一种新能源汽车及其电驱动桥系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及一种电动汽车驱动装置，特别是一种新能源汽车及其电驱动桥系统。


背景技术：

[0002]
参见图1及图2，图1为现有技术单电机电驱桥结构示意图，图2为现有技术双电机电驱桥结构示意图。目前纯电动汽车使用的主流电驱桥系统按照电机个数分类，那么有单电机和双电机两种电驱桥。对于单电机(参见图1)，主要是根据传统车桥将电机集成在车桥上，即集中驱动，采用传统的机械差速；而双电机电驱桥可实现分布式驱动(参见图2)，将两个电机分别布置在车桥左右，让两个电机分别负责两个车轮的驱动，采用电子差速。在传动效率方面电子差速显然比机械差速效率高很多。上述两种电驱桥，无论是单电机还是双电机，均存在以下缺点：
[0003]
1、单电机或者双电机分布式驱动的两种驱动方式只能提供驱动及制动两种状态，电机起到的作用只有驱动及制动功能(能量回馈)，整车动力无法进一步提高，同时未充分利用车辆行驶中的能量，续航里程短；
[0004]
2、电机采用的冷却方式均以水冷却为主，冷却效率低，整个冷却系统体积庞大。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种新能源汽车及其电驱动桥系统，可提高车辆动力及续航能力。
[0006]
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种新能源汽车的电驱动桥系统，其中，包括：
[0007]
驱动桥支架；
[0008]
左、右传动机构，对称设置在所述驱动桥支架上，并与新能源汽车的左、右驱动车轮对应连接；
[0009]
混合电机，安装在所述驱动桥支架上，并分别与所述左、右传动机构连接；
[0010]
左、右驱动电机，分别安装在所述驱动桥支架上，并分别与对应的所述左、右传动机构连接，所述混合电机分别通过所述左、右传动机构与对应的所述左、右驱动电机连接；以及
[0011]
左、右油冷散热器，所述左油冷散热器分别与所述左驱动电机和混合电机连接，所述右油冷散热器分别与所述右驱动电机和混合电机连接，所述左、右驱动电机之间通过冷却管路连接。
[0012]
上述的新能源汽车的电驱动桥系统，其中，还包括分别与所述左、右油冷散热器集成的油泵，所述油泵内的冷却油经过所述左油冷散热器流向所述混合电机，再顺序经过右油冷散热器、右驱动电机和右传动机构后，流回所述右驱动电机并通过所述冷却管路依次流进所述左驱动电机和左传动机构，再流经所述左驱动电机最终流回所述左油冷散热器。
[0013]
上述的新能源汽车的电驱动桥系统，其中，所述混合电机包括混合电机壳体、外定子、第一混合转子和第二混合转子，所述外定子设置在所述混合电机壳体内并靠近所述壳体内壁，所述第一混合转子位于所述外定子内，所述第二混合转子位于所述第一混合转子内并与所述第一混合转子连接，所述第二混合转子的输出轴与所述第一混合转子的输出轴位于同一轴线上。
[0014]
上述的新能源汽车的电驱动桥系统，其中，所述第一混合转子包括第一转子铁芯，所述第一转子铁芯为一端开口的圆筒结构，所述第一转子铁芯的圆筒内壁和外壁上均敷设有永磁体层，所述第一混合转子的输出轴一端通过支撑轴承安装在所述混合电机壳体上，所述第一混合转子的输出轴另一端与所述第二混合转子连接。
[0015]
上述的新能源汽车的电驱动桥系统，其中，所述第二混合转子包括第二转子铁芯和绕设在所述第二转子铁芯上的转子绕组，所述第二混合转子的输出轴与所述第二转子铁芯为一体结构件，所述第一混合转子的输出轴的另一端通过轴承安装在所述第二转子铁芯上。
[0016]
上述的新能源汽车的电驱动桥系统，其中，所述第一混合转子的输出轴通过轴承嵌入式安装在所述第二转子铁芯上。
[0017]
上述的新能源汽车的电驱动桥系统，其中，所述左、右传动机构分别包括传动壳体和安装在所述传动壳体内的第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮和第五齿轮，所述第一齿轮与对应的所述左或右驱动电机的输出轴连接，所述第二齿轮分别与所述第一齿轮和第三齿轮啮合，所述第三齿轮分别与所述第四齿轮和第五齿轮啮合，所述第四齿轮与所述混合电机连接，所述第五齿轮与对应的所述左或右驱动车轮连接。
