电动汽车及其动力总成的制作方法

本实用新型涉及汽车制造技术领域，特别是涉及一种电动汽车及其动力总成。

背景技术：

在传统的电动汽车中，汽车动力总成包括电机总成、变速器总成、同步器总成及差速器总成。通常，电机总成与变速器总成一般是分开制作的，且电机总成与变速器总成位于不同的壳体内。动力总成组装时，电机总成的转轴与变速器总成的输入轴通过定位销及螺栓连接。如此，导致电机总成的转轴与变速器总成的输入轴匹配偏差大，进而致使电机总成的转轴与变速器总成的输入轴磨损严重。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有的磨损严重的问题，提供一种磨损较小的电动汽车及其动力总成。

一种动力总成，包括：

呈中空结构的壳体，具有收容腔；

电机总成，收容于所述收容腔内，所述电机总成的转轴可转动地穿设于所述收容腔内；

收容于所述收容腔内的变速器总成，包括换挡齿轮、可转动的穿设于所述收容腔内的输入轴及中间轴，所述电机总成的转轴与所述输入轴传动连接，所述中间轴与所述电机总成的转轴及所述输入轴平行且间隔设置，所述换挡齿轮包括一档主动齿轮、一档从动齿轮、二挡主动齿轮及二挡从动齿轮，一档主动齿轮及二档主动齿轮套设于所述输入轴上并与所述输入轴同步转动，所述一档从动齿轮及二档从动齿轮可转动地套设于所述中间轴，所述一档从动齿轮及所述二档从动齿轮分别与所述一档主动齿轮及所述二档主动齿轮啮合；

收容于所述收容腔内的同步器总成，包括同步器，所述同步器套设于所述中间轴且沿所述中间轴可滑动，且所述同步器可滑动至分别与所述一档从动齿轮及二档从动齿轮卡持，以使所述一档从动齿轮及所述二档从动齿轮与所述中间轴同步转动；

收容于所述收容腔内的差速器总成，包括差速器齿轮及两个输出半轴，所述差速器齿轮与所述中间轴传动连接，所述两个输出半轴分别可转动地穿设于所述壳体相对的两侧。

在其中一个实施例中，所述电机总成还包括套设于所述电机总成的转轴的定子及转子，所述定子固定于所述收容腔的内壁，所述转子穿设于所述定子内。

在其中一个实施例中，所述同步器总成还包括丝杆、螺纹套及换挡臂，所述丝杆可转动地穿设于所述壳体并与所述输入轴及所述中间轴平行且间隔设置，所述丝杆上套设有螺纹套，所述换挡臂的两端分别与所述螺纹套及所述同步器传动连接，所述丝杆可带动所述螺纹套运动，以驱动所述同步器沿所述中间轴滑动。

在其中一个实施例中，所述电机总成的转轴、所述输入轴、所述中间轴及所述丝杆均通过轴承安装于所述壳体。

在其中一个实施例中，所述一档从动齿轮与所述一档主动齿轮之间的传动比大于所述二档从动齿轮与所述二档主动齿轮之间的传动比。

在其中一个实施例中，差速器总成还包括收容于所述收容腔内的主减主动齿轮及与所述主减主动齿轮啮合的主减从动齿轮，所述主减主动齿轮套设于所述中间轴的一端并与所述中间轴同步转动，所述主减从动齿轮通过螺栓安装于所述壳体。

