CN112677760A - 车桥总成及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种车桥总成及车辆，其中车桥总成包括：电机总成，所述电机总成包括壳体以及设置在所述壳体内部的电机定子和电机转子；差速器总成，安装在所述电机转子的内部，并能够随着所述电机转子的转动而同轴转动；以及半轴，所述半轴一端与所述差速器总成的输出端相连接，另一端用于连接至车轮，差速器总成的输出端、半轴和车轮同轴设置。通过上述技术方案，差速器总成由电机转子直接驱动，省去了电机转子和差速器总成之间的减速机构，方便将差速器总成集成在电机转子的内部，减小车桥总成的体积，以合理布局车辆空间，另外，差速器总成直接由电机转子驱动，优化了驱动路径，提高了驱动系统的工作效率。

Description

车桥总成及车辆

技术领域

本公开涉及车辆制造技术领域，具体地，涉及一种车桥总成及车辆。

背景技术

随着车辆技术的不断发展，对车辆的驱动系统提出了更高的要求。相关技术中，车桥总成主要由电机、减速器和差速器组成，驱动路线一般为电机通过减速器减速后经差速器，再由差速器驱动半轴，从而驱动车轮的转动。这种驱动形式的驱动链较长，导致驱动效率损耗较大，且驱动系统各组成零部件体积较大，挤占车辆的空间，影响车辆空间的进一步优化。

发明内容

本公开的第一个目的是提供一种车桥总成，以解决现有驱动系统功率损耗较大以及空间布局不合理的问题。

本公开的第二个目的是提供一种车辆，该车辆包括本公开提供的车桥总成。

为了实现上述目的，本公开提供一种车桥总成，包括：电机总成，所述电机总成包括壳体以及设置在所述壳体内部的电机定子和电机转子；差速器总成，安装在所述电机转子的内部，并能够随着所述电机转子的转动而同轴转动；以及半轴，所述半轴一端与所述差速器总成的输出端相连接，另一端用于连接至车轮，其中，所述差速器总成的输出端、半轴和所述车轮同轴设置。

可选地，所述差速器总成包括差速器外壳、差速行星锥齿轮和差速输出锥齿轮；所述差速行星锥齿轮可枢转地与所述差速器外壳连接；所述差速行星锥齿轮和所述差速输出锥齿轮啮合，且所述差速行星锥齿轮的轴线和所述差速输出锥齿轮的轴线相互垂直；所述差速器外壳随着所述电机转子的转动而同轴转动；所述差速输出锥齿轮、半轴和所述车轮同轴设置；所述电机转子的内部形成有空腔，所述差速器总成的外壳形成有第一卡接部，所述空腔的内壁上形成有第二卡接部，所述第一卡接部和第二卡接部可拆卸地相互卡接。

可选地，所述第一卡接部为多个，多个所述第一卡接部沿所述差速器外壳的外壁周向间隔设置；所述第二卡接部为多个，多个所述第二卡接部沿所述空腔的内壁周向间隔设置；多个所述第一卡接部和多个所述第二卡接部)一一对应地相互周向卡接。

可选地，所述第一卡接部形成为所述差速器外壳的外壁径向向内凹陷的结构，所述第二卡接部形成为所述空腔的内壁径向向内凸起的结构。

可选地，在沿径向延伸的方向，所述第一卡接部和所述第二卡接部的垂直于径向的宽度恒定。

可选地，所述车桥总成还包括第一减速器总成，所述第一减速器总成的输入端与所述差速器总成的输出端连接，所述第一减速器总成的输出端通过所述半轴与所述车轮连接。

可选地，所述半轴与所述车轮之间还设置有第二减速器总成。

可选地，所述车桥总成还包括桥壳总成，所述桥壳总成包括：连接部，用于与所述壳体相连接，所述连接部形成有用于容纳所述第一减速器总成的容置腔；以及半轴套管，用于容纳所述半轴。

可选地，所述桥壳总成设置有用于安装悬挂的悬挂安装座。

可选地，所述桥壳总成设置有用于安装制动总成的制动总成安装座。

可选地，所述壳体上开设有线束接口，以使所述电机总成内部的线束能够穿过所述线束接口与外部设备相连接。

可选地，所述车桥总成还包括密封挡环，所述密封挡环封堵在所述电机转子轴向的两端。

根据本公开的第二个方面，还提供一种车辆，包括上述的车桥总成。

通过上述技术方案，差速器总成由电机转子直接驱动，省去了电机转子和差速器总成之间的减速机构，方便将差速器总成集成在电机转子的内部，减小车桥总成的体积，以合理布局车辆空间，另外，差速器总成直接由电机转子驱动，优化了驱动路径，提高了驱动系统的工作效率。

