CN111619287A - 一种应用于新能源商用车的机电一体化传动总成 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于新能源商用车的机电一体化传动总成，包括壳体、减速器和驱动电机，壳体的两端安装有传动端盖和非传动端盖，壳体内设置有一分隔筋板，分隔筋板将壳体分隔为两侧的电机腔和减速器腔，驱动电机的电机轴的一端与非传动端盖枢接，另一端与分隔筋板枢接，且该电机轴穿过分隔筋板而与减速器的输入端连接，减速器的输出轴从传动端盖向外延伸。本发明通过将电机与行星减速器集成，缩短了传动系统的轴向尺寸，为整车布置节省了空间的同时减轻了系统的重量、降低了综合成本；省去了传统减速器的输入轴组件，提升了工况综合效率，减少失效点，提升了可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种应用于新能源商用车的机电一体化传动总成。
背景技术
随着纯电动汽车产业的高速发展和市场的大规模推广,业内对纯电动汽车的性能要求越来越高。然而，电动汽车续航里程、安全性、成本等方面，很大程度受动力电池和其他关键技术的制约。因此，在电池问题解决之前，通过对电驱动及传动系统进行研究可以有效的提高整车续航里程和动力性。电机变速器一体化系统是目前主要的发展方向，是电动汽车关键部件之一，其研究与开发对提高电动汽车的动力性、经济性等具有重要意义。
目前，现有的电动汽车的电机和减速器通常采用分体式设计方式，轴向尺寸较大，需要占用较多的空间，同时传动总成的重量也比较大，由于增加了减速器的输入轴组件，增加了失效点，也降低了综合效率。
发明内容
本发明目的在于提供一种应用于新能源商用车的机电一体化传动总成，从而解决上述问题。
为实现上述目的，本发明公首先开了一种应用于新能源商用车的机电一体化传动总成，包括壳体、减速器和驱动电机，所述壳体的两端安装有传动端盖和非传动端盖，所述壳体内设置有一分隔筋板，所述分隔筋板将所述壳体分隔为两侧的电机腔和减速器腔，所述驱动电机的电机轴的一端与所述非传动端盖枢接，另一端与所述分隔筋板枢接，且该电机轴穿过所述分隔筋板而与所述减速器的输入端连接，所述减速器的输出轴从所述传动端盖向外延伸。
进一步的，所述减速器为单排单级行星齿轮，包括太阳轮、行星轮、行星轮销轴、行星架和齿圈，所述述行星架的行星架输出轴即为所述减速器的输出轴，所述行星架输出轴上同轴连接一润滑油泵，所述润滑油泵的输入端与所述减速器腔连接，输出端导通至所述行星轮的啮合处。
进一步的，所述太阳轮同轴安装在所述电机轴上，所述行星轮同时与所述太阳轮、齿圈啮合，所述齿圈与所述分隔筋板连接，所述行星轮与所述行星轮销轴枢接，所述行星轮销轴固接在行星架上，该行星轮销轴内设置有进油通道，所述进油通道与所述行星轮的中心孔连通，所述润滑油泵的与所述进油通道连通。
进一步的，所述润滑油泵安装在所述传动端盖的外侧，且通过一与行星架输出轴枢接的密封端盖密封，所述行星架输出轴内设置有与润滑油泵连通的输油通道，所述输油通道与所述进油通道连通。
进一步的，所述输油通道包括设置在行星架输出轴上的第一径向过油孔和轴向过油孔，以及设置在行星架的行星架盘的第二径向过油孔，所述行星架盘上设置有过油沉孔，所述第一径向过油孔的一端与所述润滑油泵连通，另一端与所述轴向过油孔的一端连通，所述轴向过油孔的另一端与所述过油沉孔的底部连通，该过油沉孔的另一端与所述第二径向过油孔的一端连通，所述第二径向过油孔的另一端与所述进油通道连通，所述过油沉孔的顶部密封设置。
进一步的，所述行星轮销轴与所述行星架盘上的销轴安装孔插接，所述行星轮销轴包括径向贯通的导油孔，所述导油孔的一端与所述进油通道连通，另一端与所述第二径向过油孔连通，所述行星轮销轴通过一从所述行星架盘上插接到所述导油孔的紧定螺钉固定。
进一步的，所述行星轮销轴上还设置有与进油通道连通的润滑油孔，所述行星轮销轴与所述行星轮之间设置有滚针，所述述行星轮上径向贯穿设置有行星轮出油孔。
进一步的，所述行星轮出油孔、润滑油孔均朝向所述太阳轮的中心设置。