在其中一个实施例中，所述同步器为三锥式同步器。

在其中一个实施例中，所述一档主动齿轮、所述二档主动齿轮、所述一档从动齿轮、所述二档从动齿轮、所述主减主动齿轮及所述主减从动齿轮均为斜齿轮。

一种电动汽车，包括：

电源；

车轮；及

上述动力总成，所述电源与所述电机总成电连接，所述车轮包括左轮及右轮，所述两个输出半轴分别与所述左轮及所述右轮传动连接。

上述电动汽车及其动力总成，电机总成的转轴与变速器总成的输入轴传动连接，一档主动齿轮及二档主动齿轮套设于输入轴上并与输入轴同步转动。一档从动齿轮及二档从动齿轮可转动地套设于中间轴，一档从动齿轮及二档从动齿轮分别与一档主动齿轮及二档主动齿轮啮合。同步器套设于中间轴并可滑动至分别与一档从动齿轮及二档从动齿轮卡持。差速器齿轮与中间轴传动连接，两个输出半轴分别可转动地穿设于壳体相对的两侧。换挡时，动力从电机总成的转轴沿输入轴传递到换挡齿轮再到差速器总成，并最终从两个输出半轴输出。由于在工作过程中，电机总成与变速器总成、同步器总成及差速器总成均设置于收容腔内，使得动力传动时匹配偏差小，磨损较小。因此，上述电动汽车及其动力总成具有磨损较小的特点。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例中动力总成的结构示意图；

图2为图1所示动力总成的原理简化示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请一并参阅图1及图2，本实用新型较佳实施例中的电动汽车包括电源(图未示)、车轮(图未示)及动力总成100。

电源为电动汽车的动力装置，用于驱动动力总成100做功。具体的，电源可以是蓄电池、燃料电池或者其他形式的电池。

车轮包括左轮及右轮。左轮及右轮分别与动力总成100传动连接。车轮用于驱动电动汽车运动。

电动汽车工作时，电源与动力总成100电连接。电源驱动动力总成100做功。车轮与动力总成100传动连接。动力总成100做功驱动车轮旋转，从而带动电动汽车运动。

本实用新型较佳实施例中的动力总成100包括壳体110、电机总成120、变速器总成130、同步器总成140及差速器总成150。

壳体110呈中空结构，具有收容腔112。壳体110主要起承载作用，一般由金属材料压铸成型，具有重量轻、承载能力强的特点。电机总成120、变速器总成130、同步器总成140及差速器总成150均收容于收容腔112内。如此，便于简化电动汽车的动力总成100的结构，并使得动力传动匹配偏差小，电机总成的转轴与变速器总成的输入轴磨损较小。

电机总成120具有转轴122。转轴122可转动地穿设于收容腔112内。电机总成120用于将电能转化为机械能，并可使机械能转化为动能，以驱动变速器总成130及差速器总成150运动。在电动汽车中，电源与电机总成120电连接。

具体在本实施例中，电机总成120还包括套设于电机总成120转轴122的定子124及转子126。定子124固定于收容腔112的内壁，转子126穿设于定子124内。定子124收容并固定于收容腔112内。定子124是电机总成120中固定不动的部分，用于产生旋转磁场。一般地，定子124包括定子铁芯、定子绕组及基座三部分。转子126收容于收容腔112并穿设于定子124内。转子126是电机总成120中旋转运动的部分，一般由铁芯和线圈组成。电源对定子124及转子126通电，在铁芯及线圈中产生变化的电磁场，通磁的铁芯、定子绕组及线圈相互作用将电磁能转化为机械能，使转轴122发生转动。

变速器总成130收容于收容腔112内。变速器总成130包括换挡齿轮132、输入轴134及中间轴136。输入轴134及中间轴136可转动的穿设于收容腔112内。电机总成120的转轴122与输入轴134传动连接。中间轴136与电机总成120的转轴122及输入轴134平行且间隔设置。输入轴134通过换挡齿轮132与中间轴136传动连接。转轴122带动输入轴134运动，并通过换挡齿轮132传动，将动能传递给中间轴136。

具体的，转轴122、输入轴134及中间轴136一般由高强度的金属材料，例如钢、合金制成。具体在本实施例中，转轴122与输入轴134为一体成型。也就是说，电机总成120的转轴122即为变速器总成130的输入轴134，故有利于简化动力总成100的结构，并提升传动的可靠性。此外，同轴设置的转轴122与输入轴134使得转轴122与输入轴134具有良好的匹配性，便于减小传动过程中的磨损，延长转轴122与输入轴134的使用寿命。

