CN113858930A - 一种同轴双电机驱动总成及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种同轴双电机驱动总成及车辆，属于车辆技术领域。本发明的同轴双电机驱动总成及车辆，同轴双电机驱动总成包括箱体及设于箱体内的双电机逆变器和两个电机驱动结构；电机驱动结构包括驱动电机和减速机构，驱动电机的输出端与减速机构的输入端插接，且驱动电机的输出端与减速机构的输入端的插接处外侧套设有支撑轴承；或电机驱动结构为磁性齿轮。通过将双电机逆变器及两个电机驱动结构集成于一个箱体内，缩小了同轴双电机驱动总成的高度；可采用驱动电机的输出端与减速机构的输入端插接的连接方式，且只需利用一个支撑轴承支撑其二者的插接处，或采用磁性齿轮，缩小同轴双电机驱动总成的轴向尺寸。

Description

一种同轴双电机驱动总成及车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种同轴双电机驱动总成及车辆。
背景技术
为了提高电动汽车的动力性，越来越多的电动汽车采用双电机提供驱动力。
现有技术中的电动汽车，多采用双电机与两档平行轴减速器集成设计，而逆变器单独布置。这种布置方式使得驱动总成的高度及轴向尺寸较大，不利于整车布置，还提高了整车重量及成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种同轴双电机驱动总成及车辆，以缩小同轴双电机驱动总成的高度及轴向尺寸，有利于降低整车重量及成本。
为实现上述目的，提供以下技术方案：
一方面，提供了一种同轴双电机驱动总成，用于驱动两个车轮转动，包括箱体及设于所述箱体内的双电机逆变器和两个电机驱动结构，所述双电机逆变器包括两个控制单元，两个所述控制单元与两个所述电机驱动结构一一对应地电连接；两个所述电机驱动结构的输出端与对应的所述车轮之间的间距相等；
所述电机驱动结构包括驱动电机和减速机构，所述驱动电机通过所述减速机构输出动力；所述驱动电机的输出端与所述减速机构的输入端插接，且所述驱动电机的输出端与所述减速机构的输入端的插接处外侧套设有支撑轴承，所述支撑轴承的外圈支撑于所述箱体；或，
所述电机驱动结构为磁性齿轮，所述磁性齿轮直接输出动力。
作为同轴双电机驱动总成的可选方案，所述减速机构包括行星齿轮组，所述行星齿轮组包括：
太阳轮，所述驱动电机的输出端插设于所述太阳轮的中心孔内，以带动所述太阳轮转动，所述太阳轮设有输入轴，所述支撑轴承的内圈固定于所述输入轴；
行星轮系，所述行星轮系包括齿圈、行星架和多个行星轮，所述齿圈固设于所述箱体，多个所述行星轮分别与所述太阳轮及所述齿圈啮合，多个所述行星轮均可转动地设于所述行星架，所述行星架可转动地设于所述箱体，所述行星架设有输出轴，所述输出轴用于输出动力。
作为同轴双电机驱动总成的可选方案，所述减速机构包括第一速比减速组件、第二速比减速组件和离合器，所述驱动电机通过所述离合器与所述第一速比减速组件或所述第二速比减速组件传动连接。
作为同轴双电机驱动总成的可选方案，所述第一速比减速组件包括第一行星齿轮组；和/或，
所述第二速比减速组件包括第二行星齿轮组。
作为同轴双电机驱动总成的可选方案，所述箱体设有两个并联设置的冷却管路，两个所述冷却管路分别用于对两个所述控制单元及两个所述电机驱动结构进行降温。
作为同轴双电机驱动总成的可选方案，所述双电机逆变器包括集成功率模组，所述集成功率模组包括驱动板及设于所述驱动板的两组功率模块，所述功率模块包括：
功率器件；
封装壳，所述功率器件设于所述封装壳内，所述封装壳设有与其中一个所述冷却管路相连通的冷却支管路，所述冷却支管路用于对所述功率器件进行降温。
