CN114714872A - 集成化减速器、电动汽车的动力系统以及电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种集成化减速器、电动汽车的动力系统以及电动汽车,所述集成化减速器包括:主壳体、驱动电机、行星机构以及差速器,主壳体沿第一方向延伸,主壳体内设有隔板,隔板开设有轴孔,隔板将所述主壳体沿第一方向分为第一内腔和第二内腔,驱动电机安装在所述第一内腔,驱动电机包括输出轴,行星机构安装在第二内腔,所述行星机构通过轴孔与所述输出轴连接,差速器安装在第二内腔,差速器与行星机构连接,本发明技术方案中驱动电机、行星机构以及差速器全部安装在主壳体内,仅在驱动电机和行星机构之间设置一隔板,通过轴孔相连,实现了减速器的高度集成化,缩小了传动机构的体积,节省材料降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及纯电动汽车电驱动技术领域,具体涉及一种集成化减速器、电动汽车的动力系统以及电动汽车。
背景技术
当前市场上的电动车主要使用两级平行轴固定速比的单档减速器,但未来随着纯电汽车领域对功率密度和空间要求的提高,平行轴减速箱已没有进一步提升的空间。此时,同轴行星减速器的优势就可以发挥出来,契合未来整车对传动系统,特别是对减速箱的要求。现有的同轴行星减速器由于结构限制长度过长,占用空间大,生产成本高。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种集成化减速器、电动汽车的动力系统以及电动汽车,旨在解决现有减速器占用空间大、生产成本高的技术问题。
为实现上述目的,本发明提出的一种集成化减速器,所述集成化减速器包括:
主壳体,沿第一方向延伸,所述主壳体内设有隔板,所述隔板开设有轴孔,所述隔板将所述主壳体沿第一方向分为第一内腔和第二内腔;
驱动电机,安装在所述第一内腔,所述驱动电机包括输出轴,所述输出轴贯穿所述轴孔设置;
行星机构,安装在所述第二内腔,所述行星机构与所述输出轴连接;以及,
差速器,安装在所述第二内腔,所述差速器与所述行星机构连接。
可选的,所述驱动电机为油冷电机,所述第一内腔可通过所述轴孔与所述第二内腔的腔体连通。
可选的,所述行星机构包括:
第一行星机构,所述第一行星机构包括第一太阳轮、第一行星架、第一行星轮和第一齿圈;以及,
第二行星机构,所述第二行星机构包括第二太阳轮、第二行星架、第二行星轮和第二齿圈;
所述差速器外设有差速器壳体;
其中,所述第一齿圈和第二齿圈分别与所述主壳体固定连接,所述第一太阳轮与所述输出轴固定连接,所述第一行星架与所述第二太阳轮固定连接,所述第二行星架与所述差速器壳体固定连接。
可选的,所述第一太阳轮与所述输出轴一体化设置。
可选的,所述主壳体内设有水冷系统,所述水冷系统用于与所述第一内腔和所述第二内腔内的润滑油进行热交换。
可选的,所述第一行星架和所述第二行星架均采用浮动均载设置。
可选的,所述集成化减速器包括驻车齿轮,所述驻车齿轮与所述第一太阳轮、所述第二太阳轮、所述第一行星架、所述第二行星架和差速器壳体其中之一固定连接。
可选的,所述差速器包括左半轴和右半轴,所述左半轴、所述右半轴、所述行星机构和所述输出轴沿所述第一方向同轴设置。
本发明还提供一种电动汽车的动力系统,包括集成化减速器,所述集成化减速器包括:
主壳体,沿第一方向延伸,所述主壳体内设有隔板,所述隔板开设有轴孔,所述隔板将所述主壳体沿第一方向分为第一内腔和第二内腔;
驱动电机,安装在所述第一内腔,所述驱动电机包括输出轴,所述输出轴贯穿所述轴孔设置;
行星机构,安装在所述第二内腔,所述行星机构与所述输出轴连接;以及,
差速器,安装在所述第二内腔,所述差速器与所述行星机构连接。
本发明还提供一种电动汽车,包括上述的电动汽车的动力系统。
本发明的技术方案中,所述集成化减速器包括主壳体、驱动电机、行星机构以及差速器,所述驱动电机、所述行星机构和所述差速器均安装在所述主壳体内,所述主壳体内设有一隔板,所述隔板上开设轴孔,所述驱动电机上设有输出轴,所述驱动电机和所述行星机构之间仅通过一所述隔板隔开,所述行星机构通过轴孔与所述输出轴连接,实现了所述驱动电机、所述行星机构和所述差速器壳体的集成化设置,无需单独制造变速箱壳体和电机壳体,节省了减速器的整体空间,同时节省了生产材料和生产流程,降低生产成本。
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为本发明提供的集成化减速器的一实施例的结构示意图。
附图标号说明:
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。
