CN111016626A - 多电机驱动的集成化中央驱动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多电机驱动的集成化中央驱动系统,包括转动轴,转动轴的中间位置转动套装有轮毂,并在对应轮毂的一侧固定套装有输入齿轮,另一侧布置有减速机构,该减速机构衔接转动轴与轮毂之间的动力,所述输入齿轮的周向动力连接有至少两组电机,每组电机与输入齿轮之间均设有减速组件。本发明的有益效果是:多组电机沿输入齿轮的周向分布,不仅能够提供多样化的驱动方式,降低驱动系统的轴向占用空间,缩小轮毂驱动系统的体积,且各个电机散热好,驱动系统的使用寿命长。同时轮毂布置在驱动系统的中间位置,两侧分别为电机和减速机构,可使车轮的受力平衡,有利于提升两轮车的操控性和安全性。
Description
技术领域
本发明属于涉及一种驱动系统,具体涉及一种多电机驱动的集成化中央驱动系统。
背景技术
随着环保法规的日益严苛,以纯电为动力的汽车、两轮车、三轮车为代表的新能源交通工具取代传统燃油交通工具已经是大势所趋。现有的两轮电动车普遍采用轮毂电机和电机侧挂式结构。
轮毂电机采用低速直流电机直接驱动,不仅效率相对较低,发热量大,而且由于电机体积大、重量重,打破了车轮结构原有的平衡,对操控性能及安全性方面会有一定影响。
侧挂式结构将电机和减速机构置于驱动轮的同一侧,尽管可以采用高速电机以提高机械效率,但减速机构与电机的重量较重,导致车轮的平衡性不佳,尤其对于两轮车的影响更为明显。
无论是轮毂电机还是电机侧挂式结构,驱动系统都是采用单电机作为动力源,对于车辆的起步、爬坡行驶以及高速行驶都只能提供一种动力输出模式,驱动的选择性较为单一。
因此,急需设计一种全新的驱动系统,能够兼具轮毂电机和电机侧挂式结构的优点,并弥补二者的不足。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种多电机驱动的集成化中央驱动系统,以解决轮毂驱动系统驱动选择性单一,以及车轮平衡性差的技术问题。
为实现上述目的,本发明技术方案如下:
一种多电机驱动的集成化中央驱动系统,包括转动轴,其关键在于:所述转动轴的中间位置转动套装有轮毂,并在对应轮毂的一侧固定套装有输入齿轮,另一侧布置有减速机构,该减速机构衔接转动轴与轮毂之间的动力,所述输入齿轮的周向动力连接有至少两组电机,每组电机与输入齿轮之间均设有减速组件。
采用上述结构,驱动系统内设有多组电机,能够提供多样化的驱动方式,比如在两轮车起步或爬坡时,可以让多组电机都介入,以增加车辆的加速性能和爬坡性能,在两轮车正常行驶时,仅用一组电机进行动力驱动,以起到节能的作用,除此之外,还可以根据车辆行驶的实际情况,选择不同的驱动方式,从而使驱动系统的驱动效率最大化。同时,轮毂布置在驱动系统中间位置,两侧分别为电机系统和减速机构系统,可使车轮的受力平衡,有利于提升两轮车的操控性和安全性。
作为优选:所述电机数量为两组,分别为第一电机和第二电机。
作为优选:所述第一电机和第二电机与输入齿轮之间均设有第一减速组件,第一减速组件包括第一减速轴,以及固套在第一减速轴上的第二减速齿轮和第三减速齿轮,所述第一电机和第二电机的输出轴上均安装有第一减速齿轮,第一减速齿轮与第二减速齿轮啮合,第三减速齿轮与所述输入齿轮啮合。采用上述结构,通过在第一电机的输出轴与输入齿轮之间、以及第二电机的输出轴与输入齿轮之间提供二级减速,不仅能够降低电机的启动负载,延长其使用寿命,还可以确保系统传动的可靠性。
作为优选:所述第一电机和第二电机的输出轴上均安装有第四减速齿轮,第四减速齿轮与所述输入齿轮啮合。采用上述结构,通过在第一电机的输出轴与输入齿轮之间、以及第二电机的输出轴与输入齿轮之间提供一级减速,不仅能够降低电机的启动负载,延长其使用寿命,还可以确保系统传动的可靠性。
作为优选:所述第一电机与输入齿轮之间设有第三减速组件,第三减速组件包括第三减速轴,以及固套在第三减速轴上的第六减速齿轮和第七减速齿轮,所述第一电机的输出轴上安装有第五减速齿轮,第五减速齿轮与第六减速齿轮啮合,第七减速齿轮与所述输入齿轮啮合;
