CN217553701U - 三挡电驱桥及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电驱桥技术领域，尤其涉及一种三挡电驱桥及车辆。本实用新型提供的三挡电驱桥，包括一对输出半轴、差速器、第一中间轴传动机构、第二中间轴传动机构、第一换挡机构、第二换挡机构以及电机；其中，所述一对输出半轴同轴设置，所述差速器设置于所述一对输出半轴之间、并且所述差速器的动力输出部与所述输出半轴连接。本实用新型提供的三挡电驱桥及车辆，其能够实现三个挡位，且通过较小的扭矩电机即可实现大扭矩输出，能够有效降低电驱桥的成本。

Description

三挡电驱桥及车辆

技术领域

本实用新型涉及电驱桥技术领域，尤其涉及一种三挡电驱桥及车辆。

背景技术

电驱桥系统，即电机驱动车桥系统，电驱桥系统包括设置在车辆的车桥上的电机、齿轮传动装置、换挡装置和输出轴。

随着中型及重型商用车电动化的快速发展，匹配电驱桥系统成为主流。相关技术中，由于重型商用车轮边牵引力需求大，现有技术中通过采用较大扭矩的电机满足轮边大牵引力的需求，进而导致电机成本较高。

因此，如何解决现有技术中电驱桥成本高的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种三挡电驱桥及车辆，其能够实现三个挡位，且通过较小的扭矩电机即可实现大扭矩输出，能够有效降低电驱桥的成本。

本实用新型的第一方面提供一种三挡电驱桥，包括一对输出半轴、差速器、第一中间轴传动机构、第二中间轴传动机构、第一换挡机构、第二换挡机构以及电机；其中，所述一对输出半轴同轴设置，所述差速器设置于所述一对输出半轴之间、并且所述差速器的动力输出部与所述输出半轴连接；

所述第一中间轴传动机构包括：第一中间轴以及设置于所述第一中间轴上的第一齿轮、第三齿轮以及第四齿轮；所述第二中间轴传动机构包括：第二中间轴以及设置于所述第二中间轴上的第五齿轮、第六齿轮、第七齿轮；

所述一对输出半轴上空套有第八齿轮、第九齿轮、第一中转轴、第十齿轮、第二中转轴、第十一齿轮、第十三齿轮以及第十四齿轮，其中，所述第十一齿轮与所述第二中转轴相连接，所述第八齿轮与所述第一齿轮相啮合，所述第九齿轮与所述第七齿轮相啮合，所述第十齿轮与所述差速器的动力输入部相连接、并且与所述第六齿轮相啮合，所述第十一齿轮与所述第五齿轮相啮合，所述第十三齿轮与所述第三齿轮相啮合，所述第十四齿轮与所述第四齿轮相啮合；

所述电机与所述第一中转轴传动连接；

所述第一换挡机构能够在第一位置、第二位置和第三位置之间切换，在所述第一位置，所述第一中转轴与所述第八齿轮耦合连接，在所述第二位置，所述第一中转轴与所述第九齿轮耦合连接，在所述第三位置，所述第一中转轴、所述第八齿轮以及所述第九齿轮相互脱离；

所述第二换挡机构能够在第四位置、第五位置和第六位置之间切换，在所述第四位置，所述第十三齿轮与所述第二中转轴耦合连接，在所述第五位置，所述第十四齿轮与所述第二中转轴耦合连接，在所述第六位置，所述第十三齿轮、所述第十四齿轮和所述第二中转轴相互脱离。

根据本实用新型提供的三挡电驱桥，所述第一中间轴传动机构设置为一对，且对称分布在所述一对输出半轴的两侧位置。

根据本实用新型提供的三挡电驱桥，所述第二中间轴传动机构设置为一对，且对称分布在所述一对输出半轴的两侧位置。

根据本实用新型提供的三挡电驱桥，所述电机与所述输出半轴同轴设置，所述第一中转轴为所述电机的动力输出轴。

根据本实用新型提供的三挡电驱桥，所述电机偏置于所述输出半轴的一侧，并且所述电机的动力输出轴与所述第一中转轴通过齿轮传动连接。

根据本实用新型提供的三挡电驱桥，所述电机设置为一对，且对称分布在所述输出半轴的两侧位置，一对所述电机与所述第一中转轴都通过齿轮传动连接。

根据本实用新型提供的三挡电驱桥，所述第一中间轴传动机构和所述第二中间轴传动机构分别设置在所述一对输出半轴的两侧。

根据本实用新型提供的三挡电驱桥，所述第二中间轴设置为空心轴，并且所述第二中间轴空套于所述第一中间轴上。

根据本实用新型提供的三挡电驱桥，所述一对输出半轴分别为第一输出半轴和第二输出半轴，所述第一中转轴和第九齿轮空套在所述第一输出半轴上，所述第八齿轮空套在所述第一中转轴上，所述第十齿轮、所述第二中转轴以及第十四齿轮空套在所述第二输出半轴上，所述第十一齿轮与所述第二中转轴相连接，所述第十三齿轮空套在所述第二中转轴上。

