CN110203057B - 一种电动机驱动总成及一种车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动机驱动总成和一种车辆,用于解决现有电动机驱动总成集成度不高的技术问题。所述的电动机驱动总成包括电动机,所述电动机包括定子和转子,所述转子中设置有转轴,所述转轴内部设置有容纳腔,所述容纳腔内设置有减速机,所述减速机包括行星减速机构和输出轴,所述转子旋转,通过所述转轴驱动所述减速机的行星减速机构工作,所述行星减速机构通过所述输出轴向外输出转矩。本发明将电动机与减速机高度集成,充分减小体积,使结构紧凑,在车辆上方便布局。
Description
技术领域
本发明涉及车辆驱动总成领域,具体涉及一种电动机驱动总成。本发明还涉及一种车辆,安装了电动机驱动总成。
背景技术
目前,电动汽车行业在飞速发展,在驱动方面,使用较多的驱动方式为:通过控制器控制电机的转速和扭矩,电机输出转速和扭矩,通过连接减速机增加扭矩、降低转速,并通过差速器调节两侧车轮的速度输出。
现有的减速机、电机多为简单的装配连接,结构不够紧凑,汽车底盘结构也变得复杂。所以将电机、减速机、控制器等集成成为一个整体变成一种趋势。集成后不仅能够降低成本,又能使结构轻量化。目前出现了电机、减速机、控制器三合一总成,电机、减速机、差速器总成,电机、减速机总成等等形式。但是,目前市场上这些总成大部分体积仍然较大,没有从根本上体现总成的高度集成优势,导致布局灵活性较差,且这些总成安装在汽车上仍需要差速器对两侧轮速进行调整。
电动汽车中还有一种较为经典的电机为轮毂式电机。在车轮两侧分别安装轮毂电机,轮毂电机分别与减速机相连,不需要差速器。通过分别控制两侧电机转速,将转速及扭矩通过减速机传递给车轮,可实现分别控制左右车轮的转速。该驱动总成不仅可以减小转弯半径,还能使空间紧凑。但由于安装轮毂电机增加了簧下质量,所以舒适性及操作性较差,导致驾驶舒适性降低,驾驶操控难度增加,较多车辆不采用此种驱动方式。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的在于提供一种电动机驱动总成,通过内部结构设计,将减速机放入转子内部,将电动机、减速机设计成为一总成,由减速机的输出轴直接输出动力。
本发明的目的还在于提供一种车辆,安装了上述电动机驱动总成。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
本发明提供一种电动机驱动总成,包括电动机,所述电动机包括定子和转子,所述转子中设置有转轴,所述转轴内部设置有容纳腔,所述容纳腔内设置有减速机,所述减速机包括行星减速机构和输出轴,所述转子旋转,通过所述转轴驱动所述减速机的行星减速机构工作,所述行星减速机构通过所述输出轴向外输出转矩。
可选地,所述容纳腔的左端封闭,右端开口,所述减速机从所述容纳腔的右端开口装入所述容纳腔内部,所述容纳腔的内部左端设置有传动连接装置,通过所述传动连接装置与所述减速机连接。
可选地,所述行星减速机构包括若干级。
可选地,所述减速机还包括第一传动轴和第二传动轴,所述行星减速机构包括第一级行星减速机构和第二级行星减速机构,所述第一传动轴连接所述转轴与所述第一级行星减速机构,所述第二传动轴连接所述第一级行星减速机构与所述第二级行星减速机构。
可选地,所述容纳腔内部的传动连接装置为键或键槽,所述第一传动轴的左端设置有对应的键槽或键与所述转轴啮合传动。
可选地,所述第一传动轴的右端设置有传动齿,伸入所述第一级行星减速机构中,构成所述第一级行星减速机构的太阳轮。
