驱动系统及车辆的制作方法

本公开涉及车辆技术领域，具体地，涉及一种驱动系统及车辆。

背景技术：

目前车辆的电机驱动系统一般采用电机和具有固定齿比的减速器构成。为满足整车的最高车速，电机转速需要在较大范围内调节，为满足车辆的动力性，需要选用较大功率的电机与整车匹配，导致车辆在低速运行和高速运行时，只能通过电机的调速来实现车辆速度的调节。车辆低速或起步时对电机输出扭矩及功率要求高，车辆高速时对电机的最高转速要求高，然而电机的高速运转会带来的nvh、密封性、耐久性的问题。现有技术中通常采用三轴式驱动系统以设置不同的驱动挡位，其通常包括沿车辆纵向方向间隔布置的用于安装主动齿轮组的第一轴、用于安装从动齿轮组的第二轴、以及车辆的半轴，但存在对整车的布置空间需求较大、影响其他零部件的布置等缺点，影响整车设计。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种驱动系统，该驱动系统对整车布置空间的需求小，便于整车搭载匹配，有利于整车设计。

为了实现上述目的，本公开提供一种驱动系统，包括：

至少一个电机，包括电机壳体和容纳在所述电机壳体内部的电机转子，所述电机转子空套于车辆第一半轴；

变速器，所述变速器包括：

中间轴，所述中间轴与所述车辆第一半轴平行布置；

第一挡位齿轮组，包括空套于所述车辆第一半轴且与对应所述电机转子传动连接的第一主动齿轮，以及可选择地连接于所述中间轴用以与所述第一主动齿轮啮合的第一从动齿轮；

离合器总成，用于接通或断开所述第一从动齿轮与所述中间轴之间的动力传递；

动力输出组件，用于将所述中间轴传递的动力输出至车辆第二半轴和所述车辆第一半轴以驱动车辆。

可选地，所述变速器还包括第二挡位齿轮组，包括空套于所述车辆第一半轴且与对应所述电机转子传动连接的第二主动齿轮，以及可选择地连接于所述中间轴用以与所述第二主动齿轮啮合的第二从动齿轮，所述离合器总成还用于接通或断开所述第二从动齿轮与所述中间轴之间的动力传递。

可选地，所述电机为一个，所述第一主动齿轮和所述第二主动齿轮固定连接或一体成型以构造成双联齿结构，所述第一主动齿轮与所述电机转子连接。

可选地，所述第一主动齿轮具有朝着远离所述第二主动齿轮的方向延伸的用于与所述电机转子连接的第一连接部，所述电机转子上形成有第二连接部，所述第一连接部与所述第二连接部采用键连接。

可选地，所述离合器总成包括用于接通或断开所述第一从动齿轮与所述中间轴之间的动力传递的第一离合器，所述第一离合器包括能够分离和接合的第一离合器内毂和第一离合器外毂，所述第一离合器内毂与所述中间轴连接，所述第一离合器外毂与所述第一从动齿轮连接。

可选地，所述离合器总成还包括用于接通或断开所述第二从动齿轮与所述中间轴之间的动力传递的第二离合器，所述第二离合器包括能够分离和接合的第二离合器内毂和第二离合器外毂，所述第二离合器内毂与所述中间轴连接，所述第二离合器外毂与所述第二从动齿轮连接。

可选地，所述离合器总成为设置在第一从动齿轮和所述第二从动齿轮之间的双离合器，所述双离合器的双离合器外毂与所述中间轴固定连接，所述双离合器的双离合器第一内毂和双离合器第二内毂分别与所述第一从动齿轮和所述第二从动齿轮连接。

可选地，所述动力输出组件包括差速器、主减速主动齿轮及与所述主减速主动齿轮啮合的主减速从动齿轮，所述主减速主动齿轮固定于所述中间轴，所述主减速从动齿轮空套于所述车辆第一半轴，所述差速器与所述主减速从动齿轮连接，所述主减速从动齿轮通过所述差速器分别与所述车辆第一半轴和所述车辆第二半轴传动连接以驱动所述车辆。

