CN218966687U - 超大速比电驱系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超大速比电驱系统，包括壳体总成，以及设置在所述壳体总成内的电机和差速器，所述电机包括由外到内共轴设置的定子、动子以及电机轴，所述电机轴上同轴设置有NW型行星轮系，所述NW型行星轮系的一侧连接有输出轴，所述输出轴与差速器平行设置且两者之间的齿轮副为第二级减速机构。本方案有效提升速比，增强减速效果，同时充分利用空间，增加结构的紧凑性。

Description

超大速比电驱系统

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种超大速比电驱系统。

背景技术

在绿色交通、绿色出行的大背景下，面对日益增加的节能、减排需求，汽车领域逐渐采用电驱动系统代替传统发动机，利用高速电机、减速器和差速器组成电驱动桥，为提高减速效果，增加减速器的速比，现有技术的实现方式主要为有以下几种：

（一） 设置具有多级齿轮副的平行结构：

如申请公布号为CN110901358A，专利名称为《一种电桥驱动系统和车辆》的发明专利，在该电桥驱动系统中，变速器具有平行于电机轴的中间轴，在电机轴上抗扭地设有第一齿轮，在中间轴上抗扭地设有第二齿轮和第三齿轮，变速器中还设有相互抗扭连接的第四齿轮和第五齿轮，其中，第一齿轮和第二齿轮啮合，第三齿轮和第四齿轮啮合，第五齿轮和从动齿轮啮合；利用平行布置方案设置多级正齿轮组，在实现较大的传动比，然而，为增加速比，每个齿轮组中相啮合的两个齿轮间，其中一个齿轮直径也应相应增加，而多级齿轮组必然会占用较大的空间，因此无法实现电桥结构的紧凑性，与此同时，为提升速比，每个齿轮组中相啮合的两个齿轮间，其中一个齿轮的齿数需减少，在齿轮运动时，容易出现NVH（Noise（噪声）、Vibration（振动）与Harshness（声振粗糙度）的缩写）的问题，影响电桥的使用寿命和使用效果；

（二） 设置多组行星排：

如授权公告号为CN215831061U，专利名称为《大速比轮边驱动结构》的实用新型专利，提供了一种大速比轮边驱动结构，包括第一行星排以及第二行星排，所述第一太阳轮与电机连接，所述第二行星架与输出轴连接，行星排稳定性较好且能实现高速比，然而，多组行星排的设置成本增加，连接结构复杂，连接结构稳定性不足时，也容易导致NVH的问题，而且，多组行星排与电机轴同轴设计的布置也会增加轴向的占用空间，无法实现电驱动桥结构的紧凑性。

实用新型内容

因此，为解决上述问题，本实用新型提供了一种超大速比电驱系统。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种超大速比电驱系统，包括壳体总成，以及设置在所述壳体总成内的电机和差速器，所述电机包括由外到内共轴设置的定子、动子以及电机轴，所述电机与差速器之间设置有二级减速机构，第一级减速机构为NW型行星轮系，第二级减速机构为平行轴式减速机构，所述NW型行星轮系包括固设在所述电机轴上的太阳轮，以及一级行星轮、二级行星轮和行星架，所述一级行星轮、二级行星轮并排固设在同一个空心转动轴上，所述空心转动轴套设在行星架上，所述一级行星轮与太阳轮相啮合，所述二级行星轮与固定在壳体总成上的齿圈相啮合，所述NW型行星轮系的一侧连接有输出轴，所述输出轴为空心轴并与所述电机轴同轴套接，所述输出轴与差速器平行设置且两者之间的齿轮副为第二级减速机构，所述第二级减速机构的位置设置在所述电机与第一级减速机构之间。

优选的，所述空心转动轴套与行星架之间设置有滚针推力轴承。

优选的，所述齿圈通过花键与壳体总成周向固定。

优选的，所述行星架的另一侧设置有用于支撑所述行星架的支撑轴，所述支撑轴为空心轴并与所述电机轴同轴套接，所述支撑轴与电机轴之间设置有轴承，所述支撑轴与壳体总成之间通过轴承连接。

