CN113531099A - 用于电动车辆的传动系统 - Google Patents

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CN113531099A CN202110346526.5A CN202110346526A CN113531099A CN 113531099 A CN113531099 A CN 113531099A CN 202110346526 A CN202110346526 A CN 202110346526A CN 113531099 A CN113531099 A CN 113531099A
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Abstract

本公开涉及一种用于电动车辆的传动系统。传动系统包括：电马达，被构造为提供驱动功率，并且包括转子和由转子驱动的驱动轴；减速器，被构造用于减速和增加从驱动轴接收的扭矩，该减速器包括具有中空轴向通道的中间传动轴；和泵送部件，被构造成用于输送润滑剂。泵送部件机械地集成在中间传动轴上并由中间传动轴驱动，并且包括多个通道，用于将润滑剂供应到中间传动轴的中空轴向通道中以及供应到布置在中间传动轴上的部件。

Description

用于电动车辆的传动系统
技术领域
本公开的实施例总体上涉及用于电动车辆的传动系统，尤其是用于传动系统的集成润滑回路。
背景技术
设计和制造节能、低排放车辆的趋势显著增加，这种趋势是由对环境的关注以及燃料成本的增加所驱动的。处于这一趋势前沿的是电动车辆的发展，如BEV、HEV、PHEV、增程EV、燃料电池等，其将相对高效的内燃发动机与电驱动马达相结合。电动车辆可能包括旋转部件，特别是传动系统，需要对其进行润滑以延长旋转部件的使用寿命。通常，为了获得足够的润滑剂供应，包括传动系统的差速器包括容纳润滑剂的储存器，润滑剂经由包括差速器并与润滑剂接触的至少一个旋转部件被传递到整个传动系统的旋转部件用于润滑，然而，应该在差速器的储存器中总是保持高水平的润滑剂，因此，差速器轮的搅油损失和整个传动系统的功率损失将会很高。替代地，喷嘴通常用于特定旋转部件的主动润滑，否则会产生额外的成本和过程。
因此，如果对用于电动车辆的传动系统的润滑设计的任何改进能够至少以简单的构造、低能耗或损失以及低成本来提供，将是所希望的。
发明内容
本公开的实施例的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可以从描述中变得显而易见，或者可以通过本发明的实施而获知。
根据本文公开的一个方面，提供了一种用于电动车辆的传动系统。传动系统包括：电马达，被构造为提供驱动功率，并且包括转子和由转子驱动的驱动轴；减速器，被构造用于减速和增加从驱动轴接收的扭矩，该减速器包括具有中空轴向通道的中间传动轴；和泵送部件，被构造成用于输送润滑剂。泵送部件机械地集成在中间传动轴上并由中间传动轴驱动，并且包括多个通道，用于将润滑剂供应到中间传动轴的中空轴向通道中以及供应到布置在中间传动轴上的部件。
在一个实施例中，所述多个通道包括:至少一个横向通道，用于将润滑剂供应到中间传动轴的中空轴向通道中；和至少一个纵向通道，用于向布置在中间传动轴上的部件供应润滑剂。
在一个实施例中，泵送部件还包括与中间传动轴同轴集成的泵送轴，该泵送轴构造成用于致动泵送部件以供应润滑剂。
在一个实施例中，所述多个通道还包括泵送轴内部的轴向通道，该轴向通道与中间传动轴的中空轴向通道流体连通。
在一个实施例中，轴向通道还与所述至少一个横向通道流体连通。
在一个实施例中，泵送轴由以固定方式与中间传动轴和泵送轴连接的联接部件致动。
在一个实施例中，联接部件是套筒。
在一个实施例中，联接部件是单向离合器，其被构造为总是在一个方向上旋转。
在一个实施例中，联接部件包括连接部分，该连接部分防止润滑剂从中间传动轴的中空轴向通道返回或泄漏出。
在一个实施例中，所述至少一个纵向通道与设置在泵送轴和中间传动轴之间的圆形间隙流体连通，使得润滑剂可以通过圆形间隙供应到设置在中间传动轴上的部件。
在一个实施例中，圆形间隙设置成与支撑中间传动轴的轴承侧向邻接，使得润滑剂可以通过圆形间隙供应到轴承。
在一个实施例中，中间传动轴还包括与中空轴向通道流体连通的至少一个径向通道，以用于将润滑剂传送到布置在中间传动轴上的部件。
在一个实施例中，泵送部件还包括腔，该腔被构造成用于存储将由所述多个通道供应的润滑剂。