可选地，所述差速器包括与所述主减速从动齿轮相连的差速器壳体、设置在所述差速器壳体内的相互啮合的多个行星齿轮和多个半轴齿轮，所述差速器壳体空套于所述车辆第二半轴，所述行星齿轮通过行星齿轮轴安装于所述差速器壳体，对应的所述半轴齿轮分别传动连接于所述车辆第一半轴和所述车辆第二半轴。

根据本公开的另一方面，提供了一种车辆，包括上述的驱动系统。

通过上述技术方案，相对于现有技术中使用的三轴式驱动系统，在本申请提供的驱动系统中，由于将电机、第一主动齿轮和第二主动齿轮穿设在车辆上现成的车辆第一半轴上且使第一主动齿轮和第二主动齿轮传动连接于电机转子。因此，无需另外设置轴来安装第一主动齿轮和第二主动齿轮、传递电机的动力。在节约零件的同时能够有效减小驱动系统在车辆上的占用空间，尤其减小车辆纵向的占用空间，便于整车搭载匹配，有利于整车设计。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开第一种实施方式的驱动系统的示意性原理图；

图2是本公开第一种实施方式的驱动系统的一挡传动示意图，其中，粗实线为动力传递路径；

图3是本公开第一种实施方式的驱动系统的二挡传动示意图，其中，粗实线为动力传递路径；

图4是本公开第二种实施方式的驱动系统的示意性原理图。

附图标记说明

1电机11电机壳体

12电机转子13电机定子

2第一挡位齿轮组21第一主动齿轮

211第一连接部22第一从动齿轮

3第二挡位齿轮组31第二主动齿轮

32第二从动齿轮4中间轴

5第一离合器51第一离合器内毂

52第二离合器外毂6第二离合器

61第一离合器内毂62第二离合器外毂

7动力输出组件71主减速主动齿轮

72主减速从动齿轮73差速器

731差速器壳体732行星齿轮

733半轴齿轮734行星齿轮轴

81车辆第一半轴82车辆第二半轴

9双离合器91双离合器第一内毂

92双离合器第二内毂93双离合器外毂

10车轮

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，本公开的说明书和权利要求书以及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必理解为特定的顺序或先后次序。

如图1至图4所示，本公开提供了一种驱动系统，该驱动系统包括变速器、动力输出组件7、以及至少一个电机1。电机1的动力通过变速器传递给输出组件7，然后再通过输出组件7输出至车辆第一半轴81和车辆第二半轴82，随之将动力传递至车轮10，从而驱动车辆。该驱动系统结构简单，利于动力的有效传递。这里，车辆第一半轴81为车辆左半轴和右半轴中的一者，车辆第二半轴82为另一者。

其中，如图1所示，电机1包括电机壳体11和容纳在电机壳体11内部的电机转子12以及电机定子13。电机转子11空套于车辆第一半轴81，即，电机转子12为空心结构，车辆第一半轴81穿过电机转子12，电机转子12能够相对于车辆第一半轴81转动。其中，电机壳体11可固定在车身上任意适合的位置。将电机1空套在车辆半轴上，利于避让车辆上其他车载零部件，便于为后者留出足够的布置空间。

如图1所示，变速器包括中间轴4、第一挡位齿轮组2挡及离合器总成，中间轴与车辆第一半轴81平行布置。第一挡位齿轮组2可包括空套于车辆第一半轴81且与对应电机转子12传动连接的第一主动齿轮21，以及可选择地连接于中间轴4用以与第一主动齿轮21啮合的第一从动齿轮22。离合器总成用于接通或断开第一从动齿轮22与中间4之间的动力传递。

通过上述技术方案，相对于现有技术中使用的三轴式驱动系统，在本申请提供的驱动系统中，如图1所示，由于将电机1、第一主动齿轮21和第二主动齿轮31穿设在车辆上现成的车辆第一半轴81上且使第一主动齿轮21和第二主动齿轮31传动连接于电机转子12。因此，无需另外设置轴来安装第一主动齿轮21和第二主动齿轮31、传递电机1的动力。在节约零件的同时能够有效减小驱动系统在车辆上的占用空间，尤其减小车辆纵向上的占用空间，便于整车搭载匹配，有利于整车设计。