本实用新型的第二方面提供一种车辆，设置有车桥，所述车桥设置为如上任一项所述的三挡电驱桥。

通过本实用新型提供的技术方案，电驱桥能够实现三挡传动模式，进而，能够实现高速和大扭矩传递，三挡传动模式的动力传动路线分别如下：

第一挡位(第一换挡机构处于第一位置，第二换挡机构处于第五位置)：电机→第一中转轴→第一换挡机构→第八齿轮→第一齿轮→第一中间轴→第四齿轮→第十四齿轮→第二换挡机构→第二中转轴→第十一齿轮→第五齿轮→第二中间轴→第六齿轮→第十齿轮→差速器→输出半轴；

第二挡位(第一换挡机构处于第一位置，第二换挡机构处于第四位置)：电机→第一中转轴→第一换挡机构→第八齿轮→第一齿轮→第一中间轴→第三齿轮→第十三齿轮→第二换挡机构→第二中转轴→第十一齿轮→第五齿轮→第二中间轴→第六齿轮→第十齿轮→差速器→输出半轴；

第三挡位(第一换挡机构处于第二位置，第二换挡机构处于第六位置)：电机→第一中转轴→第一换挡机构→第九齿轮→第七齿轮→第二中间轴→第六齿轮→第十齿轮→差速器→输出半轴；

其中，第三挡位提供最短的机械传输路径，机械效率高，适用于全速范围低载荷驱动。本实用新型提供的技术方案，能够实现电驱桥的多挡位切换，能够实现低速大扭矩到全速低扭矩的动力输出，进而通过扭矩较小的电机也可实现大扭矩输出，相对于现有技术中采用大扭矩电机，能够有效降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型第一种实施例中单电机三挡电驱桥示意图；

图2是本实用新型第一种实施例中双电机三挡电驱桥示意图；

图3是本实用新型第二种实施例中单电机三挡电驱桥示意图；

图4是本实用新型第二种实施例中双电机三挡电驱桥示意图；

图5是本实用新型第三种实施例中单电机三挡电驱桥示意图；

图6是本实用新型第三种实施例中双电机三挡电驱桥示意图；

图7是本实用新型第四种实施例中单电机三挡电驱桥示意图；

图8是本实用新型第四种实施例中双电机三挡电驱桥示意图。

附图标记：

10a：电机MG的输出轴；11a：第十五齿轮；11b：第十六齿轮；11：第八齿轮；12：第九齿轮；20：第一中间轴；21：第一齿轮；23：第三齿轮；24：第四齿轮；30：第二中间轴；31：第七齿轮；32：第六齿轮；33：第五齿轮；10：第一中转轴；40：第二中转轴；K1:第一换挡机构；52：差速器；51：第十齿轮；41：第十一齿轮；43：第十三齿轮；K2:第二换挡机构；44：第十四齿轮；50：输出半轴。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应当理解，电驱桥是一种将电机、齿轮传动系、换挡机构集成在车桥上的电驱动装置。其不同于现有技术中油车和混动车的动力结构，电驱桥的动力结构与车桥集成在一起，具有更高的传动效率，而且电驱桥的布置方式，具有较高的集成度，能够有效节省出空间，方便车辆动力电池的布置。

现有技术中，电驱桥的电机与车桥的输出轴同轴设置，用于电机与车桥输出轴之间传动的齿轮传动系大多集中在车桥壳体的同一侧分布。

此外，现有技术中的电驱桥通常只设置为两个挡位，扭矩输出范围较窄。为了适应中型及重型商用车的大扭矩需求，现有技术中的电驱桥设置了大扭矩电机，并且通常在轮边设置行星齿轮减速机构，电驱桥的输出轴通过行星齿轮减速机构驱动车轮，能够进一步提高扭矩输出。然而，大扭矩电机的成本较高，而且设置轮边行星齿轮减速机构，增加了传动机构的复杂性，行星齿轮减速机构的机构复杂，重量较大，成本较高。

