电动马达系统中的集成式变速箱的制作方法

文档序号:32302720发布日期:2022-11-23 08:55阅读:134来源:国知局
电动马达系统中的集成式变速箱的制作方法

1.本说明书总体涉及用于车辆的将变速箱集成到电动马达的转子中的系统。


背景技术:

2.在电动车辆中,动力系架构可包括高压电池、带有电力控制器的电动马达和变速器,变速器可包括变速箱。来自电池的电压可以供应到电动马达,以使电动马达产生动力以驱动电动车辆,动力随后经由变速箱传输到驱动轮。
3.电动马达可包括定子和转子,其中转子联接到一个或多个输出轴。定子可以是静止的,并且可由电压源(诸如电池)供电,以在包括在定子内的多根导线中产生电流,电流随后可产生磁场。在一个示例中,由定子产生的磁场可以在转子内感应电流,使转子响应定子和转子的组合磁场而旋转。在另一个示例中,转子可以包含永磁体,永磁体可以使转子响应于由定子产生的磁场而旋转。随后,转子的旋转运动可以转化为与电动马达的转子联接的一个或多个输出轴的旋转。
4.变速箱可允许动力从电动马达传输到驱动轮,并且可包括用于从电动马达传输动力的行星齿轮组、差速器和离合器。行星齿轮组可经由与电动马达的一个或多个输出轴联接而接收来自电动马达的输入,并且通过经由一组啮合齿轮使电动马达的rpm(每分钟转速)调整为适当的车轮的rpm而将电动马达的动力传输到电动车辆的驱动轮。行星齿轮组的齿轮可以以与电动马达的rpm的不同分数(对应于啮合齿轮的传动比)进行旋转,随后可对应于车辆驱动轮的输出rpm。随后,差速器可以将由行星齿轮组提供的动力在两个驱动轮之间分配。例如,在开放式差速器中,扭矩可以在包括驱动轮的两个车轮之间均匀分配。离合器可将动力变速器从电动马达联接到一个或多个输出轴或者从一个或多个输出轴解除联接,并且可在换挡期间使用。
5.行星齿轮组通常可包括这样的一组齿轮,即,该一组齿轮包括与一个或多个行星齿轮啮合的一个或多个中央太阳齿轮。行星齿轮可以机械地联接到行星架,该行星架可用于使行星齿轮围绕中心轴线一起旋转。行星齿轮也可以与齿圈啮合,该齿圈可以封围所有的行星齿轮。从电动马达到行星齿轮组的动力输入可以来自于行星架、齿圈或者一个或多个太阳齿轮中的任意一种。
6.通常,变速箱、电力电子装置和电动马达可以是联接在一起的不同的部件。已经试图将电动车辆系统的这些部件集成以减少多余的体积和重量,这种减少是期望的以提高车辆效率,此外还降低成本。用于电动车辆中的集成驱动单元的一个示例方法由小皮尔斯(pearce,jr.)等人在美国专利申请号2020/10696149中给出。其中,小皮尔斯等人介绍一种包括变速箱、电力逆变器和电动马达的集成式驱动单元组件,其中变速箱、电动马达和电力逆变器组装成带有多件壳体的单个单元。电动车辆还可包括这样的相互热管理系统,即,该相互热管理系统联接到集成式驱动单元组件并且具有热联接到电动马达、电力逆变器、变速箱、冷却系统、制冷系统和hvac系统的至少一个液体冷却剂回路。
7.然而,本文的发明人已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例,在由小皮尔
斯等人所示的集成式系统中,存在多个不同的部件,由此增加部件和成本。如小皮尔斯等人所概述的,变速箱、电动马达和电力逆变器可能都有不同的热特性和不同的运行温度,这可能会增加冷却系统的复杂性。特别地,虽然变速箱可以在高达100℃的温度下运行,但逆变器的电子装置保持在较低的温度下,例如40℃至50℃,由此需要变速箱与逆变器热隔离。
8.在一个示例中,上述问题可通过用于电动马达系统的系统来解决,该系统包括集成在电动马达的转子的封套内的一个或多个行星齿轮组和差速器。以这种方式,通过将变速箱集成到转子的内部中,并且简化液体冷却剂系统的运行,就可以设计具有成本效益且紧凑的车辆推进系统。
9.作为示例,用于动力传输的复合行星齿轮组和行星差速器齿轮组可包括在电动马达的转子的内部。在常规的电动马达中,转子的内部是非功能性空间。在一个示例中,复合行星齿轮组的第一太阳齿轮可以锚固到电动马达的壳体,而与上述太阳齿轮啮合的行星齿轮可以锚固到转子,这允许太阳齿轮和行星齿轮的相对移动,以及经由行星差速器系统传输动力。差速器可以是行星齿轮组,其接收齿圈上的、来自复合行星齿轮组的第二太阳齿轮的输入,复合行星齿轮组的第二太阳齿轮与锚固到电动马达的转子的复合行星齿轮组的行星齿轮啮合。随后,来自复合行星齿轮组的动力可经由行星差速器齿轮组的行星架和太阳齿轮分配到两个输出轴。
10.在另一个示例中,复合行星齿轮组和行星差速器齿轮组可包括在电动马达的转子的内部,复合行星齿轮组用于动力传输,行星差速器齿轮组带有在行星架上的输入部和在其中的双太阳齿轮输出部。在该示例构造的行星差速器齿轮组中,对行星差速器齿轮组的输入可来自与行星齿轮组的行星齿轮啮合的复合行星齿轮组的太阳齿轮,随后,前者可经由其中包含的行星架将动力传输到行星差速器齿轮组。随后,来自复合行星齿轮组的动力可经由行星差速器齿轮组的两个太阳齿轮分配到两个输出轴。
11.在又一个示例中,开放式或者行星差速器可包括在电动马达的转子的内部内。差速器可经由轴将动力从转子传输到电动马达的转子的两端上的双行星齿轮组,每个行星齿轮组都连接到输出轴。双行星齿轮组可以是相同的,每个行星齿轮组都带有来自差速器的输入部,其在相应行星齿轮组的太阳齿轮上。在给定的行星齿轮组内,太阳齿轮可以与行星齿轮啮合,行星齿轮可经由齿圈联接,并且齿圈可以锚固到电动马达的壳体并且因此固定。行星齿轮可以联接到行星齿轮组的行星架,行星架可以将动力传输到输出轴。
12.在所有上述三个示例中,冷却剂和润滑剂可循环经过转子的内部,包括变速箱。这可冷却转子,同时冷却和润滑变速箱的部件。
13.以这种方式,通过以多种构造利用电动马达的转子的内部来封围变速箱,变速箱和电动马达可以进一步集成,这减少了重量和体积需求。在呈上述所有三种构造的变速箱和电动马达之间共用冷却剂和润滑剂系统的技术效果是,可以实现简化的冷却和润滑系统。总而言之,行星差速器系统的集成可以减少包装空间并且可以增加成本效益。
14.应当理解,提供以上

技术实现要素:
是为了以简化的形式介绍在详细描述中进一步描述的概念的选择。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征,所要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一地限定。此外,所要求保护的主题不限于解决以上或在本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。
附图说明
15.图1示出了车辆中的电动马达的示意性示例。
16.图2示出了集成到车辆的电动马达的转子中的变速箱的第一构造的示意性示例。
17.图3示出了集成到车辆的电动马达的转子中的变速箱的第二构造的示意性示例。
18.图4示出了集成到车辆的电动马达的转子中的变速箱的第三构造的示意性示例。
具体实施方式
