CN112389134B - 一种集成桥总成及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动车电驱动总成系统，公开了一种集成桥总成，其包括桥壳；桥壳内设有主减速器和半轴，主减速器包括差速器，差速器安装在桥壳上；第一主减齿轮与差速器连接，第二主减齿轮与第一主减齿轮啮合；单向离合器包括内环组件和外环组件，分别与第二电机的输出轴连接、第二主减齿轮连接；半轴的一端与差速器连接；半轴的前方设有变速器；第一电机设于所述变速器的一侧；第二电机位于所述半轴后方，且设于主减速器的与第一电机相反的一侧。此外，本发明还公开了一种包括上述集成桥总成的车辆。本发明能够保证当转速过高时，电机不会因产生过大的电流而损坏电机控制器；且能够保证整车的安全性和整车驱动的稳定性，使驾驶及乘坐更舒适。

Description

一种集成桥总成及车辆

技术领域

本发明涉及电动车电驱动总成系统，具体地，涉及一种集成桥总成。此外，本发明还涉及一种车辆。

背景技术

随着能源资源的减少和国际汽车技术的发展，电动汽车已经成为重要的交通工具，各种各样的节能与新能源汽车出现在现代生活中；而节能与新能源汽车的集成桥是节能与新能源汽车研究的重点。

为了使驱动系统在换挡过程中动力不会中断，在现有的技术中通过双电机的配合进行工作；但是，当其中一个电机驱动时，另外一个电机会被驱动空转，当转速过高时，会因电机产生过大的电流而损坏电机控制器，从而影响整车的安全性。

根据上述现有技术的技术问题，需要开发一种新型的集成桥总成。

发明内容

本发明首先所要解决的技术问题是提供一种集成桥总成，其能够保证当转速过高时，电机不会因产生过大的电流而损坏电机控制器；同时，能够保证整车驱动的稳定性。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种车辆，其能够保证当转速过高时，电机不会因产生过大的电流而损坏电机控制器；同时，能够保证整车驱动的稳定性。

为了解决本发明的上述基本技术问题，本发明提供了一种集成桥总成，包括桥壳、轮边单元，第一电机和第二电机；所述桥壳内设有主减速器和半轴，所述主减速器包括差速器、第一主减齿轮、单向离合器和第二主减齿轮，所述差速器安装在所述桥壳上；所述第一主减齿轮与所述差速器连接，所述第二主减齿轮位于半轴的后方，且与所述第一主减齿轮啮合；所述单向离合器包括内环组件和外环组件，所述内环组件与所述第二电机的输出轴连接，所述外环组件与所述第二主减齿轮连接；所述半轴的一端与所述差速器连接，另一端与所述轮边单元连接；所述半轴的前方设有变速器；所述第一电机设于所述变速器的一侧；所述第二电机位于所述半轴后方，且设于所述主减速器的与所述第一电机相反的一侧；所述主减速器还包括第三主减齿轮，所述第三主减齿轮位于半轴的前方，且与所述第一主减齿轮啮合，所述第一主减齿轮的齿数Z₃₃、所述第二主减齿轮的齿数Z₃₅与所述第三主减齿轮的齿数Z₃₁关系为Z₃₁≤Z₃₅＜Z₃₃，以能够在不同档位形成所需的速比输出，以满足车辆的动力需求，且在车辆前进状态，所述第二主减齿轮相对于所述第二电机保持空转，不会驱动所述第二电机转动。

作为一种具体实施方式，所述变速器设于所述桥壳上。

作为一种更为具体的实施方式，所述变速器包括第一一轴齿轮、第二一轴齿轮、第一电磁离合器和一轴；所述第一一轴齿轮、所述第二一轴齿轮与所述一轴刚性连接，所述第一电磁离合器设置于所述一轴中间位置，且将所述一轴断开，以能够通过所述第一电磁离合器的分离或结合来实现所述一轴的分离或结合，且所述第一一轴齿轮与所述第二一轴齿轮分别位于所述第一电磁离合器左右两侧。

在上述具体实施方式中，更具体地，所述变速器还包括第一二轴齿轮、第二二轴齿轮、第二电磁离合器和二轴；所述第一二轴齿轮、所述第二二轴齿轮、所述第三主减齿轮与所述二轴刚性连接，所述第二电磁离合器设置于所述二轴中间位置，且将所述二轴断开，以能够通过所述第二电磁离合器的分离或结合来实现所述二轴的分离或结合，且所述第一二轴齿轮位于所述第二电磁离合器的左侧，所述第二二轴齿轮和所述第三主减齿轮位于所述第二电磁离合器的右侧。