优选的，所述输出轴与电机轴之间设置有轴承，所述输出轴与壳体总成之间通过轴承连接。

优选的，所述行星架、输出轴、支撑轴为一体式结构。

优选的，所述齿轮副为固定设置在所述输出轴上的主动齿轮和固定在所述差速器的壳体上的从动齿轮。

优选的，所述第一级减速机构的速比为7-9，所述第二级减速机构的速比为2-3。

优选的，所述电机为高速电机，所述电机与差速器平行布置。

优选的，所述差速器为扭矩矢量控制差速器和/或自锁脱困差速器

本实用新型技术方案的有益效果主要体现在：

1、将与电机轴同轴设置的NW型行星轮系与平行轴结构的齿轮副相结合，NW型行星轮系中，串联的一级行星轮和二级行星轮充分利用行星排的径向空间，同时，结合平行轴的设置，不仅减少轴向空间的占用，提高结构的紧凑性，而且能有效提升速比，增强减速效果。

2、第二级减速机构的位置设置在所述电机与第一级减速机构之间，进一步减少轴向空间的占用，提高结构的紧凑性，该布置中差速器比较居中，可以使半轴更加对称。

3、NW型行星轮系与电机轴同轴设置，提高结构的稳定性，在实现高度比的同时提供了较大的速比柔性。

4、NW型行星轮系中采用行星架、传输轴和支撑轴为一体式结构，稳定性较高，同时，行星架两侧的输出轴与支撑轴与电机轴和壳体总成之间分别设置有轴承，双轴承的结构进一步提高了NW型行星轮系与电机轴的同轴度和结构的稳定性，有效的保证了行星架的支撑精度，减少出现噪声、振动与声振粗糙度的风险。

5、采用小体积的高速电机，同时，电机与差速器平行布置，能够有效利用空间，增加结构的紧凑性。

附图说明

图1是超大速比电驱系统的连接结构示意图；

图2是超大速比电驱系统采用矢量控制差速器时的结构示意图；

图3是超大速比电驱系统采用自锁脱困差速器时的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、优点和特点能够更加清楚、详细地展示，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。该实施例仅是应用本实用新型技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。

本实用新型揭示了一种超大速比电驱系统，如图1所示，包括壳体总成1，以及设置在所述壳体总成1内的电机和差速器14，所述电机包括由外到内共轴设置的定子3、动子2以及电机轴4，所述电机与差速器14之间设置有二级减速机构。

其中，二级减速机构中，第一级减速机构为NW型行星轮系，第二级减速机构为平行轴式减速机构，所述NW型行星轮系包括固设在所述电机轴上的太阳轮7，以及一级行星轮8、二级行星轮9和行星架11，所述一级行星轮8、二级行星轮9串联在行星架上，具体地，所述一级行星轮8、二级行星轮9并排固设在同一个空心转动轴15上，所述空心转动轴15套设在行星架11上，在一优选实施例中，所述空心转动轴15套与行星架11之间设置有滚针推力轴承（图中未示出），使所述行星11架随空心转动轴15转动，所述一级行星轮8与太阳轮7相啮合，所述二级行星轮9与固定在壳体总成1上的齿圈10相啮合，其中，所述齿圈10通过连接件与壳体总成1周向固定，在一些实施例中，所述齿圈10通过花键与壳体总成1周向固定。

所述NW型行星轮系的一侧连接有输出轴5，所述输出轴5为空心轴并与所述电机轴4同轴套接，在一优选实施例中，所述输出轴与电机轴之间设置有轴承，所述输出轴与壳体总成之间通过轴承连接，所述输出轴5与电机轴4之间不直连，输出轴5通过与NW型行星轮系连接实现转动，所述输出轴5与差速器14平行设置且两者之间的齿轮副作为第二级减速机构，在实际工作中，电机的动力自电机轴4传输到NW型行星轮系，并由NW型行星轮系减速后传输至输出轴5，再由输出轴5传输至齿轮副，齿轮副再次减速，并将减速后的动力传输到差速器14，从而实现多级减速。

