CN110576733A - 用于车辆的轮毂驱动装置及轮毂驱动车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的轮毂驱动装置及轮毂驱动车辆。该轮毂驱动装置包括电机、第一减速级、中心传动轴、第二减速级和轮毂，该电机的扭矩经过第一减速级、中心传动轴和第二减速级被传送到轮毂上，将第一减速级和第二减速级设计为与中心传动轴具有相同的旋转轴线的行星齿轮传动机构，并且第一减速级和第二减速级被分别布置在中心传动轴的两端且分别与中心传动轴传动连接；其中，电机的转子与中心传动轴具有相同的旋转轴线，并且该转子与第一减速级传动连接。本发明的轮毂驱动装置及轮毂驱动车辆能够通过较短的传动链获得较大的传动比，减小能量损失并提高轮毂驱动装置整体的紧凑性和稳定性。

Description

用于车辆的轮毂驱动装置及轮毂驱动车辆

技术领域

本发明涉及轮毂驱动领域。具体地，本发明涉及一种用于车辆的轮毂驱动装置及包括这种轮毂驱动装置的车辆。

背景技术

随着化石能源的日渐枯竭和空气污染的加剧，新能源车辆越来越受到社会的重视。当前的新能源车辆多采用中心驱动电机、离合器、2-3挡变速器和传统的驱动桥来驱动车轮。这样的驱动系统所包含的部件较多，传动链非常长，因而能量损失较大。传统驱动桥中的所有这些部件以及差速器都对车辆布局有较大影响，比如在公交车中，这些部件的上方需要设置凸台，影响了车辆内部的空间布局。

新兴的轮毂驱动技术可以在一定程度上解决上述问题。但要将驱动电机、变速机构及制动机构都集成在轮内有限的空间中，这在技术上有很大限制，尤其是对于重型汽车、矿用自卸车、越野车和公共汽车等大型车辆或载重车辆，其一般具有较大的增扭需求，现有的轮毂驱动装置所采用的单级减速机构很难满足这种需求。

CN 104290721 B公开了一种新能源汽车的轮边电机驱动桥。在该驱动桥中，每个车轮具有两级减速器，其中，一级减速器由两个相互啮合的齿轮组成，二级减速器为行星齿轮组。在这种布局下，电机输出轴与行星齿轮组不同轴布置，进而与轮毂不同轴布置。这种布置不易装配，稳定性不足，并且需要较大的布局空间。

发明内容

因此，本发明需要解决的技术问题是，提供一种能够在紧凑的空间布局中获得较大变速比的轮毂驱动装置及轮毂驱动车辆。

上述技术问题通过根据本发明的一种轮毂驱动装置而得到解决。该轮毂驱动装置包括电机、第一减速级、中心传动轴、第二减速级和轮毂，电机的扭矩依次经过第一减速级、中心传动轴和第二减速级被传送到轮毂上，从而驱动轮毂转动。根据本发明的设计方案，第一减速级和第二减速级均为行星齿轮传动机构，电机的转子与第一减速级传动连接，尤其与第一减速级的太阳轮抗扭连接，第一减速级和第二减速级被分别布置在中心传动轴的两端且分别与中心传动轴传动连接，其中，转子、第一减速级、第二减速级均与中心传动轴具有相同的旋转轴线，即同轴布置。通过设置与电机的转子共轴布置的两级减速装置，可以通过较短的传动链获得较大的传动比，减小能量损失，并提高轮毂驱动装置整体的紧凑性和稳定性。

根据本发明的一个优选实施例，该轮毂驱动装置还包括中空支架，中空支架被固定在电机的壳体上并与中心传动轴共轴布置，其中，中心传动轴从中空支架的中空部分中穿过。优选地，该中空支架通过滚动轴承支承在中心传动轴上。优选地，在第一减速级与第二减速级之间设置有轮毂轴承，轮毂通过轮毂轴承支撑在中空支架上。中空支架不干扰中心传动轴及轮毂的转动，同时通过轴承为中心传动轴及轮毂提供结构支撑。

