CN115009006B - 一种电驱断开机构和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种电驱断开机构和车辆，电驱断开机构包括固定轴套，所述固定轴套的一端能够与车辆的半轴固定连接；滑动轴套，所述滑动轴套穿设在所述固定轴套中，所述滑动轴套与所述固定轴套传动连接，且能够沿轴线方向相对所述固定轴套滑动；弹性件，所述弹性件设在所述滑动轴套上，所述弹性件的一端与所述固定轴套抵接，所述弹性件的另一端与所述滑动轴套抵接；驱动转轴，所述驱动转轴的一端能够与减速器的差速器半轴齿轮固定连接；离合器，所述离合器设置在所述驱动转轴与所述滑动轴套之间；电磁驱动组件，包括电磁铁和磁芯。本发明能够降低电机损坏的风险，提升车辆运行的安全性。

Description

一种电驱断开机构和车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种电驱断开机构和车辆。
背景技术
随着汽车行业的发展，人们对车辆的性能要求越来越高，同时又希望其能耗更低。基于对新能源化的需求，电动车辆正逐渐成为未来车辆行业的主要发展方向。其中，四驱车型因其优异的性能颇受欢迎。电动车辆的四驱车型，多为主驱电机+辅驱电机的形式，分别在车辆的前后轴各配置一套电驱系统。正常行驶情况下，一个电机的功率足以满足使用需求，只有在爬坡、牵引、加速等工况下才需要辅驱介入工作。
在当前主流的电驱系统结构中，电机与车轮之间通过减速器部分固定连接，以一定速比同步旋转。当电机停转时，电机的转子部分会被车轮通过减速器传递动能反拖着旋转，因转子内永磁体引起的机械阻力损失和拖曳损失远高于传统传动系统，严重情况下存在损坏电机的风险。
因此，需要一种电驱断开机构和车辆来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电驱断开机构和车辆，能够降低电机损坏的风险，提升车辆运行的安全性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种电驱断开机构，包括：
固定轴套，所述固定轴套的一端能够与车辆的半轴固定连接；
滑动轴套，所述滑动轴套穿设在所述固定轴套中，所述滑动轴套与所述固定轴套传动连接，且能够沿轴线方向相对所述固定轴套滑动；
弹性件，所述弹性件设在所述滑动轴套上，所述弹性件的一端与所述固定轴套抵接，所述弹性件的另一端与所述滑动轴套抵接；
驱动转轴，所述驱动转轴的一端能够与减速器的差速器半轴齿轮固定连接，所述驱动转轴与所述滑动轴套同轴线设置；
离合器，所述离合器设置在所述驱动转轴与所述滑动轴套之间，所述离合器能够使所述驱动转轴与所述滑动轴套结合；
电磁驱动组件，包括电磁铁和磁芯，所述磁芯与所述滑动轴套固定连接，所述电磁铁套设在所述滑动轴套上，当所述电磁铁通电后，所述电磁铁能够推动所述磁芯从而带动所述滑动轴套朝向所述固定轴套运动，以使所述离合器断开连接。
可选地，所述滑动轴套上固定套设有衬套，所述弹性件套设在所述衬套上，所述磁芯固定设置在所述衬套上。
可选地，所述滑动轴套上设置有挡板，所述弹性件的另一端与所述挡板抵接。
可选地，所述固定轴套远离所述半轴的一端设置有定位盘，所述弹性件的一端与所述定位盘抵接。
可选地，还包括插接件，所述插接件设置在所述磁芯上，当所述电磁铁通电后，所述磁芯能够带动所述插接件运动，以与所述定位盘插接。
可选地，沿所述定位盘的周向于所述定位盘上间隔开设有多个插槽，所述插接件朝向所述定位盘的一侧设置有多个插接体，所述插接体与所述插槽一一对应设置。
可选地，所述滑动轴套上设置有推力轴承，所述推力轴承位于所述挡板与所述离合器之间。
可选地，还包括位置传感器，所述位置传感器用于对所述挡板的位置进行检测。
可选地，所述离合器包括连接公端和连接母端，所述连接公端固定设置在所述滑动轴套朝向所述驱动转轴的一端，所述连接母端固定设置在所述驱动转轴朝向所述滑动轴套的一端。
