CN115052773A - 用于车辆的电驱动装置 - Google Patents

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CN115052773A CN202180013046.5A CN202180013046A CN115052773A CN 115052773 A CN115052773 A CN 115052773A CN 202180013046 A CN202180013046 A CN 202180013046A CN 115052773 A CN115052773 A CN 115052773A
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Abstract

本发明提出了一种用于车辆的电驱动装置，电驱动装置具有在壳体(1)中的至少一个电机(EM)，电机具有转子轴作为驱动轴(2)，驱动轴能经由至少一个圆柱齿轮传动装置与中间轴(3)联接，其中，中间轴(3)与用于驱动从动轴的从动差速器(4)联接，其中，设置有至少一个油泵(7)用于供油，其中，油泵(7)的泵轴(8)能经由具有至少一个第一单向离合器(9)的第一驱动路径以及经由具有至少一个第二单向离合器(10)和至少一个差速传动装置(25)的第二驱动路径以不依赖于中间轴(3)的转动方向的方式沿同一转动方向受驱动，并且其中，至少第一单向离合器(9)和第二单向离合器(10)以及差速传动装置(25)径向布置在被实施为空心轴的中间轴(3)之内。此外，还提出了一种具有电驱动装置的车辆。

Description

用于车辆的电驱动装置
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的电驱动装置，电驱动装置具有在壳体中的电机，电机具有转子轴作为驱动轴，驱动轴经由圆柱齿轮传动装置与中间轴联接，中间轴具有用于驱动从动轴的从动差速器，其中，设置有至少一个机械驱动的油泵用于供油。此外，本发明还涉及具有电驱动装置的车辆。
背景技术
在电驱动装置中，为了冷却设置在壳体中的电元件使用到已经存在于壳体中的传动装置润滑油。传动装置油经由机械驱动的油泵从壳体的油底壳传送到待冷却的构件。为了在机械驱动的油泵中以不依赖于驱动轴的转动方向的方式保持泵送效果或输送功率，在驱动轴转动方向不同的情况下，有必要确保用于连续驱动的油泵的泵轴的转动方向相同。为此，可以设置有两个驱动路径来驱动油泵，给这些驱动路径分别配属有单向离合器，从而使得无论驱动轴的转动方向如何，泵轴都能够实现沿同一转动方向的转动。
发明内容
本发明的任务是以廉价且节省结构空间的方式设置具有不依赖于转动方向的供油的电驱动装置。
根据本发明，该任务通过权利要求1或13的特征来解决，其中，由从属权利要求和说明书以及附图得出有利的且要求保护的改进方案。
因此，提出了一种用于车辆的电驱动装置，该电驱动装置具有在壳体中的至少一个电机，电机具有转子轴作为驱动轴，其中，驱动轴或转子轴能经由至少一个圆柱齿轮传动装置与中间轴联接，其中，中间轴与用于驱动从动轴的从动差速器联接。此外，设置有至少一个机械驱动的油泵用于供油，其中，油泵的泵轴能经由具有至少一个第一单向离合器的第一驱动路径以及经由具有至少一个第二单向离合器和至少一个差速传动装置的第二驱动路径以不依赖于中间轴的转动方向的方式沿同一转动方向受驱动，并且其中，至少第一单向离合器和第二单向离合器以及差速传动装置以节省结构空间的方式径向布置在实施为空心轴的中间轴之内。
由于将构件整合地布置在中间轴之内，使得一方面实现了特别节省结构空间的布置，并且另一方面通过两个驱动路径在一定程度上实现了一个相同方向或实现了整流传动装置(Gleichrichtergetriebe)，以便无论中间轴的转动方向如何都将油从壳体的油底壳输送到电驱动装置的待冷却的部件。有可能的是，除了上述构件外，其他布置在壳体中的部件径向布置在中间轴之内，以便进一步节省结构空间。
