KR102103322B1 - 전기 구동축 어셈블리 및 이를 구비한 자동차 - Google Patents

전기 구동축 어셈블리 및 이를 구비한 자동차 Download PDF

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Abstract

전기 구동축 어셈블리(100)는 다음을 포함한다: 파워 모터(11), 변속기(12) 및 차동기(13)를 포함하는, 전기 파워 트레인(101); 축 하우징 부품(21) 및 두 개의 반축(22)을 포함하는 축 하우징 어셈블리(102); 및 상기 축 하우징 부품(21)에 배치되고 상기 차동기(13)의 입력단을 직접 제동하는 중앙 주차 모듈(103)을 포함하되, 상기 차동기(13)는 하나의 입력단과 두 개의 출력단을 구비하고, 상기 파워 모터(11)는 상기 변속기(12)를 통해 상기 차동기(13)의 상기 입력단과 연결되고, 상기 두 개의 반축(22) 및 상기 차동기(13)는 상기 축 하우징 부품(21)에 배치되고, 상기 두 개의 반축(22)은 상기 차동기(13)의 상기 두 개의 출력단에 각각 연결되며, 상기 전기 파워 트레인(101)은 상기 축 하우징 부품에 배치된다. 전기 구동축 어셈블리(100)를 포함하는 자동차도 제공된다. 전기 구동축 어셈블리(100)는 구조가 콤팩트해지고, 배치가 용이해지며, 안전하고 신뢰성 있는 주차를 자동차에 제공한다.

Description

전기 구동축 어셈블리 및 이를 구비한 자동차
본 출원은 2015년 12월 31일에 중국 지식재산국에 출원된 중국 특허 출원 일련번호 201511030700.6 및 201521135686.1를 기초로 우선권을 주장한다. 앞서 표기된 출원의 모든 내용은 참조로서 원용된다.
본 개시 내용의 실시예들은 전기 구동축 어셈블리 및 상기 전기 구동축 어셈블리를 구비한 자동차에 대한 것이다.
전기 구동축 어셈블리의 관련 기술에서, 주차 브레이크를 전기 구동축 어셈블리에 배치하는 것이 어렵고, 전기 구동축 어셈블리가 복수의 기어들을 구비할 때, 기어 고장의 문제가 발생할 수 있는데, 이는 안전성에 영향을 미칠 수 있어, 전기 구동축 어셈블리를 개선할 필요가 있다.
본 개시 내용의 실시예들은 종래 기술의 전술한 기술적 문제들 중 적어도 하나를 어느 정도 해결하고자 한다. 이를 위해 본 개시 내용의 제1 양태는 용이한 배치와 높은 안전성을 갖는 전기 구동축 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 개시 내용의 제2 양태는 전기 구동축 어셈블리를 구비한 자동차를 더 제공하는 것이다.
본 개시 내용의 실시예들에 따른 전기 구동축 어셈블리는 다음을 포함한다:
파워 모터, 변속기 및 차동기를 포함하는, 전기 파워 트레인; 축 하우징 부품 및 두 개의 반축(half axle)을 포함하는 축 하우징 어셈블리; 및 상기 축 하우징 부품에 배치되고 상기 차동기의 입력단을 직접 제동하는 중앙 주차 모듈을 포함하되, 상기 차동기는 하나의 입력단과 두 개의 출력단을 구비하고, 상기 파워 모터는 상기 변속기를 통해 상기 차동기의 상기 입력단과 연결되고, 상기 두 개의 반축 및 상기 차동기는 상기 축 하우징 부품에 배치되고, 상기 두 개의 반축은 상기 차동기의 상기 두 개의 출력단에 각각 연결되며, 상기 전기 파워 트레인은 상기 축 하우징 부품에 배치된다.
본 개시 내용의 일 실시예에 따라, 상기 중앙 주차 모듈 및 상기 전기 파워 트레인은 각각 상기 축 하우징 부품의 전면 및 후면에 배치된다.
본 개시 내용의 일 실시예에 따라, 상기 중앙 주차 모듈은, 상기 축 하우징 부품에 배치되는 주차 박스; 및 상기 주차 박스에 고정되고 상기 차동기의 상기 입력단을 직접 제동하는 주차 브레이크를 포함한다.
본 개시 내용의 일 실시예에 따라, 상기 차동기의 상기 입력단은 차동기 입력 기어를 포함하고, 상기 중앙 주차 모듈은, 상기 주차 브레이크에 연결된 주차 샤프트(shaft); 및 상기 주차 샤프트에 고정되고 상기 차동기 입력 기어와 맞물리는 주차 기어를 더 포함한다.
본 개시 내용의 일 실시예에 따라, 상기 주차 샤프트는 주차 베어링을 통해 상기 주차 박스 상에서 지지된다.
본 개시 내용의 일 실시예에 따라, 상기 주차 샤프트 및 상기 주차 기어는 주차 기어 샤프트로 일체 형성된다.
본 개시 내용의 일 실시예에 따라, 상기 주차 브레이크는, 상기 주차 샤프트에 연결되는 브레이크 드럼; 및 상기 브레이크 드럼을 제동하기 위해 상기 브레이크 드럼에 선택적으로 접합되는 브레이크 구조를 포함한다.
본 개시 내용의 일 실시예에 따라, 상기 중앙 주자 모듈은 연결 박스를 더 포함하고, 상기 주차 브레이크 및 상기 주차 박스는 상기 연결 박스를 통해 연결된다.
본 개시 내용의 일 실시예에 따라, 상기 중앙 주차 모듈은 상기 주차 샤프트에 고정되고 상기 연결 박스 내에 배치되는 플랜지(flange)를 더 포함하고, 상기 브레이크 드럼은 상기 플랜지를 통해 상기 주차 샤프트에 연결된다.