作为同轴双电机驱动总成的可选方案，所述集成功率模组还包括设于所述驱动板的两组母线电容，所述母线电容能与所述箱体抵接或通过导热件与所述箱体抵接。
作为同轴双电机驱动总成的可选方案，所述双电机逆变器还包括逆变器控制板和控制屏蔽板，所述逆变器控制板、所述控制屏蔽板和所述集成功率模组层叠设置。
作为同轴双电机驱动总成的可选方案，所述箱体包括：
电机容纳部，两个所述电机驱动结构均设于所述电机容纳部内，所述电机容纳部的两端均设有端盖；
逆变器容纳部，所述双电机逆变器设于所述逆变器容纳部内，所述逆变器容纳部设有顶盖。
另一方面，提供了一种车辆，包括如上任一项所述的同轴双电机驱动总成。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明的同轴双电机驱动总成及车辆，通过将双电机逆变器及两个电机驱动结构集成于一个箱体内，缩小了同轴双电机驱动总成的高度；同时，可采用驱动电机的输出端与减速机构的输入端插接的连接方式，且只需利用一个支撑轴承对其二者的插接处进行支撑，相比于现有技术中需要设置两个轴承分别对驱动电机的输出端及减速机构的输入端进行支撑的设计形式，缩小了同轴双电机驱动总成的轴向尺寸；还可采用磁性齿轮作为电机驱动结构直接输出动力，利用磁性齿轮自身具有变速、增扭和减扭的特性，省去了减速结构，进而可极大地缩小同轴双电机驱动总成的轴向尺寸，达到降低整车重量及成本的目的。另外，同轴双电机驱动总成在整车居中设置，两个电机驱动结构的输出端与对应的车轮之间的间距相等，可取消中间轴，以进一步降低整车重量及成本。
附图说明
图1为本发明实施例中第一种同轴双电机驱动总成的结构示意图；
图2为本发明实施例中两个电机驱动结构的剖视图；
图3为图2的A部放大图；
图4为本发明实施例中第二种同轴双电机驱动总成的结构示意图；
图5为本发明实施例中同轴双电机驱动总成的爆炸示意图；
图6为本发明实施例中功率模块的结构示意图；
图7为本发明实施例中第三种同轴双电机驱动总成的结构示意图。
附图标记：
1、箱体；11、电机容纳部；111、端盖；12、逆变器容纳部；121、顶盖；13、冷却管路；
2、双电机逆变器；21、逆变器控制板；22、控制屏蔽板；23、集成功率模组；231、驱动板；232、功率模块；2321、冷却支管路；233、母线电容；234、直流端母排总成；235、电流传感器；24、高压直流端接插件；
3、电机驱动结构；31、驱动电机；311、电机轴；3111、凹槽；3112、O型密封圈；312、定位止口；313、旋变定子；314、旋变转子；315、定子总成；32、减速机构；
32a、行星齿轮组；32a1、太阳轮；32a11、输入轴；32a2、齿圈；32a3、行星架；32a31、输出轴；32a4、行星轮；
32b1、第一速比减速组件；32b2、第二速比减速组件；32b3、离合器；
3c、磁性齿轮；3c1、定子三相绕组；3c2、高速永磁转子；3c3、低速钢条；
4、第一支撑轴承；
5、第二支撑轴承。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1-7所示，本实施例在于提供一种同轴双电机驱动总成，用于驱动两个车轮转动，同轴双电机驱动总成包括箱体1及设于箱体1内的双电机逆变器2和两个电机驱动结构3，双电机逆变器2包括两个控制单元，两个控制单元与两个电机驱动结构3一一对应地电连接；两个电机驱动结构3的输出端与对应的车轮之间的间距相等；本实施例中，电机驱动结构3包括驱动电机31和减速机构32，驱动电机31通过减速机构32输出动力；驱动电机31的输出端与减速机构32的输入端插接，且驱动电机31的输出端与减速机构32的输入端的插接处外侧套设有支撑轴承，支撑轴承的外圈支撑于箱体1，为了便于描述，将该支撑轴承记为第一支撑轴承4。
