用于混合动力电动车辆的车桥总成制造技术

公开了一种用于混合动力电动车辆的车桥总成。混合动力电动车辆车桥包括与单个锥形齿圈啮合的两个单独的小齿轮。一个小齿轮从内燃动力传动系统传递动力，而另一个小齿轮从电动马达传递动力。通过电动马达和第二小齿轮之间的双速齿轮箱调节来自电动马达的动力。齿轮箱可利用诸如Ravigneaux齿轮组的副轴齿轮传动装置或行星齿轮传动装置。

【技术实现步骤摘要】
本申请要求于2015年3月9日提交的第62/130,322号美国临时申请的权益，上述申请公开的全部内容通过引用被包含于此。
本公开涉及混合动力电动车辆领域。更具体地讲，本公开涉及具有双速齿轮箱以及与单个齿圈啮合的两个小齿轮的混合动力电动车辆。
技术介绍
传统上，大部分通用的道路车辆是由诸如汽油或柴油燃料的液体燃料提供动力的。在车辆需要动力时，内燃发动机将燃料中的化学能转化为机械能，并且动力传动系统将所述机械能传递到车辆车轮。车辆在包括前进和倒车运动两者的宽范围的车辆速度下使用。然而，某些类型的内燃发动机只能在窄的速度范围内高效运行。因此，动力传动系统通常包括可变传动比变速器。另外，差速器总成可将变速器输出轴连接到车辆车轮，提供额外的固定传动比并允许在车辆转弯时左车轮和右车轮以略有不同的转速旋转。为了减少液体燃料的消耗，一些被称为混合动力电动车辆的车辆利用诸如电池的电能储存器。能量储存能力提供了灵活性，以在化学能的转换能够被最高效地完成时执行该转换，而不是在需要动力时总是执行该转换。一些被称为插电式混合动力电动车辆的混合动力电动车辆还适于直接以电的形式获得能量。
技术实现思路
根据本公开，提供一种混合动力电动车辆车桥，包括：锥形齿圈，被配置为通过差速器驱动左半轴和右半轴；第一锥形小齿轮，与所述齿圈接合并适于从内燃发动机接收动力；第二锥形小齿轮，与所述齿圈接合并适于从电动马达接收动力。根据本公开，提供一种混合动力电动车辆，包括：差速器，包括齿圈；
第一小齿轮和第二小齿轮，均与齿圈接合；第一变速器，被配置为以多种转速比将动力从发动机传递到第一小齿轮；电动马达；第二变速器，被配置为以两种不同的转速比将动力从电动马达传递到第二小齿轮。根据本公开的一个实施例，所述齿圈是被支撑为围绕车桥轴线旋转的锥形齿轮，并且第一小齿轮和第二小齿轮是被支撑为分别围绕第一轴线和第二轴线旋转的锥形齿轮；第一轴线和第二轴线与车桥轴线垂直。根据本公开的一个实施例，第一轴线和第二轴线不共线。根据本公开的一个实施例，所述第二变速器包括：马达轴，固定地结合到电动马达的转子；第一副轴齿轮和第二副轴齿轮，结合到马达轴；副轴，固定地结合到第二小齿轮；第三副轴齿轮和第四副轴齿轮，连接到副轴，第三副轴齿轮和第四副轴齿轮分别与第一副轴齿轮和第二副轴齿轮连续啮合接合。根据本公开的一个实施例，第一副轴齿轮和第二副轴齿轮通过联结器交替地选择性地结合到所述马达轴；第三副轴齿轮和第四副轴齿轮固定地结合到所述副轴。根据本公开的一个实施例，所述第二变速器包括：马达轴，固定地结合到电动马达的转子；齿轮传动装置，在马达轴、第二小齿轮、第一旋转元件和第二旋转元件之间建立固定的线性转速关系；制动元件，被配置为交替地选择性地保持第一旋转元件和第二旋转元件不旋转。根据本公开，提供一种车桥，包括：锥形齿圈，被配置为驱动左半轴和右半轴；第一锥形小齿轮，与齿圈接合并适于从内燃发动机接收动力；电动马达；第二锥形小齿轮，与齿圈接合；双速齿轮箱，被配置为将动力从电动马达传递到第二锥形小齿轮。根据本公开的一个实施例，第一锥形小齿轮被支撑为围绕第一小齿轮轴线旋转，所述第一小齿轮轴线从齿圈轴线偏移第一偏移距离；第二锥形小齿轮被支撑为围绕第二小齿轮轴线旋转，所述第二小齿轮轴线从齿圈轴线偏移第二偏移距离。根据本公开的一个实施例，第一偏移距离等于第二偏移距离；第一锥形小齿轮和第二锥形小齿轮具有实质上相同的准双曲面齿轮几何结构。附图说明图1是第一混合动力电动车辆车桥的示意图；图2是第二混合动力电动车辆车桥的示意图；图3是第三混合动力电动车辆车桥的示意图。具体实施方式在此描述本公开的实施例。然而，应理解公开的实施例仅为示例并且其它实施例可以采用各种替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征会被夸大或最小化，以显示特定部件的细节。所以，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅作为教导本领域技术人员以多种形式使用本专利技术的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任一附图示出和描述的各种特征可以与一个或更多个其它附图中示出的特征组合以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的多种组合和变型可能期望用于特定应用或实施方式。齿轮传动装置是旋转元件和换挡元件的集合，换挡元件被配置为在旋转元件之间施加特定的转速关系。如果元件在至少一些工况下相对于变速器壳体旋转，则该元件被称为旋转元件。无论任意离合器的状态如何，都施加被称为固定转速关系的一些转速关系。仅在特定的离合器完全接合时，才施加被称为选择性的转速关系的其它转速关系。如果一组元件被约束为在所有工况下均以相同转速围绕相同轴线旋转，则该组元件彼此固定地结合。可以通过花键连接、焊接、压装、由共同固体机加工或其它方式固定地结合元件。固定地结合的元件之间可能出现旋转位移的轻微变化，比如由于花键间隙(spline lash)或轴柔量所产生的位移。相比之下，两个元件通过换挡元件选择性地结合，每当换挡元件完全接合时，换挡元件便约束这两个元件以相同转速围绕相同轴线旋转，并且在至少一些其它工况下这两个元件以不同的转速自由旋转。如果两个旋转元件被固定地结合或选择性地结合，则这两个旋转元件被结合。换挡元件包括诸如液压或电致动的离合器的主动控制的装置以及诸如单向离合器的被动装置。换挡元件可以使用摩擦来使旋转元件结合或者可以建立诸如牙嵌(interlocking teeth)的刚性接合。通过将旋转元件选择性地结合到壳体而保持旋转元件不旋转的换挡元件可称为制动器。图1示意性地示出了利用副轴传动装置的双速混合动力电动车桥。来自内燃发动机的动力最好经由多速变速器被传递到轴头(stub shaft)10。轴头10通过轴承12和14被支撑为相对于壳体(未示出)旋转。例如，轴承12和14可以是圆锥滚柱轴承、滚针轴承、滚珠轴承或衬套。固定地结合到轴头10的第一小齿轮16与齿圈18啮合，齿圈18被支撑为围绕与轴头10的旋转轴线垂直的轴线相对于壳体旋转。小齿轮16和齿圈18是锥形齿轮并且齿轮齿可以是螺旋齿轮齿。在使用准双曲面齿轮轮廓的情况下，轴头10的轴线可在齿圈18的轴线下方偏移。齿圈18经由差速器(未示出)驱动左半轴和右半轴20、22，差速器允许轻微转速差(比如在车辆转弯时)。来自电动马达24的动力经由齿轮箱28被传递到第二小齿轮26。小齿轮26与齿圈18上的和第一小齿轮16所啮合的齿轮齿相同的齿轮齿啮合，但处于不同的周向位置。小齿轮26的周向位置基于电动马达24和齿轮箱28相对于半轴20和22的物理位置，该物理位置可根据车辆内可用的封装空间而变化。对于后轮驱动的车辆，小齿轮16可以在后桥半轴的前面而小齿轮26在后桥半轴的后面。小齿轮26可在齿圈18的轴线上方偏移。如果小齿轮16和26的偏移的大小相同，那么可使用相同的齿轮轮廓以降低制造成本。马达24包括被固定到壳体的定子30以及被固定到由轴承支撑用以旋转的转子轴34的转子32。马达可以是直流(DC)马达或交流(AC)马达，诸如同步永磁马达或感应马达。这里所使用的术语马达包括既能够将电能转化为机械能又能够将机械能转化为电能的可逆电机。在图1中示出的AC马达中，由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力电动车辆车桥，包括：锥形齿圈，被配置为通过差速器驱动左半轴和右半轴；第一锥形小齿轮，与所述齿圈接合并适于从内燃发动机接收动力；第二锥形小齿轮，与所述齿圈接合并适于从电动马达接收动力。