本公开的其他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公开的进一步理解，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公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一种示例性实施方式提供的车桥总成的传动示意图；

图2是本公开另一种示例性实施方式提供的车桥总成的传动示意图；

图3是本公开一种示例性实施方式提供的车桥总成的结构示意图；

图4图3中电机总成部分的局部放大示意图；

图5是本公开一种示例性实施方式提供的电机转子的结构示意图；

图6是图中5电机转子的正视图；

图7是本公开一种示例性实施方式提供的差速器总成的结构示意图；

图8是图中7差速器总成的后视图；

图9是本公开一种示例性实施方式提供的桥壳总成的结构示意图。

附图标记说明

1 电机总成 11 电机转子 110 空腔

111 第二卡接部 12 电机定子 13 壳体

14 线束接口 2 差速器总成 21 差速器外壳

211 第一卡接部 22 行星锥齿轮 23 输出锥齿轮

3 第一减速器总成 4 半轴 5 驱动轴

6 密封挡环 7 桥壳总成 71 连接部

710 容置腔 72 半轴套管 73 悬挂安装座

74 制动总成安装座 8 制动总成

具体实施方式

以下结合附图对本公开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公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“左”、“右”通常是指以相应附图的图面为基准定义的，“内”、“外”是指相应部件轮廓的内和外。使用的术语“第一”、“第二”不表示任何顺序及重要性，而是用于区别一个要素与另一个要素。另外，下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。

如图1所示，本公开提供了一种车桥总成，包括电机总成1、差速器总成2以及车桥4。其中电机总成1包括壳体13以及设置在壳体13内部的电机定子12和电机转子11；差速器总成2安装在电机转子11的内部，并能够随着电机转子11的转动而同轴转动；半轴4一端与差速器总成2的输出端相连接，另一端用于连接至车轮，差速器总成2的输出端、半轴4和车轮同轴设置。电机总成1工作时，电机转子11直接驱动安装于电机转子11内部的差速器总成2同轴转动，半轴4与差速器总成2连接，这样便实现了将电机总成1的驱动力传递给车轮，以驱动车辆行走的目的。

通过上述技术方案，差速器总成2由电机转子11直接驱动，省去了电机转子11和差速器总成2之间的减速机构，方便将差速器总成2集成在电机转子11的内部，减小车桥总成的体积，以合理布局车辆空间，例如可以增加车厢内部的空间，提高乘坐舒适度，或者增加电动车辆电池安装的空间，增加行车时长，并且差速器总成2直接由电机转子11驱动，优化了驱动路径，提高了驱动系统的工作效率。

另外，由于车轮安装在车辆的左右两侧，因此在差速器总成2的左右两端分别设置有半轴4，差速器总成2位于车桥总成的中间位置，并且差速器总成2、半轴4和车轮同轴设置。这种驱动力同轴传递以及对称布置的方式，能够避免因差速器总成2的偏置带来的NVH(噪声、振动、声振粗糙度)的影响，提高行车时的稳定性。

如图1和图2所示，本公开中的差速器总成2可以包括差速器外壳21、差速行星锥齿轮22和差速输出锥齿轮23，差速行星锥齿轮22可枢转地与差速器外壳21连接，差速行星锥齿轮22和差速输出锥齿轮23啮合，且差速行星锥齿轮22和差速输出锥齿轮23的轴线相互垂直。差速器外壳21随着电机转子11的转动而同轴转动，且差速输出锥齿轮22、半轴4和车轮同轴设置。当电机转子11转动时，上述结构的差速器外壳21能够随着电机转子11的转动而同轴转动，并将动力同轴传递给半轴4。

作为一种能够实现差速器外壳21随着电机转子11的转动而同轴转动的方式，如图5至图8所示，电机转子11的内部形成有空腔110以使差速器总成2能够安装在电机转子11的内部。差速器外壳21的外壁形成有第一卡接部211，空腔110的内壁上形成有第二卡接部111，第一卡接部211和第二卡接部111相互周向卡接。

