CN110385982A - 电桥驱动系统和交通工具 - Google Patents

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陈鹏
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    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
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Abstract

本发明涉及一种电桥驱动系统和交通工具，所述电桥驱动系统包括：电机(1)、输入轴(3)、具有太阳轮(4)和行星架(7)的行星齿轮机构、第一传动轴(19)和第一齿轮(20)，其中，所述电机(1)与所述输入轴(3)抗扭连接，所述行星齿轮机构的太阳轮(4)被抗扭地安置在所述输入轴(3)上，所述第一齿轮(20)被抗扭地安置在所述第一传动轴(19)上，其中，在所述电桥驱动系统中设置相对所述第一传动轴(19)径向偏离布置的第二传动轴(25)以及在所述第二传动轴(25)上抗扭安置的第二齿轮(26)和第三齿轮(27)，所述第二齿轮(26)与所述第一齿轮(20)啮合，所述第三齿轮(27)向差速器输出扭矩。

Description

电桥驱动系统和交通工具
技术领域
本发明涉及一种电桥驱动系统，包括电机、输入轴、具有太阳轮和行星架的行星齿轮机构、传动轴和齿轮，其中，电机与输入轴抗扭连接，行星齿轮机构的太阳轮被抗扭地安置在输入轴上，行星齿轮机构的行星架能够和第一传动轴抗扭连接，齿轮被抗扭地安置在传动轴上。本发明还涉及包括该电桥驱动系统的交通工具。
背景技术
电桥驱动系统用于混合动力车辆或纯电动车辆。对于实现变速功能的电桥驱动系统，困难的是找到车轴扭矩和最大车速之间的折中方案。因此，在现有技术中，通过具有不同的布局方案的电桥驱动系统来解决这个难题，其布局方案包括平行结构或同轴结构，并且涉及正齿轮组或行星齿轮组等的使用情况。
在具有平行结构和正齿轮组的紧凑型布局方案中很难获得较大的传动比。专利US2017175863公开了一种电桥驱动系统的平行布局方案，其中通过中间轴和同步器实现双速传动比，但是，只有当齿轮直径较大时才能获得较大的传动比。专利CN106553524A公开了另一种电桥驱动系统的平行布局方案，虽然其整体径向尺寸较小，但是轴向尺寸较大。
具有同轴结构和行星齿轮组的紧凑型布局方案的结构复杂，成本较高。专利DE102012215655公开了一种电桥驱动系统的同轴布局方案，其中通过多个行星齿轮组和同步器实现双速传动比，并且能够容易地在紧凑的结构中实现较大的传动比，然而其结构非常复杂，需要更多的零部件，所以成本很高。
专利CN105620259公开了另一种电桥驱动系统的布局方案，它是在成本和总尺寸之间的折衷方案。在该方案中，配备了一个行星齿轮组和一个正齿轮组，但是在没有中间轴的情况下，很难在紧凑的结构中难获得较大的传动比。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，在现有技术基础上，提供一种电桥驱动系统，能够低成本地在紧凑的空间中实现变速功能，并同时能够提供较大的传动比。
所述技术问题通过一种电桥驱动系统解决，所述电桥驱动系统包括：电机、输入轴、具有太阳轮和行星架的行星齿轮机构、第一传动轴和第一齿轮，其中，所述电机与所述输入轴抗扭连接，所述行星齿轮机构的太阳轮被抗扭地安置在所述输入轴上，所述行星齿轮机构的行星架能够和所述第一传动轴抗扭连接，所述第一齿轮被抗扭地安置在所述第一传动轴上，其中，在所述电桥驱动系统中设置相对所述第一传动轴径向偏离布置的第二传动轴以及在所述第二传动轴上抗扭安置的第二齿轮和第三齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，所述第三齿轮向差速器输出扭矩。因此，能够在较小的结构空间中提供满足需要的传动比。此外，由于整个电桥驱动系统的结构相对简单，零部件较少，所以制造成本较低。
根据本发明的优选实施方式，同轴线地布置电机、输入轴和第一传动轴。因此，能够进一步缩小电桥驱动系统的径向尺寸。
根据本发明的另外的优选实施方式，在所述行星齿轮机构和所述第一传动轴之间设置同步器，所述同步器能够将所述输入轴与所述第一传动轴抗扭连接或者将所述行星齿轮机构的行星架与所述第一传动轴抗扭连接。因此，能够通过对同步器挡位的设置，选择两种具有不同速比的扭矩传递路径中的一个，或者选择将动力源断开，并且由此无需设置额外的离合器。
在一种有利的实施方式中，在输入轴上设置第一结合齿并且在行星齿轮组的行星架上设置第二结合齿，同步器能够通过第一结合齿将第一传动轴与输入轴抗扭连接或者通过第二结合齿将第一传动轴与行星架抗扭连接。特别地，第一结合齿与输入轴通过花键连接，第二结合齿被焊接在行星架上。因此，能够在实现双速变速功能的基础上，能够在紧凑的结构中进一步设置较少零部件，降低成本。