通过将双电机逆变器2及两个电机驱动结构3集成于一个箱体1内，缩小了同轴双电机驱动总成的高度；同时，可采用驱动电机31的输出端与减速机构32的输入端插接的连接方式，且只需利用一个支撑轴承对其二者的插接处进行支撑，相比于现有技术中需要设置两个轴承分别对驱动电机31的输出端及减速机构32的输入端进行支撑的设计形式，缩小了同轴双电机驱动总成的轴向尺寸，进而可达到降低整车重量及成本的目的。另外，同轴双电机驱动总成在整车居中设置，两个电机驱动结构3的输出端与对应的车轮之间的间距相等，可取消中间轴，以进一步降低整车重量及成本。
在本实施例中，如图1-3所示，减速机构32包括行星齿轮组32a，行星齿轮组32a包括太阳轮32a1和行星轮系，驱动电机31的输出端插设于太阳轮32a1的中心孔内，以带动太阳轮32a1转动，太阳轮32a1设有输入轴32a11，第一支撑轴承4的内圈固定于输入轴32a11；具体地，驱动电机31的电机轴311即为输出端，电机轴311插设于太阳轮32a1的中心孔内，并与太阳轮32a1采用花键连接，可利用润滑油减缓花键磨损，进而提高花键配合的可靠性和承载寿命，降低维护成本。另外，电机轴311设有凹槽3111，凹槽3111内设有O型密封圈3112，通过O型密封圈3112防止花键的润滑油泄漏。行星轮系包括齿圈32a2、行星架32a3和多个行星轮32a4，齿圈32a2固设于箱体1，每个行星轮32a4分别与太阳轮32a1及齿圈32a2啮合，多个行星轮32a4均可转动地设于行星架32a3，行星架32a3可转动地设于箱体1，行星架32a3设有输出轴32a31，输出轴32a31用于输出动力，示例性地，输出轴32a31可通过整车半轴与车轮连接。具体地，行星架32a3的输出轴32a31通过第二支撑轴承5可转动地设于箱体1，即第二支撑轴承5的外圈支撑于箱体1，第二支撑轴承5的内圈固定于行星架32a3的输出轴32a31。
可选地，电机轴311与太阳轮32a1通过定位止口312进行中心定位，此处为小间隙配合，可提高装配工艺性。
可选地，对于驱动电机31，驱动电机31的旋变定子313固定于箱体1，驱动电机31的旋变转子314固定于电机轴311，另外，为了提高驱动电机31的效率，驱动电机31的定子总成315采用八层方导体。
在其他实施例中，如图4所示，减速机构32包括第一速比减速组件32b1、第二速比减速组件32b2和离合器32b3，驱动电机31通过离合器32b3与第一速比减速组件32b1或第二速比减速组件32b2传动连接，以实现不同速比切换，进一步优化整车动力性能。示例性地，第一速比减速组件32b1包括第一行星齿轮组，第二速比减速组件32b2包括第二行星齿轮组，第一行星齿轮组与第二行星齿轮组均包括太阳轮、齿圈和行星轮组，需要说明的是，两个太阳轮也可采用插接的连接方式与驱动电机31的输出端连接，可类比上述实施例在此不再赘述。另外，第一行星齿轮组与第二行星齿轮组可共用一个行星架，但第一行星齿轮组与第二行星齿轮组的齿圈及行星轮组的齿数不同，进而可实现不同速比切换。利用离合器32b3控制驱动电机31在第一行星齿轮组与第二行星齿轮组之间自由切换为成熟的现有技术，在此不再赘述。
可选地，如图5所示，箱体1包括电机容纳部11和逆变器容纳部12，两个电机驱动结构3均设于电机容纳部11内，电机容纳部11的两端均设有端盖111；双电机逆变器2设于逆变器容纳部12内，逆变器容纳部12设有顶盖121，利用端盖111和顶盖121实现箱体1的密封。
