阅读说明：本技术 一种紧凑布局的两档同轴电驱动桥 (Two-gear coaxial electric drive axle with compact layout ) 是由 王亚军 王威 石晓翔 于 2021-01-07 设计创作，主要内容包括：本发明属于车辆传动技术领域,具体涉及一种紧凑布局的两档同轴电驱动桥。所述同轴电驱动桥具有两个减速行星排,驱动电机驱动第一行星排的太阳轮,同时第一行星排齿圈和箱体连接,实现第一行星排框架动力输出；完成传动系统一级减速；第一行星排框架和第二行星排太阳轮连接；第二行星排齿圈通过制动器和箱体连接；第二行星排框架和齿圈通过离合器连接；第二行星排框架输出到差速器,所述差速器分别连接左半轴和右半轴。通过控制制动器和离合器实现变速器的不同速比,可以适应不同车速情况下输出的工作转速需求。配合电机的协调控制可以实现输出速度的连续变化,实现车辆经济性的提高。(The invention belongs to the technical field of vehicle transmission, and particularly relates to a two-gear coaxial electric drive axle with compact layout. The coaxial electric drive axle is provided with two speed reduction planet rows, a drive motor drives a sun gear of a first planet row, and meanwhile, a gear ring of the first planet row is connected with the box body, so that the power output of a frame of the first planet row is realized; finishing the first-stage speed reduction of the transmission system; the first planet row frame is connected with the second planet row sun gear; the second planet row gear ring is connected with the box body through a brake; the second planet row frame is connected with the gear ring through a clutch; the second planet row frame outputs to a differential, which is connected to left and right axle shafts, respectively. Different speed ratios of the transmission are realized by controlling the brake and the clutch, and the requirements of the output working rotating speed under different vehicle speeds can be met. The continuous change of the output speed can be realized by matching with the coordinated control of the motor, and the improvement of the vehicle economy is realized.)

一种紧凑布局的两档同轴电驱动桥

技术领域

本发明属于机械和车辆传动领域，具体涉及一种同轴单电机驱动桥。

背景技术

用于轮式车辆的电驱动桥，包括电机、行星排、离合器、壳体、差速锁、液压控制系统。

通过控制不同离合器实现变速器的不同速比，以适应不同车速情况下输出的工作转速需求。电机的协调控制可以实现输出速度的连续变化，实现车辆经济性的提高。

集中式电驱动桥，集中设计了行星减速机和差速器，同时利用电机空间将半轴通过电机中心连接到差速器，能够实现电驱桥的总体布置方便性。电驱动桥的应用实现车辆的能量输出、能量回收、无级转速控制。在车辆的不同运行需求状态下，电机可以进入驱动和能量回收模式，配合行星变速机构可以满足整车转速范围需求。

发明内容

为解决上述问题，本发明采取了以下技术方案：

一种紧凑布局的两档同轴电驱动桥，其包括：作为动力输入的驱动电机；

作为动力输出的半轴，分为左半轴和右半轴；具有两个减速行星排，驱动电机驱动第一行星排的太阳轮，同时第一行星排齿圈和箱体连接，实现第一行星排框架动力输出；完成传动系统一级减速；

第一行星排框架和第二行星排太阳轮连接；第二行星排齿圈通过制动器和箱体连接；第二行星排框架和齿圈通过离合器连接；第二行星排框架输出到差速器，所述差速器分别连接左半轴和右半轴。

进一步的，所述驱动电机具有中空结构，所述左半轴或者所述右半轴从所述中空结构穿过。

进一步的，所述差速器为带有差速锁的行星差速器。

更进一步的，所述差速锁是普通的端面差速锁或者湿式离合器差速锁。

更进一步的，所述行星差速器为复合行星排差速器；由一个具有两个太阳轮的复合行星排构成，复合行星排的两个太阳轮分别与左右半轴连接。

更进一步的，所述复合行星排差速器的两个行星轮相互啮合构成复合行星排的耦合齿。

在本发明中提供了一种紧凑布局的两档同轴电驱动桥，该电驱桥能够将电能转化为动力输出到输出轴，也能够将车辆减速过程中的能量回收，该电驱动桥具有两档行星减速器在比较宽的范围内能够高效运行。该电驱动桥集成设计了行星差速器和轮间差速锁。

本发明中的电驱动桥，是一种具有电机驱动转速连续可调的车桥。其中第一行星排的太阳轮和动力电机连接；第一行星排的齿圈连接到箱体；第一行星排框架和第二行星排太阳轮连接在一起；第二行星排框架和第二行星排齿圈通过离合器连接在一起；第二行星排齿圈和箱体通过制动器连接在一起；第二行星排框架连接到差速器行星排的框架。其中集成设计的差速器行星排，可以在比较小的空间内实现差速器的功能，可以适应性地根据载荷的需求改变行星排的参数；行星排差速器还具有差速锁元件实现轮间差速锁定。

