CN210118419U - 一种集成式驱动电桥 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种集成式驱动电桥，包括壳体、电机、减速器以及PEU部件，减速器的输入轴与电机的轴一体成型形成输入轴，输入轴通过轴承设置在壳体内，输入轴一端设有转子硅钢片，另一端设有第一齿轮，壳体内还通过轴承设有中间轴和减速器组件，中间轴上设有第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮啮合，中间轴上还设有第三齿轮，减速器组件上设有减速器齿轮圈，第三齿轮与减速器齿轮圈啮合。本实用新型的目的是提出一种电机、减速器以及PEU集成一体设计，动力系采用平行式结构，电机轴与减速器输入轴为一体结构，减速器壳体、电机壳体为一体结构，此设计可有效减少安装空间及安装难度，降低了产品的总重量，有效降低制造成本。

Description

一种集成式驱动电桥

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车驱动总成，特别是涉及一种新能源车的集成式驱动电桥。

背景技术

新能源汽车的驱动系统一般由电机、减速器、PEU等构成的电驱动桥组成。电机将电能转化为机械能为车辆提供动力，再通过减速器将电机的转速降低，同时将电机的输出扭矩放大，实现减速增扭的作用，使车辆能够在一定转速范围内和一定驱动力下运行。

目前这三个关键部件叠加安装造成空间大，增加了整车布置难度，三个部件三个供应商(至少2家)工作上难协调，出现多重接口，安装误差大，传递效率低，产生振动噪声，增加了额外成本。

另外，现有的驱动电桥结构紧凑，因其结构设计，其中的润滑系统往往无法充分润滑对应部件，尤其是减速器的空腔内，润滑油路复杂，很难对轴承尤其是输入轴的轴承充分润滑。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的是提供一种结构紧凑、安装方便、部件润滑效果好且成本低的集成式驱动电桥。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下的技术方案：

一种集成式驱动电桥，包括壳体、电机以及分别设置在电机两端的减速器和PEU部件，所述壳体包括减速器第一半壳和电机减速器一体式壳体，所述减速器的输入轴与电机的轴一体成型形成输入轴，所述输入轴通过轴承设置在壳体内，所述输入轴一端设有转子硅钢片，另一端设有第一齿轮，所述壳体内还通过轴承设有中间轴和减速器组件，所述中间轴上设有第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮啮合，所述中间轴上还设有第三齿轮，所述减速器组件上设有减速器齿轮圈，第三齿轮与减速器齿轮圈啮合。

作为优选方案：所述电机减速器一体式壳体包括一体成型的电机壳体和减速器第二半壳，所述电机壳体整体为圆筒状，且电机壳体的外壁上沿轴向间隔设有多道散热筋，电机壳体的外壁上沿周向设有多道纵向加强筋，且纵向加强筋延伸至减速器第二半壳，所述电机壳体外侧壁与第二减速器半壳端面之间还设有多道三角加强筋。

作为优选方案：所述减速器第一半壳与减速器第二半壳之间设有输入轴腔、中间轴腔和输出轴腔，所述中间轴腔和输出轴腔用来安装轴承的端面上分别设有第一导油槽和第二导油槽，位于减速器第一半壳内壁上的输入轴腔部分还设有第三导油槽，所述输入轴腔、中间轴腔的外侧还设有U型加强筋，U型加强筋的开口处位于壳体中部，减速器第二半壳上输出轴腔与壳体内壁之间还设有向内凸起的鼓包。

作为优选方案：所述输入轴的两端分别设有第一轴承、第三轴承，所述输入轴的中部设有第二轴承，所述中间轴的两端分别设有第四轴承、第五轴承，所述第四轴承位于第二轴承的内侧，且第四轴承与第二轴承沿轴向部分重叠设置，所述第五轴承位于第三轴承的外侧，且第五轴承与第三轴承沿轴向部分重叠设置。

作为优选方案：所述输入轴上位于转子硅钢片与第一齿轮之间还设有轴承安装块，所述轴承安装块与输入轴一体成型，所述第一齿轮通过热套、花键配合或者键槽配合的方式安装在输入轴上。