进一步的，还包括固定安装在所述分隔筋板上的齿圈固定盘，所述齿圈固定盘的内孔与所述齿圈的外壁通过花键浮动配合，所述齿圈固定盘上安装有对所述齿圈轴向限位的齿圈挡环，所述太阳轮的内孔与所述电机轴的外壁通过花键浮动配合。
进一步的，所述壳体上周向设有冷却水道，所述电机腔和减速器腔通过水冷的方式进行冷却。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明通过将电机与行星减速器集成于一体，大大缩短了传动系统的轴向尺寸，为整车布置节省了空间的同时减轻了系统的重量、降低了综合成本；
2、本发明利用电机所需的冷却水道给予减速器端冷却，改善了传动系统散热；
3、本发明通过电机与行星减速器的集成，省去了传统减速器的输入轴组件，提升了工况综合效率，减少失效点，提升了可靠性；
4、本发明通过巧妙的布设润滑油泵及其润滑通道，提高了对行星减速器的润滑效果，进而提高了行星减速器使用寿命；
5、本发明通过在太阳轮和电机轴之间、齿圈和齿圈固定盘之间设置为花键浮动配合的方式，避免了太阳轮和行星轮之间的卡滞、剧烈磨损，提高了装配工艺性，同时也提高了太阳轮和行星轮的使用寿命；
6、本发明通过采用固定速比，能满足8-12米的新能源客车需求。
下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例公开的应用于新能源商用车的机电一体化传动总成的主视示意图；
图2是图1的A处放大示意图；
图3是本发明实施例公开的应用于新能源商用车的机电一体化传动总成的俯视示意图。
图例说明：
1、壳体；2、减速器；3、驱动电机；4、传动端盖；5、非传动端盖；6、分隔筋板；7、电机腔；8、减速器腔；9、电机轴；10、太阳轮；11、行星轮；12、行星轮销轴；13、行星架；14、齿圈；15、进油通道；16、行星架输出轴；17、润滑油泵；18、密封端盖；19、输油通道；20、第一径向过油孔；21、轴向过油孔；22、行星架盘；23、第二径向过油孔；24、过油沉孔；25、销轴安装孔；26、导油孔；27、紧定螺钉；28、润滑油孔；29、滚针；30、行星轮出油孔；31、齿圈固定盘；32、齿圈挡环；33、冷却水道；34、定子总成；35、转子总成；36、吸油器；37、碗形塞片。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1-图3所示，本发明首先开了一种应用于新能源商用车的机电一体化传动总成，包括壳体1、减速器2和驱动电机3，壳体1的两端通过螺栓可拆式安装有传动端盖4和非传动端盖5，壳体1外安装油铭牌、接线盒等，壳体1内设置有一分隔筋板6，该分隔筋板6采用铸造+机加工成型为一个整体结构，通过分隔筋板6将壳体1分隔为两侧的电机腔7和减速器腔8，其中，驱动电机3包括定子总成34、转子总成35和电机轴9，定子总成34与壳体1的内壁固定安装，转子总成35与电机轴9同轴固接，电机轴9的一端通过安装在非传动端盖5上的轴承与非传动端盖5枢接，另一端同样通过轴承与分隔筋板6枢接，电机轴9和分隔筋板6的枢接位置设置有密封圈密封，从而避免减速器腔8内的润滑油进入电机腔7中，该电机轴9穿过分隔筋板6而与减速器2的输入端的太阳轮10同轴连接，减速器2的输出轴从传动端盖4向外延伸，具体的，减速器2的输出轴同样通过轴承与传动端盖4枢接。
在本实施例中，减速器2为固定减速比的单排单级行星齿轮，包括太阳轮10、行星轮11、行星轮销轴12、行星架13和齿圈14，太阳轮10同轴安装在电机轴9上，行星轮11的两侧同时与太阳轮10、齿圈14啮合，齿圈14与分隔筋板6连接，行星轮11与行星轮销轴12枢接，行星轮销轴12固接在行星架13上，行星架13的行星架输出轴16即为减速器2的输出轴，其中，驱动电机3通过电机轴9将动力传递给太阳轮10，太阳轮10传递给行星轮11，由于齿圈14固定则行星轮11将动力传递给行星架13，进而行星架13传递给行星架输出轴16，实现动力输出。
