CN114454712A - 一种汽车动力系统以及汽车 - Google Patents

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于海生
王瑞平
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Abstract

本发明公开一种汽车动力系统以及汽车，所述汽车动力系统包括集成动力结构，所述集成动力结构包括驱动电机和差速机构；所述驱动电机包括转动安装的转子；所述差速机构包括与所述转子连接的行星齿轮轴、呈相对设置的两个行星齿轮、以及两个相对设置半轴齿轮，两个所述行星齿轮套设在所述行星齿轮轴上，各所述半轴齿轮均与两个所述行星齿轮啮合，且各所述半轴齿轮的轴线与所述转子的轴线同轴设置。本发明旨在解决现有汽车动力系统体积和重量较大、结构不紧凑的问题。

Description

一种汽车动力系统以及汽车
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及动力系统技术领域，具体涉及一种汽车动力系统以及汽车。
背景技术
近年来，人们对化石能源的大量消耗及环境污染的关注日益增多。由于地面交通特别是内燃机汽车对这两种现象的产生有着重要的影响，一直以来我们都在致力于减少内燃机的能源消耗和污染排放。因此，为了响应节省能源的号召，电动汽车越来越受人们的青睐，当前市场上所销售的纯电汽车质量均远超于传统燃油汽车。在纯电汽车销量日益增长的趋势下，电动车的轻量化发展势在必行，其对电动汽车内各零部件的减重要求越来越高。当前电动车变速器设计多为平行轴布局，同时使用传统锥齿轮差速器进行动力输出。这种设计方案占用体积大，重量大。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种汽车动力系统以及汽车，旨在解决现有汽车动力系统体积和重量较大、结构不紧凑的问题。
为实现上述目的，本发明提出的一种汽车动力系统，所述汽车动力系统包括集成动力结构，所述集成动力结构包括：
驱动电机，包括转动安装的转子；以及，
差速机构，包括与所述转子连接的行星齿轮轴、呈相对设置的两个行星齿轮、以及两个相对设置半轴齿轮，两个所述行星齿轮套设在所述行星齿轮轴上，各所述半轴齿轮均与两个所述行星齿轮啮合，且各所述半轴齿轮的轴线与所述转子的轴线同轴设置。
可选地，所述转子内形成有安装腔，所述差速机构至少部分设于所述安装腔内。
可选地，还包括至少一个减速机构，所述减速机构上形成有输出轴和输入轴，所述输入轴驱动连接至所述半轴齿轮，所述输出轴与外部负载连接。
可选地，所述减速机构包括：
减速箱体，所述减速箱内设有静止件；
太阳轮；
齿圈，与所述减速箱体内的静止件固定连接；以及，
行星轮结构，设于所述太阳轮和所述齿圈之间，所述行星轮结构包括行星架；
其中，所述输入轴包括设于所述太阳轮的中心轴；
所述输出轴包括设于所述行星架的中心轴。
可选地，所述行星轮结构包括多个第一行星轮，所述多个第一行星轮同时与所述齿圈和所述太阳轮啮合；
所述行星架设于所述多个第一行星轮上。
可选地，所述行星轮结构包括多个第二行星轮和多个第三行星轮，多个所述第二行星轮与所述齿圈啮合，多个所述第三行星轮与所述太阳轮啮合；
所述行星架连接多个所述第二行星轮与多个所述第三行星轮。
可选地，所述减速机构包括：
第一传动齿轮和第二传动齿轮；以及，
过渡齿轮传动结构，设于所述第一传动齿轮和所述第二传动齿轮之间；
其中，所述输入轴包括设于所述第一传动齿轮的中心轴，所述输出轴包括设于所述第二传动齿轮的中心轴。
可选地，所述第一传动齿轮的中心轴与所述第二传动齿轮的中心轴同轴或者异轴设置。
可选地，所述过渡齿轮传动结构包括双排齿轮结构，所述双排齿轮结构包括沿所述转子轴向排布的两个过渡齿轮，所述两个过渡齿轮同步转动且同轴设置，其中一个所述过渡齿轮与所述第一传动齿轮外啮合，另一个所述过渡齿轮与所述第二传动齿轮外啮合。
此外，本发明还提供一种汽车，所述汽车包括汽车动力系统，所述汽车动力系统包括集成动力结构，所述集成动力结构包括驱动电机和差速机构；所述驱动电机包括转动安装的转子；所述差速机构包括与所述转子连接的行星齿轮轴、呈相对设置的两个行星齿轮、以及两个相对设置半轴齿轮，两个所述行星齿轮套设在所述行星齿轮轴上，各所述半轴齿轮均与两个所述行星齿轮啮合，且各所述半轴齿轮的轴线与所述转子的轴线同轴设置。
