CN213799107U - 一种新型电驱动桥 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种新型电驱动桥，属于车辆驱动传动的技术领域。一种新型电驱动桥包括机壳、驱动电机、变速机构以及差速器；本实用新型的变速机构包括第一行星排和第二行星排，同时，第一行星排内的第一太阳轮作为输入端与驱动电机连接，第一行星架与第二行星排内的第二齿圈固定连接后作为变速机构的输出端，另外，第一行星排的第一齿圈和第二行星排的第二太阳轮固接，并且，第二行星架和第一齿圈可分别通过第一换挡制动器和第二换挡制动器选择性连接机壳，通过选择第一换挡制动器和第二换挡制动器来实现两个速比较大的档位的设定，无需另外单独设置主减速器，简化了结构，结构更紧凑，更好的适用于商用车的电驱动桥等布置空间紧凑的使用环境。

Description

一种新型电驱动桥

技术领域

本实用新型涉及车辆驱动传动的技术领域，具体是涉及一种新型电驱动桥。

背景技术

随着新能源汽车的推广和普及，新能源汽车的市场占用率越来越高，而作为新能源汽车的核心部件的电驱动桥的结构也成为了目前行业研究的重点。

现有的电驱动桥一般包括减速机构或变速机构、主减速器和差速器，实现车辆动力的传输。但是，对于一些车辆的结构紧凑的使用环境中，如采用同轴式电驱动桥的车辆，电驱动桥的布置空间有限，如采用定轴式主减速器，则导致布置困难的额问题，如采用行星排式的主减速器则会增大轴向长度，同样难以满足使用需求。并且，在商用车用的同轴式电驱动桥中，对于变速机构的速比要求更大，现有解决方式则是采用三级减速齿轮来实现大的速比设定，同样会导致体积较大而存在布置较困难的问题，难以满足布置空间紧凑的应用需求。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现旨在提供一种新型电驱动桥，尤其是适用于商用车的电驱动桥，以更紧凑的结构适用于布置空间紧凑的使用环境。

具体技术方案如下：

一种新型电驱动桥，具有这样的特征，包括：

机壳；

驱动电机，驱动电机设置于机壳上，且驱动电机设置有伸出的转子轴；

变速机构，变速机构设置于机壳上且位于驱动电机的转子轴伸出的一侧，变速机构具有输入端和输出端，输入端与转子轴连接，并且，变速机构包括第一行星排、第二行星排、第一换挡制动器以及第二换挡制动器，其中，

第一行星排为单排行星排，包括第一太阳轮、第一行星架以及第一齿圈，第一太阳轮为变速机构的输入端，第一齿圈套设于第一太阳轮外，第一行星架设置于第一太阳轮和第一齿圈之间并在第一行星架上设有多个第一行星轮分别与两者啮合；

第二行星排为单排行星排，第二行星排设置于第一行星排背离驱动电机的一侧，包括第二太阳轮、第二行星架以及第二齿圈，第二太阳轮和第一太阳轮同轴设置，且第二太阳轮与第一齿圈固定连接，第二齿圈套设于第二太阳轮外，第二行星架设置于第二太阳轮和第二齿圈之间并在第一行星架上设有多个第二行星轮分别与两者啮合，第二齿圈与第一行星架固定连接后作为变速机构的输出端；

第一换挡制动器设置于机壳上且可选择性与第二行星架连接；

第二换挡制动器设置于机壳上且可选择性与第一齿圈连接；

差速器，差速器设置于机壳内，差速器连接于变速机构的输出端上，同时，差速器还与车轮连接。

上述的一种新型电驱动桥，其中，

第一换挡制动器连接第二行星架时，第二行星架被锁止，第二换挡制动器与第一齿圈分离，第一齿圈自由转动，变速机构的输入输出速比为1+K₁+K₁K₂；

第二换挡制动器连接第一齿圈时，第一齿圈被锁止，第一换挡制动器与第二行星架分离，第二行星架自由转动，变速机构的输入输出速比为1+K₁；

其中，K₁为第一行星排的结构特征参数，K₂为第二行星排的结构特征参数，其中，第一行星排的结构特征参数为第一齿圈和第一太阳轮的齿数比，第二行星排的结构特征参数为第二齿圈和第二太阳轮的齿数比。

