CN117639368A - 电机轴、电机、冷却润滑装置、电驱系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明一个方面的技术方案提出了一种电机轴、电机、冷却润滑装置、电驱系统及车辆，所述电机轴包括电机轴体，电机轴体内设置有沿轴向贯穿的通孔；导杆，导杆穿设于通孔内，导杆上设置有沿轴向螺旋延伸的第一凹槽，导杆与电机轴体固定连接，以在电机轴体旋转的情况下随着电机轴体一起旋转，第一凹槽用于在导杆旋转的过程中轴向地驱动第一凹槽内的介质。通过将导杆穿设于电机轴体的通孔内，导杆上设置有沿轴向螺旋延伸的第一凹槽，在电机轴体旋转的情况下，第一凹槽内的介质能从电机轴体的一端输送至电机轴体的另一端，在车辆侧倾的情况下也能将也能实现有效输送油液，不会额外占用整个电驱系统的空间，使得电驱系统更加紧凑，降低加工成本。

Description

电机轴、电机、冷却润滑装置、电驱系统及车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，主要涉及一种电机轴、电机、冷却润滑装置、电驱系统及车辆。

背景技术

目前，电驱系统的轴齿部分采用主动喷油式的冷却润滑方式，则需要将本来用于电机冷却的油液部分给轴齿系统进行冷却和润滑，这需要增加电子泵的功率，同时也要额外在电驱动壳体上增加润滑的油道或者是油管，这都会对系统的复杂度进行提升并且增加了成本。如果轴齿系统采用被动式的润滑，当电驱系统发生侧倾时，存在齿轮无法搅油的情况，从而无法正常为轴齿系统提供润滑的油液，这样轴齿系统在大负载，高转速，长时间运行的时候就容易造成损坏。因此，电驱系统的轴齿部分采用主动喷油式的冷却润滑方式增加了系统的复杂性及制造成本，但使用被动式的润滑方式也同样会存在无法及时为轴齿系统提供润滑的油液的局限性，故需要改善电驱系统的润滑装置，降低其系统复杂性同时能对轴齿系统提供有效的润滑。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种电机轴、电机、冷却润滑装置、电驱系统及车辆，在车辆侧倾的情况下也能将也能实现有效输送油液，同时不会额外占用电驱系统的空间，提高了电驱系统的运动可靠性和结构紧凑性。

本发明一个方面的技术方案提出了一种电机轴，包括电机轴体，所述电机轴体内设置有沿轴向贯穿的通孔；导杆，所述导杆穿设于所述通孔内，所述导杆上设置有沿轴向螺旋延伸的第一凹槽，所述导杆与所述电机轴体固定连接，以在所述电机轴体旋转的情况下随着所述电机轴体一起旋转，所述第一凹槽用于在所述导杆旋转的过程中轴向地驱动所述第一凹槽内的介质。

根据本发明的一些技术方案，所述导杆为螺杆，所述导杆包含杆体和凸筋，所述凸筋相对于所述杆体的外周表面凸起地设置并且沿着所述杆体的轴向螺旋延伸，所述凸筋与所述杆体的表面围合出所述第一凹槽。

根据本发明的一些技术方案，所述导杆包括杆体，所述杆体穿设于所述通孔内，所述杆体与所述通孔抵靠或间隙配合，所述杆体的周侧面上凹陷形成所述第一凹槽。

根据本发明的一些技术方案，所述通孔的内表面上设置有轴向螺旋延伸的第二凹槽，所述第二凹槽与所述第一凹槽取向相同且相对设置，以围合出沿轴向螺旋延伸的通道。

根据本发明的一些技术方案，所述电机轴体与所述导杆焊接固定。

根据本发明的一些技术方案，所述导杆与所述电机轴体这两者中的一者设有限位槽，所述导杆与所述电机轴体这两者中的另一者设有凸块，所述凸块嵌入所述限位槽内，当所述电机轴体旋转，通过所述凸块与所述限位槽抵靠以带动所述导杆旋转。