本发明的技术方案中，所述行星齿轮轴与所述转子连接，以使得所述差速机构以所述转子固定对象，从而无需额外的设置差速机构壳体，减小整个所述汽车动力系统的重量和体积，极大的提高了所述汽车动力系统的功率密度，结构更加紧凑；同时，所述差速机构与所述驱动电机一体化设置，实现所述驱动电机既能够提供动能，又能够实现差速功能，减少了所述汽车动力系统所需要的零件数量，结构更加紧凑，质量更加轻。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的汽车动力系统的一实施例的结构示意图；
图2为本发明提供的汽车动力系统的另一实施例的结构示意图；
图3为本发明提供的汽车动力系统的又一实施例的结构示意图；
图4为本发明提供的汽车动力系统的再一实施例的结构示意图。
附图标号说明：
Figure BDA0003517646010000031
Figure BDA0003517646010000041
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
近年来，人们对化石能源的大量消耗及环境污染的关注日益增多。由于地面交通特别是内燃机汽车对这两种现象的产生有着重要的影响，一直以来我们都在致力于减少内燃机的能源消耗和污染排放。因此，为了响应节省能源的号召，电动汽车越来越受人们的青睐，当前市场上所销售的纯电汽车质量均远超于传统燃油汽车。在纯电汽车销量日益增长的趋势下，电动车的轻量化发展势在必行，其对电动汽车内各零部件的减重要求越来越高。当前电动车变速器设计多为平行轴布局，同时使用传统锥齿轮差速器进行动力输出。这种设计方案占用体积大，重量大。
鉴于此，本发明提供一种汽车动力系统以及汽车，图1至图4为本发明提供的一种汽车动力系统的一实施例，以下结合具体的附图主要对所述汽车动力系统进行说明。
请参阅图1，一种汽车动力系统100，包括集成化动力结构1，所述集成化动力结构1包括驱动电机11和差速机构12；所述驱动电机11包括转动安装的转子111；所述差速机构12包括与所述转子111连接的行星齿轮轴121、呈相对设置的两个行星齿轮122、以及两个相对设置半轴齿轮123，两个所述行星齿轮122套设在所述行星齿轮轴121上，各所述半轴齿轮123均与两个所述行星齿轮122啮合，且各所述半轴齿轮123的轴线与所述转子111的轴线同轴设置。
本发明的技术方案中，所述行星齿轮轴121与所述转子111连接，以使得所述差速机构12以所述转子111固定对象，从而无需额外的设置差速机构12壳体，减小整个所述汽车动力系统100的重量和体积，极大的提高了所述汽车动力系统100的功率密度，结构更加紧凑；同时，所述差速机构12与所述驱动电机11一体化设置，实现所述驱动电机11既能够提供动能，又能够实现差速功能，减少了所述汽车动力系统100所需要的零件数量，结构更加紧凑，质量更加轻。
需要说明的是，所述差速机构12与所述转子111的连接方式不做限定，可以根据汽车的布局来做选择，只要能够实现所述转子111与所述行星齿轮轴121固定即可，在一实施例中，所述转子111内形成有安装腔111a，所述差速机构12至少部分设于所述安装腔111a内，如此一来，所述转子111充当所述差速机构12的外壳，使得差速机构12无需额外的设置外壳，减小所述汽车动力系统100的重量，此外，所述差速机构12设于所述转子111内，能够减小所述汽车动力系统100轴向体积，使得整个所述汽车动力系统100结构更加紧凑，质量更加轻盈；在另外一实施例中，所述转子111的一侧衍射出相对设置的两个支撑板，两个所述支撑板之间形成安装腔111a，所述差速机构12安装在所述安装腔111a内。
