CN208149056U - 一种纯电动汽车的驱动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种纯电动汽车的驱动系统，涉及新能源汽车领域，包括直驱离合器组件、驱动电机转子组件、驱动电机定子组件、减速离合器组件、行星轮系统组件、减速离合器轴推系统组件、驱动电机外盖组件、减速离合器控制系统组件、系统主轴部件、轮毂部件、驱动系统控制组件；驱动电机包括所述驱动电机转子组件、所述驱动电机定子组件和所述驱动电机外盖组件。本实用新型根据车速传感器计算行车速度，将行车速度作为判断直驱离合器与减速离合器的相互切换依据，实现轮毂、驱动电机及其电机控制系统、减速器的高度集成，使得汽车驱动更为顺畅，轮毂转速得以保证，达到省电效果。

Description

一种纯电动汽车的驱动系统

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种纯电动汽车的驱动系统。

背景技术

现今，电动汽车驱动系统主要分为三类：第一类沿用传统汽车结构，内燃机被电机取代，力矩通过变速箱，经离合器传入轮毂，该结构传动效率低下，空间和重量较大，且不利于电池包布置；第二类为轮边电机驱动方案，此方案集成电机、减速器与轮轴，力矩传输较为直接，传输损耗低，集成度较高，重量轻，空间释放率高，有利于电池包布置；第三类为轮毂电机方式，驱动电机、控制系统与轮毂融为一体，结构紧凑，但开发成本较高、温度高、工作环境恶劣、减速器难以安装等缺点加大了驱动电机承受力，目前也仅有部分车企试制出样机。

新一代纯电动汽车驱动系统特点为传输直接从而加大电机工效；变速器的安装有利于汽车在起步及高负载时运行，使驱动电机省力省电；安装简单，集成度高且质量较小；考虑电池包布置空间。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是如何实现轮毂、驱动电机及其电机控制系统、减速器的高度集成。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种纯电动汽车的驱动系统，包括直驱离合器组件、驱动电机转子组件、驱动电机定子组件、减速离合器组件、行星轮系统组件、减速离合器轴推系统组件、驱动电机外盖组件、减速离合器控制系统组件、系统主轴部件、轮毂部件、驱动系统控制组件；驱动电机包括所述驱动电机转子组件、所述驱动电机定子组件和所述驱动电机外盖组件；

所述直驱离合器组件包括推力销，第一主动轮离合器片，第一从动轮离合器片，主动轮，离合器压板和第一弹簧；所述驱动电机转子组件包括电机转动轴套，第一滚珠轴承，驱动电机轴，销，第二滚珠轴承，第三滚珠轴承，转子，永磁体和U型隔离器；所述驱动电机定子组件包括定子支架，定子线圈，驱动电机后盖和电源供给；所述减速离合器组件包括行星齿轮座，减速离合器压板，第二弹簧，切换推拉板，第二主动轮离合器片和第二从动轮离合器片；所述行星轮系统组件包括行星齿轮，滚动轴承和轴杆；所述减速离合器轴推系统组件包括减速离合器推板，轴向移动控制件，第四滚珠轴承，第一挡圈和第二挡圈；所述驱动电机外盖组件包括驱动电机外盖，驱动电机垫圈，驱动电机端盖；所述减速离合器控制系统组件包括减速器外盖，行星轮系统齿圈，滑动内套，限制件，轴向驱动齿轮，传动齿轮组，传动齿轮轴，蜗杆齿轮和控制电机；所述系统主轴部件包括系统主轴；所述轮毂部件包括轮毂盖，轮毂和轮框；

所述驱动电机，设于所述轮毂的其中一侧，其所述转子与所述电机转动轴套刚性连接；所述电机转动轴套，与所述轮毂同轴，一端连于所述转子，另一段设有外齿，所述外齿与所述行星齿轮相互咬合；所述直驱离合器组件设于所述轮毂的空腔内；所述减速离合器组件，设于所述行星轮系统组件的一侧，所述第二主动轮离合器片的运行由所述行星齿轮座带动；所述减速器外盖，设于所述减速离合器轴推系统组件和所述行星轮系统组件外侧；所述轴向移动控制件的外表面设有传动螺纹，与所述减速离合器推板的内螺纹相互咬合；所述行星轮系统齿圈的内部设有内齿，与所述减速器外盖边缘相连，与所述行星齿轮的外齿相咬合。