在一个实施例中，所述至少一个横向通道从腔径向延伸，用于传送储存在腔中的润滑剂，并且所述至少一个纵向通道从腔轴向延伸，用于传送储存在腔中的润滑剂。
在一个实施例中，泵送部件是摆线泵。
在一个实施例中，泵送部件被构造成当泵送部件被驱动旋转时沿单一方向供应润滑剂。
在一个实施例中，传动系统还包括：差动装置，其被构造为将减速驱动功率分配给从动机械负载；以及可分离的离合器，其设置在中间传动轴上，并且构造成用于在减速器和差动装置之间提供驱动功率的中断传输；泵送部件将传送润滑剂，为减速器提供主动润滑，使差速器陷入其中的润滑剂水平最小化。
在一个实施例中，传动系统还包括与可分离离合器同轴设置的致动器，该致动器被构造为机械地向可分离离合器提供接合和非接合力。
在一个实施例中，致动器是螺线管。
在一个实施例中，致动器被来自与中间传动轴的中空轴向通道流体连通的至少一个径向通道的润滑剂冷却。
参考以下详细描述，本公开的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。结合在本说明书中并构成本说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
附图说明
参考附图，在本说明书中更具体地阐述了面向本领域的普通技术人员的本发明的完整而可行的公开，包括其最佳模式，在附图中：
图1是根据本公开的示例性方面的传动系统的示意图；
图2是根据图1的传动系统的中间传动轴的剖视图；
图3是根据图1的传动系统的中间传动轴的另一剖视图，示出了用于将润滑剂供应到中间传动轴的中空轴向通道中的横向通道；和
图4是根据图1的传动系统的中间传动轴的另一剖视图，示出了中间变速器的径向通道。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的当前实施例，在附图中示出了其一个或多个示例。详细说明书使用数字和字母来指代附图中的特征。附图和说明书中相同或相似的名称用于指代本发明中相同或相似的部分。如这里所使用的，术语“一个”、“一”和“该”旨在表示存在一个或多个元件，除非上下文明确地另有规定。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包含性的，并且意味着除了列出的元件之外，还可以有附加的元件。术语“第一”和“第二”可以互换使用，以将一个部件与另一个部件区分开来，并不意味着各个部件的位置或重要性。
现在参考附图，其中在所有附图中相同的数字表示相同的元件，图1至图4示出了根据本公开实施例的传动系统100。更具体地，传动系统100通常集成有逆变器(未示出)、电马达1、减速器2和差动装置3。具体地，电马达1被容纳在一个壳体中，减速器2和差动装置3被容纳在另一壳体中。两个外壳可以是一体的，或者由壳体子部件组装在一起形成。两个壳体可以例如通过螺钉刚性地固定在一起。这里，在两个壳体之间设置有密封壁。
电马达1可以是同步马达或异步马达。当它是同步马达时，它可以包括绕线转子或永磁转子。对于48V至350V的标称电源电压，或者对于用于更高功率的高达800V的电源电压，由电马达提供的额定功率可以在10KW至300KW之间，例如约15KW。在适用于高压电源的电马达的情况下，该电马达提供的额定功率可以是300千瓦。在图示的实施例中，电马达1是具有永磁体的同步马达，提供10Kw至300KW的额定功率。电马达1可以包括定子，该定子具有三相绕组，或两个三相绕组或五相绕组的组合。此外，电马达1可以包括驱动轴11，驱动轴11由包括在电马达1中的转子(未示出)和定子(未示出)的电磁效应产生的电功率驱动。
逆变器通过电线附接到电马达1。逆变器将由提供具有额定电压的电能的电能存储单元(未示出)供应的直流电(“DC”)转换成用于电马达1的交流电(“交流”)。逆变器可以是但不限于场效应晶体管(“FET”)、金属氧化物半导体场效应晶体管(“MOSFET”)或绝缘栅双极晶体管(“IGBT”)。在标称电源电压为48V的情况下，逆变器可以是场效应晶体管。在电源电压对应高电压的情况下，逆变器可以是IGBT。
减速器2联接到电马达1。减速器2可以将电马达的高速、低扭矩转换成低速、高扭矩。减速器2可以包括多个减速齿轮组，这些减速齿轮组具有不同的传动比并且与电马达1和差动装置3连接，其中一个齿轮例如由电马达1驱动，用于经由减速来增加扭矩。减速器2还可以包括中间传动轴21，该中间传动轴21连接由驱动轴11驱动的驱动齿轮和联接到差动装置3的另一个较大直径的齿轮，用于将减速的驱动功率分配给从动轮4。