본 개시 내용의 일 실시예에 따라, 상기 변속기는 변속기 하우징을 구비하고, 상기 파워 모터는 상기 변속기 하우징에 고정되며, 상기 변속기 하우징은 상기 축 하우징 부품의 일 면에 고정되고, 상기 중앙 주차 모듈은 상기 축 하우징 부품의 다른 일 면에 배치되며, 상기 차동기는 상기 변속기 하우징 및 상기 주차 박스 상에서 지지된다.
본 개시 내용의 일 실시예에 따라, 상기 축 하우징 부품은 축 하우징 및 축 커버를 포함하고, 상기 변속기 하우징은 상기 축 하우징의 일 면에 고정되며, 상기 축 커버는 상기 축 하우징의 다른 일 면에 분리 가능하게 배치되고, 상기 축 커버는 양단이 개방된 실린더형 구조이고, 상기 주차 박스는 상기 축 커버를 관통하고 상기 축 커버 상에 지지된다.
본 개시 내용의 일 실시예에 따라, 상기 변속기는, 입력 기어가 고정되고 상기 파워 모터의 모터 출력 샤프트에 연결되는 입력 샤프트; 중간 기어 및 복수의 기어주동 기어와 고정되는 중간 샤프트; 및 상기 차동기 입력 기어와 맞물린 출력 기어가 고정되는 출력 샤프트를 포함하되, 상기 중간 기어는 상기 입력 기어와 맞물리고, 복수의 기어수동 기어는 상기 출력 샤프트에 대해 비구속적으로 맞추어지되 상기 복수의 기어주동 기어와 각각 맞물린다.
본 개시 내용의 일 실시예에 따라, 상기 복수의 기어주동 기어는 제1 기어주동 기어 및 제2 기어주동 기어를 포함하고, 상기 복수의 기어수동 기어는 상기 제1 기어주동 기어와 맞물리는 제1 기어수동 기어 및 상기 제2 기어주동 기어와 맞물리는 제2 기어수동 기어를 포함한다.
본 개시 내용의 일 실시예에 따라, 상기 변속기는, 상기 제1 기어수동 기어 및 상기 제2 기어수동 기어 중 하나를 상기 출력 샤프트와 선택적으로 결합하는 동기 장치를 더 포함한다.
본 개시 내용의 실시예들에 따른 전기 구동축 어셈블리는, 전기 파워 트레인, 중앙 주차 모듈 및 축 하우징 어셈블리가 하나로 통합되어, 전기 구동축 어셈블리가 구조가 콤팩트해지고, 부피가 작아지며 배치가 용이해지는 장점을 갖는다. 더 나아가, 차동기의 입력단이 중앙 주차 모듈에 의해 직접적으로 제동되는데, 이는 변속기의 전환 과정 동안 자동차 주차의 실패 가능 위험을 피할 수 있고, 전기 구동축 어셈블리의 안정성과 신뢰성을 보장할 수 있다.
본 개시 내용의 제2 양태에 따른 자동차는 본 개시 내용의 제1 양태에 따른 전기 구동축 어셈블리를 포함하여, 구조가 콤팩트해지고, 배치가 용이해지며 안전하고 신뢰성 있는 주차의 장점을 갖는다.
본 개시 내용의 실시예들의 이들 및 다른 양상들 및 장점들은 도면들을 참고로 하여 이루어진 이하의 설명들로부터 명백해지고 보다 쉽게 이해될 것이다.
도 1은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 자동차의 전동 구조를 보여주는 개략도이다.
도 2는 본 개시 내용의 상기 실시예에 따른 전기 구동축 어셈블리의 중앙 주차 모듈에 대한 개략도이다.
도 3은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 전기 구동축 어셈블리의 배치 개략도이다.
본 개시 내용의 실시예들이 구체적으로 설명된다. 도면을 참고로 하여 여기에서 설명되는 실시예들은 설명을 위한 것이고, 예시적이며 본 개시 내용을 일반적으로 이해하는데 이용된다. 실시예들은 본 개시 내용을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 동일하거나 유사한 구성요소들 및 동일하거나 유사한 기능을 갖는 구성요소들은 명세서 전체적으로 동일한 참조 번호로 표시된다.
본 개시 내용에 대한 설명에서, "중앙", "세로", "가로", "길이", "너비", "두께", "상", "하", "전", "후", "좌", "우", "수직", "수평", "최상", "최하", "내", "외", "시계방향", "반시계방향"과 같은 용어로 표현되는 위치 또는 위치 관계는 도면을 수반한 설명을 기초로 한 위치 또는 위치 관계이며, 단순히 본 개시 내용을 설명하고 설명을 단순화하기 위한 것일 뿐이고, 표시되는 장치들 또는 구성요소들이 특정한 위치를 갖거나 또는 특정한 위치에 따라 구성 및 작동되는 것을 나타내거나 내포하는 것이 아니며, 따라서 본 개시 내용을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
"제1" 및 "제2"와 같은 용어는 단순히 설명을 목적으로 한 것일 뿐이고, 복수의 표현된 기술적 특징을 내포적으로 표시하거나 상대적인 중요성을 나타내거나 내포하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 그러므로, "제1" 및 "제2"로 한정되는 특징은 하나 또는 그 이상의 특징들을 명시적으로 또는 내포적으로 포함할 수 있다. 본 개시 내용에 대한 설명에서, 명시적으로 특별하게 한정하지 않는 한, "복수의"는 적어도 둘, 예를 들어 둘 또는 셋을 의미한다.
본 개시 내용에서, 명확하게 특정하거나 정의하지 않는 한, "장착된", "결합된", "연결된", 고정된" 등과 같은 용어는 넓은 의미로 이해되어야 한다. 예를 들어, 연결은 고정적으로 연결되거나, 분리 가능하게 연결되거나 또는 통합된 것일 수 있고; 연결은 기계적으로 연결되거나, 전기적으로 연결될 수 있으며; 연결은 기계적으로 연결되거나, 전기적으로 연결되거나, 상호 통신을 위해 이용될 수 있고; 연결은 직접적으로 연결되거나, 매개체를 통해 연결될 수 있으며, 두 구성요소들의 내부적 연결이거나 두 구성요소들의 상호 연결일 수도 있다. 해당 기술 영역의 통상의 기술자는 특정 상황에 따라 본 개시 내용의 용어들의 특정 의미를 이해할 수 있다.
