一种具有驱动力分配功能的中置电动机一体式电动桥制造技术

本发明专利技术提供一种具有驱动力分配功能的中置电动机一体式电动桥，包括沿同一轴线布置的电动机、第一行星齿轮减速机构和第二行星齿轮减速机构，以及外置的差速器和驱动力主动分配装置；驱动力主动分配装置包括驱动力分配电机和减速装置。电动机两端分别输出动力至两侧的行星齿轮减速机构的太阳轮，并经各自的行星架、半轴将动力传至驱动轮；当需要进行驱动力主动分配时，驱动力分配电机输出的转矩经减速装置放大后施加于差速器主动锥齿轮，带动差速器两个半轴圆锥齿轮反方向转动，从而在行星齿轮减速机构齿圈上产生附加转矩输入并使两驱动轮的转矩发生增、减变化。利用本发明专利技术的驱动力主动分配功能，有助于改善汽车的操纵稳定性、提高其主动安全性能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有驱动力分配功能的中置电动机一体式电动桥
本专利技术属于汽车动力传动系统
，具体来说，是一种适用于电动汽车的具有驱动力分配功能的中置电动机一体式电动桥。
技术介绍
目前电动汽车仍存在比功率小、续驶里程短以及充电不方便等诸多缺点。因此，减轻动力传动系统的重量、提高其机械效率可以在一定程度上弥补电动汽车的上述不足。然而，电动汽车的现有典型动力传动方案仍然是基于传统驱动桥开发的。这种拼装而成的驱动桥存在结构不紧凑、尺寸和重量大、电机悬置设计困难以及振动和噪声较大等缺点。已经开发出三种形式新型电动桥，分别是轮毂电动机、轮边电动机桥和中置电动机电动桥。下面简要介绍它们的特点和应用情况。轮毂电动机虽然结构很紧凑、机械效率高，但采用轮毂电动机的汽车非簧载质量大、悬架布置困难、电动机容量不足、电子差速控制难度大，而且电动机冷却、密封和抗振困难。因设计和制造难度也较大，国内轮毂电动机的功率一般都在10kW以下。轮边电动机桥两侧驱动轮独立驱动，适用于低地板公交车、便于电池布置，且可动态分配两侧驱动轮的驱动力矩。其缺点是加工和装配要求高、非簧载质量大、电子差速控制难度大、传动效率低、能耗大。现有中置电动机电动桥(简称“中置电动桥”)大多采用中空电动机，少数采用免差速器的双转子电动机。采用中空电动机的中置电动桥将电动机、行星齿轮减速装置和差速器排列于同一轴线，一根半轴将动力直接传至所在侧驱动轮，而另一根半轴则穿过中空电动机将动力传至另一侧驱动轮。这种中置电动桥不仅结构紧凑、不需要重新设计悬架、成本低，而且因保留了传统差速器，能够可靠地满足转弯差速需求。其缺点是电动机空心后体积、重量和成本都有所增加，且支承和密封难度增大。采用双转子电动机的中置电动桥虽然理论上可以省去差速器、结构简单了，但两个转子输出的动力仍然需要经过复杂的减速和减速换向机构才能传至驱动轮。而且，为了保证两侧驱动轮转矩相同且能实现转弯差速，电动机控制很困难。另外，双转子电动机还存在起动转矩小、冷却和密封困难等缺点。因此，双转子电动机在纯电动汽车上几乎没有应用实例。电动汽车的高初始成本是制约其推广应用的关键因素之一。目前来看，电池成本还难以在短期内得到大幅降低。但提高电动汽车的性能也可以提高其性能价格比，从而不失为提高其市场竞争力的另一途径。目前基于两侧制动力不等的电子稳定控制系统已经在很多中、高档汽车上使用，而基于两侧驱动力不等的电子稳定控制系统在电动汽车上使用则不多见。驱动力主动分配为采用后一种直接横摆力矩生成方式的电子稳定控制系统提供了可能。另一方面，驱动力主动分配也为驱动桥的电子差速锁功能的实现提供了硬件基础。因此，如果在电动汽车上实现驱动力主动分配，将可以获得优于传统汽车的操纵稳定性并明显提高电动汽车的主动安全性能。
技术实现思路
