CN111559244A - 集成式驱动系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车驱动技术领域,公开了一种集成式驱动系统及汽车,该集成式驱动系统包括壳体、传动轴、双转子电机、第一行星机构、第二行星机构、差速器，壳体包括第一腔体和第二腔体；双转子电机包括内转子、定子、外转子、内轴和外轴；外轴与内轴间具有第一密封圈，第一腔体和第二腔体间具有第二密封圈；第一密封圈和第二密封圈的设置能够防止定子、内转子以及外转子造成润滑油污染，从而保护电机性能；两个行星机构的设置能够满足大传动比的性能需求；且双转子电机动力性能强、体积相对较小。

Description

集成式驱动系统及汽车

技术领域

本发明涉及汽车驱动的技术领域，尤其是涉及一种集成式驱动系统及汽车。

背景技术

目前市场上的纯电动汽车主要是以单电机加单档减速器为主的驱动系统，这种配置的电驱动系统对于城市代步车辆来说，动力性能基本能够满足用户需求；但是对于追求性能和城际交通的用户来说，这种配置的电驱系统的性能则显得稍有不足。

近年来，为开发动力性更强劲的电驱动系统，许多厂商开始着眼于双电机驱动系统，例如双电机电驱桥，双电机底盘系统等等。

但是，双电机驱动系统占用空间较大，无法满足追求前舱以及后轮结构简洁的用户；因此，设计一款占用空间比双电机驱动系统小、且动力性能强于以单电机加单档减速器为主的电机驱动系统的驱动系统是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种集成式驱动系统及汽车，上述集成式驱动系统占用空间比双电机驱动系统小，且动力性能强于以单电机加单档减速器为主的电机驱动系统。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种集成式驱动系统，包括壳体、传动轴、双转子电机、第一行星机构、第二行星机构以及差速器，其中：壳体包括互相连通的第一腔体和第二腔体；双转子电机包括内转子、定子、外转子、与内转子连接的内轴以及与外转子连接的外轴；定子套设于内轴的外侧，外轴套设与内轴的外侧；内转子、定子以及外转子均位于第一腔体中，内轴、外轴均与传动轴同轴设置，且内轴和外轴均由第一腔体延伸至第二腔体，第一行星机构、第二行星机构以及差速器均位于第二腔体中；传动轴与差速器连接，外轴与第一行星机构连接，第一行星机构与第二行星机构连接，第二行星机构与差速器连接；外轴与内轴之间设置有第一密封圈，且第一密封圈位于定子靠近第二腔体的一侧；第一腔体与第二腔体之间设置第二密封圈。

本发明提供的集成式驱动系统，设置于外轴与内轴之间的第一密封圈能够防止外轴和内轴之间的润滑油污染内转子和定子；且第二密封圈的设定能够防止第二腔体中的润滑油由第一腔体流入第一腔体，能够避免定子、内转子以及外转子造成润滑油污染；因此，第一密封圈和第二密封圈的设置对定子、内转子以及外转子起到了保护的作用，从而保障双转子电机的性能。

本发明的这种设置方式，由于内转子和外转子均能产生的驱动转矩，并将转矩经由传动轴传递给差速器，因此动力性能明显大于现有技术中以单电机加单档减速器为主的电机驱动系统；又由于两个行星机构(第一行星机构和第二行星机构)的设置，使得驱动系统具有能够实现大传动比的性能优势；而且，本发明提供的集成式驱动系统相对于现有技术中的双电机驱动系统，体积大幅减小，对于前轮驱动或者后轮驱动的汽车均适用，能够满足追求前舱以及后轮结构简洁的用户。