可选地，如图1所示，箱体1设有两个并联设置的冷却管路13，两个冷却管路13分别用于对两个控制单元及两个电机驱动结构3进行降温。示例性地，利用冷却管路13通入冷却液，可达到降温的目的，具体地，冷却液通入冷却管路13后先进入箱体1的逆变器容纳部12内，对双电机逆变器2进行降温，再进入电机容纳部11，且两个冷却管路13位于电机容纳部11的部分分别绕两个电机驱动结构3螺旋设置，可改善冷却效果。
可选地，如图5-6所示，双电机逆变器2还包括逆变器控制板21、控制屏蔽板22和集成功率模组23，逆变器控制板21、控制屏蔽板22和集成功率模组23层叠设置，可缩小双电机逆变器2的高度。
可选地，集成功率模组23包括驱动板231及设于驱动板231的两组功率模块232，具体地，两个功率模块232分别固定于驱动板231的两侧，便于与定子总成315三相线连接。进一步地，功率模块232包括功率器件和封装壳，功率器件设于封装壳内，封装壳设有与其中一个冷却管路13相连通的冷却支管路2321，冷却支管路2321用于对功率器件进行降温。需要说明的是，冷却支管路2321设于封装壳，可对封装壳进行降温。可选地，集成功率模组23的其他元件可紧贴封装壳外壁设置，有利于其他元件降温。
可选地，集成功率模组23还包括设于驱动板231的两组母线电容233，母线电容233通过焊接端子焊接固定于驱动板231，母线电容233能与箱体1抵接或通过导热件与箱体1抵接，以使母线电容233能与箱体1进行热交换，达到对母线电容233降温的目的。需要说明的是，冷却管路13设于箱体1可对箱体1进行降温，箱体1采用导热性良好的材料制成，有利于同轴双电机驱动总成散热。
可选地，集成功率模组23还包括设于驱动板231的直流端母排总成234和两组电流传感器235，定子总成315三相线分别通过电流传感器235固定连接，直流端母排总成234与高压直流端接插件24插接，满足直流端输出要求。通过驱动板231集成了双电机逆变器2的关键功率件，有利于缩小双电机逆变器2的体积及重量，还能降低双电机逆变器2的成本。
可以理解的是，每个控制单元包括一个功率模块232、一个母线电容233及一组电流传感器235，进而通过两个控制单元一对一地控制两个电机驱动结构3。
在其他实施例中，如图7所示，电机驱动结构3为磁性齿轮3c，磁性齿轮3c直接输出动力。采用磁性齿轮3c作为电机驱动结构3直接输出动力，利用磁性齿轮3c自身具有变速、增扭和减扭的特性，省去了减速结构，进而可极大地缩小同轴双电机驱动总成的轴向尺寸，达到降低整车重量及成本的目的。具体地，磁性齿轮3c包括定子三相绕组3c1、高速永磁转子3c2和低速钢条3c3，定子三相绕组3c1通过双电机逆变器2输入三相高压，通过定子电流频率控制，实现高速永磁转子3c2和低速钢条3c3输出不同动力，其中低速钢条3c3可直接与车轮连接，无需设置减速机构，并能满足整车动力需求。
本实施例还提供了一种车辆，包括如上述的同轴双电机驱动总成。具体地，车辆包括两个同轴双电机驱动总成，每个同轴双电机驱动总成驱动两个车轮转动。通过应用上述同轴双电机驱动总成，缩小了同轴双电机驱动总成的高度及轴向尺寸，降低了整车重量及成本。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种同轴双电机驱动总成，用于驱动两个车轮转动，其特征在于，包括箱体(1)及设于所述箱体(1)内的双电机逆变器(2)和两个电机驱动结构(3)，所述双电机逆变器(2)包括两个控制单元，两个所述控制单元与两个所述电机驱动结构(3)一一对应地电连接；两个所述电机驱动结构(3)的输出端与对应的所述车轮之间的间距相等；
