CN112659871A - 一种带轮边减速机构的双电机齿轮减速驱动桥总成 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种带轮边减速机构的双电机齿轮减速驱动桥总成，包括双驱动电机、桥壳总成、制动模块、齿轮减速模块、差速器模块和用于控制双驱动电机工作状态的电机控制单元；所述双驱动电机包括主驱动电机和副驱动电机，所述主驱动电机和副驱动电机分别设置在桥壳总成的前后两侧；电机输入动力通过差速器将动力分配到两个半轴上，最终通过轮边减速器传递到车轮上；所述双电机两档圆柱齿轮减速机构包括换挡机构，可实现两档减速换挡操作；所述差速器模块包括差速器和车速传感器；该驱动桥总成通过采用前后双电机分布驱动，通过齿轮减速传动实现动力传递耦合，结构紧凑，电机运行效率高，降低动力总成重量，降低整车能耗水平。

Description

一种带轮边减速机构的双电机齿轮减速驱动桥总成

技术领域

本申请涉及车辆驱动技术领域，具体涉及一种带轮边减速机构的双电机齿轮减速驱动桥总成。

背景技术

动力系统是汽车的主要结构之一，动力系统的优劣直接影响汽车的性能。目前，市场上大都采用驱动电机与传统车桥的直驱形式，实现整车的驱动，车桥与电机采用简单的集成模式，传统轴占用了大部分底盘空间，造成整车续航里程较短，整体体验差。

授权公告号为为CN203472532U的实用新型专利公开了一种新能源驱动车桥总成，为电机平行式、圆柱齿轮减速构型方式，电机轴线平行与动力输出轴线，电机挂接于主减速器前侧采用螺栓紧固，内部采用多级圆柱齿轮副进行动力传递。该专利中由于电机布置于主减速器侧，车桥重心偏离承载桥壳的轴线过大，电机位置于传动系端部悬臂过长，导致车桥配重失衡，运行时振动量较大，对车桥姿态影响较大，降低了舒适性及整体可靠性，并且在颠簸路况运行时电机自重较大难以保证与传动齿轮及轴承同轴，加剧了内部磨损及异响，存在总成效率普遍不高并且空间利用率低的问题。本发明提供的电驱桥通过将电机与车桥集成为一体，大幅减轻了桥总成的重量，降低整车的能源消耗；提升整车空间。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本申请提供一种带轮边减速机构的双电机齿轮减速驱动桥总成，以达到实现在不同车速、不同负载下的驱动力不同耦合，实现动力实时分配，提高整车动力性，提高电机负载率，优化电机工作高效区，提升整车经济性的有益效果。

本申请提供一种带轮边减速机构的双电机齿轮减速驱动桥总成，包括双驱动电机、桥壳总成、制动模块、齿轮减速模块、差速器模块和用于控制双驱动电机工作状态的电机控制单元；

所述双驱动电机包括主驱动电机和副驱动电机，所述主驱动电机和副驱动电机分别设置在桥壳总成的前后两侧；所述齿轮减速模块和差速器模块设置在桥壳总成内；

所述齿轮减速模块包括减速器壳体以及设置在减速器壳体内的的双电机两档圆柱齿轮减速机构、行星减速机构以及轮边减速机构和换挡机构；

所述齿轮减速模块中的双电机圆柱齿轮减速机构具有减速器壳体，所述双驱动电机模块固定在减速器壳体上，所述差速器模块固定在减速器壳体上；

所述桥壳总成包括桥壳中段、轴头和制动法兰；所述双电机两档圆柱齿轮减速机构、行星减速机构组成中央减速结构，通过减速器壳固定在桥壳中段上；所述轮边减速机构通过连接后轮毂固定在轴头上；

所述差速器模块包括差速器和设置在差速器上的车速传感器；所述双驱动电机通过连接双电机圆柱齿轮减速机构传递动力；所述齿轮减速模块将驱动电机输入的动力，通过差速器和半轴传递至车轮上。

