CN108312784A - 一种车辆底盘用机电一体化驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆底盘用机电一体化驱动系统，该驱动系统包括左驱动系统、右驱动系统及二合一驱动电机控制器，左驱动系统和右驱动系统固定连接；左驱动系统包括左侧轮组总成、左侧半轴总成、左侧行星排减速箱总成、第一端盖及左侧驱动电机；右驱动系统包括右侧轮组总成、右侧半轴总成、右侧行星排减速箱总成、第二端盖及右侧驱动电机；二合一驱动电机控制器同时集成于左侧驱动电机的壳体和右侧驱动电机的壳体上，用于控制左侧驱动电机和右侧驱动电机。本发明公开的机电一体化驱动系统具有结构紧凑、易于在车架底盘中布置等优点，各个机构间紧密布置，从而有效地满足了超重型轮边电驱车辆的狭小底盘的使用需求。

Description

一种车辆底盘用机电一体化驱动系统

技术领域

本发明涉及车辆底盘设计技术领域，更为具体来说，本发明为一种车辆底盘用机电一体化驱动系统。

背景技术

为了节省底盘空间，多轴重型车辆往往采用纯电轮边驱动系统，从而取消车辆的多挡变速箱、分动箱、主传动轴等传动系统部件，进一步实现驱动系统与行驶系统的高度集成和通用化，驱动轮数量不受传统动力传动系统制约，便于形成系列化产品；而且，采用纯电驱动系统后，动力系统与驱动系统只有电连接，可根据需要选择动力系统形式，并进行灵活布置。所以多轴重型轮边电驱车是未来的一个重要发展方向。

但是，对于超重型车辆来说，其底盘布置空间往往相对比较狭小，而传统的底盘驱动设计方案需要相对更大的布置空间，其无法满足需求，为满足布置空间要求，现有设计方案往往以牺牲驱动系统的性能、减少部件数量为代价，所以现有设计方案无法真正发挥出驱动系统的最大性能。

因此，通过对驱动系统的应用研究分析和探索，如何降低车辆底盘用驱动系统所占用的空间具有重要意义，更成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题和始终研究的重点。

发明内容

为解决现有底盘驱动设计方案存在空间占用大、无法满足实际需求的问题，本发明创新地提出了一种车辆底盘用机电一体化驱动系统，该驱动系统通过一体化驱动系统结构的设计，对驱动系统中的各个部件进行合理布置，从而有效地降低了车辆底盘驱动系统所占用的空间，满足超重型轮边电驱车辆的使用需求，使驱动系统能够最大化地表现其性能，以解决现有技术中存在的诸多问题。

为实现上述技术目的，本发明公开了一种车辆底盘用机电一体化驱动系统，该驱动系统包括左驱动系统、右驱动系统及二合一驱动电机控制器，所述左驱动系统和所述右驱动系统固定连接；

所述左驱动系统包括左侧轮组总成、左侧半轴总成、左侧行星排减速箱总成、第一端盖及左侧驱动电机，所述左侧行星排减速箱总成设于所述左侧驱动电机的左边，所述第一端盖将所述左侧行星排减速箱总成和所述左侧驱动电机隔开，所述左侧半轴总成设于所述左侧行星排减速箱总成的左边，所述左侧轮组总成设于所述左侧半轴总成的左边；左侧驱动电机的输出轴穿过所述第一端盖、将动力输出至所述左侧行星排减速箱总成，所述左侧行星排减速箱总成通过所述左侧半轴总成将动力传递至所述左侧轮组总成上；所述左侧行星排减速箱总成与所述左侧半轴总成通过法兰盘螺栓连接，所述左侧半轴总成与所述左侧轮组总成通过法兰盘螺栓连接；

所述右驱动系统包括右侧轮组总成、右侧半轴总成、右侧行星排减速箱总成、第二端盖及右侧驱动电机，所述右侧行星排减速箱总成设于所述右侧驱动电机的右边，所述第二端盖将所述右侧行星排减速箱总成和所述右侧驱动电机隔开，所述右侧半轴总成设于所述右侧行星排减速箱总成的右边，所述右侧轮组总成设于所述右侧半轴总成的右边；右侧驱动电机的输出轴穿过所述第二端盖、将动力输出至所述右侧行星排减速箱总成，所述右侧行星排减速箱总成通过所述右侧半轴总成将动力传递至所述右侧轮组总成上；所述右侧行星排减速箱总成与所述右侧半轴总成通过法兰盘螺栓连接，所述右侧半轴总成与所述右侧轮组总成通过法兰盘螺栓连接；