在本实施例中，行星轮销轴12内设置有进油通道15，具体为一在行星轮销轴12中心沿轴向设置的长沉孔，进油通道15与行星轮11的中心孔连通，从而将进油通道15中的润滑油输出到行星轮11的中心孔内进行润滑，行星架输出轴16上同轴连接一润滑油泵17(润滑油泵17的油泵转子与行星架输出轴16通过单键连接)，其中，润滑油泵17安装在传动端盖4的外侧的沉孔内，且通过一与行星架输出轴16枢接的密封端盖18密封(润滑油泵17也可以安装在密封端盖18侧)，行星架输出轴16内设置有与润滑油泵17连通的输油通道19，输油通道19与进油通道15连通，同时润滑油泵17的输入端通过连接一吸油器36与减速器腔8连接，该润滑油泵17的输出端与进油通道15连通。具体的，输油通道19包括设置在行星架输出轴16上的第一径向过油孔20和轴向过油孔21，第一径向过油孔20采用径向钻孔的方式，而轴向过油孔21采用轴向钻孔的方式，以及设置在行星架13的行星架盘22的第二径向过油孔23，第二径向过油孔23从行星架盘22的外壁向中心贯通到过油沉孔24的侧壁上，行星架盘22上设置有过油沉孔24，过油沉孔24从行星架盘22的中心向行星架输出轴16开设，第一径向过油孔20的一端与润滑油泵17连通，另一端与轴向过油孔21的一端连通，轴向过油孔21的另一端与过油沉孔24的底部连通，该过油沉孔24的另一端与第二径向过油孔23的一端连通，第二径向过油孔23的另一端与进油通道15连通，过油沉孔24的顶部通过碗形塞片37密封设置(电机轴9为中空轴，开口位置同样采用碗形塞片37密封设置)，而行星轮销轴12上还设置有与进油通道15连通的润滑油孔28，润滑油孔28连通进油通道15和行星轮11的中心孔，行星轮销轴12与行星轮11之间设置有滚针29，行星轮11上径向贯穿设置有行星轮出油孔30。从而，润滑油从吸油器36进入润滑油泵17，然后通过润滑油泵17泵送到第一径向过油孔20，然后依次经过轴向过油孔21、过油沉孔24、第二径向过油孔23和进油通道15，然后经过进油通道15、润滑油孔28和行星轮出油孔30，分别对滚针29的滚动、行星轮11和太阳轮10的啮合处进行润滑。
其中，行星轮销轴12与行星架盘22上的销轴安装孔25插接，行星轮销轴12包括径向贯通的导油孔26，导油孔26的一端与进油通道15连通，另一端与第二径向过油孔23连通，行星轮销轴12通过一从行星架盘22上插接到导油孔26的紧定螺钉27实现径向和轴向固定，而进油通道15的开口处同样通过一带螺纹的堵塞密封。
在本实施例中，行星轮出油孔30、润滑油孔28均朝向太阳轮10的中心设置，当润滑油在润滑油泵17的泵送下经过行星轮出油孔30、润滑油孔28向太阳轮10运动的过程中，当行星轮11在围绕太阳轮10公转的过程时，在离心力的作用下，润滑油会向外甩出，从而流动到行星轮11和齿圈14的啮合处，从而达到整个减速器2的有效润滑。
在本实施例中，为了避免了太阳轮10和行星轮11之间的卡滞、剧烈磨损，提高了装配工艺性，进而也提高了太阳轮10和行星轮11的使用寿命，还包括固定安装在分隔筋板6上的齿圈固定盘31，齿圈固定盘31的内孔与齿圈14的外壁通过花键浮动配合，即允许齿圈14一定的径向浮动，同时，同样的，太阳轮10的内孔与电机轴9的外壁通过花键浮动配合。而齿圈固定盘31上安装有对齿圈14轴向限位的齿圈挡环32。
在本实施例中，壳体1上周向设有冷却水道33，电机腔7和减速器腔8通过水冷的方式进行冷却，从而改善了传动系统散热。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种应用于新能源商用车的机电一体化传动总成，其特征在于，包括壳体(1)、减速器(2)和驱动电机(3)，所述壳体(1)的两端安装有传动端盖(4)和非传动端盖(5)，所述壳体(1)内设置有一分隔筋板(6)，所述分隔筋板(6)将所述壳体(1)分隔为两侧的电机腔(7)和减速器腔(8)，所述驱动电机(3)的电机轴(9)的一端与所述非传动端盖(5)枢接，另一端与所述分隔筋板(6)枢接，且该电机轴(9)穿过所述分隔筋板(6)而与所述减速器(2)的输入端连接，所述减速器(2)的输出轴从所述传动端盖(4)向外延伸。
