CN211343796U - 解耦装置、动力系统和动力车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种解耦装置、动力系统和动力车辆，解耦装置包括轴套、外环、至少两个摩擦件和弹性元件，外环套设在轴套上，摩擦件沿径向可移动地设置在轴套和外环之间，弹性元件限位在摩擦件和外环之间并在径向上可伸缩，弹性元件径向向内偏置摩擦件，在解耦装置的转速小于等于预定转速时，摩擦件与轴套抵接；在转速大于预定转速时，摩擦件沿径向向外移动，与轴套分离。本实用新型提供的解耦装置，能够利用离心力随速度变化的原理，借助于在高速运行状态下的摩擦件与轴套的分离，实现轴套与外环的解耦分离，从而能够实现诸如BSG电机等动力装置的高速解耦。

Description

解耦装置、动力系统和动力车辆

技术领域

本实用新型涉及动力车辆技术领域，且更具体地涉及一种解耦装置、动力系统和动力车辆。

背景技术

现有的动力车辆的BSG电机通常其皮带轮与发动机的皮带轮通过皮带固定传动。BSG电机运行所需要的能量由高压电池包提供，当BSG电机转速过高时，会导致其产生较高的反电动势，使得控制器和/或电池装置损坏。当转速超过BSG电机承载极限时也会导致BSG电机损坏。为了解决上述问题，需要将BSG电机通过解耦装置解耦分离，而通常应用在诸如普通电机、发动机等动力装置上的诸如超越解耦器、超越皮带轮、离心式离合器等解耦装置，基本上是高速耦合，低速分离。考虑到在高速不发电状况下，BSG电机还是要同步运转，不仅会造成能量损失，并且会产生很大的反电动势，对电控或电池包产生危害或失效风险，由此，这些现有的解耦装置并不适用于BSG电机。

因此，需要一种解耦装置、动力系统和动力车辆，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

实用新型内容

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了至少部分地解决上述问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种解耦装置，其包括：

轴套；

外环，所述外环套设在所述轴套上，所述外环设置有第一配合部；

至少两个摩擦件，所述摩擦件与所述外环在径向上间隔开，并沿径向可移动地设置在所述轴套和所述外环之间，所述摩擦件设置有第二配合部，所述第二配合部与所述第一配合部相适配以传递扭矩；以及

弹性元件，所述弹性元件限位在所述摩擦件和所述外环之间并在径向上可伸缩，所述弹性元件径向向内偏置所述摩擦件，

其中，所述解耦装置构造成在所述解耦装置的转速小于等于预定转速时，所述摩擦件与所述轴套抵接；在所述转速大于所述预定转速时，所述摩擦件沿径向向外移动，与所述轴套分离。

根据本方案，能够利用离心力随速度变化的原理，在转速增大到预定转速时，弹性元件的压力小于摩擦件的离心力，使得借助于在高速运行状态下的摩擦件与轴套的分离，实现轴套与外环的解耦分离，从而能够实现诸如BSG电机等动力装置的高速解耦。

可选地，所述至少两个摩擦件沿周向布置并围成环形。

可选地，所述摩擦件的形状为弧形，所述摩擦件的内摩擦面与所述轴套的外摩擦面相适配；并且/或者

所述弹性元件的形状为弧形并在周向上呈波浪形状。

可选地，所述摩擦件设置有向内凹陷的凹槽，所述弹性元件接收在所述凹槽中。

可选地，所述第一配合部为径向向内凸出的凸部，所述第二配合部为接收孔，所述凸部接收在所述接收孔中；或者

所述第一配合部为接收孔，所述第二配合部为径向向外凸出的凸部，所述凸部接收在所述接收孔中。

可选地，包括至少两个所述弹性元件，至少两个所述弹性元件沿周向间隔布置并围成环形。

可选地，所述轴套的中部设置有轴套台阶部，所述摩擦件与所述轴套台阶部抵接，所述轴套台阶部的两侧均设置有轴承；所述摩擦件与所述轴套台阶部的两侧的所述轴承均抵接。

可选地，所述弹性元件为与所述摩擦件可分离的单独构件；或者

所述弹性元件为与所述摩擦件连接或一体成型的整体构件。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种动力系统，其包括：

BSG电机；

发动机，所述发动机的输出轴与所述BSG电机的输出轴经由传动件连接；

根据上述任一方面所述的解耦装置，所述解耦装置设置在所述发动机的输出轴和所述BSG电机的输出轴中的至少一个上；以及

电池装置，所述电池装置与所述BSG电机电连接。

根据本方案，动力系统的解耦装置能够实现诸如BSG电机等动力装置的高速解耦，从而能够提高整个动力系统的效率，降低能耗。高速解耦后，对于BSG电机而言，BSG电机停止运转，这样就不会产生反电动势，从而能避免BSG控制器和电池装置产生危害或失效风险，大幅提高电机的使用寿命。BSG电机在设计时，保证高速运转，不用兼顾低速运转，这样使得电机的转速范围收窄，电机效率大幅提升。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种动力车辆，其包括上述的动力系统。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施方式及其描述，用来解释本实用新型的装置及原理。在附图中，

