电驱动系统、电动汽车的动力系统及电动汽车的制作方法

1.本发明涉及纯电动汽车电驱动技术领域，具体涉及一种电驱动系统、电动汽车的动力系统及电动汽车。


背景技术：

2.电动汽车具有清洁无污染、能量效率高、低噪声等优点，使其具有较好的产业化势，为使电动汽车能够适应复杂路况，电动汽车的电驱系统采用两档换速方案。目前，电驱动系统的两档换速方案中，实现两档切换的换挡机构结构复杂，使电驱动系统的整体结构较大，导致电驱动系统布置所需空间较大、适应差。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提出一种电驱动系统、电动汽车的动力系统及电动汽车，旨在解决电驱动系统布置所需空间较大、适应差的问题。
4.为实现上述目的，本发明提出一种电驱动系统，包括：
5.箱体；
6.驱动电机，设于所述箱体内；
7.第一行星排，包括第一太阳轮、第一行星轮和第一齿圈，所述第一太阳轮与所述驱动电机的输出轴固定连接，所述第一行星轮设有第一行星架；
8.第二行星排，包括第二太阳轮、第二行星轮结构和第二齿圈，所述第二太阳轮与所述第一行星架固定连接，所述第二齿圈固定安装于所述箱体，所述第二行星轮结构包括第二行星架；
9.差速器，包括差速器壳体，所述差速器壳体与所述第二行星架固定连接；以及，
10.换挡机构，包括齿轮活动切换机构和离合器，所述齿轮活动切换机构包括活动内齿圈，所述活动内齿圈具有固定状态和活动状态，所述活动内齿圈与所述第一齿圈固定连接，所述离合器具有固定部和活动部，所述固定部与所述第一齿圈固定连接，所述活动部与所述第一行星架固定连接，所述固定部和所述活动部能够相互配合和分离，以使得所述离合器具有结合状态和分离状态；
11.其中，在所述活动内齿圈处于固定状态时，所述离合器处于分离状态，在所述活动内齿圈处于活动状态时，所述离合器处于结合状态。
12.可选地，所述第二行星轮结构还包括第二行星轮和第三行星轮，所述第二行星轮与所述第三行星轮并联，且通过所述第二行星架连接，所述第二行星轮与所述第二太阳轮啮合，所述第三行星轮与所述第二齿圈啮合。
13.可选地，所述齿轮活动切换机构还包括壳体、固定内齿圈和齿套，所述壳体与所述箱体固定连接，所述固定内齿圈固定安装于所述壳体，所述齿套安装于所述壳体，且沿与所述驱动电机的输出轴平行的轴线可移动设置，以具有与所述固定内齿圈和所述活动内齿圈啮合的第一位置，以使得所述活动内齿圈处于固定状态，以及与所述固定内齿圈啮合且与
所述活动内齿圈分离的第二位置，以使得所述活动内齿圈处活动状态；
14.其中，所述活动内齿圈处于固定状态时，所述第一齿圈与所述箱体相对固定。
15.可选地，所述驱动电机、所述第一行星排、所述第二行星排和所述差速器同轴设置。
16.可选地，所述驱动电机的输出轴与所述差速器的左右半轴同轴设置。
17.可选地，所述差速器还包括左半轴齿轮、右半轴齿轮、行星轮架以及两个行星轮，所述行星轮架与所述差速器壳体固定连接，所述左半轴齿轮和所述右半轴齿轮分别与两个所述行星轮啮合；
18.其中，所述左半轴齿轮的轴端依次贯穿所述第二太阳轮、所述第一太阳轮和所述驱动电机的输出轴设置。
19.可选地，所述差速器壳体和所述第二行星排一体设置。
20.本发明还提出一种电动汽车的动力系统，所述电动汽车的动力系统包括电驱动系统，所述电驱动系统包括：
21.箱体；
22.驱动电机，设于所述箱体内；
23.第一行星排，包括第一太阳轮、第一行星轮和第一齿圈，所述第一太阳轮与所述驱动电机的输出轴固定连接，所述第一行星轮设有第一行星架；
24.第二行星排，包括第二太阳轮、第二行星轮结构和第二齿圈，所述第二太阳轮与所述第一行星架固定连接，所述第二齿圈固定安装于所述箱体，所述第二行星轮结构包括第二行星架；
25.差速器，包括差速器壳体，所述差速器壳体与所述第二行星架固定连接；以及，