请参阅图1,在本发明实施例中,所述集成化减速器100包括主壳体1、驱动电机2、行星机构3以及差速器4,所述主壳体1沿第一方向延伸,所述主壳体1内设有隔板11,所述隔板11开设有轴孔111,所述隔板11将所述主壳体1沿所述第一方向分为第一内腔12和第二内腔13,所述驱动电机2安装在所述第一内腔12,所述驱动电机2包括输出轴21,所述行星机构3安装在所述第二内腔13,所述行星机构3通过所述轴孔111与所述输出轴21连接,所述差速器4,安装在所述第二内腔13,所述差速器4与所述行星机构3连接,所述驱动电机2输出的转速通过输出轴21传递到所述行星机构3,经过行星机构3减速后传递到所述差速器4,最终通过连接在所述差速器4上的左半轴42和右半轴43输出,其中,所述左半轴42、所述右半轴43、所述行星机构3和所述输出轴21沿所述第一方向同轴设置,本申请技术方案中,因为将所述驱动电机2、行星机构3和所述差速器4一起安装在所述主壳体1内,相当于将变速箱壳体和所述驱动电机2的壳体一体化设置,在所述主壳体1内仅需设置所述隔板11将所述驱动电机2和所述行星机构3隔开使所述驱动电机2和所述差速器4不会互相影响对方的工作,实现了整体减速器的高度集成化,取消了原有所述变速箱和所述驱动电机2之间因为各自的壳体而存在的间隙,缩小了整个减速器的体积,同时节省了生产过程中制造壳体需要的材料,减少了工艺流程,大幅降低了生产成本。
进一步地,在本发明一实施例中,所述驱动电机2为油冷电机,所述变速箱可以与所述油冷电机深度集成,此时,所述第一内腔12可通过所述轴孔111与所述第二内腔13的腔体连通,也即所述轴孔111与所述行星机构3之间没有设置油封,使所述第一内腔12的所述油冷电机的冷却润滑油可以通过所述轴孔111与所述第二内腔13的所述行星机构3的冷却润滑油相互流通,使所述驱动电机2和所述变速箱共用一套润滑油循环系统,进一步降低成本。
进一步地,所述主壳体1内还设有水冷系统,所述水冷系统用于与所述润滑油进行热交换,因为所述驱动电机2和所述变速箱共用一套所述润滑油循环系统,则所述水冷系统只需给所述润滑系统内的所述冷却润滑油进行热交换即可,无需单独给所述变速箱和所述驱动电机2分别做水冷系统,进一步降低成本。
在本发明其他实施例中,也可以在所述第一太阳轮313外径和所述轴孔111之间设置高速油封,以避免所述第二内腔13的润滑油向所述第一内腔12泄露,以适配所述油冷电机以外的其他所述驱动电机2。
在本发明实施例中,所述行星机构3包括第一行星机构31和第二行星机构32,所述第一行星机构31包括第一太阳轮313、第一行星架312、第一行星轮314和第一齿圈311,所述第二行星机构32包括第二太阳轮323、第二行星架322、第二行星轮324和第二齿圈321,所述差速器4外设有差速器壳体41,其中,为了有效地分担输入载荷,所述第一行星轮314的数量为3个或者3个以上,所述第二行星轮324的数量为3个或者三个以上,在本发明实施例中,考虑到行星齿轮啮合相位对所述行星机构3的NVH性能的影响,使用均布的4个所述第一行星轮314和4个所述第二行星轮324的所述行星机构3设计。
进一步地,所述第一齿圈311和所述第二齿圈321分别与所述主壳体1固定连接,所述输出轴21为空心电机转子轴,所述第一太阳轮313和所述空心电机转子轴固定连接,将所述驱动电机2的动力传递给所述第一行星机构31,所述第一行星机构31的所述第一行星架312与所述第二行星机构32的所述第二太阳轮323固定连接,将所述第一行星机构31的动力继续传递给所述第二行星机构32,所述第二行星机构32的所述第二行星架322与所述差速器壳体41一体式设计,所述差速器壳体41再将动力适时按需分配给所述差速器4的所述左半轴42和所述右半轴43的齿轮,再由所述左半轴42和所述右半轴43的齿轮通过各自的半轴将动力输出至两端车轮,其中,所述第一行星机构31和所述第二行星机构32的转动中心与所述左半轴42、所述右半轴43及所述输出轴21的转动中心重合,实现同轴传动。
进一步地,在本发明一实施例中,为便于装拆,所述第一太阳轮313包括第一太阳轮轴齿313a,所述第一太阳轮轴齿313a与所述输出轴21的连接使用花键连接的形式,所述第二太阳轮323与所述第一行星架312也采用花键连接的方式。
在本发明另一实施例中,为了实现深度集成,可使所述输出轴21和所述第一太阳轮313一体化设置,可减少一个高速滚动轴承,进一步降低成本。
在本发明实施例中,由于所述电驱系统转速较高,本发明使用行星架浮动均载技术,为了避免行星架在浮动时与太阳轮产生可能的干涉,在所述第一行星架312和所述第一太阳轮313之间设有第一推力轴承71,所述第一推力轴承71与所述第一行星机构31的转动中心相同,所述第一推力轴承71为平面推力轴承;在所述第二行星架322和所述第二太阳轮323之间设有第二推力轴承72,所述第二推力轴承72与所述第二行星机构32的转动中心相同,所述第二推力轴承72为平面推力轴承,进一步地,为了防止所述第二行星架322与所述主壳体1在转动过程中产生干涉,在所述第二行星架322与所述主壳体1之间还设有第三推力轴承73,所述第三推力轴承73为平面推力轴承。
