阅读说明：本技术 紧凑型电驱动桥 (Compact electric drive axle ) 是由 李吉元 冯光军 李培浩 石彦辉 王明成 毛润 郭婷 王亚军 田鹏飞 姜杰 钱鹏虎 于 2020-07-03 设计创作，主要内容包括：一种紧凑型电驱动桥,包括：驱动电机；减速行星排,包括第一太阳轮、第一行星轮、第一齿圈以及第一行星架,该第一太阳轮与驱动电机连接,第一行星轮与第一行星架连接；差速器,由没有齿圈的第一行星排和第二行星排构成,以及差速锁,其一端与第三行星架连接,另一端与第二输出半轴连接；其中,所述减速行星排、第一行星排、第二行星排和差速锁同轴且依次并排设置。实现了电驱动桥的总体布置方便性和紧凑性,实现了车辆的能量输出、能量回收、无级转速控制。(A compact electric drive axle comprising: a drive motor; the speed reduction planet row comprises a first sun gear, a first planet gear, a first gear ring and a first planet carrier, wherein the first sun gear is connected with a driving motor, and the first planet gear is connected with the first planet carrier; the differential mechanism consists of a first planet row and a second planet row without gear rings, and a differential lock, wherein one end of the differential lock is connected with the third planet carrier, and the other end of the differential lock is connected with the second output half shaft; the speed reduction planetary row, the first planetary row, the second planetary row and the differential lock are coaxial and are arranged side by side in sequence. The overall arrangement convenience and compactness of the electric drive axle are realized, and the energy output, the energy recovery and the stepless speed control of the vehicle are realized.)

紧凑型电驱动桥

技术领域

本发明属于机械和车辆传动领域，具体涉及一种紧凑型电驱动桥。

背景技术

中国专利ZL201820170867.5公开了一种电驱动桥，该电驱动桥包括动力输出装置、与所述动力输出装置的动力输出轴相连接的输入轴、套设于所述输入轴上的一级主动齿轮、以及连接于所述输入轴和所述一级主动齿轮之间的电磁离合装置，所述电磁离合装置被构造成选择性地承接所述输入轴的动力，以具有将所述动力由所述以及主动齿轮输出的第一状态，以及中断输出所述动力的第二状态。该电驱动桥通过输入轴将动力输出装置所产生的动力专递到电驱动桥，电磁离合装置选择性地承接输入轴传递的动力，相较于传统的电驱动桥中的同步器或离合器，电磁离合装置响应速度更快，具有较好的实用性。

然而，包括上述专利在内的现有电驱动桥尺寸较大，布局不够紧凑，占用空间较多等缺点。

因此，有必要研究一种电驱动桥来解决上述的一个或多个技术问题。

发明内容

为解决上述至少一个技术问题，根据本发明一方面，提供了一种紧凑型电驱动桥，其特征在于包括：

驱动电机；

减速行星排，包括第一太阳轮、第一行星轮、第一齿圈以及第一行星架，该第一太阳轮与驱动电机连接，第一行星轮与第一行星架连接；

差速器，由没有齿圈的第一行星排和第二行星排构成，第一行星排由第二太阳轮、第二行星轮以及第二行星架构成，第二行星排由第三太阳轮、第三行星轮以及第三行星架构成，第二太阳轮连接第一输出半轴，第三太阳轮连接第二输出半轴，第二行星轮和第三行星轮相互啮合，第一行星架、第二行星架与第三行星架连接；以及

差速锁，其一端与第三行星架连接，另一端与第二输出半轴连接；

其中，所述减速行星排、第一行星排、第二行星排和差速锁同轴且依次并排设置。

根据本发明又一方面，驱动电机具有中空结构，第一输出半轴从该中空结构穿过。

根据本发明又一方面，第一齿圈与箱体连接。

根据本发明又一方面，第二太阳轮和第二行星轮啮合，第三太阳轮与第三行星轮啮合。

根据本发明又一方面，该电驱动桥具有一个固定的行星减速档位。

根据本发明又一方面，驱动电机、第一输出半轴和第二输出半轴沿同一中心线布置。

根据本发明又一方面，差速锁包括端面差速锁或者湿式离合器差速锁。

根据本发明又一方面，驱动电机具有驱动模式和发电模式。

根据本发明又一方面，第一行星轮为塔轮。

根据本发明又一方面，第一输出半轴与第二输出半轴朝向相反的方向延伸。

本发明可以获得以下一个或多个技术效果：

集中设计了行星减速机和差速器；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和紧凑性；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，配合行星减速机构可以满足整车转速范围需求。

