轮边驱动总成和车辆的制作方法

文档序号:30310497发布日期:2022-06-05 11:42阅读:192来源:国知局

1.本发明涉及轮边驱动技术领域,具体地涉及一种轮边驱动总成和一种车辆。


背景技术:

2.随着车辆技术的发展,电动车辆越来越普及。例如,电动车的四轮独立驱动系统由四个电机各自独立驱动车辆的四个车轮,四个车轮的转矩和速度可以彼此独立精确控制,由此带来了一系列的优势,如实现更小半径转弯,辅助esp功能,辅助转向功能,辅助制动功能等等。
3.通常,四轮独立驱动系统中常采用轮边驱动方案,在现有的轮边驱动方案中,左右两套驱动总成往往自成一体,占用空间大,并且成本高。。


技术实现要素:

4.本发明的目的是提供一种轮边驱动总成,该轮边驱动总成集成为一体,结构紧凑,空间利用率高,体积重量较小,成本低。
5.为了实现上述目的,本发明提供一种轮边驱动总成,该轮边驱动总成包括集成在一起的电机单元和变速单元,其中,所述电机单元包括集成在一起并在车辆长度方向上布置并沿着车辆宽度方向横置的第一驱动电机和第二驱动电机,也就是所述电机单元包括集成在一起并在车辆长度方向上布置的第一驱动电机和第二驱动电机,所述第一驱动电机和所述第二驱动电机各自的电机中心轴线用于沿着车辆宽度方向延伸,所述变速单元包括第一变速机构和第二变速机构;所述第一变速机构包括在车辆宽度方向上分别布置在所述电机单元两侧并通过中间传动机构连接的第一输入机构和第一输出机构,所述中间传动机构从所述第一驱动电机和所述第二驱动电机之间的间隔中穿过;所述第一驱动电机和所述第二驱动电机中的一者与所述第一变速机构的第一输入轴动力传递连接另一者与所述第二变速机构的第二输入轴动力传递连接;所述第一变速机构的第一输出半轴和所述第二变速机构的第二输出半轴同半轴中心轴线a布置。
6.在该技术方案中,电机单元和变速单元集成在一起,电机单元包括集成在一起并在车辆长度方向上布置并沿着车辆宽度方向横置的第一驱动电机和第二驱动电机,这样,第一驱动电机和第二驱动电机就可以采用铁心直径小,长度较长的细长型驱动电机,使得两个驱动电机在车辆长度方向上平行布置,这就充分利用了车辆长度方向(x向)的空间,减小了该轮边驱动总成在车辆高度方向(z向)上的空间占用,从而为后续的电控单元的安装提供z向上的安装空间,同时,第一变速机构包括在车辆宽度方向上分别布置在电机单元两侧并通过中间传动机构连接的第一输入机构和第一输出机构,中间传动机构从第一驱动电机和第二驱动电机之间的间隔中穿过,第一驱动电机和第二驱动电机中的一者与第一变速机构的第一输入轴动力传递连接另一者与第二变速机构的第二输入轴动力传递连接,这样,可以充分利用车辆宽度方向(y向)的空间,从而使得该轮边驱动总成整体结构紧凑,空间利用率高,实现了轮边驱动总成的高度集成,因此该轮边驱动总成结构紧凑,空间利用率
高,体积重量较小,成本低。
7.进一步地,所述半轴中心轴线a与所述第二驱动电机的电机中心轴线b重合。
8.进一步地,所述第一输入机构包括第一输入齿轮组,所述中间传动机构包括第一中间轴,所述第一输出机构包括第一输出齿轮组,其中,所述第一输入齿轮组设置在所述第一输入轴和所述第一中间轴上,所述第一输出齿轮组设置在所述第一中间轴和所述第一输出半轴上。
9.更进一步地,所述第一变速机构中,所述第一输入轴到所述第一输出半轴的动力传递路径为u形传递路径,其中,所述第一输入轴的轴向中心和所述第一中间轴的轴向中心的连线与所述第一输出半轴的轴向中心和所述第一中间轴的轴向中心的连线之间的第一夹角小于90
°

10.另外,所述第二变速机构包括第二输入轴、第二中间轴、设置在所述第二输入轴和所述第二中间轴上的第二输入齿轮组、以及设置在所述第二中间轴和所述第二输出半轴上的第二输出齿轮组,其中,所述第二输入齿轮组和所述第二输出齿轮组布置在所述电机单元的一侧。