作为上述实施方式的更进一步的优选方式，所述第一电机的输出轴与所述一轴通过花键连接；所述第一一轴齿轮与所述第一二轴齿轮、所述第二一轴齿轮与所述第二二轴齿轮分别啮合。

作为一种具体的实施方式，更优选地，所述第一一轴齿轮的齿数Z₂₁与所述第一二轴齿轮的齿数Z₂₂关系为Z₂₁＝Z₂₂，所述第二一轴齿轮的齿数Z₂₃小于所述第二二轴齿轮的齿数Z₂₄关系为Z₂₃<Z₂₄。

作为一种具体的实施方式，所述半轴包括左半轴和右半轴；所述轮边单元包括左轮边单元和右轮边单元；所述左轮边单元和所述右轮边单元分别包括轮毂和制动器。

在本发明上技术方案的基础上，本发明还提供了一种车辆，该车辆包括上述所述的集成桥总成。

通过本发明的上述技术方案，本发明的优点在于，

(1)通过第二电机的辅助驱动，可以使得变速器在换挡过程中动力不中断，使得换挡更加平顺，进一步提高整车驾驶和乘坐舒适性；同时在坡道换挡时，还可以避免因动力中断而出现溜坡、撞车等危险事故，提升整车的行驶安全性；

(2)通过设置单向离合器使得第二电机在整车前进时不会被高转速驱动，从而产生过大的电流损坏电机控制器；

(3)通过第一电机、第二电机在半轴上下的分开布置，使得双电机集成桥总成的重心不严重偏置，进一步提高整车驱动的稳定性；

(4)通过两挡变速器以及双电机驱动模式，可以使得在各个工况下电机都运转在一个高效率的区间，提升整车效率、降低能耗；

(5)通过将电机、变速机和驱动桥集成，取消传统的传动轴，结构更加紧凑，进一步的提升了整车的空间利用率，简化了整车的生产装配流程，提升了生产效率；

(6)当第一电机出现故障时，断开第一电磁离合器、第二电磁离合器，第二电机仍可以继续驱动整车前进，提升整车的可靠性和安全性。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1为本发明的集成桥总成的一种具体实施方式的原理图。

图2为本发明的集成桥总成的一种具体实施方式的一档工作示意图。

图3为本发明的集成桥总成的一种具体实施方式的二挡工作示意图。

图4为本发明的集成桥总成的一种具体实施方式的换挡工作示意图。

图5为本发明的集成桥总成的一种具体实施方式的一档同时输出示意图。

图6为本发明的集成桥总成的一种具体实施方式的二挡同时输出示意图。

图7为本发明的车辆的一种具体实施方式的结构示意图。

附图标记说明

1第一电机 2变速器

3主减速器 4第二电机

5左半轴 6右半轴

7左轮边单元 8右轮边单元

21第一一轴齿轮 22第一二轴齿轮

23第二一轴齿轮 24第二二轴齿轮

25第一电磁离合器 26第二电磁离合器

27一轴 28二轴

31第三主减齿轮 32差速器

33第一主减齿轮 34单向离合器

35第二主减齿轮

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

首先需要说明的是，在本发明下述技术方案的描述中，采用的方位词“左”、“右”、“前”、“后”等，是以车辆正常行驶的左右侧为方位基准进行的技术定义，对集成桥总成“左”、“右”、“前”、“后”等方位的限定，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，连接可以是直接连接，也可以是通过中间媒介(例如花键)进行间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1所示，本发明的基本实施方式的集成桥总成，包括桥壳、轮边单元，第一电机1和第二电机4；桥壳内设有主减速器3和半轴，主减速器3包括差速器32、第一主减齿轮33、单向离合器34和第二主减齿轮35，差速器32安装在桥壳上；第一主减齿轮33与差速器32连接，第二主减齿轮35位于半轴的后方，且与第一主减齿轮33啮合；单向离合器34包括内环组件和外环组件，内环组件与第二电机4的输出轴连接，外环组件与第二主减齿轮35连接；半轴的一端与差速器32连接，另一端与轮边单元连接；半轴的前方设有变速器2；第一电机1设于变速器2的一侧；第二电机4位于半轴后方，且设于主减速器3的与第一电机1相反的一侧。