2.根据权利要求1所述的应用于新能源商用车的机电一体化传动总成，其特征在于，所述减速器(2)为单排单级行星齿轮，包括太阳轮(10)、行星轮(11)、行星轮销轴(12)、行星架(13)和齿圈(14)，所述述行星架(13)的行星架输出轴(16)即为所述减速器2)的输出轴，所述行星架输出轴(16)上同轴连接一润滑油泵(17)，所述润滑油泵(17)的输入端与所述减速器腔(8)连接，输出端导通至所述行星轮(11)的啮合处。
3.根据权利要求2所述的应用于新能源商用车的机电一体化传动总成，其特征在于，所述太阳轮(10)同轴安装在所述电机轴(9)上，所述行星轮(11)同时与所述太阳轮(10)、齿圈(14)啮合，所述齿圈(14)与所述分隔筋板(6)连接，所述行星轮(11)与所述行星轮销轴(12)枢接，所述行星轮销轴(12)固接在行星架(13)上，该行星轮销轴(12)内设置有进油通道(15)，所述进油通道(15)与所述行星轮(11)的中心孔连通，所述润滑油泵(17)的与所述进油通道(15)连通。
4.根据权利要求3所述的应用于新能源商用车的机电一体化传动总成，其特征在于，所述润滑油泵(17)安装在所述传动端盖(4)的外侧，且通过一与行星架输出轴(16)枢接的密封端盖(18)密封，所述行星架输出轴(16)内设置有与润滑油泵(17)连通的输油通道(19)，所述输油通道(19)与所述进油通道(15)连通。
5.根据权利要求4所述的应用于新能源商用车的机电一体化传动总成，其特征在于，所述输油通道(19)包括设置在行星架输出轴(16)上的第一径向过油孔(20)和轴向过油孔(21)，以及设置在行星架(13)的行星架盘(22)的第二径向过油孔(23)，所述行星架盘(22)上设置有过油沉孔(24)，所述第一径向过油孔(20)的一端与所述润滑油泵(17)连通，另一端与所述轴向过油孔(21)的一端连通，所述轴向过油孔(21)的另一端与所述过油沉孔(24)的底部连通，该过油沉孔(24)的另一端与所述第二径向过油孔(23)的一端连通，所述第二径向过油孔(23)的另一端与所述进油通道(15)连通，所述过油沉孔(24)的顶部密封设置。
6.根据权利要求5所述的应用于新能源商用车的机电一体化传动总成，其特征在于，所述行星轮销轴(12)与所述行星架盘(22)上的销轴安装孔(25)插接，所述行星轮销轴(12)包括径向贯通的导油孔(26)，所述导油孔(26)的一端与所述进油通道(15)连通，另一端与所述第二径向过油孔(23)连通，所述行星轮销轴(12)通过一从所述行星架盘(22)上插接到所述导油孔(26)的紧定螺钉(27)固定。
7.根据权利要求3-6任一所述的应用于新能源商用车的机电一体化传动总成，其特征在于，所述行星轮销轴(12)上还设置有与进油通道(15)连通的润滑油孔(28)，所述行星轮销轴(12)与所述行星轮(11)之间设置有滚针(29)，所述述行星轮(11)上径向贯穿设置有行星轮出油孔(30)。
8.根据权利要求7所述的应用于新能源商用车的机电一体化传动总成，其特征在于，所述行星轮出油孔(30)、润滑油孔(28)均朝向所述太阳轮(10)的中心设置。
9.根据权利要求2-5任一所述的应用于新能源商用车的机电一体化传动总成，其特征在于，还包括固定安装在所述分隔筋板(6)上的齿圈固定盘(31)，所述齿圈固定盘(31)的内孔与所述齿圈(14)的外壁通过花键浮动配合，所述齿圈固定盘(31)上安装有对所述齿圈(14)轴向限位的齿圈挡环(32)，所述太阳轮(10)的内孔与所述电机轴(9)的外壁通过花键浮动配合。
10.根据权利要求1-5任一所述的应用于新能源商用车的机电一体化传动总成，其特征在于，所述壳体(1)上周向设有冷却水道(33)，所述电机腔(7)和减速器腔(8)通过水冷的方式进行冷却。
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