进一步地，所述直驱离合器组件中的所述第一主动离合器片和所述第一从动离合器片的数量都大于等于一个。

进一步地，所述第一主动离合器片的内缘具有旋转对称性的凸起，外嵌于所述主动轮表面凹槽内，而受所述电机转动轴套驱动，所述第一从动离合器片的外缘凸起则内嵌于所述轮毂突槽内，而受到所述轮毂的从动阻力，所述第一从动离合器片的开闭通过分别位于离合器片组两侧的所述第一弹簧和所述推力销进行控制。

进一步地，所述减速离合器组件中的所述第二主动轮离合器片和所述第二从动轮离合器片的数量都大于等于一个。

进一步地，所述第二主动轮离合器片的外缘具有旋转对称性凸起，均内嵌于所述行星齿轮座的突槽内，而受到该所述行星齿轮座的驱动，且各所述第二从动轮离合器片的内缘凸起则外嵌于所述轮毂盖的凹槽内，从而得以驱动，所述该减速离合器组件通过设于其附近的所述减速离合器控制系统组件进行调节。

进一步地，所述减速离合器控制系统组件设于所述行星轮系统组件的一侧，通过位于所述减速离合器附近的所述控制电机，带动所述蜗杆齿轮及与所述蜗杆齿轮啮合的所述轴向传动齿轮组旋转，从而使得所述轴向移动控制件轴向运动，推动所述减速离合器推板实现对所述减速离合器的控制。

进一步地，所述减速离合器控制系统组件内的所述滑动内套固定于所述系统主轴，不做旋转移动的运动。

进一步地，所述电机转动轴套将作为所述行星轮系统组件内的中心齿轮。

进一步地，所述系统主轴部件还包括主轴螺母和离合器外盖。

进一步地，所述驱动系统控制组件包括控制系统外盖和控制系统电路板。

本实用新型提供的纯电动汽车的驱动系统是根据车速传感器计算行车速度，将行车速度作为判断直驱离合器与减速离合器的相互切换依据。在该汽车刚起步或高负载工况时，行车速度为零或较低，使直驱离合器不受弹簧压力而主从离合器片分离，而减速离合器通过压迫而闭合，驱动电机通过转动轴套，经行星轮减速系统产生较高扭力传递给轮毂，汽车驱动更为顺畅。当车速达到设定值时，启动减速离合器内控制马达，离合器推板推动离合切换单元使得直驱离合器受压迫而产生传动，届时减速离合器处于空转状态，轮毂通过转动轴套直接由电机转子驱动，轮毂转速得以保证，达到省电效果。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型的一个较佳实施例的立体分解图。

其中，1-1—推力销，1-2—第一主动轮离合器片，1-3—第一从动轮离合器片，1-4—主动轮，1-5—离合器压板，1-6—第一弹簧，2-1—电机转动轴套，2-2—第一滚珠轴承，2-3—驱动电机轴，2-4—销，2-5—第二滚珠轴承，2-6—第三滚珠轴承，2-7—转子，2-8—永磁体，2-9—U型隔离器，3-1—定子支架，3-2—定子线圈，3-3—驱动电机后盖，3-4—电源供给，4-1—行星齿轮座，4-2—减速离合器压板，4-3—第二弹簧，4-4—切换推拉板，4-5—第二主动轮离合器片，4-6—第二从动轮离合器片，5-1—行星齿轮，5-2—滚动轴承，5-3—轴杆，6-1—减速离合器推板，6-2—轴向移动控制件，6-3—第四滚珠轴承，6-4—第一挡圈，6-5—第二挡圈，7-1—驱动电机外盖，7-2—驱动电机垫圈，7-3—驱动电机端盖，8-1—减速器外盖，8-2—行星轮系统齿圈，8-3—滑动内套，8-4—限制件，8-5—轴向驱动齿轮，8-6—传动齿轮组，8-7—传动齿轮轴，8-8—蜗杆齿轮，8-9—控制电机，9-1—系统主轴，9-2—主轴螺母，9-3—离合器外盖，10-1—轮毂盖，10-2—轮毂，10-3—轮框，11-1—控制系统外盖，11-2—控制系统电路板。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本实用新型的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本实用新型可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本实用新型的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本实用新型并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

