CN114103614A - 两挡变速的电桥驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种两挡变速的电桥驱动系统，其包括电机(E)、同步器(10)、两个接合齿圈、行星齿轮组(30)和第一轴(S10)，电机(E)的转子与第一轴(S10)彼此传递扭矩，同步器(10)包括滑套(11)和齿毂(12)，滑套(11)能使齿毂(12)选择性地与第一接合齿圈(21)或第二接合齿圈(22)抗扭地连接，齿毂(12)用于将扭矩传递给差速器(D)，第一接合齿圈(21)与第一轴(S10)抗扭地连接，第二接合齿圈(22)与行星齿轮组(30)的行星架(33)抗扭地连接，第一轴(S10)还与行星齿轮组(30)的太阳轮(31)抗扭地连接，行星齿轮组(30)的齿圈(34)固定。根据本发明的电桥驱动系统结构紧凑、占用空间小且能实现两挡变速。

Description

两挡变速的电桥驱动系统
技术领域
本发明涉及机动车辆领域，尤其涉及车辆的变速器领域，特别是纯电动车或是混合动力车中的电桥驱动系统，更具体地涉及一种两挡变速的电桥驱动系统。
背景技术
对于电动车辆，包括纯电动车和混合动力(油电混动)车，其电力驱动方式包括中央电机驱动和轮毂电机驱动两种。中央电机驱动系统的一种常见的布置形式也被称为电桥(eAxle)驱动系统。
图1示出了一种两挡变速的电桥驱动系统，该系统包括电机E、差速器D、双离合器C、电机轴Se、第一轴S1、第二轴S2和三个齿轮组。
双离合器C的主动部分与电机轴Se抗扭地(即，不能相对转动地)连接。双离合器C的两个从动盘分别与第一齿轮组G1和第二齿轮组G2抗扭连接，以提供两种不同的传动比。第一齿轮组G1和第二齿轮组G2将动力在第一轴S1和第二轴S2之间传递。第三齿轮组G3将动力从第二轴S2传递给差速器D。
上述电桥驱动系统使用的双离合器C结构复杂，其需要两个执行器来分别操纵两个从动盘的运动，这不仅占用了较大的空间，而且成本高昂。
此外，上述电桥驱动系统需要设置三组平行的轴，分别为：由同轴线的电机轴Se和第一轴S1构成的第一组轴、由第二轴S2构成的第二组轴和由差速器D的第一输出半轴S01和第二输出半轴S02构成的第三组轴。三组平行轴所占用的径向空间大。
发明内容
本发明的目的在于克服或至少减轻上述现有技术存在的不足，提供一种两挡变速的电桥驱动系统。
本发明提供一种两挡变速的电桥驱动系统，其包括电机、同步器、第一接合齿圈、第二接合齿圈、行星齿轮组和第一轴，
所述电机的转子与所述第一轴彼此传递扭矩，
所述同步器包括滑套和齿毂，所述滑套能使所述齿毂选择性地与所述第一接合齿圈或所述第二接合齿圈不能相对转动地连接，所述齿毂用于将扭矩传递给差速器，
所述第一接合齿圈与所述第一轴不能相对转动地连接，
所述第二接合齿圈与所述行星齿轮组的行星架不能相对转动地连接，
所述第一轴还与所述行星齿轮组的太阳轮不能相对转动地连接，
所述行星齿轮组的齿圈固定。
在至少一个实施方式中，所述齿毂与所述第一轴能够相对转动地套设于所述第一轴的外周。
在至少一个实施方式中，所述电桥驱动系统还包括互相啮合的第一齿轮组第一齿轮和第一齿轮组第二齿轮，所述第一齿轮组第一齿轮与所述转子不能相对转动地连接，所述第一齿轮组第二齿轮与所述第一轴不能相对转动地连接。
在至少一个实施方式中，所述第一齿轮组第二齿轮的半径大于所述第一齿轮组第一齿轮的半径。
在至少一个实施方式中，所述电桥驱动系统还包括电机轴，所述电机轴将所述第一齿轮组第一齿轮与所述转子不能相对转动地连接在一起，所述电机轴为空心轴。
在至少一个实施方式中，所述电桥驱动系统还包括互相啮合的第二齿轮组第一齿轮和第二齿轮组第二齿轮，所述第二齿轮组第一齿轮与所述齿毂不能相对转动地连接，所述第二齿轮组第二齿轮用于将扭矩传递给所述差速器。
在至少一个实施方式中，所述第二齿轮组第二齿轮与所述差速器的壳体不能相对转动地连接。
在至少一个实施方式中，所述第二齿轮组第二齿轮的半径大于所述第二齿轮组第一齿轮的半径。
