CN112833158A - 一种电驱动系统及电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电驱动系统及电动汽车，涉及汽车结构技术领域，所述电驱动系统包括：中间轴和差速器总成，其特征在于，还包括同步器；其中，所述差速器总成的第一输出半轴和第二输出半轴与所述中间轴同轴；所述同步器包括：与所述中间轴啮合的大齿轮，与所述差速器总成啮合的小齿轮，以及，接在所述大齿轮和所述小齿轮之间的接合部总成；所述接合部总成还与一执行器连接，所述执行器控制所述接合部总成移动，使所述大齿轮与所述小齿轮处于接合状态或断开状态。本发明的方案减小了动力总成的布置空间且降低了永磁同步电机在持续反拖运转过程中能量的损失。

Description

一种电驱动系统及电动汽车
技术领域
本发明涉及汽车结构技术领域，尤其是涉及一种电驱动系统及电动汽车。
背景技术
目前，中、高端电动汽车为提升整车动力性和越野能力，不断推出四驱车型，为得到更高的效率指标，前、后桥动力总成大多采用永磁同步电机，然而在高速及遇到平缓路况时，为提升整车经济性，整车需要断开前桥或后桥辅助驱动的动力总成电量输入，但由于永磁同步电机本身的特性，在持续反拖运转过程中会造成不少的能量损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电驱动系统及电动汽车，从而解决现有技术中永磁同步电机在持续反拖运转过程中造成能量损失的问题。
为了达到上述目的，本发明提供一种电驱动系统，包括：包括中间轴和差速器总成，还包括同步器；
其中，所述差速器总成的第一输出半轴和第二输出半轴与所述中间轴同轴；
所述同步器包括：与所述中间轴啮合的大齿轮，与所述差速器总成啮合的小齿轮，以及，连接在所述大齿轮和所述小齿轮之间的接合部总成；
所述接合部总成还与一执行器连接，所述执行器控制所述接合部总成移动，使所述大齿轮与所述小齿轮处于接合状态或断开状态。
可选的，所述接合部总成包括：固定部和移动部；所述固定部与所述移动部接合或分离时，所述大齿轮与所述小齿轮接合或断开。
可选的，所述固定部包括花键毂和接合齿圈；
其中，所述花键毂上设置有第一内花键和第一外花键；
所述接合齿圈的外表面为一锥面，内表面设置有第二内花键；
所述花键毂通过所述第一内花键与所述大齿轮花键连接，通过所述第一外花键与所述移动部花键连接；
所述接合齿圈通过所述第二内花键与所述小齿轮花键连接，通过所述接合齿圈的外表面与所述移动部接合或断开。
可选的，所述移动部包括：锁环、滑块和接合套；
其中，所述锁环的内表面为一锥面且外表面设置有一槽体；
所述滑块内置于所述接合套且一端设置在所述槽体中；
所述接合套上设置有第三内花键；
所述锁环的内表面与所述接合齿圈的外表面面连接，所述接合套通过所述第三内花键和所述第一外花键与所述花键毂花键连接，并可沿所述花键毂的轴向移动。
可选的，所述滑块靠近中部的位置上设置有凸起结构，所述凸起结构的一端设置在所述接合套的内壁的凹槽中，在所述接合套移动时，所述滑块在所述槽体中移动。
可选的，所述固定部还包括：弹簧；
其中，所述花键毂上开设有一环形槽，所述弹簧设置于所述环形槽中；
所述凸起结构的另一端与所述弹簧接触连接，在所述接合套和所述滑块移动时，所述滑块压缩所述弹簧，与所述接合套中的凹槽分离。
可选的，所述接合套的外表面设置有两个凸起，所述执行器的执行结构设置于所述两个凸起之间，通过所述执行结构推动两个所述凸起，所述接合套沿所述花键毂的轴向移动，使所述移动部和固定部接合或分离。
可选的，所述大齿轮还通过轴承总成与所述小齿轮配合连接；
其中，所述轴承总成套设于所述大齿轮的轴部，并与所述小齿轮过盈配合。
可选的，所述轴承总成包括：依次套设于所述轴部上的止推轴承和滚针轴承；
其中，所述止推轴承与所述大齿轮的齿轮部贴合，所述滚针轴承与所述止推轴承贴合，所述滚针轴承与所述小齿轮过盈配合。
本发明实施例还提供一种电动汽车，包括如上所述的电驱动系统。