根据本发明的另一优选实施例，该轮毂驱动装置还包括用于制动所述轮毂的制动装置，其中，制动装置被安置在第一减速级和第二减速级之间。优选地，该制动装置包括安装在轮毂上的制动鼓和安装在中空支架上的制动片。当车辆制动时，可以借助例如液压装置驱动制动鼓和制动片二者接合，通过二者之间的摩擦力使轮毂停止转动。这种制动装置集成在轮毂驱动装置内，节省了车辆部件的安装空间。

根据本发明的另一优选实施例，该轮毂驱动装置还包括壳体盖，电机的转子通过转子轴承支撑在壳体盖上，并且第一减速级也支撑在壳体盖上，尤其是第一减速级的齿圈支承在该壳体盖上。电机的转子能够通过转子轴承相对于壳体盖转动，从而向第一减速级输出转矩。

根据本发明的另一优选实施例，第一减速级和第二减速级的扭矩输入端为行星齿轮传动机构的太阳轮，而扭矩输出端为行星齿轮传动机构的行星架。电机的扭矩从每级行星齿轮组的太阳轮输入，再从相应行星齿轮组的行星架输出，可以实现对电机输出扭矩的减速增扭。

上述问题还通过根据本发明的一种轮毂驱动车辆而得到解决，该轮毂驱动车辆包括具有上述特征的轮毂驱动装置。

根据本发明的一个优选实施例，该轮毂驱动车辆是客车，载货汽车，越野汽车，自卸汽车，牵引车或专用汽车等需要较大扭矩的车辆。包含根据本发明实施例的轮毂驱动装置的大型车辆可以在车轮的有限空间内获得较大传动比，提高车辆的运输能力。

附图说明

以下结合附图进一步描述本发明。图中以相同的附图标记来代表功能相同的元件。其中：

图1是根据本发明的实施例的轮毂驱动装置的剖视图。

具体实施方式

图1是本发明的轮毂驱动装置100的剖视图。如图1所示，轮毂驱动装置100包括由定子1051和转子1052组成的电机，其中，定子1051固定在壳体1041上，转子1052固定在转子支架1053上。转子支架1053通过转子轴承1054支撑在壳体盖1042、1043上。壳体盖1042、1043固定在壳体1041上。当电机运转时，转子1052连同转子支架1053一起相对于壳体盖1042、1043转动。

轮毂驱动装置100包括两个减速级，即第一减速级—一级行星齿轮组1060和第二减速级—二级行星齿轮组1020。一级行星齿轮组1060的太阳轮与转子支架1053抗扭连接，并与电机的定子1051和转子1052共轴设置，从而电机的输出转矩传递给太阳轮。在转子1052与一级行星齿轮组1060之间安装有密封件1070，以便防止齿轮组中的润滑剂进入电机部件的空间中。一级行星齿轮组1060的齿圈固定在壳体盖1042上，其行星架作为输出端与中心传动轴1090的一端抗扭连接，从而带动中心传动轴1090转动。中心传动轴1090在中空支架1012的中空部分中穿过。中空支架1012与中心传动轴1090共轴设置，并通过滚动轴承支撑在中心传动轴1090上。优选地，在一级行星齿轮组1060的行星架与中心传动轴1090接合的部分外侧和中空支架1012之间设置有轴承1080。

中心传动轴1090的另一端与二级行星齿轮组1020的太阳轮抗扭连接，从而将一级行星齿轮组1060的输出扭矩传递给二级行星齿轮组1020。二级行星齿轮组1020的齿圈通过支撑板1021固定支撑在中空支架1012上，支撑板1021通过螺母1022紧固在中空支架1012上。转矩从二级行星齿轮组1020的行星架输出，行星架与轮毂1011固定连接，从而带动轮毂1011转动。轮毂1011通过轮毂轴承1010支撑在中空支架1012上，轮毂轴承1010位于一级行星齿轮组1060与二级行星齿轮组1020之间。轮辋101例如借助螺栓等紧固部件与轮毂1011固定连接，从而随轮毂1011一起转动。中心传动轴1090、二级行星齿轮组1020的太阳轮和行星架、轮辋101以及轮毂1011均具有与转子1052相同的旋转轴线。

在轮毂驱动装置100内，在一级行星齿轮组1060与二级行星齿轮组1020之间安置有制动装置。该制动装置例如由环形的制动鼓1031和相应的制动片1032构成。其中，制动鼓1031固定在轮毂1011上，而制动片1032安装在中空支架1012上与制动鼓1031相对应的位置处。该制动装置还包括比如液压装置的驱动部件，当车辆制动时，液压装置驱动制动片1032与制动鼓1031的内侧壁接合，二者的接触面上产生摩擦力，从而使轮毂1011停止转动，进而实现车辆制动。