此处需要说明的是，第一电机1和第二电机4为电驱动装置，且第一电机1为主驱动装置，第二电机4位辅助驱动装置；变速器2是一种可以输出不同减速比的装置；主减速器3是一种减速和差速的装置。

具体地，变速器2设于桥壳上。

作为一种实施方式，具体的，主减速器3还包括第三主减齿轮31，第三主减齿轮(31)位于半轴的前方，且与第一主减齿轮33啮合。

作为一种具体的实施方式，变速器2包括第一一轴齿轮21、第二一轴齿轮23、第一电磁离合器25和一轴27；第一一轴齿轮21、第二一轴齿轮23与一轴27刚性连接，第一电磁离合器25设置于一轴27中间位置，且将一轴27断开，以能够通过第一电磁离合器25的分离或结合来实现一轴27的分离或结合，且第一一轴齿轮21与第二一轴齿轮23分别位于第一电磁离合器25左右两侧。

在上述具体实施方式中，更具体地，变速器2还包括第一二轴齿轮22、第二二轴齿轮24、第二电磁离合器26和二轴28；第一二轴齿轮22、第二二轴齿轮24、第三主减齿轮31与二轴28刚性连接，第二电磁离合器26设置于二轴28中间位置，且将二轴28断开，以能够通过第二电磁离合器26的分离或结合来实现二轴28的分离或结合，且第一二轴齿轮22位于第二电磁离合器26的左侧，第二二轴齿轮24和第三主减齿轮31位于第二电磁离合器26的右侧。

此处需要说明的是，第一电磁离合器25和第二电磁离合器26是一种可以分离和接合的装置。

此外，第一电机1驱动整车向前进时，此时二轴28的转向设定为单向离合器34的工作方向，即单向离合器34的内环组件固定时，外环组件与二轴28的转向相同时可以自由转动；相反的，则不可以自由转动。

在上述技术方案的实施方式中，更进一步地，第一电机1的输出轴与一轴27通过花键连接；第一一轴齿轮21与第一二轴齿轮22、第二一轴齿轮23与第二二轴齿轮24分别啮合。

在上述技术方案的实施方式中，具体地，第一一轴齿轮21的齿数Z₂₁与第一二轴齿轮22的齿数Z₂₂关系为Z₂₁＝Z₂₂，第二一轴齿轮23的齿数Z₂₃小于第二二轴齿轮24的齿数Z₂₄关系为Z₂₃<Z₂₄。

此外，第一主减齿轮33的齿数Z₃₃、第二主减齿轮35的齿数Z₃₅与第三主减齿轮31的齿数Z₃₁关系为Z₃₁≤Z₃₅＜Z₃₃；以能够在不同档位形成所需的速比输出，满足车辆的动力需求。在车辆前进状态，第一电磁离合器25接合，第二电磁离合器26分离时，输出一挡大速比：i₁＝(Z₂₄*Z₃₃)/(Z₂₃*Z₃₁)，满足整车的动力性需求，此时，第二主减齿轮35相对第二电机4保持空转，不会驱动第二电机4转动；第一电磁离合器25分离，第二电磁离合器26接合时，输出二挡小速比：i₂＝Z₃₃/Z₃₁，满足整车的高速性能，此时，第二主减齿轮35相对第二电机4保持空转，不会驱动第二电机4转动。

具体地，半轴包括左半轴5和右半轴6；左半轴5和右半轴6是一种传动装置；轮边单元包括左轮边单元7和右轮边单元8；左轮边单元7和右轮边单元8是轮边传动装置；更具体地，左轮边单元7和右轮边单元8分别包括轮毂和制动器；左轮边单元7和右轮边单元8可以装配行星减速器，也可以不装配行星减速器。

单电机驱动模式：第一电机1驱动，第二电机4不参与工作：

参见图2所示，第一电机1驱动整车向前进时，第一电磁离合器25接合，第二电磁离合器26保持分离状态，具体的传动路线为：第一电机1--一轴27--第二一轴齿轮23--第二二轴24--二轴28--第三主减齿轮31—第一主减齿轮33--差速器32--左半轴5、右半轴6--左轮边单元7、右轮边单元8--整车，输出一挡大速比：i₁＝(Z₂₄*Z₃₃)/(Z₂₃*Z₃₁)，满足整车的动力性需求。此时，第二主减齿轮35相对第二电机4保持空转，不会驱动第二电机4转动。