第一卡接部211可以为多个，多个第一卡接部211沿差速器外壳21的外壁周向间隔设置；第二卡接部111也可以为多个，多个第二卡接部111沿空腔110的内壁周向间隔设置；多个第一卡接部211和多个第二卡接部111一一对应地相互周向卡接。在差速器外壳21和空腔110内壁分别设置多个一一对应地相互周向卡接的第一卡接部211和第二卡接部111能够提高动力传递的效率以及稳定性，减少动力传递过程中的能量损耗。

在本公开的一种实施方式，如图5至图8所示，第一卡接部211可以形成为差速器外壳21的外壁径向向内凹陷的结构，第二卡接部111形成为空腔110的内壁径向向内凸起的结构。空腔110形成的内凸起和差速器外壳21的内凹陷的设计，使得差速器可顺畅、简便的放入电机转子11中，便于车桥总成的拆装与维护。本公开中的轴线指差速器外壳21随电机转子11转动时的旋转中心线，轴向即该轴线的延伸方向，周向是指围绕该轴线旋转的方向，而径向则是指垂直于轴线的方向，其中，在径向方向上靠近轴线为“径向向内”，在径向方向上远离轴线为“径向向外”。

应当注意的是，对于一个至少部分为柱形的部件，在某个截面上，其内壁或外壁形成有直径较大的部分和直径较小的部分；若外壁的直径较大的部分的弧度小于直径较小的部分的弧度、内壁的直径较小的部分的弧度小于直径较大的部分的弧度，则将该柱形部件的外壁形成的直径较大的部分或内壁形成的直径较小的部分定义为凸起，而不将该柱形部件的外壁形成的直径较小的部分或内壁形成的直径较大的部分定义为凹陷；反之，若外壁的直径较小的部分的弧度小于直径较大的部分的弧度、内壁的直径较大的部分的弧度小于直径较小的部分的弧度，则将该柱形部件的外壁形成的直径较小的部分或内壁形成的直径较大的部分定义为凹陷，而不将该柱形部件的外壁形成的直径较大的部分或内壁形成的直径较小的部分定义为凸起。

在本公开的另一种实施方式中，第一卡接部211也可以形成为差速器外壳21的外壁径向向外凸起的结构，第二卡接部111形成为空腔110的内壁径向向外凹陷的结构。空腔110形成的外凹陷和差速器外壳21的外凸起的设计，会使得差速器外壳21的外径超出电机转子11的空腔110的内径，为方便差速器总成2的安装，空腔110内壁径向向外凹陷的结构可以沿轴向贯通至电机转子11的一端，使差速器总成2能够从电机转子11的该端滑入内腔110中。上述两种卡接连接的方式使得当差速器总成2或者电机转子11损坏时能够快速的更换和维修。当然，差速器总成2和电机转子11也可以固定连接，例如焊接在一起，这种方式使得二者连接牢靠，驱动力稳定。

进一步地，在沿径向延伸的方向，第一卡接部211和第二卡接部111的垂直于径向的宽度恒定。这种具有等宽的凸起和凹陷加工较为方便，且能够起到良好的传递动力的效果。但是本公开并不限于此，第一卡接部211和第二卡接部111还可以具有沿径向向外宽度减小的结构，在实现径向限位作用的同时还能够减小差速器总成2的径向跳动，提高动力传动的稳定性。第一卡接部211和第二卡接部111也可以设置为沿径向向外宽度增加的结构，或者将凸起和凹陷的侧壁设置成和径向同向，以使凸起和凹陷的接触面和转动的方向垂直，提高动力传递的效率。

根据驾驶员的驾驶需求以及路况的复杂程度，需要车辆具备改变车速和爬坡的能力，而改变车速以及增强车辆的爬坡能力通常依靠车桥总成完成。应当理解的是，本公开并不限制改变车速和增加车辆爬坡能力的实现方式，任何能够实现使得车辆能够改变车速以及增强爬坡能力的结构或者方法均可应用于本公开中。

根据本公开的一种实施方式，如上述实施方式中电机转子11直接驱动差速器总成2转动，即电机转子11和差速器总成2之间不设有减速机构的情况下，可以通过改变电机总成1本身的性能实现改变车速和爬坡能力的需求。例如改变电机的转速以调节车速或者改变转矩以增强爬坡能力。通过电机的主要参数来调节转速或者转矩是本领域技术人员所具备的常规技术能力，本公开对此不再赘述。

