CN110005764A - 一种两档变速式电驱动桥 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两档变速式电驱动桥，涉及电驱动桥的技术领域，包括中间壳体，其内设置有驱动组件、传动组件和差速组件，驱动组件包括电机壳，电机壳内设有自带电机空心轴的驱动电机，电机空心轴端部套设有太阳轮；传动组件包括行星支架，行星支架内活动设有多个双联齿轮，电机壳内设有一级减速内齿圈和二级减速内齿圈；差速组件包括差速支架，差速支架内设有两个差速齿轮和两个半轴齿轮。道路坡度大时，一级减速内齿圈与双联齿轮配合并工作，电驱动桥高扭矩低速运行，提高汽车爬坡能力；道路坡度小时，二级减速内齿圈与双联齿轮配合并工作，电驱动桥低扭矩高速运行，汽车高速行驶能力得到加强，采用双档变速提高了电驱动桥的工作效率。

Description

一种两档变速式电驱动桥

技术领域

本发明涉及电驱动桥的技术领域，尤其是涉及一种两档变速式电驱动桥。

背景技术

电动汽车是新型、节能、环保车辆,尤其是在当今空气污染严重的大环境下,具有巨大的发展潜力和广阔的应用前景。电动汽车用电驱动系统越来越受到人们的青睐,与传统的驱动系统相比,电动汽车用电驱动系统有着很大的优点,尤其体现在对环境保护方面。

电动汽车通过使用电动机取代传统汽车的燃油发动机,电动机可带载启动并且通过合理的配置满足汽车的使用要求,这与传统燃油发动机有着很大的区别。

目前，电动车并不适合使用多挡变速器,但若取消变速传动装置,则难于兼顾汽车爬坡能力和高速行驶等要求,电动机单一的传动比使得电动机的工作效率十分低下，特别是中小型汽车,因而有必要针对电动机的工作特性重新设计电动汽车的动力系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种低速挡和高速挡切换便捷、电驱动桥工作效率高的两档变速式电驱动桥。

本发明是通过以下技术方案得以实现的：

一种两档变速式电驱动桥，包括中间壳体，所述中间壳体内设置有：

驱动组件，所述驱动组件包括固设于所述中间壳体内一端的电机壳，所述电机壳内固设有自带电机空心轴的驱动电机，且所述电机空心轴端部套设有太阳轮；

传动组件，所述传动组件包括转设于所述中间壳体内另一端的行星支架，所述行星支架内转动设有多个与所述太阳轮啮合的双联齿轮，所述中间壳体内电控调节式设有可与所述双联齿轮分别单独啮合的一级减速内齿圈和二级减速内齿圈；以及

差速组件，所述差速组件包括固设于所述行星支架中心位置的差速支架，所述差速支架内设有两个差速齿轮，两个所述差速齿轮啮合有两个用于分别驱动左右半轴转动的半轴齿轮。

通过采用上述技术方案，针对大坡度道路，电驱动桥高扭矩低速运行，此时一级减速内齿圈与双联齿轮配合并工作，提高电驱动桥的工作速比，汽车爬坡能力得到加强；针对小坡度以及水平道路，电驱动桥低扭矩高速运行，此时二级减速内齿圈与双联齿轮配合并工作，降低电驱动桥的工作速比，汽车高速行驶能力得到加强。本发明通过双档变速大大提高了电驱动桥的工作效率，采用双档变速的模式增加了电池的能量转换效率，其中，低速挡和高速挡之间切换便捷，本发明结构稳固，动力传递效率高，使用寿命长。

进一步设置为：所述双联齿轮包括同轴设置的大齿轮和小齿轮，其中，所述大齿轮与所述太阳轮啮合，所述一级减速内齿圈与所述小齿轮对应设置，所述二级减速内齿圈与所述大齿轮对应设置；

低速调节时，所述一级减速内齿圈固定不动并与所述小齿轮啮合，所述二级减速内齿圈跟随所述大齿轮转动；

高速调节时，所述一级减速内齿圈跟随小齿轮转动，所述二级减速内齿圈固定不动并与所述大齿轮啮合。

通过采用上述技术方案，电驱动桥低速以及高速运动时，电驱动桥内唯一的太阳轮将驱动双联齿轮均一直处于运转状态，变速运行更加简单和稳定。

进一步设置为：所述中间壳体内壁设置有与所述一级减速内齿圈控制连接的一级电磁执行器和与所述二级减速内齿圈控制连接的二级电磁执行器，所述中间壳体端部设置有电磁离合器。