所述NW型行星轮系的另一侧还设置有用于支撑所述行星架11的支撑轴6，所述支撑轴6为空心轴并与所述电机轴4同轴套接，具体地，所述支撑轴6与电机轴4之间也不直连，所述支撑轴6通过与NW型行星轮系连接实现转动，所述支撑轴与电机轴之间设置有轴承，所述支撑轴与壳体总成之间通过轴承连接，实现所述NW型行星轮系在支撑轴6所在一侧的支撑，具体地，NW型行星轮系的两侧与电机轴4之间的轴承提高了NW型行星轮系与电机轴4的同轴度，实现了NW型行星轮系与电机轴4的同轴设置，确保传动的稳定性，NW型行星轮系的两侧与壳体总成1之间的轴承提高了NW型行星轮系与壳体总成1之间的支撑稳定性和支撑精度，减少出现NVH的风险。

在一优选实施例中，所述行星架11、输出轴5、支撑轴6为一体式的结构，具体地，所述行星架11、输出轴5、支撑轴6可以为一体成型的结构，也可以通过焊接等方式将行星架11、输出轴5、支撑轴6组成一体式结构，行星架11、输出轴5、支撑轴6一体式的设计提高了输出轴5、支撑轴6和行星架11之间的同轴度，避免了因连接结构不牢固而导致的噪声、振动与声振粗糙度的问题，当动力通过电机轴4传输到NW型行星轮系的太阳轮7后，太阳轮7转动带动与其相啮合的一级行星轮8转动，从而带动与一级行星轮8同时设置在空心转动轴15上的二级行星轮9转动，二级行星轮9和齿圈10啮合，并带动与行星架11连接的输出轴5和支撑轴6转动。

所述输出轴5设置在电机和第一级减速机构之间，所述支撑轴6设置在所述第一级减速机构远离电机的一侧，所述第二级减速机构的位置设置在所述电机与第一级减速机构之间，并位于与所述电机轴同轴的输出轴5上，因此，差速器居中设置，可以使差速器的两个半轴的布置更加对称。

所述齿轮副为固定设置在所述输出轴5上的主动齿轮12和固定在所述差速器14的壳体上的从动齿轮13，其中，所述主动齿轮12的直径大于所述从动齿轮13的直径，所述主动齿轮12的齿数多于所述从动齿轮13的齿数，从而进一步增加速比。

所述第一级减速机构的速比为7-9，所述第二级减速机构的速比为2-3，因此，经过二级减速机构减速后，该电驱系统的总速比达到21以上。

所述电机为小体积的高速电机，所述电机与差速器14平行布置，有效利用空间，减少电驱系统整体的空间占用。

所述差速器14的输出端为设置在差速器14两侧的两个半轴，两个半轴各自连接轮端，且两个半轴与其所连接的轮端之间设置有联轴器。

在一优选实施例中，所述电机、差速器14、NW型行星轮系以及齿轮副设置在同一壳体内，进一步提高结构的紧凑性和集成度，在一实施例中，为提高差速器14的两个半轴的稳定性，所述差速器14的两个半轴与壳体之间连接有轴承。

在一些实施例中，所述壳体总成1包括用于容置电机的电机侧壳体以及用于容置NW型行星轮系、齿轮副以及差速器14的传动侧壳体，具体地，在一实施例中，所述电机轴4与电机侧壳体通过轴承连接，提高电机轴4用于电机侧壳体连接的稳定性，所述差速器14的两个半轴与传动侧壳体之间连接有轴承，所述传动侧壳体的两侧设置有联轴器，所述联轴器与两个半轴连接，差速器14两侧的半轴与传动侧壳体的双轴承结构，提高了差速器14的两个半轴的稳定性。

