新型同轴平衡结构的电动车桥驱动系统技术方案

新型同轴平衡结构的电动车桥驱动系统，是一种同轴直驱式电动车桥一体化新结构，可广泛用作全电动汽车、油电混合动力汽车的动力驱动单元。其特征是：由驱动电机1、齿轮减速机构2、差速机构3、驻车机构4四大部件组成，连接差速机构3的右半轴3‑1从驱动电机1的轴内孔穿过与车轮连接，形成将驱动电机1、齿轮减速机构2、差速机构3三者同轴式安装于车桥上的一体化动力传递平衡式结构；驻车机构4设置在齿轮减速机构2的中间齿轮轴2‑6的轴伸端；驱动电机1采用由铜鼠笼和铝鼠笼构成的双鼠笼转子结构的交流异步电动机，在车载控制器作用下将蓄电池的电能直接、高效地转换成低速大力矩机械能传递给车轮。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种新型同轴平衡结构的电动车桥驱动系统，是将驱动电机、齿轮减速机构、差速机构同轴安装于车桥上，并将驻车机构也集成为一体化结构的新型同轴平衡的直驱式电动车桥驱动装置；在车载控制器作用下将蓄电池的电能直接、高效地转换成低速大力矩机械能传递给车轮。可广泛用作全电动汽车、混合动力汽车的电动力驱动单元。
技术介绍
目前，在新能源汽车工业领域，电动汽车的驱动系统往往采用的是驱动电机与车轮半轴平行安装的旁置结构，图1所示为传统电动车桥的典型安装布局结构，由驱动电机1、齿轮减速机构2、差速机构3等组成，左半轴3-7、右半轴3-1分别连接于差速机构两端输出端，绝大多数电动汽车并未设置驻车P档。电机的高速动力经齿轮减速后传递给差速机构，再分配到两边车轮上。这种电机旁置结构是借用现有燃油车的传动机构而衍生出的电动车桥结构；其传动和差速系统更适合于燃油汽车的整车动力布局，对新能源汽车而言此种布局具有以下缺点：一、结构不紧凑，占用过大的安装空间，挤压了电池的存放空间；二、动力传递不平衡、不对称，降低了带端面锥齿传动的差速机构效率；三、对于电动汽车而言，无驻车P档极易导致汽车坡道起停车的困难，严重者还容易导致安全事故；四、此种旁置结构沿自燃油汽车，零部件集成度不高，能量传递中间环节多。近年来，混合动力汽车发展迅速，比较典型的属于丰田Prius车型。但现有的混合动力汽车双动力系统仍然沿袭的是将燃油动力与电动力集成在一个主驱动车桥上的模式，并未突破将电动力车桥单独作为独立的动力单元并在一个车控系统的协调下与燃油动力车桥混合输出动力的思路。前者的集成式的混合动力结构复杂，不仅需要离合装置，还需要复杂的动力协调决策系统控制两动力的运行状态；随着技术的发展与成熟，必然出现独立的电动力驱动系统模块，功能齐备的电动力车桥也必然成为未来新能源汽车的技术发展方向之一。
技术实现思路
针对现有电动汽车及混合动力汽车驱动系统的不足，本技术专利技术提供了一种将驱动电机、齿轮减速机构、差速机构同轴安装于车桥上，并将驻车机构也集成为一体化结构的新型同轴平衡式电动车桥驱动装置。结合图2来说明本专利技术的基本构思是：将驱动电机1、齿轮减速机构2、差速机构3同轴式安装于车桥上形成一体化动力传递平衡的直驱式结构，连接差速机构的右半轴3-1从驱动电机的轴内孔穿过与车轮连接，并在此结构基础上将驻车机构4也 集成在齿轮减速机构上；从而在结构上形成一个独立的电动车桥新结构，可广泛用作全电动汽车、油电混合动力汽车的电动力驱动单元。