本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：
本发明实施例的电驱动系统，通过将中间轴与差速器总成同轴设置有效减小了整个动力总成布置空间；通过将同步器的大齿轮与中间轴啮合，有效提高了齿轮旋转精度，将同步器的小齿轮与差速器总成啮合，并在大齿轮与小齿轮之间设置接合部总成，通过控制接合部总成的接合或断开，使大齿轮和小齿轮接合或断开，实现了可断开同轴电驱动，减少了永磁同步电机反拖运转过程中造成能量损失。
附图说明
图1为本发明实施例的电驱动系统的示意图；
图2为本发明实施例的同步器的断开状态的示意图；
图3为本发明实施例的同步器的接合状态的示意图。
附图标记说明：
1-同步器，2-电机系统，3-中间轴，4-第一轴承，5-第一输出半轴，6-第二输出半轴，7-差速器总成，8-差速器齿圈，9-接合套，10-滑块，11-锁环，12-接合齿圈，13-花键毂，14-弹簧，15-小齿轮，16-滚针轴承，17-止推轴承，18-大齿轮，19-第二轴承，U-执行器。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有技术中的永磁同步电机在持续反拖运转过程中造成能量损失，提供了一种电驱动系统及电动汽车，减少了永磁同步电机反拖运转过程中造成能量损失。
请参阅图1，为本发明实施例的电驱动系统的示意图，所述电驱动系统包括：中间轴3和差速器总成7，还包括同步器1；
其中，所述差速器总成7的第一输出半轴5和第二输出半轴6与所述中间轴3同轴；
所述同步器1包括：与所述中间轴3啮合的大齿轮18，与所述差速器总成7啮合的小齿轮15，以及，连接在所述大齿轮18和所述小齿轮15之间的接合部总成；
所述接合部总成还与一执行器U连接，所述执行器U控制所述接合部总成移动，使所述大齿轮18与所述小齿轮15处于接合状态或断开状态。
需要说明的是，在靠近所述中间轴3两端的外表面上还分别设置有第一轴承4，且所述中间轴3还与一电机系统2连接；在所述大齿轮18的轴部的两端上还分别设置有第二轴承19。
另外，由图1可以看出，所述中间轴3为一空心转轴，所述第一输出半轴5插伸入所述中间轴3，且在所述第一输出半轴5和所述第二输出半轴6之间还设置有差速器齿圈8，所述大齿轮18与所述中间轴3啮合为一个整体，所述小齿轮15与所述差速器齿圈8啮合。
本发明实施例的电驱动系统，在不需要全轮驱动的情况下，通过所述控制器U推动所述接合部总成，使所述大齿轮15和所述小齿轮18分离，减少空转的零件，从而使永磁同步电机反拖运转过程中消耗的能量减少，提高电动汽车的能量利用率；另外，将所述中间轴3与所述差速器总成7同轴设置，节省了布置空间，且确保所述大齿轮15和所述小齿轮18可在整车所需求的任何速度段实现断开和接合的功能。
可选的，请参阅图2和图3，为本发明实施例的同步器的断开状态和接合状态的示意图；其中，所述接合部总成包括：固定部和移动部；所述固定部与所述移动部接合或分离时，所述大齿轮18与所述小齿轮15接合或断开。
具体的，所述固定部包括花键毂13和接合齿圈12；
其中，所述花键毂13上设置有第一内花键和第一外花键；
所述接合齿圈12的外表面为一锥面，内表面设置有第二内花键；
所述花键毂13通过所述第一内花键与所述大齿轮18花键连接，通过所述第一外花键与所述移动部花键连接；
所述接合齿圈12通过所述第二内花键与所述小齿轮15花键连接，通过所述接合齿圈12的外表面与所述移动部接合或断开。
本发明实施例中，通过将所述花键毂13与所述大齿轮18花键连接为一个整体，从而使两者可同步旋转或静止，同样的，通过将所述花键毂13与所述小齿轮15花键连接为一个整体，从而使两者可同步旋转或静止。通过将所述移动部与所述花键毂13花键连接，将所述接合齿圈12与所述移动部面接合或断开，从而使所述大齿轮18和所述小齿轮15接合或断开，实现根据电动汽车当前所处的状态，控制所述大齿轮18和所述小齿轮15接合或断开。
可选的，如图2和图3所示，所述移动部包括：锁环11、滑块10和接合套9；