优选的，所述双电机两档圆柱齿轮减速机构包括主轴和副轴，所述主轴与主驱动电机的输出轴相连，所述副轴与副驱动电机的输出轴相连，所述主轴与二轴相连，所述主轴与二轴之间设有主轴齿轮副，所述二轴与换挡机构之间设有高挡二级齿轮副；所述副轴与副驱动电机的输出轴相连，所述副轴与副二轴相连，所述副轴与副二轴之间设有副轴齿轮副，所述副二轴与换挡机构之间设有减速齿轮副。

优选的，所述双驱动电机分别连接在齿轮减速模块的减速器壳体上。

优选的，所述双电机两档圆柱齿轮减速机构包括前后两组减速机构，两组减速机构分别安装在前后差速器壳内。

优选的，所述差速器模块安装在减速器壳体上，所述差速器模块通过半轴传递动力至两侧轮胎，所述差速器模块用于传递车速信号。

优选的，所述双电机两档圆柱齿轮减速机构可实现换挡操纵。

优选的，所述双电机两档圆柱齿轮减速机构可以根据高低档的选择，将主、副驱动单机在不同的齿轮副实现扭矩耦合，输出动力至行星减速机构，实现降速增扭。

优选的，所述差速器上设有车速齿圈。

优选的，所述换挡机构配置两档换挡机构。

优选的，所述双电机两档圆柱齿轮减速机构中主、副驱动电机动力耦合处的齿轮副共用同一个齿轮。

本申请的有益效果在于：

本申请提供的电驱桥通过将电机与车桥集成为一体，大幅减轻了桥总成的重量，降低整车的能源消耗；提升整车空间。电动车桥的集成化设计不仅是结构的创新，其自成动力总成系统简化了整车底盘设计，节省了底盘空间，降低噪音。另外双电机有利于降低大功率大扭矩电机开发难度，减少电机种类，便于实现不同吨位车桥系列化拓展。

本发明通过匹配两套驱动电机系统共用一套AT变速箱，实现在不同车速、不同负载下的驱动力不同耦合，实现动力实时分配，如急加速、超车、高速、爬坡时双电机同时工作，提高整车动力性；普通工况单电机驱动，提高电机负载率，优化电机工作高效区，提升整车经济性；双电机构型对于其中一组电机失效时，仍能保证其正常行驶功能，提高整车安全性；双电机共用两挡换挡，保证换挡可靠性的同时可进一步提高电机输出扭矩和电机工作在高效率区间，提高动力性经济性。

此外，本申请设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一个实施例中双电机齿轮减速驱动桥总成的结构示意图。

图2是本申请一个实施例中双电机齿轮减速驱动桥总成的内部结构示意图。

图3是本申请一个实施例中主驱动电机圆柱齿轮副的结构示意图。

图4是本申请一个实施例中副驱动电机圆柱齿轮副的结构示意图。

图5是本申请一个实施例中高挡传递路线的结构示意图。

图6是本申请一个实施例中低挡传递路线的结构示意图。

图7是本申请一个实施例中行星减速器与差速器总成的结构示意图。

图中，1、主驱动电机，2、副驱动电机，3、主轴，4、副轴，5、二轴，6、副二轴，7、主轴齿轮副，8、副轴齿轮副，9、高档二级齿轮副，10、副二轴减速齿轮副，11、低档二轴齿轮副，12、行星减速机构，13、差速器，14、半轴，15、轮毂，16、轮边减速器，17、换挡机构，18、输出轴。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

下面对本申请中出现的关键术语进行解释。

本申请提供的带轮边减速机构的双电机齿轮减速驱动桥总成，包括双驱动电机19、桥壳总成20、制动模块、齿轮减速模块21、差速器模块和用于控制双驱动电机19工作状态的电机控制单元。

所述双驱动电机19包括主驱动电机1和副驱动电机2，所述桥壳总成20包括桥壳中段、轴头和制动法兰；所述主驱动电机1和副驱动电机2分别设置在桥壳中段的前后两侧；所述双驱动电机分别连接在齿轮减速模块21的减速器壳体上。所述齿轮减速模块21和差速器模块设置在桥壳总成20内。