请继续参阅图1，在所述汽车动力系统100中，所述驱动电机11输出的转速一般比较大，如果所述驱动电机11直接与外部负载连接，会导致外部负载承担较大的转速，而所述外部负载往往连接到汽车的车轮，如果所述驱动电机11直接驱动连接到汽车的车轮，会导致汽车的车轮转速过快，无法满足汽车正常行驶，因此，所述驱动电机11的输出轴上设置有减速机构2，具体地，所述汽车动力系统100还包括至少一个减速机构2，所述减速机构2上形成有输出轴29和输入轴28，所述输入轴28驱动连接至所述半轴齿轮123，所述输出轴29与外部负载连接。在本实施例中，所述汽车动力系统100包括两个减速机构2，两个所述减速机构2分居在所述驱动电机11的两侧，各所述减速机构2上形成有输出轴29和输入轴28，所述输入轴28驱动连接至所述半轴齿轮123，用于传动所述驱动电机11的的动能，所述输出轴29驱动连接至外部负载，具体地，所述外部负载为汽车的两个整车半轴，即左半轴和右半轴，所述左半轴驱动连接汽车左侧车轮，所述右半轴驱动连接汽车的右车轮。需要说明的是，本实施例中设置两个减速机构2的目的是为了将输出扭矩分散，单侧减速机构2只需要承载总输出扭矩的一半即可，如此一来，对所述减速机构2的强度需求也相应的降低，从而能够降低减速机构2的重量，使得整个所述汽车动力系统100更加轻量化。
请继续参阅图1，所述减速机构2包括减速箱体21、太阳轮22、齿圈23和行星轮结构24；所述减速箱体21内形成有静止件，所述齿圈23与所述减速箱体21内的静止件固定连接；所述行星轮结构24，设于所述太阳轮22和所述齿圈23之间，所述行星轮结构24包括行星架241；其中，所述输入轴28包括设于所述太阳轮22的中心轴；所述输出轴29包括设于所述行星架241的中心轴。具体地，在实际传递过程中，所述驱动电机11将动能传递给所述太阳轮22的中心轴，带动所述太阳轮22转动，所述太阳轮22再将动能传递给行星轮结构24，在传递给所述行星架241，所述行星架241将动能传递给行星架241中心轴，从而传递给输出轴29；所述驱动电机11的动能，经过所述太阳轮22、所述行星轮结构24等一系列的传递降低输出转速，所述输出轴29受到的输出也相应的减小，如此一来，所述输出轴29的强度也可相应的降低，从而减小输出轴29的重量，使得整个所述汽车动力系统100更加轻量化。
需要说明的是，所述行星轮结构24的具体设置形式不做限定，可以根据汽车的布局和转速的需求进行相应的选择。
请参阅图1，在一实施例中，所述行星轮结构24包括多个第二行星轮243和多个第三行星轮244，多个所述第二行星轮243与所述齿圈23啮合，多个所述第三行星轮244与所述太阳轮22啮合；所述行星架241连接多个所述第二行星轮243与多个所述第三行星轮244。在本实施例中，所述行星轮结构24采用双排行星齿轮结构，太阳轮22将动能传递给多个多数第二行星轮243，多个所述第二行星轮243再将动能传递给多个所述第三行星轮244，多个所述第三行星轮244将动能传递给所述行星架241，所述行星架241再将动能传递给所述输出轴29，完成动能的传动。所述双排行星齿轮结构，适用于低转速需求的输出轴29，通过多层减速，到达所述输出轴29的转速需求，避免转速过大损伤输出轴29。
请参阅图2，在另外一实施例中，所述行星轮结构24包括多个第一行星轮242，所述多个第一行星轮242同时与所述齿圈23和所述太阳轮22啮合；所述行星架241设于所述多个第一行星轮242上。在本实施例中，所述行星轮结构24采用单排行星轮结构，所述太阳轮22将动能传递给所多个所述第一行星轮242，所述多个第一行星轮242带动所述行星架241转动，所述行星架241将动能传递给所述输出轴29，完成动能的传递。
此外，所述减速机构2还可以通过多个相互啮合的齿轮进行减速，具体地，所述减速机构2包括第一传动齿轮25、第二传动齿轮26和过渡齿轮传动结构27；所述过渡齿轮传动结构27，设于所述第一传动齿轮25和所述第二传动齿轮26之间；其中，所述输入轴28包括设于所述第一传动齿轮25的中心轴，所述输出轴29包括设于所述第二传动齿轮26的中心轴。在本实施例中，所述第一传动齿轮25驱动连接所述驱动电机11，所述第二传动齿轮26驱动连接所述外部负载，在实际传递过程中，所述驱动电机11将能量传递给所述第一传动齿轮25，所述第一传动齿轮25将能量传递给所述过渡齿轮传递结构，所述过渡齿轮传递结构再将动能传递给所述第二传动齿轮26，所述第二传动齿轮26再将能量传递给所述输出轴29，完成能量传递，在传递过程中，所述驱动电机11的转速，经过所述第一传动齿轮25、过渡齿轮传动结构27和所述第二传动齿轮26的传递，逐渐降低，以此来满足所述输出轴29的需求。