作为优选方案：所述输入轴的两端分别为用来安装第一轴承的第一轴段和用来安装第三轴承的第二轴段，且第一轴段和第二轴段均为台阶状圆柱，所述第一轴段和第二轴段上均设有卡簧，第一轴承、第三轴承分别通过卡簧和台阶面来限位。

作为优选方案：所述轴承安装块一侧的输入轴为第三轴段，所述第三轴段成台阶状，所述第一齿轮包括一体成型的齿圈和半轴套管，所述齿圈固定在第三轴段上且齿圈的一侧与第三轴段的台阶面相抵，所述半轴套管位于齿圈的另一侧且成台阶状，所述第三轴承设置在半轴套管上，且第三轴承通过台阶面和卡簧限位。

作为优选方案：所述轴承安装块一侧的输入轴为第三轴段，所述第一齿轮包括一体成型的齿圈和轴套管，齿圈位于轴套管外侧中部，所述轴套管固定在第三轴段上，且轴套管外端成台阶状，所述第三轴承设置在轴套管外端上，且通过台阶面与卡簧限位。

作为优选方案：所述输入轴上位于转子硅钢片与第一齿轮之间还设有轴承安装块，所述轴承安装块通过热套、花键配合或者键槽配合的方式安装在输入轴上，所述第一齿轮与输入轴一体成型。

作为优选方案：所述输入轴上还设有凸起的定位段，所述轴承安装块固定在定位段上，所述轴承安装块的一端设有凸环，且凸环的外壁上设有凹槽，所述轴承安装块位于凸环的一侧为用来安装第二轴承的支撑部。

本实用新型的目的是提出一种电机、减速器以及PEU集成一体设计，动力系采用平行式结构，电机轴与减速器输入轴为一体结构，减速器壳体、电机壳体为一体结构，此设计可有效减少安装空间及安装难度，降低了产品的总重量，有效降低制造成本。另外，在电机减速器一体式壳体于减速器第二半壳之间形成的腔体的轴承安装面上设有多个导油槽，提高了部件尤其是轴承的润滑效果。

附图说明

图1为集成式驱动电桥的整体结构示意图；

图2为集成式驱动电桥的的传动原理示意图；

图3为电机减速器一体式壳体一个角度的结构示意图；

图4为电机减速器一体式壳体另一个角度的结构示意图；

图5为电机减速器一体式壳体一个角度的润滑结构示意图；

图6为电机减速器一体式壳体另一个角度的润滑结构示意图；

图7为减速器第一半壳的润滑结构示意图；

图8为输入轴的结构示意图；

图9为输入轴的齿轮可能发生加工干涉的示意图；

图10为输入轴与齿轮的第一种安装结构示意图；

图11为图10的剖面结构示意图；

图12为输入轴与齿轮的第二种安装结构示意图；

图13为图12的剖面结构示意图；

图14为输入轴与齿轮的第三种安装结构示意图；

图15为图14的剖面结构示意图；

图16为输入轴与轴承安装块的安装结构示意图；

图17为图16的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1和图2所示的一种集成式驱动电桥，包括壳体、电机2以及分别设置在电机2两端的减速器1和PEU部件3，所述壳体包括减速器第一半壳10和电机减速器一体式壳体20，所述减速器1的输入轴与电机2的轴一体成型形成输入轴4，所述输入轴4通过轴承设置在壳体内，所述输入轴4一端设有转子硅钢片5，另一端设有第一齿轮41，所述壳体内还通过轴承设有中间轴6和减速器组件7，所述中间轴6上设有第二齿轮61，第二齿轮61与第一齿轮41啮合，所述中间轴6上还设有第三齿轮62，所述减速器组件7上设有减速器齿轮圈71，第三齿轮62与减速器齿轮圈71啮合。

本实用新型的集成式驱动电桥提出一种电机、减速器以及PEU集成一体设计，动力系采用平行式结构，电机轴与减速器的输入轴为一体结构，减速器壳体、电机壳体为一体结构，此设计可有效减少安装空间及安装难度，降低了产品的总重量，有效降低制造成本。