附图说明

下面结合附图和

具体实施方式

对本发明作进一步详细的说明。

图1为根据本发明的一种优选实施例的电驱动桥的示意图。

图2为根据本发明的另一种优选实施例的电驱动桥的示意图。

具体实施方式

下面结合附图，通过优选实施例来描述本发明的最佳实施方式，这里的具体实施方式在于详细地说明本发明，而不应理解为对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和实质范围的情况下，可以做出各种变形和修改，这些都应包含在本发明的保护范围之内。

实施例1

参见图1-2，其中，图1为根据本发明的一种优选实施例的电驱动桥的示意图；图2为根据本发明的另一种优选实施例的电驱动桥的示意图。

参见图1，根据本发明一种优选实施方式，提供了一种紧凑型电驱动桥，其包括：

驱动电机101；

减速行星排，包括第一太阳轮104、第一行星轮105、第一齿圈106以及第一行星架，该第一太阳轮104与驱动电机101连接，第一行星轮105与第一行星架连接；

差速器，由没有齿圈的第一行星排和第二行星排构成，第一行星排由第二太阳轮107、第二行星轮108以及第二行星架109构成，第二行星排由第三太阳轮110、第三行星轮111以及第三行星架构成，第二太阳轮107连接第一输出半轴102，第三太阳轮110连接第二输出半轴103，第二行星轮108和第三行星轮111相互啮合，第一行星架、第二行星架109与第三行星架连接；以及

差速锁112，其一端与第三行星架连接，另一端与第二输出半轴103连接；

其中，所述减速行星排、第一行星排、第二行星排和差速锁112同轴且依次并排设置。

可以理解的是，如图1所示，第一行星架(未标示)、第二行星架109与第三行星架(未标示)可连接形成一体结构。

根据本发明一种优选实施方式，驱动电机(动力电机)101具有中空结构，第一输出半轴102从该中空结构穿过。优选地，驱动电机101的输出轴与第一太阳轮104连接。参见图1，驱动电机101的输出轴与第一输出半轴102平行设置且彼此靠近，因而可以进一步减小整体尺寸和空间占用。

根据本发明一种优选实施方式，第一齿圈106与箱体连接。

根据本发明一种优选实施方式，第二太阳轮107和第二行星轮108啮合，第三太阳轮110与第三行星轮111啮合。

根据本发明一种优选实施方式，该电驱动桥具有一个固定的行星减速档位。

根据本发明一种优选实施方式，驱动电机101、第一输出半轴102和第二输出半轴103沿同一中心线布置。

根据本发明一种优选实施方式，差速锁112包括端面差速锁或者湿式离合器差速锁。

根据本发明一种优选实施方式，驱动电机101具有驱动模式和发电模式。

根据本发明一种优选实施方式，参见图2，第一行星轮为塔轮205。除此之外，其它部件与图1中对应。其中，201为驱动电机；202为输出半轴A(第一输出半轴)；203为输出半轴B(第二输出半轴)；204为行星排太阳轮(第一太阳轮)；205为行星排行星轮(第一行星轮)；206为行星排齿圈(第一齿圈)；207为差速器行星排太阳轮A(第二太阳轮)；208为差速器行星轮A(第二行星轮)；209为行星排行星架(第二行星架)；210为差速器行星排太阳轮B(第三太阳轮)；211为差速器行星轮B(第二行星轮)；212为差速器差速锁。

根据本发明一种优选实施方式，第一输出半轴102与第二输出半轴103朝向相反的方向延伸。

本发明可以获得以下一个或多个技术效果：

集中设计了行星减速机和差速器；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和紧凑性；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，配合行星减速机构可以满足整车转速范围需求；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。