本发明二个方面的技术方案提出了一种电机，包括电机壳体，所述电机壳体设有油道；定子和转子，所述定子和转子设置在所述电机壳体内；所述转子包含如上述任一实施例所述的电机轴，所述电机轴的第一凹槽的轴向一端与所述油道连通，所述电机轴能将所述油道内的介质沿所述第一凹槽进行输送。

根据本发明的一些技术方案，所述电机还包含轴承和垫片，所述轴承与所述电机壳体相连，所述电机轴的外表面嵌套于所述轴承的轴孔内，所述垫片装设于所述电机轴上，并抵靠于所述轴承与所述电机壳体之间。

本发明三个方面的技术方案提出了一种冷却润滑装置，包括齿轮箱以及如上述任一实施例所述的电机，所述电机的电机轴远离所述电机的油道的一端伸进所述齿轮箱内与所述齿轮箱内的齿轮传动连接，所述电机的第一凹槽远离所述油道的一端与所述齿轮箱连通，在所述电机的驱动下，所述油道内的介质沿所述第一凹槽输送至所述齿轮箱内。

根据本发明的一些技术方案，所述冷却润滑装置还包括油底壳和油泵，所述油底壳与所述电机壳体相连，所述油底壳用于储存油液，所述油泵被配置为将所述油底壳储存的油液输送至所述油道内。

本发明四个方面的技术方案提出了一种电驱系统，包括如上述任一实施例所述的冷却润滑装置。

本发明五个方面的技术方案提出了一种车辆，包含车体和设于所述车体上的电驱系统，所述电驱系统为如上述任一实施例所述的电驱系统。

有益效果：

本申请中，通过将导杆穿设于电机轴体的通孔内，导杆上设置有沿轴向螺旋延伸的第一凹槽，第一凹槽作为液体输送的通道，并且将导杆与电机轴体固定连接，在电机轴体旋转的情况下，第一凹槽内的介质由于受到轴向离心力而被电机轴轴向推进，使得第一凹槽内的介质能从电机轴体的一端输送至电机轴体的另一端。这样，将本方案的电机轴应用于汽车的电驱系统中的润滑系统内，在车辆侧倾的情况下也能将也能实现有效输送油液，而且电机轴配合电机的工作，可以具有较高的转速，使得油量的输送可以具有很好的保障，从而实现高效可靠的润滑效果。另一方面，由于导杆与电机轴体固定连接，在电机轴转动过程中，两者无相对运动，不会发生堵转、异响或磨损等情况。其中，将导杆设置在电机轴体的通孔内，不会额外占用整个电驱系统的空间，使得电驱系统更加紧凑。同时，相比较于主动喷油式的冷却润滑方式，无需为了增加油道的结构进行材料预铸造，机加工、增加油堵等结构，有效地优化加工方式，降低加工成本。

附图说明

图1为本申请一实施例的电机轴的剖面示意图；

图2为本申请一实施例的导杆的剖面示意图；

图3为本申请一实施例的冷却润滑装置的剖面示意图；

图4为图3的A处局部放大图；

图5为图3的B处局部放大图。

其中，附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1电机轴体；2导杆，201第一凹槽，21杆体，22凸筋；3凸块；100电机轴；200电机壳体，2001油道；300定子，400轴承；500垫片；600油底壳；700冷却润滑装置；800齿轮箱。

具体实施方式

本发明提供一种电机轴、电机、冷却润滑装置、电驱系统及车辆，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接连接，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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

当前，电机的冷却方式主要由油冷和水冷两部分组成。而传动系统的冷却润滑系统主要是采用油液的主动润滑和被动润滑两种方式，其中主动润滑需要增加电动油泵，主动喷油管道等部件，这样既增加了电驱系统的控制复杂度，也增加了电驱系统的成本，采用主动润滑的电驱系统也多应用在油冷电机系统内。针对水冷电机，给轴齿系统进行冷却和润滑的方式多采用被动润滑，通过齿轮搅油给轴齿系统提供润滑油，当电驱系统发生侧倾时，存在齿轮无法搅油的情况，这时轴齿系统就会因为没有足够的润滑油而容易造成损坏。