上述的一种新型电驱动桥，其中，第一行星排和第二行星排的结构特征参数的取值范围为1.8-3.5。

上述的一种新型电驱动桥，其中，转子轴为中空结构。

上述的一种新型电驱动桥，其中，差速器设置于变速机构背离驱动电机的一侧，差速器包括差速器壳体和两动力输出端，且差速器壳体与变速机构的输出端固定连接，两动力输出端分别与两侧的车轮连接。

上述的一种新型电驱动桥，其中，还包括中间传动轴和半轴，中间传动轴横置于机壳内，且中间传动轴贯穿变速机构和驱动电机，中间传动轴的一端与差速器的一动力输出端连接，中间传送轴的另一端与一侧的车轮连接，半轴同样横置于机壳内，且半轴的一端与差速器的另一动力输出端连接，半轴的另一端与另一侧的车轮连接。

上述的一种新型电驱动桥，其中，中间传动轴贯穿驱动电机时，从转子轴的中空内穿过。

上述的一种新型电驱动桥，其中，第一换挡制动器和第二换挡制动器为干式换挡制动器或湿式换挡制动器中的一种。

上述的一种新型电驱动桥，其中，差速器为锥齿轮差速器或行星齿轮差速器。

上述技术方案的积极效果是：

上述的新型电驱动桥，通过将变速机构设置为包括均为单排行星排的第一行星排和第二行星排的结构，并且，第一行星排内的第一太阳轮与驱动电机连接，第一行星架与第二行星排内的第二齿圈固定连接且作为变速机构的输出端，另外，第一行星排的第一齿圈和第二行星排的第二太阳轮固定连接，并且，第二行星架可通过第一换挡制动器选择性连接机壳，第一齿圈可通过第二换挡制动器选择性连接机壳，在第一换挡制动器和第二换挡制动器选择性工作时，即可实现两个速比较大的档位的设定，无需另外单独设置主减速器，简化了结构，结构更紧凑，更好的适用于商用车的电驱动桥等布置空间紧凑的使用环境。

附图说明

图1为本实用新型的一种新型电驱动桥的实施例的结构图。

附图中：1、机壳；2、驱动电机；21、转子轴；3、变速机构；31、第一行星排；32、第二行星排；33、第一换挡制动器；34、第二换挡制动器；311、第一太阳轮；312、第一行星架；313、第一齿圈；321、第二太阳轮；322、第二行星架；323、第二齿圈；4、差速器；41、差速器壳体；42、动力输出端；5、中间传动轴；6、半轴；7、车轮。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1对本实用新型提供的技术方案作具体阐述，但以下内容不作为本实用新型的限定。

图1为本实用新型的一种新型电驱动桥的实施例的结构图。如图1所示，本实施例提供的新型电驱动桥包括：机壳1、驱动电机2、变速机构3以及差速器4。

具体的，机壳1设置于两侧的车轮之间，驱动电机2设置于机壳1上，且驱动电机2设置有伸出的转子轴21，使得驱动电机2能通过转子轴21对外输出动力。

具体的，变速机构3同样设置于机壳1上，实现了变速机构3的的安装，同时，变速机构3设置于驱动电机2的转子轴21伸出的一侧，方便变速机构3与驱动电机2的转子轴21连接而实现动力传输。同时，变速机构3具有输入端和输出端，此时，变速机构3的输入端与驱动电机2的转子轴21连接，使得驱动电机2能带动变速机构3内部的结构动作，且变速机构3的输出端可方便与后续的差速器4等结构连接，实现完整的动力传输，为变速机构3的工作提供了条件。此时，变速机构3又包括第一行星排31、第二行星排32、第一换挡制动器33以及第二换挡制动器34，通过上述各结构的相互配合来实现对速比的切换。

更加具体的，变速机构3中的第一行星排31为单排行星排，结构简单，技术成熟。此时，第一行星排31又包括第一太阳轮311、第一行星架312以及第一齿圈313，第一太阳轮311为变速机构3的输入端，第一齿圈313套设于第一太阳轮311外，第一行星架312设置于第一太阳轮311和第一齿圈313之间并在其上设有多个第一行星轮分别与两者啮合，使得在驱动电机2的转子轴21与第一太阳轮311固定连接并带动第一太阳轮311转动，从而实现对第一行星架312或第一齿圈313的驱动，为实现速比切换提供了条件。值得指出的是，第一行星排31中的第一太阳轮311、第一行星架312以及第一齿圈313均可转动安装于机壳1上，实现了各零部件的稳定安装。