所述电机驱动结构(3)包括驱动电机(31)和减速机构(32)，所述驱动电机(31)通过所述减速机构(32)输出动力；所述驱动电机(31)的输出端与所述减速机构(32)的输入端插接，且所述驱动电机(31)的输出端与所述减速机构(32)的输入端的插接处外侧套设有支撑轴承，所述支撑轴承的外圈支撑于所述箱体(1)；或，
所述电机驱动结构(3)为磁性齿轮(3c)，所述磁性齿轮(3c)直接输出动力。
2.根据权利要求1所述的同轴双电机驱动总成，其特征在于，所述减速机构(32)包括行星齿轮组(32a)，所述行星齿轮组(32a)包括：
太阳轮(32a1)，所述驱动电机(31)的输出端插设于所述太阳轮(32a1)的中心孔内，以带动所述太阳轮(32a1)转动，所述太阳轮(32a1)设有输入轴(32a11)，所述支撑轴承的内圈固定于所述输入轴(32a11)；
行星轮系，所述行星轮系包括齿圈(32a2)、行星架(32a3)和多个行星轮(32a4)，所述齿圈(32a2)固设于所述箱体(1)，多个所述行星轮(32a4)分别与所述太阳轮(32a1)及所述齿圈(32a2)啮合，多个所述行星轮(32a4)均可转动地设于所述行星架(32a3)，所述行星架(32a3)可转动地设于所述箱体(1)，所述行星架(32a3)设有输出轴(32a31)，所述输出轴(32a31)用于输出动力。
3.根据权利要求1所述的同轴双电机驱动总成，其特征在于，所述减速机构(32)包括第一速比减速组件(32b1)、第二速比减速组件(32b2)和离合器(32b3)，所述驱动电机(31)通过所述离合器(32b3)与所述第一速比减速组件(32b1)或所述第二速比减速组件(32b2)传动连接。
4.根据权利要求3所述的同轴双电机驱动总成，其特征在于，所述第一速比减速组件(32b1)包括第一行星齿轮组；和/或，
所述第二速比减速组件(32b2)包括第二行星齿轮组。
5.根据权利要求1所述的同轴双电机驱动总成，其特征在于，所述箱体(1)设有两个并联设置的冷却管路(13)，两个所述冷却管路(13)分别用于对两个所述控制单元及两个所述电机驱动结构(3)进行降温。
6.根据权利要求5所述的同轴双电机驱动总成，其特征在于，所述双电机逆变器(2)包括集成功率模组(23)，所述集成功率模组(23)包括驱动板(231)及设于所述驱动板(231)的两组功率模块(232)，所述功率模块(232)包括：
功率器件；
封装壳，所述功率器件设于所述封装壳内，所述封装壳设有与其中一个所述冷却管路(13)相连通的冷却支管路(2321)，所述冷却支管路(2321)用于对所述功率器件进行降温。
7.根据权利要求6所述的同轴双电机驱动总成，其特征在于，所述集成功率模组(23)还包括设于所述驱动板(231)的两组母线电容(233)，所述母线电容(233)能与所述箱体(1)抵接或通过导热件与所述箱体(1)抵接。
8.根据权利要求6所述的同轴双电机驱动总成，其特征在于，所述双电机逆变器(2)还包括逆变器控制板(21)和控制屏蔽板(22)，所述逆变器控制板(21)、所述控制屏蔽板(22)和所述集成功率模组(23)层叠设置。
9.根据权利要求1所述的同轴双电机驱动总成，其特征在于，所述箱体(1)包括：
电机容纳部(11)，两个所述电机驱动结构(3)均设于所述电机容纳部(11)内，所述电机容纳部(11)的两端均设有端盖(111)；
逆变器容纳部(12)，所述双电机逆变器(2)设于所述逆变器容纳部(12)内，所述逆变器容纳部(12)设有顶盖(121)。
10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的同轴双电机驱动总成。
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