为实现上述目标，本专利技术提出一种适用于电动汽车的具有驱动力主动分配功能的中置电动机一体式电动桥，以大幅提高电动汽车的动力学性能及主动安全性能。本专利技术采用以下技术方案：一种具有驱动力分配功能的中置电动机一体式电动桥，其特征在于：包括沿同一轴线布置的电动机和行星齿轮减速机构、外置的差速器和驱动力主动分配装置；所述行星齿轮减速机构包括分别位于所述电动机的轴向两端的第一行星齿轮减速机构和第二行星齿轮减速机构；所述第一行星齿轮减速机构包括分别可转动设置的第一行星排齿圈和第一行星架、绕自身轴线转动设置在所述第一行星架上的第一行星轮，所述电动机的传动轴的第一端与所述第一行星齿轮减速机构上的太阳轮同轴固定联接；所述第一行星架上还同轴联接有可驱动远侧驱动轮的第一半轴；所述第一行星排齿圈的外周上还固设有第一行星排外齿轮；所述第二行星齿轮减速机构包括分别可转动设置的第二行星排齿圈和第二行星架、绕自身轴线转动设置在所述第二行星架上的第二行星轮，所述电动机的传动轴的第二端与与所述第二行星齿轮减速机构上的太阳轮同轴固定联接；所述第二行星架上还同轴连接有可驱动近侧驱动轮的第二半轴；所述第二行星排齿圈的外周上还固设有第二行星排外齿轮；所述驱动力主动分配装置包括相传动连接的驱动力分配电机和减速装置，所述差速器具有差速器长半轴和差速器短半轴，所述差速器长半轴上设有与所述第一行星排外齿轮相啮合的差速器第一齿轮，所述差速器短半轴上设有与所述第二行星排外齿轮相啮合的差速器第二齿轮。其中，所述行星齿轮减速机构与所述电动机沿同一轴线布置，所述驱动力主动分配装置设置在所述同一轴线的外侧。优选地，所述减速装置包括与所述驱动力分配电机的输出轴固定联接的蜗杆、与所述蜗杆啮合的涡轮，所述差速器上具有差速器主动锥齿轮，所述涡轮与所述差速器主动锥齿轮同轴设置，所述差速器长半轴上设有与所述差速器主动锥齿轮相啮合的差速器长半轴齿轮，所述差速器短半轴上设有与所述差速器主动锥齿轮相啮合的差速器短半轴齿轮。在一具体实施例中，所述差速器第一齿轮和所述差速器第二齿轮均为圆柱齿轮。优选地，所述中置电动机一体式电动桥还包括桥壳，所述桥壳包括依次连接的远侧桥壳、第一行星排壳体、电动机壳体、第二行星排壳体和近侧桥壳，所述远侧桥壳和所述电动机壳体之间设有转子轴承座，所述第二行星排壳体上开设有转子轴承孔；所述电动机具有定子和转子，所述转子分别通过转子第一轴承和转子第二轴承转动支撑在所述转子轴承座和所述转子轴承孔中。进一步优选地，所述远侧驱动轮转动支承在所述远侧桥壳的外端，所述近侧驱动轮转动支承在所述近侧桥壳的外端；所述远侧桥壳、所述第一行星排壳体、所述电动机壳体、所述第二行星排壳体和所述近侧桥壳相邻两两之间通过壳体螺栓固定联接。更进一步地，所述第一行星排齿圈和所述第一行星架同心设置并可相对转动，所述第一行星排壳体上设有第一行星排轴承座，所述第一行星排齿圈通过第一行星排齿圈轴承支承在所述第一行星排轴承座的孔中，所述第一行星架通过第一行星架轴承支承在所述第一行星排齿圈的中心孔中。所述第二行星排齿圈和所述第二行星架同心设置并可相对转动，所述第二行星排壳体上设有第二行星排轴承座，所述第二行星排齿圈通过第二行星排齿圈轴承支承在所述第二行星排轴承座的孔中，所述第二行星架通过第二行星架轴承支承在所述第二行星排齿圈的中心孔中。进一步优选地，所述差速器长半轴的两端部分别通过差速器长半轴球轴承和差速器长半轴锥轴承转动支承在所述第一行星排壳体和所述第二行星排壳体上；所述差速器短半轴通过差速器短半轴轴承支承在所述第二行星排壳体上。优选地，所述差速器长半轴和所述差速器短半轴沿同一轴线布置，所述差速器长半轴和所述差速器短半轴所在的轴线位于所述电动机的外侧，且与所述电动机所在的轴线平行地位于同一水平高度。由于采用上述技术方案，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术具有驱动力主动分配功能的中置电动机一体式电动桥因具有驱动力主动分配功能，有助于改善汽车的操纵稳定性、提高其主动安全性能；(2)本专利技术中置电动机一体式电动桥与同样具有驱动力主动分配功能的轮毂电动机桥和轮边电动机桥相比，其驱动轮的差速是通过差速器机械实现而不需要采用电子差速，减少了因采用电子差速可能存在的转向阻力增加和额外的能量消耗；(3)本专利技术中置电动机一体式电动桥的电动机转子无须做成中空，且整个系统的结构紧凑、占用空间少，因而方便电池布置，有利于增加电动汽车的续驶里程。