所述第二电机的输出轴上安装有第八减速齿轮,第八减速齿轮与所述输入齿轮啮合。
采用上述结构,通过在第一电机的输出轴与输入齿轮之间提供二级减速,以及在第二电机的输出轴与输入齿轮之间提供一级减速,不仅能够降低电机的启动负载,延长其使用寿命,还可以确保系统传动的可靠性。
作为优选:还包括箱体,所述轮毂的中心位置固定连接有转动套,转动套两端通过第一轴承转动支承在箱体内,且转动套的中心孔与所述转动轴之间具有间隙。采用上述结构,便于装配。
作为优选:所述减速机构包括传动轴,以及固套在传动轴上的第二齿轮和第三齿轮,所述转动套上固定安装有第四齿轮,转动轴上固定安装有第一齿轮,该第一齿轮与第二齿轮啮合,第三齿轮与第四齿轮啮合。采用上述结构,能够在转动轴与转动套之间形成二级减速。
作为优选:所述输入齿轮通过花键固定安装在转动轴上,输入齿轮的两端通过第二轴承转动支承在箱体内。采用上述结构,便于装配。
作为优选:所述转动轴远离输入齿轮的一端通过第三轴承转动支承在箱体内。采用上述结构,便于装配,且能够保证转动轴在箱体内转动工作的可靠性。
作为优选:所述转动套与输入齿轮的端面之间,以及与第一齿轮的端面之间均抵接有端面轴承。采用上述结构,在系统工作时,可确保转动套独立转动,不受其他部件的运动干涉。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
采用本发明提供的多电机驱动的集成化中央驱动系统,驱动系统内设有多组电机,能够提供多样化的驱动方式,比如在两轮车起步或爬坡时,可以让多组电机都介入,以增加车辆的加速性能和爬坡性能,在两轮车正常行驶时,仅用一组电机进行动力驱动,以起到节能的作用,除此之外,还可以根据车辆行驶的实际情况,选择不同的驱动方式,从而使驱动系统的驱动效率最大化。多组电机沿输入齿轮的周向分布,还能够降低驱动系统的轴向占用空间,以缩小轮毂驱动系统的体积,同时也有利于各个电机的散热,从而起到延长使用寿命的作用。其次,轮毂布置在驱动系统的中间位置,两侧分别为电机系统和减速机构系统,可使车轮的受力平衡,有利于提升两轮车的操控性和安全性。
附图说明
图1为实施例一的结构示意图;
图2为实施例二的结构示意图;
图3为实施例三的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
以下三个实施例均以中央驱动系统应用在电动两轮车的后轮为例进行说明。
实施例一
如图1所示,一种多电机驱动的集成化中央驱动系统,其结构包括转动安装在箱体A内的转动轴1,转动轴1的中间位置转动套装有轮毂3,并在对应轮毂3的左右两侧分别设置有输入齿轮2和减速机构4,其中减速机构4用于衔接转动轴1与轮毂3之间的动力,输入齿轮2通过花键固定套装在转动轴1上,且输入齿轮2的周向动力连接有第一电机51和第二电机52,第一电机51和第二电机52与输入齿轮2之间均设有第一减速组件61,第一减速组件61包括第一减速轴61a,以及固套在第一减速轴61a上的第二减速齿轮61b和第三减速齿轮61c,第一电机51和第二电机52的输出轴上均安装有第一减速齿轮61d,第一减速齿轮61d与第二减速齿轮61b啮合,第三减速齿轮61c与输入齿轮2啮合。
再参考图2所示,为使转动轴1有效地转动安装在箱体A内,转动轴1右端通过第三轴承a3直接转动支承在箱体A内,转动轴1左端通过设置在输入齿轮2外侧的第二轴承a2间接转动支承在箱体A内。
为确保轮毂3有效地转动安装在箱体A内,轮毂3的中心位置固定连接有转动套3a,转动套3a两端通过第一轴承a1转动支承在箱体A内,且转动套3a的中心孔与所述转动轴1之间具有间隙。
减速机构4包括传动轴4a,以及固套在传动轴4a上的第二齿轮4b和第三齿轮4c,转动套3a上固定安装有第四齿轮4d,转动轴1上固定安装有第一齿轮4e,该第一齿轮4e与第二齿轮4b啮合,第三齿轮4c与第四齿轮4d啮合。
在系统工作时,为确保转动套3a独立转动,不受其他转动部件的运动干涉,转动套3a与输入齿轮2的端面之间,以及与第一齿轮4e的端面之间均抵接有端面轴承a4。
鉴于上述结构布局,图1所示的驱动系统的动力传递路径为:
第一电机51和/或第二电机52→第一减速齿轮61d→第二减速齿轮61b→第一减速轴61a→第三减速齿轮61c→输入齿轮2→转动轴1→第一齿轮4e→第二齿轮4b→传动轴4a→第三齿轮4c→第四齿轮4d→转动套3a→轮毂3。
实施例二
如图2所示,一种多电机驱动的集成化中央驱动系统,其结构包括转动安装在箱体A内的转动轴1,转动轴1的中间位置转动套装有轮毂3,并在对应轮毂3的左右两侧分别设置有输入齿轮2和减速机构4,其中减速机构4用于衔接转动轴1与轮毂3之间的动力,输入齿轮2通过花键固定套装在转动轴1上,且输入齿轮2的周向动力连接有第一电机51和第二电机52,第一电机51和第二电机52的输出轴上均安装有第四减速齿轮62a,第四减速齿轮62a与输入齿轮2啮合。
为使转动轴1有效地转动安装在箱体A内,转动轴1右端通过第三轴承a3直接转动支承在箱体A内,转动轴1左端通过设置在输入齿轮2外侧的第二轴承a2间接转动支承在箱体A内。
为确保轮毂3有效地转动安装在箱体A内,轮毂3的中心位置固定连接有转动套3a,转动套3a两端通过第一轴承a1转动支承在箱体A内,且转动套3a的中心孔与所述转动轴1之间具有间隙。
减速机构4包括传动轴4a,以及固套在传动轴4a上的第二齿轮4b和第三齿轮4c,转动套3a上固定安装有第四齿轮4d,转动轴1上固定安装有第一齿轮4e,该第一齿轮4e与第二齿轮4b啮合,第三齿轮4c与第四齿轮4d啮合。
在系统工作时,为确保转动套3a独立转动,不受其他转动部件的运动干涉,转动套3a与输入齿轮2的端面之间,以及与第一齿轮4e的端面之间均抵接有端面轴承a4。
鉴于上述结构布局,图2所示的驱动系统的动力传递路径为:
第一电机51和/或第二电机52→第四减速齿轮62a→输入齿轮2→转动轴1→第一齿轮4e→第二齿轮4b→传动轴4a→第三齿轮4c→第四齿轮4d→转动套3a→轮毂3。
实施例三
如图1所示,一种多电机驱动的集成化中央驱动系统,其结构包括转动安装在箱体A内的转动轴1,转动轴1的中间位置转动套装有轮毂3,并在对应轮毂3的左右两侧分别设置有输入齿轮2和减速机构4,其中减速机构4用于衔接转动轴1与轮毂3之间的动力,输入齿轮2通过花键固定套装在转动轴1上,且输入齿轮2的周向动力连接有第一电机51和第二电机52。
第一电机51与输入齿轮2之间设有第三减速组件63,第三减速组件63包括第三减速轴63a,以及固套在第三减速轴63a上的第六减速齿轮63b和第七减速齿轮63c,第一电机51的输出轴上安装有第五减速齿轮63d,第五减速齿轮63d与第六减速齿轮63b啮合,第七减速齿轮63c与输入齿轮2啮合。
第二电机52的输出轴上安装有第八减速齿轮64a,第八减速齿轮64a与输入齿轮2啮合。
再参考图2所示,为使转动轴1有效地转动安装在箱体A内,转动轴1右端通过第三轴承a3直接转动支承在箱体A内,转动轴1左端通过设置在输入齿轮2外侧的第二轴承a2间接转动支承在箱体A内。
为确保轮毂3有效地转动安装在箱体A内,轮毂3的中心位置固定连接有转动套3a,转动套3a两端通过第一轴承a1转动支承在箱体A内,且转动套3a的中心孔与所述转动轴1之间具有间隙。
减速机构4包括传动轴4a,以及固套在传动轴4a上的第二齿轮4b和第三齿轮4c,转动套3a上固定安装有第四齿轮4d,转动轴1上固定安装有第一齿轮4e,该第一齿轮4e与第二齿轮4b啮合,第三齿轮4c与第四齿轮4d啮合。
在系统工作时,为确保转动套3a独立转动,不受其他转动部件的运动干涉,转动套3a与输入齿轮2的端面之间,以及与第一齿轮4e的端面之间均抵接有端面轴承a4。
鉴于上述结构布局,图3所示的驱动系统的动力传递路径为:
(第一电机51→第五减速齿轮63d→第六减速齿轮63b→第三减速轴63a→第七减速齿轮63c)和/或(第二电机52→第八减速齿轮64a)→输入齿轮2→转动轴1→第一齿轮4e→第二齿轮4b→传动轴4a→第三齿轮4c→第四齿轮4d→转动套3a→轮毂3。
上述三种实施例中,减速机构4提供两级减速,电机与输入齿轮2之间的减速组件提供一级或者两级减速,通过减速组件与减速机构4的各种减速组合,使得驱动系统能够提供更多的驱动选择,比如:
单个电机经两级减速驱动输入齿轮2转动;