可选地,所述第一级行星减速机构还包括第一行星架、第一齿圈和第一行星轮,所述第一行星架向右连接所述第二传动轴,所述第二传动轴连接所述第二级行星减速机构。
可选地,所述第二传动轴的右端设置有传动齿,伸入所述第二级行星减速机构中,构成所述第二级行星减速机构的太阳轮。
可选地,所述第二级行星减速机构还包括第二行星架、第二齿圈和第二行星轮,所述第二行星架向右连接所述输出轴。
可选地,所述电动机还包括第一外壳、左端盖和右端盖,所述减速机还包括第二外壳,所述第二外壳的右端设置有螺栓,与所述电动机的右端盖连接固定。
可选地,所述容纳腔的内部设置有第二轴承支撑所述减速机的第二外壳,所述容纳腔的外部左端设置有支撑部,所述电动机的左端盖上设置有第一轴承支撑所述容纳腔的支撑部,所述电动机的右端盖上设置有第三轴承支撑所述减速机的输出轴。
可选地,所述减速机的第二外壳内设置有第四轴承支撑所述第一传动轴,设置有第五轴承支撑所述第一行星架。
本发明还提供一种车辆,包括车轮半轴,所述车轮半轴的外端安装车轮,还包括以上所述的电动机驱动总成,所述电动机驱动总成的输出轴与所述车轮半轴连接。
本发明的电动机驱动总成所具有的优点及有益效果是:
本发明将电动机与减速机高度集成,充分减小体积,使结构紧凑,在车辆上方便布局。
本发明的车辆所具有的优点及有益效果是:
车辆左右两车轮分别与两总成直接相连,通过(控制器)控制,分别驱动两侧车轮的速度及力矩,减小了转弯半径,且不需要安装差速器,所以降低了制造、安装成本,简化了汽车底盘结构。由于将该总成连接在悬架簧上,解决了悬架簧下质量过重导致的舒适性及操控性不好的问题。
附图说明
图1为本发明实施例1电动机驱动总成的主视图;
图2为本发明实施例1中的电动机的主视图;
图3为本发明实施例1中的减速机的主视图;
图4为本发明实施例1中的第一传动轴的主视图;
图5为本发明实施例1电动机驱动总成与车轮的连接示意图。
图中:1.第一外壳;2.定子;3.转子;4.转轴;4-1.容纳腔;4-2.支撑部;4-3.内花键;5.右端盖;6.左端盖;7.输出轴;8.第一轴承;9.第二轴承;10.第三轴承;11.第二外壳;12.第一传动轴;12-1.轴本体;12-2.外花键;12-3.太阳轮;13.第四轴承;14.第一齿圈;15.第一行星轮;16.第一行星架;17.第五轴承;18.第二传动轴;19.第二齿圈;20.第二行星轮;21.第二行星架;22.螺栓。
具体实施方式
本发明的设计构思是:
针对现有技术中电动机驱动总成集成度不高的缺陷,本发明提供了一种电动机驱动总成,通过内部结构设计,将减速机放入转子内部,将电动机、减速机设计成为一总成,由减速机输出轴直接输出动力。本发明实现了车辆两侧车轮分别驱动,减小转弯半径,简化汽车底盘结构,减小悬架簧下质量,提高舒适性。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
如图1、图2、图3、图4所示为本发明实施例1,在该实施例中提供了一种电动机驱动总成,包括电动机,电动机包括定子2和转子3,转子3中设置有转轴4,转轴4的最大直径较大,内部设置有容纳腔4-1,容纳腔4-1内设置有减速机,减速机包括行星减速机构和输出轴7,电动机工作时,转子3旋转,通过转轴4驱动减速机的行星减速机构工作,行星减速机构通过输出轴7向外输出转矩。
电动机采用永磁电机、励磁电机或开关磁阻电机均可以。冷却方式可以采用水冷、油冷或风冷等。
转轴4与转子3固定连接,具体可以采用螺栓连接,或者焊接固定。如图2所示,容纳腔4-1的左端封闭,右端开口,右端设置有凸缘,凸缘构成限位,可以将转轴4从右至左装入转子3中,然后与转子3固定连接。