19.以下描述涉及用于将变速箱封围在电动马达的转子内的系统。这种系统可以集成在车辆的电动马达内,这在图1中示意性地示出。如图2-4所示,包括复合行星齿轮组和差速器齿轮组的变速箱可以以多种构造集成在电动马达内,复合行星齿轮组用于动力传输。特别地,图2示出了复合行星齿轮组的第一构造,其可经由行星差速器齿轮组的齿圈将动力从电动马达的转子传输到行星差速器齿轮组。图3示出了第二构造,其利用在图2中示出的相同的复合行星齿轮组,其经由输入到正齿差速器齿轮组的行星架,将动力传输到正齿差速器齿轮组。图4示出了第三构造,其中差速器(行星式或开放式)齿轮组可以联接到电动马达的转子,并且可以将动力传输到双行星齿轮组。
20.图1示出了车辆系统6的示意图,车辆系统6可以从电动马达54获得推进动力。电动马达54从牵引电池58接收电力以对后车轮55提供扭矩。电动马达54也可以作为发电机运行,以例如在制动运行期间对牵引电池58充电提供电力。应当理解的是,虽然图1描绘了安装成后轮驱动构造的电动马达54,但其他构造也是可能的,诸如采用成前轮构造的电动马达54,或者成其中电动马达安装到后车轮55和前车轮56两者的构造。
21.电动马达54可包括集成在其中的变速箱(将在其中进一步描述)。集成式变速箱可包括差速器和行星齿轮组,用于将动力从电动马达54传输到后车轮55。泵系统130可联接到电动马达54的变速箱,以在运行期间使润滑(变速器)油流过电动马达54。此外,电动马达54可包括冷却系统148,该冷却系统包括冷却剂泵,以及经由导管与该泵流体联通的热交换器。冷却系统148可以参照图2-4进行更多描述。电动马达54还可包括至少一个离合器。控制器112可以将信号发送到离合器的致动器,以使离合器接合或者分离,从而将动力传输从电动马达54联接到后车轮55或者与后车轮55脱离联接。控制器112也可以电子联接到冷却系统148,例如,以便响应于电动马达54的温度来调节冷却泵的运行。
22.控制器112可以形成控制系统114的一部分。控制系统114示出为从多个传感器116接收信息,并且将控制信号发送到多个致动器181。作为一个示例,传感器116可包括诸如电池电量传感器、离合器激活传感器等的传感器。作为另一个示例,致动器可包括离合器、泵系统130等。控制器112可以接收来自各种传感器的输入数据,处理该输入数据,并且响应于经处理的输入数据,基于对应于一个或多个例程的被编程的指令或代码而触发致动器。
23.图2示意性地示出了车辆系统(诸如图1的车辆系统6)的电动马达200的第一示例构造的截面图,其包括集成在其中的变速箱。电动马达200可以类似于图1的电动马达54。截面图可沿电动马达200的径向轴线截取,使得截面图在y-z平面中,如坐标系290所示,其中电动马达200的径向方向平行于坐标系290的z轴,而电动马达200的轴向方向平行于坐标系290的y轴。电动马达200可以是各种合适的交流电(ac)电动马达构造中的一种。例如,电动马达200可以是ac马达,其类型包括异步(例如鼠笼式(squirrel cage)和绕线转子式
(wound rotor))和同步式马达。在某些构造中可以使用诸如多相的同步马达。可以部署的多相马达的类型包括永磁体式、同步磁阻式、混合同步式(例如,永磁体辅助同步磁阻式)、同步感应式和磁滞式。继续ac马达的所用实例,在某些情况下,可以利用同步永磁体马达,这是由于其相对高的转换效率。
24.电动马达200可包括壳体204。壳体204可以用于封围包括在壳体204内的内部部件并且将其与车辆系统内的其他部件分离。壳体204可以进一步包括第一轴承205(维持在电动马达200的第一端202处)和第二轴承206(维持在电动马达200的第二端203处)。第一轴承205和第二轴承206可分别放置成与第一输出轴236和第二输出轴288接触,这允许第一输出轴236和第二输出轴288旋转。第一输出轴236和第二输出轴288可以是车桥,诸如图1的后车轮55的车桥。壳体204以及第一轴承205和第二轴承206可以用于流体密封电动马达200的内部部件,使得壳体204外部的空间与电动马达200流体脱离联接。定子208包括在壳体204内,定子可以固定到壳体204。定子208可包括多条导线(未示出),这些导线可贯穿定子的本体延伸,并且可产生旋转磁场。转子209同心地位于定子内。由循环经过定子208内的多根导线的电流产生的磁场可使转子209旋转。转子包括转子芯部212,其可包括金属叠片(例如,叠片磁性钢或者铁)或者实心磁性金属。因此,转子芯部212包括磁交互部分(例如,永磁体或电磁体)。可以理解的是,在马达运行期间,转子209可以旋转而同时定子208保持静止。
25.壳体204可以形成围绕定子208和转子209的腔体233的边界。壳体204内的腔体233可包括多个通路,可利用这些通路以使工作流体(例如,油、冷却剂(例如,水和乙二醇的混合物)、水等)循环,以便经由冷却剂泵219对定子208和转子209提供冷却,这在本文中将进一步描述。尽管图2高水平地示意性地描绘了壳体204和腔体233,但可以理解的是,壳体204和腔体233可具有更大的结构复杂性。例如,壳体204还可包括朝向定子208向内延伸的多个翅片和定位在翅片之间的多个冷却剂通路。翅片之间的冷却剂通路可以以串联和/或并联流动布置联接。
26.定子208和转子209构造成电交互作用以产生旋转输出,并且在某些情况下,在一个用例中,响应于从诸如车辆传动系的外部源接收的旋转输入而产生电能。然而,如上所述,马达可以在广泛地各种运行环境中使用。因此,电动马达200构造成产生旋转输出,并且在一些示例中,在再生模式下,接收旋转输入并且产生电能输出。因此,电动马达200可以设计成从能量储存装置(诸如图1的牵引电池58)接收电能,并且在一些示例中,将能量传递到能量储存装置。有线和/或无线的能量传递机构可以用于促进这种能量传递功能。
27.在电动马达200的运行期间,由于例如由在转子209和定子208中循环的电流产生的加热损失、空气风阻损失等的缘故,电动马达的温度可能上升。作为示例,在电动马达200的运行期间,转子209可以加热到高达200℃的温度。马达的效率和性能可能会因为过度加热而劣化。因此,可以采用电动马达冷却方法和系统以便提高马达性能。
28.作为示例,电动马达和封围式变速箱的冷却系统215可包括经由第一冷却剂导管217与冷却剂泵219流体联通的热交换器221。冷却系统215可类似于图1的冷却系统148,并且可用于使工作流体冷却剂循环经过壳体204的腔体233内的多个通路。热交换器221构造成使热量从行进穿过其中的冷却剂发散到周围环境或其它合适的介质(例如,水、油、乙二醇等)。为了实现热传递,热交换器221可包括诸如导管、翅片、壳体等的部件。冷却剂泵219构造成使冷却剂循环经过腔体233中的多个通路,并且可包括诸如腔室、活塞、阀、叶轮等常