在一些实施例中，如图2、图3所示，所述差速器为矢量控制差速器或自锁脱困差速器，其中，如图2所示，所述矢量控制差速器具有扭矩矢量控制功能，可使发动机动力更合理地分配到两个驱动轮上，具体地，两个半轴分别连接离合器，利用离合器内部的摩擦片组实现扭矩的传输，并通过控制两个离合器内摩擦片之间的压紧量实现两个半轴扭矩的矢量传输，提升了车辆转弯时的性能，如图3所示，所述自锁脱困差速器包括差速器以及设置在差速器一侧的锁止机构，所述锁止机构包括锁止齿圈和结合套，锁止齿圈上设有锁止齿，所述锁止齿与接合套上设置的接合齿相匹配，所述接合套固定在差速器本体的壳体内壁上，使两侧车 轮连在一起，动力至少可以传递到另一侧车轮，使汽车得到行驶的动力，从而摆脱困境，在一优选实施例中，所述差速器还可以是矢量控制差速器和自锁脱困差速器的结合，从而同时实现两种功能，如授权公告号为CN104154207B的发明专利中，揭示了扭矩矢量控制机械差速锁止差速器的具体结构，此为现有技术，在次不做赘述。

本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.超大速比电驱系统，包括壳体总成，以及设置在所述壳体总成内的电机和差速器，所述电机包括由外到内共轴设置的定子、动子以及电机轴，其特征在于：所述电机与差速器之间设置有二级减速机构，第一级减速机构为NW型行星轮系，第二级减速机构为平行轴式减速机构，所述NW型行星轮系包括固设在所述电机轴上的太阳轮，以及一级行星轮、二级行星轮和行星架，所述一级行星轮、二级行星轮并排固设在同一个空心转动轴上，所述空心转动轴套设在行星架上，所述一级行星轮与太阳轮相啮合，所述二级行星轮与固定在壳体总成上的齿圈相啮合，所述NW型行星轮系的一侧连接有输出轴，所述输出轴为空心轴并与所述电机轴同轴套接，所述输出轴与差速器平行设置且两者之间的齿轮副为第二级减速机构，所述第二级减速机构的位置设置在所述电机与第一级减速机构之间。

2.根据权利要求1所述的超大速比电驱系统，其特征在于：所述空心转动轴套与行星架之间设置有滚针推力轴承。

3.根据权利要求1所述的超大速比电驱系统，其特征在于：所述齿圈通过花键与壳体总成周向固定。

4.根据权利要求1所述的超大速比电驱系统，其特征在于：所述行星架的另一侧设置有用于支撑所述行星架的支撑轴，所述支撑轴为空心轴并与所述电机轴同轴套接，所述支撑轴与电机轴之间设置有轴承，所述支撑轴与壳体总成之间通过轴承连接。

5.根据权利要求4所述的超大速比电驱系统，其特征在于：所述输出轴与电机轴之间设置有轴承，所述输出轴与壳体总成之间通过轴承连接。

6.根据权利要求5所述的超大速比电驱系统，其特征在于：所述行星架、输出轴、支撑轴为一体式结构。

7.根据权利要求1所述的超大速比电驱系统，其特征在于：所述齿轮副为固定设置在所述输出轴上的主动齿轮和固定在所述差速器的壳体上的从动齿轮。

8.根据权利要求1所述的超大速比电驱系统，其特征在于：所述第一级减速机构的速比为7-9，所述第二级减速机构的速比为2-3。

9.根据权利要求1所述的超大速比电驱系统，其特征在于：所述电机为高速电机，所述电机与差速器平行布置。

10.根据权利要求1-9任一所述的超大速比电驱系统，其特征在于：所述差速器为扭矩矢量控制差速器和/或自锁脱困差速器。

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