본 개시 내용에서, 명확하게 특정되거나 정의되지 않는 한, 제1 특징이 제2 특징 "위" 또는 "아래"에 있는 경우는 제1 특징과 제2 특징이 직접적으로 접촉하거나 또는 매개체에 의해 간접적으로 접촉하는 경우일 수 있다. 그 외에도, 제1 특징이 제2 특징 "위", "위로" 또는 "건너"에 있는 경우는 제1 특징이 제2 특징 위에 바로 또는 비스듬히 있는 경우이거나, 또는 제1 특징의 수평 높이가 제2 특징의 수평 높이보다 높다는 것만을 나타낼 수 있다. 제1 특징이 제2 특징 "아래", "아래로" 또는 "아래에"에 있는 경우는 제1 특징이 제2 특징 아래에 바로 또는 비스듬히 있는 경우이거나, 또는 제1 특징의 수평 높이가 제2 특징의 수평 높이보다 낮다는 것만을 나타낼 수 있다.
본 개시 내용의 실시예들에 따른 전기 구동축 어셈블리(100)는 도 1 내지 도 3을 참고로 하여 설명된다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 전기 구동축 어셈블리(100)는 전기 파워 트레인(101), 축 하우징 어셈블리(102) 및 중앙 주차 모듈(103)을 포함한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 전기 파워 트레인(101)은 파워 모터(100), 변속기(12) 및 차동기(13)를 포함한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 축 하우징 어셈블리(102)는 축 하우징 부품(21) 및 두 개의 반축(half axle, 22)을 포함하며, 두 개의 반축(22) 및 차동기(13)는 축 하우징 부품(21)에 배치된다.
차동기(13)는 입력단 및 두 개의 출력단을 갖는다. 차동기(13)의 출력단은 차동기(13)의 입력단으로부터 파워를 출력하도록 구성된다. 파워 모터(11)는 변속기(12)를 통해 차동기의 입력단에 연결된다. 두 개의 반축(half axle)은 차동기의 두 출력단에 각각 연결되어 파워를 출력한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전기 파워 트레인(101)은 축 하우징 부품(21)에 설치된다. 중앙 주차 모듈(103)은 축 하우징 부품(21)에 배치된다. 말하자면, 전기 파워 트레인(101), 중앙 주차 모듈(103) 및 축 하우징 어셈블리(102)는 하나로 통합되며, 이는 구조가 컴팩트해지고 조립이 간단하며 질량이 줄어들고, 부피가 작아지며, 차지하는 공간이 줄어드는 장점을 갖는다. 이에 따라 자동차(1000) 내 설치가 편리해지고, 변속 채인이 줄어들어, 변속 손실이 작고 변속 효율이 높다. 특히, 중앙 주차 모듈(103)은 통합되어 축 하우징 부품(21)에 설치되는데, 이로 인해 신뢰성이 높아지고 비용이 낮아진다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙 주차 모듈(103)은 차동기(13)의 입력단을 직접적으로 제어하도록 구성된다. 말하자면, 자동차가 주차될 필요가 있을 때, 중앙 주차 모듈(103)은 변속기(12)를 거치지 않고 차동기의 입력단을 직접 제동할 수 있으므로, 변속 채인을 단축하고 부피를 줄이며, 이는 중앙 주차 모듈(103)의 배치에 편리하다.
자동차(1000)가 주행할 필요가 있을 때, 파워 모터(11)로부터 변속기(12)로 동력이 전달된다. 동력은 다른 비율로 차동기(13)의 입력단에 전달될 수 있는데, 말하자면, 파워 모터(11)로부터 출력된 동력은 변속기(12)의 속도와 토크 조정이 있은 이후 차동기(13)의 입력단으로 전달되고, 그 다음 두 개의 반축을 통해 차동기(13)의 출력단으로부터 바퀴로 양 측면에서 전달되어 자동차(1000)가 주행하도록 한다.
자동차(1000)가 주차될 필요가 있을 때, 중앙 주차 모듈(103)은 수동 또는 전기 유압식 가스 제어로 당겨지고, 파워 모터(11)가 동시에 언로드(unloaded)되며, 이 때 동력이 파워 모터(11)로부터 바퀴로 더 이상 전달되지 않으나, 토크는 관성 또는 경사로 상에서의 자기 중력으로 인해 바퀴로부터 차동기(13)의 입력단으로 전달된다. 이 때, 파워 모터(11)가 언로드되고, 변속기(12)는 중립에 있을 수 있는데, 말하자면, 파워 모터(11)는 자동차(1000)를 주차하기 위해 상응하는 토크를 제공할 수 없다. 중앙 주차 모듈(103)은 차동기(13)의 입력단을 직접적으로 제동할 수 있고, 차동기(13)의 출력단 및 반축(22)으로 바퀴의 회전을 중지시켜 자동차(1000)를 주차할 수 있다.
본 개시 내용의 실시예들에 따른 전기 구동축 어셈블리(100)는, 전기 파워 트레인(101), 축 하우징 어셈블리(102) 및 중앙 주차 모듈(103)이 함께 통합되어, 전기 구동축 어셈블리가 구조가 콤팩트해지고, 부피가 작아지며 배치가 용이해지는 장점을 갖는다. 더 나아가, 차동기의 입력단이 중앙 주차 모듈(103)에 의해 직접적으로 제동되는데, 이는 변속기(12)의 전환 과정 동안 자동차 주차의 실패 가능 위험을 피할 수 있고, 전기 구동축 어셈블리(100)의 안정성과 신뢰성을 보장할 수 있다.
