一種新能源車用一體化驅動裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種新能源車用一體化驅動裝置，通過集成化設計將驅動電機、減速器、差速器集成為一體，驅動電機、減速器、差速器共用殼體，電機軸既作為驅動電機的輸出軸又作為減速器的輸入軸，減速器部分包括一級減速齒輪組和二級減速齒輪組，差速器殼與二級減速齒輪連接，差速器中的半軸齒輪與車輛半軸花鍵聯接，從而將該一體化驅動裝置產生的動力傳遞給車輪輪轂，驅動車輛行駛。該新能源車用一體化驅動裝置結構緊湊，集成度高，有效地減少了零部件數量，縮短了軸向尺寸，降低了總成重量，整車動力系統布置的靈活性大幅提高。
【專利說明】一種新能源車用一體化驅動裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于新能源車用驅動裝置的【技術領域】，特別涉及一種新能源車輛上使用的電機與減速器集成的一體化驅動裝置。
【背景技術】
[0002]目前，全球溫室氣體排放加劇，各地霧霾頻發，環境問題日益突顯，汽車尾氣被認為是造成上述問題的元兇之一，隨著石油能源的不斷消耗和日益嚴格的排放法規的出臺，新能源汽車作為一種排放小，污染少的交通工具已得到各整車廠的廣泛重視，發展新能源汽車已成為汽車行業刻不容緩的任務。
[0003]除了傳統汽車的發動機、變速器、減速器、差速器等零部件，新能源汽車的動力總成還增加了驅動電機及其控制系統、動力電池等零部件。多數電動車上的驅動裝置采用驅動電機、減速器、差速器等獨立總成通過端面相連接。存在的問題是各獨立總成體積大，重量較重，結構復雜，各總成連接處防水性能差。驅動電機的輸出軸與減速器的輸入軸一般通過花鍵副連接傳遞扭矩，考慮裝配的可行性，此處花鍵需設計為間隙配合，由于驅動電機的輸出扭矩及旋轉方向經常變化，花鍵的沖擊及磨損嚴重，影響驅動裝置的壽命。
[0004]針對驅動裝置體積大，零部件數量多，安裝不方便等問題，驅動裝置的一體化集成成為解決問題的方法之一。專利CN201490832U公開了一種電動汽車的無刷電動機差速器總成，采用電動機差速器一體化結構，將差速器設置在電動機轉子內，但沒有實現與減速器的集成，無法發揮驅動電機的高速性能。專利CN201792742U公開了一種驅動電機與變速箱一體化集成的驅動裝置，電機殼體與變速箱殼體米用一體結構，并且既可以同軸輸出也可以異軸輸出，但沒有實現與差速機構的集成，且該裝置為法蘭方式輸出，與后續裝置連接不便。專利CN103036353A公開了一種微型調速減速一體化電機，實現了驅動電機與減速機構的集成，減速機構為行星齒輪減速裝置，但未實現與差速器的集成。專利CN201824898U公開了一種一體化電機和控制器總成，電機與控制器采用短信號電纜連接，節省金屬及絕緣材料，冷卻結構進行了集成化設計，但未實現與減速裝置的集成。專利CN102371892A公開了一種一體化電機驅動系統，將驅動電機與減速器、差速器一體化集成，驅動電機輸出的動力首先經過減速機構減速，再經過差速器差速，然后直接驅動傳動軸，但驅動電機軸為空心軸，結構強度存在風險，傳動軸為穿過驅動電機的細長軸，結構強度差，存在斷裂風險，細長軸剛度較差，容易引起傳動系統的振蕩。專利CN202716729U公開了一種電動汽車用電機與變速箱集成式電力驅動裝置，電機轉子支架為中空結構，差速器位于轉子支架中，差速器的殼體與轉子支架的內側連接，在兩側分別連接行星齒輪減速機構，兩行星齒輪減速機構的行星架中心軸分別與同側車輛半軸連接，實現了驅動電機、減速器、差速器的集成，但采用兩個行星齒輪減速機構，存在零部件數量多，軸向尺寸較長，總成質量大等問題。