图1为根据本实用新型的优选实施方式的动力系统的结构图；

图2为图1中解耦装置的立体图；

图3为图2所示的解耦装置的截面图；

图4为图2所示的解耦装置的分解图，其中移除了外环；

图5为图2所示的外环的立体图；

图6为图2所示的摩擦件的立体图；

图7为图2所示的弹性元件的立体图；

图8为图2所示的轴套的另一个实施方式的立体图。

附图标记说明

11：BSG电机 12：发动机

100：解耦装置 13：皮带轮

14：电池装置 15：皮带

16：BSG控制器 112：轴套台阶部

110：轴套 111：平键孔

211：花键孔 113：外摩擦面

121：外环台阶部 120：外环

122：挡圈槽 123：第一配合部

130：轴承 130a：第一轴承

130b：第二轴承 140：挡圈

140a：第一挡圈 140b：第二挡圈

150：摩擦件 151：第二配合部

152：内摩擦面 153：凹槽

160：弹性元件 160a：第一弹性元件

160b：第二弹性元件 161：波谷部

162：波峰部

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本实用新型。显然，本实用新型的施行并不限定于该技术领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式，不应当解释为局限于这里提出的实施方式。

应当理解的是，在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施方式并且不作为本实用新型的限制，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。本实用新型中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并非限制。

本实用新型中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。

以下，将参照附图对本实用新型的具体实施方式进行更详细地说明，这些附图示出了本实用新型的代表实施方式，并不是限定本实用新型。

如图1至图8所示，本实用新型提供了一种解耦装置100，用于动力车辆的动力系统。

如图1所示，动力系统包括BSG电机11、发动机12和电池装置14。BSG电机11的输出轴可以设置有解耦装置100，发动机12的输出轴可以设置有皮带轮13，通过作为传动件的皮带15连接这两个装置，从而BSG电机11能够启动发动机12，并且发动机12能够带动BSG电机11发电。可替代地，BSG电机11的输出轴可以设置有皮带轮13，解耦装置100可以设置在发动机12的输出轴上。本实施方式提供的解耦装置100能够应用至任一动力装置的动力输出轴上，动力装置不局限于电机和发动机。

电池装置14可以与BSG电机11电连接，为BSG电机11供电。BSG电机11发电产生的电能可以存储在电池装置14中。BSG电机11可以与BSG控制器16电连接，通过BSG控制器16控制BSG电机11。电池装置14可以与BSG控制器16电连接，以向其供电。

进一步，解耦装置100包括轴套110和外环120。轴套110用于与BSG电机11的输出轴连接，具体地，BSG电机11的输出轴能够穿入轴套110并与轴套110连接。在图4所示的轴套110的一个实施方式中，轴套110可以设置有平键孔111，借助于平键孔111与BSG电机11的输出轴连接。在图8所示的轴套110的一个实施方式中，轴套110可以设置有花键孔211，借助于花键孔211与BSG电机11的输出轴连接。当然，轴套110与BSG电机11的输出轴的连接结构不限于此，可以是任意合适结构。外环120能够套设在轴套110上。外环120的径向外部可以设置有轮槽，以便与皮带15连接。

如图3所示，轴套110的轴向尺寸与外环120的轴向尺寸大致相同，并且它们之间可以设置有轴承130，轴承130套设在轴套110上，以通过轴承130支撑外环120。轴套110的可以设置有轴套台阶部112，轴承130可以与轴套台阶部112的径向台阶面抵接。外环120的可以设置有外环台阶部121，轴承130可以与外环台阶部121的径向台阶面抵接。以此实施方式，可以限制轴套110和外环120在轴向上的移动。

在图示实施方式中，可以设置有两个轴承130，即第一轴承130a和第二轴承130b。第一轴承130a和第二轴承130b可以分别设置在轴套台阶部112的两侧，并与轴套台阶部112的两个径向台阶面分别抵接，与外环台阶部121的两个径向台阶面分别抵接。

解耦装置100还可以包括挡圈140，以限制轴套110沿轴向的移动。挡圈140可以位于轴承130的轴向外侧。外环120上可以设置有挡圈槽122，以接收挡圈140。具体地，第一轴承130a的轴向外侧可以设置有第一挡圈140a，对应地，外环120设置有与第一挡圈140a对应的挡圈槽122；第二轴承130b的轴向外侧可以设置有第二挡圈140b，对应地，外环120设置有与第二挡圈140b对应的另一个挡圈槽122。