下面结合图1至图8描述本实用新型的实施例中提供的一种三挡电驱桥和车辆。

本实用新型实施例中提供的三挡电驱桥，包括一对输出半轴50、差速器52、第一中间轴传动机构、第二中间轴传动机构、第一换挡机构K1、第二换挡机构K2以及电机MG。

一对输出半轴50、差速器52、第一中间轴传动机构、第二中间轴传动机构、第一换挡机构K1、第二换挡机构K2都集成在车桥壳体内部。

本实施例提供的电驱桥，其通过第一中间轴传动机构和第二中间轴传动机构的设置，能够实现三挡传动模式，满足了从低转速大扭矩输出至高转速低扭矩输出的各个工况需求。

为了实现三个挡位传动模式，第一中间轴传动机构包括：第一中间轴20以及设置于第一中间轴20上的第一齿轮21、第三齿轮23、第四齿轮24。

第二中间轴传动机构包括：第二中间轴30以及设置于第二中间轴30上的第五齿轮33、第六齿轮32、第七齿轮31。

一对输出半轴50上空套有第八齿轮11、第九齿轮12、第一中转轴10、第十齿轮51、第二中转轴40、第十一齿轮41、第十三齿轮43以及第十四齿轮44，其中，第十一齿轮41与第二中转轴40相连接，第八齿轮11与第一齿轮21相啮合，第九齿轮12与第七齿轮31相啮合，第十齿轮51与差速器的动力输入部相连接、并且与第六齿轮32相啮合，第十一齿轮41与第五齿轮33相啮合，第十三齿轮43与第三齿轮23相啮合，第十四齿轮44与第四齿轮24相啮合。

电机与第一中转轴10传动连接，即，电机MG用于驱动第一中转轴10转动，在一些实施例中电机可以与第一中转轴10直接相连，也可通过齿轮传动机构相连。

第一换挡机构K1能够在第一位置、第二位置和第三位置之间切换，在第一位置，第一中转轴10与第八齿轮11耦合连接，在第二位置，第一中转轴10与第九齿轮12耦合连接，在第三位置，第一中转轴10、第八齿轮11以及第九齿轮12相互脱离；

第二换挡机构K2能够在第四位置、第五位置和第六位置之间切换，在第四位置，第十三齿轮43与第二中转轴40耦合连接，在第五位置，第十四齿轮44与第二中转轴40耦合连接，在第六位置，第十三齿轮43、第十四齿轮44和第二中转轴40相互脱离。

通过本实施例提供的技术方案，电驱桥能够实现三挡传动模式，进而，能够实现高速和大扭矩传递，三挡传动模式的动力传动路线分别如下：

第一挡位(第一换挡机构K1处于第一位置，第二换挡机构K2处于第五位置)：电机→第一中转轴10→第一换挡机构K1→第八齿轮11→第一齿轮21→第一中间轴20→第四齿轮24→第十四齿轮44→第二换挡机构K2→第二中转轴40→第十一齿轮41→第五齿轮33→第二中间轴30→第六齿轮32→第十齿轮51→差速器52→输出半轴50；

第二挡位(第一换挡机构K1处于第一位置，第二换挡机构K2处于第四位置)：电机→第一中转轴10→第一换挡机构K1→第八齿轮11→第一齿轮21→第一中间轴20→第三齿轮23→第十三齿轮43→第二换挡机构K2→第二中转轴40→第十一齿轮41→第五齿轮33→第二中间轴30→第六齿轮32→第十齿轮51→差速器52→输出半轴50；

第三挡位(第一换挡机构K1处于第二位置，第二换挡机构K2处于第六位置)：电机→第一中转轴10→第一换挡机构K1→第九齿轮12→第七齿轮31→第二中间轴30→第六齿轮32→第十齿轮51→差速器52→输出半轴50；

其中，第三挡位提供最短的机械传输路径，机械效率高，适用于全速范围低载荷驱动。本实用新型实施例提供的技术方案，能够实现电驱桥的多挡位切换，以实现低速大扭矩到全速低扭矩的动力输出，进而通过扭矩较小的电机也可实现大扭矩输出，相对于现有技术中采用大扭矩电机，能够有效降低成本。