基于此，本申请提供了一种电机轴，能应用于汽车的电驱系统内，具有可靠高效的冷却润滑效果，而且能够有效降低制造成本，同时减小了电机的体积，使得电驱系统更加紧凑、轻便。

以下结合本说明书的附图，对本申请的较佳实施方式予以进一步地详尽阐述。

请参照附图1至5，本申请一个方面的实施例提出了一种电机轴100，包括电机轴体1和导杆2。

本申请的电机轴体1内设置有沿轴向贯穿的通孔，导杆2穿设于通孔内，导杆2上设置有沿轴向螺旋延伸的第一凹槽201，导杆2与电机轴体1固定连接，以在电机轴体1旋转的情况下随着电机轴体1一起旋转，第一凹槽201用于在导杆2旋转的过程中轴向地驱动第一凹槽201内的介质。该电机轴通过设置电机轴体1内部的通孔和穿设在通孔内的导杆2，电机轴体1与导杆2固定连接，使得电机轴在旋转过程中，导杆2也随之旋转，使得第一凹槽201内的介质由于受到力的作用而随着导杆2轴向地运动，最终，第一凹槽201内的介质由电机轴体1的一端流向另一端。由于导杆2藏于电机空心轴的内部，将其应用在车辆的电驱系统内，不会额外占用电驱系统的空间，介质在电机轴的转动下被有效地轴向驱动，避免在侧倾的情况下发生油液无法输送的情况而导致润滑失效。另一方面，电机轴体1与导杆2固定连接，两者之间无相对运动，结构简单可靠，不会发生堵转、异响或磨损等情况。而且减小了摩擦损耗，还有利于电机的平稳运转，延长了电驱系统的使用寿命。

可以理解的是，当电机轴应用在车辆的电驱系统内作为润滑系统部件时，上述的介质输送为润滑油。

进一步地，本申请的电机轴布置在电驱系统的第一级传动的输入端，具有较高的转速，使得泵油的流量也可以得到很好保障。而本申请相对于主动润滑型的冷却润滑系统，可以降低电动泵功率，节省能耗，节约成本，本申请相对于被动润滑构型，可以解决电驱总成侧倾工况单侧无法润滑造成的总成损坏的后果。

需要说明的是，本设计适用于车辆的电驱系统的润滑系统，但不限于此，本申请的电机轴还可应用于其他需要驱动介质的系统中，例如，可以应用于需要用润滑油进行润滑的机械设备中，以及其他需要提高润滑效果、降低摩擦损耗的场合。

可选地，导杆2可以根据电机轴体1实际的通孔内径大小进行适配性的设计，充分利用电机轴体1的内部空间，可形成最大的容积空间，从而实现大流量的泵油效果。

在某些实施例中，导杆2为螺杆，导杆2包含杆体21和凸筋22，凸筋22相对于杆体21的外周表面凸起地设置并且沿着杆体21的轴向螺旋延伸，凸筋22与杆体21的表面围合出第一凹槽201。螺杆的设置避免了对导杆2进行切屑加工，而且也无需为了增加输送油道2001而对于电机轴体1的内侧壁进行螺旋切屑加工，有效地优化加工方式，降低加工成本。

更具体地，凸筋22与电机轴体1的表面抵靠，这样，凸筋22与杆体21之间从而围合出第一凹槽201作为油液输送通道，当电机带动电机轴进行转动时，螺杆绕着自身的轴线进行旋转，螺杆每旋转一周，第一凹槽201内的油液则会随之被推进一个螺距，随着螺杆的连续转动，第一凹槽201内的油液会从螺杆的一端压向另一端，由此实现稳定高效的油液输送效果，可以应用在车辆的润滑系统内，避免在车辆侧倾情况下无法保证油液稳定输送而影响轴齿系统的正常运行。