根据本公开的另一种实施方式，如图2和图3所示，车桥总成还包括第一减速器总成3，第一减速器总成3的输入端与差速器总成2的输出端连接，例如第一减速器总成3可以通过驱动轴5与差速器总成2的输出端连接。第一减速器总成3的输出端通过半轴4与所述车轮连接。通常减速器具有改变转速以及改变转矩的作用。在差速器总成2和车轮之间设置第一减速器3，可以在不对电机总成1性能进行调节的情况下改变车速和增加爬坡能力，使车速和爬坡能力的改变更加容易。

电机总成1工作时，电机转子11直接驱动安装于电机转子11内部的差速器总成2同轴转动，传动轴5与差速器总成2连接，从而将电机总成1的驱动力传递至电机总成1两端的第一减速器总成3，第一减速器总成3通过半轴4连接至车轮，这样，电机总成1的驱动力最终传递给了车轮，以驱动车辆行走的目的。

本公开并不限制第一减速器总成3设置的位置，例如，第一减速器总成3可以设置在电机总成1的两端或者设置在轮端，均可以实现改变车速或者转矩的作用。根据本公开的一种实施方式，当在电机总成1的两端设置有第一减速器总成3的情况下，还可以同时在轮端设置第二减速器总成(图中未示出)。设置有两级减速器总成可以进一步地增强转矩以提高车辆爬坡的性能，还能根据需要调整两个减速器总成的各自尺寸。

在本公开中，如图2和图3所示，驱动轴5和半轴4同轴设置，即驱动轴5和半轴4动力的传动处于同一轴线。作为一种实现驱动轴5和半轴4同轴设置的一种方式，第一减速器总成3和第二减速器总成可以采用行星齿轮减速器。行星齿轮减速器的太阳齿轮与行星架同轴，其中太阳齿轮作为行星齿轮减速器的输入端，行星架作为行星齿轮减速器的输出端，可以实现动力的传动始终处于同一轴线，增加了动力输出的稳定性，提高了动力输出的效率，还减小了整体结构的径向尺寸。电机总成1工作时，差速器总成2通过驱动轴5传递至第一减速器总成3，再经半轴4传递至车轮端。驱动轴5和半轴4保持同轴的传递方式且相对于整车对称设置，能够减少因非同轴传递形式造成的传动力偏置，影响车桥总成的NVH。此外，驱动轴5及半轴4非同轴设置的方式会额外增加车桥总成的空间尺寸，不利于车辆空间的进一步优化。

根据本公开的一种实施方式，如图3和图9所示，车桥总成还可以包括桥壳总成7。桥壳总成7包括连接部71以及半轴套管72，其中连接部71用于与壳体13相连接，连接部71形成有用于容纳减速器总成3的容置腔710；半轴套管72用于容纳半轴4。连接部71的外形可以与外壳13两端的形状相匹配，以使桥壳总成7能够安装到外壳13上，具体的，连接部71上可以开设有螺纹孔，以通过紧固件将桥壳总成7安装到外壳13上。容置腔710可以形成为阶梯状以与第一减速器总成3的外形相匹配，第一减速器总成3的齿圈可以通过螺纹紧固件固定于容置腔710内。

在本公开中，如图9所示，桥壳总成7可以设置有用于安装悬挂的悬挂安装座73。悬挂装置例如可以是汽车的板簧或者轨道车辆的空气弹簧等。这样车桥总成就可以通过悬挂安装座73与悬挂装置连接以实现与车架的连接。

进一步地，如图9所示，桥壳总成7还可以设置有用于安装制动总成的制动总成安装座74。制动总成包括制动盘等，以为车辆提供刹车制动的功能。将制动总成集成在车桥总成上，可以进一步优化车辆的空间。

在本公开中，如图3和图4所示，壳体13上可以开设有线束接口14，以使电机总成1内部的线束能够穿过线束接口14与外部设备相连接。其中，外部设备可以是整车电池、电机控制器等。电机总成1线束繁多，通过在壳体13上开设线束接口14可以方便线束的规整，避免线束随意引出后缠绕在一起引发危险。

由于本公开的车桥总成用于传递使车轮传动的驱动力，其中的部件例如减速器中的齿轮会因相互摩擦而产生磨损，需要在其中通入润滑油以减缓磨损。而电机定子12和电机转子11为电磁元件且需要保持干净，且润滑油具有绝缘性，需要避免润滑油进入到电机总成1的内部。因此，在本公开中，如图4所示，车桥总成还可以包括密封挡环6，密封挡环6可以封堵在电机转子11轴向的两端。当然密封挡环6也可以根据外壳13和电机定子12以及电机转子11的具体结构而设置，只要能起到防止润滑油进入到电机总成1内部即可，本公开对此不作限定。