换挡齿轮132包括一档主动齿轮1322、一档从动齿轮1324、二挡主动齿轮1326及二挡从动齿轮1328。在动力总成100中，换挡齿轮132用于将输入轴134的动力引入到中间轴136。

一档主动齿轮1322及二档主动齿轮1326套设于输入轴134上并与输入轴134同步转动。具体的，一档主动齿轮1322及二档主动齿轮1326可通过花键与输入轴134键合等方式实现固定连接，故两者无法相对于输入轴134转动。当电机总成120带动输入轴134旋转时，一档主动齿轮1322及二档主动齿轮1326同步转动。

一档从动齿轮1324及二档从动齿轮1328可转动地套设于中间轴136。一档从动齿轮1324及二档从动齿轮1328分别与一档主动齿轮1322及二档主动齿轮1326啮合。因此，一档从动齿轮1324及二档从动齿轮1328可在一档主动齿轮1322及二档主动齿1326轮的带动下在中间轴136上转动。

在本实施例中，一档从动齿轮1324与一档主动齿轮1326之间的传动比大于二档从动齿轮1328与二档主动齿轮1326之间的传动比。

因此，在爬坡等需要大扭矩的工况下电动汽车可从二档切换至一档，而在平路行驶需要高转速的工况下则可从一档切换至二档。

进一步的，在本实施例中，一档减速比为10，二档减速比为4.5。需要指出的是，在其他实施例中，一档减速比和二档减速比可根据需要，通过改变一档从动齿轮1324及一档主动齿轮1322、二档从动齿轮1328及二档主动齿轮1326和主减主动齿轮153与主减从动齿轮154之间的传动比来设定。

同步器总成140收容于收容腔112内。同步器总成140包括同步器141。同步器141套设于中间轴136且沿中间轴136可滑动。并且，同步器141可滑动至分别与一档从动齿轮1324及二档从动齿轮1328卡持，以使一档从动齿轮1324及二档从动齿轮1328与中间轴136同步转动。

通过设置同步器141，能够有效避免换挡时一档从动齿轮1324及一档主动齿轮1322与二档从动齿轮1328及二档主动齿轮1326分别因转速不一致而发生打齿的问题，从而能够有效减弱换挡时齿轮发出的声响。

具体的，同步器141可以为二锥式同步器，也可以为三锥式同步器。具体在本实施例中，同步器141为三锥式同步器。

三锥式同步器相较于二锥式同步器具有更高的耐久性、可靠性和换挡轻便性。通过设置三锥式同步器，有效的增加了摩擦面的数目，便于增大摩擦力矩。因此，三锥式同步器能够将扭矩容量增加到最大限度，便于提高动力总成100的输出功率。

同步器总成140工作时，当同步器141与一档从动齿轮1324卡持，一档从动齿轮1324与中间轴136同步转动，故可驱动中间轴136旋转。此时，动力沿输入轴134到一档主动齿轮1322到一档从动齿轮1324到中间轴136的路径传递。当同步器141与二档从动齿轮1328卡持，二档从动齿轮1328与中间轴136同步转动，故可驱动中间轴136旋转。此时，动力沿输入轴134到二档主动齿轮1326到二档从动齿轮1328到中间轴136的路径传递。

在本实施例中，同步器总成140还包括丝杆142、螺纹套143及换挡臂144。丝杆142可转动地穿设于壳体110并与输入轴134及中间轴136平行且间隔设置。丝杆142上套设有螺纹套143，换挡臂144的两端分别与螺纹套143及同步器141传动连接。丝杆142可带动螺纹套143运动，以驱动同步器141沿中间轴136滑动。