优选设置有行星传动装置作为差速传动装置，行星传动装置能够实现特别节省结构空间的布置。然而，也能使用其他的差速传动装置，只要这些部件径向能布置在空心轴之内即可。作为单向离合器优选使用被支承的机械式夹紧滚子式或夹紧体式单向离合器，它们在一个转动方向上实现用于转矩传递的锁定状态，而在另一转动方向上实现无转矩传递的空转状态。
在本发明的范围内设置的是，驱动轴和中间轴以及从动差速器的从动轴分别相互轴线平行地布置在壳体的空间内。由此能够实现了特别是在轴向上节省结构空间的布置。
本发明的一个结构上特别简单且节省结构空间的实施方案设置的是，为了实现第一驱动路径，第一单向离合器一方面与泵轴接合，且另一方面与中间轴接合，并且为了实现第二驱动路径，中间轴经由差速传动装置与泵轴接合，并且差速传动装置经由第二单向离合器接合在壳体侧。因此，第一转矩传递路径或第一驱动路径只包括第一单向离合器，这是因为中间轴经由第一单向离合器在一定程度上直接与泵轴联接并且因此在第一单向离合器被锁定状态下能够实现驱动。第二转矩传递路径或第二驱动路径由第二单向离合器结合差速传动装置或行星齿轮组通过如下方式实现，即，中间轴经由行星传动装置的其中两个元件与泵轴联接，并且其中，当第二单向离合器处于锁定状态并且能够实现在壳体上的转矩支撑时，行星传动装置的第三元件能经由第二单向离合器与壳体连接。
为了确保油泵在中间轴的第一转动方向和第二转动方向上都能被驱动而设置的是，第一单向离合器和第二单向离合器被实施成相互反向。这意味着，一个单向离合器处于空转状态时，另一个单向离合器处于锁定状态，或反之亦然。
在所提出的电驱动装置中，对于第一驱动路径的结构设计还设置的是，第一单向离合器的内环抗相对转动地与泵轴连接，而第一单向离合器的外环抗相对转动地与中间轴连接，从而在中间轴的第一转动方向上在第一单向离合器的锁定状态下设置有经由第一驱动路径从通过驱动轴驱动的中间轴经由第一单向离合器的外环和内环到泵轴上的转矩传递。
为了实现在所提出的电驱动装置中对油泵的简化装配而设置的是，第一单向离合器的内环经由花键或类似结构与泵轴连接，并因此两件式地实施。此外，内环可以具有齿部作为行星传动装置的太阳轮。以该方式，通过内环不仅使得与泵轴的抗相对转动的连接，用来以能通过花键松开的方式简化装配，并且另一方面使得内环与太阳轮一件式地实施，使得太阳轮除了装配优势外还实现了成本节约。
在本发明的范围内可以设置的是，第二驱动路径在结构上简单地通过如下方式来实施，即，第二单向离合器的内环抗相对转动地与相对壳体固定的轴颈或类似构件连接，其中，第二单向离合器的外环抗相对转动地与被构造为行星传动装置的差速传动装置的行星齿轮架连接。以该方式，行星传动装置的一个元件，即例如行星齿轮架，可以根据转动方向而定地被锁止，以便经由单向离合器实现在壳体上的转矩支撑。由行星齿轮架支承的行星齿轮一方面与行星传动装置的与泵轴抗相对转动地连接的太阳轮咬合，另一方面与行星传动装置的与中间轴抗相对转动地连接的齿圈咬合。因此，在中间轴的一个转动方向上，行星传动装置的另外两个元件，即例如太阳轮和例如齿圈，实现了泵轴和中间轴的转矩传递的连接。由此在第二单向离合器的锁定状态下设置有经由第二驱动路径从通过驱动轴驱动的中间轴在行星齿轮架被锁止情况下经由齿圈和行星齿轮以及经由太阳轮到泵轴上的转矩传递。
当在所提出的电驱动装置中行星齿轮架被实施成套筒状或杯状时，结构上是特别简单且节省结构空间的，其中，行星齿轮的支承栓支承或紧固在端侧上。由于行星齿轮架被实施成套筒状或杯状，使得该行星齿轮架可以与第二单向离合器同轴布置，其中，第二单向离合器以节省结构空间的方式径向容纳在套筒状或杯状的行星齿轮架之内。