在至少一个实施方式中，所述电桥驱动系统还包括所述差速器，所述差速器的输出半轴与所述电机同轴线地设置，所述差速器的其中一个输出半轴穿过所述转子。
在至少一个实施方式中，所述差速器的输出半轴与所述第一轴平行地设置。
根据本发明的电桥驱动系统结构紧凑、占用空间小且能实现两挡变速。
附图说明
图1是一种可能的两挡变速的电桥驱动系统的示意图。
图2是根据本发明的一个实施方式的两挡变速的电桥驱动系统的示意图。
附图标记说明：
E电机；D差速器；C双离合器
Se电机轴；S1、S10第一轴；S2第二轴；S01第一输出半轴；S02第二输出半轴；
G1第一齿轮组；G2第二齿轮组；G3第三齿轮组；
G11第一齿轮组第一齿轮；G12第一齿轮组第二齿轮；G21第二齿轮组第一齿轮；G22第二齿轮组第二齿轮；
10同步器；11滑套；12齿毂；
21第一接合齿圈；22第二接合齿圈；
30行星齿轮组；31太阳轮；32行星轮；33行星架；34齿圈；
R径向；A轴向。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。
除非特别说明，参照图1，A表示电桥驱动系统的轴向，该轴向A与电桥驱动系统中的电机E的轴向一致；R表示电桥驱动系统的径向，该径向R与电桥驱动系统中的电机E的径向一致。
在本实施方式中，电桥驱动系统包括电机E、差速器D、同步器10、第一接合齿圈21、第二接合齿圈22、行星齿轮组30、彼此啮合的第一齿轮组第一齿轮G11和第一齿轮组第二齿轮G12、彼此啮合的第二齿轮组第一齿轮G21和第二齿轮组第二齿轮G22、电机轴Se和第一轴S10。
第一齿轮组能将扭矩从电机E传递给第一轴S10，第二齿轮组能将扭矩从同步器10传递给差速器D。同步器10用于改变第一齿轮组和第二齿轮组之间的传动比。
电机轴Se与第一轴S10平行地设置。
电机轴Se将电机E的转子和第一齿轮组第一齿轮G11抗扭地连接在一起，第一齿轮组第二齿轮G12与第一轴S10抗扭地连接。
同步器10、第一接合齿圈21、第二接合齿圈22和行星齿轮组30均与第一轴S10同轴线地设置。
同步器10包括滑套11、齿毂12和两个同步环。滑套11与齿毂12啮合，且滑套11能沿轴向A往复滑动，使第一接合齿圈21和第二接合齿圈22选择性地与齿毂12啮合。滑套11的运动例如通过一个能沿轴向A运动的执行器实现。
齿毂12能够相对于第一轴S10转动地套设于第一轴S10。
第一接合齿圈21与第一轴S10抗扭地连接。
第二接合齿圈22与行星齿轮组30的行星架33抗扭地连接，或者第二接合齿圈22是行星架33的一部分。
行星齿轮组30的太阳轮31与第一轴S10抗扭地连接。行星齿轮组30的齿圈34固定，例如，齿圈固定于电桥驱动系统的壳体。
齿毂12通过第二齿轮组将扭矩传递给差速器D。
其中，第二齿轮组第一齿轮G21套设于第一轴S10，且第二齿轮组第一齿轮G21与齿毂12抗扭地连接。
第二齿轮组第二齿轮G22与差速器D的壳体抗扭地连接。
差速器D的两个输出半轴(第一输出半轴S01和第二输出半轴S02)均与电机E同轴线地设置。其中，第一输出半轴S01穿过电机E的转子，差速器D的壳体位于电机E的轴向一侧，第一输出半轴S01沿轴向A穿过转子而伸至电机E的轴向另一侧。
电机轴Se和第一齿轮组第一齿轮G11均为空心结构以供第一输出半轴S01穿过。
当第一接合齿圈21与齿毂12啮合时，电桥驱动系统具有第一挡位。此时的动力传递路径为：电机E、第一齿轮组第一齿轮G11、第一齿轮组第二齿轮G12、第一轴S10、第一接合齿圈21、齿毂12、第二齿轮组第一齿轮G21、第二齿轮组第二齿轮G22至差速器D。
当第二接合齿圈22与齿毂12啮合时，电桥驱动系统具有第二挡位。此时的动力传递路径为：电机E、第一齿轮组第一齿轮G11、第一齿轮组第二齿轮G12、第一轴S10、太阳轮31、行星轮32、行星架33、第二接合齿圈22、齿毂12、第二齿轮组第一齿轮G21、第二齿轮组第二齿轮G22至差速器D。