更加具体的，变速机构3中的第二行星排32同样为单排行星排，同样具备结构简单，技术成熟的优点。并且，第二行星排32设置于第一行星排31背离驱动电机2的一侧，即驱动电机2通过转子轴21输出的动力需通过第一行星排31传递至第二行星排32上，为后续实现速比切换提供了条件。此时，第二行星排32又包括第二太阳轮321、第二行星架322以及第二齿圈323，第二太阳轮321和第一太阳轮311同轴设置，且第二太阳轮321与第一齿圈313固定连接，使得第二太阳轮321与第一行星排31中的第一齿圈313同步转动，同时，第二齿圈323套设于第二太阳轮321外，第二行星架322设置于第二太阳轮321和第二齿圈323之间并在其上设有多个第二行星轮分别与两者啮合，且第二齿圈323与第一行星架312固定连接后作为变速机构3的输出端，实现了第二齿圈323和第一行星排31中的第一行星架312的同步转动，使得驱动电机2从变速机构3的输入端输入的动力可通过第一行星架312和第二齿圈323的整体结构传递出去，实现了动力传输，为后续驱动车轮7的转动提供了条件。同样值得指出的是，第二行星排32中的第二太阳轮321、第二行星架322以及第二齿圈323均可转动安装于机壳1上，同样实现了各零部件的稳定安装。

更加具体的，变速机构3中的第一换挡制动器33设置于机壳1上，且第一换挡制动器33可选择性与第二行星架322连接，通过第一换挡制动器33实现对第二行星架322的锁止和松开，实现第二行星架322的静止和转动状态的切换，为后续实现变速机构3的速比切换提供了条件。

更加具体的，变速机构3中的第二换挡制动器34同样设置于机壳1上，且第二换挡制动器34可选择性与第一齿圈313连接，通过第二换挡制动器34实现了对第一齿圈313的锁止和松开，实现第一齿圈313的静止和转动状态的切换，同样为后续实现变速机构3的速比切换提供了条件。

另外，本实施例提供了电驱动桥还包括差速器4，差速器4设置于机壳1内，差速器4连接于变速机构3的输出端上，同时，差速器4还与车轮7连接，使得驱动电机2输出的动力经过变速机构3后直接输送至差速器4中，通过差速器4将动力分别输送至车辆的两侧的车轮7上，实现了完整的动力传输过程，并且在此过程中，在无需另外单独设置主减速器的情况下，仍能实现两个速比较大的档位的设定，结构简单且紧凑，能更好的适用于商用车的电驱动桥等布置空间紧凑的使用环境。

值得说明的是，由于上述变速机构3中的第一行星排31和第二行星排32均为单排行星排，根据轴转轮系的传动特征方程可得出以下运动学公式：

n_t1+K₁n_q1＝(1+K₁)n_j1 (1)

n_t2+K₂n_q2＝(1+K₂)n_j2 (2)

其中，公式(1)和(2)中，n_t1为第一太阳轮311的转速，n_q1为第一齿圈313的转速，n_j1为第一行星架312的转速，n_t2为第二太阳轮321的转速，n_q2为第二齿圈323的转速，n_j2为第二行星架322的转速，K₁为第一行星排31的结构特征参数，K₂为第二行星排32的结构特征参数。值得指出的是，第一行星排31的结构特征参数K₁为第一齿圈313和第一太阳轮311的齿数比，第二行星排32的结构特征参数K₂为第二齿圈323和第二太阳轮321的齿数比。

另外，由于本实施例中涉及的变速机构3中的第二行星排32的第二太阳轮321与第一行星排31的第一齿圈313固定连接，第二行星排32的第二齿圈323与第一行星排31的第一行星架312固定连接，因此可得出以下等式：

n_q1＝n_t2 (3)

n_j1＝n_q2 (4)

其中，公式(3)和(4)中，n_q1为第一齿圈313的转速，n_j1为第一行星架312的转速，n_t2为第二太阳轮321的转速，n_q2为第二齿圈323的转速。

结合上述公式(1)、(2)、(3)以及(4)，可以得出以下结论：

当第一换挡制动器33将第二行星架322与机壳1连接时，第二行星架322被锁止，第二行星架322处于静止状态，即n_j2＝0，此时，变速机构3的速比可看作第一太阳轮311和第二齿圈323的转速比，即变速机构3的速比为