在所提出的电驱动装置中通过如下方式实现了进一步的结构上简单和廉价的实施方案，即，实施为空心轴的中间轴优选在其内周上具有环绕的齿部作为齿圈齿部。因此，齿圈在一定程度上形成在中间轴的内周上，并因此例如与中间轴一件式地实施。
通过如下方式实现电驱动装置在充足的油供应下的最佳运行，即，中间轴的第一转动方向与电驱动装置的前进行驶对应，而中间轴的第二转动方向则与倒退行驶对应。尽管由于沿用于倒退行驶的第二转动方向的转速大大低于沿用于前进行驶的第一转动方向的转速而转速不同，但在根据本发明的驱动装置中，通过使用行星传动装置而基于行星传动装置的传动比实现了与在前进行驶时相同的冷却功率或相同的泵送功率。
本发明的另一个方面在于要求保护具有上述电驱动装置的车辆。由此得到了已经描述的且进一步的优点。特别有利的实施方案在于将电驱动装置设置作为车辆中的车轴驱动器。
附图说明
下面将参照附图对本发明作进一步解释。
其中：
图1示出根据本发明的具有机械驱动的油泵的车辆的电驱动装置的可能的实施变体的剖开的视图；
图2示出壳体中的电驱动装置的端侧剖开的视图；
图3示出电驱动装置的中间轴的剖开的详细视图；以及
图4示出电驱动装置的油泵和中间轴的分解图。
具体实施方式
图1至4中示例性地示出了根据本发明的车辆的电驱动装置的不同的视图。该电驱动装置包括在壳体1中的电机EM，电机具有转子轴作为驱动轴2，转子轴经由圆柱齿轮传动装置或圆柱齿轮级与中间轴3联接，其中，中间轴3与用于驱动从动轴的从动差速器4联接。
为了在壳体1中进行供油，电驱动装置具有机械驱动的油泵7。油泵7的泵轴8能经由至少一个具有至少一个第一单向离合器9的第一驱动路径以及经由具有至少一个第二单向离合器10的第二驱动路径以及经由至少一个差速传动装置25以不依赖于中间轴3的转动方向的方式沿同一转动方向受驱动。
尤其从图1、图3和图4可以看出，第一单向离合器9和第二单向离合器10以及差速传动装置25径向布置在被实施为空心轴的中间轴3之内，以便实现特别节省结构空间的布置。
在根据本发明的电驱动装置中，机械驱动的油泵7经由两个单向离合器9、10和差速传动装置25在一定程度上经由整流传动装置受驱动，以便将油从壳体1的油底壳输送到电驱动装置的待冷却的优选电的部件中，其中，中间轴3或电机EM的转动方向对油泵7的作用方式没有影响。
油泵7与中间轴3同轴布置，其中，泵驱动元件，如齿轮和单向离合器9、10与被构造为行星传动装置的差速传动装置25都径向位于中间轴3之内。所提出的电驱动装置优选实施为电的驱动车轴或车轴驱动器，其中，电机EM以其作为驱动轴2的转子轴与中间轴3轴线平行地布置，并且也与从动差速器4的从动轴轴线平行地布置，这方面尤其从图2可以看出。在该示例性所示的设计方案中，通过所提出的在中间轴3中的布置实现了在轴向方向上的结构空间需求特别小。
电机EM的驱动轴2经由单级的圆柱齿轮传动装置经由中间轴3与从动差速器4连接。为此，圆柱齿轮11布置在驱动轴2上，圆柱齿轮与中间轴3上的另外的圆柱齿轮12啮合。中间轴3在其外周又具有齿部13，该齿部与从动差速器4的差速器笼啮合。
机械驱动的油泵7与中间轴3同轴布置，其中，泵齿轮组14布置在油泵7的泵轴8上，从而油泵7通过中间轴3的转动运动来驱动。
依赖于中间轴3的转动方向地，从中间轴3到油泵7的泵轴8的转矩传递要么经由第一驱动路径进行要么经由第二驱动路径进行。转矩可以经由具有第一单向离合器9的第一驱动路径或经由具有第二单向离合器10和作为差速传动装置25的行星传动装置的第二驱动路径传递。
从图3和图4中尤其可以看出两个驱动路径设计上的结构和径向在中间轴3之内的布置。