需要说明的是，上文及下文提到的轴与齿轮之间的“可选择地连接”是指齿轮可以与轴动力耦合连接，即，齿轮周向锁止地安装在轴上，齿轮和轴同步转动并传递扭矩；或者，齿轮可以空套在轴上，即，齿轮与轴可以发生相对转动，此时齿轮与轴之间不传递扭矩。

另外，上文及下文提及的两个齿轮之间的“啮合”可以是直接啮合，也可以是间接啮合。在本公开中，优选地，指两个齿轮之间的直接啮合。

进一步地，如图1至图4所示，变速器还包括第二挡位齿轮组3，该第二挡位齿轮组3包括空套于车辆第一半轴81且与对应电机转子12传动连接的第二主动齿轮31，以及可选择地连接于中间轴4用以与第二主动齿轮31啮合的第二从动齿轮32，离合器总成还用于接通或断开第二从动齿轮32与中间轴4之间的动力传递。

基于此，选用不同的挡位齿轮组(第一挡位齿轮组2或第二挡位齿轮组3)，可具有不同传速比，使得车辆具有高速挡和低速挡。设计时，可根据车辆动力性及经济性需求，确定第一挡位齿轮组2和第二挡位齿轮组3中传动齿轮的齿数比，并可将第一挡位齿轮组2和第二挡位齿轮组3中的一者设置为低速挡，将另一者设置为高度挡。这样，在起步或低速运行时采用低速挡运行，可以更大地实现驱动力的放大，降低了对电机功率及扭矩的要求。在高速时采用高速挡运行，降低了对电机的最高转速的要求，避免了因电机高速运转带来的nvh、密封性、耐久性的问题，同时可以满足车辆较高车速及动力性的要求。而且，车辆在从低速挡向高速挡切换或从高速挡向低速挡切换时，通过离合器总成的切换能够使车辆动力无中断，保证换挡的平顺性，能够提升车辆驾乘的舒适感。

另外，在本公开的其他实施方式中，根据车辆设计需要，变速器还可以包括第三挡位齿轮组、第四挡位齿轮组等，通过增加齿轮组的数量，可增加变速器的挡位，以满足车辆变速调节需求。

本公开对电机1的数量不作限制，电机1可以为一个或两个，当为两个时，可使其中一个电机1对应第一主动齿轮21，另一个电机1对应第二主动齿轮31。当为一个时，采用同一个电机1同时驱动第一主齿轮21和第二主动齿轮31。或者，除电机外，还可采用其他动力件，例如，用发动机驱动第一主动齿轮21和/或第二主动齿轮31。

如图1至图4所示，在本公开中，电机1可为一个，第一主动齿轮21和第二主动齿轮31固定连接或一体成型以构造成双联齿结构，第一主动齿轮21与电机转子12连接。这样，采用一个电机1可同时驱动一主动齿轮21和第二主动齿轮31，能够减少电机使用数量并节约布置空间。

为了便于该双联齿结构与电机转子12的传动连接，如图1所示，在本公开中，第一主动齿轮21具有朝着远离第二主动齿轮31的方向延伸的用于与电机转子12连接的第一连接部211，电机转子12上形成有用于与第二连接部211连接的第二连接部121，第一连接部211与第二连接部121采用键连接，以实现双联齿结构与电机转子12的稳固连接，可保证两者传动的可靠性。

如图1至图3所示，在本公开的第一种实施方式中，离合器总成可包括用于接通或断开第一从动齿轮22与中间轴4之间的动力传递的第一离合器5，以及用于接通或断开第二从动齿轮32与中间轴4之间的动力传递的第二离合器6。

其中，如图1所示，第一离合器5可包括能够分离和接合的第一离合器内毂51和第一离合器外毂52，第一离合器内毂51与中间轴4连接(如键连接或卡扣连接)，第一离合器外毂52与第一从动齿轮22连接(例如焊接或螺接)。当第一离合器内毂51和第一离合器外毂52接合时，第一从动齿轮22的动力可通过第一离合器外毂52传递至第一离合器内毂51，然后再传递至中间轴4上。当第一离合器内毂51和第一离合器外毂52分离时，第一从动齿轮22与中间轴4之间的动力传递则断开。