参见图3所示，第一电机1驱动整车向前进时，第一电磁离合器25保持分离状态，第二电磁离合器26接合，具体的传动路线为：第一电机1--一轴27--第一一轴齿轮21—第一二轴齿轮22--二轴28--第三主减齿轮31—第一主减齿轮33--差速器32--左半轴5、右半轴6--左轮边单元7、右轮边单元8--整车，输出二挡小速比：i₂＝Z₃₃/Z₃₁，满足整车的高速性能。此时，第二主减齿轮35相对第二电机4保持空转，不会驱动第二电机4转动。

参见图2所示，第一电机1驱动整车向后倒车时，第一电磁离合器25接合，第二电磁离合器26保持分离状态，具体的传动路线为：第一电机1--一轴27--第二一轴齿轮23--第二二轴24--二轴28--第三主减齿轮31—第一主减齿轮33--差速器32--左半轴5、右半轴6--左轮边单元7、右轮边单元8--整车，输出一挡大速比：i₁＝(Z₂₄*Z₃₃)/(Z₂₃*Z₃₁)，满足整车的倒车动力性需求。此时，单向离合器34的外环组件将驱动内环组件，即第二主减齿轮35驱动第二电机4。第二电机4被驱动的转速n_Ⅱ与第一电机1的转速n_Ⅰ的关系为：n_Ⅱ＝n_Ⅰ*(Z₂₃*Z₃₁)/(Z₂₄*Z₃₅)。由于倒车需求速度速较低，第一电机1的输出转速n_Ⅰ并不是很高，且Z₂₃<Z₂₄，Z₃₁≤Z₃₅，因此，第二电机4被驱动的转速n_Ⅱ可以设置在第二电机4的保护转速之内，而不会因为被驱动产生的电流过大而造成电机控制器损坏。

换挡模式：第一电机1驱动，第二电机4参与换挡工作：

参见图4所示，第一电机1驱动整车向前进时，在换挡的过程中，第一电磁离合器25、第二电磁离合器26都处于分离状态，此时，第二电机4输出动力驱动并维持车速前进。升挡时，通过第一电机1的调速使得第一二轴齿轮22与第三主减齿轮31转速差达到第二电磁离合器26可接合转速差范围之内，从而使得第二电磁离合器26平顺接合。降挡时，通过第一电机1的调速使得第一一轴齿轮21与第二一轴齿轮23转速差达到第一电磁离合器25可接合转速差范围之内，从而使得第一电磁离合器25平顺接合。在换挡结束时，第二电机4停止工作，此时，第二主减齿轮35相对第二电机4保持空转。

参见图5、图6所示，当变速器处于一挡或二挡时，第一电机1、第二电机4通过扭矩耦合同时驱动整车向前进，进一步提高整车动力性，且通过控制匹配使得第一电机1、第二电机4在每个工况下都可以在高效区间运行，进一步提高效率、降低能耗。

参见图7所示，本发明第二方面还提供一种车辆，包括上述任一技术方案的集成桥总成，因此至少具有上述集成桥总成实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

由上述描述可以看出，本发明的优点在于，通过第二电机4的辅助驱动，可以使得变速器2在换挡过程中动力不中断，使得换挡更加平顺，进一步提高整车驾驶和乘坐舒适性；同时在坡道换挡时，还可以避免因动力中断而出现溜坡、撞车等危险事故，提升整车的行驶安全性；通过设置单向离合器34使得第二电机4在整车前进时不会被高转速驱动，从而产生过大的电流损坏电机控制器；通过第一电机1、第二电机4在半轴上下的分开布置，使得双电机集成桥总成的重心不严重偏置，进一步提高整车驱动的稳定性；通过两挡变速器2以及双电机驱动模式，可以使得在各个工况下电机都运转在一个高效率的区间，提升整车效率、降低能耗；通过将电机、变速器和驱动桥集成，取消传统的传动轴，结构更加紧凑，进一步的提升了整车的空间利用率，简化了整车的生产装配流程，提升了生产效率；当第一电机1出现故障时，断开第一电磁离合器25、第二电磁离合器26，第二电机4仍可以继续驱动整车前进，提升整车的可靠性和安全性。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (8)