如图1所示，本实用新型提供的一种纯电动汽车的驱动系统，包括十一个部分，分别为直驱离合器组件、驱动电机转子组件、驱动电机定子组件、减速离合器组件、行星轮系统组件、减速离合器轴推系统组件、驱动电机外盖组件、减速离合器控制系统组件、系统主轴部件、轮毂部件、驱动系统控制组件。其中，直驱离合器组件包括推力销1-1，第一主动轮离合器片1-2，第一从动轮离合器片1-3，主动轮1-4，离合器压板1-5，第一弹簧1-6；驱动电机转子组件包括电机转动轴套2-1，第一滚珠轴承2-2，驱动电机轴2-3，销2-4，第二滚珠轴承2-5，第三滚珠轴承2-6，转子2-7，永磁体2-8，U型隔离器2-9；驱动电机定子组件包括定子支架3-1，定子线圈3-2，驱动电机后盖3-3，电源供给3-4；减速离合器组件包括行星齿轮座4-1，减速离合器压板4-2，第二弹簧4-3，切换推拉板4-4，第二主动轮离合器片4-5，第二从动轮离合器片4-6；行星轮系统组件包括行星齿轮5-1，滚动轴承5-2，轴杆5-3；减速离合器轴推系统组件包括减速离合器推板6-1，轴向移动控制件6-2，第四滚珠轴承6-3，第一挡圈6-4，第二挡圈6-5；驱动电机外盖组件包括驱动电机外盖7-1，驱动电机垫圈7-2，驱动电机端盖7-3；减速离合器控制系统组件包括减速器外盖8-1，行星轮系统齿圈8-2，滑动内套8-3，限制件8-4，轴向驱动齿轮8-5，传动齿轮组8-6，传动齿轮轴8-7，蜗杆齿轮8-8，控制电机8-9；系统主轴部件包括系统主轴9-1，主轴螺母9-2，离合器外盖9-3；轮毂部件包括轮毂盖10-1，轮毂10-2，轮框10-3；驱动系统控制组件包括控制系统外盖11-1，控制系统电路板11-2。

直驱离合器组件和减速离合器组件分别位于轮毂盖10-1的两侧，轮毂盖10-1与轮毂10-2刚性连接。在直驱离合器组件内部依次设有若干个(大于等于一个)第一主动离合器片1-2和第一从动离合器片1-3，第一主动离合器片1-2和第一从动离合器片1-3交错布置，就是一个第一主动离合器片1-2，然后跟着一个第一从动离合器片1-3，然后再是一个第一主动离合器片1-2，依次布置。若干个第一主动离合器片1-2和第一从动离合器片1-3的交错布置，就构成直驱离合器组件内部的离合器片整体。当直驱离合器组件受到第一弹簧1-6压迫而压紧离合器片整体时，电机驱动力则通过电机传动轴套2-1经主动轮1-4传递给轮毂10-2；而当该直驱离合器组件不受压迫，且第一主动轮离合器片1-2和第一从动轮离合器片1-3分离，主动轮1-4则处于空转状态。减速离合器组件与行星轮系统组件均处于轮毂10-2同一侧，当车速传感器感测行车速度较低时，调节控制电机8-9并推动减速离合器推板6-1与行星齿轮座4-1，此时减速离合器片被压紧(减速离合器片由第二主动轮离合器片4-5和第二从动轮离合器片4-6交错组成，一个第二主动轮离合器片4-5，然后跟着一个第二从动轮离合器片4-6，然后再是一个第二主动轮离合器片4-5，依次布置)，而在直驱离合器组件内，弹簧1-6的弹性力则被通过挤压推力销1-1和离合器压板1-5被抵消，第一主动轮离合器片1-2和第一从动轮离合器片1-3分离，由此，驱动电机的转子2-7产生的驱动力则通过电机转动轴套2-1经行星轮系统组件和减速离合器组件传递给轮毂10-2，由此得到较高驱动力。