可选地，内轴具有第一限位部和第二限位部；第一限位部用于限制内转子在内轴的轴线方向的位移，第二限位部用于限制差速器在内轴的轴线方向的位移。

可选地，沿第一腔体到第二腔体的延伸方向，第一行星机构、第二行星机构以及差速器依次设置；第一行星机构包括第一齿圈、第一太阳轮以及第一行星架；第二行星机构包括第二齿圈、第二太阳轮以及第二行星架；差速器包括主减速器主动齿圈、主减速器从动齿圈、外壳以及位于外壳内的行星齿轮组；第一齿圈与外轴连接，第二密封圈设置在第一齿圈与外轴的连接处与壳体之间，第一太阳轮与外轴啮合，第一行星架与第二太阳轮过盈配合；第二齿圈固定于第二腔体的内壁，第二行星架与主减速器主动齿圈同轴以形成同轴齿轮副；主减速器从动齿圈与外壳固定连接；传动轴包括左轴和右轴，左轴由行星齿轮组一侧的端面延伸至第一腔体的外侧，右轴由行星齿轮组令一侧的端面延伸至第二腔体的外侧。

可选地，内轴为空心轴；内轴套设于左轴的外侧，且左轴与内轴的内表面形成空腔；在内轴位于第二腔体内的部分，内轴具有多个通孔。

可选地，沿与内轴的延伸方向垂直的方向，通孔呈多列排布；且相邻两列通孔之间错位分布。

可选地，内轴沿其延伸方向依次分为第一区段、第二区段、第三区段、第四区段、第五区段以及第六区段；第三区段的外径大于第二区段和第四区段的外径以形成凸起，第四区段的外径小于第五区段的外径以形成第一凹陷，第六区段的外径小于第五区段的外径以形成第二凹陷，凸起形成第一限位部、第二凹陷形成第二限位部；第一凹陷形成第三限位部，第三限位部用于限制定子在内轴的轴线方向的位移；内转子、外转子以及定子均位于凸起远离第二腔体的一侧，差速器位于第五区段远离第一腔体的一侧。

可选地，集成式驱动系统还包括与定子连接的支撑结构；支撑结构位于第二区段远离第一区段的一侧；支撑结构具有与第一凹陷对应设置的支撑部，支撑部与第一凹陷之间设置有第一轴承；在内转子背离第一轴承的一侧，内轴与第一腔体的内壁之间设置有第二轴承；外轴与第一腔体的内壁之间设置有第三轴承。

可选地，第一行星架和第二太阳轮的连接处与内轴之间设置有第四轴承；差速器的外壳背离第二行星机构的一侧与第二腔体的内壁之间设置有第五轴承。

可选地，主减速器从动齿圈通过螺栓与差速器的外壳固定连接；集成式驱动系统还包括第一油封和第二油封；第一油封用于防止第一腔体内的润滑油通过左轴流出第一腔体，第二油封用于防止第二腔体内的润滑油通过右轴流出第二腔体。