所述齿轮减速模块21包括减速器壳体以及设置在减速器壳体内并依次相连的的双电机两档圆柱齿轮减速机构、行星减速机构12以及轮边减速机构和换挡机构17；两组减速机构分别安装在前后差速器壳内。

所述齿轮减速模块21中的双电机圆柱齿轮减速机构具有减速器壳体，所述双驱动电机模块固定在减速器壳体上，所述差速器模块固定在减速器壳体上。

所述桥壳总成20包括桥壳中段、轴头和制动法兰；所述双电机两档圆柱齿轮减速机构、行星减速机构12组成中央减速结构，通过减速器壳固定在桥壳中段上；所述轮边减速机构通过连接轮毂15固定在轴头上。

为采集其转速，所述差速器模块包括差速器13和设置在差速器13上的车速传感器，所述车速传感器采用非接触式车速传感器，用于为整车提供车速信号和为换挡控制策略提供转速参考。

所述差速器模块包括差速器13和设置在差速器上的车速传感器，所述差速器13上设有车速齿圈，差速器13可以布置差速锁相关结构。所述双驱动电机通过连接双电机圆柱齿轮减速机构传递动力；所述差速器模块安装在减速器壳体上，所述差速器模块通过半轴14传递动力至两侧轮胎，所述差速器模块用于传递车速信号。所述齿轮减速模块21将驱动电机输入的动力，通过差速器13和半轴14传递至车轮上。

所述双电机两档圆柱齿轮减速机构包括主轴3和副轴4，所述主轴3与主驱动电机1的输出轴18相连，所述副轴4与副驱动电机2的输出轴18相连，所述主轴3与二轴5相连，所述主轴3与二轴5之间设有主轴齿轮副7，所述二轴5与换挡机构17之间设有高挡二级齿轮副；所述副轴4与副驱动电机2的输出轴18相连，所述副轴4与副二轴6相连，所述副轴4与副二轴6之间设有副轴齿轮副8，所述副二轴6与换挡机构17之间设有减速齿轮副。所述双电机两档圆柱齿轮减速机构中主、副驱动电机动力耦合处的齿轮副共用同一个齿轮。

所述双驱动电机通过连接双电机圆柱齿轮减速机构传递动力；所述齿轮减速模块21将驱动电机输入的动力，通过差速器13和半轴14传递至车轮上。

双电机两档圆柱齿轮减速机构可分为前后两组减速机构，分别安装在前后差速器壳内，在桥壳上安装后，合成完整传动链。

具体的，双驱动电机将动力分别输出到主轴减速斜齿轮副、副轴减速斜齿轮副、经过2挡换挡模块，选择传递到输出轴18的两个减速斜齿轮上，将动力传递至桥壳内行星减速模块的太阳轮，再由行星架将动力传递到差速器壳，进而差速器13将动力分配到两个半轴14上，最终通过轮边减速器16传递到车轮上。

双电机两档圆柱齿轮减速机构可以根据高低档的选择，将主、副驱动单机在不同的齿轮副实现扭矩耦合，输出动力至行星减速机构12，实现降速增扭。

主驱动电机1动力输入依次通过同侧的主轴齿轮副7将动力传递到二轴5；通过2挡变速换挡作用下，选择高低档二级齿轮副输出动力，输出轴18与行星减速连接，经行星减速后，动力传递至差速器13，在差速器13作用下实现动力分配到两个半轴14，最后分别通过轮边减速器16传递到车轮。

副驱动电机2动力输入依次通过副轴齿轮副8传递到副二轴6，通过2挡变速换挡作用下，根据高低档传递路线，在不同齿轮汇合，与主驱动电机1动力汇合。

前后电机壳通过控制策略同时工作或主驱动电机1单独工作。可通过电机控制单元，实现主、副驱动电机的动力实时分配：实现同时工作；或主驱动电机1工作，副驱动电机2不工作；或者主驱动电机1工作时，副驱动电机2启动介入动力输入。