根据本发明的另外的优选实施方式，所述输入轴、所述行星齿轮机构、所述同步器、所述第一传动轴、所述第二传动轴、所述第一齿轮、所述第二齿轮、所述第三齿轮与所述差速器安布置在共同的壳体中布置在共同的壳体中。在一种有利的的实施方式中，上述共同的壳体由三部分构成，即壳体主体、轴承罩和端盖，其中，壳体主体位于轴承罩和端盖之间，轴承罩被安置在靠近电机的一侧，端盖被安置在远离电机的一侧。轴承罩通过多个螺栓与壳体主连接。在轴承罩和壳体主体之间设置密封件，以防止润滑油泄漏到电机区域。壳体主体通过多个螺栓与端盖连接。在壳体主体和端盖之间通过粘合剂密封。有利地，输入轴在一端被支承在第一传动轴上，在另一端被支承在轴承罩上，并且在轴承罩上设置密封件。有利地，行星齿轮机构的齿圈被固持在轴承罩上。有利地，第一传动轴在一端被支承在壳体主体上，在另一端被支承在端盖上。因此，电桥驱动系统结构稳定，密封良好，能够确保动力传动的可靠性。
所述技术问题还通过一种交通工具解决，所述交通工具，特别是机动车辆，具有包括上述技术特征的电桥驱动系统。
附图说明
通过附图来示意性地阐述本发明。附图为：
图1是根据本发明的电桥驱动系统的布局示意图，
图2是根据图1的电桥驱动系统的剖面的示意图，
图3是根据图1的电桥驱动系统实现1档的动力传递路径的示意图，以及
图4是根据图1的电桥驱动系统实现2档的动力传递路径的示意图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的电桥驱动系统的布局的示意图。该电桥驱动系统能够用于纯电动的车辆或混合动力车辆。如图1所示，该电桥驱动系统包括电机1、输入轴3、行星齿轮机构、同步器、同步器致动器和传动齿轮组。该行星齿轮机构包括太阳轮4、行星架7、行星轮和齿圈8，该同步器包括同步器滑套12和同步环11，该同步器致动器包括无刷直流电机13、滚珠丝杠14和叉形件15，该传动齿轮组包括第一传动轴19、第二传动轴25以及两对啮合的齿轮，即第一齿轮20和第二齿轮26，第三齿轮27。在图1中，还示出了通过第四齿轮28与电桥驱动系统抗扭连接的差速器，差速器包括差速器壳体29和锥齿轮组30。
输入轴3通过花键与电机1的电机轴2连接。太阳轮4被集成在输入轴3上，即太阳轮4和输入轴3一体式地形成。行星架通过轴承6被支承在输入轴3上。由电机1产生的驱动力经由太阳轮4被传递到行星架7。第一齿轮20被集成在第一传动轴19上，即第一齿轮20和第一传动轴19一体地形成。与第一传动轴径19向偏离地布置第二传动轴25。第二齿轮26被焊接在第二传动轴25上。第三齿轮27被集成在第二传动轴25上，即第三齿轮27与第二传动轴25一体式构成。第四齿轮28与差速器壳体29抗扭连接。
带有摩擦面的第二结合齿9被焊接在行星架7上。带有摩擦面的结合齿10通过花键与输入轴3抗扭连接。部件17通过花键被固定在第一传动轴19上，并通过花键与同步器滑套12连接。同步器滑套12能够在部件17上沿轴向移动。同步器滑套12由叉形件15控制。叉形件15由无刷直流电机13和滚珠丝杠14控制。叉形件15通过销16被支承在壳体主体38上，其中，销16被设计为叉形件15的支点。同步器滑套12具有三个位置，分别对应1档、2档和空档。滑套12能够推动同步环11，使其与第二结合齿9或第一结合齿10的摩擦面接触并最终与第二结合齿9或第一结合齿10接合。同步器滑套12处在1档和2档时总能与部件17接合。
图2示意性地示出根据图1的电桥驱动系统的剖面。如图所示，电机1、输入轴3、行星齿轮机构、同步器、传动齿轮组以及差速器布置在共同的壳体中。该壳体由三部分构成，即轴承罩35，壳体主体38和端盖39。壳体主体38位于轴承罩35和端盖39之间，轴承罩35被安置在靠近电机1的一侧，端盖39被安置在远离电机1的一侧。行星齿轮机构的齿圈8被固定在轴承罩35上。输入轴3通过滚珠轴承5被支承在轴承罩35上，并且通过圆柱滚子轴承18被支承在第一传动轴19上。第一传动轴19分别通过圆锥滚子轴承21和22被支承在壳体主体38和端盖39上。第二传动轴25分别通过圆锥滚子轴承23和24被支承在壳体主体38和端盖39上。差速器壳体29分别通过圆锥滚子轴承31和32被支承在壳体主体38和端盖39上。轴承罩35通过多个螺栓36与壳体主体38连接。在轴承罩35和壳体主体38之间设置密封件37，以防止润滑油泄漏到电机区域。壳体主体38通过多个螺栓40与端盖39连接。在壳体主体38和端盖39之间通过粘合剂密封。
图3示意性地示出了电桥驱动系统实现1档的动力传递路径，即电机1→电机轴2→输入轴3→行星架7→第二结合齿9→同步器环11→同步器滑套12→部件17→第一传动轴19→第一齿轮20→第二齿轮26→第二传动轴25→第三齿轮27→第四齿轮28→差速器壳体29→差速器锥齿轮组30→半轴齿轮33，34。
图4示意性地示出了电桥驱动系统实现2档的动力传递路径，电机1→电机轴2→输入轴3→第一结合齿10→同步器环11→同步器滑套12→部件17→第一传动轴19→第一齿轮20→第二齿轮26→第二传动轴25→第三齿轮27→第四齿轮28→差速器壳体29→差速器锥齿轮组30→半轴齿轮33，34。
虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例，但是应该理解到，仍然通过所有已知的和此外技术人员容易想到的技术特征和实施方式的组合存在大量实施例的变化。此外还应该理解到，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术指导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。