实施例2

参见图1,根据本发明一种优选实施方式，提供了一种电驱动桥，其包括：

作为动力输入的驱动电机101；

作为动力输出的半轴，分为左半轴102和右半轴103；

作为减速的行星减速机构,能够满足车辆的行驶速度变化范围；

作为轮间差速的差速器,能够满足车辆转向两侧车轮不同速度的需求；

作为锁止的差速锁112,能够保证车辆在困难路面的动力输出。

优选地，输入电机(驱动电机)具有中空结构，能够让一侧的动力输出半轴从中间穿过；该电驱动桥具有一个减速行星排、一个行星差速器和一个差速锁112；该电驱动桥具有一个固定的行星减速档位，配合电机的转速范围实现无级电驱动桥的特性。

根据本发明又一种优选实施方式，驱动电机101作为动力接入第一行星排的太阳轮104。

根据本发明又一种优选实施方式，第一行星排行星架和行星差速器行星架109连接；第一行星排齿圈106和箱体连接。

根据本发明又一种优选实施方式，第一行星排包含一种行星轮变化为塔轮205的方案,如图2所示。

根据本发明又一种优选实施方式，所述的电驱动桥具有一个集成设计的差速器；该行星排差速器由一个构成，两个半轴102、103分别连接一个行星排差速器的一个太阳轮104、110，行星排差速器的两个行星轮108、111相互啮合构成的偶合齿。

根据本发明又一种优选实施方式，一个动力电机和动力输入输出在同一中心线布置，降低了电驱动桥的总高度有利于系统布置。

根据本发明又一种优选实施方式，差速器具有一个差速锁112，该差速锁112可以是普通的端面差速锁112也可以是湿式离合器差速锁112；

根据本发明又一种优选实施方式，动力电机可以运行在驱动模式和也可以运行在发电模式，满足车辆经济性需求。

根据本发明又一种优选实施方式，所述的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112。

根据本发明又一种优选实施方式，所述电驱动桥是一种具有电机驱动转速连续可调的车桥。其中行星排的太阳轮104和动力电机101连接；星排的齿圈106通过制动器也可以连接到箱体实现制动；行星排行星架连接到差速器行星排109的行星架。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112元件实现轮间差速锁定。

根据本发明又一种优选实施方式，如图1所示，还提供了一种电驱动桥100，包括：驱动电机101；用于动力输入的行星排太阳轮104；行星排行星轮105；行星排齿圈106；行星排行星架109；一个差速器和一个差速锁112；输出半轴102和输出半轴103。

根据本发明又一种优选实施方式，同轴电驱动桥行星排是一个固定减速比的机构，驱动电机101的动力通过行星排太阳轮104进入行星排，将驱动电机101的转速减速后经过行星排行星架109输出到差速器。

根据本发明又一种优选实施方式，驱动电机101将电能转换为机械能后，经过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118可以将复合行星差速器闭锁，满足车辆在困难路面的行驶的需求。

根据本发明又一种优选实施方式，驱动电机共有两种工作模式: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；

根据本发明又一种优选实施方式，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行星减速部分配合的两种工作状态：驱动状态、发电状态。

根据本发明又一种优选实施方式，为了方便说明两档集中式电驱动桥的不同工作状态，将行星排K值举例为3.5；这样得到行星排构成的机构减速比为3.5；假设初始条件是低档位时电机转速为0r/min到8520r/min与车速从0km/h到120km/h对应。

根据本发明又一种优选实施方式，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，一侧太阳轮107齿数为51个齿，行星轮108齿数为17个齿；一侧太阳轮110齿数为57个齿，行星轮111齿数为19个齿；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112分离时两侧车轮得到相同的驱动扭矩条件。优选地，图2的结构可以进一步提高行星减速的减速比，图2的原理和图1相同，在此不再举例说明。

根据本发明又一种优选实施方式，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。

本发明可以获得以下一个或多个技术效果：

集中设计了行星减速机和差速器；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和紧凑性；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，配合行星减速机构可以满足整车转速范围需求；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。

可以理解的是，上述各个实施例之间可以相互组合，以产生又一实施例。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。