规部件以实现循环。第二冷却剂导管242和第三冷却剂导管243示出为分别在冷却剂泵219与腔体233和热交换器221与腔体233之间延伸。箭头225描绘了流过第二冷却剂导管242和第三冷却剂导管243的冷却剂的大致方向。第二冷却剂导管242和第三冷却剂导管243具体示出为延伸通过壳体204的上部部分。然而,已经设想了许多合适的冷却剂导管布置。例如,与冷却剂泵219流体联通的第二冷却剂导管242可以延伸经过壳体204的一个轴向侧(例如第一端202),而与热交换器221流体联通的第三冷却剂导管243可以延伸经过壳体204的相对的轴向侧(例如第二端203)。此外,在另一个示例中,第二冷却剂导管242可以延伸经过壳体204的下侧,而第三冷却剂导管243可以延伸经过壳体204的上侧,或者反之亦然。
29.此外,在当前的实施例中,转子209和定子208之间的空气间隙可以维持不含冷却剂和/或者润滑油。例如,可以通过可覆盖空气间隙的定子208的层压设计、可流体隔离空气间隙的壳体204的设计(诸如在壳体204的冷却剂通路/翅片的设计中)、可覆盖空气间隙的挡板、和/或者可覆盖空气间隙的滤网中的任意一种来维持空气间隙不含冷却剂和/或者润滑剂。
30.转子209可包括内部封套250,其可以是包括在转子209的芯部212内的中空空间。在转子209的内部封套250内包括复合行星齿轮组213和行星差速器齿轮组253,它们可以一起构成电动马达200的变速箱210。复合行星齿轮组213和行星差速器齿轮组253可以沿电动马达200的中心轴线223对齐。内部封套250可以通过轴承205、206与电动马达200的内部的其余部分密封。复合行星齿轮组213可放置成靠近转子209的内部封套250的第一端202,并且可联接到行星差速器齿轮组253,而行星差速器齿轮组253可放置成靠近转子209的内部封套250的第二端203,并且可联接到第一输出轴236和第二输出轴288。参照坐标系290的y轴,复合行星齿轮组213的位置可以沿y轴的负y方向在行星差速器齿轮组253的左边。
31.复合行星齿轮组213可以将来自于转子209的旋转的动力传输到行星差速器齿轮组253,并且后者可以在第一输出轴236与第二输出轴288之间分配动力。在一个示例中,复合行星齿轮组可包括带有复合行星齿轮的行星齿轮组。每个复合行星齿轮都是一对刚性连接和纵向布置的不同半径的齿轮。对于每个复合行星齿轮,两个齿轮中的一个接合位于中心的太阳齿轮,而另一个接合外边的齿圈。
32.为了进一步阐述,复合行星齿轮组213可包括第一太阳齿轮228、第二太阳齿轮252、行星架240、第一复合行星齿轮201,以及第二复合行星齿轮207。虽然在此描述的复合行星齿轮组213的示例实施例包括两个复合行星齿轮201、207,但其他实施例可包括多个复合行星齿轮。第一复合行星齿轮201包括第一行星齿轮216和第二行星齿轮220中的每一个,第一行星齿轮216与复合行星齿轮组213的第一太阳齿轮228啮合,第二行星齿轮220与复合行星齿轮组213的第二太阳齿轮252啮合。第一行星齿轮216和第二行星齿轮220可以在中心轴线223的一侧纵向对齐,并且可经由行星架240固定到转子209。同样,第二复合行星齿轮207包括第三行星齿轮244和第四行星齿轮248中的每一个,第三行星齿轮244与复合行星齿轮组213的第一太阳齿轮228啮合,第四行星齿轮248与复合行星齿轮组213的第二太阳齿轮252啮合。第三行星齿轮244和第四行星齿轮248可分别与第一行星齿轮216和第二行星齿轮220相对地在第一输出轴236的另一侧纵向对齐,并且可经由行星架240固定到转子209。第一太阳齿轮228接地到电动马达200的壳体204,壳体204封围电动马达200的转子209。以这种方式,电动马达200可经由复合行星齿轮组213、行星架240和行星差速器齿轮组253将动
力从转子209传输到包括在内部封套250内的第一输出轴236和第二输出轴288中的每一个。
33.行星差速器齿轮组253可从复合行星齿轮组213接收动力,并且可将动力分配到第一输出轴236和第二输出轴288。作为示例,行星差速器齿轮组253可以以均匀的方式将动力分配到第一输出轴236和第二输出轴288,例如,平均地分配。行星差速器齿轮组253可包括行星架284,以及多个行星齿轮,在此描绘为第一外行星齿轮260、第一内行星齿轮264、第二内行星齿轮272,以及第二外行星齿轮276。然而,在电动马达200的其他实施例中,行星差速器齿轮组253可以不限于两个内行星齿轮和两个外行星齿轮,并且可以包含更多的多个行星齿轮。此外,行星差速器齿轮组包括齿圈256,以及太阳齿轮280。齿圈256可与复合行星齿轮组213的第二太阳齿轮252轴向对齐,并且可经由一根或者多根轴机械地联接到第二太阳齿轮252。如上所述,行星差速器齿轮组253可以接收来自复合行星齿轮组213的输入,例如,来自与多个行星齿轮啮合的第二太阳齿轮252,第二太阳齿轮252随后可以将动力传输到齿圈256。齿圈256可通过与包括在其中的第一外行星齿轮260和第二外行星齿轮276啮合来驱动行星差速器齿轮组253。外行星齿轮260、276可以在齿圈256内放置在中心轴线223的相对两侧。第一外行星齿轮260可进一步与第一内行星齿轮264啮合,而第二外行星齿轮276可进一步与第二内行星齿轮272啮合。内行星齿轮264、272可以放置在中心轴线223的相对两侧。内行星齿轮264、272可以各自进一步与太阳齿轮280啮合,太阳齿轮280可经由离合器268连接到第二输出轴288。离合器268可以是湿式板式离合器、齿式离合器(dog clutch)或者电磁式离合器中的任何一种。第一外行星齿轮260、第二外行星齿轮276、第一内行星齿轮264和第二内行星齿轮272中的每一个都可以机械地联接到行星架284。行星架284可以进一步机械地联接到第一输出轴236。
34.包括变速箱210的转子209的内部封套250也可用于转子冷却。作为示例,在马达运行期间,转子209可加热到高达200℃的温度。为了抵消在马达运行期间的这种加热,可以将冷却油和/或者润滑剂引入到转子209的内部封套250中。引入到内部封套250中的冷却油和/或者润滑剂,除了冷却/润滑变速箱210的部件外,还可以冷却转子叠片。作为一个示例,润滑剂可包括在,例如储存在转子209的内部封套250中,内部封套可以与电动马达200的其余部分流体密封,用于持续地润滑变速箱210的部件。作为另一个示例,可经由冷却剂泵219和热交换器221而循环经过在腔体233内的多个通路的冷却剂和/或者润滑剂可经由可包括在第一太阳齿轮228中的内部流体通道261而进一步循环经过转子209的内部封套250。以这种方式,冷却系统215可以附加地用于转子冷却。
35.以这种方式,电动马达200可以将动力从转子209传输到复合行星齿轮组213,其经由与齿圈256啮合的第二太阳齿轮252可以对行星差速器齿轮组253提供动力输入。行星差速器齿轮组253可经由联接到离合器268的太阳齿轮280将施加到齿圈256的动力传输到第二输出轴288。此外,行星差速器齿轮组253可经由与第一外行星齿轮260、第一内行星齿轮264、第二内行星齿轮272和第二外行星齿轮276中的每一个联接的行星架284将施加到齿圈256的动力传递到第一输出轴236。通过将变速箱210定位在转子209的内部封套250内,电动马达200可以在小空间体积内维持高动力密度和大传动比的灵活性。此外,通过将变速箱210布置在电动马达200内,变速箱210和电动马达200两者都可通过经由冷却系统215将冷却剂和/或者润滑剂泵入到转子209的内部封套250中来润滑和冷却。