如图3和图4所示，所述电机减速器一体式壳体20包括一体成型的电机壳体和减速器第二半壳，所述电机壳体整体为圆筒状，直径为150mm-165mm，用于与电机定子的过盈配合，过盈配合的直径过盈量为0.2mm-0.3mm，保证了驱动电桥的承载能力，结构简单，具有较强的安全性；且电机壳体的外壁上沿轴向间隔设有多道散热筋21，壳体散热筋的设计，是考虑整车行驶方向也即壳体迎风方向时壳体对空气流体的导流特性、对于不同的布置进行了仿真分析，对比了纵向筋方案和横向筋等方案，分析了散热效果，并且结合壳体铸造工艺布置了横向筋，筋宽度3mm-5mm，高度10mm-15mm，筋与筋之间间隔12mm-18mm，壳体上筋个数为11-15个，足电机的散热需求。

电机壳体的外壁上沿周向设有多道纵向加强筋22，且纵向加强筋22延伸至减速器第二半壳，电机减速器一体式壳纵向加强筋个数为1-3个，纵向加强筋厚度5mm-8mm，高度10mm-15mm，纵向贯穿于电机壳体和减速器第二半壳部分，一方面可以提高壳体的强度及刚度，另一方面兼顾了壳体的铸造成型工艺要求。

所述电机壳体外侧壁与减速器第二半壳端面之间还设有多道三角加强筋23。将电机壳体与减速器第二半壳铸造成一体，之间使用3-5mm厚的三角加强筋，三角加强筋沿电机壳体纵向布置，与减速器第二半壳外侧加强筋融合，三角加强筋有效的提高了壳体的散热效率，并提高了壳体的强度；此筋可以依据不同的强度刚度要求调整筋高度与筋布置形式，筋个数为3-6个。

所述电机壳体内壁下部沿周向设有多个格栅式凹槽24，相邻格栅式凹槽24之间设有分隔加强筋25，所述电机壳体内壁上还设有用于定子的轴向定位的限位凸环26，所述限位凸环26位于格栅式凹槽24上部。电机减速器一体式壳体省去了传统减速器和电机的法兰连接面，在原先连接空间位置处设计成格栅式凹槽24，格栅式凹槽的深度为30mm-45mm，格栅式凹槽位置需留有分隔加强筋25为10-15个，分隔加强筋25厚度为3mm-5mm，在保证强度的同时有效的减少了重量，提高了铸造的工艺性，解决了铸造中易出现的缩孔、缩松、砂眼等缺陷。

所述电机壳体的外侧壁上还设有吊环27，所述吊环27与电机减速器一体式壳体20一体铸造成型，吊环27的厚度大于5mm，吊环27中部设有通孔，所述通孔的孔径为12mm—18mm。吊环距离电机端盖法兰80mm—95mm，一体式铸造可以省去分体式设计单独吊环的零件成本与产线装配成本。

电机减速器一体式壳体简化了电机壳体与减速器壳体之间的连接方式，提高了安装的便捷性，同时节省了整车安装空间，减轻了驱动电桥的重量，且集成式可在原先两个壳体基础上增加融合的加强筋，提高了结构的强度。

如图5、图6和图7所示，所述减速器第一半壳10与减速器第二半壳之间设有输入轴腔203、中间轴腔204和输出轴腔205，输入轴腔用于安装输入轴、中间轴腔用于安装中间轴，输出轴腔用于安装减速器组件；所述中间轴腔204和输出轴腔205用来安装轴承的端面上分别设有第一导油槽207和第二导油槽208，位于减速器第一半壳10内壁上的输入轴腔203部分还设有第三导油槽103，所述输入轴腔203、中间轴腔204的外侧还设有U型加强筋209，U型加强筋209的开口处位于壳体中部，输入腔及中间轴腔外围铸造出的U型加强筋用来挡油，U型加强筋宽3mm-5mm，与安装平面高度差为3mm-5mm，用于引导润滑油流入输入轴腔；减速器第二半壳上输出轴腔205与壳体内壁之间还设有向内凸起的鼓包206，用于减少腔体体积，利于提高润滑油的使用率。