丝杆142及换挡臂144由强度较高的材料成型。其中，同步器141总成还包括换挡电机145。换挡电机145固定于壳体110并与丝杆142传动连接。需要换挡时，换挡电机145可带动丝杆142正转或反转，从而可驱动螺纹套143做往复运动，进而螺纹套143运动并带动换挡臂144摆动。进一步的，摆动的换挡臂144可驱使同步器141滑动，使其与一档从动齿轮1324或二档从动齿轮1328卡持，从而实现档位切换。

在本实施例中，电机总成120的转轴122、134输入轴、中间轴136及丝杆142均通过轴承160安装于壳体110。

转轴122、输入轴134、中间轴136及丝杆142分别通过轴承160安装于收容腔112内。其中，轴承160与壳体110过渡配合，而转轴122、输入轴134、中间轴136及丝杆142与轴承160过盈配合。通过设置轴承160，能够有效地降低转轴122、输入轴134、中间轴136及丝杆142在运动过程中的摩擦系数，并保证转轴122、输入轴134、中间轴136及丝杆142的回转精度。同时，设置轴承160更能提高转轴122、输入轴134、中间轴136及丝杆142与壳体110连接的稳定性。

差速器总成150收容于收容腔112内。差速器总成150用于调整左轮及右轮的转速差。当电动汽车转弯或在不平路面上曲线行驶时，为了能使电动汽车左轮及右轮的旋转基本保持一致性，通过差速器总成150将左轮及右轮连接，并调整左轮及右轮的转速差，以使左轮及右轮以不同转速滚动，从而实现旋转的一致性。

差速器总成150包括差速器齿轮151及两个输出半轴152。差速器齿轮151与中间轴136传动连接。两个输出半轴152分别可转动地穿设于壳体110相对的两侧。在电动汽车中，两个输出半轴152分别与左轮及右轮传动连接。

差速器总成150工作时，动力从中间轴136传入差速器齿轮151，再由差速器齿轮151带动两个输出半轴152，两个输出半轴152分别驱动左轮及右轮旋转。

在本实施例中，差速器总成150还包括收容于收容腔112内的主减主动齿轮153及与主减主动齿轮153啮合的主减从动齿轮154。主减主动齿轮153套设于中间轴136的一端并与中间轴136同步转动。主减从动齿轮154通过螺栓安装于壳体110。

主减主动齿轮153带动主减从动齿轮154转动。进一步的，主减从动齿轮154运动带动壳体110运动。由于差速器总成150安装于壳体，因此，动力可经中间轴136传递至差速器总成150。而且，经过差速器总成150处理后，从两个输出半轴152可输出不同的转速。也就是说，上述动力总成100集成了变速及差速两种功能。

具体在本实施例中，一档主动齿轮1322、二档主动齿轮1326、一档从动齿轮1324、二档从动齿轮1328、主减主动齿轮153及主减从动齿轮154均为斜齿轮。斜齿轮具有重合度高、传动稳定、噪音低，故能有效提升动力总成100的性能。

上述电动汽车及其动力总成100，电机总成120的转轴122与变速器总成130的输入轴134传动连接，一档主动齿轮1322及二档主动齿轮1326套设于输入轴134上并与输入轴134同步转动。一档从动齿轮1324及二档从动齿轮1328可转动地套设于中间轴136，一档从动齿轮1324及二档从动齿轮1328分别与一档主动齿轮1322及二档主动齿轮1326啮合。同步器141套设于中间轴136并可滑动至分别与一档从动齿轮1324及二档从动齿轮1328卡持。差速器齿轮151与中间轴136传动连接，两个输出半轴152分别可转动地穿设于壳体110相对的两侧。换挡时，动力从电机总成120的转轴122沿输入轴134传递到换挡齿轮132再到差速器总成150，并最终从两个输出半轴152输出。由于在工作过程中，电机总成120与变速器总成130、同步器总140成及差速器总成150均设置于收容腔112内，使得动力传动时匹配偏差小，磨损较小。因此，上述电动汽车及其动力总成100具有磨损较小的特点。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。