优选地，第一齿轮组第二齿轮G12的半径大于第一齿轮组第一齿轮G11的半径，第二齿轮组第二齿轮G22的半径大于第二齿轮组第一齿轮G21的半径。
本发明至少具有以下优点中的一个优点：
(i)本发明利用同步器10实现两个挡位之间的切换，可以只靠一个执行器驱动滑套11沿轴向滑动。
(ii)电机轴Se与差速器D的输出半轴同轴设置，使得系统的输入输出轴能共线，方便车辆内部零部件的布置。
(iii)根据本发明的电桥驱动系统只有一个与电机轴Se在径向R上偏置的轴(即第一轴S10)，系统在径向R上占用的空间小。
(iv)根据本发明的电桥驱动系统使用行星齿轮组30，不仅能配合同步器10提供两个传动比，而且所提供的传动比大。
当然，本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员在本发明的教导下可以对本发明的上述实施方式做出各种变型，而不脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种两挡变速的电桥驱动系统，其包括电机(E)、同步器(10)、第一接合齿圈(21)、第二接合齿圈(22)、行星齿轮组(30)和第一轴(S10)，
所述电机(E)的转子与所述第一轴(S10)彼此传递扭矩，
所述同步器(10)包括滑套(11)和齿毂(12)，所述滑套(11)能使所述齿毂(12)选择性地与所述第一接合齿圈(21)或所述第二接合齿圈(22)不能相对转动地连接，所述齿毂(12)用于将扭矩传递给差速器(D)，
所述第一接合齿圈(21)与所述第一轴(S10)不能相对转动地连接，
所述第二接合齿圈(22)与所述行星齿轮组(30)的行星架(33)不能相对转动地连接，
所述第一轴(S10)还与所述行星齿轮组(30)的太阳轮(31)不能相对转动地连接，
所述行星齿轮组(30)的齿圈(34)固定。
2.根据权利要求1所述的两挡变速的电桥驱动系统，其特征在于，所述齿毂(12)与所述第一轴(S10)能够相对转动地套设于所述第一轴(S10)的外周。
3.根据权利要求1所述的两挡变速的电桥驱动系统，其特征在于，所述电桥驱动系统还包括互相啮合的第一齿轮组第一齿轮(G11)和第一齿轮组第二齿轮(G12)，所述第一齿轮组第一齿轮(G11)与所述转子不能相对转动地连接，所述第一齿轮组第二齿轮(G12)与所述第一轴(S10)不能相对转动地连接。
4.根据权利要求3所述的两挡变速的电桥驱动系统，其特征在于，所述第一齿轮组第二齿轮(G12)的半径大于所述第一齿轮组第一齿轮(G11)的半径。
5.根据权利要求3所述的两挡变速的电桥驱动系统，其特征在于，所述电桥驱动系统还包括电机轴(Se)，所述电机轴(Se)将所述第一齿轮组第一齿轮(G11)与所述转子不能相对转动地连接在一起，所述电机轴(Se)为空心轴。
6.根据权利要求1所述的两挡变速的电桥驱动系统，其特征在于，所述电桥驱动系统还包括互相啮合的第二齿轮组第一齿轮(G21)和第二齿轮组第二齿轮(G22)，所述第二齿轮组第一齿轮(G21)与所述齿毂(12)不能相对转动地连接，所述第二齿轮组第二齿轮(G22)用于将扭矩传递给所述差速器(D)。
7.根据权利要求6所述的两挡变速的电桥驱动系统，其特征在于，所述第二齿轮组第二齿轮(G22)与所述差速器(D)的壳体不能相对转动地连接。
8.根据权利要求6所述的两挡变速的电桥驱动系统，其特征在于，所述第二齿轮组第二齿轮(G22)的半径大于所述第二齿轮组第一齿轮(G21)的半径。
9.根据权利要求6所述的两挡变速的电桥驱动系统，其特征在于，所述电桥驱动系统还包括所述差速器(D)，所述差速器(D)的输出半轴与所述电机(E)同轴线地设置，所述差速器(D)的其中一个输出半轴穿过所述转子。
10.根据权利要求9所述的两挡变速的电桥驱动系统，其特征在于，所述差速器(D)的输出半轴与所述第一轴(S10)平行地设置。
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