Claims (10)

1.一种电桥驱动系统，包括：电机(1)、输入轴(3)、具有太阳轮(4)和行星架(7)的行星齿轮机构、第一传动轴(19)和第一齿轮(20)，其中，所述电机(1)与所述输入轴(3)抗扭连接，所述行星齿轮机构的太阳轮(4)被抗扭地安置在所述输入轴(3)上，所述行星齿轮机构的行星架(7)能够和所述第一传动轴(19)抗扭连接，所述第一齿轮(20)被抗扭地安置在所述第一传动轴(19)上，
其特征在于，在所述电桥驱动系统中设置相对所述第一传动轴(19)径向偏离布置的第二传动轴(25)以及在所述第二传动轴(25)上抗扭安置的第二齿轮(26)和第三齿轮(27)，所述第二齿轮(26)与所述第一齿轮(20)啮合，所述第三齿轮(27)向差速器输出扭矩。
2.根据权利要求1所述的电桥驱动系统，其特征在于，在所述行星齿轮机构和所述第一传动轴(19)之间设置同步器，所述同步器能够将所述输入轴(3)与所述第一传动轴(19)抗扭连接或者将所述行星齿轮机构的行星架(7)与所述第一传动轴(19)抗扭连接。
3.根据权利要求1或2所述的电桥驱动系统，其特征在于，同轴线地布置所述电机(1)、所述输入轴(3)和所述第一传动轴(19)。
4.根据权利要求2所述的电桥驱动系统，其特征在于，在所述输入轴(3)上设置第一结合齿(10)并且在所述行星架(7)上设置第二结合齿(9)，所述同步器能够通过所述第一结合齿(10)将所述第一传动轴(19)与所述输入轴(3)抗扭连接或者通过所述第二结合齿(9)将所述第一传动轴(19)与所述行星架(7)抗扭连接。
5.根据权利要求2所述的电桥驱动系统，其特征在于，所述输入轴(3)、所述行星齿轮机构、所述同步器、所述第一传动轴(19)、所述第二传动轴(25)、所述第一齿轮(20)、所述第二齿轮(26)、所述第三齿轮(27)与所述差速器布置在共同的壳体中。
6.根据权利要求5所述的电桥驱动系统，其特征在于，所述共同的壳体由三部分构成，即壳体主体(38)、轴承罩(35)和端盖(39)，其中，所述轴承罩(35)被安置在靠近所述电机(1)的一侧，所述壳体主体(38)位于所述轴承罩(35)和所述端盖(39)之间，所述端盖(39)被安置在远离所述电机(1)的一侧。
7.根据权利要求6所述的电桥驱动系统，所述输入轴(3)被支承在所述轴承罩(35)上，并且在所述轴承罩(35)上设置密封件(37)。
8.根据权利要求6所述的电桥驱动系统，其特征在于，所述行星齿轮机构还具有齿圈(8)，所述齿圈(8)被固持在所述轴承罩(35)上。
9.根据权利要求6所述的电桥驱动系统，其特征在于，所述第一传动轴(19)在一端被支承在所述壳体主体(38)上，在另一端被支承在所述端盖(39)上。
10.一种交通工具，其特征在于，所述交通工具具有根据权利要求1至9中任一项所述的电桥驱动系统。
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