CN109017271B - 一种电动汽车及其动力驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车及其动力驱动装置，包括集成在电动汽车的轮毂内的驱动电机、减速器和制动机构；驱动电机为轴向磁场的盘式电机；减速器用于将驱动电机的电机轴上的动力传递至轮毂的轮辋上；制动机构包括与轮辋固定连接的轮毂法兰、固定在轮毂法兰上的刹车片和用于与刹车片配合的制动钳，制动钳用于与电动汽车的制动执行部件连接。上述动力驱动装置，通过将驱动电机、减速器和制动机构全部集成在电动汽车的轮毂内，使得驱动电机输出的转矩仅需经过减速器即可直接传递至轮毂，避免了经历复杂的传动系统，从而减少了动力在传动系统中的损耗浪费，大大提高了整体的传动效率。

Description

一种电动汽车及其动力驱动装置
技术领域
本发明涉及汽车驱动技术领域，尤其涉及一种电动汽车及其动力驱动装置。
背景技术
目前应用于现有新能源电动汽车的动力驱动装置，一般为电机输出的转矩经变速器、传动轴、差速器、半轴最后传递给轮毂。在传动系统中结构复杂，从而造成整体的传动效率有很大一部分浪费在传动系统内部，降低了整体的传动效率。
综上所述，如何解决电动汽车的动力驱动装置的传动效率低的问题已经成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动汽车及其动力驱动装置，以解决电动汽车的动力驱动装置的传动效率低的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种电动汽车的动力驱动装置，包括集成在电动汽车的轮毂内的驱动电机、减速器和制动机构；
所述驱动电机为轴向磁场的盘式电机；
所述减速器用于将所述驱动电机的电机轴上的动力传递至所述轮毂的轮辋上；
所述制动机构包括与所述轮辋固定连接的轮毂法兰、固定在所述轮毂法兰上的刹车片和用于与所述刹车片配合的制动钳，所述制动钳用于与所述电动汽车的制动执行部件连接。
优选地，所述减速器包括至少一个行星齿轮减速器。
优选地，所述减速器包括两个行星齿轮减速器，且分别为第一行星齿轮减速器和第二行星齿轮减速器，所述第一行星齿轮减速器的齿圈与所述驱动电机的壳体固定连接，所述第一行星齿轮减速器的太阳轮与所述电机轴固定连接，所述第一行星齿轮减速器的行星架通过半轴与所述第二行星齿轮减速器的太阳轮固定连接；所述第二行星齿轮减速器的齿圈通过连接套与所述第一行星齿轮减速器的齿圈固定连接，所述第二行星齿轮减速器的行星架与所述轮辋固定连接；所述连接套间隙的套设在所述半轴上，所述连接套可转动的嵌设在所述轮毂法兰上。
优选地，所述制动钳通过制动盘与所述制动执行部件连接。
优选地，所述盘式电机为单定子双转子的结构。
优选地，所述盘式电机为单转子双定子的结构。
优选地，所述盘式电机为多定子多转子的结构。
优选地，所述减速器的壳体与所述驱动电机的壳体为一体式的结构。
相比于背景技术介绍内容，上述电动汽车的动力驱动装置，包括集成在电动汽车的轮毂内的驱动电机、减速器和制动机构；驱动电机为轴向磁场的盘式电机；减速器用于将驱动电机的电机轴上的动力传递至轮毂的轮辋上；制动机构包括与轮辋固定连接的轮毂法兰、固定在轮毂法兰上的刹车片和用于与刹车片配合的制动钳，制动钳用于与电动汽车的制动执行部件连接。上述动力驱动装置，通过将驱动电机、减速器和制动机构全部集成在电动汽车的轮毂内，使得驱动电机输出的转矩仅需经过减速器即可直接传递至轮毂，避免了经历复杂的传动系统，从而减少了动力在传动系统中的损耗浪费，大大提高了整体的传动效率。此外，采用轴向磁场的盘式电机，可以使驱动电机的轴向尺寸更小，保证轮毂内沿轴向方向留出足够的空间安装减速器及制动机构，由于采用了驱动电机配备减速器的设计，可以使驱动电机的额定转速较高、电机的功率密度较高，可以输出更大的转矩，更加能适应电动汽车使用要求。
