CN116278687B - 电驱桥和电动卡车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电驱桥和电动卡车。该电驱桥具有唯一的驱动电机、减速器总成和差速器总成，其中，减速器总成具有一级减速级、一挡传动机构、二挡传动机构和取力器，其中，一挡传动机构具有一挡换挡机构用于实施空挡和一挡的切换，二挡传动机构具有二挡换挡机构用于实施二挡的接合和脱开，其中，一挡换挡机构布置在车轴和驱动电机之间，二挡换挡机构与车轴同轴地布置，二挡传动机构与取力器直接传动连接。电动卡车具有按照本发明的电驱桥。

Description

电驱桥和电动卡车

技术领域

本发明涉及一种电驱桥和电动卡车。

背景技术

对于电动卡车的电驱桥，比如中型、重型电动卡车所使用的电驱桥，目前市场成熟的方案是使用固定速比的减速器，在这种情况下在电机低速时驱动扭矩小，不能满足重卡的爬坡需求，整车动力性低；在高速时，由于兼顾动力性，电机不能工作在经济区，从而电耗增加，整车经济性差。这在很大程度上降低了电动卡车的运输效率，减少了续航里程，增加了电动卡车的使用成本。而这种电驱桥不利于市场推广。

此外，在具有差速器的电驱桥中，由于差速器占用了较大的空间，因此减速器和电机的空间更加有限，所以需要空间利用率更好的减速器。就此方面已知大量乘用车的电驱桥设计，但是乘用车的电驱桥与电动卡车的电驱桥在诸多方面具有显著不同，比如电动卡车的底盘上设有平衡悬挂及板簧等，因此乘用车的电驱桥基本上无法直接转用于电动卡车中。就电动卡车的电驱桥而言，尤其对于设有取力器的电驱桥而言，也已知诸多减速器的形式，但是很多减速器仅仅停留在原理设计上，往往没有考虑实际减速级的齿轮的尺寸和效率，从而很难付诸实施，而且取力器的传输路径和效能也无法保证。比如在一种已知设计中，减速器设有三个前进挡位，三个挡位都布置在中心轴上，并且设有中央行星齿轮变速器，此外输入力经过四级传动传输到取力器。但是在这种设计中，由于中心轴上设有三个挡位和行星齿轮变速器，从而导致减速器的轴向尺寸过大，基本无法布置在电动卡车的电驱桥中；再者取力器的力传输效率较差。在另一种已知设计中，电驱桥具有固定传动比的减速器，通过换挡元件可以将力输入传递至取力器，但此时切断了到车轮的动力传输，因此不能实现在行驶过程中的取力。因此，目前并没有兼顾动力性、经济性、空间利用率和取力高效性的理想方案。

发明内容

基于以上提及的现有技术，本发明所要解决的技术问题在于，很大程度上克服现有技术的缺陷，而提供实际使用价值高的电驱桥。

按照本发明的电驱桥用于电动卡车，该电驱桥具有唯一的驱动电机、减速器总成和差速器总成，减速器总成具有一级减速级、一挡传动机构、二挡传动机构和取力器，其中，一挡传动机构具有一挡换挡机构用于实施空挡和一挡的切换，二挡传动机构具有二挡换挡机构用于实施二挡的接合和脱开，其中，一挡换挡机构布置在车轴和驱动电机之间，二挡换挡机构与车轴同轴地布置，二挡传动机构与取力器直接传动连接。

通过本发明的电驱桥，电机在挂入空挡时能够脱开动力传输，由此解决电动卡车高速滑行时电机被动空转造成的能量损失。通过高速挡（二挡）和低速挡（一挡）的使用，既保证了电动卡车低速爬坡的能力，又能保证电动卡车在高速行驶时驱动电机能够更多地在经济区或者说高效区内运行。在本发明范畴中，电动卡车的驱动电机的高效区设置在90%至96%之间，更优选地设置在94%至96%之间。因此，在电动卡车的实际运行中，提供较好的动力性和经济性，不但适应较为广泛的路况，而且降低能耗，从而降低运行成本。此外，本发明的电驱桥能够在产品制造过程中降低制造难度，在产品的安装中较好地利用了车桥上有限的空间，从而降低制造安装成本。而且通过本发明的电驱桥，在满足以上需求的同时还保证了取力器较高的力传输效率。同时取力器的实体结构在空间布局上更加有利。因此，本发明的电驱桥兼顾了动力性、经济性、空间利用率和取力高效性。