이어서, 도 1 내지 도 3을 참고하여 본 개시 내용의 실시예들에 따른 전기 구동축 어셈블리(100)가 상세하게 설명된다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 전기 구동축 어셈블리(100)는 전기 파워 트레인(101), 축 하우징 어셈블리(102) 및 중앙 주차 모듈(103)을 포함한다.
전기 파워 트레인(101)은 파워 모터(11), 변속기(12) 및 차동기(13)를 포함한다. 축 하우징 어셈블리(102)는 축 하우징 부품(21) 및 두 개의 반축(half axle, 22)을 포함한다. 두 개의 반축(22)과 차동기(13)는 축 하우징 부품(21)에 배치된다.
차동기(13)는 하나의 입력단과 두 개의 출력단을 구비한다. 차동기(13)의 출력단들은 차동기(13)의 입력단으로부터 동력을 출력하는데 적합하다. 파워 모터(11)는 변속기(12)를 통해 차동기의 입력단에 연결된다. 두 개의 반축(22)은 차동기(13)의 두 출력단에 각각 연결된다.
말하자면, 파워 모터(11)로부터 출력된 동력은 변속기(12)의 속도와 토크 조정이 있은 이후 차동기(13)의 입력단으로 전달되고, 그 다음 두 개의 반축으로부터 차동기(13)의 출력단을 통해 차동기의 입력단을 그에 연결된 자동차를 구동하는 두 개의 반축(22)으로 전달하여 회전시켜, 자동차(1000)가 주행하도록 한다.
전기 파워 트레인(101) 및 중앙 주차 모듈(103)은 축 하우징 부품(21)에 설치되는데, 이는 전기 구동축 어셈블리(100)의 집약도를 높이고 기능이 많아지며 자동차 배치설계를 편리하게 한다.
일부 실시예에서, 중앙 주차 모듈(103) 및 전기 파워 트레인(101)은 축 하우징 부품(21)의 전면 및 후면에 각각 배치된다. 말하자면, 중앙 주차 모듈(103) 및 전기 파워 트레인(101)은 축 하우징 부품(21)의 서로 다른 면에 배치된다.
도 3의 실시예를 참고하면, 중앙 주차 모듈(103)은 축 하우징 부품(21)의 후면에 배치되고, 전기 파워 트레인(101)은 축 하우징 부품(21)의 전면에 배치된다. 물론, 일수 다른 실시예들에서, 중앙 주차 모듈(103)은 축 하우징 부품(21)의 전면에 배치되고, 전기 파워 트레인(101)은 축 하우징 부품(21)의 후면에 배치될 수 있다.
이러한 방식으로, 전기 파워 트레인(101) 및 중앙 주차 모듈(103)이 축 하우징 부품(21)의 서로 다른 면들에 배치됨으로써, 전기 파워 트레인(101)이 차지하는 공간을 줄여 자동차 배치설계가 편리하다. 이러한 배치는 특히 높은 동력과 큰 부피의 파워 모터(11)를 구비한 전기 파워 트레인(101)에 적합하여, 전기 구동축 어셈블리(100)는 콤팩트한 배치와 합리적 구조를 갖고, 자동차 공간을 충분히 이용하며 고출력 구동의 요구를 만족시키는 동시에 조립의 어려움을 감소시킨다.
도 3의 실시예를 참고하면, 변속기(12)는 변속기 하우징(121)을 구비하고, 파워 모터(11)는 변속기 하우징(121)에 배치되며, 변속기 하우징(121)은 축 하우징 부품(21)의 일 면(예를 들어, 도 3에 도시된 전면)에 고정된다. 중앙 주차 모듈(103)은 축 하우징 부품(21)의 다른 면(예를 들어, 도 3에 도시된 후면)에 장착된다.
변속기 하우징(121)은 파워 모터(11)의 설치 매체로서 구성되고, 전기 파워 트레인(101)과 축 하우징 어셈블리(102) 사이에 연결부로서 구성되며, 중앙 주차 모듈(103) 또한 축 하우징 부품(21)에 고정되어, 축 하우징 어셈블리(102) 뿐만 아니라 파워 모터(11), 변속기(12), 차동기(13), 중앙 주차 모듈(103)이 함께 통합되며, 중앙 주차 모듈(103)과 파워 모터(11)는 축 하우징 부품(21)의 반대 면들에 각각 배치되어, 전기 구동축 어셈블리(100)는 구조가 콤팩트하고 배치가 합리적인 장점을 갖는다.
일부 실시예들에서, 파워 모터(11)는 나사형 커넥터를 통해 변속기 하우징(121)에 고정될 수 있고, 변속기 하우징(121)은 나사형 커넥터를 통해 축 하우징 부품(21)에 고정될 수 있다.
도 2의 실시예를 참고하면, 중앙 주차 모듈(103)은 주차 박스(31) 및 주차 브레이크(32)를 포함한다. 주차 박스(31)는 축 하우징 부품(21)에 배치되고, 주차 브레이크(32)는 주차 박스(31)에 고정되며 차동기(13)의 입력단을 직접적으로 제동하도록 구성된다. 말하자면, 주차 박스(31)는 주차 브레이크(32)와 축 하우징 부품(21) 사이의 연결 부품으로 구성되어, 중앙 주차 모듈(103)이 축 하우징 부품(21)에 편리하게 설치될 수 있다.
도 2의 실시예를 참고하면, 축 하우징 부품(21)은 축 하우징(210) 및 축 커버(211)를 포함한다. 변속기 하우징(121)은 축 하우징(210)의 일 면에 고정되고, 축 커버(211)는 축 하우징(210)의 다른 면에 탈착 가능하게 위치하는데, 말하자면, 축 커버(211)와 중앙 주차 모듈(103)은 동일한 면에 위치한다.
일부 실시예에서, 축 하우징(210)의 중앙부는 두 개의 단면이 모두 개방된 상이한 수용 공간을 구비한다. 축 커버(211)는 축 하우징(210)의 중앙부의 개방된 일측 단면에 탈착 가능하게 설치되고, 변속기 하우징(121)은 축 하우징(210)의 중앙부의 다른 개방된 일측 단면에 고정된다.
