具有高减速比的电驱动器制造技术

一种车辆的动力系统，所述动力系统包括具有驱动轴(11)的电动机(16)，其中所述驱动轴优选地被定向成垂直于所述动力系统旨在驱动(即旋转)的车轮(18)的公共轴线(A

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有高减速比的电驱动器


[0001]本专利技术涉及电动车辆的动力总成，尤其涉及电动机和变速器的定向。

技术介绍

[0002]人们已熟知电动车辆多年。常规的驱动设计包括电动机和一些类型的变速器，这些变速器专用于每个从动轮、位于从动轮上或紧邻从动轮。在本领域熟知的这些驱动装置称为邻近车轮的电动机配置。这些设计的示例例如公示于US 2010/0155168、US 2001/0011611、US 1,543,044和US 1,540,526。这种类型的设计增加了车辆的复杂性、重量和成本，虽然这种设计可能适用于一些重型卡车，但它们通常不适用于当今的电动乘用车(例如小汽车、轻型卡车等)。
[0003]紧凑型电动车辆(例如小汽车、轻型卡车等)需要具有成本效益、结构紧凑的解决方案来放置电动机和变速器。如果要在大多数驱动条件下获得尽可能大的电动机效率，即使是小型电动车辆也需要变速器。
[0004]作为示例，紧凑型车辆的80KW电动机的扭矩和效率最佳RPM在6000至10000RPM之间。如果标称行驶速度为80km/h，最佳电动机转速为10,000RPM，电动机与车轮的最佳配比(使用410mm车轮直径)为1
×
9.66：其中：i
…
传动比；n
电动机
…
最佳电动机RPM[1/min]；D
…
外胎直径[m]；V
…
平均车速[m/min]。
[0005]已经开发了各种电驱动(即eDrive)概念。如图1所示的一个示例，其中电动机和变速器布置在前轮之间，电动机轴线平行于车轮轴线，并且仅使用一个电动机驱动两个车轮。这种设计(被称为“直列设计”)非常紧凑，但存在一些主要障碍，包括：
·
用于驱动单元的前轮之间的宽度较大；
·
重量分布不对称；
·
电动机侧的车轮和轮胎的热辐射高。
[0006]大“轮间宽度”(即，即车轮之间的电动机和变速器的所需宽度)导致短驱动轴。每个驱动轴都有两个等速万向节(即，CV万向节)，在短驱动轴的情况下，由于转向倾斜和控制臂摆动，这些万向节磨损很快。这也将导致效率降低和前轴噪音。
[0007]不对称的重量分布必须与其他不对称的车辆部件(如电池)相抵消。但是，仍然会对车辆的动态行为产生消极影响。
[0008]图1中电动机的永久热辐射可使相邻轮胎的温度升高10℃至20℃。隔热和附加冷却风扇可以降低热轮胎和电动机(即e
‑
motor)的温度，但是，为疏散电动机热量而消耗电能
并不是电动车辆(即EV或e
‑
vehicle)制造商所希望看到的。