以下结合图3～图8来说明这种新型同轴平衡结构的电动车桥驱动系统的技术特征，图中：项1为驱动电机，项2为齿轮减速机构，项3为差速机构，项4为驻车机构；项1-1为后端盖，项1-2为定子绕组，项1-3为定子铁芯，项1-4为机壳，项1-5为转子铁芯，项1-6为铝鼠笼，项1-7为铜鼠笼，项1-8为电机轴，项1-9为轴承I，项1-10为前端盖，项1-11为转速编码器，项1-12为约束轴承支座，项1-13为车载控制器，项1-14为蓄电池组件；项2-1为输入齿轮轴，项2-2为油封I，项2-3为右箱体，项2-4为轴承II，项2-5为大齿轮，项2-6为中间齿轮轴，项2-7为箱体盖板，项2-8为轴承III，项2-9为油封II，项2-10为输出齿轮盘，项2-11为左箱体；项3-1为右半轴，项3-2为轴承IV，项3-3为差速支架，项3-4为差速锥齿轮I，项3-5为差速锥齿轮II，项3-6为油封III，项3-7为左半轴；项4-1为连接套，项4-2为P档滑块，项4-3为P档螺杆，项4-4为P档电机，项4-5为P档端盖。另外，图中字母符号标识：2p表示定子绕组1-2的极数，Q1表示定子铁芯1-3的槽数，Q2表示转子铁芯1-5的槽数，Z1表示输入齿轮轴2-1的齿数，Z2表示大齿轮2-5的齿数，Z3表示中间齿轮轴2-6的齿数，Z4表示输出齿轮盘2-10的齿数，Z5表示差速锥齿轮I 3-4的齿数，Z6表示差速锥齿轮II 3-5的齿数，DC表示蓄电池组件1-14的直流输出端，EDC表示蓄电池组件1-14的直流输出电压，AC表示车载控制器1-13的交流输出端，ua、ub、uc表示车载控制器1-13的交流输出电压，f表示车载控制器1-13输出的交变频率，～表示交流，+表示直流输出正极，-表示直流输出负极，n1、T1表示驱动电机1的转子转速、转矩，n2、T2表示齿轮减速机构2的输出转速、转矩。根据以上示图可知，新型同轴平衡结构的电动车桥驱动系统的技术及结构特征如下：一、新型同轴平衡结构的电动车桥驱动系统由驱动电机1、齿轮减速机构2、差速机构3、驻车机构4四大部件组成，并通过左半轴3-7、右半轴3-1结构零件与车轮连接；其中，连接差速机构3的右半轴3-1从电机轴1-8的内孔穿过与车轮连接，形成将驱动电机1、齿轮减速机构2、差速机构3三者同轴式安装于车桥上的一体化动力传递平衡的直驱式结构；驻车机构4设置在齿轮减速机构2的中间齿轮轴2-6的轴伸端；二、新型同轴平衡结构的电动车桥驱动系统的驱动电机1采用由铜鼠笼1-7和铝鼠笼1-6构成的双鼠笼转子结构的交流异步电动机，电机轴1-8采用开设有内孔的空心轴结构，电机轴1-8前端插入齿轮减速机构2的输入齿轮轴2-1内孔通过花键连接为一体；驱动电机2p极的定子绕组1-2在频率为f的三相交流电作用下产生的气隙旋转磁场转速ns与双鼠笼转子的转速n1、转差率s满足以下关系约束： n s = 60 × f p , s = n s - n 1 n s × 100 % ; ]]>三、新型同轴平衡结构的电动车桥驱动系统的齿轮减速机构2由具有Z1齿数的输入齿轮轴2-1、Z2齿数的大齿轮2-5、Z3齿数的中间齿轮轴2-6、Z4齿数的输出齿轮盘2-10构成两级减速的齿轮副结构；输出齿轮盘本文档来自技高网...