第一驱动路径包括第一单向离合器9，其中，第一单向离合器9的外环15布置在中间轴3的内周面上。第一单向离合器9的内环16安置在泵轴8上，在它们之间设置有夹紧体或夹紧滚子，以用于在相应于前进行驶的第一转动方向上在第一单向离合器9的锁定状态下转矩传递。在第二转动方向上，夹紧体或夹紧滚子没有被锁定，并且在第一单向离合器9中没有进行转矩传递。
第二驱动路径具有行星传动装置和第二单向离合器10，其中，行星传动装置的太阳轮17抗相对转动地直接或间接与泵轴8连接。行星传动装置的齿圈18通过如下方式由中间轴3的内部面形成，即，在中间轴的内周上设置相应的齿部。因此，齿圈抗相对转动地与中间轴3连接。齿圈18和太阳轮17经由行星齿轮19彼此连接或彼此处于啮合以用于转矩传递。行星齿轮19由行星齿轮架20支承。行星齿轮架20经由第二单向离合器10被压紧或支承在壳体1的盖或轴承端盖21中的电驱动器的相对壳体固定的轴颈6上。行星齿轮19以它们的支承栓22经由行星齿轮架20受支承，其中，行星齿轮架20被实施成套筒状或杯状。行星齿轮架20与第二单向离合器10的外环23连接。第二单向离合器10的内环24安置在相对壳体固定的轴颈6上，轴颈与盖或轴承端盖21连接。
在前进行驶中，转矩从电机EM经由圆柱齿轮传递到中间轴3。中间轴3沿第一转动方向转动。转矩经由第一驱动路径从第一单向离合器9的外环15经由夹紧体传递到第一单向离合器9的内环16，内环抗相对转动地与泵轴8连接。泵轴8驱动油泵7的泵转子。在中间轴3的第一转动方向上，没有转矩经由第二驱动路径传递，这是因为行星传递装置的齿圈18的转动运动被传递到行星齿轮19上，但由于第二单向离合器10是打开的并且行星齿轮架20随同转动，所以没有转动运动被传递到行星传动装置的太阳轮17上进而传递到泵轴8上。
在倒退行驶中，中间轴3沿第二转动方向转动，在第二转动方向上，第一单向离合器9是打开的，即没有被锁定，从而不可能经由第一单向离合器9进行转矩传递。在该行驶情况下，转矩经由第二驱动路径传递。为此，驱动力矩经由中间轴3的内部面，即经由行星传动装置的齿圈18传递到行星齿轮19上，这是因为中间轴3沿第二转动方向运动。第二单向离合器10被锁定，并且行星齿轮架20被锁定。因此出现行星齿轮19围绕其自身轴线的转动运动，由此驱动太阳轮14。太阳轮14沿与中间轴3的转动方向相反的转动方向受驱动，从而油泵7的泵轴8又沿同一转动方向被驱动。
附图标记列表
1 壳体
2 电机的驱动轴或转子轴
3 中间轴
4 从动差速器
5 泵盖
6 相对壳体固定的轴颈
7 机械驱动的油泵
8 油泵的泵轴
9 第一单向离合器
10 第二单向离合器
11 转子轴的或驱动轴的圆柱齿轮
12 中间轴的圆柱齿轮
13 中间轴的齿部
14 油泵的泵齿轮组
15 第一单向离合器的外环
16 第一单向离合器的内环
17 行星传动装置的太阳轮
18 行星传动装置的齿圈
19 行星齿轮
20 行星传动装置的行星齿轮架
21 壳体的盖或轴承端盖
22 行星齿轮的支承栓
23 第二单向离合器的外环
24 第二单向离合器的内环
25 差速传动装置
EM 电机

Claims (14)

1.用于车辆的电驱动装置，所述电驱动装置具有在壳体(1)中的至少一个电机(EM)，所述电机具有转子轴作为驱动轴(2)，所述驱动轴能经由至少一个圆柱齿轮传动装置与中间轴(3)联接，其中，所述中间轴(3)与用于驱动从动轴的从动差速器(4)联接，其中，设置有至少一个油泵(7)用于供油，其中，所述油泵(7)的泵轴(8)能经由具有至少一个第一单向离合器(9)的第一驱动路径以及经由具有至少一个第二单向离合器(10)和至少一个差速传动装置(25)的第二驱动路径以不依赖于所述中间轴(3)的转动方向的方式沿同一转动方向受驱动，并且其中，至少所述第一单向离合器(9)和所述第二单向离合器(10)以及所述差速传动装置(25)径向布置在被实施为空心轴的中间轴(3)之内。
2.根据权利要求1所述的电驱动装置，其特征在于，设置有行星传动装置作为差速传动装置(25)。