进一步地,在本发明实施例中,为使所述第一行星轮314和所述第二行星轮324运行正常,在所述第一行星轮314和所述第二行星轮324与所述行星销轴之间设有滚针轴承,同时,为了避免运行过程中所述第一行星轮314与所述第一行星架312之间的碰撞和所述第二行星轮324与所述第二行星架322之间的碰撞,所述第一行星架312和所述第二行星架322两端设有减磨垫片,进一步地,为了使所述第一行星轮314和所述第二行星轮324在高速运行时,所述滚针轴承有较好的润滑,在所述行星销轴上设有轴向和径向的油孔。
在本发明实施例中,在所述主壳体1和所述左半轴42之间设有第一油封61,所述第一油封61为低速油封,以及在所述第一太阳轮313与所述右半轴43之间还设有第二油封62,所述第二油封62为高速油封,用以防止所述第二内腔13的润滑油向外泄露。
进一步地,所述集成化加速器还包括驻车齿轮5,用以保障车辆的停车安全,所述驻车齿轮5安装位置不同,其受力的大小和空间需求也不相同,在具体设计时,受整车空间布置和成本等因素的影响,在本发明实施例中,所述驻车齿轮5固定安装在所述第二太阳轮323上,与所述第二太阳轮323同轴布置,在本发明其他实施例中,所述驻车齿轮5还可以安装在所述第一太阳轮313、所述第一行星架312、所述第二行星架322和所述差速器壳体41其中之一。
在本发明一实施例中,为进一步降低能耗和提升效率,在齿轮副和轴承等摩擦副处可加上主动润滑装置。
进一步地,在主动润滑油路上附加过滤装置,保障润滑油的清洁度,延长减速器的使用寿命。
本发明还提出一种电动汽车的动力系统,所述电动汽车的动力系统包括集成化减速器100,所述集成化减速器100的具体结构参照上述实施例。可以理解的是,由于本发明所述电动汽车的动力系统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有益效果,在此不再一一赘述。
此外,本发明还提出一种电动汽车,所述电动汽车包括电动汽车的动力系统。可以理解的是,由于本发明所述电动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,凡是在本发明的发明构思下,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)
1.一种集成化减速器,其特征在于,包括:
主壳体,沿第一方向延伸,所述主壳体内设有隔板,所述隔板开设有轴孔,所述隔板将所述主壳体沿第一方向分为第一内腔和第二内腔;
驱动电机,安装在所述第一内腔,所述驱动电机包括输出轴;
行星机构,安装在所述第二内腔,所述行星机构通过所述轴孔与所述输出轴连接;以及,
差速器,安装在所述第二内腔,所述差速器与所述行星机构连接。
2.如权利要求1所述的集成化减速器,其特征在于,所述驱动电机为油冷电机,所述第一内腔可通过所述轴孔与所述第二内腔的腔体连通。
3.如权利要求1所述的集成化减速器,其特征在于,所述行星机构包括:
第一行星机构,所述第一行星机构包括第一太阳轮、第一行星架、第一行星轮和第一齿圈;以及,
第二行星机构,所述第二行星机构包括第二太阳轮、第二行星架、第二行星轮和第二齿圈;
所述差速器外设有差速器壳体;
其中,所述第一齿圈和第二齿圈分别与所述主壳体固定连接,所述第一太阳轮与所述输出轴固定连接,所述第一行星架与所述第二太阳轮固定连接,所述第二行星架与所述差速器壳体固定连接。
4.如权利要求3所述的集成化减速器,其特征在于,所述第一太阳轮与所述输出轴一体化设置。
5.如权利要求2所述的集成化减速器,其特征在于,所述主壳体内设有水冷系统,所述水冷系统用于与所述第一内腔和所述第二内腔内的润滑油进行热交换。
6.如权利要求3所述的集成化减速器,其特征在于,所述第一行星架和所述第二行星架均采用浮动均载设置。
7.如权利要求3所述的集成化减速器,其特征在于,所述集成化减速器包括驻车齿轮,所述驻车齿轮与所述第一太阳轮、所述第二太阳轮、所述第一行星架、所述第二行星架和差速器壳体其中之一固定连接。
8.如权利要求1-7中任意一项所述的集成化减速器,其特征在于,所述差速器包括左半轴和右半轴,所述左半轴、所述右半轴、所述行星机构和所述输出轴沿所述第一方向同轴设置。
9.一种电动汽车的动力系统,其特征在于,包括如权利要求1-8任意一项所述的集成化减速器。
10.一种电动汽车,其特征在于,包括如权利要求9所述的电动汽车的动力系统。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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