一种集成式电驱动桥总成及包括其的汽车的制作方法

1.本发明属于新能源汽车领域，具体涉及一种集成式电驱动桥总成及包括其的汽车。


背景技术：

2.为了提高新能源汽车功率、体积密度，电驱动系统技术朝着一体化集成设计发展；同时为了提高产品的通用性和降低开发成本，需要进一步通过集成化结构满足匹配更多的用户需求。随着新能源汽车技术不断应用到商用车上，高传动效率、高结构集成的电驱动桥系统成为整车匹配的主流。目前市场上多采用“单电机+减速器+驱动桥”、“双电机+减速器+驱动桥”两种集成方案。为满足多种工况下都能使用，单电机方案采用的电机功率很大，但在车辆实际行驶过程中，大多情况下需求功率较小，电机运行在低效率区，造成整车能耗高；双电机方案中电机和减速器位于驱动桥的一侧或两侧，呈偏置状态布置，对减速器的连接壳体强度要求非常高。且这些电驱动桥产品只用于整车的驱动，对于除行驶之外的动作(如液压油泵等)提供动力则需要再配备一个电机，不仅增加了整车的重量，而且增加了电控成本。


技术实现要素：

3.为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种集成式电驱动桥总成及包括其的汽车，以解决现有技术中单电机方案采用的电机功率大、整车能耗高，双电机方案减速器壳体强度要求高、整车质量重且电控成本高的问题。
4.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
5.一种集成式电驱动桥总成，其特征在于，包括：第一驱动电机和第二驱动电机，第一驱动电机通过第一输入轴与第一输入轴主动齿轮相连，第一输入轴主动齿轮与大齿圈啮合，大齿圈与第三滑套相连接，且在大齿圈上空套有第二空心轴齿轮，第二空心轴齿轮与第一从动齿轮啮合，第一从动齿轮设置在中间轴一端，另一端连接有第三从动齿轮，第三从动齿轮与差速器齿轮啮合，差速器齿轮与差速器固连，差速器通过两侧半轴与车轮连接；
6.第二驱动电机通过第二输入轴与第二输入轴主动齿轮相连，第二输入轴与取力输出轴同轴设置，取力输出轴端部连接法兰盘；第二输入轴主动齿轮与惰轮一侧啮合，惰轮另一侧与太阳轮啮合，太阳轮与行星轮啮合，行星轮与大齿圈啮合，且行星轮设置在行星架一端，行星架另一端连接第一滑套，第一滑套滑动可与壳体齿轮实现结合和分离。
7.优选地，在中间轴连接第二从动齿轮的一端，延长后在端头连接第一从动齿轮，第一从动齿轮与第一空心轴齿轮啮合，在第二空心轴齿轮与第一空心轴齿轮之间设置第二滑套，实现三挡传动。
8.优选地，在第二输入轴连接法兰盘一端，先连接取力主动轮，取力主动轮与取力从动轮直齿啮合，取力从动轮通过输出轴连接法兰盘，实现减速增扭及换向。
9.优选地，所述取力主动轮与取力从动轮锥齿啮合，输出轴与第二输入轴垂直设置。
10.优选地，当单电机一档行驶时，第一驱动电机工作、第二驱动电机不工作，第一滑套与壳体齿轮分离，第三滑套向左挂挡。
11.优选地，当单电机二档行驶时，第一驱动电机工作、第二驱动电机不工作，第一滑套与壳体齿轮分离，第三滑套向右挂挡。
12.优选地，当双电机一档行驶时，第一驱动电机工作、第二驱动电机工作，第一滑套与壳体齿轮不分离，第三滑套向左挂挡。
13.优选地，当双电机二档行驶时，第一驱动电机工作、第二驱动电机工作，第一滑套与壳体齿轮不分离，第三滑套向右挂挡。
14.优选地，当车辆一档行驶并作业时，第一驱动电机工作、第二驱动电机工作，第一滑套与壳体齿轮分离，第三滑套向左挂挡。
15.本发明还公开了一种汽车，包括上述任意一项所述的集成式电驱动桥总成。
16.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
17.本发明公开了一种集成式电驱动桥总成，将电机、变速箱、驱动桥、取力器集成到一起，可以在汽车行驶过程中根据需要通过取力器输出动力为随车附属装置如油泵、水泵等装置提供动力进行作业，集成度高。且本发明将两个动力源进行耦合实现至少七种工作模式，满足多种工况使用需求，应用范围广。本发明挡位齿轮采用空心轴结构与驱动桥半轴同轴设置，将悬置于桥壳外的重量减轻，减速器壳体强度显著提升。提供了最短的机械传动路径，传动效率高，适用于全速范围低载荷动力驱动。本发明实现一种动力平台满足车辆行驶和作业两种使用需求，降低了系统功率及转矩冗余，提高了整体的系统效率，节约了成本。
18.进一步地，通过增加一对齿轮副第一空心轴齿轮和第一从动齿轮、以及第二滑套，可以实现三挡传动模式，通过控制第一驱动电机、第二驱动电机，以及控制第一滑套与壳体齿轮分离或结合、第二滑套和第三滑套左右滑动位置，能够实现共计10种工作模式，同样，最高挡位提供的机械传动路线最短，传动效率最高。
19.进一步地，通过一级齿轮副取力主动轮、取力从动轮实现减速增扭、以及换向。
附图说明