일부 실시예에서, 축 커버(211)는 나사형 커넥터를 통해 축 하우징(210)에 탈착 가능하게 장착된다. 특히, 도 2에 도시된 바와 같이, 나사형 커넥터는 볼트(401)로서 구성된다. 축 커버(211)는 축 커버(211)의 원주 방향을 따라 간격을 두로 배치되는 복수의 볼트(401)의 나사형 커넥터로 축 하우징(210)의 중앙부의 개방된 일측 단면에 연결된다. 이러한 방식으로, 축 커버(211)는 축 하우징(210)에 탈착 가능하게 설치되고, 이는 전기 파워 트레인(101)의 설치를 보다 편리하게 하며, 고정 구조가 단순해지고 작동이 용이해진다. 특히, 축 커버(211)가 축 하우징(210)의 중앙부의 개방된 일측 단면에 탈착 가능하게 조립되는데, 이는 전기 파워 트레인(101)과 두 개의 반축(22)의 조립 난이도를 효과적으로 줄이고, 차동기(13)의 유지 보수에 보다 더 기여할 수 있다.
도 2의 실시예를 참고하면, 축 커버(211)는 두 개방단을 갖는 원통형 구조이다. 주차 박스(31)는 축 커버(211)를 관통하고 축 커버(211) 상에서 지지되어, 주차 박스(31)는 축 커버(211)와 축 하우징(210)의 고정을 통해 변속기 하우징(121)에 장착된다. 특히, 원통형 구조의 단면적은 축 하우징(210)에서 격리된 일단으로부터 축 하우징(210) 근처의 일단을 향해 증가되며, 이에 따라 주차 박스(31)의 관통을 용이하게 하며, 이는 중앙 주차 모듈(103)의 설치를 보다 편리하게 한다.
차동기(13)는 변속기 하우징(121)과 주차 박스(31) 상에서 지지된다. 다시 말해, 주차 박스(31)는 축 커버(211)를 관통하고 축 하우징(210)과 축 커버(211)의 고정을 통해 변속기 하우징(121)에 설치되어, 변속기 하우징(121)과 주차 박스(31)가 차동기(13)의 지지 구조가 되어 차동기(13)를 함께 지지한다. 이러한 방식으로, 차동기(13)에 대한 지지가 보다 안정적이고 전기 구동축 어셈블리(100)의 구조가 보다 콤팩트해지며, 이에 따라 수용 공간을 더 절약한다. 일부 실시예에서, 차동기(13)는 차동기 베어링(B1)을 통해 변속기 하우징(121)과 주차 박스(31) 상에 지지된다. 차동기 베어링(B1)은 두 개의 테이퍼(tapered) 롤러 베어링을 포함하는데, 말하자면, 이 두 개의 테이퍼 롤러 베어링은 변속기 하우징(121)과 주차 박스(31) 사이에서 모두 체결된다.
일부 실시예에서, 주차 박스(31)는 조임나사를 통해 변속기 하우징(121)에 고정될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 차동기(13)의 입력단은 차동기 입력 기어(z')를 포함한다. 중앙 주차 모듈(103)은 주차 샤프트(V) 및 주차 샤프트(V)에 고정된 주차 기어(z")을 더 포함한다. 주차 기어(z")는 차동기 입력 기어(z')와 맞물린다. 주차 샤프트(V)는 주차 브레이크(32)에 연결된다.
말하자면, 주차 브레이크(32)는 주차 샤프트(V)를 선택적으로 제동할 수 있다. 주차 기어(z")는 주차 샤프트(V)에 고정되고, 주차 기어(z")는 차동기 입력 기어(z')와 맞물리기 때문에, 주차 브레이크(32)는 차동기 입력 기어(z')를 선택적으로 제동할 수 있다.
일부 실시예에서, 주차 샤프트(V)는 주차 베어링을 통해 주차 박스(31) 상에 지지되어, 주차 샤프트(V)는 주차 박스(31) 상에서 보다 더 잘 지지될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 베어링은 주차 샤프트(V)의 축 방향을 따라 간격을 두고 배치되는 두 개의 깊은 그루브 볼 베어링을 포함하고, 주차 기어(z")는 두 개의 깊은 그루브 볼 베어링 사이에 위치한다.
일부 실시예에서, 주차 샤프트(V)와 주차 기어(z")는 주차 기어 샤프트로 통합되어, 고강도의 단순한 구조를 가지게 되고, 조립 단계를 줄이며, 설치가 편리해진다. 일 실시예에서, 주차 기어 샤프트는 중량 감소 구조를 가질 수 있는데, 예를 들어, 중량 감소 구조는 중량 감소 홀(hole)로서 구성되며, 이는 주차 기어 샤프트의 강도를 보정하고 동시에 주차 기어 샤프트의 중량을 줄일 수 있어, 중앙 주차 모듈(103)의 무게가 가벼워지고 설치가 용이해지며 중앙 주차 모듈(103)과 축 하우징 부품(21)을 통합한다.
도 2의 실시예를 참고하면, 주차 브레이크는 브레이크 드럼(321) 및 브레이크 구조(322)를 포함한다. 브레이크 드럼(321)은 주차 샤프트(V)에 연결되고 주차 샤프트(V)와 함께 회전한다. 브레이크 구조(322)는 브레이크 드럼(321)을 제동하기 위해 브레이크 드럼(321)과 선택적으로 접합된다. 일부 실시예에서, 브레이크 구조(322)는 마찰판을 포함하고, 브레이크 구조(322)는 마찰판의 마찰을 통해 브레이크 드럼(321)과 선택적으로 접합한다.