11.进一步地,所述第二变速机构中,所述第二输入轴到所述第二输出半轴的动力传递路径为u形传递路径,其中,所述第二输入轴的轴向中心和所述第二中间轴的轴向中心的连线与所述第二输出半轴的轴向中心和所述第二中间轴的轴向中心的连线之间的第二夹角小于90
°

12.进一步地,所述变速单元包括第一变速机构壳体,所述第一变速机构壳体和所述电机单元的一侧侧壁的一部分围成第一腔,所述第一输出机构设置在所述第一腔内。
13.进一步地,所述变速单元包括第二变速机构壳体和第三变速机构壳体,所述第二变速机构壳体和所述电机单元的另一侧侧壁的至少一部分围成第二腔,所述第三变速机构壳体设置在所述第二变速机构壳体的轴向侧以和所述第二变速机构壳体的至少一部分围成第三腔;其中,所述第一输入机构设置在所述第二腔内,所述第二变速机构的第二输入齿轮组和第二输出齿轮组设置在所述第三腔内;
14.或者,
15.所述第一输入机构和所述第二变速机构的第二输入齿轮组的第二输入主动齿轮设置在所述第二腔内,所述第二变速机构的第二输入齿轮组的第二输入从动齿轮和所述第二变速机构的第二输出齿轮组设置在所述第三腔内。
16.另外,所述电机单元包括电机壳体、第一驱动电机组件和第二驱动电机组件,其中,所述第一驱动电机组件和所述第二驱动电机组件设置在所述电机壳体内并在车辆长度方向上间隔布置,所述第一驱动电机组件和所述第二驱动电机组件各自的电机组件中心轴线用于沿着车辆宽度方向延伸,以形成共用同一个所述电机壳体的所述第一驱动电机和所述第二驱动电机,也就是,所述第一驱动电机组件和所述第二驱动电机组件设置在所述电机壳体内并在车辆长度方向上布置并沿着车辆宽度方向横置。
17.另外,所述电机单元的电机壳体内设置有电机冷却水道,所述电机冷却水道包括冷却水入口和冷却水出口,其中,所述电机冷却水道从所述冷却水入口开始在所述第一驱动电机和所述第二驱动电机上交替绕制延伸到所述冷却水出口。
18.另外,所述轮边驱动总成包括扁平状电控单元,其中,在车辆高度方向上,所述扁
平状电控单元固定连接在所述电机单元和所述变速单元的顶部。
19.进一步地,所述电机单元的电机壳体内设置有电机冷却水道,所述扁平状电控单元的电控壳体内设置有电控冷却水道,其中,所述电机冷却水道和所述电控冷却水道密封连通。
20.进一步地,所述电机单元和所述扁平状电控单元中的一者包括铜排,所述电机单元和所述扁平状电控单元中的另一者包括铜排连接端,所述铜排连接端和所述铜排连接,其中,所述扁平状电控单元的电控壳体包括位于所述铜排连接端和所述铜排连接处的能够打开的维修盖。
21.进一步地,所述轮边驱动总成包括旋转变压器和温度传感器,其中,所述旋转变压器和所述温度传感器伸入到所述电机单元的电机壳体内,并且所述旋转变压器和所述温度传感器各自与所述扁平状电控单元的连接线被所述扁平状电控单元的电控壳体和所述电机壳体遮挡而不外漏。
22.最后,本发明提供一种车辆,所述车辆设置有以上任意所述的轮边驱动总成,其中,所述第一输出半轴和所述第二输出半轴中的一者作为左输出半轴另一者作为右输出半轴。
附图说明
23.图1是本发明具体实施方式提供的轮边驱动总成的一种示意图;
24.图2是本发明具体实施方式提供的轮边驱动总成的另一种示意图;
25.图3是本发明具体实施方式提供的轮边驱动总成的一种结构中,扁平状电控单元和电机单元拆开的结构示意图;
26.图4是本发明具体实施方式提供的轮边驱动总成中,电机单元的电机冷却水道的一种示意图;
27.图5是本发明具体实施方式提供的轮边驱动总成中,电机单元的电机冷却水道的另一种示意图;
28.图6是本发明具体实施方式提供的轮边驱动总成的另一种结构中,扁平状电控单元和电机单元拆开的结构示意图。