1.一种集成桥总成，其特征在于，包括桥壳、轮边单元、第一电机(1)和第二电机(4)；

所述桥壳内设有主减速器(3)和半轴，所述主减速器(3)包括差速器(32)、第一主减齿轮(33)、单向离合器(34)和第二主减齿轮(35)，所述差速器(32)安装在所述桥壳上；所述第一主减齿轮(33)与所述差速器(32)连接，所述第二主减齿轮(35)位于半轴的后方，且与所述第一主减齿轮(33)啮合；所述单向离合器(34)包括内环组件和外环组件，所述内环组件与所述第二电机(4)的输出轴连接，所述外环组件与所述第二主减齿轮(35)连接；所述半轴的一端与所述差速器(32)连接，另一端与所述轮边单元连接；所述半轴的前方设有变速器(2)；所述第一电机(1)设于所述变速器(2)的一侧；所述第二电机(4)位于所述半轴后方，且设于所述主减速器(3)的与所述第一电机(1)相反的一侧；

所述主减速器(3)还包括第三主减齿轮(31)，所述第三主减齿轮(31)位于半轴的前方，且与所述第一主减齿轮(33)啮合，所述第一主减齿轮(33)的齿数Z₃₃、所述第二主减齿轮(35)的齿数Z₃₅与所述第三主减齿轮(31)的齿数Z₃₁关系为Z₃₁≤Z₃₅＜Z₃₃，以能够在不同档位形成所需的速比输出，以满足车辆的动力需求，且在车辆前进状态，所述第二主减齿轮(35)相对于所述第二电机(4)保持空转，不会驱动所述第二电机(4)转动。

2.根据权利要求1所述的集成桥总成，其特征在于，所述变速器(2)设于所述桥壳上。

3.根据权利要求1所述的集成桥总成，其特征在于，所述变速器(2)包括第一一轴齿轮(21)、第二一轴齿轮(23)、第一电磁离合器(25)和一轴(27)；

所述第一一轴齿轮(21)、所述第二一轴齿轮(23)与所述一轴(27)刚性连接，所述第一电磁离合器(25)设置于所述一轴(27)中间位置，且将所述一轴(27)断开，以能够通过所述第一电磁离合器(25)的分离或结合来实现所述一轴(27)的分离或结合，且所述第一一轴齿轮(21)与所述第二一轴齿轮(23)分别位于所述第一电磁离合器(25)左右两侧。

4.根据权利要求3所述的集成桥总成，其特征在于，所述变速器(2)还包括第一二轴齿轮(22)、第二二轴齿轮(24)、第二电磁离合器(26)和二轴(28)；

所述第一二轴齿轮(22)、所述第二二轴齿轮(24)、所述第三主减齿轮(31)与所述二轴(28)刚性连接，所述第二电磁离合器(26)设置于所述二轴(28)中间位置，且将所述二轴(28)断开，以能够通过所述第二电磁离合器(26)的分离或结合来实现所述二轴(28)的分离或结合，且所述第一二轴齿轮(22)位于所述第二电磁离合器(26)的左侧，所述第二二轴齿轮(24)和所述第三主减齿轮(31)位于所述第二电磁离合器(26)的右侧。

5.根据权利要求4所述的集成桥总成，其特征在于，所述第一电机(1)的输出轴与所述一轴(27)通过花键连接；所述第一一轴齿轮(21)与所述第一二轴齿轮(22)、所述第二一轴齿轮(23)与所述第二二轴齿轮(24)分别啮合。

6.根据权利要求5所述的集成桥总成，其特征在于，所述第一一轴齿轮(21)的齿数Z₂₁与所述第一二轴齿轮(22)的齿数Z₂₂关系为Z₂₁＝Z₂₂，所述第二一轴齿轮(23)的齿数Z₂₃小于所述第二二轴齿轮(24)的齿数Z₂₄关系为Z₂₃<Z₂₄。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的集成桥总成，其特征在于，所述半轴包括左半轴(5)和右半轴(6)；所述轮边单元包括左轮边单元(7)和右轮边单元(8)；所述左轮边单元(7)和所述右轮边单元(8)分别包括轮毂和制动器。

8.一种车辆，其特征在于，该车辆包括根据权利要求1至7中任一项所述的集成桥总成。

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