주차 브레이크(32), 주차 샤프트(V) 및 주차 기어(z")의 설치를 용이하게 하기 위해, 중앙 주차 모듈(103)은 연결 박스(33)를 더 포함하고, 주차 브레이크(32)와 주차 박스(31)는 연결 박스(33)를 통해 연결된다. 따라서, 전기 구동축 어셈블리(100)가 조립될 때, 주차 박스(31)는 연결 박스(33)를 관통하고, 변속기 하우징(121)에 설치된 다음 주차 샤프트(V)와 주차 기어(z")가 설치되고, 마지막으로 연결 박스(33)와 주차 브레이크(32)가 설치된다. 연결 박스(33)와 주차 박스(31)가 분리된 구조로 구성되기 때문에, 중앙 주차 모듈(103), 전기 파워 트레인(101) 및 축 하우징 어셈블리(102) 간의 통합 설치가 편리하고, 중앙 주차 모듈(103)의 설치 또한 편리해진다.
도 2에 도시된 바와 같이, 중앙 주차 모듈(103)은 주차 샤프트(V)에 고정된 플랜지(34)를 더 포함하고, 연결 박스(33) 내에 배치되며, 브레이크 드럼(321)은 플랜지(34)를 통해 주차 샤프트(V)에 연결되어, 주차 샤프트(V)와 브레이크 드럼(321) 간의 연결 및 중앙 주차 모듈(103)의 설치가 편리해진다. 일부 실시예에서, 플랜지(34)와 주차 샤프트(V)는 나사형 커넥터를 통해 고정될 수 있고, 이 나사형 커넥터는 볼트(402)로 구성될 수 있다.
도 2의 실시예를 참고하면, 주차 샤프트(V)는 주차 박스(31) 상에 지지되고, 주차 박스(31)의 양단은 개방되며, 주차 샤프트(V)의 일단(예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 주차 샤프트(V)의 우측 단)은 주차 박스(31)의 일단을 관통하여 주차 브레이크(32)를 향해 연장되고, 그 다음 연결 박스(33)를 관통하며 플랜지(34)를 통해 브레이크 드럼(321)에 고정된다. 주차 박스(31)의 다른 일단은 말단 커버(35)를 통해 동봉된다. 플랜지(34)에 관통 홀이 제공되며, 나사형 구멍이 주차 샤프트(V)의 일 단면에 배치되고, 볼트(402)는 나사형 구멍을 관통하며 나사형 구멍 내에서 나사방식으로 연결된다.
도 1 내지 도 3을 참고하여, 본 개시 내용의 실시예들에 따른 전기 구동축 어셈블리(100)의 주차 단계가 상세히 설명될 것이다.
자동차(1000)가 주차될 필요가 있을 때, 주차 브레이크(32)의 브레이크 구조(322)는 수동 또는 전기 유압식 가스 제어로 당겨지고, 파워 모터(11)가 동시에 언로드(unloaded)되며, 이 때 동력이 파워 모터(11)로부터 바퀴로 더 이상 전달되지 않으나, 토크는 관성 또는 경사로 상에서의 자기 중력으로 인해 바퀴로부터 차동기(13)의 입력단으로 전달된다. 파워 모터(11)가 언로드되므로 변속기(12)는 중립에 있을 수 있는데, 말하자면, 파워 모터(11)는 자동차(1000)를 주차하기 위해 상응하는 토크를 제공할 수 없다. 이 때, 주차 브레이크(32)의 브레이크 구조(322)(예를 들어, 마찰판)가 탠션을 유지한 상태에서 브레이크 드럼(321)과 접합되어 마찰을 통해 브레이크 드럼(321)의 회전을 멈춘다. 브레이크 드럼(321)은 주차 샤프트(V)에 연결되고, 주차 기어(z")는 차동기 입력 기어(z')와 맞물리며, 이는 차동기 입력 기어(z')가 회전을 방지하고, 차동기(13)와 드라이버 샤프트(22)의 출력단을 통해 바퀴의 회전을 방지하여, 자동차를 주차할 수 있다.
본 개시 내용의 실시예들에 따르면, 전기 구동축 어셈블리는 상이한 기어들을 구비한 변속기를 채택할 수 있고, 따라서 적용 범위가 넓다. 도 1에 도시된 바와 같이, 변속기(12)는 입력 샤프트(I), 중간 샤프트(II) 및 출력 샤프트(III)를 포함한다. 입력 샤프트(I), 중간 샤프트(II) 및 출력 샤프트(III)는 베어링으로 변속기 하우징(121) 상에서 지지된다. 일부 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 입력 샤프트(I), 중간 샤프트(II) 및 출력 샤프트(III)는 자동차(1000)의 너비 방향, 즉 자동차(1000)의 좌-우 방향을 따라 연장된다.
입력 샤프트(I)는 파워 모터(11)의 모터 출력 샤프트(VI)에 연결되는데, 예를 들어, 입력 샤프트(I)는 스플라인(spline)을 통해 모터 출력 샤프트(VI)와 연결된다. 일 실시예에서, 입력 샤프트(I)는 내부 스플라인을 구비하고, 모터 출력 샤프트(VI)는 입력 샤프트(I)의 내부 스플라인에 맞는 외부 스플라인을 구비한다. 일부 실시예에서, 입력 샤프트(I)와 모터 출력 샤프트(VI)는 샤프트 커플링을 통해 연결될 수 있다. 본 개시 내용의 상기 실시예에 따르면, 모터 출력 샤프트(VI)는 변속기(12)의 입력 샤프트(I)와 직접적으로 연결되어, 전기 파워 트레인(101)의 변속 채인이 짧아지고 구조가 단순해진다.