所述二合一驱动电机控制器同时集成于左侧驱动电机的壳体和右侧驱动电机的壳体上，用于控制所述左侧驱动电机和所述右侧驱动电机。

基于上述的技术方案，本发明创新地采用了一体化驱动系统结构设计方案，该方案具有结构紧凑、对车辆底盘空间占用小等特点；而且本发明还创新地进行了对称式布局设计，使左驱动系统和右驱动系统相对于中央连接结构高度对称；因此，本发明还具有可靠性强、设计合理、布置科学等突出优点。

进一步地，所述左侧驱动电机包括左侧驱动电机转子；所述左侧行星排减速箱总成包括左侧减速箱太阳轮、左侧减速箱行星轮、左侧减速箱行星架及左侧减速箱齿圈；所述左侧驱动电机转子与所述左侧减速箱太阳轮固定连接，所述左侧减速箱太阳轮与所述左侧减速箱行星轮齿轮啮合，所述左侧减速箱齿圈固定不动且其内齿与左侧减速箱行星轮的外齿啮合；所述左侧驱动电机转子输出动力至所述左侧减速箱太阳轮上，所述左侧减速箱太阳轮将动力传递至所述左侧减速箱行星轮上，所述左侧减速箱行星轮将动力传递至所述左侧减速箱行星架上，所述左侧减速箱行星架通过所述左侧半轴总成将动力传递至所述左侧轮组总成上。

进一步地，所述右侧驱动电机包括右侧驱动电机转子；所述右侧行星排减速箱总成包括右侧减速箱太阳轮、右侧减速箱行星轮、右侧减速箱行星架及右侧减速箱齿圈；所述右侧驱动电机转子与所述右侧减速箱太阳轮固定连接，所述右侧减速箱太阳轮与所述右侧减速箱行星轮齿轮啮合，所述右侧减速箱齿圈固定不动且其内齿与右侧减速箱行星轮的外齿啮合；所述右侧驱动电机转子输出动力至所述右侧减速箱太阳轮上，所述右侧减速箱太阳轮将动力传递至所述右侧减速箱行星轮上，所述右侧减速箱行星轮将动力传递至所述右侧减速箱行星架上，所述右侧减速箱行星架通过所述右侧半轴总成将动力传递至所述右侧轮组总成上。

基于上述改进的技术方案，本发明涉及的各个机构的内部结构也具有布置紧凑、合理等优点，在保证本发明驱动系统的性能的基础上，进一步降低对车辆底盘空间的占用。

进一步地，该驱动系统还包括冷却水管路，所述冷却水管路用于依次冷却二合一驱动电机控制器、左侧驱动电机及右侧驱动电机。

基于上述改进的技术方案，在已布置的各个机构的基础上，本发明的冷却水管路布置合理、结构简洁，在实现对二合一驱动电机控制器、电机等发热机构的冷却的同时，本发明有效地降低了布置冷却水管路所占用的空间。

进一步地，所述二合一驱动电机控制器与所述左侧驱动电机通过铜排电连接，所述二合一驱动电机控制器与所述右侧驱动电机通过铜排电连接。

基于上述改进的技术方案，本发明有效减少了插接件和线缆数量，使本发明结构更为紧凑，进一步降低对车辆底盘空间的占用，而且有效降低插接件和线缆所花费的成本。

进一步地，所述左驱动系统和所述右驱动系统之间通过左右驱动系统连接装置螺栓固定连接，所述左右驱动系统连接装置设置于所述左驱动系统与所述右驱动系统中间。

进一步地，所述第一端盖为所述左侧行星排减速箱总成和所述左侧驱动电机共用端盖，所述第二端盖为所述右侧行星排减速箱总成和所述右侧驱动电机共用端盖。

基于上述改进的技术方案，本发明使一体化驱动系统的结构布置更为紧凑，降低端盖对布置空间的占用。

进一步地，所述二合一驱动电机控制器布置于该驱动系统所在车辆的前进方向端，且设置于该驱动系统中部；所述二合一驱动电机控制器既与左侧驱动电机的壳体固定连接，又与右侧驱动电机的壳体固定连接。

基于上述改进的技术方案，本发明能够有效地减少控制器分别与两个电机之间的连接线路长度，使一体化驱动系统的结构布置更为紧凑，降低对连接线路对布置空间的占用。

进一步地，该驱动系统所在车辆为超重型车辆。

本发明的有益效果为：本发明的机电一体化驱动系统具有结构紧凑、易于在车架底盘中布置等优点，各个机构间紧密、合理布置，从而有效地满足了超重型轮边电驱车辆的狭小底盘的使用需求；本发明有效解决了现有技术中存在的诸多问题，特别是为了满足狭小的底盘布置空间而牺牲驱动系统性能的问题。