在本发明的实施例中，一级减速级由相互啮合的一级减速主动齿轮和一级减速被动齿轮构成，驱动电机的电机轴与一级减速主动齿轮相连。一挡传动机构包括相互啮合的一挡主动齿轮和一挡被动齿轮，一挡主动齿轮通过轴承支撑在一级减速被动齿轮的轴上，一挡被动齿轮固定地支撑在空心轴上。二挡传动机构包括相互啮合的二挡主动齿轮和二挡被动齿轮，二挡主动齿轮与一级减速被动齿轮固定连接，二挡被动齿轮通过轴承支撑在空心轴上。空心轴与车轴同轴地布置并且与差速器总成相连，用于通过差速器将动力输出至车轮。一挡换挡机构包括一挡主动齿轮的齿毂、一挡齿毂和一挡齿套，一挡主动齿轮的齿毂和一挡齿毂能够通过一挡齿套接合或脱开。二挡换挡机构包括二挡被动齿轮的齿毂、与空心轴固定连接的二挡齿毂和二挡齿套，二挡被动齿轮的齿毂和二挡齿毂通过二挡齿套接合或脱开。取力器包括取力器齿轮、取力器齿轮的齿毂、输出轴齿轮和取力器接合齿套，取力器齿轮的齿毂和输出轴齿轮通过取力器接合齿套接合或脱开，取力器齿轮与二挡被动齿轮啮合。取力器的输出轴能够向外输出动力。在电动卡车静止时，挂入空挡，取力器接合齿套接合，则使得取力器通过三级传动进行动力输出。而在电动卡车行驶时，可以挂入一挡，取力器接合齿套接合，同样使得取力器通过三级传动进行动力输出；在电动卡车行驶时可以挂入二挡，取力器接合齿套接合，同样使得取力器通过三级传动进行动力输出。因此取力器可以在空挡、一挡、二挡时都能进行动力输出。此外，取力器的输出轴能够与液压泵相连，液压泵通过液压油管将液压液传送至液压马达，液压马达能够与外接装置相连。

在一个实施例中，车轴通过相应的轮边减速总成与车轮相连。由于轮边减速总成承担了一定的减速，因此可以降低减速器总成的传动比，进一步减小减速器总成的实际尺寸，降低制造成本。因此，当按照本发明的减速器总成与轮边减速总成组合使用时，能够更大程度地体现本发明的上述优点。

在一个实施例中，一挡换挡机构在车轴径向上布置在差速器总成和驱动电机之间。由此实现了更加紧凑的结构布置，充分利用了减速器壳体内的空间。

在一个实施例中，二挡齿毂布置在一挡被动齿轮和二挡被动齿轮之间。此外，取力器与二挡齿毂在轴向上相对于二挡被动齿轮布置在相同的侧面上。通过这种设计实现了更加紧凑的结构布置，充分利用了减速器壳体内的空间。

在一个实施例中，驱动电机、减速器总成和差速器总成布置在共同的减速器壳体中。因此实际结构能够实现非常紧凑的布局，并且能够将减速器壳体的轴向尺寸保持的很小, 进而能够实现对于电驱桥有限空间的非常高的利用率。

本发明的另一方面涉及一种电动卡车，其具有按照本发明所述的电驱桥。

总体而言，按照本发明的电驱桥和电动卡车解决电驱动系统动力性、经济性、空间利用率和取力高效性不能同时兼顾的问题。通过本发明的诸多优选实施例，按照本发明的电驱桥或电动卡车能够进一步降低能耗以及运行成本，降低制造和安装成本，从而相对现有的油车产生更大的优势，提高了电动卡车的未来的市场渗透率。

附图说明

以下结合具体实施例并参照附图详细阐述本发明的上述特征和优点以及实现它们的方式，但本发明并不局限于具体实施例的特征。在附图中：

图1示出按照本发明的电驱桥的示意图。

具体实施方式

图1示出按照本发明的具体实施例的电驱桥。该电驱桥具有仅一个驱动电机1、减速器总成（包括各减速级）和差速器总成13，驱动电机1的电机轴直接与一级减速主动齿轮2相连，一级减速主动齿轮与一级减速被动齿轮3啮合，一级减速被动齿轮3的轴上固定连接有二挡主动齿轮4和一挡齿毂17，一挡主动齿轮15通过轴承支撑在一级减速被动齿轮3的轴上，一挡主动齿轮15的齿毂与一挡齿毂17能够通过一挡齿套16接合或脱开，一挡主动齿轮15与一挡被动齿轮12啮合，一挡被动齿轮固定在空心轴20上，空心轴20与差速器总成13连接用于将动力输出至车轴。