26.换挡机构，包括齿轮活动切换机构和离合器，所述齿轮活动切换机构包括活动内齿圈，所述活动内齿圈具有固定状态和活动状态，所述活动内齿圈与所述第一齿圈固定连接，所述离合器具有固定部和活动部，所述固定部与所述第一齿圈固定连接，所述活动部与所述第一行星架固定连接，所述固定部和所述活动部能够相互配合和分离，以使得所述离合器具有结合状态和分离状态；
27.其中，在所述活动内齿圈处于固定状态时，所述离合器处于分离状态，在所述活动内齿圈处于活动状态时，所述离合器处于结合状态。
28.此外，本发明还提出一种电动汽车，所述电动汽车包括电动汽车的动力系统，所述电动汽车的动力系统包括：
29.箱体；
30.驱动电机，设于所述箱体内；
31.第一行星排，包括第一太阳轮、第一行星轮和第一齿圈，所述第一太阳轮与所述驱动电机的输出轴固定连接，所述第一行星轮设有第一行星架；
32.第二行星排，包括第二太阳轮、第二行星轮结构和第二齿圈，所述第二太阳轮与所述第一行星架固定连接，所述第二齿圈固定安装于所述箱体，所述第二行星轮结构包括第二行星架；
33.差速器，包括差速器壳体，所述差速器壳体与所述第二行星架固定连接；以及，
34.换挡机构，包括齿轮活动切换机构和离合器，所述齿轮活动切换机构包括活动内
齿圈，所述活动内齿圈具有固定状态和活动状态，所述活动内齿圈与所述第一齿圈固定连接，所述离合器具有固定部和活动部，所述固定部与所述第一齿圈固定连接，所述活动部与所述第一行星架固定连接，所述固定部和所述活动部能够相互配合和分离，以使得所述离合器具有结合状态和分离状态；
35.其中，在所述活动内齿圈处于固定状态时，所述离合器处于分离状态，在所述活动内齿圈处于活动状态时，所述离合器处于结合状态。
36.本发明的技术方案中，所述电驱动系统通过所述齿轮活动切换机构和所述离合器实现速度切换，所述齿轮活动切换机构中的所述活动内齿圈与所述第一齿圈固定连接，所述离合器中的所述固定部与所述第一行星架固定连接，所述活动部与所述第一齿圈固定连接，在所述活动内齿圈处于固定状态，且所述固定部和所述活动部分离时，所述第一齿圈固定，所述驱动电机驱动所述第一太阳轮转动，所述第一行星轮与所述第一太阳轮和所述第一齿圈啮合，以带动所述第一行星架转动，所述第二太阳轮与所述第一行星架固定连接，从而将所述驱动电机的输出转速经所述第一行星排减速后传递至所述第二太阳轮，所述第二行星轮结构与所述第二太阳轮和所述第二齿圈啮合，带动所述第二行星架转动，由于所述第二齿圈固定安装于所述箱体，因此所述驱动电机的输出转速经所述第二行星排减速后，由所述第二行星架传递至所述差速器，所述差速器将转动传递至左右半轴，左右半轴带动左右车轮以第一转速转动。在所述活动内齿圈处于活动状态，且所述固定部和所述活动部相互配合时，所述第一行星架和所述第一齿圈同速同向转动，即所述第一行星架和所述第一齿圈与所述太阳轮的转动方向和转速相同，也即所述第一行星排直接输出所述驱动电机转速，所述第二太阳轮与所述第一行星架固定连接，从而将所述驱动电机的输出转速传递至所述第二太阳轮，所述第二行星轮结构与所述第二太阳轮和所述第二齿圈啮合，带动所述第二行星架转动，由于所述第二齿圈固定安装于所述箱体，因此所述驱动电机的输出转速经所述第二行星排减速后，由所述第二行星架传递至所述差速器，所述差速器将转动传递至左右半轴，左右半轴带动左右车轮以第二转速转动。通过所述齿轮活动切换机构和所述离合器的配合，以使所述电驱动系统可输出两种转速，即所述电驱动系统具有两个档位，以能够更好适应复杂路况，所述电驱动系统采用所述第一行星排和所述第二行星排实现动力传输，行星排的结构紧凑、空间占用小，且所述齿轮活动切换机构和所述离合器的结构较简单、体积小，从而使整个所述电驱动系统的结构更紧凑，布置所需空间小，具有更好的适应性。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