附图说明

图1为车辆底盘用机电一体化驱动系统整体结构示意图。

图2为左驱动系统结构示意图。

图3为左、右驱动系统连接结构示意图。

图4为右驱动系统结构示意图。

图中，

10、左侧轮组总成；11、左侧半轴总成；12、左侧行星排减速箱总成；13、第一端盖；14、左侧驱动电机；15、左侧驱动电机转子；16、左侧减速箱太阳轮；17、左侧减速箱行星轮；18、左侧减速箱行星架；19、左侧减速箱齿圈；

20、右侧轮组总成；21、右侧半轴总成；22、右侧行星排减速箱总成；23、第二端盖；24、右侧驱动电机；25、右侧驱动电机转子；26、右侧减速箱太阳轮；27、右侧减速箱行星轮；28、右侧减速箱行星架；29、右侧减速箱齿圈；

30、二合一驱动电机控制器；

40、左右驱动系统连接装置。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明一种车辆底盘用机电一体化驱动系统进行详细的解释和说明。

如图1至4所示，本发明具体公开了一种车辆底盘用机电一体化驱动系统，本实施例中，该驱动系统所在车辆为超重型车辆，主要包括电驱动部分和机械传动部分，本发明对上述机械传动部分和电驱动部分进行结构一体化设计，形成高集成度的驱动系统，使得电驱动系统结构紧凑，具备非常高的功率密度，满足超重型车辆底盘的狭小布置空间的要求；另外，在本发明公开的车辆底盘用机电一体化驱动系统的基础上，可优化匹配电驱动部分和机械传动部分的相关技术参数。

如图1所示，本发明公开了一种车辆底盘用机电一体化驱动系统，该驱动系统包括左驱动系统、右驱动系统及二合一驱动电机控制器30，左驱动系统和右驱动系统之间固定连接，在本实施例中，如图3所示，左驱动系统和右驱动系统之间通过左右驱动系统连接装置40螺栓固定连接，且左右驱动系统连接装置40设置于左驱动系统与右驱动系统中间，左右驱动系统连接装置40左边为左侧驱动电机14，左右驱动系统连接装置40右边为右侧驱动电机24；其中，左驱动系统为图1中的左侧部分，右驱动系统为图1中的右侧部分，且图1中左侧箭头方向为车辆前进方向；左驱动系统、右驱动系统的具体说明如下。

如图1、2所示，本实施例中的左驱动系统包括左侧轮组总成10、左侧半轴总成11、左侧行星排减速箱总成12、第一端盖13及左侧驱动电机14，左侧行星排减速箱总成12设于左侧驱动电机14的左边，本实施例中，第一端盖13将左侧行星排减速箱总成12和左侧驱动电机14隔开，第一端盖13同时起到支撑和密封的作用，左侧半轴总成11设于左侧行星排减速箱总成12的左边，左侧轮组总成10设于左侧半轴总成11的左边；左侧驱动电机14的输出轴穿过第一端盖13、将动力输出至左侧行星排减速箱总成12，左侧行星排减速箱总成12通过左侧半轴总成11将动力传递至左侧轮组总成10上；左侧行星排减速箱总成12通过法兰输出动力，左侧行星排减速箱总成12与左侧半轴总成11通过法兰盘螺栓连接，左侧半轴总成11与左侧轮组总成10通过法兰盘螺栓连接；本实施例中，第一端盖13为左侧行星排减速箱总成12和左侧驱动电机14共用端盖。

更为具体地，左侧驱动电机14包括左侧驱动电机转子15；左侧行星排减速箱总成12包括左侧减速箱太阳轮16、左侧减速箱行星轮17、左侧减速箱行星架18及左侧减速箱齿圈19；左侧驱动电机转子15与左侧减速箱太阳轮16固定连接，左侧减速箱太阳轮16与左侧减速箱行星轮17齿轮啮合，左侧减速箱齿圈19固定不动且其内齿与左侧减速箱行星轮17的外齿啮合；左侧驱动电机转子15输出动力至左侧减速箱太阳轮16上，左侧减速箱太阳轮16将动力传递至左侧减速箱行星轮17上，左侧减速箱行星轮17将动力传递至左侧减速箱行星架18上，左侧减速箱行星架18通过左侧半轴总成11将动力传递至左侧轮组总成10上。