29.附图标记说明
30.1-第一输入齿轮组,2-第一输出齿轮组,3-电机单元,4-第一驱动电机,5-第二驱动电机,6-第一输入轴,7-第二输入轴,8-第一输出半轴,9-第二输出半轴,10-第一中间轴,11-第二中间轴,12-第二输入齿轮组,13-第二输出齿轮组,14-第一变速机构壳体,15-第一腔,16-第二变速机构壳体,17-电机壳体,18-第三变速机构壳体,19-第二腔,20-扁平状电控单元,21-电机冷却水道,22-冷却水入口,23-冷却水出口,24-铜排,25-维修盖,26-第三腔,27-第二输入主动齿轮,28-第二输入从动齿轮。
具体实施方式
31.以下结合附图对本发明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发明,并不用于限制本发明。
32.参考图1和图2所示的两种示意性结构,本发明提供的轮边驱动总成包括集成在一
起的电机单元3和变速单元,其中,电机单元3包括集成在一起并在车辆长度方向上布置的第一驱动电机4和第二驱动电机5,第一驱动电机4和第二驱动电机5各自的电机中心轴线用于沿着车辆宽度方向延伸,也就是,电机单元3包括集成在一起并在车辆长度方向上布置并沿着车辆宽度方向横置的第一驱动电机4和第二驱动电机5,变速单元包括第一变速机构和第二变速机构;第一变速机构包括在车辆宽度方向上分别布置在电机单元两侧并通过中间传动机构连接的第一输入机构和第一输出机构,中间传动机构从第一驱动电机4和第二驱动电机5之间的间隔中穿过;第一驱动电机4和第二驱动电机5中的一者与第一变速机构的第一输入轴6动力传递连接另一者与第二变速机构的第二输入轴7动力传递连接;第一变速机构的第一输出半轴8和第二变速机构的第二输出半轴9同半轴中心轴线a布置。
33.电机单元和变速单元集成在一起,电机单元包括集成在一起并在车辆长度方向上布置并沿着车辆宽度方向横置的第一驱动电机和第二驱动电机,这样,第一驱动电机和第二驱动电机就可以采用铁心直径小,长度较长的细长型驱动电机,使得两个驱动电机在车辆长度方向上平行布置,这就充分利用了车辆长度方向(x向)的空间,减小了该轮边驱动总成在车辆高度方向(z向)上的空间占用,从而为后续的电控单元的安装提供z向上的安装空间,同时,第一变速机构包括在车辆宽度方向上分别布置在电机单元两侧并通过中间传动机构连接的第一输入机构和第一输出机构,中间传动机构从第一驱动电机和第二驱动电机之间的间隔中穿过,第一驱动电机和第二驱动电机中的一者与第一变速机构的第一输入轴动力传递连接另一者与第二变速机构的第二输入轴动力传递连接,这样,可以充分利用车辆宽度方向(y向)的空间,从而使得该轮边驱动总成整体结构紧凑,空间利用率高,实现了轮边驱动总成的高度集成,因此该轮边驱动总成结构紧凑,空间利用率高,体积重量较小,成本低。
34.另外,在该轮边驱动总成中,半轴中心轴线a与第二驱动电机5的电机中心轴线b可以在错开布置。或者,参考图1和图2,半轴中心轴线a与第二驱动电机5的电机中心轴线b重合。这样,可以使得变速单元内的动力传递结构紧凑,减小变速单元在车辆长度方向上的长度,并可以满足整车布置要求,避免与副车架或车身产生干涉,提升空间利用率。
35.另外,第一输入机构可以包括多种结构形式,例如可以包括蜗轮蜗杆传动副,另外,中间传动机构也可以包括蜗杆,也就是,蜗杆从第一驱动电机4和第二驱动电机5之间的间隔中穿过,蜗杆的两端分别啮合有涡轮,另外,第一输出机构也可以包括涡轮部件。