38.图1为本发明提供的电驱动系统的一实施例的示意图(活动内齿圈处于固定状态，所述离合器处于分离状态)；
39.图2为发明提供的电驱动系统另一状态的示意图(活动内齿圈处于活动状态时，所述离合器处于结合状态)。
40.附图标号说明：
[0041][0042][0043]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0044]
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的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0045]
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0046]
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0047]
电动汽车具有清洁无污染、能量效率高、低噪声等优点，使其具有较好的产业化势，为使电动汽车能够适应复杂路况，电动汽车的电驱系统采用两档换速方案。目前，电驱动系统的两档换速方案中，实现两档切换的换挡机构结构复杂，使电驱动系统的整体结构较大，导致电驱动系统布置所需空间较大、适应差。
[0048]
鉴于此，本发明提供一种电驱动系统，通过所述齿轮活动切换机构和所述离合器的配合，以使所述电驱动系统可输出两种转速，即所述电驱动系统具有两个档位，以能够更好适应复杂路况，所述电驱动系统采用所述第一行星排和所述第二行星排实现动力传输，行星排的结构紧凑、空间占用小，且所述齿轮活动切换机构和所述离合器的结构较简单、体积小，从而使整个所述电驱动系统的结构更紧凑，布置所需空间小，具有更好的适应性。如图1和图2所示，为本发明提供的电驱动系统的一实施例。
[0049]
如图1和图2所示，本发明提出一种电驱动系统100包括箱体1、驱动电机2、第一行星排3、第二行星排4、差速器5和换挡机构6，所述驱动电机2设于所述箱体1内；所述第一行星排3包括第一太阳轮31、第一行星轮32和第一齿圈33，所述第一太阳轮31与所述驱动电机2的输出轴固定连接，所述第一行星轮32设有第一行星架34；所述第二行星排4包括第二太阳轮41、第二行星轮结构42和第二齿圈44，所述第二太阳轮41与所述第一行星架34固定连接，所述第二齿圈44固定安装于所述箱体1，所述第二行星轮结构42包括第二行星架43；所述差速器5包括差速器壳体51，所述差速器壳体51与所述第二行星架43固定连接；所述换挡机构6包括齿轮活动切换机构61和离合器62，所述齿轮活动切换机构61包括活动内齿圈611，所述活动内齿圈611具有固定状态和活动状态，所述活动内齿圈611与所述第一齿圈33固定连接，所述离合器62具有固定部621和活动部622，所述固定部621与所述第一齿圈33固定连接，所述活动部622与所述第一行星架34固定连接，所述固定部621和所述活动部622能够相互配合和分离，以使得所述离合器62具有结合状态和分离状态；其中，在所述活动内齿圈611处于固定状态时，所述离合器62处于分离状态，在所述活动内齿圈611处于活动状态时，所述离合器62处于结合状态。
[0050]