减速器第二半壳上位于U型加强筋209与内壁之间还设有集气腔210，集气腔中心与输入轴腔连线、输入轴腔203和中间轴腔204连线的垂直线形成夹角α，α角度值为22°-25°，配合通气塞使用可用于平衡壳体内的压力。集气腔长22mm-30mm，宽12-18mm，深25-35mm；所述集气腔210的顶部设有用来安装通气塞的螺栓孔211，所述集气腔210的一侧固定有挡油板，且集气腔210与挡油板之间还设有引气孔212。所述集气腔内部也可加工成迷宫结构与上述的用于装通气塞的螺栓孔配合使用。

所述第一导油槽207、第二导油槽208、第三导油槽103均为两个，且两个第一导油槽207、两个第二导油槽208、两个第三导油槽103均成间隔180°分布，第一导油槽、第二导油槽、第三导油槽均宽5mm-7mm，用于引导润滑油流入轴承腔体。上述润滑结构比较简单，但能有效润滑各个轴承腔。

如图2所示，所述输入轴4的两端分别设有第一轴承42、第三轴承44，所述输入轴的中部设有第二轴承43，第一轴承42、第二轴承43、第三轴承44形成3支点结构，通过控制轴承与轴、轴承与轴承座配合间隙，保证无过约束；所述中间轴6的两端分别设有第四轴承63、第五轴承64，所述第四轴承63位于第二轴承43的内侧，且第四轴承63与第二轴承43沿轴向部分重叠设置，所述第五轴承64位于第三轴承44的外侧，且第五轴承64与第三轴承44沿轴向部分重叠设置。

所述输入轴为集成式一体设计，即将电机轴与减速器的输入轴设计为一体，可将原先支撑两个轴的4个轴承减为3个，同时减去了电机轴和减速器的输入轴的机械传动连接；通过调整壳体的输入轴腔和中间轴腔，使第二轴承43、第四轴承63成并排设计，即两个轴承呈左右布置，可有效减小输入轴和中间轴的中心距，进而可减少差速器与输入轴的中心距，进而减少总成的径向外廓尺寸。

所述第一轴承42、第二轴承43、第三轴承44均为球轴承，或者依次为球轴承、锥轴承和滚针轴承；所述第四轴承63、第五轴承64均为球轴承，或者均为锥轴承。所述减速器组件7的两端分别设有第六轴承72和第七轴承73，且第六轴承72和第七轴承73均为球轴承或者均为锥轴承。

上述结构是一种集成式驱动电桥中轴承的轴向并排的设计布局方式，输入轴为集成式设计，简化了结构，便于安装同时提高了结构强度降低了噪声，同时将电机大端轴承与中间轴左轴承进行并排设计，此种布置方式可有效减少轴系的径向空间，尤其利于减少减速器的径向布置空间。

如图9所示，在加工驱动电机齿轮轴，在对齿轮进行精磨时，砂轮会与安装电机的轴承安装块的轴段干涉，造成轴承安装块的轴段功能缺失，影响对配零件(如轴承，油封等)的正常应用，故为避免上述问题，输入轴采用齿轮独立制造后与输入轴装配的结构，或者采用轴承安装块独立制造后与输入轴装配的结构，前者的具体结构如下：

如图8所示，所述输入轴4上位于转子硅钢片5与第一齿轮41之间还设有轴承安装块45，所述轴承安装块45与输入轴4一体成型，所述第一齿轮41通过热套、花键配合或者键槽配合的方式安装在输入轴4上，可有效降低维护成本；第一齿轮与输入轴的具体安装方式包括以下三种结构。

第一种结构如图10和图11所示，所述轴承安装块45一侧的输入轴4为第三轴段410，所述第三轴段410成台阶状，所述第一齿轮41包括一体成型的齿圈和半轴套管411，所述齿圈固定在第三轴段410上且齿圈的一侧与第三轴段410的台阶面相抵，所述半轴套管411位于齿圈的另一侧且成台阶状，所述第三轴承44设置在半轴套管411上，且第三轴承44通过台阶面和卡簧限位。