一种汽车，包括上述的任一种集成式驱动系统。

附图说明

图1为本发明实施例提供的集成式驱动系统的剖面图；

图2为本发明施例提供的双转子电机的结构示意图；

图3为本发明施例提供的第一行星机构的结构示意图；

图4为本发明施例提供的第二行星机构的结构示意图；

图5为本发明施例提供的差速器的结构示意图；

图6为本发明施例提供的内轴与左轴的装配示意图；

图7为图6中A-A剖分处的剖视图；

图8为本发明施例提供的设置于内轴的通孔的结构示意图；

图9为本发明施例提供的内轴的结构示意图。

图标：1-壳体；2-双转子电机；3-第一行星机构；4-第二行星机构；5-差速器；6-第一腔体；7-第二腔体；8-内转子；9-定子；10-外转子；11-内轴；12-外轴；13-第一密封圈；14-第一齿圈；15-第一太阳轮；16-第一行星架；17-第二齿圈；18-第二太阳轮；19-第二行星架；20-主减速器主动齿圈；21-主减速器从动齿圈；22-外壳；23-行星齿轮组；24-第二密封圈；25-空腔；26-通孔；27-第一区段；28-第二区段；29-第三区段；30-第四区段；31-第五区段；32-第六区段；33-凸起；34-第一凹陷；35-第二凹陷；36-支撑结构；37-支撑部；38-第一轴承；39-第二轴承；40-第三轴承；41-第四轴承；42-第五轴承；43-螺栓；44-第一油封；45-第二油封；46-左轴；47-右轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的集成式驱动系统的剖面图，图2为本发明施例提供的双转子电机的结构示意图，参考图1和图2，本发明实施例提供的集成式驱动系统，包括壳体1、传动轴、双转子电机2、第一行星机构3、第二行星机构4以及差速器5，其中：壳体1包括互相连通的第一腔体6和第二腔体7；双转子电机2包括内转子8、定子9、外转子10、与内转子8连接的内轴11以及与外转子10连接的外轴12；定子9套设于内轴11的外侧，外轴12套设与内轴11的外侧；内转子8、定子9以及外转子10均位于第一腔体1的腔体中，内轴11、外轴12均与传动轴同轴设置，且内6轴11和外轴12均由第一腔体6延伸至第二腔体7；外轴12与内轴11之间设置有第一密封圈13，且第一密封圈13位于定子9靠近第二腔体7的一侧；所述第一腔体6与所述第二腔体7之间设置第二密封圈24。

本发明实施例提供的集成式驱动系统，如图1所示，设置于外轴12与内轴11之间的第一密封圈13能够防止外轴12和内轴11之间的润滑油污染内转子8和定子9；且第二密封圈24的设定能够防止第二腔体7中的润滑油流入第一腔体6，能够避免定子9、内转子8以及外转子10造成润滑油污染；因此，第一密封圈13和第二密封圈24的设置对定子9、内转子8以及外转子10起到了保护的作用，从而保障双转子电机2的性能。

本实施例的这种设置方式，由于内转子8和外转子10均能产生的驱动转矩，并将转矩经由传动轴传递给差速器5，因此动力性能明显大于现有技术中以单电机加单档减速器为主的电机驱动系统；又由于两个行星机构(第一行星机构3和第二行星机构4)的设置，使得驱动系统具有能够实现大传动比的性能优势；而且，本发明提供的集成式驱动系统相对于现有技术中的双电机驱动系统，体积大幅减小，对于前轮驱动或者后轮驱动的汽车均适用，能够满足追求前舱以及后轮结构简洁的用户。

可选地，第一齿圈14可通过螺钉(图中未视出)与外轴12过盈连接，以增强连接可靠性、保障配合强度。

作为一种可选的实施例，内轴11具有第一限位部和第二限位部，第一限位部用于限制内转子8在内轴11的轴线方向的位移，第二限位部用于限制差速器5在内轴11的轴线方向的位移。

本实施例中，第一限位部的设置能够限制内转子8在内轴11的轴线方向的位移，在一定程度上有效保障了电机的电磁感应的最大利用率，提高了双转子电机2的工作效率；第二限位部的设置能够限制差速器5在内轴11的轴线方向的位移，有效保障了差速器5的稳定性以及系统集成的可行性。

图3为本发明施例提供的第一行星机构的结构示意图，图4为本发明施例提供的第二行星机构的结构示意图，图5为本发明施例提供的差速器的结构示意图，参考图1-图5，作为一种可选的实施例，沿第一腔体6到第二腔体7的延伸方向，第一行星机构3、第二行星机构4以及差速器5依次设置；第一行星机构3包括第一齿圈14、第一太阳轮15以及第一行星架16；第二行星机构4包括第二齿圈17、第二太阳轮18以及第二行星架19；差速器5包括主减速器主动齿圈20、主减速器从动齿圈21、外壳22以及位于外壳22内的行星齿轮组23；第一齿圈14与外轴12连接，第一齿圈14与外轴12的连接处与所述壳体1之间设置有第二密封圈24，且第二密封圈24位于第一腔体6与第二腔体7之间，第一太阳轮15与外轴12啮合，第一行星架16与第二太阳轮18过盈配合；第二齿圈17固定于第二壳体1的内壁，第二行星架19与主减速器主动齿圈20同轴以形成同轴齿轮副；主减速器从动齿圈21与外壳22固定连接；传动轴包括左轴46和右轴47，左轴46由行星齿轮组23一侧的端面延伸至第一腔体6的外侧，右轴47由行星齿轮组23令一侧的端面延伸至第二腔体7的外侧。