更详细举例而言，本申请的螺杆是一种基于阿基米德螺旋的螺杆结构。

在其他实施方式中，导杆2包括杆体21，杆体21穿设于通孔内，杆体21与通孔抵靠或间隙配合，杆体21的周侧面上凹陷形成第一凹槽201。这样，可以根据实际需要调整第一凹槽201的形状、大小和深度等，以满足不同系统的需求。另一方面，由于导杆2的杆体21穿设于通孔内，且于通孔抵靠或间隙配合，因此可以方便地对导杆2进行更换和维护。例如，当导杆2磨损或损坏时，可以将其从通孔中取出并更换新的导杆2。

在某些实施例中，通孔的内表面上设置有轴向螺旋延伸的第二凹槽，第二凹槽与第一凹槽201取向相同且相对设置，以围合出沿轴向螺旋延伸的通道。第二凹槽与第一凹槽201取向相同且相对设置，使得液体能有效地沿着第一凹槽201与第二凹槽围合形成的通道进行轴向输送，相较于两个反向的螺旋线叠加在一起而形成的油道2001而言，由于电机轴在旋转过程中产生离心力，在离心力，摩擦力和旋向的影响下，本申请的设计避免油液无法在油道2001中进行目标方向的有效输送而导致油液屯堵在某个地方。

需要说明的是，现有技术中通过对长轴进行螺旋切屑加工，会存在刀具过长容易发生跳刀，振动，加工不稳等情况，此外由于轴径的限制，第一凹槽201和第二凹槽通常是浅槽特征，而通过同时配置两个取向相同且相对设置的第一凹槽201和第二凹槽，能满足输送更大流量的油液需求，有效提高油液润滑效果。

在某些实施例中，电机轴体1与导杆2焊接固定，可以确保导杆2与电机轴体1在旋转过程中始终保持稳定，不会产生松动或脱落。这有助于保证润滑系统的稳定运行，提高电驱系统的使用寿命，而焊接是一种常用的金属连接方法，具有操作简便、快速、可靠的优点，通过焊接固定电机轴体1和导杆2，可以简化制造过程，提高生产效率。

在某些实施例中，导杆2与电机轴体1这两者中的一者设有限位槽，导杆2与电机轴体1这两者中的另一者设有凸块3，凸块3嵌入限位槽内，当电机轴体1旋转，通过凸块3与限位槽抵靠以带动导杆2旋转。如图5所示，通过设置限位槽和凸块3，可以限制导杆2在电机轴体1上的旋转位置，避免导杆2在旋转过程中出现过度摆动或脱落的情况。同时，凸块3嵌入限位槽内，增加了导杆2与电机轴体1的连接强度和稳定性。

进一步地，通过凸块3与限位槽的抵靠，可以确保导杆2在旋转过程中始终与电机轴体1保持稳定的相对位置，从而保证润滑油能够顺畅地被轴向驱动。

更详细举例而言，导杆2与电机轴体1之间通过焊接连接，两者的焊接点为凸块3与限位槽的卡接位置，进一步提高导杆2与电机轴体1的连接稳定性。

本申请第二个方面的实施例提供了一种电机，包括电机壳体200、定子300和转子，其中转子包含上述任意实施例电机轴100。

具体地，电机壳体200设有油道2001，定子300和转子设置在电机壳体200内，转子包含上述任一实施例电机轴100，电机轴100的第一凹槽201的轴向一端与油道2001连通，电机轴100能将油道2001内的介质沿第一凹槽201进行输送。其中，电机壳体200内设有的油道2001为第一凹槽201提供输送介质，在电机启动的情况下，由于电机轴100的第一凹槽201与油道2001连通，这样在电机轴100能将油道2001内储存的油液输送至电机轴100的另一端。进一步地，油液输送的结构设置在电机空心轴的内部，使得电机具有润滑的作用，同时也不会因为润滑结构额外占用电机的其他空间，使得电机的结构更加紧凑；而且，在电机启动的过程中，电机轴100内的电机轴体1与导杆2由于固定连接而无相对运动，不会发生堵转、异响或磨损等情况。