根据本发明实施例，轮毂驱动装置100优选用于客车，载货汽车，越野汽车，自卸汽车，牵引车或专用汽车等大型车辆或载重车辆，其可以满足此类车辆较大的减速增扭需要，并便于优化车辆内的空间布局。

虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例，但是应当理解到，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。

附图标记

100 轮毂驱动装置

101 轮辋

1010 轮毂轴承

1011 轮毂

1012 中空支架

1020 二级行星齿轮组

1021 支撑板

1022 螺母

1031 制动鼓

1032 制动片

1041 壳体

1042、1043 壳体盖

1051 定子

1052 转子

1053 转子支架

1054 转子轴承

1060 一级行星齿轮组

1070 密封件

1080 轴承

1090 中心传动轴

Claims (10)

1.一种用于车辆的轮毂驱动装置(100)，其包括电机、第一减速级(1060)、中心传动轴(1090)、第二减速级(1020)和轮毂(1011)，所述电机的扭矩经过所述第一减速级(1060)、所述中心传动轴(1090)和所述第二减速级(1020)被传送到所述轮毂(1011)上，

其特征在于，

将所述第一减速级(1060)和所述第二减速级(1020)设计为与所述中心传动轴(1090)具有相同的旋转轴线的行星齿轮传动机构，并且所述第一减速级(1060)和所述第二减速级(1020)被分别布置在所述中心传动轴(1090)的两端且分别与所述中心传动轴(1090)传动连接，其中，所述电机的转子(1052)也与所述中心传动轴(1090)具有相同的旋转轴线，并且所述转子(1052)与所述第一减速级(1060)传动连接。

2.根据权利要求1所述的轮毂驱动装置(100)，其特征在于，所述轮毂驱动装置(100)还包括中空支架(1012)，所述中空支架(1012)被固定在所述电机的壳体(1041)上并与所述中心传动轴(1090)共轴布置，其中，所述中心传动轴(1090)从所述中空支架(1012)的中空部分中穿过。

3.根据权利要求2所述的轮毂驱动装置(100)，其特征在于，所述中空支架(1012)通过滚动轴承支承在所述中心传动轴(1090)上。

4.根据权利要求2所述的轮毂驱动装置(100)，其特征在于，在所述第一减速级(1060)与所述第二减速级(1020)之间设置有轮毂轴承(1010)，其中，所述轮毂(1011)通过所述轮毂轴承(1010)支撑在所述中空支架(1012)上。

5.根据权利要求2所述的轮毂驱动装置(100)，其特征在于，所述轮毂驱动装置(100)还包括用于制动所述轮毂(1011)的制动装置，其中，所述制动装置被安置在所述第一减速级(1060)和所述第二减速级(1020)之间。

6.根据权利要求5所述的轮廓驱动装置(100)，其特征在于，所述制动装置具有制动鼓(1031)和制动片(1032)，其中，所述制动鼓(1031)安装在所述轮毂(1011)上，所述制动片(1032)安装在所述中空支架(1012)上。

7.根据权利要求1所述的轮毂驱动装置(100)，其特征在于，所述轮毂驱动装置(100)还包括壳体盖(1042、1043)，所述电机的转子(1052)通过转子轴承(1054)支撑在所述壳体盖(1042、1043)上，并且所述第一减速级(1060)也支撑在所述壳体盖(1042)上。

8.根据权利要求1-7之一所述的轮毂驱动装置(100)，其特征在于，所述第一减速级(1060)和所述第二减速级(1020)的扭矩输入端为行星齿轮传动机构的太阳轮，并且所述第一减速级(1060)和所述第二减速级(1020)的扭矩输出端为行星齿轮传动机构的行星架。

9.一种轮毂驱动车辆，包括根据权利要求1-8之一所述的轮毂驱动装置(100)。

10.根据权利要求9所述的轮毂驱动车辆，其特征在于，所述轮毂驱动车辆是客车，载货汽车，越野汽车，自卸汽车，牵引车或专用汽车。