本实施例的连接方式能够保障集成式驱动系统的动力传输，提高系统的稳定性和可行性。

图6为本发明施例提供的内轴与左轴的装配示意图，图7为图6中A-A剖分处的剖视图，图8为本发明施例提供的设置于内轴的通孔的结构示意图，参考图6-图8，作为一种可选的实施例，内轴11为空心轴；内轴11套设于左轴46的外侧，且左轴46与内轴11的内表面形成空腔25；在内轴11位于第二腔体7内的部分，内轴11具有多个通孔26。

本实施例中，当集成式驱动系统工作时，内轴11和左轴46高速旋转，且内轴11与左轴46具有转速差，则此时空腔25内的润滑油加速流动，由于内轴11具有多个通孔26，则润滑油在内轴11与左轴46均高速旋转的状态下，会由通孔26溅出至第二腔体7，以润滑两个行星机构，从而解决了系统内部难以润滑的问题，有效保障了两个行星机构的正常运行，提高了工作效率。

其中，如图7所示，左轴46可为实心轴。

作为一种可选的实施例，如图8所示，沿与内轴11的延伸方向垂直的方向，通孔26呈多列排布；且相邻两列通孔26之间错位分布。

本实施例中，通孔26呈多列排布、且相邻两列通孔26之间错位分布的设置能够令多个通孔26在内轴11上分布的更加均匀。

这种设置方式，在满足润滑油能够由多个通孔26溅出至第二腔体7的基础上，在一定程度上还保障了内轴11的强度，不会因通孔26分布不均造成内轴11的某一部分因通孔26设置过多而强度降低，保障了内轴11的使用寿命。

图9为本发明施例提供的内轴的结构示意图，参考图1和图9，作为一种可选的实施例，内轴11沿其延伸方向依次分为第一区段27、第二区段28、第三区段29、第四区段30、第五区段31以及第六区段32；第三区段29的外径大于第二区段28和第四区段30的外径以形成凸起33，第四区段30的外径小于第五区段31的外径以形成第一凹陷34，第六区段32的外径小于第五区段31的外径以形成第二凹陷35，凸起33形成第一限位部、第二凹陷35形成第二限位部；第一凹陷34形成第三限位部，第三限位部用于限制定子9在内轴11的轴线方向的位移；内转子8、外转子10以及定子9均位于凸起33远离第二腔体7的一侧，差速器5位于第五区段31远离第一腔体6的一侧。

本实施例中，由于内轴11的第三区段29形成凸起33，则当内轴11在工作状态下高速旋转时，位于凸起33远离第二腔体7一侧的内转子8会被凸起33限制路径，以防止内转子8沿内轴11的轴线方向向靠近第二腔体7的方向移动；又由于内轴11的第六区段32形成第二凹陷35，且差速器5位于第五区段31远离第一腔体6的一侧，则当内轴11在工作状态下高速旋转时，差速器5会被第五区段31远离第一腔体6的一端限制路径，以防止差速器5沿内轴11的轴线方向向靠近第一腔体6的方向移动。

参如图1和图9所示，作为一种可选的实施例，集成式驱动系统还包括与定子9连接的支撑结构36；支撑结构36位于第二区段28远离第一区段27的一侧；支撑结构36具有与第一凹陷34对应设置的支撑部37，支撑部37与第一凹陷34之间设置有第一轴承38；在内转子8背离第一轴承38的一侧，内轴11与第一腔体6的内壁之间设置有第二轴承39；外轴12与第一腔体6的内壁之间设置有第三轴承40。