单个电机经一级减速驱动输入齿轮2转动;
两个电机均经两级减速驱动输入齿轮2转动;
两个电机均经一级减速驱动输入齿轮2转动;
一个电机经两级减速驱动输入齿轮2转动加上一个电机经一级减速驱动输入齿轮2转动;
以及输入齿轮2周向布置3个、4个等更多电机的组合。
最后需要说明的是,上述描述仅仅为本发明的优选实施例,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下,可以做出多种类似的表示,这样的变换均落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多电机驱动的集成化中央驱动系统,包括转动轴(1),其特征在于:所述转动轴(1)的中间位置转动套装有轮毂(3),并在对应轮毂(3)的一侧固定套装有输入齿轮(2),另一侧布置有减速机构(4),该减速机构(4)衔接转动轴(1)与轮毂(3)之间的动力,所述输入齿轮(2)的周向动力连接有至少两组电机,每组电机与输入齿轮(2)之间均设有减速组件。
2.根据权利要求1所述的多电机驱动的集成化中央驱动系统,其特征在于:所述电机数量为两组,分别为第一电机(51)和第二电机(52)。
3.根据权利要求2所述的多电机驱动的集成化中央驱动系统,其特征在于:所述第一电机(51)和第二电机(52)与输入齿轮(2)之间均设有第一减速组件(61),第一减速组件(61)包括第一减速轴(61a),以及固套在第一减速轴(61a)上的第二减速齿轮(61b)和第三减速齿轮(61c),所述第一电机(51)和第二电机(52)的输出轴上均安装有第一减速齿轮(61d),第一减速齿轮(61d)与第二减速齿轮(61b)啮合,第三减速齿轮(61c)与所述输入齿轮(2)啮合。
4.根据权利要求2所述的多电机驱动的集成化中央驱动系统,其特征在于:所述第一电机(51)和第二电机(52)的输出轴上均安装有第四减速齿轮(62a),第四减速齿轮(62a)与所述输入齿轮(2)啮合。
5.根据权利要求2所述的多电机驱动的集成化中央驱动系统,其特征在于:所述第一电机(51)与输入齿轮(2)之间设有第三减速组件(63),第三减速组件(63)包括第三减速轴(63a),以及固套在第三减速轴(63a)上的第六减速齿轮(63b)和第七减速齿轮(63c),所述第一电机(51)的输出轴上安装有第五减速齿轮(63d),第五减速齿轮(63d)与第六减速齿轮(63b)啮合,第七减速齿轮(63c)与所述输入齿轮(2)啮合;
所述第二电机(52)的输出轴上安装有第八减速齿轮(64a),第八减速齿轮(64a)与所述输入齿轮(2)啮合。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的多电机驱动的集成化中央驱动系统,其特征在于:还包括箱体(A),所述轮毂(3)的中心位置固定连接有转动套(3a),转动套(3a)两端通过第一轴承(a1)转动支承在箱体(A)内,且转动套(3a)的中心孔与所述转动轴(1)之间具有间隙。
7.根据权利要求6所述的多电机驱动的集成化中央驱动系统,其特征在于:所述减速机构(4)包括传动轴(4a),以及固套在传动轴(4a)上的第二齿轮(4b)和第三齿轮(4c),所述转动套(3a)上固定安装有第四齿轮(4d),转动轴(1)上固定安装有第一齿轮(4e),该第一齿轮(4e)与第二齿轮(4b)啮合,第三齿轮(4c)与第四齿轮(4d)啮合。
8.根据权利要求6所述的多电机驱动的集成化中央驱动系统,其特征在于:所述输入齿轮(2)通过花键固定安装在转动轴(1)上,输入齿轮(2)的两端通过第二轴承(a2)转动支承在箱体(A)内。
9.根据权利要求7所述的多电机驱动的集成化中央驱动系统,其特征在于:所述转动轴(1)远离输入齿轮(2)的一端通过第三轴承(a3)转动支承在箱体(A)内。
10.根据权利要求9所述的多电机驱动的集成化中央驱动系统,其特征在于:所述转动套(3a)与输入齿轮(2)的端面之间,以及与第一齿轮(4e)的端面之间均抵接有端面轴承(a4)。
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