如图1、4所示，本实施例中的右驱动系统包括右侧轮组总成20、右侧半轴总成21、右侧行星排减速箱总成22、第二端盖23及右侧驱动电机24，右侧行星排减速箱总成22设于右侧驱动电机24的右边，本实施例中，第二端盖23将右侧行星排减速箱总成22和右侧驱动电机24隔开，第二端盖23同时起到支撑和密封的作用，右侧半轴总成21设于右侧行星排减速箱总成22的右边，右侧轮组总成20设于右侧半轴总成21的右边；右侧驱动电机24的输出轴穿过第二端盖23、将动力输出至右侧行星排减速箱总成22，右侧行星排减速箱总成22通过右侧半轴总成21将动力传递至右侧轮组总成20上；右侧行星排减速箱总成22通过法兰输出动力，右侧行星排减速箱总成22与右侧半轴总成21通过法兰盘螺栓连接，右侧半轴总成21与右侧轮组总成20通过法兰盘螺栓连接；本实施例中，第二端盖23为右侧行星排减速箱总成22和右侧驱动电机24共用端盖。

更为具体地，右侧驱动电机24包括右侧驱动电机转子25；右侧行星排减速箱总成22包括右侧减速箱太阳轮26、右侧减速箱行星轮27、右侧减速箱行星架28及右侧减速箱齿圈29；右侧驱动电机转子25与右侧减速箱太阳轮26固定连接，右侧减速箱太阳轮26与右侧减速箱行星轮27齿轮啮合，右侧减速箱齿圈29固定不动且其内齿与右侧减速箱行星轮27的外齿啮合；右侧驱动电机转子25输出动力至右侧减速箱太阳轮26上，右侧减速箱太阳轮26将动力传递至右侧减速箱行星轮27上，右侧减速箱行星轮27将动力传递至右侧减速箱行星架28上，右侧减速箱行星架28通过右侧半轴总成21将动力传递至右侧轮组总成20上。

二合一驱动电机控制器30独立成为一部分、且同时集成于左侧驱动电机14的壳体和右侧驱动电机24的壳体上，从而进一步减小对底盘布置空间的占用，本发明创新地采用一拖二设计，二合一驱动电机控制器30用于控制左侧驱动电机14和右侧驱动电机24。另外，本实施例中二合一驱动电机控制器30与左侧驱动电机14通过铜排电连接，二合一驱动电机控制器30与右侧驱动电机24通过铜排电连接。二合一驱动电机控制器30布置于该驱动系统所在车辆的前进方向端，且设置于该驱动系统中部；二合一驱动电机控制器30既与左侧驱动电机14的壳体固定连接，又与右侧驱动电机24的壳体固定连接。

该驱动系统还包括冷却水管路，且壳体间冷却水管路内置(共用一条水路)，冷却水管路用于依次冷却二合一驱动电机控制器30、左侧驱动电机14及右侧驱动电机24，使冷却水流过路线为二合一驱动电机控制器30、左侧驱动电机14、右侧驱动电机24，从而实现对二合一驱动电机控制器30、左侧驱动电机14以及右侧驱动电机24的冷却。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种车辆底盘用机电一体化驱动系统，其特征在于：该驱动系统包括左驱动系统、右驱动系统及二合一驱动电机控制器(30)，所述左驱动系统和所述右驱动系统固定连接；

所述左驱动系统包括左侧轮组总成(10)、左侧半轴总成(11)、左侧行星排减速箱总成(12)、第一端盖(13)及左侧驱动电机(14)，所述左侧行星排减速箱总成(12)设于所述左侧驱动电机(14)的左边，所述第一端盖(13)将所述左侧行星排减速箱总成(12)和所述左侧驱动电机(14)隔开，所述左侧半轴总成(11)设于所述左侧行星排减速箱总成(12)的左边，所述左侧轮组总成(10)设于所述左侧半轴总成(11)的左边；左侧驱动电机(14)的输出轴穿过所述第一端盖(13)、将动力输出至所述左侧行星排减速箱总成(12)，所述左侧行星排减速箱总成(12)通过所述左侧半轴总成(11)将动力传递至所述左侧轮组总成(10)上；所述左侧行星排减速箱总成(12)与所述左侧半轴总成(11)通过法兰盘螺栓连接，所述左侧半轴总成(11)与所述左侧轮组总成(10)通过法兰盘螺栓连接；

所述右驱动系统包括右侧轮组总成(20)、右侧半轴总成(21)、右侧行星排减速箱总成(22)、第二端盖(23)及右侧驱动电机(24)，所述右侧行星排减速箱总成(22)设于所述右侧驱动电机(24)的右边，所述第二端盖(23)将所述右侧行星排减速箱总成(22)和所述右侧驱动电机(24)隔开，所述右侧半轴总成(21)设于所述右侧行星排减速箱总成(22)的右边，所述右侧轮组总成(20)设于所述右侧半轴总成(21)的右边；右侧驱动电机(24)的输出轴穿过所述第二端盖(23)、将动力输出至所述右侧行星排减速箱总成(22)，所述右侧行星排减速箱总成(22)通过所述右侧半轴总成(21)将动力传递至所述右侧轮组总成(20)上；所述右侧行星排减速箱总成(22)与所述右侧半轴总成(21)通过法兰盘螺栓连接，所述右侧半轴总成(21)与所述右侧轮组总成(20)通过法兰盘螺栓连接；