36.可选择地,参考1和图2,第一输入机构包括第一输入齿轮组1,中间传动机构包括第一中间轴10,第一输出机构包括第一输出齿轮组2,其中,第一输入齿轮组1设置在第一输入轴6和第一中间轴10上,第一输出齿轮组2设置在第一中间轴10和第一输出半轴8上。这样,第一驱动电机4和第二驱动电机5中的一者将动力传递到第一输入轴6,并通过第一输入齿轮组1传递到第一中间轴10,第一中间轴10将动力通过第一输出齿轮组2传递到第一输出半轴8。
37.另外,参考图1所示的,第一变速机构中,第一输入轴6到第一输出半轴8的动力传递路径可以为和z字相似的z字形传递路径,这样,第一输入轴6的轴向中心和第一中间轴10的轴向中心的连线与第一输出半轴8的轴向中心和第一中间轴10的轴向中心的连线之间的第一夹角大于90
°
,第一夹角可以为大于90
°
的其他角度比如135
°
,150
°
或180
°
。这样,可以使得第一变速机构的第一输入机构和第一输出机构更紧凑地靠近电机单元3布置,进一步
缩小该第一变速机构在y向的宽度,从而进一步缩小该轮边驱动总成在y向的宽度。
38.可选择地,参考图2,第一变速机构中,第一输入轴6到第一输出半轴8的动力传递路径为u形传递路径,其中,第一输入轴6的轴向中心和第一中间轴10的轴向中心的连线与第一输出半轴8的轴向中心和第一中间轴10的轴向中心的连线之间的第一夹角小于90
°
,第一夹角可以为小于90
°
的其他角度比如45
°
或30
°
。这样,在第一驱动电机和第二驱动电机采用铁心直径小,长度较长的细长型驱动电机时,可以使得第一变速机构更紧凑地靠近电机单元3布置,进一步缩小该第一变速机构在y向的宽度,从而进一步缩小该轮边驱动总成在y向的宽度。
39.另外,第一输入齿轮组1和第一输出齿轮组2可以分别包括依次啮合的三个或以上齿轮。或者,参考图1和图2,第一输入齿轮组1和第一输出齿轮组2分别包括一对齿轮,这样,在实现动力变速传递的同时,可以使得第一变速机构更紧凑,结构更简单,重量减小,成本降低。
40.另外,参考图1和图2,第二变速机构包括第二输入轴7、第二中间轴11、设置在第二输入轴7和第二中间轴11上的第二输入齿轮组12、以及设置在第二中间轴11和第二输出半轴9上的第二输出齿轮组13,其中,第二输入齿轮组12和第二输出齿轮组13布置在电机单元的一侧。这样,由于第二变速机构布置在电机单元3的一侧,因此可以简化第二变速机构,从而更紧凑地布置第二变速机构,这可以进一步缩小变速单元在y向的宽度,从而进一步缩小该轮边驱动总成在y向的宽度。
41.另外,第二输入齿轮组12和第二输出齿轮组13可以分别包括依次啮合的三个或以上齿轮。或者,参考图1和图2,第二输入齿轮组12和第二输出齿轮组13分别包括一对齿轮,这样,在实现动力变速传递的同时,可以使得第二变速机构更紧凑,结构更简单,重量减小,成本降低。
42.另外,参考图1,第二变速机构中,第二输入轴7到第二输出半轴9的动力传递路径为u形传递路径,其中,第二输入轴7的轴向中心和第二中间轴11的轴向中心的连线与第二输出半轴9的轴向中心和第二中间轴11的轴向中心的连线之间的第二夹角小于90
°
,第二夹角可以为小于90
°
的其他角度比如45
°
或30
°
。这样,可以使得第二变速机构更紧凑地靠近电机单元3布置,从而进一步缩小该第二变速机构在y向的宽度,从而进一步缩小该轮边驱动总成在y向的宽度。
43.另外,参考图2,第二变速机构中,第二输入轴7到第二输出半轴9的动力传递路径为和z字相似的z字形传递路径,这样,第二输入轴7的轴向中心和第二中间轴11的轴向中心的连线与第二输出半轴9的轴向中心和第二中间轴11的轴向中心的连线之间的第二夹角大于90
°
,第二夹角可以为大于90
°
的其他角度比如135
°
,150
°
或180
°
。这样,可以使得第二变速机构更紧凑地靠近电机单元3布置,从而进一步缩小该第二变速机构在y向的宽度,从而进一步缩小该轮边驱动总成在y向的宽度。