需要说明的是，所述第一传动齿轮25的中心轴与所述第二传动齿轮26的中心轴的具体设置方式不做限定，具体地，请参阅图3，在一实施例中，所述第一传动齿轮25的中心轴与所述第二传动齿轮26的中心轴同轴设置；请参阅图4，在另外一实施例中，所述第一传动齿轮25的中心轴与所述第二传动齿轮26的中心轴异轴设置。具体设置情况可以根据实际安装情况，或者汽车的实际需求情况进行选择。
在本实施例中，所述过渡齿轮传动结构27包括双排齿轮结构，所述双排齿轮结构包括沿所述转子111轴向排布的两个过渡齿轮，所述两个过渡齿轮同步转动且同轴设置，其中一个所述过渡齿轮与所述第一传动齿轮25外啮合，另一个所述过渡齿轮与所述第二传动齿轮26外啮合。
需要说明的是，本发明对所述减速机构2的具体设置情况不做限定，可以根据实际情况进行实际选择；在一实施例中，两个所述减速机构2均设置为行星轮减速机构，在另外一实施例中，其中一个所述减速机构2设置为行星减速机构，另外一个所述减速机构2设置为多个啮合的齿轮进行减速。
此外，本发明还提供了一种汽车，所述汽车包括汽车动力系统100，所述汽车动力系统100的具体结构参考上述实施例；由于本汽车采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有的有益效果，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种汽车动力系统，其特征在于，包括集成动力结构，所述集成动力结构包括：
驱动电机，包括转动安装的转子；以及，
差速机构，包括与所述转子连接的行星齿轮轴、呈相对设置的两个行星齿轮、以及两个相对设置半轴齿轮，两个所述行星齿轮套设在所述行星齿轮轴上，各所述半轴齿轮均与两个所述行星齿轮啮合，且各所述半轴齿轮的轴线与所述转子的轴线同轴设置。
2.如权利要求1所述的汽车动力系统，其特征在于，所述转子内形成有安装腔，所述差速机构至少部分设于所述安装腔内。
3.如权利要求1所述的汽车动力系统，其特征在于，还包括至少一个减速机构，所述减速机构上形成有输出轴和输入轴，所述输入轴驱动连接至所述半轴齿轮，所述输出轴与外部负载连接。
4.如权利要求3所述的汽车动力系统，其特征在于，所述减速机构包括：
减速箱体，所述减速箱内设有静止件；
太阳轮；
齿圈，与所述减速箱体内的静止件固定连接；以及，
行星轮结构，设于所述太阳轮和所述齿圈之间，所述行星轮结构包括行星架；
其中，所述输入轴包括设于所述太阳轮的中心轴；
所述输出轴包括设于所述行星架的中心轴。
5.如权利要求4所述的汽车动力系统，其特征在于，所述行星轮结构包括多个第一行星轮，所述多个第一行星轮同时与所述齿圈和所述太阳轮啮合；
所述行星架设于所述多个第一行星轮上。
6.如权利要求4所述的汽车动力系统，其特征在于，所述行星轮结构包括多个第二行星轮和多个第三行星轮，多个所述第二行星轮与所述齿圈啮合，多个所述第三行星轮与所述太阳轮啮合；
所述行星架连接多个所述第二行星轮与多个所述第三行星轮。
7.如权利要求3所述的汽车动力系统，其特征在于，所述减速机构包括：
第一传动齿轮和第二传动齿轮；以及，
过渡齿轮传动结构，设于所述第一传动齿轮和所述第二传动齿轮之间；
其中，所述输入轴包括设于所述第一传动齿轮的中心轴，所述输出轴包括设于所述第二传动齿轮的中心轴。
8.如权利要求7所述的汽车动力系统，其特征在于，所述第一传动齿轮的中心轴与所述第二传动齿轮的中心轴同轴或者异轴设置。
9.如权利要求7所述的汽车动力系统，其特征在于，所述过渡齿轮传动结构包括双排齿轮结构，所述双排齿轮结构包括沿所述转子轴向排布的两个过渡齿轮，所述两个过渡齿轮同步转动且同轴设置，其中一个所述过渡齿轮与所述第一传动齿轮外啮合，另一个所述过渡齿轮与所述第二传动齿轮外啮合。
10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的汽车动力系统。
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