【技术特征摘要】
2015.03.09 US 62/130,322;2015.10.23 US 14/921,3121.一种混合动力电动车辆车桥，包括：锥形齿圈，被配置为通过差速器驱动左半轴和右半轴；第一锥形小齿轮，与所述齿圈接合并适于从内燃发动机接收动力；第二锥形小齿轮，与所述齿圈接合并适于从电动马达接收动力。2.如权利要求1所述的混合动力电动车辆车桥，进一步包括：齿轮箱，被配置为经由两个动力流路径将动力从电动马达交替地传递到第二锥形小齿轮，所述两个动力流路径建立电动马达转速和第二锥形小齿轮转速的两个不同的转速比。3.如权利要求2所述的混合动力电动车辆车桥，其中，所述齿轮箱包括：马达轴，固定地结合到电动马达的转子；第一副轴齿轮和第二副轴齿轮，结合到马达轴；副轴，固定地结合到第二锥形小齿轮；第三副轴齿轮和第四副轴齿轮，结合到副轴，第三副轴齿轮和第四副轴齿轮分别与第一副轴齿轮和第二副轴齿轮连续啮合接合。4.如权利要求3所述的混合动力电动车辆车桥，其中：第一副轴齿轮和第二副轴齿轮通过联结器交替地选择性地结合到马达轴；第三副轴齿轮和第四副轴齿轮固定地结合到副轴。5.如权利要求4所述的混合动力电动车辆车桥，其中，所述联结器是同步器。6.如权利要求2所述的混合动力电动车辆车桥，其中，所述齿轮箱包括：马达轴，固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维·艾伦·贾森，格雷戈里·丹尼尔·格莱斯基，克里斯托弗·约瑟夫·古阿拉奇诺，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US