在图示的实施例中，减速器2包括两个减速齿轮组，包括：第一组减速齿轮，包括连接到电马达1的第一驱动齿轮22和连接到中间轴21的第一从动齿轮23，第一驱动齿轮22和从动齿轮23彼此啮合；以及第二组减速齿轮，包括连接到中间轴21的第二主动齿轮24和连接到差动装置3的第二从动齿轮25，第二主动齿轮24和从动齿轮25彼此啮合。
在图示的实施例中，提供了可分离的离合器6，用于在电马达1和差动装置3之间提供驱动功率的中断传输。可分离离合器6设置在中间传动轴21上，进一步与第二驱动齿轮24牢固连接。在一个实施例中，可分离离合器6可以进一步与第一从动齿轮23牢固连接。当可分离离合器6接合时，电马达1的驱动功率可以经由减速器2和离合器6传递到车辆，以提供辅助驱动功率。
还提供轴承7用于支撑可分离离合器6，第二驱动齿轮24在同轴设置在中间传动轴21上的轴承7上滚动。在一个实施例中，如果离合器6与第一从动齿轮23牢固连接，则第一从动齿轮23将在轴承7上滚动。
还提供了致动器8，用于以电动的方式为可分离离合器6提供接合和非接合力。特别地，致动器8设置在中间传动轴21上并与离合器6电连接。在一个实施例中，致动器8可以是螺线管。在需要给车辆提供辅助驱动功率的情况下，致动器8将被通电并被提供接合力以使可分离离合器处于接合状态，进一步驱动中间传动轴21(可分离离合器6设置在中间传动轴21处)旋转，并最终经由减速齿轮驱动差动装置3以给车辆提供驱动功率。
仍然在图示的实施例中，泵送部件5还被提供用于在整个传动系统100中传送润滑剂，特别是用于经由泵送包含在差动装置3中的储存器(未示出)中的润滑剂来为减速器2提供主动润滑。在可分离离合器6处于非接合状态的情况下，泵送部件5将总是工作的，即，保持从差动装置3泵送润滑剂，使得电马达可以被连续冷却。
在一个实施例中，泵送部件5可以是机械泵，例如摆线泵，其可以机械地集成在中间传动轴21上并由中间传动轴21驱动。此外，当泵送部件5被驱动旋转时，例如沿顺时针方向或逆时针方向，泵送部件5将总是沿单一方向供应润滑剂，以防止润滑剂回流，润滑剂回流在润滑剂中产生不必要的气泡。
参照图2至3，设置在中间传动轴21的一个端部处的泵送部件5包括用于在泵送部件5内部储存润滑剂的腔54。此外，泵送部件5包括多个内部通道，用于从腔54接收润滑剂并将润滑剂供应到中间传动轴21的中空轴向通道211中，以及直接供应到位于中间传动轴21上的外部部件。
泵送部件5还包括与中间传动轴21同轴集成的泵送轴53。还设置有联接部件28，用于以固定方式与中间传动轴21和泵送轴53连接，使得泵送轴53能够旋转固定并且轴向固定到传动轴21。在一个实施例中，联接部件28可以是套筒。泵送轴53由传动轴经由联接部件28致动，然后泵送部件5被致动以供应润滑剂。由于泵送部件5的致动所产生的高压，腔54中的润滑剂将通过泵送部件5内部的所述多个通道流出。在一个实施例中，如果泵送部件5未被构造成沿单一方向供应润滑剂，则联接部件28可以是单向离合器，其允许沿一个方向旋转并防止力沿相反方向被驱动，使得泵送轴53由联接部件28(即单向离合器)致动，以仅沿正向旋转方向工作，并且润滑剂将仅沿单一方向流动。
对于所描述的实施例，所述多个通道包括泵送轴53内部的轴向通道531，该轴向通道与中间传动轴21的中空轴向通道211流体连通。如图3所示，所述多个通道还包括从腔54径向延伸的至少一个横向通道51，用于传送储存在其中的润滑剂。轴向通道531还与所述至少一个横向通道51流体连通，使得容纳在腔54中的润滑剂可以通过横向通道51传送到轴向通道531中，进而进入中间传动轴21的中空轴向通道211中。其允许润滑中间轴的端部处的轴承。
在一个实施例中，联接部件28包括连接部分281，该连接部分281位于泵送轴5的轴向通道531和中间传动轴21的中空轴向通道211之间的径向表面中。连接部分281被设计用于防止润滑剂从中间传动轴21的中空轴向通道211返回或泄漏。这种构造也用于致动泵送部件5。
如图2所示，所述多个通道还包括至少一个纵向通道52，用于向设置在从腔54轴向延伸的中间传动轴上的部件供应润滑剂。所述至少一个纵向通道52与设置在泵送轴53和中间传动轴21之间的圆形间隙26流体连通，使得容纳在腔54中的润滑剂可以通过纵向通道52和圆形间隙26供应到设置在中间传动轴21上的部件。
仍然在图示的实施例中，圆形间隙26设置成与支撑中间传动轴21的轴承27侧向邻接。润滑剂可以流出纵向通道52，并通过圆形间隙26流向轴承27进行润滑。