36.图3示意性地示出了车辆系统(诸如图1的车辆系统6)的电动马达300的第二示例
构造的截面图。电动马达300可以与图1的电动马达54相同。截面图可沿电动马达300的径向截面截取,使得截面图在y-z平面中,如坐标系390所示,其中电动马达300的径向方向平行于坐标系390的z轴,而电动马达300的轴向方向平行于坐标系390的y轴。电动马达300可以是各种合适的交流电(ac)马达构造中的一种。例如,电动马达300可以是ac马达,其类型包括异步(例如鼠笼式和绕线转子式)和同步式马达。在某些构造中可以使用诸如多相的同步马达。可以部署的多相马达的类型包括永磁体式、同步磁阻式、混合同步式(例如,永磁体辅助同步磁阻式)、同步感应式和磁滞式。继续ac马达的所用实例,在某些情况下,可以利用同步永磁体马达,这是由于其相对高的转换效率。
37.电动马达300可包括壳体304。壳体304可以用于将包括在壳体304内的内部部件与在车辆系统内的其他部件封围。壳体304可以进一步包括第一轴承305(维持在电动马达300的第一端302处)和第二轴承306(维持在电动马达300的第二端303处)。第一轴承305和第二轴承306可分别放置成与第一输出轴336和第二输出轴392接触,这允许第一输出轴336和第二输出轴392旋转。第一输出轴336和第二输出轴392可以与图1的后车轮55的车桥相同。壳体304以及第一轴承305和第二轴承306可以用于流体密封电动马达300的内部部件,使得壳体304外部的空间与电动马达300流体脱离联接。定子308包括在壳体304内,定子可以固定到壳体304。定子308可包括多条导线(未示出),这些导线可贯穿定子的本体延伸,并且可用于产生旋转磁场。转子309同心地位于定子内。由在定子308内的多根导线中循环的电流产生的磁场可使转子309旋转。转子包括转子芯部312,其可包括金属叠片(例如,叠片磁性钢或者铁)或者实心磁性金属。因此,转子芯部312包括磁交互部分(例如,永磁体或电磁体)。可以理解的是,在马达运行期间,转子309可以旋转而同时定子308保持静止。
38.壳体304可以形成围绕定子308和转子309的腔体333的边界。壳体304内的腔体333可包括多个通路,可利用这些通路以使工作流体(例如,油、冷却剂(例如,水和乙二醇的混合物)、水等)循环,以便经由冷却剂泵319对定子308和转子309提供冷却效果,这在本文中将进一步描述。尽管图3高水平地示意性地描绘了壳体304和腔体333,但可以理解的是,壳体304和腔体333可具有更大的结构复杂性。例如,壳体304可包括朝向定子308向内延伸的多个翅片和定位在翅片之间的多个冷却剂通路。翅片之间的冷却剂通路可以以串联和/或并联流动布置联接。
39.定子308和转子309构造成电交互作用以产生旋转输出,并且在某些情况下,在一个用例中,响应于从诸如车辆传动系的外部源接收的旋转输入而产生电能。然而,如上所述,马达可以在各种运行环境中使用。因此,电动马达300构造成产生旋转输出,并且在一些示例中,在再生模式下,接收旋转输入并且产生电能输出。因此,电动马达300可以设计成从能量储存装置(诸如图1的牵引电池58)接收电能,并且在一些示例中,将能量传递到能量储存装置。有线和/或无线的能量传递机构可以用于促进这种能量传递功能。
40.在电动马达300的运行期间,由于例如由在转子309和定子308中循环的电流产生的加热损失、空气风阻损失等的缘故,电动马达可能会发热。作为示例,在电动马达300的运行期间,转子309可以加热到高达200℃的温度。马达的效率和性能可能会因为过度加热而劣化。因此,可以采用电动马达冷却方法和系统以便提高马达性能。
41.作为示例,经由第一冷却剂导管317与冷却剂泵319流体联通的热交换器321可包括冷却系统315,并且可用于使工作流体冷却剂循环经过壳体304的腔体333中的多个通路。
冷却系统315可以与图1的冷却系统148相同。热交换器321设计成使热量从行进穿过其中的冷却剂流到周围环境或其它合适的介质(例如,水、油、乙二醇等)。为了实现热传递功能,热交换器321可以包括诸如导管、翅片、壳体等的部件。冷却剂泵319设计成使冷却剂循环经过腔体333中的多个通路,并且可包括诸如腔室、活塞、阀、叶轮等常规部件以实现冷却剂循环功能。第二冷却剂导管342和第三冷却剂导管343示出为分别在冷却剂泵319与腔体333和热交换器321与腔体333之间延伸。箭头325描绘了流过第二冷却剂导管342和第三冷却剂导管343的冷却剂的大致方向。第二冷却剂导管342和第三冷却剂导管343具体示出为延伸通过壳体304的上部部分。然而,已经设想了许多合适的冷却剂导管布置。例如,与冷却剂泵319流体联通的第二冷却剂导管342可以延伸经过壳体304的一个轴向侧(例如第一端302),而与热交换器321流体联通的第三冷却剂导管343可以延伸经过壳体304的相对的轴向侧(例如第二端303)。此外,在另一个示例中,第二冷却剂导管342可以延伸经过壳体304的下侧,而第三冷却剂导管343可以延伸经过壳体304的上侧,或者反之亦然。这种系统和方法可以与转子冷却方法一起使用,这将在本文中进一步描述。
42.此外,在当前的实施例中,转子309和定子308之间的空气间隙可以维持不含冷却剂和/或者润滑油。例如,可以通过可覆盖空气间隙的定子308的层压设计、可流体隔离空气间隙的壳体304的设计(诸如在壳体304的冷却剂通路/翅片的设计中)、可覆盖空气间隙的挡板、和/或者可覆盖空气间隙的滤网中的任意一种来维持空气间隙不含冷却剂和/或者润滑剂。
43.转子309可包括内部封套350,其可以是包括在转子309的芯部312内的中空空间。在转子309的内部封套350内包括复合行星齿轮组313和行星差速器齿轮组353,它们可以一起构成电动马达300的变速箱310。复合行星齿轮组313和行星差速器齿轮组353可以沿中心轴线323对齐。内部封套350可以通过轴承305、306与电动马达300的内部的其余部分密封。电动马达300的内部封套350可以比图2的第一构造的电动马达200的内部封套250宽,以便封围行星差速器齿轮组353,这将在本文中进一步描述。复合行星齿轮组313的设计可以与图2的复合行星齿轮组213的设计显著相似,并且在此进一步描述它们之间的差异。复合行星齿轮组313可放置成靠近转子309的内部封套350的第一端302,并且可联接到行星差速器齿轮组353,而行星差速器齿轮组353可放置成靠近转子309的内部封套350的第二端303,并且可联接到第一输出轴336和第二输出轴392。参照坐标系390的y轴,复合行星齿轮组313的位置可以沿y轴的负y方向在行星差速器齿轮组353的左边。