一种车辆，包括如上所述的电驱断开机构。
本发明的有益效果：
本发明所提供的一种电驱断开机构，在固定轴套中穿设有滑动轴套，滑动轴套与固定轴套传动连接，且能够沿轴向相对固定轴套滑动；驱动转轴与滑动轴套同轴线设置，且通过离合器连接，在固定轴套与滑动轴套之间设置有弹性件，在滑动轴套上设置有电磁驱动组件，电磁驱动组件的磁芯与滑动轴套固定连接，当电磁铁通电后，能够驱动磁芯从而带动滑动轴套朝向固定轴套运动，以使离合器断开连接。通过上述设置，当电机停转时，通过控制电磁铁得电，使得驱动转轴与滑动轴套之间的动力传输断开，从而使得车轮的转动对电机没有影响，能够降低电机损坏的风险，提升车辆运行的安全性；当需要电机工作实现驱动时，控制电磁铁断电，从而在弹性件的作用下，滑动轴套朝向驱动转轴运动，使得离合器结合，电机的动力通过驱动转轴、离合器、滑动轴套和固定轴套传递到车轮实现动力输出，从而保证车辆运行的动力满足路况的要求。
本发明所提供的一种车辆，包括如上所述的电驱断开机构，当电机停转时，通过控制电磁铁得电，使得驱动转轴与滑动轴套之间的动力传输断开，从而使得车轮的转动对电机没有影响，能够降低电机损坏的风险，提升车辆运行的安全性；当需要电机工作实现驱动时，控制电磁铁断电，从而在弹性件的作用下，滑动轴套朝向驱动转轴运动，使得离合器结合，电机的动力通过驱动转轴、离合器、滑动轴套和固定轴套传递到车轮实现动力输出，从而保证车辆运行的动力满足路况的要求。
附图说明
图1是本发明一种电驱断开机构的示意图；
图2是本发明一种电驱断开机构的分解示意图；
图3是本发明一种电驱断开机构的剖视图。
图中：
1、固定轴套；2、滑动轴套；3、插接件；4、弹性件；5、推力轴承；6、连接公端；7、转轴安装环；8、驱动转轴；9、位置传感器；10、定位盘；11、挡板；12、卡环；13、电磁铁；14、磁芯；15、衬套。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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。
随着汽车行业的发展，人们对车辆的性能要求越来越高，同时又希望其能耗更低。基于对新能源化的需求，电动车辆正逐渐成为未来车辆行业的主要发展方向。其中，四驱车型因其优异的性能颇受欢迎。电动车辆的四驱车型，多为主驱电机+辅驱电机的形式，分别在车辆的前后轴各配置一套电驱系统。正常行驶情况下，一个电机的功率足以满足使用需求，只有在爬坡、牵引、加速等工况下才需要辅驱介入工作。
在利用电机驱动的过程中，为了降低电机损坏的风险，提升车辆运行的安全性，同时根据路况的需要保证车辆的动力性，如图1-图3所示，本发明提供一种电驱断开机构。本电驱断开机构包括固定轴套1、滑动轴套2、弹性件4、驱动转轴8、离合器和电磁驱动组件。
其中，固定轴套1的一端能够与车辆的半轴固定连接，车辆的半轴与车轮连接实现动力输出；滑动轴套2穿设在固定轴套1中，滑动轴套2与固定轴套1传动连接，且能够沿轴线方向相对固定轴套1滑动；弹性件4设在滑动轴套2上，弹性件4的一端与固定轴套1抵接，弹性件4的另一端与滑动轴套2抵接；驱动转轴8的一端能够与减速器的差速器半轴齿轮固定连接，电机通过减速器实现动力输入，驱动转轴8与滑动轴套2同轴线设置；离合器设置在驱动转轴8与滑动轴套2之间，离合器能够使驱动转轴8与滑动轴套2结合；电磁驱动组件包括电磁铁13和磁芯14，磁芯14与滑动轴套2固定连接，电磁铁13套设在滑动轴套2上，当电磁铁13通电后，电磁铁13能够推动磁芯14从而带动滑动轴套2朝向固定轴套1运动，以使离合器断开连接。
具体地，滑动轴套2与固定轴套1通过花键配合连接。在本实施例中，在滑动轴套2上设置花键，在固定轴套1内开设有花键配合的花键槽，滑动轴套2与固定轴套1通过花键配合连接，一方面，能够实现滑动轴套2相对固定轴套1的滑动，另一方面，能够满足滑动轴套2与固定轴套1之间传动连接，而且，保证结构简单和紧凑，便于安装。