[0018]
上述的新能源汽车的电驱动桥系统，其中，所述左传动机构的第四齿轮通过左传动半轴与所述混合电机的第二混合转子的输出轴连接，所述右传动机构的第四齿轮通过右传动半轴与所述混合电机的第一混合转子的输出轴连接。
[0019]
上述的新能源汽车的电驱动桥系统，其中，所述左、右驱动车轮采用电子差速实现转弯。
[0020]
为了更好地实现上述目的，本实用新型还提供了一种新能源汽车，包括左、右驱动车轮、控制装置和电驱动桥系统，所述左、右驱动车轮与所述电驱动桥系统连接，所述电驱动桥系统与所述控制装置连接，其中，所述电驱动桥系统为上述的电驱动桥系统，所述左、右驱动车轮分别与所述电驱动桥系统的相应所述左、右传动机构的输出轴连接。
[0021]
本实用新型的技术效果在于：
[0022]
本实用新型的电驱动桥系统，通过控制三个电机的工作状态(驱动或发电状态)，增强了整车的动力性需求，增加了续航里程；采用整体串联油冷方式，相较于水冷系统，无需在壳体外部设计水套及其他的冷却水箱系统等辅件，提高了系统集成度。
[0023]
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
附图说明
[0024]
图1为现有技术单电机电驱桥结构示意图；
[0025]
图2为现有技术双电机电驱桥结构示意图；
[0026]
图3为本实用新型一实施例的新能源汽车及其电驱动桥系统结构示意图；
[0027]
图4为本实用新型一实施例的混合电机结构示意图；
[0028]
图5为本实用新型的车辆转弯原理示意图。
[0029]
其中，附图标记
[0030]1ꢀꢀ
驱动桥支架
[0031]2ꢀꢀ
左驱动车轮
[0032]3ꢀꢀ
右驱动车轮
[0033]4ꢀꢀ
左传动机构
[0034]
41
ꢀꢀ
传动壳体
[0035]
42
ꢀꢀ
第一齿轮
[0036]
43
ꢀꢀ
第二齿轮
[0037]
44
ꢀꢀ
第三齿轮
[0038]
45
ꢀꢀ
第四齿轮
[0039]
46
ꢀꢀ
第五齿轮
[0040]5ꢀꢀ
右传动机构
[0041]6ꢀꢀ
左驱动电机
[0042]7ꢀꢀ
右驱动电机
[0043]8ꢀꢀ
混合电机
[0044]
81
ꢀꢀ
混合电机壳体
[0045]
82
ꢀꢀ
外定子
[0046]
83
ꢀꢀ
第一混合转子
[0047]
831
ꢀꢀ
输出轴
[0048]
832
ꢀꢀ
第一转子铁芯
[0049]
833
ꢀꢀ
永磁体层
[0050]
834
ꢀꢀ
支撑轴承
[0051]
835
ꢀꢀ
轴承
[0052]
836
ꢀꢀ
轴承
[0053]
84
ꢀꢀ
第二混合转子
[0054]
841
ꢀꢀ
输出轴
[0055]
842
ꢀꢀ
第二转子铁芯
[0056]
843
ꢀꢀ
转子绕组
[0057]
844
ꢀꢀ
轴承
[0058]9ꢀꢀ
左传动半轴
[0059]
10
ꢀꢀ
右传动半轴
[0060]
11
ꢀꢀ
左油冷散热器
[0061]
12
ꢀꢀ
右油冷散热器
[0062]
13
ꢀꢀ
冷却管路
具体实施方式
[0063]
下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作具体的描述：
[0064]
参见图3，图3为本实用新型一实施例的新能源汽车及其电驱动桥系统结构示意图。本实用新型的新能源汽车，包括左、右驱动车轮2、3、控制装置和电驱动桥系统，所述左、右驱动车轮2、3与所述电驱动桥系统连接，所述电驱动桥系统与所述控制装置(图未示)连接，左、右驱动车轮2、3包括轮毂安装螺栓、制动器及轮毂和轮胎，所述左、右驱动车轮2、3分别与所述电驱动桥系统的相应左、右传动机构4、5的输出轴连接，该新能源汽车其他部分的组成、结构、相互位置关系、连接关系及其功用等均为较成熟的现有技术，故在此不做赘述，下面仅对本实用新型的电驱动桥系统予以详细说明。
[0065]