44.复合行星齿轮组313可用于将来自于转子309的旋转的动力传输到行星差速器齿轮组353,后者可以随后在第一输出轴336与第二输出轴392之间分配动力。复合行星齿轮组代表了带有复合行星齿轮的行星齿轮组。每个复合行星齿轮都是一对刚性连接和纵向布置的不同半径的齿轮。对于每个复合行星齿轮,两个齿轮中的一个接合位于中心的太阳齿轮,而另一个接合外边的齿圈。
45.更详细地,复合行星齿轮组313可包括第一太阳齿轮328、第二太阳齿轮352、行星架340、第一复合行星齿轮301,以及第二复合行星齿轮307中的每一个。虽然在此描述的复合行星齿轮组313的示例实施例包括两个复合行星齿轮301、307,但其他实施例可包括多个复合行星齿轮。第一复合行星齿轮301包括第一行星齿轮316和第二行星齿轮320中的每一个,第一行星齿轮316与复合行星齿轮组313的第一太阳齿轮328啮合,第二行星齿轮320与
复合行星齿轮组313的第二太阳齿轮352啮合。第一行星齿轮316和第二行星齿轮320可以在中心轴线323的一侧纵向对齐,并且可经由行星架340固定到转子309。同样,第二复合行星齿轮307包括第三行星齿轮344和第四行星齿轮348中的每一个,第三行星齿轮344与复合行星齿轮组313的第一太阳齿轮328啮合,第四行星齿轮348与复合行星齿轮组313的第二太阳齿轮352啮合。第三行星齿轮344和第四行星齿轮348可分别与第一行星齿轮316和第二行星齿轮320相对地在第一输出轴336的另一侧纵向对齐,并且可经由行星架340固定到转子309。第一太阳齿轮328可以接地到电动马达300的壳体304,壳体304封围电动马达300的转子309。以这种方式,电动马达300可经由复合行星齿轮组313、行星架340和随后行星差速器齿轮组353将动力从转子309传输到包括在内部封套350内的第一输出轴336和第二输出轴392中的每一个。
46.行星差速器齿轮组353可从复合行星齿轮组313接收动力,并且可将动力分配到第一输出轴336和第二输出轴392。作为示例,行星差速器齿轮组353可以以均匀的方式将动力分配到第一输出轴336和第二输出轴392。行星差速器齿轮组353可以是本领域中所说的正齿轮差速器,其中行星差速器齿轮组353可以不包括齿圈,并且其中行星架356可用于完全封围行星差速器齿轮组353。行星差速器齿轮组353包括行星架356、第一外行星齿轮360、第一内行星齿轮364、第二内行星齿轮372,以及第二外行星齿轮384。此外,行星差速器齿轮组353包括第一太阳齿轮376和第二太阳齿轮368。
47.在行星差速器齿轮组353中,行星架356与第一外行星齿轮360、第一内行星齿轮364、第二内行星齿轮372和第二外行星齿轮384中的每一个都机械地联接,并且第一外行星齿轮360、第一内行星齿轮364、第二内行星齿轮372和第二外行星齿轮384中的每一个都与行星架356围绕中心轴线323共同旋转。行星架356可与复合行星齿轮组313的第二太阳齿轮352轴向对齐,并且可经由一根或者多根轴机械地联接到第二太阳齿轮352。随后,行星架356可以接收输入,例如来自复合行星齿轮组313的与第二太阳齿轮352啮合的多个行星齿轮的输入,随后可以对行星架356传输动力。在行星架356内,第一外行星齿轮360可与第一内行星齿轮364和第一太阳齿轮376中的每一个都啮合,后者的啮合由虚线388表示。第一内行星齿轮364可以附加地与第二太阳齿轮368啮合。同样,第二外行星齿轮384可以与第二内行星齿轮372和第一太阳齿轮376中的每一个都啮合,啮合由虚线380表示。第二内行星齿轮可以附加地与第二太阳齿轮368啮合。因此,外行星齿轮360、384可以各自与第一太阳齿轮376啮合,如分别由虚线388和380所示的,而内行星齿轮364、372可以各自与第二太阳齿轮368啮合。
48.包括变速箱310的转子309的内部封套350也可用于转子冷却。作为示例,在马达运行期间,转子309可加热到高达200℃的温度。为了抵消在马达运行期间的这种加热,可以将冷却油和/或者润滑剂引入到转子309的内部封套350中。随后,引入到内部封套350中的冷却油和/或者润滑剂,除了冷却/润滑包括变速箱310的部件外,还可以用于冷却转子叠片。作为一个示例,润滑剂可包括在转子309的内部封套350中,内部封套可以与电动马达300的其余部分流体密封,用于持续地润滑变速箱310的部件。作为另一个示例,可经由冷却剂泵319和热交换器321而在腔体333中的多个通路内循环的冷却剂和/或者润滑剂可经由可包括在第一太阳齿轮328中的内部流体通道361而进一步循环经过转子309的内部封套350。以这种方式,冷却系统315可以附加地用在转子冷却中。
49.以这种方式,电动马达300可以将动力从转子309传输到复合行星齿轮组313,其经由与行星架356啮合的第二太阳齿轮352可以对行星差速器齿轮组353提供动力输入。随后,行星差速器齿轮组353可经由联接到离合器396的第一太阳齿轮376将施加到行星架356的动力传递到第二输出轴392,并且可经由第二太阳齿轮368将施加到行星架356的动力传递到第一输出轴336。通过将变速箱310维持在转子309的内部封套350内,电动马达300可以在小空间体积内维持高动力密度和大传动比的灵活性。与图2的行星差速器齿轮组253相比,行星差速器齿轮组353可能不需要齿圈。此外,通过将变速箱310维持在电动马达300内,变速箱310和电动马达300可通过经由冷却系统315将冷却剂和/或者润滑剂泵入到转子309的内部封套350中来共用润滑剂和冷却。
50.图4示意性地示出了车辆系统(诸如图1的车辆系统6)的电动马达400的第三示例构造的截面图。电动马达400可以与图1的电动马达54相同。截面图可沿电动马达400的径向截面截取,使得截面图在y-z平面中,如坐标系490所示,其中电动马达400的径向方向平行于坐标系490的z轴,而电动马达400的轴向方向平行于坐标系490的y轴。电动马达400可以是各种合适的交流电(ac)马达构造中的一种。例如,电动马达400可以是ac马达,其类型包括异步(例如鼠笼式和绕线转子式)和同步式马达。在某些构造中可以使用诸如多相的同步马达。可以部署的多相马达的类型包括永磁体式、同步磁阻式、混合同步式(例如,永磁体辅助同步磁阻式)、同步感应式和磁滞式。继续ac马达的所用实例,在某些情况下,可以利用同步永磁体马达,这是由于其相对高的转换效率。
51.电动马达400可包括壳体404。壳体404可以用于将包括在壳体404内的内部部件与在车辆系统内的其他部件封围。壳体404可以进一步包括第一轴承405(维持在电动马达400的第一端402处)和第二轴承406(维持在电动马达400的第二端403处)。第一轴承405和第二轴承406可分别放置成与第一输出轴428和第二输出轴488接触,这允许第一输出轴428和第二输出轴488旋转。壳体404与第一轴承405和第二轴承406可以用于流体地密封电动马达400的封壳470。