当电机停转时，通过控制电磁铁13得电，使得驱动转轴8与滑动轴套2之间的动力传输断开，从而使得车轮的转动对电机没有影响，能够降低电机损坏的风险，提升车辆运行的安全性；当需要电机工作实现驱动时，控制电磁铁13断电，从而在弹性件4的作用下，滑动轴套2朝向驱动转轴8运动，使得离合器结合，电机的动力通过驱动转轴8、离合器、滑动轴套2和固定轴套1传递到车轮实现动力输出，从而保证车辆运行的动力满足路况的要求。
可选地，滑动轴套2上固定套设有衬套15，弹性件4套设在衬套15上，磁芯14固定设置在衬套15上。具体地，衬套15与滑动轴套2过盈配合，磁芯14与衬套15过盈配合。通过设置衬套15，便于磁芯14的安装，而且，能够根据实际的需要配置不同的衬套15，提升安装磁芯14的适应性。
可选地，滑动轴套2上固定设置有挡板11，挡板11通过与衬套15过盈配合固定在滑动轴套2上，弹性件4的另一端与挡板11抵接。通过设置挡板11，便于弹性件4的安装。
可选地，固定轴套1远离半轴的一端固定设置有定位盘10，弹性件4的一端与定位盘10抵接。通过在固定轴套1设置定位盘10，便于弹性件4的安装。通过将弹性件4安装到定位盘10与挡板11之间，在电磁铁13通电后，弹性件4被压缩；在电磁铁13断电后，弹性件4在自身弹性恢复力的作用下推动滑动轴套2运动，实现离合器的结合。
可选地，电驱断开机构还包括插接件3，插接件3固定设置在磁芯14上，当电磁铁13通电后，磁芯14能够带动插接件3运动，以与定位盘10插接。具体地，在挡板11上设置有供插接件3穿过的过孔，插接件3通过过孔能够与定位盘10插接。定位盘10上有定位机构，当插接件3与定位盘10插接后，保证滑动轴套2始终跟随固定轴套1转动，而且定位盘10上的插槽可以对插接件3进行定位，在滑动轴套2与固定轴套1转动的过程中，能够限定滑动轴套2与固定轴套1之间的相对位置，以减小电磁铁13在持续工作状态下的输出功率。
可选地，沿定位盘10的周向于定位盘10上间隔开设有多个插槽，插接件3朝向定位盘10的一侧设置有多个插接体，插接体与插槽一一对应设置。通过设置多个插槽与插接体配合，能够提升限定滑动轴套2与固定轴套1之间的相对位置的强度，进一步地减小电磁铁13在持续工作状态下的输出功率。
可选地，滑动轴套2的衬套15上固定设置有推力轴承5，推力轴承5位于挡板11与离合器之间。通过设置推力轴承5，用于消除滑动轴套2与转轴结合或分离时转速差所带来的冲击，同时承受滑动轴套2运动时的轴向力作用。可选地，在滑动轴套2上设置有卡环12，通过设置卡环12，能够对滑动轴承进行限位，便于推力轴承5的安装和定位。
可选地，在驱动转轴8上设置有转轴安装环7，通过设置转轴安装环7，便于驱动转轴8与减速器连接。
可选地，电驱断开机构还包括位置传感器9，位置传感器9用于对挡板11的位置进行检测。通过设置位置传感器9，能够对挡板11监测信号，可以通过挡板11的位置确定当前离合器的状态，以判断当前电驱断开机构工作状态。
可选地，离合器包括连接公端6和连接母端，连接公端6固定设置在滑动轴套2朝向驱动转轴8的一端，连接母端固定设置在驱动转轴8朝向滑动轴套2的一端。具体地，离合器为卡爪离合器，连接公端6与连接母端均为多卡爪形式，能够保证连接公端6与连接母端结合的强度，满足动力传输的需要。
本电驱断开机构的工作方式如下：
当四驱模式转换为两驱模式时，辅助驱动电机的动力输入中断，此时电磁铁13接到信号通电，推动磁芯14向固定轴套1方向运动，磁芯14带动滑动轴套2向固定轴套1移动，离合器分离；当插接体到达定位盘10上的限位位置时弹性件4压死，同时滑动轴套2与驱动转轴8完全分离；位置传感器9向车辆反馈动作结果。此时电驱输出端仅与驱动转轴8结合，与车轮完全断开，车轮不会再对减速器和电机产生反拖作用，减少能量损耗。