本实施方式中，解耦装置100还包括至少两个摩擦件150和弹性元件160。摩擦件150设置在轴套110和外环120之间，并与外环120在径向上间隔开。摩擦件150能够沿径向可移动，但在周向和轴向上不移动，由此，摩擦件150能够与外环120一起旋转。弹性元件160能够限位在摩擦件150和外环120之间并在径向上可伸缩。弹性元件160能够径向向内偏置摩擦件150，以此实施方式，摩擦件150能够抵接至轴套110，并借助于摩擦力与轴套110一起旋转。

可以理解，本实施方式中所使用的偏置是指，弹性元件160能够提供摩擦件150径向向内的弹性力，使得摩擦件150的位置偏移并能够与轴套110抵接。

解耦装置100能够构造成在解耦装置100的转速小于等于预定转速时，摩擦件150与轴套110抵接。在转速大于预定转速时，摩擦件150沿径向向外移动，与轴套110分离。这是因为在解耦装置100旋转的过程中，摩擦件150能够同时受到弹性元件160的压力和摩擦件150的离心力。在转速小于等于预定转速时，弹性元件160的压力大于摩擦件150的离心力，摩擦件150能够与外环120抵接。在转速大于预定转速时，弹性元件160的压力小于摩擦件150的离心力，摩擦件150沿径向向外移动，从而与轴套110分离。

本实施方式提供的解耦装置100，能够利用离心力随速度变化的原理，即

m为质量，v为转速，r为离心运动的半径。在转速增大到预定转速时，弹性元件160的压力小于摩擦件150的离心力，使得借助于在高速运行状态下的摩擦件150与轴套110的分离，实现轴套110与装置13的解耦分离，从而能够实现BSG电机11的高速解耦。例如，预定转速可以为10000r/min以上；也就是说，解耦装置100的解耦需要在高速运行状态下才能发生。

摩擦件150设置在轴套台阶部112和外环台阶部121之间，能够与轴套台阶部112抵接。弹性元件160能够与外环台阶部121抵接。摩擦件150与轴套台阶部112的两侧的轴承130均抵接，以使摩擦件150在轴向上能够限位在轴套台阶部112的两侧的轴承130之间。具体地，摩擦件150沿径向延伸的两个侧表面分别与第一轴承130a的轴向内侧和第二轴承130b的轴向内侧抵接。以此实施方式，可以限制摩擦件150在轴向上的移动。

为了限制摩擦件150在周向上的移动，如图5和图6所示，外环120可以设置有第一配合部123，每个摩擦件150可以均设置有第二配合部151。第一配合部123与第二配合部151相适配。以此实施方式，可以将扭矩传递至外环120，且摩擦件150可以一直与外环120一起旋转。在图示实施方式中，摩擦件150与外环120插接。第一配合部123与第二配合部151一一对应。第一配合部123可以为径向向内凸出的凸部，第二配合部151为接收孔，凸部能够接收在接收孔中。凸部的径向尺寸小于接收孔的径向尺寸，以便摩擦件150在径向上可移动。在未示出的实施方式中，第一配合部123为接收孔，所述第二配合部151为径向向外凸出的凸部。

摩擦件150的内表面设置有摩擦面，即摩擦件150具有内摩擦面152(图6)。轴套110的外表面设置有摩擦面，即轴套110具有外摩擦面113(图2)。摩擦件150可以与轴套台阶部112抵接。外摩擦面113可以设置在轴套台阶部112的外表面处，具体是轴套台阶部112的沿轴向延伸的台阶面处。

如图6所示，至少两个摩擦件150能够沿周向布置并围成环形。至少两个摩擦件150可以间隔开或抵接。摩擦件150构造成与轴套110和外环120相适配的形状。在图示实施方式中，摩擦件150的形状为弧形，摩擦件150的内摩擦面152与轴套110的外摩擦面113相适配。摩擦件150设置有4个，每个摩擦件150的中心部设置有一个第二配合部151。摩擦件150可以设置有径向向内凹陷的凹槽153，弹性元件160能够接收并限位在凹槽153中。可以在摩擦件150的两端设置有两个凹槽153，分别接收第一弹性元件160a和第二弹性元件160b。