52.封壳470包括转子409的内部封套450和包含在其中的部件,除此之外还有超出转子芯部412的第一端402并且由第一轴承405封围的空间,其中包含第一行星齿轮组447(将在本文中进一步描述),以及超出转子芯部412的第二端403并且由第二轴承406封围的空间,其中包含第二行星齿轮组449(将在本文中进一步描述)。定子408包括在壳体404内,定子可以固定到壳体404。定子408可包括多条导线(未示出),这些导线可贯穿定子的本体延伸,并且可用于产生旋转磁场。转子409同心地位于定子内。由在定子408内的多根导线中循环的电流产生的磁场使转子409旋转。转子包括转子芯部412,其可包括金属叠片(例如,叠片磁性钢或者铁)或者实心磁性金属。因此,转子芯部412包括磁交互部分(例如,永磁体或电磁体)。可以理解的是,在马达运行期间,转子409可以旋转而同时定子408保持静止。
53.壳体404可以形成围绕定子408和转子409的腔体433的边界。壳体404内的腔体433可包括多个通路,可利用这些通路以使工作流体(例如,油、冷却剂(例如,水和乙二醇的混合物)、水等)循环,以便经由冷却剂泵419对定子408和转子409提供冷却效果,这在本文中将进一步描述。尽管图4高水平地示意性地描绘了壳体404和腔体433,但可以理解的是,壳体404和腔体433可具有更大的结构复杂性。例如,壳体404可包括朝向定子408向内延伸的多个翅片和定位在翅片之间的多个冷却剂通路。翅片之间的冷却剂通路可以以串联和/或
并联流动布置联接。
54.定子408和转子409构造成电交互作用以产生旋转输出,并且在某些情况下,在一个用例中,响应于从诸如车辆传动系的外部源接收的旋转输入而产生电能。然而,如上所述,马达可以在各种运行环境中使用。因此,电动马达400构造成产生旋转输出,并且在一些示例中,在再生模式下,接收旋转输入并且产生电能输出。因此,电动马达400可以设计成从能量储存装置(诸如图1的牵引电池58)接收电能,并且在一些示例中,将能量传递到能量储存装置。有线和/或无线的能量传递机构可以用于促进这种能量传递功能。
55.在电动马达400的运行期间,由于例如由在转子409和定子408中循环的电流产生的加热损失、空气风阻损失等的缘故,电动马达可能会发热。作为示例,在电动马达400的运行期间,转子409可以加热到高达200℃的温度。马达的效率和性能可能会因为过度加热而劣化。因此,可以采用电动马达冷却方法和系统以便提高马达性能。
56.作为示例,经由第一冷却剂导管417与冷却剂泵419流体联通的热交换器321可包括冷却系统415,并且可用于使工作流体冷却剂循环经过壳体404的腔体433中的多个通路。冷却系统415可以与图1的冷却系统148相同。热交换器421设计成使热量从行进穿过其中的冷却剂流到周围环境或其它合适的介质(例如,水、油、乙二醇等)。为了实现热传递功能,热交换器421可以包括诸如导管、翅片、壳体等的部件。冷却剂泵419设计成使冷却剂循环经过腔体433中的多个通路,并且可包括诸如腔室、活塞、阀、叶轮等常规部件以实现冷却剂循环功能。第二冷却剂导管442示出为在冷却剂泵419与腔体433之间延伸,而第三冷却剂导管443示出为在热交换器421与腔体433之间延伸。箭头425描绘了流过第二冷却剂导管442和第三冷却剂导管443的冷却剂的大致方向。第二冷却剂导管442和第三冷却剂导管443具体示出为延伸通过壳体404的上部部分。然而,已经设想了许多合适的冷却剂导管布置。例如,与冷却剂泵419流体联通的第二冷却剂导管442可以延伸经过壳体404的一个轴向侧(例如第一端402),而与热交换器421流体联通的第三冷却剂导管443可以延伸经过壳体404的相对的轴向侧(例如第二端403)。此外,在另一个示例中,第二冷却剂导管442可以延伸经过壳体404的下侧,而第三冷却剂导管443可以延伸经过壳体404的上侧,或者反之亦然。这种系统和方法可以与转子冷却方法一起使用,这将在本文中进一步描述。
57.此外,在当前的实施例中,转子409和定子208之间的空气间隙可以维持不含冷却剂和/或者润滑油。例如,可以通过可覆盖空气间隙的定子409的层压设计、可流体隔离空气间隙的壳体404的设计(诸如在壳体404的冷却剂通路/翅片的设计中)、可覆盖空气间隙的挡板、和/或者可覆盖空气间隙的滤网中的任意一种来维持空气间隙不含冷却剂和/或者润滑剂。
58.差速器齿轮组448包括在转子409的内部封套450内。差速器齿轮组448可以联接到第一行星齿轮组447和第二行星齿轮组449中的每一组,它们一起可以构成电动马达400的变速箱410。第一行星齿轮组447可定位成靠近电动马达的第一端402,并在转子409的内部封套450的外部,而第二行星齿轮组449可定位成靠近电动马达400的第二端403,并在转子409的内部封套450外部。在图4中描绘的示例构造中,第一行星齿轮组447和第二行星齿轮组449中的每一组都可以封围在电动马达400的壳体404内。然而,在替代示例中,第一行星齿轮组447可包括在第一轮(例如图1的后车轮55的第一后轮)的轮毂盖中,而第二行星齿轮组449可包括在第二轮(例如图1的后车轮55的第二后轮)的轮毂盖中。后一示例可以用于减
少电动马达400的壳体404的体积需求。差速器齿轮组448可以等距离放置在行星齿轮组447、449之间。第一行星齿轮组447可通过第一轴444联接到差速器齿轮组448,而第二行星齿轮组449可通过第二轴460联接到差速器齿轮组448。
59.差速器齿轮组448可经由上轴452和下轴456机械地联接到转子芯部412,并且因此,轴452、456可与转子芯部412围绕中心轴线423共同旋转,驱动动力经过差速器齿轮组448。差速器齿轮组448可以是行星式齿轮组,或者可以是开放式齿轮组。随后,差速器齿轮组可分别经由轴444、460驱动第一行星齿轮组447和第二行星齿轮组449。作为示例,如果差速器齿轮组448是开放式差速器,则其可以以均匀的方式将扭矩分配到第一轴444和第二轴460。第一行星齿轮组447可放置成靠近电动马达400的第一端402,而第二行星齿轮组449可放置成靠近电动马达400的第二端403。参照坐标系490的y轴,第一行星齿轮组447沿y轴的位置可以靠近坐标系490的原点,而第二行星齿轮组449沿y轴的位置可以在沿y轴的正方向上延伸得更远。
60.第一行星齿轮组447可包括第一太阳齿轮432,其经由第一轴444机械地联接到差速器齿轮组448并且由差速器齿轮组448驱动。随后,第一太阳齿轮432可以与多个行星齿轮啮合,在此描绘为第一上行星齿轮420和第一下行星齿轮436中的每一个。然而,在电动马达400的其他实施例中,第一行星齿轮组447可不限于第一上行星齿轮420和第一下行星齿轮436,并且可包含更多的多个行星齿轮。第一上行星齿轮420和第一下行星齿轮436彼此相对放置,在转子409的内部封套450内放置在第一太阳齿轮432的两侧上。随后,第一上行星齿轮420可以与第一齿圈416啮合,该第一齿圈416可以机械地接地到电动马达400的壳体404。同样,第一下行星齿轮436也可以与第一齿圈416啮合。随后,行星齿轮420、436可以驱动第一行星架424围绕中心轴线423旋转,第一行星架424可通过第一断开连接件440联接到第一输出轴428。