本发明的技术方案中，所述电驱动系统100通过所述齿轮活动切换机构61和所述离合器62实现速度切换，所述齿轮活动切换机构61中的所述活动内齿圈611与所述第一齿圈33固定连接，所述离合器62中的所述固定部621与所述第一行星架34固定连接，所述活动部622与所述第一齿圈33固定连接，在所述活动内齿圈611处于固定状态，且所述固定部621和所述活动部622分离时，所述第一齿圈33固定，所述驱动电机2驱动所述第一太阳轮31转动，所述第一行星轮32与所述第一太阳轮31和所述第一齿圈33啮合，以带动所述第一行星架34转动，所述第二太阳轮41与所述第一行星架34固定连接，从而将所述驱动电机2的输出转速经所述第一行星排3减速后传递至所述第二太阳轮41，所述第二行星轮结构42与所述第二太阳轮41和所述第二齿圈44啮合，带动所述第二行星架43转动，由于所述第二齿圈44固定安装于所述箱体1，因此所述驱动电机2的输出转速经所述第二行星排4减速后，由所述第二行星架43传递至所述差速器5，所述差速器5将转动传递至左右半轴，左右半轴带动左右车轮以第一转速转动。在所述活动内齿圈611处于活动状态，且所述固定部621和所述活动部622相互配合时，所述第一行星架34和所述第一齿圈33同速同向转动，即所述第一行星架34和所述第一齿圈33与所述太阳轮的转动方向和转速相同，也即所述第一行星排3直接输出所述驱动电机2转速，所述第二太阳轮41与所述第一行星架34固定连接，从而将所述驱
动电机2的输出转速传递至所述第二太阳轮41，所述第二行星轮结构42与所述第二太阳轮41和所述第二齿圈44啮合，带动所述第二行星架43转动，由于所述第二齿圈44固定安装于所述箱体1，因此所述驱动电机2的输出转速经所述第二行星排4减速后，由所述第二行星架43传递至所述差速器5，所述差速器5将转动传递至左右半轴，左右半轴带动左右车轮以第二转速转动。通过所述齿轮活动切换机构61和所述离合器62的配合，以使所述电驱动系统100可输出两种转速，即所述电驱动系统100具有两个档位，以能够更好适应复杂路况，所述电驱动系统100采用所述第一行星排3和所述第二行星排4实现动力传输，行星排的结构紧凑、空间占用小，且所述齿轮活动切换机构61和所述离合器62的结构较简单、体积小，从而使整个所述电驱动系统100的结构更紧凑，布置所需空间小，具有更好的适应性。
[0051]
所述第二行星排4中行星轮的排数不作限定，可以是单排行星轮，也可以是双排行星轮。在本实施例中，如图1和图2所示，所述第二行星轮结构42还包括第二行星轮结构421和第三行星轮422，所述第二行星轮结构421与所述第三行星轮422并联，且通过所述第二行星架43连接，所述第二行星轮结构421与所述第二太阳轮41啮合，所述第三行星轮422与所述第二齿圈44啮合。所述驱动电机2的转动经所述第一行星排3传递至所述第二太阳轮41，所述第二太阳轮41与所述第二行星轮结构421啮合，以将转动传递至所述第二行星轮结构421，所述第二行星轮结构421和所述第三行星轮422通过所述第二行星架43连接，因此所述第三行星轮422与所述第二行星轮结构421同步转动，所述第三行星轮422与所述第二齿圈44啮合，由于所述第二齿圈44与固定在所述箱体1上，因此转动通过所述第二行星架43传递至所述差速器5。通过设置所述第三行星轮422，以使所述电驱动系统100可实现较大速比，且传递效率更高。
[0052]
所述齿轮活动切换机构61中的所述活动齿圈具有固定状态和活动状态。在本实施例中，如图1和图2所示，所述齿轮活动切换机构61还包括壳体614、固定内齿圈612和齿套613，所述壳体614与所述箱体1固定连接，所述固定内齿圈612固定安装于所述壳体614，所述齿套613安装于所述壳体614，且沿与所述驱动电机2的输出轴平行的轴线可移动设置，以具有与所述固定内齿圈612和所述活动内齿圈611啮合的第一位置，以使得所述活动内齿圈611处于固定状态，以及与所述固定内齿圈612啮合且与所述活动内齿圈611分离的第二位置，以使得所述活动内齿圈611处活动状态；其中，所述活动内齿圈611处于固定状态时，所述第一齿圈33与所述箱体1相对固定。