如图1所示，第二离合器6可包括能够分离和接合的第二离合器内毂61和第二离合器外毂62，第二离合器内毂61与中间轴4连接(如键连接或卡扣连接)，第二离合器外毂62与第二从动齿轮32连接(例如焊接或螺接)。当第二离合器内毂61和第二离合器外毂62接合时，第二从动齿轮32的动力通过第二离合器外毂62传递至第二离合器内毂61，然后再传递至中间轴4上。当第二离合器内毂61和第二离合器外毂62分离时，第二从动齿轮32与中间轴4之间的动力传递则断开。

这样，当变速器只有第一挡位齿轮组2，需传递动力时，可使第一离合器5接合，第二离合器6分离，使变速器处于第一挡位。电机1的动力依次经过电机转子12、第二连接部121、第一连接部211、第一主动齿轮21、第一从动齿轮22、第一离合器外毂52、第一离合器内毂51、中间轴4传递至动力输出组件7。

当变速器具有第一挡位齿轮组2和第二挡位齿轮组3，车辆需要挂第一挡位时，如图2所示，可使第一离合器5接合，第二离合器6分离，使变速器处于第一挡位。电机1的动力依次经过电机转子12、第二连接部121、第一连接部211、第一主动齿轮21、第一从动齿轮22、第一离合器外毂52、第一离合器内毂51、中间轴4传递至动力输出组件7。

如图3所示，当车辆需要挂第二挡位时，可使第一离合器5分离，第二离合器6接合，使变速器处于第二挡位。电机1的动力依次经过电机转子12、第二连接部121、第一连接部211、第二主动齿轮31、第二从动齿轮32、第二离合器外毂62、第二离合器内毂61、中间轴4传递至动力输出组件7。

而当第一离合器5分离且第二离合器6分离时，即，在第一离合器内毂51和第一离合器外毂52分离且第二离合器内毂61和第二离合器外毂62分离时，电机1与动力输出组件7之间的动力传递断开，车辆处于空挡状态。

在本公开中，输出组件7被构造成将变速器输出的动力传递至车辆的车轮，可以具有任意适当的结构，只要能将中间轴4的动力传递至车辆第一半轴81和车辆第二半轴82均可。

如图1至图4所示，动力输出组件7可包括差速器73、主减速主动齿轮71及与主减速主动齿轮71啮合的主减速从动齿轮72，主减速主动齿轮71固定于中间轴4，可选地，当变速器具有第一挡位齿轮组2和第二挡位齿轮组3时，主减速主动齿轮71固定于中间轴4可位于第二从动齿轮32远离第一从动齿轮22的一侧以便于安装。主减速从动齿轮72空套于车辆第一半轴81，差速器73与主减速从动齿轮72连接，主减速从动齿轮72通过差速器73分别与车辆第一半轴81和车辆第二半轴82传动连接。这样，中间轴4的传递动力可通过主减速主动齿轮71和主减速从动齿轮72传递至差速器73上，再通过差速器73分别传递至车辆第一半轴81和车辆第二半轴82上，从而驱动车辆。

其中，主减速主动齿轮71可通过例如键连接固定在中间轴4上，或者，可选地，主减速主动齿轮71可直接一体成型在中间轴4上，以在省去主减速主动齿轮71的安装工序的同时保证其与中间轴4之间的传动的可靠性。

由于设置有差速器73，当车辆转弯行驶或者在不平路面行驶时，左右车轮能够以不同的角速度滚动，以保证左右车轮与地面间做纯滚动运动。

本公开中对差速器73的具体结构和形状不作限制。如图1至图4所示，差速器73可包括与主减速从动齿轮72相连的差速器壳体731、设置在差速器壳体731内的对应啮合的多个行星齿轮732和多个半轴齿轮733，差速器壳体731空套于车辆第二半轴82，行星齿轮732通过行星齿轮轴734安装于差速器壳体731，对应的半轴齿轮733分别传动连接于车辆第一半轴81和车辆第二半轴82。动力经由主减速主动齿轮71传递至主减速从动齿轮72，然后依次由差速器壳体731、行星齿轮轴734、行星齿轮732、半轴齿轮733传递至车辆第一半轴81和车辆第二半轴82。