61.同样,第二行星齿轮组449可包括第二太阳齿轮472,其经由第二轴460机械地联接到差速器齿轮组448并且由差速器齿轮组448驱动。随后,第二太阳齿轮472可以与多个行星齿轮啮合,在此描绘为第二上行星齿轮468和第二下行星齿轮476中的每一个。然而,在电动马达400的其他实施例中,第二行星齿轮组449可不限于第二上行星齿轮468和第二下行星齿轮476,并且可包括附加的齿轮。第二上行星齿轮468和第二下行星齿轮476可以彼此相对放置,在转子409的内部封套450内放置在第二太阳齿轮472的两侧上。随后,第二上行星齿轮468可以与第二齿圈464啮合,该第二齿圈464可以机械地接地到电动马达400的壳体404。同样,第二下行星齿轮476也可以与第二齿圈464啮合。随后,行星齿轮468、476可以驱动第二行星架484围绕中心轴线423旋转,第二行星架484可通过第二断开连接件480联接到第二输出轴488。
62.转子409的内部封套450也可用于转子冷却。作为示例,在马达运行期间,转子409可加热到高达200℃的温度。为了抵消在马达运行期间的这种加热,可以将冷却油和/或者润滑剂引入到转子409的内部封套450中。随后,引入到内部封套450中的冷却油和/或者润滑剂,除了冷却/润滑差速器齿轮组448的部件外,还可以用于冷却转子叠片。作为一个示例,润滑剂可包括在转子409的内部封套450中,内部封套可以与电动马达400的其余部分流体密封,用于持续地润滑差速器齿轮组448。此外,在图4中描绘的电动马达400的示例构造中,第一行星齿轮组447和第二行星齿轮组449可以已经从经由冷却系统415的冷却剂泵419
和热交换器421而循环经过腔体433中的多个通路的冷却剂中接收冷却和润滑。
63.电动马达400可将动力从转子409传输到差速器齿轮组448,差速器齿轮组可经由第一轴444将动力进一步传递到第一行星齿轮组447,并且经由第二轴460传递到第二行星齿轮组449。随后,第一行星齿轮组447可经由第一行星架424将动力传递到第一输出轴428,并且第二行星齿轮组449经由第二行星架484将动力传递到第二输出轴488。与图2中的电动马达200和图3中的电动马达300相比,电动马达400可以在轴向方向上更长,以便使变速箱410的所有内部部件都能装配在电动马达400的壳体404内。此外,与图2的电动马达200和图3的电动马达300相比,电动马达400可以允许更多的设计灵活性,包括在封围的齿轮组中的设计变化。通过将变速箱410维持在电动马达400内,电动马达400可以在小空间体积内维持高动力密度和大传动比的灵活性。此外,通过将变速箱410维持在电动马达400内,变速箱410和电动马达400可通过经由冷却系统415将冷却剂和/或者润滑剂泵入到转子409的内部封套450中来共用润滑剂和冷却。
64.图4示出了用于电动马达400的系统,系统包括容纳在转子409的封壳470内的第一行星齿轮组447,容纳在转子409的封壳470内的第二行星齿轮组449,以及容纳在转子409的封壳470内的差速器齿轮组448,第一行星齿轮组447沿中心轴线423定位在差速器齿轮组448的第一端402上,而第二行星齿轮组449沿中心轴线423定位在差速器齿轮组448的第二端403上。第一行星齿轮组447可经由沿中心轴线423对齐的第一轴444机械地联接到差速器齿轮组448,而第二行星齿轮组449可经由沿中心轴线对齐的第二轴460机械地联接到差速器齿轮组448。此外,差速器齿轮组448可经由上轴452和下轴456中的每一个联接到转子409。第一行星齿轮组447可包括第一太阳齿轮432,第一太阳齿轮432与联接到第一输出轴428的第一上行星齿轮420和第一下行星齿轮436中的每一个啮合。同样,第二行星齿轮组449包括第二太阳齿轮472,第二太阳齿轮472与联接到第二输出轴488的第二上行星齿轮468和第二下行星齿轮476中的每一个啮合。此外,电动马达200可以包含联接到转子409的封壳470的冷却系统415,该冷却系统415包括将热交换器421和冷却剂泵419与差速器齿轮组448、第一行星齿轮组447和第二行星齿轮组449中的每一个联接的腔体433。例如,可经由冷却剂泵419和热交换器421而在腔体433中的多个通路内循环的冷却剂和/或者润滑剂,可经由壳体404的壁内的内部流体通道461、463而进一步循环经过转子409的封壳470,这些内部流体通道461、463可分别包括在齿圈416、464中。以这种方式,冷却系统415可以附加地用在转子冷却中。
65.以这种方式,通过将差速器和一个或多个行星齿轮组集成到电动马达的转子的内部封套中,可以减少驱动单元的重量和占地面积。上述的三个示例构造中的每一个都可提供独特的优势。例如,在图2和图3的第一构造和第二构造中,集成式变速箱相对于通常的变速箱布置可提供增加的可允许传动比范围,以及紧凑的几何形状,因为整个变速箱可包括在转子的内部封套内。第一构造与第二构造相比可包括在径向方向上更长的转子的内部封套,而第二构造可包括在轴向方向上比第一构造更长的转子的内部封套。作为另一个示例,与第一构造和第二构造的电动马达相比,第三构造的电动马达可允许在封围式齿轮组方面更多的设计灵活性。此外,在所有三种构造的电动马达中,冷却剂和润滑剂可在变速箱和电动马达部件之间共用,与常规的电动马达/变速箱系统相比可提供简化的冷却和润滑机构。
66.本公开提供了对用于电动马达的系统的支持,系统包括:一个或多个行星齿轮组
和差速器,一个或多个行星齿轮组和差速器集成在电动马达的转子的封套内。在该系统的第一个示例中,该一个或多个行星齿轮组联接到转子的芯部,以经由在行星齿轮组和差速器之间的联接件将动力从转子传输到差速器。在该系统的第二示例中,其可选地包括第一示例,该系统还包括:第一输出轴,第一输出轴在电动马达的第一端处从封套轴向地突伸,第二输出轴,第二输出轴在电动马达的第二端处从封套突伸,其中,第一输出轴和第二输出轴中的每一个都联接到差速器并且接收经由差速器从电动马达传输的动力。在该系统的第三示例中,其可选地包括第一示例和第二示例中的一个或两个,行星齿轮组包括放置在第一输出轴的两侧上的第一行星齿轮和第三行星齿轮中的每一个,以及放置在第一输出轴的两侧上的第二行星齿轮和第四行星齿轮中的每一个,第二行星齿轮和第四行星齿轮相对于第一行星齿轮和第三行星齿轮线性地沿封套的中心轴线定位。在该系统的第四示例中,其可选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个或每一个,第一行星齿轮与机械地联接到电动马达的壳体的第一太阳齿轮啮合,并且其中第一行星齿轮联接到转子的芯部,并且其中第三行星齿轮与第一太阳齿轮啮合,并且其中第三行星齿轮联接到转子的芯部,第一行星齿轮和第三行星齿轮中的每一个都可与转子一起旋转。在该系统的第五示例中,其可选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个或每一个,第二行星齿轮机械地联接到第一行星齿轮,并且其中第四行星齿轮机械地联接到第三行星齿轮,第三行星齿轮和第四行星齿轮中的每一个都可与转子一起旋转。在该系统的第六示例中,其可选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个或每一个,第二行星齿轮和第四行星齿轮中的每一个都与第二太阳齿轮啮合,第二太阳齿轮将行星齿轮组联接到差速器。在该系统的第七示例中,其可选地包括第一示例至第六示例中的一个或多个或每一个,差速器包括第一外行星齿轮、第一内行星齿轮、第二外行星齿轮和第二内行星齿轮中的每一个,其中,第一内行星齿轮和第二内行星齿轮与经由离合器联接到第二输出轴的内太阳齿轮啮合。在该系统的第八示例中,其可选地包括第一示例至第七示例中的一个或多个或每一个,该系统还包括:冷却系统,该冷却系统联接到电动马达的壳体,其将冷却剂循环经过与转子、行星齿轮组和差速器联接的一个或多个流体通道。