第二种结构如图12和图13所示，所述轴承安装块45一侧的输入轴4为第三轴段410，所述第一齿轮41包括一体成型的齿圈和轴套管412，齿圈位于轴套管412外侧中部，所述轴套管412固定在第三轴段410上，且轴套管412外端成台阶状，所述第三轴承44设置在轴套管412外端上，且通过台阶面与卡簧限位。

第三种结构图14和图15所示，所述输入轴4的两端分别为用来安装第一轴承42的第一轴段47和用来安装第三轴承44的第二轴段48，且第一轴段47和第二轴段48均为台阶状圆柱，所述第一轴段47和第二轴段48上均设有卡簧，第一轴承42、第三轴承44分别通过卡簧和台阶面来限位。

轴承安装块独立制造后与输入轴装配的的具体结构如下：

如图16和图17所示，所述输入轴4上位于转子硅钢片5与第一齿轮41之间还设有轴承安装块45，所述轴承安装块45通过热套、花键配合或者键槽配合的方式安装在输入轴4上，所述第一齿轮41与输入轴4一体成型。

所述输入轴4上还设有凸起的定位段454，所述轴承安装块45固定在定位段454上，所述轴承安装块45的一端设有凸环452，且凸环452的外壁上设有凹槽451，所述轴承安装块45位于凸环452的一侧为用来安装第二轴承43的支撑部453。

所述输入轴4的轴心设有盲孔49，用于对结构减材料，降低结构重量。所述输入轴4的侧壁上还设有用于硅钢片周向定位的定位槽46。

上述电机齿轮轴分段设计的2种方案，设计方案1:即将齿轮段与轴段设计成两部分，两部分轴可以通过热套、花键配合、键槽配合等方式进行连接，有效的解决了加工干涉的问题，且齿轮段集成一侧的轴承段，增加了齿轮段和轴段的结合长度，同时在齿轮使用过程中如发生故障，可单独更换齿轮段，而主体轴段可继续使用，降低了维修的成本。设计方案2:将电机轴承安装块的轴段从轴主体中分离出设计一段内空轴套，成为两段轴，分别加工，避免精磨干涉问题。两部分轴可以通过热套、花键配合、键槽配合等方式进行连接，有效的解决了加工干涉的问题。

综上所述，将电机轴与减速器的输入轴两根轴设计为一体，简化了电机输出轴与减速器输入轴之间的连接方式，提高了安装的便捷性，同时节省了驱动电桥的空间尺寸，减轻了驱动电桥的重量，且集成式轴设计可减少轴承使用数量，从4个降至3个，降低了产品成本。

应当指出，以上实施例仅是本实用新型的代表性例子。本实用新型还可以有许多变形。凡是依据本实用新型的实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种集成式驱动电桥，其特征在于：包括壳体、电机（2）以及分别设置在电机（2）两端的减速器（1）和PEU部件（3），所述壳体包括减速器第一半壳（10）和电机减速器一体式壳体（20），所述减速器（1）的输入轴与电机（2）的轴一体成型形成输入轴（4），所述输入轴（4）通过轴承设置在壳体内，所述输入轴（4）一端设有转子硅钢片（5），另一端设有第一齿轮（41），所述壳体内还通过轴承设有中间轴（6）和减速器组件（7），所述中间轴（6）上设有第二齿轮（61），第二齿轮（61）与第一齿轮（41）啮合，所述中间轴（6）上还设有第三齿轮（62），所述减速器组件（7）上设有减速器齿轮圈（71），第三齿轮（62）与减速器齿轮圈（71）啮合。

2.根据权利要求1所述的一种集成式驱动电桥，其特征在于：所述电机减速器一体式壳体（20）包括一体成型的电机壳体和减速器第二半壳，所述电机壳体整体为圆筒状，且电机壳体的外壁上沿轴向间隔设有多道散热筋（21），电机壳体的外壁上沿周向设有多道纵向加强筋（22），且纵向加强筋（22）延伸至减速器第二半壳，所述电机壳体外侧壁与第二减速器半壳端面之间还设有多道三角加强筋（23）。