本实施例中，参考图1和图9，内轴11与第一腔体6的内壁之间设置有第二轴承39，以实现内轴11与壳体1的之间的支撑连接，提高集成式驱动系统的装配可行性；由于支撑结构36的支撑部37与第一凹陷34之间设置有第一轴承38，则第一凹陷34与第一轴承38配合能够限制支撑结构36在内轴11的轴线方向的位移，又由于定子9与支撑结构36连接，则定子9沿内轴11的轴线的位移也被限定，进一步效保障了电机的电磁感应的最大利用率，提高了双转子电机2的工作效率；当集成式驱动系统工作时，外转子10带动外轴12进行高速旋转，由于外轴12与第一腔体6的内壁之间设置有第三轴承40，有效地避免了外转子10在旋转过程中出现偏心的现象，从而保障双转子电极的工作效率。

因此，本实施例的这种方式，在提升集成式驱动系统的装配、运行的可行性的同时，还能够提高双转子电极的工作效率。

其中，第一轴承38可为开口轴承，开口轴承便于安装，能够提高集成式驱动系统的装配效率；第二轴承39和第三轴承40均为可为滚动轴承。

另外，支撑结构36可为金属材质，且支撑结构36与定子9焊接，以保障稳定性。

作为一种可选的实施例，第一行星架16和第二太阳轮18的连接处与内轴11之间设置有第四轴承41，参考图1。

本实施例中，当集成式驱动系统工作时，在内轴11与左轴46均高速旋转的状态下，由通孔26溅出至第二腔体7的润滑油会润滑两个行星机构以及第四轴承41，从而实现对第四轴承41的润滑。

其中，第四轴承41可为滚针轴承。

作为一种可选的实施例，差速器5的外壳22背离第二行星机构4的一侧与第二腔体7的内壁之间设置有第五轴承42，参考图1。

本实施例中，差速器5的外壳22通过第五轴承42以实现与集成式驱动系统的壳体1的支撑连接，保障了集成式驱动系统的装配可行性；同时，进一步限制了差速器5的外壳22在内轴11的轴线方向的位移，进一步保障了差速器5的稳定性。

其中，第五轴承42可为圆锥轴承。

作为一种可选的实施例，主减速器从动齿圈21通过螺栓43与差速器5的外壳22固定连接，参考图5。

本实施例中，螺栓43安装方便，且连接牢固，保障了主减速器从动齿圈21与差速器5的外壳22连接的稳定性。

作为一种可选的实施例，集成式驱动系统还包括第一油封44和第二油封45；第一油封44用于防止第一腔体6内的润滑油通过左轴46流出第一腔体6，第二油封45用于防止第二腔体7内的润滑油通过右轴47流出第二腔体7。

本实施例中，如图1所示，第一油封44可安装于内轴11远离第二腔体7的一端与第一腔体6的内壁之间，第二油封45可安装于第二腔体7远离第一腔体6一端的出口处。

本实施例中，第一油封44和第二油封45的设置能够保证集成式驱动系统的壳体1内的润滑油的密封性，避免润滑油流出壳体1，保障了集成式驱动系统润滑效果的同时，还有效避免了对集成式驱动系统的壳体1外部的其余装置造成润滑油污染。

本发明实施例还提供了一种汽车，包括上述的任一种集成式驱动系统。

本实施例中，汽车的有益效果与上述的任一种集成式驱动系统的有益效果相同，不再赘述。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种集成式驱动系统，其特征在于，包括壳体、传动轴、双转子电机、第一行星机构、第二行星机构以及差速器，其中：

壳体包括互相连通的第一腔体和第二腔体；

所述双转子电机包括内转子、定子、外转子、与内转子连接的内轴以及与外转子连接的外轴；所述定子套设于所述内轴的外侧，所述外轴套设与所述内轴的外侧；

所述内转子、定子以及外转子均位于所述第一腔体中，所述内轴、外轴均与所述传动轴同轴设置，且所述内轴和外轴均由所述第一腔体延伸至所述第二腔体，所述第一行星机构、第二行星机构以及差速器均位于所述第二腔体中；