其中驱动电机(包括驱动电机转子组件、驱动电机定子组件和驱动电机外盖组件)设于轮毂10-2一侧，转子2-7刚性连接电机转动轴套2-1，驱动电机轴2-3通过第一滚珠轴承2-2和第三滚珠轴承2-6中心固定，轮毂盖10-1和轮毂10-2组合体通过第二滚珠轴承2-5设于电机转动轴套2-1之上且与该电机转动轴套2-1同轴，由此轮毂10-2与电机转动轴套2-1能以不同转速旋转。在减速器外盖8-1内设有减速离合器控制系统组件、减速离合器轴推系统组件和行星轮系统组件。减速离合器控制系统组件设于行星轮系统组件的一侧，通过位于该减速离合器附近的控制电机8-9，带动蜗杆齿轮8-8及与蜗杆齿轮8-8啮合的轴向传动齿轮组8-6旋转，从而使得轴向移动控制件6-2轴向运动，推动减速离合器推板6-1实现对该减速离合器控制。减速器外盖8-1通过主轴螺母9-2与系统主轴9-1固锁于一体，则该减速器外盖8-1无旋转运动。轴向移动控制件6-2表面具有传动螺纹，内嵌于轴向驱动齿轮8-5，中心具有矩形沟槽而外嵌于滑动内套8-3，控制电机8-9的转动将驱动蜗轮蜗杆组(包括蜗杆齿轮8-8和传动齿轮组8-6)，牵动轴向驱动齿轮8-5。由于轴向驱动齿轮8-5中心固定于减速器外盖8-1，则该轴向驱动齿轮8-5受驱动力只做旋转运动，因此，轴向移动控制件6-2受传动螺纹作用而水平移动。第四滚珠轴承6-3外嵌套于轴向移动控制件6-2一侧，且该滚珠轴承6-3内嵌于减速离合器推板6-1，当轴向移动控制件6-2受力水平移动时，减速离合器推板6-1则通过挡圈(第一挡圈6-4和第二挡圈6-5)一并轴向移动。行星轮系统组件包括三个行星齿轮5-1，一个固定于外盖的行星轮系统齿圈8-2，行星齿轮座4-1以及具有齿轮的驱动电机转动轴套2-1。三个行星齿轮5-1如行星一般围绕中心齿轮旋转，三个行星齿轮5-1间隔120度，均匀分布于圆周上。中心齿轮为零件电机转动轴套2-1上面的带齿部分，该中心齿轮与电机转动轴套2-1轴套连成一体。行星齿轮轴杆5-3分别架设于行星齿轮座4-1和减速离合器推板6-1之间，并且行星齿轮轴杆5-3上设有滚动轴承5-2，行星齿轮座4-1受力于中心齿轮的驱动力而使其旋转，从而达到减速的目的，因此，行星轮系统组件的作用在于减速及传递从减速离合器推板6-1传递而来并给予减速离合器组件的轴向推力。

直驱离合器组件和减速离合器组件分别位于轮毂盖10-1的两侧，直驱离合器组件通过主动轮1-4提供直接驱动力，并且在该直驱离合器闭合状态下将驱动力直接传给轮毂10-2，而减速离合器组件通过行星齿轮座4-1提供直接驱动力，在该直驱离合器闭合时将驱动力经轮毂盖10-1后传递给轮毂10-2。

直驱离合器组件内具有若干个(大于等于一个)第一主动离合器片1-2和第一从动离合器片1-3，各第一主动离合器片1-2内缘具有旋转对称性凸起，外嵌于主动轮1-4表面凹槽内，而受电机转动轴套2-1通过销2-4驱动，且各第一从动离合器片1-3外缘凸起则内嵌于轮毂突槽内，而受到轮毂10-2的从动阻力。该直驱离合器组件的开闭通过分别位于离合器片组两侧的第一弹簧1-6和推力销1-1进行控制。

减速离合器组件内具有若干个(大于等于一个)第二主动轮离合器片4-5和第二从动轮离合器片4-6。各第二主动轮离合器片4-5外缘具有旋转对称性凸起，均内嵌于行星齿轮座4-1突槽内，而受到该行星齿轮座4-1驱动，且各第二从动轮离合器片4-6内缘凸起则外嵌于轮毂盖10-1凹槽内，从而得以驱动。该减速离合器组件通过设于其附近的减速离合器控制系统组件进行调节。

本实用新型将根据车速传感器计算行车速度，将其作为判断直驱离合器组件与减速离合器组件的相互切换依据。在该汽车刚起步或高负载工况时，行车速度为零或较低，使直驱离合器组件内弹簧1-6对离合器片的压迫力受到离合器压板1-5的推力而失效，而减速离合器组件通过压迫而闭合，驱动电机转子2-7通过电机转动轴套2-1，经行星轮系统组件传递较高扭力给轮毂10-12，从而使车辆驱动更为顺畅。当车速达到设定值时，启动减速离合器组件内调节控制电机8-9，推动切换推拉板4-4和推力销1-1使得直驱离合器组件受压迫而产生传动，届时减速离合器组件处于空转状态，轮毂10-2通过转动轴套2-1直接由驱动电机转子2-7驱动，轮毂转速得以提高，达到省电效果。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种纯电动汽车的驱动系统，其特征在于，包括直驱离合器组件、驱动电机转子组件、驱动电机定子组件、减速离合器组件、行星轮系统组件、减速离合器轴推系统组件、驱动电机外盖组件、减速离合器控制系统组件、系统主轴部件、轮毂部件、驱动系统控制组件；驱动电机包括所述驱动电机转子组件、所述驱动电机定子组件和所述驱动电机外盖组件；