20.图1为本发明实施例1的电驱桥结构示意图；
21.图2为本发明实施例2的电驱桥结构示意图；
22.图3为本发明实施例3的电驱桥结构示意图；
23.图4为本发明实施例4的电驱桥结构示意图。
24.其中：1-第一驱动电机；2-第一输入轴；3-太阳轮；4-行星轮；5-第一输入轴主动齿轮；6-大齿圈；7-第一从动齿轮；8-中间轴；9-第二从动齿轮；10-第三从动齿轮；11-差速器齿轮；12-差速器；13-半轴；14-车轮；15-第二驱动电机；16-壳体齿轮；17-第二输入轴；18-第一滑套；19-第二输入轴主动齿轮；20-惰轮；21-行星架；22-第一空心轴齿轮；23-第二滑套；24-第二空心轴齿轮；25-取力输出轴；26-法兰盘；27-第三滑套；28-取力主动轮；29-取力从动轮；30-输出轴。
具体实施方式
25.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
26.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
27.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
28.本发明为了解决现有电驱桥系统存在的技术问题，提供了一种新型集成式电驱动桥总成。该总成通过行星轮系结构布置将双电机的功率进行再分配，满足车辆在不同工况下行驶和辅助作业需求。
29.如图1所示，本发明提供了一种新型集成式电驱动桥总成，第一驱动电机1通过第一输入轴2与第一输入轴主动齿轮5相连，行星轮系大齿圈6与第一输入轴主动齿轮5啮合，第二空心轴齿轮24空套在大齿圈6上，第三滑套27与大齿圈6相连接，中间轴8两端分别与第二从动齿轮9、第三从动齿轮10相连，第二从动齿轮9与第二空心轴齿轮24啮合，第三从动齿轮10与差速器齿轮11啮合，差速器齿轮11与差速器12固连，差速器12通过两侧半轴13与车轮14连接；第二驱动电机15通过第二输入轴17与第二输入轴主动齿轮19相连，取力输出轴25与第二输入轴17同轴设置，取力输出轴25端部连接法兰盘26；惰轮20分别与第二输入轴主动齿轮19和太阳轮3啮合，行星轮4分别与太阳轮3、大齿圈6啮合，行星架21一端连接行星轮4、另一端连接第一滑套18，第一滑套18滑动可与壳体齿轮16实现结合和分离。
30.所述新型集成式电驱动桥总成有七种工作模式，如表1所示。第一驱动电机1工作、第二驱动电机15不工作，并控制第一滑套18与壳体齿轮16分离、第三滑套27向左挂挡，所述电驱桥在模式一下工作。具体传动路线为：第一驱动电机1的动力经过第一输入轴2、第一输入轴主动齿轮5、大齿圈6、第三滑套27、第二空心轴齿轮24、第二从动齿轮9、中间轴8、第三从动齿轮10、差速器齿轮11到达差速器12，然后驱动桥内部的差速器12通过半轴13将动力传递至车轮14，驱动车辆行驶。
31.通过控制第一驱动电机1、第二驱动电机15，以及控制第一滑套18与壳体齿轮16分离或结合、第三滑套27左右滑动位置，所述电驱桥在其它模式下工作，与上述过程类似，此处不再进行赘述。
32.其中，该方案中第一挡位提供三级大速比减速传动，可用于低速大扭矩动力输出；第二挡位提供最短的机械传动路径，传动效率高，适用于全速范围低载荷动力驱动。本发明提供的一种新型集成式电驱动桥总成，通过挡位切换，采用小扭矩电机就可以实现低速大扭矩到全速低扭矩的动力输出，与现有技术中匹配大扭矩电机相比，能够有效降低成本。
33.表1实施例1电驱桥工作模式
34.模式第一驱动电机第二驱动电机第一滑套第三滑套车辆工作状态模式一工作不工作分离向左单电机1挡行驶模式二工作不工作分离向右单电机2挡行驶模式三工作工作结合向左双电机1挡行驶模式四工作工作结合向右双电机2挡行驶模式五工作工作分离向左1挡行驶并作业模式六工作工作分离向右2挡行驶并作业模式七不工作工作分离空挡停车作业
35.通过本发明的技术路线，能够实现更多挡位的传动模式，进一步实现高速和大扭矩动力传递。如图2所示，通过增加一对齿轮副第一空心轴齿轮22和第一从动齿轮7、以及第二滑套23，可以实现三挡传动模式，通过控制第一驱动电机1、第二驱动电机15，以及控制第一滑套18与壳体齿轮16分离或结合、第二滑套23和第三滑套27左右滑动位置，能够实现共计10种工作模式，如表2所示。同样，最高挡位提供的机械传动路线最短，传动效率最高。
36.表2实施例2电驱桥工作模式
[0037][0038][0039]
进一步，如图3、图4所示，通过一级齿轮副取力主动轮28、取力从动轮29实现减速增扭、以及换向，本发明所述辅助动力输出方向可以根据整车附属装置的布置需求进行横向或纵向放置。
[0040]
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书
的保护范围之内。