通过采用上述技术方案，低速调节时，电磁离合器控制一级电磁执行器工作，使一级减速内齿圈固定不动，二级减速内齿圈随大齿轮转动；高速调节时，电磁离合器控制二级电磁执行器工作，使二级减速内齿圈固定不动，一级减速内齿圈随小齿轮转动。

进一步设置为：所述行星支架中间位置穿设有一字轴，两个所述差速齿轮分别套设在所述一字轴的两端。

通过采用上述技术方案，一字轴直接穿插固定在行星支架上，有效固定差速齿轮，确保两个差速齿轮运行的稳定，同时一字轴的装配工艺简单便捷。

进一步设置为：所述驱动电机还包括电机转子和电机定子，所述电机转子与所述电机空心轴固连。

通过采用上述技术方案，驱动电机的电机定子固定在电机壳内壁，电机转子带动电机空心轴转动。

进一步设置为：所述中间壳体内固设有用于分隔所述电机壳和所述行星支架的内腔隔板，所述行星支架旋转置于所述内腔隔板侧壁。

通过采用上述技术方案，内腔隔板将电机壳和行星支架分隔，减少相互之间的干扰，同时内腔隔板对行星支架起到支撑作用。

进一步设置为：所述中间壳体靠近所述电机壳的一端可拆卸设置有右端盖，另一端可拆卸设置有左端盖，所述差速支架旋转置于所述电机左端盖中心处。

通过采用上述技术方案，中间壳体的两端分别通过螺栓固定安装有右端盖和左端盖，起到保护作用，同时左端盖还可对差速支架起到支撑作用。

进一步设置为：所述右端盖内设置有磁阻式旋变。

通过采用上述技术方案，磁阻式旋变可检测电机空心轴转动的稳定性。

进一步设置为：所述电机壳外壁开设有螺旋状的冷却水道。

通过采用上述技术方案，冷却水道内通入冷却水，可降低电驱动桥工作时的温度，提高电驱动桥运行的安全性。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

（1）电驱动桥低速运行时，一级减速内齿圈固定不动，双联齿轮带动行星支架在一级减速内齿圈内转动，二级减速内齿圈跟随大齿轮转动，提高电驱动桥的工作速比，针对大坡度道路时，汽车爬坡能力得到加强；

（2）电驱动桥高速运行时，二级减速内齿圈固定不动，双联齿轮带动行星支架在二级减速内齿圈内转动，一级减速内齿圈跟随小齿轮转动，降低电驱动桥的工作速比，针对小坡度道路时，汽车高速行驶能力得到加强；

（3）通过采用双档变速的模式提高了电驱动桥的工作效率，低速挡和高速挡切换便捷，增加了电池的能量转换效率，采用高效的动力传递模式，也提高了电驱动桥的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的整体结构剖视图；

图2是本发明的传动原理图；

图3是本发明的低速传动路径示意图；

图4是本发明的高速传动路径示意图。

附图标记：1、中间壳体；2、内腔隔板；3、右端盖；4、左端盖；5、磁阻式旋变；6、冷却水道；10、电机壳；11、驱动电机；111、电机空心轴；112、电机转子；113、电机定子；12、太阳轮；20、行星支架；21、双联齿轮；211、大齿轮；212、小齿轮；22、一级减速内齿圈；23、一级电磁执行器；24、二级减速内齿圈；25、二级电磁执行器；26、电磁离合器；30、差速支架；31、差速齿轮；32、半轴齿轮；33、一字轴。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的一种两档变速式电驱动桥，包括中间壳体1，中间壳体1呈筒状设置，中间壳体1内设置有用于提供电驱动桥驱动力的驱动组件，用于与汽车左右半轴动力连接的差速组件和用于实现驱动组件和差速组件之间动力传递的传动组件。

中间壳体1的一端可拆卸设置有右端盖3，另一端可拆卸设置有左端盖4，右端盖3和左端盖4均通过螺栓固定在中间壳体1的端部。中间壳体1内部的中心位置固定有内腔隔板2，内腔隔板2呈环状设置。内腔隔板2将中间壳体1分隔为左腔和右腔。