【技术保护点】
新型同轴平衡结构的电动车桥驱动系统，其特征是：一、新型同轴平衡结构的电动车桥驱动系统由驱动电机(1)、齿轮减速机构(2)、差速机构(3)、驻车机构(4)四大部件组成，并通过左半轴(3‑7)、右半轴(3‑1)结构零件与车轮连接；其中，连接差速机构(3)的右半轴(3‑1)从电机轴(1‑8)的内孔穿过与车轮连接，形成将驱动电机(1)、齿轮减速机构(2)、差速机构(3)三者同轴式安装于车桥上的一体化动力传递平衡的直驱式结构；驻车机构(4)设置在齿轮减速机构(2)的中间齿轮轴(2‑6)的轴伸端；二、新型同轴平衡结构的电动车桥驱动系统的驱动电机(1)采用由铜鼠笼(1‑7)和铝鼠笼(1‑6)构成的双鼠笼转子结构的交流异步电动机，电机轴(1‑8)采用开设有内孔的空心轴结构，电机轴(1‑8)前端插入齿轮减速机构(2)的输入齿轮轴(2‑1)内孔通过花键连接为一体；驱动电机2p极的定子绕组(1‑2)在频率为f的三相交流电作用下产生的气隙旋转磁场转速ns与双鼠笼转子的转速n1、转差率s满足以下关系约束：三、新型同轴平衡结构的电动车桥驱动系统的齿轮减速机构(2)由具有Z1齿数的输入齿轮轴(2‑1)、Z2齿数的大齿轮(2‑5)、Z3齿数的中间齿轮轴(2‑6)、Z4齿数的输出齿轮盘(2‑10)构成两级减速的齿轮副结构；输出齿轮盘(2‑10)安装于差速支架(3‑3)上，右半轴(3‑1)分别从差速支架(3‑3)及电机轴(1‑8)内孔穿过；驱动电机(1)的转速n1、扭矩T1与输出齿轮盘(2‑10)的转速n2、扭矩T2分别满足以下结构关系约束：其中，η2为齿轮减速机构传动效率，是介于80％～100％之间的正百分数。...

【技术特征摘要】
1.新型同轴平衡结构的电动车桥驱动系统，其特征是：一、新型同轴平衡结构的电动车桥驱动系统由驱动电机(1)、齿轮减速机构(2)、差速机构(3)、驻车机构(4)四大部件组成，并通过左半轴(3-7)、右半轴(3-1)结构零件与车轮连接；其中，连接差速机构(3)的右半轴(3-1)从电机轴(1-8)的内孔穿过与车轮连接，形成将驱动电机(1)、齿轮减速机构(2)、差速机构(3)三者同轴式安装于车桥上的一体化动力传递平衡的直驱式结构；驻车机构(4)设置在齿轮减速机构(2)的中间齿轮轴(2-6)的轴伸端；二、新型同轴平衡结构的电动车桥驱动系统的驱动电机(1)采用由铜鼠笼(1-7)和铝鼠笼(1-6)构成的双鼠笼转子结构的交流异步电动机，电机轴(1-8)采用开设有内孔的空心轴结构，电机轴(1-8)前端插入齿轮减速机构(2)的输入齿轮轴(2-1)内孔通过花键连接为一体；驱动电机2p极的定子绕组(1-2)在频率为f的三相交流电作用下产生的气隙旋转磁场转速ns与双鼠笼转子的转速n1、转差率s满足以下关系约束：三、新型同轴平衡结构的电动车桥驱动系统的齿轮减速机构(2)由具有Z1齿数的输入齿轮轴(2-1)、Z2齿数的大齿轮(2-5)、Z3齿数的中间齿轮轴(2-6)、Z4齿数的输出齿轮盘(2-10)构成两级减速的齿轮副结构；输出齿轮盘(2-10)安装于差速支架(3-3)上，右半轴(3-1)分别从差速支架(3-3)及电机轴(1-8)内孔穿过；驱动电机(1)的转速n1、扭矩T1与输出齿轮盘(2-10)的转速n2、扭矩T2分别满足以下结构关系约束：其中，η2为齿轮减速机构传动效率，是介于80％～100％之间的正百分数。2.根据权利要求1所述的新型同轴平衡结构的电动车桥驱动系统，其特征是：驱动电机(1)由定子组件、转子组件、前端盖(1-10)、后端盖(1-1)、转速编码器(1-11)及约束轴承支座(1-12)组成；其中，定子组件由具有三相且2p极的定子绕组(1-2)、具有Q1槽的定子铁芯(1-3)、机壳(1-4)构成；转子组件由具有Q2槽的转子铁芯(1-5)、压铸制造的铝鼠笼(1-6)、焊接制造的铜鼠笼(1-7)、空心结构的电机轴(1-8)及轴承I(1-9)构成双鼠笼结构，双鼠笼结构的转子鼠笼条在槽内的分布为：压铸的铝鼠笼(1-6)的导电条处于槽内上层，两端部由同时压铸的铝端环短路于一体构成铝鼠笼(1-6)，焊接的铜鼠笼(1-7)的导电条处于...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡捷，李聪波，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：余虹锦，胡捷，李聪波，
类型：新型
国别省市：重庆;50