本实施例的电驱动桥系统，包括：驱动桥支架1；左、右传动机构4、5，对称设置在所述驱动桥支架1上，并与新能源汽车的左、右驱动车轮2、3对应连接；混合电机8，安装在所述驱动桥支架1上，并分别与所述左、右传动机构4、5连接，该混合电机8的对称中心与该驱动桥支架1的对称中心重合，即该电驱动桥系统为左右对称结构；左、右驱动电机6、7，分别安装在所述驱动桥支架1上，并分别与对应的所述左、右传动机构4、5连接，所述混合电机8分别通过所述左、右传动机构4、5与对应的所述左、右驱动电机6、7连接；以及左、右油冷散热器11、12，所述左油冷散热器11分别与所述左驱动电机6和混合电机8连接，所述右油冷散热器12分别与所述右驱动电机7和混合电机8连接，所述左、右驱动电机6、7之间通过冷却管路13连接。还包括分别与所述左、右油冷散热器11、12集成的油泵，所述油泵内的冷却油经过所述左油冷散热器11流向所述混合电机8，再顺序经过右油冷散热器12、右驱动电机7和右传动机构5后，流回所述右驱动电机7并通过所述冷却管路13依次流进所述左驱动电机6和左传动机构4，再流经所述左驱动电机6最终流回所述左油冷散热器11。所述左、右传动机构4、5分别包括传动壳体41和安装在所述传动壳体41内的第一齿轮42、第二齿轮43、第三齿轮44、第四齿轮45和第五齿轮46，所述第一齿轮42与对应的所述左或右驱动电机6/7的输出轴连接，所述第二齿轮43分别与所述第一齿轮42和第三齿轮44啮合，所述第三齿轮44分别与所述第四齿轮45和第五齿轮46啮合，所述第四齿轮45与所述混合电机8连接，所述第五齿轮46与对应的所述左或右驱动车轮2/3连接。所述左、右传动机构4、5的第四齿轮45分别通过对应的左、右传动半轴9、10与所述混合电机8的第二混合转子84的输出轴841和第一混合转子83的输出轴831连接，即所述左传动机构4的第四齿轮45通过左传动半轴9与所述混合电机8的第二混合转子84的输出轴841连接，所述右传动机构5的第四齿轮45通过右传动半轴10与所述混合电机8的第一混合转子83的输出轴831连接。驱动桥支架1起到支撑和连接作用，左、右驱动车轮2、3连接左、右传动机构4、5的输出轴，左、右传动机构4、5的输出轴通过左、右球头连接和左、右传动半轴9、10与混合电机8的转子输出轴花键连接，左、右传动机构4、5组成驱动链回路。其冷却回路采用油冷却，图3中箭头所示为冷却油的流向，冷却油首先经过左油冷散热器11，流向混合电机8，再经过右油冷散热器12、右驱动电机7、右传动机构5，通过冷却管路13流进左驱动电机6、左传动机构4，最后通过左驱动电机6的冷却油输出口流进左油冷散热器11。
[0066]
参见图4，图4为本实用新型一实施例的混合电机8结构示意图。本实施例的所述混合电机8包括混合电机壳体81、外定子82、第一混合转子83和第二混合转子84，所述外定子82设置在所述混合电机壳体81内并靠近所述壳体内壁，所述第一混合转子83位于所述外定
子82内，所述第二混合转子84位于所述第一混合转子83内并与所述第一混合转子83连接，所述第二混合转子84的输出轴841与所述第一混合转子83的输出轴831位于同一轴线上。其中，所述第一混合转子83包括第一转子铁芯832，所述第一转子铁芯832为一端开口的圆筒结构，所述第一转子铁芯832的圆筒内壁和外壁上均敷设有永磁体层833，所述第一混合转子83的输出轴831一端通过支撑轴承834安装在混合电机壳体81上，输出轴831的另一端与所述第二混合转子84连接，即所述第一混合转子83的输出轴831的另一端通过轴承835安装在所述第二转子铁芯842上。所述第二混合转子84包括第二转子铁芯842和绕设在所述第二转子铁芯842上的转子绕组843，所述第二混合转子84的输出轴841与所述第二转子铁芯842优选为一体结构件，第二混合转子84的输出轴841通过轴承844安装在混合电机壳体81上，第二混合转子84的另一端通过轴承836支撑安装在所述第一转子铁芯832的圆筒端面上。
[0067]
本实施例的混合电机8外定子82的定子嵌线与第一混合转子83的外表面永磁体层833组成一套电机机构，而第二混合转子84的转子嵌线与第一混合转子83内表面永磁体层833形成另一套电机机构，即第一混合转子83与第二混合转子84的转子嵌线组合为电机定子和转子且二者均为可旋转结构。第一混合转子83与第二混合转子84通过轴承835、836嵌入式安装，最终实现支撑第一混合转子83与第二混合转子84两个转子。可通过现有技术中的电控装置及高混合度的软件算法控制混合电机8的运行。