技术实现思路

[0009]本专利技术涉及一种车辆的动力系统，所述动力系统包括具有驱动轴的电动机，其中所述驱动轴优选地被定向成垂直于所述动力系统旨在驱动(即旋转)的车轮的公共轴线。所述电动机的驱动轴通过具有至少一对配合齿轮的变速器机械连接到与所述公共轴线对齐的车轮的轴，优选地，一对配合齿轮中的一个是偏置小齿轮，并且变速器的减速比在约6至约15的范围内，小齿轮具有2至6个齿。
附图说明
[0010]图1示出了常规电动机和直列变速装置。
[0011]图2示出了包括锥齿圈和准双曲面小齿轮的锥准双曲面齿轮组。
[0012]图3示出了单级准双曲面变速器。
[0013]图4示出了具有位于车轮之间的单级准双曲面变速器的电驱动单元。
[0014]图5示出了大的小齿轮螺旋角和超大螺旋角。
[0015]图6示出了双级减速圆柱－准双曲面变速器。
[0016]图7示出了双减速圆柱－准双曲面变速器。
[0017]图8示出了行星状－准双曲面减速变速器。
[0018]图9示出了单速变速器的速度图。
[0019]图10示出了双速变速器的速度图。
[0020]图11示出了准双曲面变速器在车轴前方的取向。
[0021]图12示出了准双曲面变速器在车轴前方并处于一个角度的取向。
[0022]图13示出了用于前轮驱动车辆的准双曲面变速器的取向。
[0023]图14示出了用于全轮驱动车辆的准双曲面变速器的取向。
具体实施方式
[0024]本说明书中使用的术语“专利技术”、“所述专利技术”和“本专利技术”旨在广泛地指代本说明书的所有主题以及以下任何专利权利要求。含有这些术语的陈述不应被理解为限制本文所述的主题或限制以下任何专利权利要求的含义或范围。此外，本说明书不寻求描述或限制由任何权利要求所涵盖的主题于本申请的任何特定部分、段落、陈述或附图中。应该通过参考整个说明书、所有附图和所附的任何权利要求理解主题。本专利技术能使用其它构造，并且能以各种方式实践或实施。并且，应理解，本文使用的措辞和术语是出于描述的目的而不应视为限制性的。
[0025]现在将参考附图讨论本专利技术的细节，所述附图仅以实例的方式说明本专利技术。在附图中，相似的特征或组件将由类似的附图标记指代。
[0026]本文中“包括”、“具有”和“包含”及其变体的使用旨在涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目。尽管下文可以在描述附图时参考例如上部、下部、向上、向下、向后、底部、顶部、前部、后部等等的方向，但出于方便起见而相对于附图(如正常所观察)作出这些参考。
[0027]在本专利技术的一个实施例中，车辆的电动机从图1的常规直列取向重新定向，优选地重新定向九十度，这使得允许建立对称电驱动单元，该对称电驱动单元能够仅通过单级减速在电动机和车轮之间提供操作比。例如，图2所示的齿轮组是包括锥齿圈4和配对准双曲面小齿轮6的锥齿轮组2。在此示例中，齿圈有55个齿，小齿轮有7个齿，从而为齿轮组提供55/7或7.86的齿轮齿比(Z
G
/Z
P
)。在锥准双曲面齿轮组中，齿圈和小齿轮分别在不平行和不相交的轴A
G
和A
P
上运行(图2)，其中平行平面之间的距离h，一个包含齿圈轴A
G
的平面以及包含小齿轮轴A
P
的另一个平面，通常称为偏移、小齿轮偏移或准双曲面偏移。
[0028]图3示出了具有单级减速器10的变速器，包括锥齿圈12和配对准双曲面小齿轮14。变速器包括至少一个输入端和至少一个(优选至少两个)输出端。输入功率由电动机16提供。为清晰起见，未示出变速器外壳和差速器(位于15处)。电动机16被定向成使得电动机16的驱动轴的旋转轴线A
m
优选地与准双曲面小齿轮14的轴线A
P
重合，并且优选地基本上垂直于变速器输出轴线A
T
，齿圈12在变速器中围绕该轴线旋转。
[0029]紧凑且低价的电动车辆要求电动机与前轮或后轮之间简单、紧凑且成本有效的变速器。电动驱动的小型紧凑型车辆大多不需要超过90公里/小时的最高速度。它们的主要应用是用于通勤或购物的市内驾驶。这种车辆的所有重要目标都可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种车辆变速器，包括具有输入旋转轴线的输入和至少一对配合齿轮，其中一对配合齿轮中的一个是偏置小齿轮，所述偏置小齿轮具有限定所述输入旋转轴线的旋转轴线(A
P
)，所述变速器具有在约6至约15范围内的减速比，并且其中所述偏置小齿轮包括2至6个齿，所述变速器还包括至少一个输出，所述至少一个输出具有输出旋转轴。2.根据权利要求1所述的变速器，其中，所述一对配合齿轮中的另一个包括锥齿圈，所述锥齿圈具有限定所述输出旋转轴线的旋转轴线(A
T
)，并且其中所述偏置小齿轮包括准双曲面锥齿轮。3.根据权利要求2所述的变速器，其中，所述偏置小齿轮轴线(A
P
)被定向为垂直于所述齿圈轴线(A
T
)或相对于垂直于所述齿圈轴线(A
T
)呈
±
45度。4.根据权利要求1所述的变速器，还包括至少一对额外的减速齿轮。5.根据权利要求1所述的变速器，还包括附加的减速齿轮装置，所述减速齿轮装置包括行星轮系统。6.根据权利要求1所述的变速器是单级变速器。7.一种可通过由具有驱动轴的至少一个电动机提供的动力移动的车辆，所述车辆具有用于驱动所述车辆的至少一个可旋转轮，所述至少一个可旋转轮通过由所述至少一个电动机提供的动力可旋转，所述车辆还包括根据权利要求1所述的变速器。8.根据权利要求7所述的车辆，包括通过所述至少一个电动机提供的动力可旋转的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：格里森工场，
类型：发明
国别省市：