根据本公开的第二个方面，还提供了一种车辆，该车辆包括本公开上述的车桥总成。例如，该车辆可以是汽车，也可以是轨道车辆。该车辆具有上述车桥总成的所有有益效果，在此不再赘述。

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

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，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

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

Claims (13)

1.一种车桥总成，其特征在于，包括：

电机总成(1)，包括壳体(13)以及设置在所述壳体(13)内部的电机定子(12)和电机转子(11)；

差速器总成(2)，安装在所述电机转子(11)的内部，并能够随着所述电机转子(11)的转动而同轴转动；以及

半轴(4)，所述半轴(4)一端与所述差速器总成(2)的输出端相连接，另一端用于连接至车轮；

其中，所述差速器总成(2)的输出端、半轴(4)和所述车轮同轴设置。

2.根据权利要求1所述的车桥总成，其特征在于，所述差速器总成(2)包括差速器外壳(21)、差速行星锥齿轮(22)和差速输出锥齿轮(23)；所述差速行星锥齿轮(22)可枢转地与所述差速器外壳(21)连接；所述差速行星锥齿轮(22)和所述差速输出锥齿轮(23)啮合，且所述差速行星锥齿轮(22)的轴线和所述差速输出锥齿轮(23)的轴线相互垂直；所述差速器外壳(21)随着所述电机转子(11)的转动而同轴转动；所述差速输出锥齿轮(22)、半轴(4)和所述车轮同轴设置；

所述电机转子(11)的内部形成有空腔(110)，所述差速器外壳(21)的外壁形成有第一卡接部(211)，所述空腔(110)的内壁上形成有第二卡接部(111)，所述第一卡接(211)部和第二卡接部(111)相互周向卡接。

3.根据权利要求2所述的车桥总成，其特征在于，

所述第一卡接部(211)为多个，多个所述第一卡接部(211)沿所述差速器外壳(21)的外壁周向间隔设置；

所述第二卡接部(111)为多个，多个所述第二卡接部(111)沿所述空腔(110)的内壁周向间隔设置；

多个所述第一卡接部(211)和多个所述第二卡接部(111)一一对应地相互周向卡接。

4.根据权利要求2所述的车桥总成，其特征在于，所述第一卡接部(211)形成为所述差速器外壳(21)的外壁径向向内凹陷的结构，所述第二卡接部(111)形成为所述空腔(110)的内壁径向向内凸起的结构。

5.根据权利要求4所述的车桥总成，其特征在于，在沿径向延伸的方向，所述第一卡接部(211)和所述第二卡接部(111)的垂直于径向的宽度恒定。

6.根据权利要求1所述的车桥总成，其特征在于，还包括第一减速器总成(3)，所述第一减速器总成(3)的输入端与所述差速器总成(2)的输出端连接，所述第一减速器总成(3)的输出端通过所述半轴(4)与所述车轮连接。

7.根据权利要求6所述的车桥总成，其特征在于，所述半轴(4)与所述车轮(8)之间还设置有第二减速器总成。

8.根据权利要求6所述的车桥总成，其特征在于，还包括桥壳总成(7)，所述桥壳总成(7)包括：

连接部(71)，用于与所述壳体(13)相连接，所述连接部(71)形成有用于容纳所述第一减速器总成(3)的容置腔(710)；以及

半轴套管(72)，用于容纳所述半轴(4)。

9.根据权利要求8所述的车桥总成，其特征在于，所述桥壳总成(7)设置有用于安装悬挂的悬挂安装座(73)。

10.根据权利要求8所述的车桥总成，其特征在于，所述桥壳总成(7)设置有用于安装制动总成的制动总成安装座(74)。

11.根据权利要求1所述的车桥总成，其特征在于，所述壳体(13)上开设有线束接口(14)，以使所述电机总成(1)内部的线束能够穿过所述线束接口(14)与外部设备相连接。

12.根据权利要求1所述的车桥总成，其特征在于，还包括密封挡环(6)，所述密封挡环(6)封堵在所述电机转子(11)轴向的两端。

13.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求1-12中任一项所述的车桥总成。

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