在某些实施例中，电机还包含轴承400和垫片500，轴承400与电机壳体200相连，电机轴100的外表面嵌套于轴承400的轴孔内，垫片500装设于电机轴100上，并抵靠于轴承400与电机壳体200之间。通过在电机轴100上设置轴承400和垫片500，可以增强电机轴100在电机壳体200内的稳定性，垫片500的设置还能对电机轴100进行轴向定位，避免电机轴100在高速运转过程中产生晃动或振动，这有助于提高电机的平稳运转性能，延长电机的使用寿命。其中，垫片500起到缓冲和减震的作用，能够降低电机运转过程中可能产生的噪音和振动，提供更加安静和稳定的运行环境。

本申请第三个方面的实施例提供了一种冷却润滑装置700，包括齿轮箱800以及上述任一实施例的电机，电机的电机轴100远离电机的油道2001的一端伸进齿轮箱800内与齿轮箱800内的齿轮传动连接，电机的第一凹槽201远离油道2001的一端与齿轮箱800连通，在电机的驱动下，油道2001内的介质沿第一凹槽201输送至齿轮箱800内。齿轮箱800是机械设备中常用的传动部件，其内部的齿轮在传动过程中容易产生大量的热量，在电机启动的情况下，电机轴100随之进行自动旋转从而将润滑油从油道2001中输送至齿轮箱800内，这种自动化的润滑方式结构更加简单，相对主动润滑构型，可以降低电动泵功率，节省能耗，节约成本；针对被动润滑构型，可以解决电驱总成侧倾工况单侧无法润滑造成的总成损坏的后果。

可以理解的是，上述的电机轴100用于将电机油道2001内的润滑油输送至齿轮箱800的一端，由于电机轴100布置在一级传动的输入端，具有较高的转速，使得泵油的流量也可以得到很好保障，从而实现更加高效和可靠的润滑效果，减小齿轮的摩擦损耗，提高传动效率，同时延长齿轮的使用寿命。

在某些实施例中，冷却润滑装置700还包括油底壳600和油泵，油底壳600与电机壳体200相连，油底壳600用于储存油液，油泵被配置为将油底壳600储存的油液输送至油道2001内。通过设置油底壳600和油泵，可以将润滑油从油底壳600中泵送至油道2001中，再通过电机的作用将润滑油输送至齿轮箱800内进行冷却和润滑，进行循环利用，提高了润滑油的利用率和系统的可持续性。油底壳600用于储存大量的润滑油，可以满足长时间或大量润滑的需求。同时，由于油底壳600与电机壳体200相连，可以作为一个保护装置，对电机和齿轮箱800起到一定的保护作用，避免外部杂质或水分进入其中。

其中，油底壳600是曲轴箱的下半部，又可称为下曲轴箱，油底壳600的作用是封闭曲轴箱作为贮油槽的外壳，防止杂质进入，并收集和储存由车辆内各摩擦表面流回的润滑油，散去部分热量，防止润滑油氧化。

本申请第四个方面的实施例提供了一种车辆的电驱系统，包括上述任一实施例的冷却润滑装置700。

具体地，电驱动系统中主要由电机系统、传动系统、冷却润滑系统、操纵系统、控制器系统等组成。其中冷却润滑系统在整个电驱动系统中起到给电驱系统提供冷却和润滑的功能，是实现提高效率，保证电驱系统正常运行不可缺少的组成部分。其中，可以将冷却润滑装置700应用于分布式电驱系统上，有利于实现车辆的电驱动总成的高速化，集成化，小型化，高效率。