도 1에 도시된 바와 같이, 입력 샤프트(I)는 입력 기어(q)와 고정되는데, 말하자면, 입력 기어(q)는 입력 샤프트(I)와 동기화하여 회전할 수 있다. 중간 샤프트(II)는 중간 기어(q')와 고정되는데, 말하자면, 중간 기어(q')는 중간 샤프트(II)와 동기화하여 회전할 수 있다. 중간 기어(q')는 입력 기어(q)와 맞물리고, 중간 샤프트(II)는 복수의 기어주동 기어와 고정되는데, 말하자면, 복수의 기어주동 기어는 중간 샤프트(II)와 동기화하여 회전할 수 있다. 복수의 기어수동 기어는 출력 샤프트(III)에 대해 고정되는데, 말하자면, 각각의 기어수동 기어는 출력 샤프트(III)와 관련되어 회전할 수 있다. 복수의 기어수동 기어 및 복수의 기어주동 기어는 대응되게 맞물린다. 일 실시예에서, 중간 샤프트(II)와 출력 샤프트(III)는 상이한 길이와 구조를 가질 수 있고, 맞물린 기어들의 상이한 개수의 짝이 중간 샤프트(II)와 출력 샤프트(III)에 제공되어, 변속기(12)가 보다 많은 기어들의 출력을 구비할 수 있다.
일부 실시예에서, 출력 샤프트(III)는 그에 고정된 출력 기어(z)를 더 포함하는데, 말하자면, 출력 기어(z)는 출력 샤프트(III)와 동기화하여 회전할 수 있다. 출력 기어(z)는 차동기(13)의 차동기 입력 기어(z')와 맞물려, 파워 모터(11)로부터의 파워 출력이 변속기(12)를 통해 차동기 입력 기어(z')로 전달될 수 있고, 반축(22)과 바퀴들을 차동기(13)의 출력단을 통해 구동하여 자동차(1000)가 주행하도록 구동한다.
일 실시예에서, 복수의 기어주동 기어는 제1 기어주동 기어(1) 및 제2 기어주동 기어(2)를 포함하며, 여기에서 제1 기어주동 기어(1) 및 제2 기어주동 기어(2)는 중간 샤프트(II)의 축 방향을 따라 서로 격리되며 중간 샤프트(II)에 고정된다. 복수의 기어수동 기어는 제1 기어수동 기어(1') 및 제2 기어수동 기어(2')를 포함한다. 제1 기어수동 기어(1')는 제1 기어주동 기어(1)와 맞물리고, 제2 기어수동 기어(2')는 제2 기어주동 기어(2)와 맞물린다. 제1 기어수동 기어(1') 및 제2 기어수동 기어(2')는 출력 샤프트(III)의 축 방향을 따라 서로 격리되며 출력 샤프트(III)에 대해 고정된다. 동기 장치(S)는 제1 기어수동 기어(1') 및 제2 기어수동 기어(2') 중 하나를 출력 샤프트(III)와 선택적으로 결합하는데, 말하자면, 동기 장치(S)는 제1 기어수동 기어(1')를 출력 샤프트(III)와 동기화하여 회전시키기 위해 제1 기어수동 기어(1')를 출력 샤프트(III)에 결합하고, 동기 장치(S)는 제2 기어수동 기어(2')를 출력 샤프트(III)와 동기화하여 회전시키기 위해 제2 기어수동 기어(2')를 출력 샤프트(III)에 결합한다. 동기 장치(S)는 동기 장치(S)가 제1 기어수동 기어(1')와 제2 기어수동 기어(2') 중 어떤 것이라도 출력 샤프트(III)에 결합하지 않는 중간 지점에 위치할 수 있는데, 말하자면, 동기 장치(S)는 중립 위치에 배치된다. 출력 기어(z)는 출력 샤프트(III)에 고정된다.
본 실시예에서, 변속기(12)는 두 개의 기어 변속기로 구성되어, 구조가 단순하고, 중량이 적으며, 속도율이 크고, 토크가 크며, 역동적 수행이 강하고 제어 수행이 양호하다는 장점을 가지며, 일반적인 자동차 모델들의 사용상 요구를 충족할 수 있다.
본 개시 내용의 실시예들에 따른 전기 구동축 어셈블리(100)는, 중앙 주차 모듈(103)이 축 하우징 부품(21)에 배치되고, 중앙 주차 모듈(103)과 전기 파워 트레인(101)이 축 하우징 어셈블리(102)의 양 측면에 각각 배치되며, 주차 기어(z")가 차동기 입력 기어(z')와 맞물려, 일 양태에 있어서, 모터 양측에서 공간을 덜 차지하여 자동차의 배치설계를 용이하게 하고, 다른 일 양태에 있어서, 변속기(12)의 전환 과정에서 주차 실패가 발생하지 않을 것이므로 안정성 및 신뢰성을 갖는 이점이 있다. 주차 브레이크와 통합되는 종래의 구동 브레이크와 비교하여, 중앙 주차 모듈(103)은 신뢰성이 높고 비용이 적다.
본 개시 내용에 따른 자동차(1000)는 도 1의 실시예를 참고하여 설명된다. 자동차(1000)는 전술한 실시예들 중 어느 하나에서 설명된 바와 같은 전기 구동축 어셈블리(100)를 포함한다. 자동차(1000)가 앞서 설명된 전기 구동축 어셈블리(100)를 포함하므로, 자동차는 중앙 주차 모듈(103)을 축 하우징 어셈블리(102)에 통합함으로써 구조가 콤팩트해지고, 배치가 용이해지며 안전하고 신뢰성 있는 주차의 장점을 갖는다. 이에 더하여, 전기 구동축 어셈블리(100)를 채택함으로 인해, 자동차는 구동 채인이 짧아지고 점유 공간이 작아지며, 배치, 특히 배터리 시스템의 배치가 편리해지는 장점이 있어, 배터리 시스템의 설치에 필요한 공간을 절약하고 배터리 수명을 개선하는데 적합하다.
명세서의 설명 부분에서, "일 실시예, "일부 실시예", "예시들", "특정 예시들" 또는 "일부 예시들"의 참조 용어에 대한 설명은 실시예 또는 예시와 결합되어 설명된 특정 특징, 구조, 물질 또는 특성이 본 개시 내용의 적어도 하나의 실시예 또는 예시에 포함된다는 사실을 말한다. 본 명세서 및 전술한 용어에 대한 개략적인 표현은 동일한 실시예 또는 예시를 불필요하게 겨냥한 것이다. 더 나아가, 설명된 특정의 특징, 구조, 물질 또는 특성은 하나 또는 그 이상의 실시예들이나 예시들에서 적절한 방식으로 결합될 수 있다. 그 외에도, 상호 모순되는 경우가 아니라면, 해당 기술 영역의 통상의 기술자는 본 명세서에서 설명된 상이한 실시예들 또는 예시들의 상이한 실시예들, 예시들 또는 특징들을 통합하거나 결합할 수 있다.