驱动组件包括固设于中间壳体1内的电机壳10，电机壳10位于中间壳体1内靠近右端盖3的一端，电机壳10呈筒状设置并与中间壳体1同轴设置，电机壳10外壁开设有螺旋状的冷却水道6，中间壳体1的端面开设有与冷却水道6两端分别接通的进水口和出水口。冷却水道6内通入冷却水，通过持续不断的冷却水，降低电驱动桥工作时的温度。

电机壳10内固设有驱动电机11，驱动电机11包括电机转子112、电机定子113和电机空心轴111，驱动电机11的电机定子113固定在电机壳10内壁，电机转子112置于电机定子113内部且磁性接触，电机转子112内侧固定有电机空心轴111，电机空心轴111与中间壳体1同轴设置。驱动电机11启动后，电机转子112带动电机空心轴111转动，为电驱动桥提供驱动力。汽车的右半轴可伸入至电机空心轴111内。电机空心轴111指向中间壳体1的端部套设有太阳轮12，太阳轮12位于中间壳体1的中心位置。右端盖3中心位置固定有多个磁阻式旋变5，多个磁阻式旋变5环绕在电机空心轴111的周侧。通过磁阻式旋变5可检测电机空心轴111转动的稳定性。

传动组件包括转设于中间壳体1内的行星支架20，行星支架20和电机壳10位于内腔隔板2的两侧，行星支架20通过轴承旋转设置在内腔隔板2上，行星支架20内活动设有多个与太阳轮12啮合的双联齿轮21，双联齿轮21优选为三组且以电机空心轴111为轴线圆周阵列分别。双联齿轮21包括同轴固定设置的大齿轮211和小齿轮212，大齿轮211直径大于小齿轮212直径，大齿轮211位于靠近内腔隔板2的一侧且均与太阳轮12啮合，小齿轮212位于靠近左端盖4的一侧。

中间壳体1的内壁电控设有可与双联齿轮21分别单独啮合的一级减速内齿圈22和二级减速内齿圈24，一级减速内齿圈22与所述小齿轮212对应设置，二级减速内齿圈24与大齿轮211对应设置。一级减速内齿圈22和二级减速内齿圈24在中间壳体1内部可旋转或者固定。中间壳体1内壁固定有与一级减速内齿圈22控制连接的一级电磁执行器23和与二级减速内齿圈24控制连接的二级电磁执行器25，左端盖4朝向内腔隔板2的一侧固定有电磁离合器26。结合图2，低速调节时，电磁离合器26控制一级电磁执行器23工作，使一级减速内齿圈22固定不动并与小齿轮212啮合，二级减速内齿圈24随大齿轮211转动，此时工作速比为高速比i₁；高速调节时，电磁离合器26控制二级电磁执行器25工作，使二级减速内齿圈24固定不动并与大齿轮211啮合，一级减速内齿圈22随小齿轮212转动，此时工作速比为低速比i₂，i₁大于i₂。电驱动桥低速以及高速运动时，电驱动桥内唯一的太阳轮12将驱动双联齿轮21均一直处于运转状态，电驱动桥内部传动结构简单，使其变速运行更加稳定。

差速组件包括固设于行星支架20中心位置的差速支架30，差速支架30通过轴承旋转置于左端盖4的中心处，差速支架30内转动设置有两个差速齿轮31，两个差速齿轮31相对设置，行星支架20中间位置固定有一字轴33，两个差速齿轮31分别套设在一字轴33的两端，差速支架30内还转动设置有两个半轴齿轮32，两个差速齿轮31均与两个半轴齿轮32啮合，差速齿轮31的轴线与半轴齿轮32的轴线正交设置。通过一字轴33直接穿插固定在行星支架20上从而有效固定差速齿轮31，确保两个差速齿轮31运行的稳定，汽车的右半轴和左半轴分别穿过左端盖4和右端盖3伸入至中间壳体1内部，右半轴和左半轴与两个半轴齿轮32固定。

本实施例的实施原理及有益效果为：

参照图3，针对大坡度道路时，电驱动桥采用低速高扭矩模式，驱动电机11带动电机空心轴111转动，再驱动双联齿轮21转动，此时电磁离合器26控制一级电磁执行器23工作，使一级减速内齿圈22固定不动并与小齿轮212啮合，二级减速内齿圈24跟随大齿轮211转动，行星支架20转动过程中带动差速支架30转动，进而通过差速齿轮31带动半轴齿轮32转动，此时工作速比为高速比i₁。