本发明的显著效果在于：实现了驱动动力输入的分散布置，在每一个驱动桥上都可以有独立动力输出，使车辆具有能量输出、能量回收的纯电力驱动功能，取代了原有的变速器、分动箱和动力传递的万向轴。

附图说明

图1集中式两档电驱动桥连接简图；

100.集中式两档电驱动桥连接简图；101.驱动电机；102.电机输出轴；103.输出半轴A；104.输出半轴B；105.第一行星排太阳轮；106.第一行星排行星轮；107.第一行星排齿圈；108.第一行星框架；109.第二行星排太阳轮；110.第二行星排行星轮；111.第二行星排齿圈；112.制动器B1；113.离合器C1；114.第二行星框架；115.差速器行星排太阳轮A；116.差速器行星轮A；117.差速器行星轮B；118.差速器行星排太阳轮B；119.差速器差速锁；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明提出的电驱动桥作详细说明。

下文所描述的本发明的实施例并不打算穷尽性地描述本发明的所有实施例，同时也不打算将本发明限制于以下实施例所描述的精确形式。而是，选择并描述所述实施例，使得所属领域的技术人员可以了解并理解本发明的原理和实现方式。

如图1所示，本发明涉及一种紧凑布局的两档同轴电驱动桥。如图1所示的集中式电驱动桥100。它包括：驱动电机101；用于动力输入的第一行星排太阳轮105；第一行星排齿圈107和；第一行星排行星轮106；第一行星排框架108；第一行星排是一个固定传动比的行星排，离合器C1和制动器B1配合使用可以使第二行星排具有两个固定的传动比；第二行星排太阳轮109连接第一行星排框架108；第二行星排齿圈111通过制动器B1和箱体连接；作为动力输出的第二行星排框架114；一个行星排差速器和一个差速锁119；输出半轴A103和输出半轴B104。

在实施例中，离合器C1和制动器B1分别结合构成第二行星排的两个工作档位；当离合器C1分离制动器B1结合时，驱动电机101的动力通过第一行星排太阳轮105进入第一行星排，将驱动电机101的转速减速后经过第一行星排框架108输出到第二行星排太阳轮109，然后经过第二行星排减速后，由第二行星排框架114输出。当离合器C1结合制动器B1分离时，驱动电机101的动力通过第一行星排减速后由框架108输出到第二行星排太阳轮109。第二行星排变为整体旋转，实现驱动桥的高档位。

在实施例中，驱动电机101将电能转换为机械能后，动力经过第一、第二行星排转换后进入行星差速器。该行星差速器通过一个没有齿圈的复合行星排实现。该复合行星差速器通过配齿变化可以在紧凑空间实现左右车轮之间的1：1扭矩输出，满足车辆在通过不同路面左右两个车轮力量输出一致的需求。通过差速锁119可以将复合行星差速器闭锁，满足车辆在困难路面的脱困需求。

驱动电机共有三种工作模式:电驱动输出机械能，叫做D模式；吸收机械能发出电能，叫做R模式；可以将离合器C1和制动器B1同时分离实现电驱动桥的空档运行，叫做N模式。

在实施例中，驱动电机101可以工作在D、R两种模式下，这样就出现了电机驱动和两档行星减速部分配合的四种工作状态：低速驱动、低速发电、高速驱动、高速发电。

在实施例中，为了方便说明两档集中式电驱动桥的不同工作状态，将第一行星排、第二行星排、K值举例为：2.556、2.556；这样得到第二行星排在离合器C1结合制动器B1制动的情况下，第一行星排和第二行星排构成的机构减速比为6.531；假设初始条件是低档位时电机转速为0r/min到8444r/min与车速从0km/h到65km/h对应；然后切换为高档状态，电机转速为4597r/min到8488r/min与车速从65km/h到120km/h对应。

在实施例中，为了说明本发明的工作模式，电机减速后采用行星差速器，该差速器采用双太阳轮和双行星轮的复合行星结构构成，差速器行星排太阳轮A115齿数为51个齿，差速器行星轮A116齿数为17个齿；一侧差速器行星排太阳轮B118齿数为57个齿，差速器行星轮B117齿数为19个齿；行星排差速器的两个行星轮即差速器行星轮A116和差速器行星轮B117相互啮合构成复合行星排的耦合齿。这样构成的行星差速器可以并排布置减小轴向空间，同时满足差速锁分离时两侧车轮得到相同的驱动扭矩条件。

在实施例中，电机根据整车运行需求，同一车速状态下，电机可以处于驱动模式也可以处于发电模式。这样在车辆减速或下坡过程中可以回收能量，提高车辆的经济性，另一方面对于混合动力的车辆可以让发动机和发电机有选择地工作在经济区域，进一步提高车辆经济性。

尽管上文已经表达了本发明的原理，但不限于所举的实施例。本申请包含归属于本原理的所有变化的实施例，在这里不一一列举。