如图2所示,减速机从容纳腔4-1的右端开口装入容纳腔4-1内部,容纳腔4-1的内部左端设置有内花键4-3,通过内花键4-3与减速机连接。
容纳腔4-1的内部左端也可以设置平键或键槽用于连接减速机。
上述行星减速机构可以包括若干级,本实施例中设置两级。
如图3、图4所示,减速机还包括第一传动轴12和第二传动轴18,行星减速机构包括第一级行星减速机构和第二级行星减速机构,第一传动轴12连接转轴4与第一级行星减速机构,第二传动轴18连接第一级行星减速机构与第二级行星减速机构。
第一传动轴12的左端设置有外花键12-2,与容纳腔4-1内部的内花键4-3啮合传动。
第一传动轴12的右端设置有传动齿,伸入第一级行星减速机构中,构成第一级行星减速机构的太阳轮12-3。
第一级行星减速机构还包括第一行星架16、第一齿圈14和第一行星轮15,第一行星架16向右连接第二传动轴18,第二传动轴18连接第二级行星减速机构。
第一行星架16的右端设置有内花键,第二传动轴18的左端相应地设置有外花键,第一行星架16与第二传动轴18通过花键连接传动。
通常第一行星轮15包括若干个小齿轮,小齿轮数量不限,例如包括三个小齿轮。
第二传动轴18的右端设置有传动齿,伸入第二级行星减速机构中,构成第二级行星减速机构的太阳轮。
第二级行星减速机构还包括第二行星架21、第二齿圈19和第二行星轮20,第二行星架21向右连接输出轴7。
通常第二行星轮20包括若干个小齿轮,小齿轮数量不限,例如包括三个小齿轮。
在本实施例中,第二行星架21与输出轴7一体制成。
如图1、图2所示,电动机还包括第一外壳1、左端盖6和右端盖5,减速机还包括第二外壳11,第二外壳11的右端设置有螺栓22,与电动机的右端盖5连接固定。电动机的右端盖5起到了封闭减速机右端的作用。
第二外壳11的右端与电动机的右端盖5连接固定处需要密封,这样减速机内的润滑油不会进入到电动机内部。
第二外壳11可以是一个整体,也可以由两部分组成,也可以多部分组成、形式不限、组合方式不限,这样设计方便安装内部组件。
如图3所示,第二外壳11由两部分组成,左端呈锥形,右端呈筒状,焊接固定在一起,这样设计方便安装内部组件。
容纳腔4-1的内部设置有第二轴承9支撑减速机的第二外壳11,第二外壳11的左端直径较小,第二轴承9支撑在第二外壳11的左端,转轴4是阶梯状的,外部左端设置有支撑部4-2,容纳腔4-1的内部相应地设置有轴承座。
电动机的左端盖6上设置有第一轴承8支撑转轴4的支撑部4-2,电动机的左端盖6上相应地设置有轴承座;电动机的右端盖5上设置有第三轴承10支撑减速机的输出轴7,电动机的右端盖5上相应地设置有轴承座。
减速机的第二外壳11内设置有第四轴承13支撑第一传动轴12,设置有第五轴承17支撑第一行星架16。减速机的第二外壳11内相应地设置有轴承座。
优选地,第四轴承13包括两组,这样对第一传动轴12的支撑比较稳定。
输出轴7的外端部可以设置外花键与其他部件实现连接。
本实施例的电动机驱动总成将电动机与减速机高度集成,充分减小体积,使结构紧凑,在车辆上方便布局。
车辆左右两车轮分别与两总成直接相连,通过(控制器)控制,分别驱动两侧车轮的速度及力矩,减小了转弯半径,且不需要安装差速器,所以降低了制造、安装成本,简化了汽车底盘结构。由于将该总成连接在悬架簧上,解决了悬架簧下质量过重导致的舒适性及操控性不好的问题。
实施例2
与实施例1所不同的是,本实施例中第一行星架16与第二传动轴18可以一体制成,类似第二行星架21与输出轴7一体制成的结构。
本实施例中电动机驱动总成的其他结构与实施例1中相同,此处不再重复描述。
实施例3
如图5所示,本实施例中提供一种车辆,包括车轮半轴,车轮半轴的外端安装车轮,还包括实施例1或实施例2中所述的电动机驱动总成,电动机驱动总成的输出轴与车轮半轴连接。