본 개시 내용의 실시예들이 설명되었지만, 해당 기술 분야의 통상의 기술자라면 본 개시 내용의 원리 및 복적에서 벗어나지 않는 한 여러 가지 변형, 수정, 대체 및 다양화가 이들 실시예들에 이루어질 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (15)

  1. 파워 모터, 변속기 및 차동기를 포함하는, 전기 파워 트레인;
    축 하우징 부품 및 두 개의 반축(half axle)을 포함하는 축 하우징 어셈블리; 및
    상기 축 하우징 부품에 배치되고 상기 차동기의 입력단을 직접 제동하는 중앙 주차 모듈을 포함하되,
    상기 차동기는 하나의 입력단과 두 개의 출력단을 구비하고, 상기 파워 모터는 상기 변속기를 통해 상기 차동기의 상기 입력단과 연결되고,
    상기 두 개의 반축 및 상기 차동기는 상기 축 하우징 부품에 배치되고, 상기 두 개의 반축은 상기 차동기의 상기 두 개의 출력단에 각각 연결되며, 상기 전기 파워 트레인은 상기 축 하우징 부품에 배치되며,
    상기 중앙 주차 모듈 및 상기 전기 파워 트레인은 각각 상기 축 하우징 부품의 서로 다른 면에 배치되고,
    상기 중앙 주차 모듈은 상기 축 하우징 부품에 배치되는 주차 박스 및 상기 주차 박스에 고정되고 상기 차동기의 상기 입력단을 직접 제동하는 주차브레이크를 포함하며,
    상기 변속기는 변속기 하우징을 구비하고, 상기 파워 모터는 상기 변속기 하우징에 고정되며, 상기 변속기 하우징은 상기 축 하우징 부품의 일 면에 고정되고, 상기 중앙 주차 모듈은 상기 축 하우징 부품의 다른 일 면에 배치되며,
    상기 축 하우징 부품은 축 하우징 및 축 커버를 포함하고, 상기 변속기 하우징은 상기 축 하우징의 일 면에 고정되며, 상기 축 커버는 상기 축 하우징의 다른 일 면에 분리 가능하게 설치되고,
    상기 축 커버는 양단이 개방된 실린더형 구조이며, 상기 주차 박스는 상기 축 커버를 관통하여 상기 축 커버 상에 지지되어 상기 축 커버와 상기 축 하우징의 고정을 통해 상기 변속기 하우징에 설치되며,
    상기 변속기 하우징과 상기 주차 박스는 상기 차동기의 지지 구조가 되어 상기 차동기를 함께 지지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 전기 구동축 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중앙 주차 모듈 및 상기 전기 파워 트레인은 각각 상기 축 하우징 부품의 전면 및 후면에 배치되는, 전기 구동축 어셈블리.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차동기의 상기 입력단은 차동기 입력 기어를 포함하고,
    상기 중앙 주차 모듈은,
    상기 주차 브레이크에 연결된 주차 샤프트(shaft); 및
    상기 주차 샤프트에 고정되고 상기 차동기 입력 기어와 맞물리는 주차 기어를 더 포함하는, 전기 구동축 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 주차 샤프트는 주차 베어링을 통해 상기 주차 박스 상에서 지지되는, 전기 구동축 어셈블리.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 주차 샤프트 및 상기 주차 기어는 주차 기어 샤프트로 일체 형성되는, 전기 구동축 어셈블리.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 주차 브레이크는,
    상기 주차 샤프트에 연결되는 브레이크 드럼; 및
    상기 브레이크 드럼을 제동하기 위해 상기 브레이크 드럼에 선택적으로 접합되는 브레이크 구조를 포함하는, 전기 구동축 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 중앙 주차 모듈은 연결 박스를 더 포함하고,
    상기 주차 브레이크 및 상기 주차 박스는 상기 연결 박스를 통해 연결되는, 전기 구동축 어셈블리.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 중앙 주차 모듈은 상기 주차 샤프트에 고정되고 상기 연결 박스 내에 배치되는 플랜지(flange)를 더 포함하고,
    상기 브레이크 드럼은 상기 플랜지를 통해 상기 주차 샤프트에 연결되는, 전기 구동축 어셈블리.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변속기는,
    입력 기어가 고정되고 상기 파워 모터의 모터 출력 샤프트에 연결되는 입력 샤프트;
    중간 기어 및 복수의 기어주동 기어와 고정되는 중간 샤프트; 및
    상기 차동기 입력 기어와 맞물린 출력 기어가 고정되는 출력 샤프트를 포함하되,
    상기 중간 기어는 상기 입력 기어와 맞물리고,
    복수의 기어수동 기어는 상기 출력 샤프트에 대해 비구속적으로 맞추어지되 상기 복수의 기어주동 기어와 각각 맞물리는, 전기 구동축 어셈블리.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 기어주동 기어는 제1 기어주동 기어 및 제2 기어주동 기어를 포함하고,
    상기 복수의 기어수동 기어는 상기 제1 기어주동 기어와 맞물리는 제1 기어수동 기어 및 상기 제2 기어주동 기어와 맞물리는 제2 기어수동 기어를 포함하는, 전기 구동축 어셈블리.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 변속기는,
    상기 제1 기어수동 기어 및 상기 제2 기어수동 기어 중 하나를 상기 출력 샤프트와 선택적으로 결합하는 동기 장치를 더 포함하는, 전기 구동축 어셈블리.
  15. 제1항, 제2항, 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 전기 구동축 어셈블리를 포함하는, 자동차.
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