技术特征：
1.一种集成式电驱动桥总成，其特征在于，包括：第一驱动电机(1)和第二驱动电机(15)，第一驱动电机(1)通过第一输入轴(2)与第一输入轴主动齿轮(5)相连，第一输入轴主动齿轮(5)与大齿圈(6)啮合，大齿圈(6)与第三滑套(27)相连接，且在大齿圈(6)上空套有第二空心轴齿轮(24)，第二空心轴齿轮(24)与第二从动齿轮(9)啮合，第二从动齿轮(9)设置在中间轴(8)一端，另一端连接有第三从动齿轮(10)，第三从动齿轮(10)与差速器齿轮(11)啮合，差速器齿轮(11)与差速器(12)固连，差速器(12)通过两侧半轴(13)与车轮(14)连接；第二驱动电机(15)通过第二输入轴(17)与第二输入轴主动齿轮(19)相连，第二输入轴(17)与取力输出轴(25)同轴设置，取力输出轴(25)端部连接法兰盘(26)；第二输入轴主动齿轮(19)与惰轮(20)一侧啮合，惰轮(20)另一侧与太阳轮(3)啮合，太阳轮(3)与行星轮(4)啮合，行星轮(4)与大齿圈(6)啮合，且行星轮(4)设置在行星架(21)一端，行星架(21)另一端连接第一滑套(18)，第一滑套(18)与壳体齿轮(16)接触且第一滑套(18)能与壳体齿轮(16)分离。2.根据权利要求1所述的一种集成式电驱动桥总成，其特征在于，当三挡传动时，在中间轴(8)连接第二从动齿轮(9)的一端，延长后在端头连接第一从动齿轮(7)，第一从动齿轮(7)与第一空心轴齿轮(22)啮合，在第二空心轴齿轮(24)与第一空心轴齿轮(22)之间设置第二滑套(23)。3.根据权利要求1所述的一种集成式电驱动桥总成，其特征在于，当减速增扭及换向时，在第二输入轴(17)连接法兰盘(26)一端，先连接取力主动轮(28)，取力主动轮(28)与取力从动轮(29)直齿啮合，取力从动轮(29)通过输出轴(30)连接法兰盘(26)。4.根据权利要求3所述的一种集成式电驱动桥总成，其特征在于，所述取力主动轮(28)与取力从动轮(29)锥齿啮合，输出轴(30)与第二输入轴(17)垂直设置。5.根据权利要求1所述的一种集成式电驱动桥总成，其特征在于，当单电机一档行驶时，第一驱动电机(1)工作、第二驱动电机(15)不工作，第一滑套(18)与壳体齿轮(16)分离，第三滑套(27)向左挂挡。6.根据权利要求1所述的一种集成式电驱动桥总成，其特征在于，当单电机二档行驶时，第一驱动电机(1)工作、第二驱动电机(15)不工作，第一滑套(18)与壳体齿轮(16)分离，第三滑套(27)向右挂挡。7.根据权利要求1所述的一种集成式电驱动桥总成，其特征在于，当双电机一档行驶时，第一驱动电机(1)工作、第二驱动电机(15)工作，第一滑套(18)与壳体齿轮(16)不分离，第三滑套(27)向左挂挡。8.根据权利要求1所述的一种集成式电驱动桥总成，其特征在于，当双电机二档行驶时，第一驱动电机(1)工作、第二驱动电机(15)工作，第一滑套(18)与壳体齿轮(16)不分离，第三滑套(27)向右挂挡。9.根据权利要求1所述的一种集成式电驱动桥总成，其特征在于，当车辆一档行驶并作业时，第一驱动电机(1)工作、第二驱动电机(15)工作，第一滑套(18)与壳体齿轮(16)分离，第三滑套(27)向左挂挡。10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1～9任意一项所述的集成式电驱动桥总成。

技术总结
本发明公开了一种集成式电驱动桥总成及包括其的汽车，属于新能源汽车领域，将电机、变速箱、驱动桥、取力器集成到一起，可以在汽车行驶过程中根据需要通过取力器输出动力为随车附属装置如油泵、水泵等装置提供动力进行作业，集成度高。且本发明将两个动力源进行耦合实现至少七种工作模式，满足多种工况使用需求，应用范围广。本发明挡位齿轮采用空心轴结构与驱动桥半轴同轴设置，将悬置于桥壳外的重量减轻，减速器壳体强度显著提升。提供了最短的机械传动路径，传动效率高，适用于全速范围低载荷动力驱动。本发明实现一种动力平台满足车辆行驶和作业两种使用需求，降低了系统功率及转矩冗余，提高了整体的系统效率，节约了成本。本。本。


技术研发人员：汪鹏鹏 严鉴铂 刘义 康婷 谭少锋 高建敏 王晓亮
受保护的技术使用者：陕西法士特汽车传动集团有限责任公司
技术研发日：2023.03.08
技术公布日：2023/6/28