当两驱模式切换为四驱模式时，电机驱动减速器工作，驱动转轴8在电机带动下与车轮同速转动，易于离合器结合；电磁铁13断电，滑动轴套2在弹性件4的作用下，将滑动轴套2向减速器方向推回，离合器再次结合，位置传感器9向车辆反馈动作结果，动力再次传递向车轮。
本实施例所设计的电驱断开机构可以作为一个整体集成在减速器中，也可以通过壳体安装为一个外接装置，通过法兰盘与螺栓连接在减速器壳体上，易于安装和维修。
本实施例所设计的电驱断开机构优点在于：①通过电磁驱动组件实现减速器的差速器部分与传动轴断开的功能，这种断开机构较拨叉等机械结构更加快捷稳定、重量更低、冲击更小；②既可集成在减速器中，也可作为一个单独的外接单体安装在传动轴上，更易于在已有结构基础上进行改造升级，以适应更多车型；③轴向长度较短，结构紧凑。
本实施例还提供了一种车辆，包括如上的电驱断开机构，能够降低电机损坏的风险，提升车辆运行的安全性。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电驱断开机构，其特征在于，包括：
固定轴套(1)，所述固定轴套(1)的一端能够与车辆的半轴固定连接；
滑动轴套(2)，所述滑动轴套(2)穿设在所述固定轴套(1)中，所述滑动轴套(2)与所述固定轴套(1)传动连接，且能够沿轴线方向相对所述固定轴套(1)滑动；
弹性件(4)，所述弹性件(4)设在所述滑动轴套(2)上，所述弹性件(4)的一端与所述固定轴套(1)抵接，所述弹性件(4)的另一端与所述滑动轴套(2)抵接；
驱动转轴(8)，所述驱动转轴(8)的一端能够与减速器的差速器半轴齿轮固定连接，所述驱动转轴(8)与所述滑动轴套(2)同轴线设置；
离合器，所述离合器设置在所述驱动转轴(8)与所述滑动轴套(2)之间，所述离合器能够使所述驱动转轴(8)与所述滑动轴套(2)结合；
电磁驱动组件，包括电磁铁(13)和磁芯(14)，所述磁芯(14)与所述滑动轴套(2)固定连接，所述电磁铁(13)套设在所述滑动轴套(2)上，当所述电磁铁(13)通电后，所述电磁铁(13)能够推动所述磁芯(14)从而带动所述滑动轴套(2)朝向所述固定轴套(1)运动，以使所述离合器断开连接；
所述滑动轴套(2)上固定套设有衬套(15)，所述弹性件(4)套设在所述衬套(15)上，所述磁芯(14)固定设置在所述衬套(15)上，所述衬套(15)与所述滑动轴套(2)过盈配合，所述磁芯(14)与所述衬套(15)过盈配合；
所述滑动轴套(2)上设置有挡板(11)，所述弹性件(4)的另一端与所述挡板(11)抵接；
将所述滑动轴套(2)的所述衬套(15)上固定设置有推力轴承(5)，所述推力轴承(5)位于所述挡板(11)与所述离合器之间；
所述固定轴套(1)远离所述半轴的一端设置有定位盘(10)，所述弹性件(4)的一端与所述定位盘(10)抵接。
2.根据权利要求1所述的一种电驱断开机构，其特征在于，还包括插接件(3)，所述插接件(3)设置在所述磁芯(14)上，当所述电磁铁(13)通电后，所述磁芯(14)能够带动所述插接件(3)运动，以与所述定位盘(10)插接。
3.根据权利要求2所述的一种电驱断开机构，其特征在于，沿所述定位盘(10)的周向于所述定位盘(10)上间隔开设有多个插槽，所述插接件(3)朝向所述定位盘(10)的一侧设置有多个插接体，所述插接体与所述插槽一一对应设置。
4.根据权利要求1所述的一种电驱断开机构，其特征在于，还包括位置传感器(9)，所述位置传感器(9)用于对所述挡板(11)的位置进行检测。
5.根据权利要求1所述的一种电驱断开机构，其特征在于，所述离合器包括连接公端(6)和连接母端，所述连接公端(6)固定设置在所述滑动轴套(2)朝向所述驱动转轴(8)的一端，所述连接母端固定设置在所述驱动转轴(8)朝向所述滑动轴套(2)的一端。
6.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的电驱断开机构。
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