当所述齿套613移动至与所述固定内齿圈612和所述活动内齿圈611啮合的第一位置时，所述固定内齿圈612、所述活动内齿圈611和所述齿套613固定在所述壳体614上，由于所述活动内齿圈611与所述第一齿圈33固定，此时所述第一齿圈33固定，所述驱动电机2的转动通过所述第一行星架34传递至所述第二太阳轮41。当所述齿套613移动至与所述固定内齿圈612啮合且与所述活动内齿圈611分离的所述第二位置时，所述活动内齿圈611与所述壳体614相对运动，即所述活动内齿圈611随所述第一齿圈33一起转动，此时所述离合器62处于结合状态，则所述第一齿圈33和所述第一行星架34同向同速转动，即所述第一行星排3不起减速作用，所述驱动电机2的转动通过所述第一行星排3直接传递至所述第二行星排4，以使所述差速器5获得种第二转速。
[0053]
在本实施例中，如图1和图2所示，所述驱动电机2、所述第一行星排3、所述第二行星排4和所述差速器5同轴设置。通过将所述驱动电机2、所述第一行星排3、所述第二行星排4和所述差速器5同轴布设，以减小所述电驱动系统100在车桥上布置的宽度尺寸，使所述电
驱动系统100的传递结构更紧凑，布置占用空间小。
[0054]
具体地，在本实施例中，如图1和图2所示，所述驱动电机2的输出轴与所述差速器5的左右半轴同轴设置。通过将所述驱动电机2的输出轴与所述差速器5的左右半轴同轴设置，以使所述驱动电机2和所述差速器5同轴布置，相比于将所述驱动电机2和所述差速器5采用平行轴布置，同轴布置的所述驱动电机2和所述差速器5，使所述电驱动系统100在车桥上布置的宽度尺寸小，整个所述电驱动系统100的布置所需空间也更小。
[0055]
所述差速器5的左右半轴与所述驱动电机2的输出轴同轴设置。在本实施例中，如图1和图2所示，所述差速器5还包括左半轴齿轮53、右半轴齿轮54、行星轮架52以及两个行星轮55，所述行星轮架52与所述差速器壳体51固定连接，所述左半轴齿轮53和所述右半轴齿轮54分别与两个所述行星轮55啮合；其中，所述左半轴齿轮53的轴端依次贯穿所述第二太阳轮41、所述第一太阳轮31和所述驱动电机2的输出轴设置。所述第二行星架43将所述驱动电机2的转动，经所述差速器壳体51传递至所述行星轮架52，以使安装在所述行星轮架52上的两个所述行星轮55转动，从而带动所述左半轴齿轮53和所述右半轴齿轮54转动，所述左半轴齿轮53和所述右半轴齿轮54的转动，分别经所述差速器5的左半轴56和右半轴57传递至车轮，所述左半轴齿轮53和所述右半轴齿轮54同轴设置，通过将所述左半轴齿轮53的轴端也即所述差速器5的左半轴56，依次贯穿所述第二太阳轮41、所述第一太阳轮31和所述驱动电机2的输出轴，以实现所述差速器5的左右半轴与所述驱动电机2的输出轴同轴设置。
[0056]
具体地，在本实施例中，如图1和图2所示，所述差速器壳体51和所述第二行星排4一体设置。通过将所述差速器壳体51和所述第二行星排4一体设置，减化装配步骤，提高工作效率，同时也使所述第二行星排4和所述差速器5的结构更紧凑，节约安装空间。
[0057]
本发明还提出一种电动汽车的动力系统，所述电动汽车的动力系统包括电驱动系统100，所述电驱动系统100的具体结构参照上述实施例，具体结构如图1和图2所示。可以理解的是，由于本发明所述电动汽车的动力系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0058]
此外，本发明还提出一种电动汽车，所述电动汽车包括电动汽车的动力系统，所述电动汽车的动力系统的具体结构参照上述实施例。可以理解的是，由于本发明所述电动汽车采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0059]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。