[0068]
参见图5，图5为本实用新型的车辆转弯原理示意图。本实用新型采用左、右驱动车轮2、3电子差速实现转弯，所述左、右驱动电机6、7根据转弯需要实现不同转速差，且所述混合电机8跟随所述左、右驱动电机6、7实现相应的转速差。当车辆弯道转弯行驶时，通过使用电子差速来控制，使左、右驱动车轮2、3之间存在转速差，即电控装置控制左、右驱动电机6、7实现不同转速差，同时第一混合转子83也通过电控装置跟随左、右驱动电机6、7实现不同转速差，以实现电子差速的目的。如图5所示，转弯时，弯道内侧左驱动车轮2的转速小于弯道外侧右驱动车轮3的转速，才能实现车辆转弯运行，此时需要通过电控装置来控制左、右驱动电机6、7和混合电机8三个电机的转速来实现左、右驱动车轮2、3的转速差。弯道内侧左驱动车轮2的转速小于弯道外侧右驱动车轮3的转速，即左驱动电机6的转速要小于右驱动电机7，此时电控装置根据车辆传感器判断车辆状态，控制左驱动电机6的转速小于右驱动电机7，同时，控制第一混合转子83的转速大于第二混合转子84，实现车辆转弯运行。
[0069]
本实用新型的左、右驱动电机6、7和混合电机8为三个动力输出源，三个动力源通过左、右传动机构4、5耦合输出给左、右驱动车轮2、3驱动车辆行驶。左、右驱动电机6、7包括左、右驱动电机壳体、左、右驱动电机定子和左、右驱动电机转子，通过左、右传动机构4、5完成动力的传递。混合电机8为两端出轴，第一混合转子83的输出轴831和第二混合转子84的输出轴841分别通过花键与左、右传动半轴9、10连接，左、右传动半轴9、10再通过左、右球头连接至左、右传动机构4、5，实现混合电机8与左、右传动机构4、5的动力传递。
[0070]
所述左、右驱动电机6、7和混合电机8可包括三种驱动模式，正常模式时，所述左、右驱动电机6、7驱动，同时所述左、右传动机构4、5将部分动力传递给所述混合电机8，所述混合电机8发电并向车载动力电池充电；极端模式时，所述左、右驱动电机6、7和混合电机8均为驱动；高速巡航模式时，所述混合电机8驱动，所述左、右驱动电机6、7发电机，并向所述车载动力电池充电提高车辆续航里程。其中，左、右驱动电机6、7驱动，混合电机8发电时，动力源为左、右驱动电机6、7，通过左、右传动机构4、5驱动，同时，左、右传动机构4、5的输出轴
会随动力源的输入，将部分动力传递给混合电机8，此时混合电机8通过电控装置，专门负责发电，向车载动力电池充电，提高车辆续航里程。此时电控装置设定左、右驱动电机6、7为驱动状态指令，动力通过左、右传动机构4、5传递至左、右驱动车轮2、3，同时左、右传动机构4、5也将部分动力传递至混合电机8，而混合电机8通过电控装置设定发电指令，此时混合电机8处于发电状态，将电力输送至车载动力电池。
[0071]
在一些比较极端状态下，左、右驱动电机6、7和混合电机8三个电机全部作为驱动，即左驱动电机、右驱动电机和混合电机8全部为驱动状态。车辆处于三个动力源叠加驱动状态，可满足更强的动力性需求。此时电控装置设定左、右驱动电机6、7以及混合电机8为驱动状态指令，动力通过左、右传动机构4、5进行耦合后传递至车轮，实现三电机同时工作，达到最强动力输出。
[0072]
当车辆高速巡航时，车辆对动力需求相对稳定，可切换为混合电机8驱动，左、右驱动电机6、7作为发电机使用，向车载动力电池充电以提高车辆续航里程。此时电控装置设定混合电机8为驱动状态指令，动力通过左、右传动机构4、5分别传递至左、右驱动车轮2、3，同时左、右传动机构4、5也将部分动力分别传递至左、右驱动电机6、7，而左、右驱动电机6、7通过电控装置给定发电指令，此时左、右驱动电机6、7处于发电状态，将电力输送至车载动力电池。
[0073]
本实用新型的电驱动桥系统，通过控制三个电机的工作状态(驱动或发电状态)，增强了整车的动力性需求，增加了续航里程；采用整体串联油冷方式，相较于水冷系统，无需在壳体外部设计水套及其他的冷却水箱系统等辅件，提高了系统集成度。
[0074]
当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。