所述传动轴与所述差速器连接，所述外轴与所述第一行星机构连接，所述第一行星机构与所述第二行星机构连接，所述第二行星机构与所述差速器连接；

所述外轴与所述内轴之间设置有第一密封圈，且所述第一密封圈位于所述定子靠近所述第二腔体的一侧；所述第一腔体与所述第二腔体之间设置第二密封圈。

2.根据权利要求1所述的集成式驱动系统，其特征在于，所述内轴具有第一限位部和第二限位部；

所述第一限位部用于限制所述内转子在所述内轴的轴线方向的位移，所述第二限位部用于限制所述差速器在所述内轴的轴线方向的位移。

3.根据权利要求2所述的集成式驱动系统，其特征在于，沿第一腔体到第二腔体的延伸方向，所述第一行星机构、第二行星机构以及差速器依次设置；

所述第一行星机构包括第一齿圈、第一太阳轮以及第一行星架；所述第二行星机构包括第二齿圈、第二太阳轮以及第二行星架；所述差速器包括主减速器主动齿圈、主减速器从动齿圈、外壳以及位于所述外壳内的行星齿轮组；

所述第一齿圈与所述外轴连接，所述第二密封圈设置在所述第一齿圈与所述外轴的连接处与所述壳体之间，所述第一太阳轮与所述外轴啮合，所述第一行星架与所述第二太阳轮过盈配合；所述第二齿圈固定于所述第二腔体的内壁，所述第二行星架与所述主减速器主动齿圈同轴以形成同轴齿轮副；所述主减速器从动齿圈与所述外壳固定连接；

所述传动轴包括左轴和右轴，所述左轴由所述行星齿轮组一侧的端面延伸至所述第一腔体的外侧，所述右轴由所述行星齿轮组令一侧的端面延伸至所述第二腔体的外侧。

4.根据权利要求3所述的集成式驱动系统，其特征在于，所述内轴为空心轴；

所述内轴套设于所述左轴的外侧，且所述左轴与所述内轴的内表面形成空腔；在所述内轴位于所述第二腔体内的部分，所述内轴具有多个通孔。

5.根据权利要求4所述的集成式驱动系统，其特征在于，沿与所述内轴的延伸方向垂直的方向，所述通孔呈多列排布；

且相邻两列所述通孔之间错位分布。

6.根据权利要求2所述的集成式驱动系统，其特征在于，所述内轴沿其延伸方向依次分为第一区段、第二区段、第三区段、第四区段、第五区段以及第六区段；

所述第三区段的外径大于所述第二区段和第四区段的外径以形成凸起，所述第四区段的外径小于所述第五区段的外径以形成第一凹陷，所述第六区段的外径小于所述第五区段的外径以形成第二凹陷，所述凸起形成第一限位部、所述第二凹陷形成所述第二限位部；

所述第一凹陷形成第三限位部，所述第三限位部用于限制所述定子在所述内轴的轴线方向的位移；

所述内转子、外转子以及定子均位于所述凸起远离所述第二腔体的一侧，所述差速器位于所述第五区段远离所述第一腔体的一侧。

7.根据权利要求6所述的集成式驱动系统，其特征在于，所述集成式驱动系统还包括与定子连接的支撑结构；

所述支撑结构位于所述第二区段远离第一区段的一侧；

所述支撑结构具有与所述第一凹陷对应设置的支撑部，所述支撑部与所述第一凹陷之间设置有第一轴承；

在所述内转子背离所述第一轴承的一侧，所述内轴与所述第一腔体的内壁之间设置有第二轴承；

所述外轴与所述第一腔体的内壁之间设置有第三轴承。

8.根据权利要求3所述的集成式驱动系统，其特征在于，所述第一行星架和所述第二太阳轮的连接处与所述内轴之间设置有第四轴承；

所述差速器的外壳背离所述第二行星机构的一侧与第二腔体的内壁之间设置有第五轴承。

9.根据权利要求3所述的集成式驱动系统，其特征在于，所述主减速器从动齿圈通过螺栓与所述差速器的外壳固定连接；

所述集成式驱动系统还包括第一油封和第二油封；

所述第一油封用于防止所述第一腔体内的润滑油通过左轴流出第一腔体，所述第二油封用于防止所述第二腔体内的润滑油通过右轴流出第二腔体。

10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的集成式驱动系统。

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