44.另外,参考图1和图2,变速单元包括第一变速机构壳体14,第一变速机构壳体14和电机单元的一侧侧壁的一部分围成第一腔15,第一输出机构设置在第一腔15内。这样,由于第一变速机构壳体14和电机单元的一侧侧壁的一部分围成第一腔15,也就是,电机单元的一侧侧壁的一部分作为第一腔15的内侧壁,这样就可以减轻重量,降低成本,同时,可以使得第一变速机构壳体14在x向的长度小于电机单元的长度,从而形成避开空间,避开空间可
以设置轮边驱动总成的附件或者容纳车身的结构。
45.另外,参考图2,变速单元包括第二变速机构壳体16和第三变速机构壳体18,第二变速机构壳体16和电机单元的另一侧侧壁的至少一部分围成第二腔19,第三变速机构壳体18设置在第二变速机构壳体16的轴向侧以和第二变速机构壳体16的至少一部分围成第三腔26;其中,第一输入机构设置在第二腔19内,第二变速机构的第二输入齿轮组12和第二输出齿轮组13设置在第三腔26内,这样,可以使得电机单元的内部空间和第二腔19共同侧壁,第二腔和第三腔26共同侧壁,从而进一步减轻重量,降低成本。同时,如果需要,还可以形成避开空间,避开空间可以设置轮边驱动总成的附件或者容纳车身的结构。或者,参考图1,第一输入机构和第二变速机构的第二输入齿轮组12的第二输入主动齿轮27设置在第二腔19内,第二变速机构的第二输入齿轮组12的第二输入从动齿轮28和第二变速机构的第二输出齿轮组13设置在第三腔26内。这样,可以相应地简化第二变速机构壳体16的结构,以进一步减轻重量,降低成本。
46.此外,可以将第一驱动电机4和第二驱动电机5各自的壳体集成例如焊接在一起,或者,参考图1和图2所示的,第一驱动电机4和第二驱动电机5共用同一个电机壳体,也就是,电机单元包括电机壳体17、第一驱动电机组件和第二驱动电机组件,其中,第一驱动电机组件和第二驱动电机组件设置在电机壳体17内并在车辆长度方向上间隔布置,第一驱动电机组件和第二驱动电机组件各自的电机组件中心轴线用于沿着车辆宽度方向延伸,以形成共用同一个电机壳体17的第一驱动电机4和第二驱动电机5,也就是第一驱动电机组件和第二驱动电机组件设置在电机壳体17内并在车辆长度方向上布置并沿着车辆宽度方向横置,这样就形成集成在一起的第一驱动电机4和第二驱动电机5。这样,可以使得电机壳体17和变速单元之间共用侧壁,从而进一步提高了该轮边驱动总成的集成性。
47.另外,参考图4和图5所示,电机单元3的电机壳体内设置有电机冷却水道21,电机冷却水道21包括冷却水入口22和冷却水出口23,其中,电机冷却水道21从冷却水入口开始在第一驱动电机4和第二驱动电机5上交替绕制延伸到冷却水出口23。这样,冷却水从冷却水入口22进入到电机冷却水道21内后,将依次交替地流过第一驱动电机4和第二驱动电机5,从而确保第一驱动电机4和第二驱动电机5能够得到相同程度的冷却,提高了散热的均衡性。
48.另外,第一驱动电机4和第二驱动电机5共用的同一个电机壳体更易于设置形成这样的电机冷却水道21。
49.当然,可选择地,也可以将第一驱动电机4和第二驱动电机5各自壳体上的冷却水道依次交替连接,从而使得形成的电机冷却水道21从冷却水入口开始在第一驱动电机4和第二驱动电机5上交替绕制延伸到冷却水出口23。
[0050]“电机冷却水道21从冷却水入口开始在第一驱动电机4和第二驱动电机5上交替绕制延伸到冷却水出口23”可以具有多种方式,例如,在图4的方式中,电机冷却水道21绕第一驱动电机4(例如第一驱动电机组件)一圈后在两个驱动电机的中间绕到第二驱动电机5(例如第二驱动电机组件)上接着绕制,然后又在两个驱动电机的中间绕到第一驱动电机4上,依次交替绕制。在图5的方式中,电机冷却水道21绕第一驱动电机4绕制到两个驱动电机的中间的上部,然后轴向弯折后再返回绕第一驱动电机4绕制到两个驱动电机的中间的下部后绕第二驱动电机5绕制到两个驱动电机的中间的上部,然后轴向弯折后再返回绕第二驱