在图1所示的实施例中，空心轴可转动地支撑在车轴的右半轴6上，差速器总成13与车轴的右半轴6和左半轴14直接连接，左半轴和右半轴分别与各自的轮边减速总成7相连。

在图1所示的实施例中，二挡主动齿轮4与二挡被动齿轮5啮合，二挡被动齿轮通过轴承支撑在空心轴20上，二挡被动齿轮的齿毂与固定在空心轴上的二挡齿毂11能够通过二挡齿套接合或脱开。因此，通过一挡齿套和二挡齿套的动作能够挂入空挡、一挡和二挡。

在图1所示的实施例中，二挡被动齿轮5与取力器齿轮8啮合，取力器齿轮8通过轴承支撑在取力器的输出轴18上，取力器齿轮的轮毂与输出轴齿轮19能够通过取力器齿套9接合或脱开。因此，在电动卡车静止时，挂入空挡，取力器通过三级传动进行动力输出。当在电动卡车行驶时，无论挂入一挡还是二挡，取力器都可以进行动力输出。此外，与图1所示的示意图不同的是，取力器可以布置在二挡被动齿轮左侧，由此也可以使得布局更加紧凑。

在该实施例的实际布局中，一挡换挡机构（包括一挡主动齿轮15、一挡齿毂17和一挡齿套16）在车轴径向上布置在差速器总成和驱动电机之间。此外，该实施例的示意图未示出完整的减速器壳体，而在实际布局中，驱动电机、减速器总成和差速器总成布置在共同的减速器壳体中。因此实际结构能够实现非常紧凑的布局，并且能够将减速器壳体的轴向尺寸保持的很小, 进而能够实现对于电驱桥有限空间的非常高的利用率。

在本发明的范畴中关于方向“左”、“右”仅用于说明零件的名称，而并不对实际方向做出限定。

本领域技术人员应该理解，上述的具体实施例仅是例子而非限制，可以根据设计需求和其它因素对本发明的实施例进行各种修改、组合、部分组合和替换，只要它们在所附权利要求或其等同的范围内，即属于本发明所要保护的权利范围。

Claims (7)

1.一种电驱桥，该电驱桥具有唯一的驱动电机、减速器总成和差速器总成，其特征在于，减速器总成具有一级减速级、一挡传动机构、二挡传动机构和取力器，其中，一挡传动机构具有一挡换挡机构用于实施空挡和一挡的切换，二挡传动机构具有二挡换挡机构用于实施二挡的接合和脱开，其中，一挡换挡机构布置在车轴和驱动电机之间，二挡换挡机构与车轴同轴地布置，二挡传动机构与取力器直接传动连接，其中，一挡换挡机构在车轴径向上布置在差速器总成和驱动电机之间，其中，一级减速级由相互啮合的一级减速主动齿轮和一级减速被动齿轮构成，驱动电机的电机轴与一级减速主动齿轮相连，一挡传动机构包括相互啮合的一挡主动齿轮和一挡被动齿轮，一挡主动齿轮通过轴承支撑在一级减速被动齿轮的轴上，一挡被动齿轮固定地支撑在空心轴上，二挡传动机构包括相互啮合的二挡主动齿轮和二挡被动齿轮，二挡主动齿轮与一级减速被动齿轮固定连接，二挡被动齿轮通过轴承支撑在空心轴上，空心轴与车轴同轴地布置并且与差速器总成相连，用于通过差速器将动力输出至车轮。

2.根据权利要求1所述的电驱桥，其特征在于，一挡换挡机构包括一挡主动齿轮的齿毂、一挡齿毂和一挡齿套，一挡主动齿轮的齿毂和一挡齿毂能够通过一挡齿套接合或脱开，二挡换挡机构包括二挡被动齿轮的齿毂、与空心轴固定连接的二挡齿毂和二挡齿套，二挡被动齿轮的齿毂和二挡齿毂通过二挡齿套接合或脱开。

3.根据权利要求1所述的电驱桥，其特征在于，取力器包括取力器齿轮、取力器齿轮的齿毂、输出轴齿轮和取力器接合齿套，取力器齿轮的齿毂和输出轴齿轮通过取力器接合齿套接合或脱开，取力器齿轮与二挡被动齿轮啮合，取力器的输出轴能够与液压泵相连，液压泵通过液压油管将液压液传送至液压马达，液压马达能够与外接装置相连。

4.根据权利要求1所述的电驱桥，其特征在于，车轴通过相应的轮边减速总成与车轮相连。

5.根据权利要求2所述的电驱桥，其特征在于，二挡齿毂布置在一挡被动齿轮和二挡被动齿轮之间。

6.根据权利要求1所述的电驱桥，其特征在于，驱动电机、减速器总成和差速器总成布置在共同的减速器壳体中。

7.一种电动卡车，其特征在于，该电动卡车具有根据权利要求1至6中任一项所述的电驱桥。