所述直驱离合器组件包括推力销，第一主动轮离合器片，第一从动轮离合器片，主动轮，离合器压板和第一弹簧；所述驱动电机转子组件包括电机转动轴套，第一滚珠轴承，驱动电机轴，销，第二滚珠轴承，第三滚珠轴承，转子，永磁体和U型隔离器；所述驱动电机定子组件包括定子支架，定子线圈，驱动电机后盖和电源供给；所述减速离合器组件包括行星齿轮座，减速离合器压板，第二弹簧，切换推拉板，第二主动轮离合器片和第二从动轮离合器片；所述行星轮系统组件包括行星齿轮，滚动轴承和轴杆；所述减速离合器轴推系统组件包括减速离合器推板，轴向移动控制件，第四滚珠轴承，第一挡圈和第二挡圈；所述驱动电机外盖组件包括驱动电机外盖，驱动电机垫圈，驱动电机端盖；所述减速离合器控制系统组件包括减速器外盖，行星轮系统齿圈，滑动内套，限制件，轴向驱动齿轮，传动齿轮组，传动齿轮轴，蜗杆齿轮和控制电机；所述系统主轴部件包括系统主轴；所述轮毂部件包括轮毂盖，轮毂和轮框；

所述驱动电机，设于所述轮毂的其中一侧，其所述转子与所述电机转动轴套刚性连接；所述电机转动轴套，与所述轮毂同轴，一端连于所述转子，另一段设有外齿，所述外齿与所述行星齿轮相互咬合；所述直驱离合器组件设于所述轮毂的空腔内；所述减速离合器组件，设于所述行星轮系统组件的一侧，所述第二主动轮离合器片的运行由所述行星齿轮座带动；所述减速器外盖，设于所述减速离合器轴推系统组件和所述行星轮系统组件外侧；所述轴向移动控制件的外表面设有传动螺纹，与所述减速离合器推板的内螺纹相互咬合；所述行星轮系统齿圈的内部设有内齿，与所述减速器外盖边缘相连，与所述行星齿轮的外齿相咬合。

2.如权利要求1所述的纯电动汽车的驱动系统，其特征在于，所述直驱离合器组件中的所述第一主动离合器片和所述第一从动离合器片的数量都大于等于一个。

3.如权利要求1所述的纯电动汽车的驱动系统，其特征在于，所述第一主动离合器片的内缘具有旋转对称性的凸起，外嵌于所述主动轮表面凹槽内，而受所述电机转动轴套驱动，所述第一从动离合器片的外缘凸起则内嵌于所述轮毂突槽内，而受到所述轮毂的从动阻力，所述第一从动离合器片的开闭通过分别位于离合器片组两侧的所述第一弹簧和所述推力销进行控制。

4.如权利要求1所述的纯电动汽车的驱动系统，其特征在于，所述减速离合器组件中的所述第二主动轮离合器片和所述第二从动轮离合器片的数量都大于等于一个。

5.如权利要求1所述的纯电动汽车的驱动系统，其特征在于，所述第二主动轮离合器片的外缘具有旋转对称性凸起，均内嵌于所述行星齿轮座的突槽内，而受到该所述行星齿轮座的驱动，且各所述第二从动轮离合器片的内缘凸起则外嵌于所述轮毂盖的凹槽内，从而得以驱动，所述该减速离合器组件通过设于其附近的所述减速离合器控制系统组件进行调节。

6.如权利要求1所述的纯电动汽车的驱动系统，其特征在于，所述减速离合器控制系统组件设于所述行星轮系统组件的一侧，通过位于所述减速离合器附近的所述控制电机，带动所述蜗杆齿轮及与所述蜗杆齿轮啮合的所述轴向传动齿轮组旋转，从而使得所述轴向移动控制件轴向运动，推动所述减速离合器推板实现对所述减速离合器的控制。

7.如权利要求1所述的纯电动汽车的驱动系统，其特征在于，所述减速离合器控制系统组件内的所述滑动内套固定于所述系统主轴，不做旋转移动的运动。

8.如权利要求1所述的纯电动汽车的驱动系统，其特征在于，所述电机转动轴套将作为所述行星轮系统组件内的中心齿轮。

9.如权利要求1所述的纯电动汽车的驱动系统，其特征在于，所述系统主轴部件还包括主轴螺母和离合器外盖。

10.如权利要求1所述的纯电动汽车的驱动系统，其特征在于，所述驱动系统控制组件包括控制系统外盖和控制系统电路板。