动电机5绕制到两个驱动电机的中间的下部后在绕第一驱动电机4绕制,依次交替绕制。
[0051]
进一步地,电机冷却水道21的冷却水入口22和冷却水出口23形成在第一驱动电机4和第二驱动电机5之间的中间位置处。
[0052]
另外,参考图3,轮边驱动总成包括扁平状电控单元20,其中,在车辆高度方向上,扁平状电控单元20固定连接在电机单元3和变速单元的顶部。这样,由于采用扁平状电控单元20,可以减小该轮边驱动总成在车辆高度方向上的高度,同时,可以使得轮边驱动总成的电控单元和电机单元以及变速单元更集成。
[0053]
另外,电机单元3的电机壳体内设置有电机冷却水道,扁平状电控单元20的电控壳体内设置有电控冷却水道,其中,电机冷却水道和电控冷却水道密封连通。例如,电控冷却水道可以形成有总进水口,这样,冷却水从总进水口进入到电控冷却水道对扁平状电控单元20进行冷却,由于扁平状电控单元20的扁平形状可以增大散热面积,同时,扁平状电控单元20的散热量较小,这样,冷却水的温度基本不会上升,因此可以继续流入到电机冷却水道内依次交替对两个驱动电机进行冷却。冷却水可以直接从电机单元3的冷却水出口23排出。
[0054]
或者,可选择的,扁平状电控单元20包括总出水口时,这样,从冷却水出口23排出的冷却水可以从扁平状电控单元20的总出水口排出,这样,可以方便地将扁平状电控单元20装配在电机单元3上而不用避开冷却水出口23。
[0055]
另外,一种实施例中,参考图3所示的一种实施例以及图6所示的另一种实施例,电机单元3和扁平状电控单元20中的一者包括铜排24,电机单元3和扁平状电控单元20中的另一者包括铜排连接端,铜排连接端和铜排24连接,其中,扁平状电控单元20的电控壳体包括位于铜排连接端和铜排24连接处的能够打开的维修盖25。这样,通过铜排连接端和铜排24的连接,可以便捷地实现电机单元3和扁平状电控单元20之间的三相电连接,使得该轮边驱动总成更集成。进一步地,在电机单元3和扁平状电控单元20连接后,电机单元3的壳体和扁平状电控单元20的壳体将遮挡铜排连接端和铜排24而不外漏,这样,可以有利于满足防护要求。
[0056]
另外,一种实施例中,该轮边驱动总成包括旋转变压器和温度传感器,其中,旋转变压器和所述温度传感器伸入到电机单元3的电机壳体内,并且旋转变压器和温度传感器各自与扁平状电控单元20的连接线被扁平状电控单元20的电控壳体和电机壳体遮挡而不外漏,也就是,扁平状电控单元20和电机单元20连接后,将遮挡住旋转变压器和温度传感器各自与扁平状电控单元20的连接线,这样,可以有利于满足防护要求。
[0057]
最后,本发明提供一种车辆,该车辆设置有以上任意所述的轮边驱动总成,其中,第一输出半轴8和第二输出半轴9中的一者作为左输出半轴另一者作为右输出半轴。左输出半轴和右输出半轴分别与车辆的左轮和右轮动力传动连接。这样,该车辆的整体品质得到有效提升。
[0058]
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0059]
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,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0060]
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
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