本实施例中，所述齿轮减速模块21、差速器模块均具备支持其旋转运动所需的轴承、轴承密封件以及润滑油等。

为满足行车和驻车制动，车桥桥壳还具有相应制动器、气室、制动器安装板以及所需的ABS传感器组件相关安装结构与接口；为满足承载及与车架连接，车桥桥壳还具有相关板簧、推力杆、稳定杆、轮毂15等安装结构与接口；为满足主、副驱动电机以及相关传感器高低压线束、冷却水管布置，车桥桥壳还具有相关安装固定点或支架安装点。

所述换挡机构17配置两档换挡机构。所述双电机两档圆柱齿轮减速机构可实现换挡操纵。

所述双电机两档圆柱齿轮减速机构可以根据高低档的选择，将主、副驱动单机在不同的齿轮副实现扭矩耦合，输出动力至行星减速机构12，实现降速增扭。

本发明的具体实施方式：

本发明提供一种带轮边减速器双电机电驱动桥，分布在车桥前后两侧的主驱动电机1和副驱动电机2，在电机控制器作用下，可以输出不同驱动力(扭矩、转速)。

主驱动电机1动力输入依次通过主轴3、主轴齿轮副7，在换挡机构17作用下,实现动力传输路线的选择，高档输入路线：高档二级齿轮副9，输入动力至行星减速机构12；或者低档输入路线：低档二轴齿轮副11，输入动力至行星减速机构12；行星减速机构12输出直连差速器13的差速器壳，在差速器13作用下实现动力分配到两个半轴14，最后分别通过轮边减速器16传递到车轮。

副驱动电机2动力输入依次通过副轴4、副轴齿轮副8、副二轴减速齿轮副10，与主驱动电机1动力汇合。

在换挡机构17作用下，可实现3种挡位状态，即高挡Ⅰ挡、低挡Ⅱ挡以及空挡，根据挡位不同，2动力与1动力的汇合点不同，高档Ⅰ挡：副二轴减速齿轮副10与高档二级齿轮副9汇合后输出至行星减速机构12；低挡Ⅱ挡：2动力的动力经副二轴减速齿轮副10、高档二级齿轮副9，与主轴齿轮副7处汇合，由低档二级齿轮副11输出至行星减速机构12。

主驱动电机1，其功率扭矩大于等于副驱动电机2，主要用于平路起步、缓慢加速、中低速行驶等基本工况；副驱动电机2为辅驱驱动电机，主要用于动力性增补，为车辆提供辅助动力，如爬坡、起步急加速、超车、高速、制动能量回收等。通过电机耦合和挡位的变换，可实现以下几种不同工作模式：

通过以上工作模式和控制策略，实现在不同车速、不同负载下的驱动力不同耦合，实现动力实时分配，且双电机共用两挡换挡，保证换挡可靠性的同时可进一步提高电机输出扭矩和电机工作在高效率区间，提高整车动力性、经济性。

双电机构型对于其中一组电机失效时，仍能保证其正常行驶功能，提高整车安全性。

电驱桥通过将电机与车桥深度集成为一体，大幅减轻了桥总成的重量，降低整车的能源消耗；提升整车空间。电动车桥的集成化设计不仅是结构的创新，其自成动力总成系统简化了整车底盘设计，节省底盘安装空间，降低整车动力系统及传动系统噪音。

本发明提供的带轮边减速机构的双电机齿轮减速驱动桥总成，通过匹配两套驱动电机系统共用一套AT变速箱，实现在不同车速、不同负载下的驱动力不同耦合，实现动力实时分配，如急加速、超车、高速、爬坡时双电机同时工作，提高整车动力性；普通工况单电机驱动，提高电机负载率，优化电机工作高效区，提升整车经济性；双电机构型对于其中一组电机失效时，仍能保证其正常行驶功能，提高整车安全性；双电机共用两挡换挡，保证换挡可靠性的同时可进一步提高电机输出扭矩和电机工作在高效率区间，提高动力性经济性。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本申请进行了详细描述，但本申请并不限于此。在不脱离本申请的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本申请的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本申请的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种带轮边减速机构的双电机齿轮减速驱动桥总成，其特征在于：包括双驱动电机、桥壳总成、制动模块、齿轮减速模块、差速器模块和用于控制双驱动电机工作状态的电机控制单元；