其中，所述锁环11的内表面为一锥面且外表面设置有一槽体；
所述滑块10内置于所述接合套9且一端设置在所述槽体中；具体的，所述滑块10与所述锁环11在所述锁环11设计的所述槽体上配合，可同步在圆周方向静止和旋转，且所述滑块10也可在所述锁环11上的所述槽体内沿轴向方向移动。
所述接合套9上设置有第三内花键；具体的，所述第三内花键设置在所述接合套9与所述花键毂13连接的一端。
所述锁环11的内表面与所述接合齿圈12的外表面面连接，若两者之间存在挤压力，则产生摩擦力，由于摩擦力的作用，两者可互相带动旋转，所述锁环11与所述接合齿圈12随着摩擦力的增大，其转速差会逐渐缩小至零。
所述接合套9通过所述第三内花键和所述第一外花键与所述花键毂13花键连接，并可沿所述花键毂13的轴向移动。
本实施例中，通过将所述接合套9与所述花键毂13花键连接，实现了两者的同步旋转和静止，从而在所述同步器处于如图3所示的接合状态时，所述小齿轮15通过所述接合齿圈12、所述锁环11、所述接合套9和所述花键毂13与所述大齿轮8连接为一个整体，从而同步旋转和静止。
另外，所述接合套9和所述花键毂13同步旋转或静止时，所述接合套9还可沿所述花键毂13的轴线方向移动。
可选的，如图2和图3所示，所述滑块10靠近中部的位置上设置有凸起结构，所述凸起结构的一端设置在所述接合套9的内壁的凹槽中，在所述接合套9移动时，所述滑块10在所述槽体中沿轴向移动。
其中，在所述滑块10与所述锁环11接触后，为了使所述接合套9继续沿轴线项所述接合齿圈12移动，使得所述接合套9、所述锁环11和所述接合齿圈12同时配合，本发明实施例中的所述固定部还包括一弹簧14，其中，所述花键毂13上开设有一环形槽，所述弹簧14设置于所述环形槽中；所述凸起结构的另一端与所述弹簧14接触连接，在所述接合套9和所述滑块10移动时，所述滑块10压缩所述弹簧14，与所述接合套9中的凹槽分离。实现在所述滑块10余所述锁环11接触后停止沿轴线移动，且所述接合套9继续向所述接合齿圈12移动；即，所述弹簧14和所述凸起结构起到了对所述滑块10的限位的作用。
具体的，所述同步器由图2的断开状态变为图3接合状态的过程为：在整车依据环境变化需要同步器处于接合状态时，所述接合套9会受所述执行器(U)U的作用，沿轴线项所述锁环11的方向移动，所述滑块10受所述接合套9的推动作用朝同一方向移动，所述滑块10在移动过程中与所述锁环11接触，并推动所述锁环11，所述锁环11受挤压力后与所述接合齿圈12的配合面间出现摩擦力，所述锁环11和所述大齿轮18随着摩擦力的作用开始被所述接合齿圈12带动旋转，随着所述锁环11和所述接合齿圈12的配合面间摩擦力的增大，所述接合齿圈12和所述锁环11的转速差逐渐变为零，此时，所述接合套9在所述控制器U的作用下沿轴线朝所述接合齿圈12的方向移动，最终，所述接合套9、所述接合齿圈12、所述锁环11和所述花键毂13的花键同时配合，使得所述大齿轮18与所述小齿轮15接合。使得整个电驱动系统处于接合状态。
可选的，所述接合套9的外表面设置有两个凸起，所述执行器U的执行结构设置于所述两个凸起之间，通过所述执行结构推动两个所述凸起，所述接合套9沿所述花键毂13的轴向移动，使所述移动部和固定部接合或分离。
可选的，所述大齿轮18还通过轴承总成与所述小齿轮15配合连接；
其中，所述轴承总成套设于所述大齿轮18的轴部，并与所述小齿轮15过盈配合。从而使所述大齿轮18和所述小齿轮15互相不受对方影响而自由转动。
具体的，所述轴承总成包括：依次套设于所述轴部上的止推轴承17和滚针轴承16；其中，所述止推轴承17与所述大齿轮18的齿轮部贴合，所述滚针轴承16与所述止推轴承17贴合，所述滚针轴承16与所述小齿轮15过盈配合。
本发明实施例的电驱动系统，将所述中间轴3与所述差速器总成7的第一输出半轴5和第二输出半轴6同轴设置，有效减少了整个动力总成的布置空间；将所述同步器1集成至所述中间轴3，形成了可断开的电驱动系统，从而在不需要全轮驱动的情况下，切断空转的所述中间轴3和所述电机系统2，减少空转的零件，最终降低能量的损耗，提高电动汽车的能量利用率和续驶里程。