3.根据权利要求2所述的一种集成式驱动电桥，其特征在于：所述减速器第一半壳（10）与减速器第二半壳之间设有输入轴腔（203）、中间轴腔（204）和输出轴腔（205），所述中间轴腔（204）和输出轴腔（205）用来安装轴承的端面上分别设有第一导油槽（207）和第二导油槽（208），位于减速器第一半壳（10）内壁上的输入轴腔（203）部分还设有第三导油槽（103），所述输入轴腔（203）、中间轴腔（204）的外侧还设有U型加强筋（209），U型加强筋（209）的开口处位于壳体中部，减速器第二半壳上输出轴腔（205）与壳体内壁之间还设有向内凸起的鼓包（206）。

4.根据权利要求1所述的一种集成式驱动电桥，其特征在于：所述输入轴（4）的两端分别设有第一轴承（42）、第三轴承（44），所述输入轴的中部设有第二轴承（43），所述中间轴（6）的两端分别设有第四轴承（63）、第五轴承（64），所述第四轴承（63）位于第二轴承（43）的内侧，且第四轴承（63）与第二轴承（43）沿轴向部分重叠设置，所述第五轴承（64）位于第三轴承（44）的外侧，且第五轴承（64）与第三轴承（44）沿轴向部分重叠设置。

5.根据权利要求1所述的一种集成式驱动电桥，其特征在于：所述输入轴（4）上位于转子硅钢片（5）与第一齿轮（41）之间还设有轴承安装块（45），所述轴承安装块（45）与输入轴（4）一体成型，所述第一齿轮（41）通过热套、花键配合或者键槽配合的方式安装在输入轴（4）上。

6.根据权利要求5所述的一种集成式驱动电桥，其特征在于：所述输入轴（4）的两端分别为用来安装第一轴承（42）的第一轴段（47）和用来安装第三轴承（44）的第二轴段（48），且第一轴段（47）和第二轴段（48）均为台阶状圆柱，所述第一轴段（47）和第二轴段（48）上均设有卡簧，第一轴承（42）、第三轴承（44）分别通过卡簧和台阶面来限位。

7.根据权利要求6所述的一种集成式驱动电桥，其特征在于：所述轴承安装块（45）一侧的输入轴（4）为第三轴段（410），所述第三轴段（410）成台阶状，所述第一齿轮（41）包括一体成型的齿圈和半轴套管（411），所述齿圈固定在第三轴段（410）上且齿圈的一侧与第三轴段（410）的台阶面相抵，所述半轴套管（411）位于齿圈的另一侧且成台阶状，所述第三轴承（44）设置在半轴套管（411）上，且第三轴承（44）通过台阶面和卡簧限位。

8.根据权利要求6所述的一种集成式驱动电桥，其特征在于：所述轴承安装块（45）一侧的输入轴（4）为第三轴段（410），所述第一齿轮（41）包括一体成型的齿圈和轴套管（412），齿圈位于轴套管（412）外侧中部，所述轴套管（412）固定在第三轴段（410）上，且轴套管（412）外端成台阶状，所述第三轴承（44）设置在轴套管（412）外端上，且通过台阶面与卡簧限位。

9.根据权利要求1所述的一种集成式驱动电桥，其特征在于：所述输入轴（4）上位于转子硅钢片（5）与第一齿轮（41）之间还设有轴承安装块（45），所述轴承安装块（45）通过热套、花键配合或者键槽配合的方式安装在输入轴（4）上，所述第一齿轮（41）与输入轴（4）一体成型。

10.根据权利要求9所述的一种集成式驱动电桥，其特征在于：所述输入轴（4）上还设有凸起的定位段（454），所述轴承安装块（45）固定在定位段（454）上，所述轴承安装块（45）的一端设有凸环（452），且凸环（452）的外壁上设有凹槽（451），所述轴承安装块（45）位于凸环（452）的一侧为用来安装第二轴承（43）的支撑部（453）。

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