮组的驱动系统可能是特别有利的。

虽然仅提出了某些实施例，但是根据以上描述，对本领域技术人员来说，各种替代和修改将是显而易见的。这些和其它替代被认为是等同的且在本公开和随附的权利要求的精神和范围内。

Claims (10)

1.一种用于对电动车的一个或多个车轮供电的驱动系统，所述驱动系统包括：

电动机，包括围绕转子周向设置的绕线定子；以及

两级行星齿轮系统，包括可操作地连接至所述电动机和第二行星齿轮组的第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组至少部分地位于所述绕线定子下面。

2.根据权利要求1所述的驱动系统，其中：

所述绕线定子限定三维内部空间；以及

所述第一行星齿轮组至少部分地位于所述绕线定子的所述内部空间内。

3.根据权利要求1所述的驱动系统，其中：

所述第一行星齿轮组包括第一输入太阳齿轮、固定行星架、一组第一行星齿轮和第一输出环形齿轮，所述输入太阳齿轮可操作地连接至所述转子，所述第一行星齿轮安装在所述固定行星架内并由其支撑，所述第一行星齿轮与所述输入太阳齿轮和所述第一输出环形齿轮二者啮合，所述输出环形齿轮可操作地连接至所述第二行星齿轮组；以及

所述第二行星齿轮组包括第二输入太阳齿轮、固定第二环形齿轮、第二行星齿轮和第二输出行星架，所述第二输入太阳齿轮从所述第一输出环形齿轮接收功率，所述第二行星齿轮与所述第二太阳齿轮和所述第二环形齿轮啮合，所述第二行星架对所述车轮提供输出。

4.一种用于对电动车的一个或多个车轮供电的驱动系统，包括：

电动机，包括围绕转子周向设置的定子，所述定子包括从所述定子的第一端部延伸至第二端部的堆叠式定子叠片，所述定子进一步包括从所述第一端部和所述第二端部中的每一个端部延伸的绕组；

齿轮箱，包括可操作地连接至所述电动机和所述车轮的至少一个行星齿轮组，所述电动机配置成向所述至少一个行星齿轮组提供输出功率，所述至少一个行星齿轮组配置成向所述车轮提供输出功率；以及

围绕所述电动机和所述齿轮箱的外部壳体，所述外部壳体具有由单个集成单元组成的主体。

5.根据权利要求4所述的驱动系统，其中：

所述驱动系统进一步包括支撑壁，所述支撑壁设置在所述外部壳体中介于所述电动机与所述齿轮箱之间；以及

所述支撑壁用一个或多个螺栓紧固至所述电动机的所述定子。

6.根据权利要求5所述的驱动系统，其中：

所述单个外部壳体包括围绕所述电动机的第一部分和围绕所述齿轮箱的第二部分；以及

所述第一部分和所述第二部分彼此一体地形成。

7.根据权利要求6所述的驱动系统，进一步包括与所述电动机电连通的电力电子部件，所述电力电子部件安装在所述外部壳体的所述第一部分上。

8.根据权利要求4所述的驱动系统，进一步包括围绕所述定子的圆柱形壳体，所述定子通过冷缩配合与所述圆柱形壳体组装。

9.根据权利要求8所述的驱动系统，其中所述圆柱形壳体包括沿着所述圆柱形壳体的外径的冷却通道。

10.根据权利要求9所述的驱动系统，其中所述冷却通道包含冷却油，所述冷却油循环通过所述冷却通道以冷却所述堆叠式定子叠片。