本发明实施例还提供一种电动汽车，包括如上所述的电驱动系统。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电驱动系统，包括中间轴(3)和差速器总成(7)，其特征在于，还包括同步器(1)；
其中，所述差速器总成(7)的第一输出半轴(5)和第二输出半轴(6)与所述中间轴(3)同轴；
所述同步器(1)包括：与所述中间轴(3)啮合的大齿轮(18)，与所述差速器总成(7)啮合的小齿轮(15)，以及，连接在所述大齿轮(18)和所述小齿轮(15)之间的接合部总成；
所述接合部总成还与一执行器(U)连接，所述执行器(U)控制所述接合部总成移动，使所述大齿轮(18)与所述小齿轮(15)处于接合状态或断开状态。
2.根据权利要求1所述的电驱动系统，其特征在于，所述接合部总成包括：固定部和移动部；所述固定部与所述移动部接合或分离时，所述大齿轮(18)与所述小齿轮(15)接合或断开。
3.根据权利要求2所述的电驱动系统，其特征在于，所述固定部包括花键毂(13)和接合齿圈(12)；
其中，所述花键毂(13)上设置有第一内花键和第一外花键；
所述接合齿圈(12)的外表面为一锥面，内表面设置有第二内花键；
所述花键毂(13)通过所述第一内花键与所述大齿轮(18)花键连接，通过所述第一外花键与所述移动部花键连接；
所述接合齿圈(12)通过所述第二内花键与所述小齿轮(15)花键连接，通过所述接合齿圈(12)的外表面与所述移动部接合或断开。
4.根据权利要求3所述的电驱动系统，其特征在于，所述移动部包括：锁环(11)、滑块(10)和接合套(9)；
其中，所述锁环(11)的内表面为一锥面且外表面设置有一槽体；
所述滑块(10)内置于所述接合套(9)且一端设置在所述槽体中；
所述接合套(9)上设置有第三内花键；
所述锁环(11)的内表面与所述接合齿圈(12)的外表面面连接，所述接合套(9)通过所述第三内花键和所述第一外花键与所述花键毂(13)花键连接，并可沿所述花键毂(13)的轴向移动。
5.根据权利要求4所述的电驱动系统，其特征在于，所述滑块(10)靠近中部的位置上设置有凸起结构，所述凸起结构的一端设置在所述接合套(9)的内壁的凹槽中，在所述接合套(9)移动时，所述滑块(10)在所述槽体中移动。
6.根据权利要求5所述的电驱动系统，其特征在于，所述固定部还包括：弹簧(14)；
其中，所述花键毂(13)上开设有一环形槽，所述弹簧(14)设置于所述环形槽中；
所述凸起结构的另一端与所述弹簧(14)接触连接，在所述接合套(9)和所述滑块(10)移动时，所述滑块(10)压缩所述弹簧(14)，与所述接合套(9)中的凹槽分离。
7.根据权利要求4所述的电驱动系统，其特征在于，所述接合套(9)的外表面设置有两个凸起，所述执行器(U)的执行结构设置于所述两个凸起之间，通过所述执行结构推动两个所述凸起，所述接合套(9)沿所述花键毂(13)的轴向移动，使所述移动部和固定部接合或分离。
8.根据权利要求1所述的电驱动系统，其特征在于，所述大齿轮(18)还通过轴承总成与所述小齿轮(15)配合连接；
其中，所述轴承总成套设于所述大齿轮(18)的轴部，并与所述小齿轮(15)过盈配合。
9.根据权利要求8所述的电驱动系统，其特征在于，所述轴承总成包括：依次套设于所述轴部上的止推轴承(17)和滚针轴承(16)；
其中，所述止推轴承(17)与所述大齿轮(18)的齿轮部贴合，所述滚针轴承(16)与所述止推轴承(17)贴合，所述滚针轴承(16)与所述小齿轮(15)过盈配合。
10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的电驱动系统。
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