3.根据权利要求1或2所述的电驱动装置，其特征在于，所述驱动轴(2)和所述中间轴(3)以及所述从动轴分别相互轴线平行地布置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电驱动装置，其特征在于，为了实现所述第一驱动路径，所述第一单向离合器(9)一方面与所述泵轴(8)接合，并且另一方面与所述中间轴(3)接合，并且为了实现所述第二驱动路径，所述中间轴(3)经由所述差速传动装置(25)与所述泵轴(8)接合，并且所述差速传动装置(25)经由所述第二单向离合器(10)接合在壳体侧。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电驱动装置，其特征在于，所述第一单向离合器(9)的内环(16)抗相对转动地与所述泵轴(8)连接，所述第一单向离合器(9)的外环(15)抗相对转动地与所述中间轴(3)连接，从而在所述中间轴(3)的第一转动方向上在所述第一单向离合器(9)的锁定状态下设置有经由所述第一驱动路径从通过所述驱动轴(2)驱动的中间轴(3)经由所述第一单向离合器(9)的外环(15)和内环(16)到所述泵轴(8)上的转矩传递。
6.根据权利要求5所述的电驱动装置，其特征在于，所述第一离合器(9)的内环(16)经由花键与所述泵轴(8)抗相对转动地连接，并且所述内环(16)具有齿部作为行星传动装置的太阳轮(17)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电驱动装置，其特征在于，所述第二单向离合器(10)的内环(24)抗相对转动地与相对壳体固定的轴颈(6)连接，并且所述第二单向离合器(10)的外环(23)抗相对转动地与行星传动装置的行星齿轮架(20)连接，其中，所述行星齿轮架(20)的行星齿轮(19)一方面与所述行星传动装置的抗相对转动地与所述泵轴(8)连接的太阳轮(17)咬合，并且另一方面与所述行星传动装置的抗相对转动地与所述中间轴(3)连接的齿圈(18)咬合，从而在所述中间轴(3)的第二转动方向上在所述第二单向离合器(10)锁定状态下设置有经由所述第二驱动路径从通过所述驱动轴(2)驱动的中间轴(3)在所述行星齿轮架(20)被锁止情况下经由所述齿圈(18)和所述行星齿轮(19)并且经由所述太阳轮(17)到所述泵轴(8)上的转矩传递。
8.根据权利要求7所述的电驱动装置，其特征在于，所述行星齿轮架(20)被实施成套筒状或杯状，其中，所述行星齿轮(19)的支承栓(22)被紧固在端侧处。
9.根据权利要求7或8所述的电驱动装置，其特征在于，套筒状或杯状的行星齿轮架(20)与第二单向离合器(10)同轴布置，其中，所述第二单向离合器(10)径向容纳在所述套筒状或杯状的行星齿轮架(20)之内。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的电驱动装置，其特征在于，实施为空心轴的中间轴(3)在其内周上具有环绕的齿部作为所述行星传动装置的齿圈(18)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的电驱动装置，其特征在于，所述中间轴(3)的第一转动方向配属于前进行驶，而所述中间轴(3)的第二转动方向配属于倒退行驶。
12.根据前述权利要求中任一项所述的电驱动装置，其特征在于，所述第一单向离合器(9)和所述第二单向离合器(10)被相互反向地实施。
13.具有根据前述权利要求中任一项所述的电驱动装置的车辆。
14.根据权利要求13所述的车辆，其特征在于，所述电驱动装置被实施为车轴驱动装置。
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