如图7所示，弹性元件160为环形，并构造成与摩擦件150和外环120相适配的形状。弹性元件160的形状为弧形并在周向上呈波浪形状。以此实施方式，可以便于弹性元件160在径向上形变，并且结构简单，方便加工制造。弹性元件160的波谷部161抵接至摩擦件150，波峰部162抵接至外环120。解耦装置100可以包括至少两个弹性元件160，至少两个弹性元件160沿周向间隔布置并围成环形。具体地，例如，第一弹性元件160a可以包括至少两个，两个第一弹性元件160a沿周向间隔布置并围成环形。弹性元件160沿周向间隔布置可以便于弹性元件160形变，使摩擦件150在旋转时受力均匀。

在图示实施方式中，弹性元件160为与摩擦件150可分离的单独构件。如果需要和/或期望，弹性元件160还可以为与摩擦件150连接或一体成型的整体构件。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种动力系统，如图1所示，其包括上述解耦装置100、BSG电机11、发动机12和电池装置14。BSG电机11的输出轴设置有解耦装置100，发动机12的输出轴设置有皮带轮13，装置13通过皮带15与解耦装置100连接；电池装置14与BSG电机11电连接。解耦装置100和皮带轮13的位置可以互换，即解耦装置100设置在发动机12的输出轴上；皮带轮13设置在BSG电机11的输出轴上动力系统还可以包括BSG控制器16。BSG电机11可以与BSG控制器16电连接，通过BSG控制器16控制BSG电机11。电池装置14可以与BSG控制器16电连接，以向其供电。

动力系统的解耦装置100能够实现诸如BSG电机11等动力装置的高速解耦，从而能够提高整个动力系统的效率，降低能耗。高速解耦后，对于BSG电机11而言，BSG电机停止运转，这样就不会产生反电动势，从而能避免BSG控制器16和电池装置14产生危害或失效风险，大幅提高电机11的使用寿命。BSG电机11在设计时，保证高速运转，不用兼顾低速运转，这样使得电机11的转速范围收窄，电机11效率大幅提升。

根据本实用新型的再一个方面，提供了一种动力车辆，其包括上述动力系统。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“部”、“件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其他特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (10)

1.一种解耦装置，其特征在于，包括：

轴套；

外环，所述外环套设在所述轴套上，所述外环设置有第一配合部；

至少两个摩擦件，所述摩擦件与所述外环在径向上间隔开，并沿径向可移动地设置在所述轴套和所述外环之间，所述摩擦件设置有第二配合部，所述第二配合部与所述第一配合部相适配以传递扭矩；以及

弹性元件，所述弹性元件限位在所述摩擦件和所述外环之间并在径向上可伸缩，所述弹性元件径向向内偏置所述摩擦件，

其中，所述解耦装置构造成在所述解耦装置的转速小于等于预定转速时，所述摩擦件与所述轴套抵接；在所述转速大于所述预定转速时，所述摩擦件沿径向向外移动，与所述轴套分离。

2.根据权利要求1所述的解耦装置，其特征在于，所述至少两个摩擦件沿周向布置并围成环形。

3.根据权利要求1所述的解耦装置，其特征在于，

所述摩擦件的形状为弧形，所述摩擦件的内摩擦面与所述轴套的外摩擦面相适配；并且/或者

所述弹性元件的形状为弧形并在周向上呈波浪形状。

4.根据权利要求1所述的解耦装置，其特征在于，所述摩擦件设置有向内凹陷的凹槽，所述弹性元件接收在所述凹槽中。

5.根据权利要求1所述的解耦装置，其特征在于，

所述第一配合部为径向向内凸出的凸部，所述第二配合部为接收孔，所述凸部接收在所述接收孔中；或者

所述第一配合部为接收孔，所述第二配合部为径向向外凸出的凸部，所述凸部接收在所述接收孔中。

6.根据权利要求1所述的解耦装置，其特征在于，包括至少两个所述弹性元件，至少两个所述弹性元件沿周向间隔布置并围成环形。

7.根据权利要求1所述的解耦装置，其特征在于，所述轴套的中部设置有轴套台阶部，所述摩擦件与所述轴套台阶部抵接，所述轴套台阶部的两侧均设置有轴承；所述摩擦件与所述轴套台阶部的两侧的所述轴承均抵接。

8.根据权利要求1所述的解耦装置，其特征在于，

所述弹性元件为与所述摩擦件可分离的单独构件；或者

所述弹性元件为与所述摩擦件连接或一体成型的整体构件。

9.一种动力系统，其特征在于，包括：

BSG电机；

发动机，所述发动机的输出轴与所述BSG电机的输出轴经由传动件连接；

根据权利要求1至8中任一项所述的解耦装置，所述解耦装置设置在所述发动机的输出轴和所述BSG电机的输出轴中的至少一个上；以及

电池装置，所述电池装置与所述BSG电机电连接。

10.一种动力车辆，其特征在于，包括权利要求9中的动力系统。

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