将上述任一实施例的冷却润滑装置700应用于冷却润滑系统中，由于上述的电机轴100会随着电机启动而同步旋转，旋转过程中能同步将电机内的油液输送至轴齿系统内，从而具备稳定可靠地输送润滑油的功能，例如在车辆在高速环道等车辆侧倾的情况下也能将也能实现有效输送油液，有效地提高了车辆润滑系统的润滑效果，延长了电驱系统的使用寿命。而且具有输送油液的电机轴100布置在电驱系统的第一级传动的输入端，具有较高的转速，使得泵油的流量也可以得到很好保障。

本申请第五个方面的实施例提供了一种车辆，包含车体和设于所述车体上的电驱系统，所述电驱系统为上述任一实施例所述的电驱系统，从而具有上述全部有益效果，在此不再赘述。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种电机轴，其特征在于，包括：

电机轴体，所述电机轴体内设置有沿轴向贯穿的通孔；

导杆，所述导杆穿设于所述通孔内，所述导杆上设置有沿轴向螺旋延伸的第一凹槽，所述导杆与所述电机轴体固定连接，以在所述电机轴体旋转的情况下随着所述电机轴体一起旋转，所述第一凹槽用于在所述导杆旋转的过程中轴向地驱动所述第一凹槽内的介质。

2.根据权利要求1所述的电机轴，其特征在于，

所述导杆为螺杆，所述导杆包含杆体和凸筋，所述凸筋相对于所述杆体的外周表面凸起地设置并且沿着所述杆体的轴向螺旋延伸，所述凸筋与所述杆体的表面围合出所述第一凹槽。

3.根据权利要求1所述的电机轴，其特征在于，

所述导杆包括杆体，所述杆体穿设于所述通孔内，所述杆体与所述通孔抵靠或间隙配合，所述杆体的周侧面上凹陷形成所述第一凹槽。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的电机轴，其特征在于，

所述通孔的内表面上设置有轴向螺旋延伸的第二凹槽，所述第二凹槽与所述第一凹槽取向相同且相对设置，以围合出沿轴向螺旋延伸的通道。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的电机轴，其特征在于，

所述电机轴体与所述导杆焊接固定。

6.根据权利要求1至3任意一项所述的电机轴，其特征在于，

所述导杆与所述电机轴体这两者中的一者设有限位槽，所述导杆与所述电机轴体这两者中的另一者设有凸块，所述凸块嵌入所述限位槽内，当所述电机轴体旋转，通过所述凸块与所述限位槽抵靠以带动所述导杆旋转。

7.一种电机，其特征在于，包括：

电机壳体，所述电机壳体设有油道；

定子和转子，所述定子和转子设置在所述电机壳体内；

所述转子包含如权利要求1至6任意一项所述的电机轴，所述电机轴的第一凹槽的轴向一端与所述油道连通，所述电机轴能将所述油道内的介质沿所述第一凹槽进行输送。

8.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，还包含：

轴承和垫片，所述轴承与所述电机壳体相连，所述电机轴的外表面嵌套于所述轴承的轴孔内，所述垫片装设于所述电机轴上，并抵靠于所述轴承与所述电机壳体之间。

9.一种冷却润滑装置，其特征在于，包括齿轮箱以及如权利要求7或8所述的电机，所述电机的电机轴远离所述电机的油道的一端伸进所述齿轮箱内与所述齿轮箱内的齿轮传动连接，所述电机的第一凹槽远离所述油道的一端与所述齿轮箱连通，在所述电机的驱动下，所述油道内的介质沿所述第一凹槽输送至所述齿轮箱内。

10.根据权利要求9所述的冷却润滑装置，其特征在于，

所述冷却润滑装置还包括油底壳和油泵，所述油底壳与所述电机壳体相连，所述油底壳用于储存油液，所述油泵被配置为将所述油底壳储存的油液输送至所述油道内。

11.一种电驱系统，其特征在于，包括如权利要求9或10所述的冷却润滑装置。

12.一种车辆，其特征在于，包含车体和设于所述车体上的电驱系统，所述电驱系统为如权利要求11所述的电驱系统。