由此可计算出变速机构3的速比为：

其中，公式(5)中，n_t1为第一太阳轮311的转速，n_q2为第二齿圈323的转速，K₁为第一行星排31的结构特征参数，K₂为第二行星排32的结构特征参数。值得指出的是，第一行星排31的结构特征参数K₁为第一齿圈313和第一太阳轮311的齿数比，第二行星排32的结构特征参数K₂为第二齿圈323和第二太阳轮321的齿数比。

当第二换挡制动器34将第一齿圈313与机壳1连接时，第一齿圈313被锁止，第一齿圈313处于静止状态，即n_q1＝0，此时，变速机构3的速比同样可看作第一太阳轮311和第二齿圈323的转速比，即变速机构3的速比为

由此可计算出变速机构3的速比为：

其中，公式(6)中，n_t1为第一太阳轮311的转速，n_q2为第二齿圈323的转速，K₁为第一行星排31的结构特征参数。值得指出的是，第一行星排31的结构特征参数K₁为第一齿圈313和第一太阳轮311的齿数比。

并且，由于第一行星排31和第二行星排32的结构特征参数为正值，使得变速机构3的速比为正值，从而使得变速机构3中的第一换挡制动器33工作时的速比大于第二换挡制动器34工作时的速比。

即当第一换挡制动器33工作而将第二行星架322与机壳1连接时，变速机构3处于低速档，此时速比为1+K₁+K₁K₂；

当第二换挡制动器34工作而将第一齿圈313与机壳1连接时，变速机构3处于高速档，此时速比为1+K₁。

更加具体的，变速机构3的第一行星排31和第二行星排32的结构特征参数的取值范围为1.8-3.5，值得指出的是，第一行星排31和第二行星排32的结构特征参数的取值范围是较为优选的范围，包括但不限于上述取值范围。

更加具体的，驱动电机2的转子轴21为中空结构，即驱动电机2的转子轴21为空心轴，既能实现结构的轻量化，还方便配置构件和输送冷却流体，也为后续中间传动轴5穿过驱动电机2提供了条件。

更加具体的，差速器4设置于变速机构3背离驱动电机2的一侧，差速器4包括差速器壳体41和两动力输出端42，且差速器壳体41与变速机构3的输出端固定连接，两动力输出端42分别与两侧的车轮7连接，实现了差速器4在变速机构3和车轮7之间的安装，从而实现动力传输。

更加具体的，本实施例提供的电驱动桥还包括中间传动轴5和半轴6，此时，中间传动轴5横置于机壳1内，且中间传动轴5贯穿变速机构3和驱动电机2，为实现差速器4和位于驱动电机2一侧的车轮7的连接提供了条件。此时，中间传动轴5的一端与差速器4的一动力输出端42连接，中间传送轴的另一端与一侧的车轮7连接，即通过中间传动轴5将差速器4的动力输出端42与位于驱动电机2一侧的车轮7连接，实现动力传输。另外，半轴6同样横置于机壳1内，且半轴6的一端与差速器4的另一动力输出连接，半轴6的另一端与另一侧的车轮7连接，即通过半轴6实现了差速器4的动力输出端42与位于差速器4一侧的车轮7的连接，实现动力传输。

更加具体的，在中间传动轴5贯穿驱动电机2时，中间传动轴5从转子轴21的中空内穿过，结构设计更合理，结构紧凑更高。

更加具体的，第一换挡制动器33和第二换挡制动器34为干式换挡制动器或湿式换挡制动器中的一种，可根据实际使用需求进行合理的选择。值得指出的是，第一换挡制动器33和第二换挡制动器34包括但不限于上述的干式换挡制动器或湿式换挡制动器。

更加具体的，差速器4为锥齿轮差速器4或行星齿轮差速器4，使用者同样可根据实际需求进行选择。值得指出的是，差速器4包括但不限于上述的锥齿轮差速器4或行星齿轮差速器4。

本实施例提供的新型电驱动桥，包括机壳1、驱动电机2、变速机构3以及差速器4；通过将变速机构3设计为包括单排行星排的第一行星排31和第二行星排32，同时，第一行星排31内的第一太阳轮311作为输入端与驱动电机2连接，第一行星架312与第二行星排32内的第二齿圈323固定连接后作为变速机构3的输出端，另外，第一行星排31的第一齿圈313和第二行星排32的第二太阳轮321固定连接，并且，设置第一换挡制动器33来选择性将第二行星架322与机壳1连接，设置第二换挡制动器34来选择性将第一齿圈313与机壳1连接，通过选择第一换挡制动器33和第二换挡制动器34来实现两个速比较大的档位的设定，无需另外单独设置主减速器，简化了结构，结构更紧凑，更好的适用于商用车的电驱动桥等布置空间紧凑的使用环境。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种新型电驱动桥，其特征在于，包括：