本实施例中的车辆可以是后驱,也可以是前驱,还可以是四驱。
图5中的M代表motor,表示电动机。G代表gearbox,表示齿轮减速机。将减速机的输出轴分别与车轮的半轴相连,驱动车轮转动。该总成安装于悬架簧上,并采取两个总成分别与两个车轮相连接。通过分别控制两个电动机的转速和扭矩,达到分别控制两侧车轮转速的目的。不仅不需要安装差速器,减少制造、安装成本,简化底盘结构,还能起到减小转弯半径的作用。
本实施例中的车辆可以是纯电动车辆,也可以是混合动力车辆。例如四驱车辆,前轮采用电动机驱动总成驱动,后轮采用发动机驱动。
本实施例中电动机驱动总成的其他结构与实施例1中相同,此处不再重复描述。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种电动机驱动总成,包括电动机,所述电动机包括定子和转子,其特征在于,所述转子中设置有转轴,所述转轴内部设置有容纳腔,所述容纳腔内设置有减速机,所述减速机包括行星减速机构和输出轴,所述转子旋转,通过所述转轴驱动所述减速机的行星减速机构工作,所述行星减速机构通过所述输出轴向外输出转矩;
所述容纳腔的左端封闭,右端开口,所述减速机从所述容纳腔的右端开口装入所述容纳腔内部,所述容纳腔的内部左端设置有传动连接装置,通过所述传动连接装置与所述减速机连接。
2.根据权利要求1所述的电动机驱动总成,其特征在于,所述行星减速机构包括若干级。
3.根据权利要求2所述的电动机驱动总成,其特征在于,所述减速机还包括第一传动轴和第二传动轴,所述行星减速机构包括第一级行星减速机构和第二级行星减速机构,所述第一传动轴连接所述转轴与所述第一级行星减速机构,所述第二传动轴连接所述第一级行星减速机构与所述第二级行星减速机构;
所述容纳腔内部的传动连接装置为键或键槽,所述第一传动轴的左端设置有对应的键槽或键与所述转轴啮合传动。
4.根据权利要求3所述的电动机驱动总成,其特征在于,所述第一传动轴的右端设置有传动齿,伸入所述第一级行星减速机构中,构成所述第一级行星减速机构的太阳轮。
5.根据权利要求4所述的电动机驱动总成,其特征在于,所述第一级行星减速机构还包括第一行星架、第一齿圈和第一行星轮,所述第一行星架向右连接所述第二传动轴,所述第二传动轴连接所述第二级行星减速机构。
6.根据权利要求5所述的电动机驱动总成,其特征在于,所述第二传动轴的右端设置有传动齿,伸入所述第二级行星减速机构中,构成所述第二级行星减速机构的太阳轮。
7.根据权利要求6所述的电动机驱动总成,其特征在于,所述第二级行星减速机构还包括第二行星架、第二齿圈和第二行星轮,所述第二行星架向右连接所述输出轴。
8.根据权利要求5所述的电动机驱动总成,其特征在于,所述电动机还包括第一外壳、左端盖和右端盖,所述减速机还包括第二外壳,所述第二外壳的右端设置有螺栓,与所述电动机的右端盖连接固定。
9.根据权利要求8所述的电动机驱动总成,其特征在于,所述容纳腔的内部设置有第二轴承支撑所述减速机的第二外壳,所述容纳腔的外部左端设置有支撑部,所述电动机的左端盖上设置有第一轴承支撑所述容纳腔的支撑部,所述电动机的右端盖上设置有第三轴承支撑所述减速机的输出轴;
所述减速机的第二外壳内设置有第四轴承支撑所述第一传动轴,设置有第五轴承支撑所述第一行星架。
10.一种车辆,包括车轮半轴,所述车轮半轴的外端安装车轮,其特征在于,还包括权利要求1-9任一项所述的电动机驱动总成,所述电动机驱动总成的输出轴与所述车轮半轴连接。
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