下面结合图1至图3，简要介绍本公开第一种实施方式的驱动系统在变速器分别处于第一挡位和第二挡位时的动力传递过程。

如图2所示，当车辆需要挂第一挡位时，第一离合器5接合，第二离合器6分离。电机1的动力依次经过电机转子12、第二连接部121、第一连接部211、第一主动齿轮21、第一从动齿轮22、第一离合器外毂52、第一离合器内毂51、中间轴4、主减速主动齿轮71、主减速从动齿轮72、差速器壳体731、行星齿轮轴734、行星齿轮732、半轴齿轮733传递至车辆第一半轴81和车辆第二半轴82，并最终传递至车轮10。此时，变速器处于第一挡位，车辆以一挡行驶，一挡的动力传递路径如图2中的粗实线所示。

如图3所示，当车辆需要挂第二挡位时，第一离合器5分离，第二离合器6接合，电机1的动力依次经过电机转子12、第二连接部121、第一连接部211、第二主动齿轮31、第二从动齿轮32、第二离合器外毂62、第二离合器内毂61、中间轴4、主减速主动齿轮71、主减速从动齿轮72、差速器壳体731、行星齿轮轴734、行星齿轮732、半轴齿轮733传递至车辆第一半轴81和车辆第二半轴82，并最终传递至车轮10。此时，变速器处于第二挡位，车辆以二挡行驶，二挡的动力传递路径如图3中的粗实线所示。

另外，图4示出了本公开第二种实施方式的驱动系统的示意性原理图。其中，第二种实施方式与第一种实施方式的区别仅在于：在第二种实施方式中，离合器总成为设置在第一从动齿轮22和第二从动齿轮32之间的双离合器9，双离合器9的双离合器外毂93与中间轴4连接，双离合器9的双离合器第一内毂91和双离合器第二内毂92分别与第一从动齿轮22和第二从动齿轮32连接。

双离合器9换挡速度快，能够有效避免扭矩传递的瞬时中断，保证换挡过程及整车运行的平顺性。相比于机械结构更加复杂的同步器，双离合器无论是在平顺性还是可靠性方面都具有较大优势，能够进一步提升车辆驾乘的舒适感。

在第二种实施方式中，当车辆需要挂第二挡位时，可使双离合器第一内毂91与双离合器外毂93接合，双离合器第二内毂92与双离合器外毂93分离。电机1的动力依次经过电机转子12、第二连接部121、第一连接部211、第一主动齿轮21、第一从动齿轮22、双离合器外毂93、双离合器第一内毂91、中间轴4、主减速主动齿轮71、主减速从动齿轮72、差速器壳体731、行星齿轮轴734、行星齿轮732、半轴齿轮733传递至车辆第一半轴81和车辆第二半轴82，并最终传递至车轮10，实现车辆的一挡行驶。

当需要挂第二挡位时，可使双离合器第一内毂91与双离合器外毂93分离，双离合器第二内毂92与双离合器外毂93接合。电机1的动力依次经过电机转子12、第二连接部121、第一连接部211、第二主动齿轮31、第二从动齿轮32、双离合器外毂93、双离合器第二内毂92、中间轴4、主减速主动齿轮71、主减速从动齿轮72、差速器壳体731、行星齿轮轴734、行星齿轮732、半轴齿轮733传递至车辆第一半轴81和车辆第二半轴82，并最终传递至车轮10，实现车辆的二挡行驶。

当双离合器第一内毂91和双离合器第二内毂92均与双离合器外毂93分离时，电机1与动力输出组件7之间的动力传递断开，车辆处于空挡状态。

根据本公开的另一方面，提供了种车辆，该车辆包括上述的驱动系统。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。