另外，本发明还提供了一种电动汽车，包括动力驱动装置，且该动力驱动装置为上述任一方案所描述的动力驱动装置。由于上述动力驱动装置具有上述技术效果，因此具有上述动力驱动装置的电动汽车也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。
附图说明
图1为本发明实施例提供的电动汽车的动力驱动装置的驱动电机为单定子双转子的剖视结构示意图；
图2为本发明实施例提供的电动汽车的动力驱动装置的驱动电机为单转子双定子的剖视结构示意图。
上图1和图2中，
轮毂1、轮辋11、轮胎12、驱动电机2、电机轴21、驱动电机的壳体22、转子23、定子24、轴承25、制动机构3、轮毂法兰31、刹车片32、制动钳33、制动盘34、第一行星齿轮减速器4、第二行星齿轮减速器5、半轴6、连接套7。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种电动汽车及其动力驱动装置，以解决电动汽车的动力驱动装置的传动效率低的问题。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1和图2所示，本发明实施例提供的一种电动汽车的动力驱动装置，包括集成在电动汽车的轮毂1内的驱动电机2、减速器和制动机构3；驱动电机2为轴向磁场的盘式电机；减速器用于将驱动电机2的电机轴21上的动力传递至轮毂1的轮辋11上；制动机构3包括与轮辋11固定连接的轮毂法兰31、固定在轮毂法兰31上的刹车片32和用于与刹车片32配合的制动钳33，制动钳33用于与电动汽车的制动执行部件连接。
上述动力驱动装置，通过将驱动电机、减速器和制动机构全部集成在电动汽车的轮毂内，使得驱动电机输出的转矩仅需经过减速器即可直接传递至轮毂，避免了经历复杂的传动系统，从而减少了动力在传动系统中的损耗浪费，大大提高了整体的传动效率。此外，采用轴向磁场的盘式电机，可以使驱动电机的轴向尺寸更小，保证轮毂内沿轴向方向留出足够的空间安装减速器及制动机构，由于采用了驱动电机配备减速器的设计，可以使驱动电机的额定转速较高、电机的功率密度较高，可以输出更大的转矩，更加能适应电动汽车使用要求。
在一些具体的实施方案中，上述减速器包括至少一个行星齿轮减速器。具体可以是1个行星齿轮减速器构成的一级减速器结构，也可以是多个行星齿轮减速器嵌套而成的多级减速器。
比如，减速器包括两个行星齿轮减速器，且分别为第一行星齿轮减速器4和第二行星齿轮减速器5，第一行星齿轮减速器4的齿圈与驱动电机2的壳体22固定连接，第一行星齿轮减速器4的太阳轮与电机轴21固定连接，第一行星齿轮减速器4的行星架通过半轴6与第二行星齿轮减速器5的太阳轮固定连接；第二行星齿轮减速器5的齿圈通过连接套7与第一行星齿轮减速器4的齿圈固定连接，第二行星齿轮减速器5的行星架51与轮辋11固定连接；连接套7间隙的套设在半轴6上，连接套7可转动的嵌设在轮毂法兰31上。通过第一行星齿轮减速器和第二行星齿轮减速器的设置，使得减速器能够实现二级减速，这样使得驱动电机的额定转速较高、电机的功率密度较高，可以输出更大的转矩，更加能适应电动汽车使用要求。在具体的工作过程中，驱动电,2通过电机轴21将动力转矩传递至第一行星齿轮减速器4，在由第一行星齿轮减速器4通过半轴6传递至第二行星齿轮减速器5，最后直接由第二行星齿轮减速器5的行星架将动力传递至轮辋11，此时轮辋11直接作用于安装在轮辋11上的轮胎12上，即可完成整个动力传动过程。其中连接套的作用主要是为了实现第一行星齿轮减速器和第二行星齿轮减速器之间的嵌套，以使二者在通过半轴传动过程中不会相互影响，通过还方便第二行星齿轮减速器的齿圈与驱动电机的壳体建立固定连接的结构；而该结构中的轮毂法兰31，由于其直接与轮辋固定连接，其必然会随着轮辋的转动一起运动，故将刹车片固定在轮毂法兰上，通过制动钳作用于刹车片即可实现制动，为了尽可能的减小轮毂中各部件集成时产生闲置的空间，轮毂法兰一般是嵌套在连接套的外侧，二者之间通过轴承实现平顺连接。此外，由于第一行星齿轮减速器的齿圈和第二行星齿轮减速器的齿圈均与驱动电机的壳体为固定连接，使得减速器与驱动电机的集成度更高，动力驱动装置的结构更加紧凑，避免了空间的浪费。