而且，在一些实施例中，由于本实施例提供的电驱桥，可以不必须采用轮边行星齿轮减速器即可实现大扭矩输出，有效降低了轮边质量，简化了机械结构，降低了成本。

本实施例提供的电驱桥，只需较少的齿轮，并且只需两个换挡机构即可实现三挡传动，中间传动齿轮较少，传动效率高。

在一些实施例中，如图1-图6所示，第一中间轴传动机构和第二中间轴传动机构分别分布在输出半轴50的两侧部位，即主要齿轮传动系分布在输出半轴50的两侧，重量分布均匀，避免重量集中在输出半轴50的某一侧，能够使电驱桥在震动的使用环境中，依然具有较长的使用寿命。

在另一种实施例中，电驱桥的第一中间轴传动机构和第二中间轴传动机构也可以设置在输出半轴50的同一侧，如图7和图8所示，同时，第二中间轴传动机构的第二中间轴30设置为空心轴，并且第二中间轴30空套于第一中间轴传动机构的第一中间轴20上。如此设置，本实施例提供的三挡电驱桥，结构紧凑，能够有效缩小电驱桥体积，方便电驱桥以及车辆其它机构的布置。

在一些实施例中，电机与输出半轴50同轴设置，即，电机的动力输出轴与输出半轴同轴设置，其中，第一中转轴10可以作为电机的动力输出轴。第一中转轴10为空心轴，其空套在输出半轴50上，第一中转轴10与输出半轴50互不干涉，如此设置，能够使电驱桥整体具有较好的紧凑度。

在进一步的实施例中，如图2所示，电机MG也可以为偏置设置(电机MG的动力输出轴与输出半轴50偏离设置)，电机MG的液冷系统可以单独布置，液冷系统结构简单，有效降低了使用成本。当电机MG偏置设置时，电机MG的输出轴10a可以设置有第十五齿轮11a，第一中转轴10上设置有第十六齿轮11b，第十五齿轮11a与第十六齿轮11b相啮合，如此通过一级齿轮传动实现了电机MG与第一中转轴10的传动连接。

为了提高输出扭矩，电机可以设置为一对，且对称分布在输出半轴50的两侧位置，一对电机与第一中转轴10都通过齿轮传动连接。即，一对电机MG的输出轴10a上都设置有第十五齿轮11a，两个第十五齿轮11a分别与第十六齿轮11b的两侧部位啮合。

如此设置，可同时通过一对电机MG同时驱动第一中转轴10转动，有效提高了扭矩的输出。需要说明的是，在最大输出扭矩相等的情况下，一对较小扭矩的电机的成本相对于一个大扭矩电机的成本，能够得到明显降低。因此，本实施例能够在较小成本下，有效提高电驱桥的输出扭矩。

在进一步的实施例中，如图3-图6所示，第二中间轴传动机构设置为一对，且对称分布在一对输出半轴50的两侧位置。一对第二中间轴传动机构能够有效提高传动机构的载荷能力，适用于需要重载需求的商用车。

在另一种实施例中，如图3-图6所示，第一中间轴传动机构也可以设置为一对，且对称分布在一对输出半轴50的两侧位置。一对第一中间轴传动机构能够有效提高传动机构的载荷能力，适用于需要重载需求的商用车。

在进一步的实施例中，一对输出半轴50分别为第一输出半轴和第二输出半轴，第一中转轴10和第九齿轮12空套在第一输出半轴上，第八齿轮11可以空套在第一中转轴10上。第十齿轮51、第二中转轴40以及第十四齿轮44空套在第二输出半轴上，第十一齿轮41与第二中转轴40相连接，第十三齿轮43空套在第二中转轴40上。如此设置，能够充分均衡地利用输出半轴50有限的轴向空间，有效提高了电驱桥的紧凑度。

需要说明的是，第一中转轴40和第二中转轴50具有空心结构，可以通过轴承套在输出半轴50上，并且，中转轴的一端设置有齿轮结构，以便与换挡机构的滑套相耦合。

本实用新型的实施例中还提供了一种车辆，设置有如上任一实施例中的三挡电驱桥。如此设置，本实施例提供的车辆，其能够实现三个挡位，且通过较小的电机即可实现大扭矩输出，能够有效降低电驱桥的成本，而且使用寿命能够得到保证。该有益效果的推导过程与上述三挡电驱桥所带来的有益效果的推导过程大体类似，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种三挡电驱桥，其特征在于，包括一对输出半轴(50)、差速器(52)、第一中间轴传动机构、第二中间轴传动机构、第一换挡机构(K1)、第二换挡机构(K2)以及电机；其中，所述一对输出半轴(50)同轴设置，所述差速器(52)设置于所述一对输出半轴(50)之间、并且所述差速器(52)的动力输出部与所述输出半轴(50)连接；