如图4所示，中间传动轴21还包括至少一个周向分布的径向通道212、213、214，径向通道212、213、214与中空轴向通道211流体连通，用于将润滑剂传递到布置在中间传动轴21上的部件。这样，润滑剂可以从中间传动轴21的内部流到驱动齿轮24、从动齿轮23、致动器8、轴承7和其他部件的底座部以进行润滑。对于所描述的实施例，作为螺线管的致动器8可以通过润滑投射被冷却，特别是通过从径向通道212、213流出的润滑剂被冷却。
该书面描述使用示例来公开本公开的实施例，包括最佳模式，并且还使本领域的任何技术人员能够实践本公开的实施例，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何结合的方法。这里描述的实施例的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例如果这样的其它实例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质差异的等同结构元素，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种用于电动车辆的传动系统，包括：
电马达，其被构造为提供驱动功率，并且包括转子和由所述转子驱动的驱动轴；
减速器，其被构造成用于减速和增加从所述驱动轴接收的扭矩，所述减速器包括具有中空轴向通道的中间传动轴；和
泵送部件，其被构造成用于传送润滑剂，所述泵送部件机械地集成在所述中间传动轴上并由所述中间传动轴驱动，并且所述泵送部件包括多个通道，用于将润滑剂供应到所述中间传动轴的所述中空轴向通道中以及供应到布置在所述中间传动轴上的部件。
2.根据权利要求1所述的传动系统，其中，所述多个通道包括：
至少一个横向通道，用于将润滑剂供应到所述中间传动轴的所述中空轴向通道中；和
至少一个纵向通道，用于向布置在所述中间传动轴上的部件供应润滑剂。
3.根据权利要求1或2所述的传动系统，其中，所述泵送部件还包括与所述中间传动轴同轴集成的泵送轴，所述泵送轴构造成用于致动所述泵送部件以供应润滑剂。
4.根据权利要求3所述的传动系统，其中，所述多个通道还包括在所述泵送轴内部的轴向通道，所述轴向通道与所述中间传动轴的所述中空轴向通道流体连通。
5.根据权利要求4所述的传动系统，其中，所述轴向通道还与所述至少一个横向通道流体连通。
6.根据权利要求3所述的传动系统，其中，所述泵送轴由联接部件致动，所述联接部件以固定方式与所述中间传动轴和所述泵送轴连接。
7.根据权利要求6所述的传动系统，其中，所述联接部件是配置为总是在一个方向上旋转的套筒或单向离合器。
8.根据权利要求6所述的传动系统，其中，所述联接部件包括连接部分，所述连接部分防止润滑剂从所述中间传动轴的所述中空轴向通道返回或泄漏出。
9.根据权利要求3所述的传动系统，其中，所述至少一个纵向通道与设置在所述泵送轴和所述中间传动轴之间的圆形间隙流体连通，使得润滑剂能够通过所述圆形间隙供应到设置在所述中间传动轴上的部件。
10.根据权利要求9所述的传动系统，其中，所述圆形间隙设置成与支撑所述中间传动轴的轴承侧向邻接，使得所述润滑剂能够通过所述圆形间隙供应到所述轴承。
11.根据权利要求1所述的传动系统，其中，所述中间传动轴还包括与所述中空轴向通道流体连通的至少一个径向通道，用于将润滑剂传送到布置在所述中间传动轴上的部件。
12.根据权利要求2所述的传动系统，其中，所述泵送部件还包括腔，所述腔构造成用于储存将由所述多个通道供应的润滑剂；所述至少一个横向通道从所述腔径向延伸，用于传送储存在所述腔中的润滑剂，并且所述至少一个纵向通道从所述腔轴向延伸，用于传送储存在所述腔中的润滑剂。
13.根据权利要求1所述的传动系统，其中，所述泵送部件被构造成当所述泵送部件被驱动旋转时沿单一方向供应润滑剂。
14.根据权利要求1所述的传动系统，所述传动系统还包括：
差动装置，其被构造为将减速驱动功率分配给从动轮；和
可分离离合器，其设置在所述中间传动轴上，并且构造成用于在所述电马达和所述差动装置之间提供驱动功率的中断传输；
其中，所述泵送部件被构造成传送润滑剂，以向所述减速器提供主动润滑，从而最小化所述差速器陷入的润滑剂的水平。
15.根据权利要求14所述的传动系统，所述传动系统还包括：
与所述可分离离合器同轴设置的致动器，所述致动器被构造为向所述可分离离合器提供接合和非接合力，所述致动器被来自至少一个径向通道的润滑剂冷却，所述至少一个径向通道与所述中间传动轴的中空轴向通道流体连通。
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