所述双驱动电机包括主驱动电机和副驱动电机，所述主驱动电机和副驱动电机分别设置在桥壳总成的前后两侧；所述齿轮减速模块和差速器模块设置在桥壳总成内；

所述齿轮减速模块包括减速器壳体以及设置在减速器壳体内的的双电机两档圆柱齿轮减速机构、行星减速机构以及轮边减速机构和换挡机构；

所述齿轮减速模块中的双电机圆柱齿轮减速机构具有减速器壳体，所述双驱动电机模块固定在减速器壳体上，所述差速器模块固定在减速器壳体上；

所述桥壳总成包括桥壳中段、轴头和制动法兰；所述双电机两档圆柱齿轮减速机构、行星减速机构组成中央减速结构，通过减速器壳固定在桥壳中段上；所述轮边减速机构通过连接后轮毂固定在轴头上；

所述差速器模块包括差速器和设置在差速器上的车速传感器；所述双驱动电机通过连接双电机圆柱齿轮减速机构传递动力；所述齿轮减速模块将驱动电机输入的动力，通过差速器和半轴传递至车轮上。

2.根据权利要求1所述的带轮边减速机构的双电机齿轮减速驱动桥总成，其特征在于：所述双电机两档圆柱齿轮减速机构包括主轴和副轴，所述主轴与主驱动电机的输出轴相连，所述副轴与副驱动电机的输出轴相连，所述主轴与二轴相连，所述主轴与二轴之间设有主轴齿轮副，所述二轴与换挡机构之间设有高挡二级齿轮副；所述副轴与副驱动电机的输出轴相连，所述副轴与副二轴相连，所述副轴与副二轴之间设有副轴齿轮副，所述副二轴与换挡机构之间设有减速齿轮副。

3.根据权利要求1所述的带轮边减速机构的双电机齿轮减速驱动桥总成，其特征在于：所述双驱动电机分别连接在齿轮减速模块的减速器壳体上。

4.根据权利要求1所述的带轮边减速机构的双电机齿轮减速驱动桥总成，其特征在于：所述双电机两档圆柱齿轮减速机构包括前后两组减速机构，两组减速机构分别安装在前后差速器壳内。

5.根据权利要求1所述的带轮边减速机构的双电机齿轮减速驱动桥总成，其特征在于：所述差速器模块安装在减速器壳体上，所述差速器模块通过半轴传递动力至两侧轮胎，所述差速器模块用于传递车速信号。

6.根据权利要求1所述的带轮边减速机构的双电机齿轮减速驱动桥总成，其特征在于：所述双电机两档圆柱齿轮减速机构可实现换挡操纵。

7.根据权利要求1所述的带轮边减速机构的双电机齿轮减速驱动桥总成，其特征在于：所述双电机两档圆柱齿轮减速机构可以根据高低档的选择，将主、副驱动单机在不同的齿轮副实现扭矩耦合，输出动力至行星减速机构，实现降速增扭。

8.根据权利要求1所述的带轮边减速机构的双电机齿轮减速驱动桥总成，其特征在于：所述差速器上设有车速齿圈。

9.根据权利要求1所述的带轮边减速机构的双电机齿轮减速驱动桥总成，其特征在于：所述换挡机构配置两档换挡机构。

10.根据权利要求1所述的带轮边减速机构的双电机齿轮减速驱动桥总成，其特征在于：所述双电机两档圆柱齿轮减速机构中主、副驱动电机动力耦合处的齿轮副共用同一个齿轮。

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