所述第一中间轴传动机构包括：第一中间轴(20)以及设置于所述第一中间轴(20)上的第一齿轮(21)、第三齿轮(23)以及第四齿轮(24)；所述第二中间轴传动机构包括：第二中间轴(30)以及设置于所述第二中间轴(30)上的第五齿轮(33)、第六齿轮(32)、第七齿轮(31)；

所述一对输出半轴(50)上空套有第八齿轮(11)、第九齿轮(12)、第一中转轴(10)、第十齿轮(51)、第二中转轴(40)、第十一齿轮(41)、第十三齿轮(43)以及第十四齿轮(44)，其中，所述第十一齿轮(41)与所述第二中转轴(40)相连接，所述第八齿轮(11)与所述第一齿轮(21)相啮合，所述第九齿轮(12)与所述第七齿轮(31)相啮合，所述第十齿轮(51)与所述差速器的动力输入部相连接、并且与所述第六齿轮(32)相啮合，所述第十一齿轮(41)与所述第五齿轮(33)相啮合，所述第十三齿轮(43)与所述第三齿轮(23)相啮合，所述第十四齿轮(44)与所述第四齿轮(24)相啮合；

所述电机与所述第一中转轴(10)传动连接；

所述第一换挡机构(K1)能够在第一位置、第二位置和第三位置之间切换，在所述第一位置，所述第一中转轴(10)与所述第八齿轮(11)耦合连接，在所述第二位置，所述第一中转轴(10)与所述第九齿轮(12)耦合连接，在所述第三位置，所述第一中转轴(10)、所述第八齿轮(11)以及所述第九齿轮(12)相互脱离；

所述第二换挡机构(K2)能够在第四位置、第五位置和第六位置之间切换，在所述第四位置，所述第十三齿轮(43)与所述第二中转轴(40)耦合连接，在所述第五位置，所述第十四齿轮(44)与所述第二中转轴(40)耦合连接，在所述第六位置，所述第十三齿轮(43)、所述第十四齿轮(44)和所述第二中转轴(40)相互脱离。

2.根据权利要求1所述的三挡电驱桥，其特征在于，所述第一中间轴传动机构设置为一对，且对称分布在所述一对输出半轴(50)的两侧位置。

3.根据权利要求1所述的三挡电驱桥，其特征在于，所述第二中间轴传动机构设置为一对，且对称分布在所述一对输出半轴(50)的两侧位置。

4.根据权利要求1所述的三挡电驱桥，其特征在于，所述电机与所述输出半轴(50)同轴设置，所述第一中转轴(10)为所述电机的动力输出轴。

5.根据权利要求1所述的三挡电驱桥，其特征在于，所述电机偏置于所述输出半轴(50)的一侧，并且所述电机的动力输出轴与所述第一中转轴(10)通过齿轮传动连接。

6.根据权利要求5所述的三挡电驱桥，其特征在于，所述电机设置为一对，且对称分布在所述输出半轴(50)的两侧位置，一对所述电机与所述第一中转轴(10)都通过齿轮传动连接。

7.根据权利要求1所述的三挡电驱桥，其特征在于，所述第一中间轴传动机构和所述第二中间轴传动机构分别设置在所述一对输出半轴(50)的两侧。

8.根据权利要求1所述的三挡电驱桥，其特征在于，所述第二中间轴(30)设置为空心轴，并且所述第二中间轴(30)空套于所述第一中间轴(20)上。

9.根据权利要求1所述的三挡电驱桥，其特征在于，所述一对输出半轴(50)分别为第一输出半轴和第二输出半轴，所述第一中转轴(10)和第九齿轮(12)空套在所述第一输出半轴上，所述第八齿轮(11)空套在所述第一中转轴(10)上，所述第十齿轮(51)、所述第二中转轴(40)以及第十四齿轮(44)空套在所述第二输出半轴上，所述第十一齿轮(41)与所述第二中转轴(40)相连接，所述第十三齿轮(43)空套在所述第二中转轴(40)上。

10.一种车辆，其特征在于，设置有车桥，所述车桥设置为如权利要求1-9任一项所述的三挡电驱桥。

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