67.本公开还提供了对用于电动马达的系统的支持,系统包括:定位在电动马达的转子的封套内的复合行星齿轮组和行星差速器齿轮组中的每一个,复合行星齿轮组和行星差速器齿轮组沿封套的中心轴线对齐。在该系统的第一示例中,复合行星齿轮组包括第一太阳齿轮、第二太阳齿轮、行星架、第一复合行星齿轮,以及第二复合行星齿轮中的每一个。在该系统的第二示例中,其可选地包括第一示例,第一太阳齿轮接地到电动马达的壳体,该壳体封围电动马达的转子。在该系统的第三示例中,其可选地包括第一示例和第二示例中的一个或两个,第一复合行星齿轮包括第一行星齿轮和第二行星齿轮中的每一个,第一行星齿轮与复合行星齿轮组的第一太阳齿轮啮合,第二行星齿轮与复合行星齿轮组的第二太阳齿轮啮合,并且其中,第二复合行星齿轮包括第三行星齿轮和第四行星齿轮中的每一个,第三行星齿轮与复合行星齿轮组的第一太阳齿轮啮合,第四行星齿轮与复合行星齿轮组的第二太阳齿轮啮合。在该系统的第四示例中,其可选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个或每一个,行星差速器齿轮组包括行星架、第一外行星齿轮、第一内行星齿轮、第二内行星齿轮,以及第二外行星齿轮中的每一个,并且其中,第一外行星齿轮与第一内行星齿轮和第一太阳齿轮中的每一个啮合,并且其中,第二外行星齿轮与第二内行星齿轮和第一太
阳齿轮中的每一个啮合。在该系统的第五示例中,其可选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个或每一个,电动马达经由复合行星齿轮组、行星架和随后行星差速器齿轮组将动力从转子传输到包括在封套内的第一输出轴和第二输出轴中的每一个。在该系统的第六示例中,其可选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个或每一个,该系统还包括:经由包括在复合行星齿轮组的第一太阳齿轮中的流体通道,将冷却剂和/或者润滑剂循环经过转子的封套,流体通道将转子的封套和电动马达的壳体流体地联接。
68.本公开还提供了对用于电动马达的系统的支持,系统包括:容纳在转子的封壳内的第一行星齿轮组,容纳在转子的封壳内的第二行星齿轮组,以及容纳在转子的封壳内的差速器齿轮组,第一行星齿轮组沿中心轴线定位在差速器齿轮组的一侧上,而第二行星齿轮组沿中心轴线定位在差速器齿轮组的另一侧上。在该系统的第一示例中,第一行星齿轮组经由沿中心轴线对齐的第一轴机械地联接到差速器齿轮组,其中,第二行星齿轮组经由沿中心轴线对齐的第二轴机械地联接到差速器齿轮组,并且其中,差速器齿轮组经由上轴和下轴中的每一个而联接到转子。在该系统的第二示例中,其可选地包括第一示例,第一行星齿轮组包括第一太阳齿轮,第一太阳齿轮与联接到第一输出轴的第一上行星齿轮和第一下行星齿轮中的每一个啮合,并且其中,第二行星齿轮组包括第二太阳齿轮,第二太阳齿轮与联接到第二输出轴的第二上行星齿轮和第二下行星齿轮中的每一个啮合。在该系统的第三示例中,其可选地包括第一示例和第二示例中的一个或两个,该系统还包括:联接到转子的封壳的冷却系统,该冷却系统包括将热交换器和泵与差速器齿轮组、第一行星齿轮组和第二行星齿轮组中的每一个联接的多个通路。
69.可以理解,本文的构造本质上是示例性的,并且这些具体示例不应被认为是限制性的,因为可以进行多种变化。例如,上述技术可以应用于包括电动马达的各种系统。本公开的主题包括本文公开的各种系统和构造以及其他特征、功能和/或特性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。
70.如本文所使用的,除非另外指明,否则术语“大约”和“基本上”被解释为表示该范围的正负百分之五。
71.图2-4示出了具有各个部件的相对定位的示例构造。如果示出为彼此直接接触或直接联接,则至少在一个示例中这样的元件可以分别称为直接接触或直接联接。类似地,至少在一个示例中,示出为彼此连续或相邻的元件可以分别是彼此连续或彼此相邻的。作为示例,放置为彼此面共用接触的部件可以称为面共用接触。作为另一示例,在至少一个示例中,定位成彼此间隔开、其间仅具有间隔而没有其他部件的元件可以如此称呼。作为又一示例,彼此上方/下方、彼此相对侧或彼此左/右地示出的元件可以相对于彼此如此称呼。此外,如附图中所示,在至少一个示例中,最顶部元件或元件的点位可以称为部件的“顶部”,而最底部元件或元件的点位可以称为部件的“底部”。如本文所使用的,顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以是相对于附图的竖直轴线并且用于描述附图的元件相对于彼此的定位。因此,在一个示例中,示出为在其他元件上方的元件竖直地定位在该其他元件上方。作为又一个示例,在附图中描绘的元件的形状可以被称为具有如此形状(例如,诸如圆形的、直线的、平面的、弯曲的、圆滑的、倒角的、成角度的等)。此外,在至少一个示例中,示出为彼此相交的元件可以称为相交元件或彼此相交。更进一步地,在一个示例中,示出为在另一个元件内或在另一个元件外的元件可以如此称呼。
72.所附权利要求书特别指出了被认为是新颖且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求书可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。应当将这样的权利要求书理解为包括一个或多个这样的元件的结合,既不需要也不排除两个或多个这样的元件。在本技术或相关申请中,可以通过修改本权利要求书或通过提出新权利要求书来主张所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合。这样的权利要求书,无论是在范围上与原始权利要求书相比更宽、更窄、相同或不同,都被认为包括在本公开的主题范围内。
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