参照图4，针对小坡度或者水平道路时，电驱动桥采用高速低扭矩模式，驱动电机11带动电机空心轴111转动，再驱动双联齿轮21转动，此时电磁离合器26控制二级电磁执行器25工作，使二级减速内齿圈24固定不动并与大齿轮211啮合，一级减速内齿圈22随小齿轮212转动，行星支架20转动过程中带动差速支架30转动，进而通过差速齿轮31带动半轴齿轮32转动，此时工作速比为低速比i₂。

本发明通过采用低速挡和高速挡两种不同的模式对不同路况进行调节，双档变速大大提高了电驱动桥的工作效率，增加了电池的能量转换能力，同时低速挡和高速挡切换便捷，操作简便，同时电驱动桥结构稳固，动力传递效率高，使用寿命更长。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种两档变速式电驱动桥，其特征在于，包括中间壳体（1），所述中间壳体（1）内设置有：

驱动组件，所述驱动组件包括固设于所述中间壳体（1）内一端的电机壳（10），所述电机壳（10）内固设有自带电机空心轴（111）的驱动电机（11），且所述电机空心轴（111）端部套设有太阳轮（12）；

传动组件，所述传动组件包括转设于所述中间壳体（1）内另一端的行星支架（20），所述行星支架（20）内转动设有多个与所述太阳轮（12）啮合的双联齿轮（21），所述中间壳体（1）内电控调节式设有可与所述双联齿轮（21）分别单独啮合的一级减速内齿圈（22）和二级减速内齿圈（24）；以及

差速组件，所述差速组件包括固设于所述行星支架（20）中心位置的差速支架（30），所述差速支架（30）内设有两个差速齿轮（31），两个所述差速齿轮（31）啮合有两个用于分别驱动左右半轴转动的半轴齿轮（32）。

2.根据权利要求1所述的两档变速式电驱动桥，其特征在于，所述双联齿轮（21）包括同轴设置的大齿轮（211）和小齿轮（212），其中，所述大齿轮（211）与所述太阳轮（12）啮合，所述一级减速内齿圈（22）与所述小齿轮（212）对应设置，所述二级减速内齿圈（24）与所述大齿轮（211）对应设置；

低速调节时，所述一级减速内齿圈（22）固定不动并与所述小齿轮（212）啮合，所述二级减速内齿圈（24）跟随所述大齿轮（211）转动；

高速调节时，所述一级减速内齿圈（22）跟随所述小齿轮（212）转动，所述二级减速内齿圈（24）固定不动并与所述大齿轮（211）啮合。

3.根据权利要求2所述的两档变速式电驱动桥，其特征在于，所述中间壳体（1）内壁设置有与所述一级减速内齿圈（22）控制连接的一级电磁执行器（23）和与所述二级减速内齿圈（24）控制连接的二级电磁执行器（25），所述中间壳体（1）端部设置有电磁离合器（26）。

4.根据权利要求3所述的两档变速式电驱动桥，其特征在于，所述行星支架（20）中间位置穿设有一字轴（33），两个所述差速齿轮（31）分别套设在所述一字轴（33）的两端。

5.根据权利要求1所述的两档变速式电驱动桥，其特征在于，所述驱动电机（11）还包括电机转子（112）和电机定子（113），所述电机转子（112）与所述电机空心轴（111）固连。

6.根据权利要求1所述的两档变速式电驱动桥，其特征在于，所述中间壳体（1）内固设有用于分隔所述电机壳（10）和所述行星支架（20）的内腔隔板（2），所述行星支架（20）旋转置于所述内腔隔板（2）侧壁。

7.根据权利要求6所述的两档变速式电驱动桥，其特征在于，所述中间壳体（1）靠近所述电机壳（10）的一端可拆卸设置有右端盖（3），另一端可拆卸设置有左端盖（4），所述差速支架（30）旋转置于所述左端盖（4）中心处。

8.根据权利要求7所述的两档变速式电驱动桥，其特征在于，所述右端盖（3）内设置有磁阻式旋变（5）。

9.根据权利要求1所述的两档变速式电驱动桥，其特征在于，所述电机壳（10）外壁开设有螺旋状的冷却水道（6）。