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有驱动力分配功能的中置电动机一体式电动桥，其特征在于：包括沿同一轴线布置的电动机和行星齿轮减速机构、外置的差速器和驱动力主动分配装置；所述行星齿轮减速机构包括分别位于所述电动机的轴向两端的第一行星齿轮减速机构和第二行星齿轮减速机构；所述第一行星齿轮减速机构包括分别可转动设置的第一行星排齿圈和第一行星架、绕自身轴线转动设置在所述第一行星架上的第一行星轮，所述电动机的传动轴的第一端与所述第一行星齿轮减速机构上的太阳轮同轴固定联接；所述第一行星架上还同轴联接有可驱动远侧驱动轮的第一半轴；所述第一行星排齿圈的外周上还固设有第一行星排外齿轮；所述第二行星齿轮减速机构包括分别可转动设置的第二行星排齿圈和第二行星架、绕自身轴线转动设置在所述第二行星架上的第二行星轮，所述电动机的传动轴的第二端与所述第二行星齿轮减速机构上的太阳轮同轴固定联接；所述第二行星架上还同轴连接有可驱动近侧驱动轮的第二半轴；所述第二行星排齿圈的外周上还固设有第二行星排外齿轮；所述驱动力主动分配装置包括相传动连接的驱动力分配电机和减速装置，所述差速器具有差速器长半轴和差速器短半轴，所述差速器长半轴上设有与所述第一行星排外齿轮相啮合的差速器第一齿轮，所述差速器短半轴上设有与所述第二行星排外齿轮相啮合的差速器第二齿轮。...

【技术特征摘要】
1.一种具有驱动力分配功能的中置电动机一体式电动桥，其特征在于：包括沿同一轴线布置的电动机和行星齿轮减速机构、外置的差速器和驱动力主动分配装置；所述行星齿轮减速机构包括分别位于所述电动机的轴向两端的第一行星齿轮减速机构和第二行星齿轮减速机构；所述第一行星齿轮减速机构包括分别可转动设置的第一行星排齿圈和第一行星架、绕自身轴线转动设置在所述第一行星架上的第一行星轮，所述电动机的传动轴的第一端与所述第一行星齿轮减速机构上的太阳轮同轴固定联接；所述第一行星架上还同轴联接有可驱动远侧驱动轮的第一半轴；所述第一行星排齿圈的外周上还固设有第一行星排外齿轮；所述第二行星齿轮减速机构包括分别可转动设置的第二行星排齿圈和第二行星架、绕自身轴线转动设置在所述第二行星架上的第二行星轮，所述电动机的传动轴的第二端与所述第二行星齿轮减速机构上的太阳轮同轴固定联接；所述第二行星架上还同轴连接有可驱动近侧驱动轮的第二半轴；所述第二行星排齿圈的外周上还固设有第二行星排外齿轮；所述驱动力主动分配装置包括相传动连接的驱动力分配电机和减速装置，所述差速器具有差速器长半轴和差速器短半轴，所述差速器长半轴上设有与所述第一行星排外齿轮相啮合的差速器第一齿轮，所述差速器短半轴上设有与所述第二行星排外齿轮相啮合的差速器第二齿轮。2.根据权利要求1所述的一种具有驱动力分配功能的中置电动机一体式电动桥，其特征在于：所述行星齿轮减速机构与所述电动机沿同一轴线布置，所述驱动力主动分配装置设置在所述同一轴线的外侧。3.根据权利要求1或2所述的一种具有驱动力分配功能的中置电动机一体式电动桥，其特征在于：所述减速装置包括与所述驱动力分配电机的输出轴固定联接的蜗杆、与所述蜗杆啮合的涡轮，所述差速器上具有差速器主动锥齿轮，所述涡轮与所述差速器主动锥齿轮同轴设置，所述差速器长半轴上设有与所述差速器主动锥齿轮相啮合的差速器长半轴齿轮，所述差速器短半轴上设有与所述差速器主动锥齿轮相啮合的差速器短半轴齿轮。4.根据权利要求1所述的一种具有驱动力分配功能的中置电动机一体式电动桥，其特征在于：所述差速器第一齿轮和所述差速器第二齿轮均为圆柱齿轮。5.根据权利要求1所述的一种具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑四发，丁能根，吕英超，
申请(专利权)人：清华大学苏州汽车研究院相城，
类型：发明
国别省市：江苏;32