需要说明的是，一般来说，制动钳33是通过制动盘34与制动执行部件连接。而对于盘式电机来说，其可以是单定子双转子的结构，也可以是单转子双定子的结构，又或者是多定子多转子的结构。在实际应用过程中，可以根据实际需求进行选择设置。如图1和图2所示，驱动电机2的结构，除了包括电机轴21、壳体22之外，还应包括转子23、定子24，由于盘式电机的结构采用的是轴向磁场，因此，对于单定子双转子的结构是双转子分别位于定子的两侧，对于单转子双定子的结构是双定子分别位于转子的两侧，其中转子直接固定在电机轴上，定子固定在驱动电机的壳体上，并且定位与电机轴之间通过轴承25可转动的连接。通过设置制动盘使得制动钳与制动执行部件的连接更加方便。
进一步的实施方案中，为了尽可能的缩短动力驱动装置的轴向尺寸，上述减速器的壳体与驱动电机2的壳体22优选为一体式的结构，针对于2个行星齿轮减速器的二级减速结构来说，第一行星齿轮减速器和第二行星齿轮减速器的齿圈与驱动电机壳体为一体式结构，具体构成形式可以为焊接的方式构成一体式的结构，也可以是本领域技术人员常用的其他方式获得的一体式的结构。
另外，本发明还提供了一种电动汽车，包括动力驱动装置，且该动力驱动装置为上述任一方案所描述的动力驱动装置。由于上述动力驱动装置具有上述技术效果，因此具有上述动力驱动装置的电动汽车也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。
以上对本发明所提供的电动汽车及其动力驱动装置进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种电动汽车的动力驱动装置，其特征在于，包括集成在电动汽车的轮毂(1)内的驱动电机(2)、减速器和制动机构(3)；
所述驱动电机(2)为轴向磁场的盘式电机；
所述减速器用于将所述驱动电机(2)的电机轴(21)上的动力传递至所述轮毂(1)的轮辋(11)上；
所述制动机构(3)包括与所述轮辋(11)固定连接的轮毂法兰(31)、固定在所述轮毂法兰(31)上的刹车片(32)和用于与所述刹车片(32)配合的制动钳(33)，所述制动钳(33)用于与所述电动汽车的制动执行部件连接；
所述减速器包括两个行星齿轮减速器，且分别为第一行星齿轮减速器(4)和第二行星齿轮减速器(5)，所述第一行星齿轮减速器(4)的齿圈与所述驱动电机(2)的壳体(22)固定连接，所述第一行星齿轮减速器(4)的太阳轮与所述电机轴(21)固定连接，所述第一行星齿轮减速器(4)的行星架通过半轴(6)与所述第二行星齿轮减速器(5)的太阳轮固定连接；所述第二行星齿轮减速器(5)的齿圈通过连接套(7)与所述第一行星齿轮减速器(4)的齿圈固定连接，所述第二行星齿轮减速器(5)的行星架(51)与所述轮辋(11)固定连接；所述连接套(7)间隙的套设在所述半轴(6)上，所述连接套(7)可转动的嵌设在所述轮毂法兰(31)上。
2.如权利要求1所述的电动汽车的动力驱动装置，其特征在于，所述制动钳(33)通过制动盘(34)与所述制动执行部件连接。
3.如权利要求1或2所述的电动汽车的动力驱动装置，其特征在于，所述盘式电机为单定子双转子的结构。
4.如权利要求1或2所述的电动汽车的动力驱动装置，其特征在于，所述盘式电机为单转子双定子的结构。
5.如权利要求1或2所述的电动汽车的动力驱动装置，其特征在于，所述盘式电机为多定子多转子的结构。
6.如权利要求1或2所述的电动汽车的动力驱动装置，其特征在于，所述减速器的壳体与所述驱动电机(2)的壳体(22)为一体式的结构。
7.一种电动汽车，包括动力驱动装置，其特征在于，所述动力驱动装置为如权利要求1-6中任一项所述的动力驱动装置。
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