所述二合一驱动电机控制器(30)同时集成于左侧驱动电机(14)的壳体和右侧驱动电机(24)的壳体上，用于控制所述左侧驱动电机(14)和所述右侧驱动电机(24)。

2.根据权利要求1所述的车辆底盘用机电一体化驱动系统，其特征在于：所述左侧驱动电机(14)包括左侧驱动电机转子(15)；所述左侧行星排减速箱总成(12)包括左侧减速箱太阳轮(16)、左侧减速箱行星轮(17)、左侧减速箱行星架(18)及左侧减速箱齿圈(19)；所述左侧驱动电机转子(15)与所述左侧减速箱太阳轮(16)固定连接，所述左侧减速箱太阳轮(16)与所述左侧减速箱行星轮(17)齿轮啮合，所述左侧减速箱齿圈(19)固定不动且其内齿与左侧减速箱行星轮(17)的外齿啮合；所述左侧驱动电机转子(15)输出动力至所述左侧减速箱太阳轮(16)上，所述左侧减速箱太阳轮(16)将动力传递至所述左侧减速箱行星轮(17)上，所述左侧减速箱行星轮(17)将动力传递至所述左侧减速箱行星架(18)上，所述左侧减速箱行星架(18)通过所述左侧半轴总成(11)将动力传递至所述左侧轮组总成(10)上。

3.根据权利要求2所述的车辆底盘用机电一体化驱动系统，其特征在于：所述右侧驱动电机(24)包括右侧驱动电机转子(25)；所述右侧行星排减速箱总成(22)包括右侧减速箱太阳轮(26)、右侧减速箱行星轮(27)、右侧减速箱行星架(28)及右侧减速箱齿圈(29)；所述右侧驱动电机转子(25)与所述右侧减速箱太阳轮(26)固定连接，所述右侧减速箱太阳轮(26)与所述右侧减速箱行星轮(27)齿轮啮合，所述右侧减速箱齿圈(29)固定不动且其内齿与右侧减速箱行星轮(27)的外齿啮合；所述右侧驱动电机转子(25)输出动力至所述右侧减速箱太阳轮(26)上，所述右侧减速箱太阳轮(26)将动力传递至所述右侧减速箱行星轮(27)上，所述右侧减速箱行星轮(27)将动力传递至所述右侧减速箱行星架(28)上，所述右侧减速箱行星架(28)通过所述右侧半轴总成(21)将动力传递至所述右侧轮组总成(20)上。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的车辆底盘用机电一体化驱动系统，其特征在于：该驱动系统还包括冷却水管路，所述冷却水管路用于依次冷却二合一驱动电机控制器(30)、左侧驱动电机(14)及右侧驱动电机(24)。

5.根据权利要求4所述的车辆底盘用机电一体化驱动系统，其特征在于：所述二合一驱动电机控制器(30)与所述左侧驱动电机(14)通过铜排电连接，所述二合一驱动电机控制器(30)与所述右侧驱动电机(24)通过铜排电连接。

6.根据权利要求5所述的车辆底盘用机电一体化驱动系统，其特征在于：所述左驱动系统和所述右驱动系统之间通过左右驱动系统连接装置(40)螺栓固定连接，所述左右驱动系统连接装置(40)设置于所述左驱动系统与所述右驱动系统中间。

7.根据权利要求1或6所述的车辆底盘用机电一体化驱动系统，其特征在于：所述第一端盖(13)为所述左侧行星排减速箱总成(12)和所述左侧驱动电机(14)共用端盖，所述第二端盖(23)为所述右侧行星排减速箱总成(22)和所述右侧驱动电机(24)共用端盖。

8.根据权利要求7所述的车辆底盘用机电一体化驱动系统，其特征在于：所述二合一驱动电机控制器(30)布置于该驱动系统所在车辆的前进方向端，且设置于该驱动系统中部；所述二合一驱动电机控制器(30)既与左侧驱动电机(14)的壳体固定连接，又与右侧驱动电机(24)的壳体固定连接。

9.根据权利要求8所述的车辆底盘用机电一体化驱动系统，其特征在于：该驱动系统所在车辆为超重型车辆。