机壳；

驱动电机，所述驱动电机设置于所述机壳上，且所述驱动电机设置有伸出的转子轴；

变速机构，所述变速机构设置于所述机壳上且位于所述驱动电机的所述转子轴伸出的一侧，所述变速机构具有输入端和输出端，所述输入端与所述转子轴连接，并且，所述变速机构包括第一行星排、第二行星排、第一换挡制动器以及第二换挡制动器，其中，

所述第一行星排为单排行星排，包括第一太阳轮、第一行星架以及第一齿圈，所述第一太阳轮为所述变速机构的所述输入端，所述第一齿圈套设于所述第一太阳轮外，所述第一行星架设置于所述第一太阳轮和所述第一齿圈之间并在所述第一行星架上设有多个第一行星轮分别与两者啮合；

所述第二行星排为单排行星排，所述第二行星排设置于所述第一行星排背离所述驱动电机的一侧，包括第二太阳轮、第二行星架以及第二齿圈，所述第二太阳轮和所述第一太阳轮同轴设置，且所述第二太阳轮与所述第一齿圈固定连接，所述第二齿圈套设于所述第二太阳轮外，所述第二行星架设置于所述第二太阳轮和所述第二齿圈之间并在所述第一行星架上设有多个第二行星轮分别与两者啮合，所述第二齿圈与所述第一行星架固定连接后作为所述变速机构的所述输出端；

所述第一换挡制动器设置于所述机壳上且可选择性与所述第二行星架连接；

所述第二换挡制动器设置于所述机壳上且可选择性与所述第一齿圈连接；

差速器，所述差速器设置于所述机壳内，所述差速器连接于所述变速机构的所述输出端上，同时，所述差速器还与车轮连接。

2.根据权利要求1所述的新型电驱动桥，其特征在于，

所述第一换挡制动器连接所述第二行星架时，所述第二行星架被锁止，所述第二换挡制动器与所述第一齿圈分离，所述第一齿圈自由转动，所述变速机构的输入输出速比为1+K₁+K₁K₂；

所述第二换挡制动器连接所述第一齿圈时，所述第一齿圈被锁止，所述第一换挡制动器与所述第二行星架分离，所述第二行星架自由转动，所述变速机构的输入输出速比为1+K₁；

其中，K₁为所述第一行星排的结构特征参数，K₂为所述第二行星排的结构特征参数，其中，所述第一行星排的结构特征参数为所述第一齿圈和所述第一太阳轮的齿数比，所述第二行星排的结构特征参数为所述第二齿圈和所述第二太阳轮的齿数比。

3.根据权利要求2所述的新型电驱动桥，其特征在于，所述第一行星排和所述第二行星排的结构特征参数的取值范围为1.8-3.5。

4.根据权利要求1所述的新型电驱动桥，其特征在于，所述转子轴为中空结构。

5.根据权利要求4所述的新型电驱动桥，其特征在于，所述差速器设置于所述变速机构背离所述驱动电机的一侧，所述差速器包括差速器壳体和两动力输出端，且所述差速器壳体与所述变速机构的所述输出端固定连接，两所述动力输出端分别与两侧的所述车轮连接。

6.根据权利要求5所述的新型电驱动桥，其特征在于，还包括中间传动轴和半轴，所述中间传动轴横置于所述机壳内，且所述中间传动轴贯穿所述变速机构和所述驱动电机，所述中间传动轴的一端与所述差速器的一所述动力输出端连接，所述中间传动轴的另一端与一侧的所述车轮连接，所述半轴同样横置于所述机壳内，且所述半轴的一端与所述差速器的另一所述动力输出端连接，所述半轴的另一端与另一侧的所述车轮连接。

7.根据权利要求6所述的新型电驱动桥，其特征在于，所述中间传动轴贯穿驱动电机时，从所述转子轴的中空内穿过。

8.根据权利要求1所述的新型电驱动桥，其特征在于，所述第一换挡制动器和所述第二换挡制动器为干式换挡制动器或湿式换挡制动器中的一种。

9.根据权利要求1所述的新型电驱动桥，其特征在于，所述差速器为锥齿轮差速器或行星齿轮差速器。

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