專利CN202085025U公開了一種三相無刷永磁多檔內轉子變速差速一體電機，電機轉子內安裝差速器，但由于使用的是傳統差速器，且使用兩個減速裝置，使得產品體積較大。專利CN101348075A公開了一種電機驅動的驅動橋，驅動電機產生的動力先經過差速器差速，再經過行星齒輪減速，實現了集成化設計，但是該裝置相對復雜，雖然降低了高度方向的尺寸，但軸向尺寸較大，電機為細長型，同時采用空心軸結構，傳動軸為更加細長的軸，細長的軸連接剛度較小，容易引起系統的振蕩。
【發明內容】
[0005]針對上述現有技術方案的不足，本發明的目的是提供一種新能源車用一體化驅動裝置，它結構緊湊，集成度高，能夠提高驅動系統在整車上布置的靈活性。
[0006]本發明的技術方案是這樣實現的，結合附圖:
[0007]一種新能源車用一體化驅動裝置，由殼體1、驅動電機、減速器、差速器組成，殼體I為驅動電機、差速器與減速器共用的殼體，減速器端蓋21和電機端蓋4分別固定連接在殼體I兩端；殼體I內腔分為電機腔和減速器腔，減速器和差速器設置在減速器腔內，驅動電機設置在電機腔內，驅動電機的電機軸8穿過電機腔伸入減速器腔，電機軸8兩端分別支承在減速器端蓋21和電機端蓋上4，且中間部位支承在殼體I上；電機軸8既作為驅動電機的輸出軸，又作為減速器的輸入軸，其與減速器的一級減速齒輪組花鍵連接，減速器的一級減速齒輪組與二級齒輪減速組花鍵連接；減速器的二級減速齒輪組與差速器的差速器殼11固定連接，位于差速器殼11內的兩個同軸的半軸齒輪14作為整個裝置的輸出端，分別與車輛的兩個半軸花鍵連接。
[0008]一種新能源車用一體化驅動裝置的改進方案，所述驅動電機為永磁同步電機或交流異步電機，所述殼體I上鑄有冷卻水道，通過水冷的方式對電機定子2進行冷卻。
[0009]一種新能源車用一體化驅動裝置的改進方案，所述驅動電機還包括電機軸承5、電機后蓋板6、旋轉變壓器7、電機軸油封9，所述電機軸8 一端通過電機軸承5支承到電機端蓋4上，所述電機腔與減速器腔之間通過電機軸油封9進行密封，旋轉變壓器7布置在電機軸8的外端且位于電機端蓋4外端面，電機后蓋板6固定在電機端蓋4的外端凸緣上。
[0010]一種新能源車用一體化驅動裝置的改進方案，所述減速器還包括中間軸17，所述減速器的一級減速齒輪組的主動齒輪為第一軸齒輪20, —級減速齒輪組的被動齒輪為一級減速齒輪18，第一軸齒輪20安裝在所述電機軸8上且二者通過花鍵連接，一級減速齒輪18安裝在中間軸17上且二者通過花鍵連接；所述減速器的二級減速齒輪組的主動齒輪一體成型在中間軸17上，二級減速齒輪組的被動齒輪為二級減速齒輪13，中間軸17的齒輪部分與二級減速齒輪13相嚙合；二級減速齒輪13與差速器的差速器殼11螺栓連接。
[0011]一種新能源車用一體化驅動裝置的改進方案，所述中間軸17上還安裝有駐車齒輪16，且二者通過花鍵連接。
[0012]本發明具有以下優點:
[0013]該新能源車用一體化驅動裝置將驅動電機、減速器、差速器一體化集成，共用殼體，并且電機軸既作為驅動電機的輸出軸又作為減速器的輸入軸，有效地減少了零部件數量，縮短了軸向尺寸，降低了總成重量。該驅動裝置驅動電機產生的動力通過電機軸直接輸入給減速器，減少了動力損失，提高了傳動效率。該新能源車用一體化驅動裝置結構緊湊，集成度高，整車動力系統布置的靈活性大幅提高。采用該驅動裝置的新能源汽車可通過控制驅動電機的轉速來控制汽車，避免了換擋帶來的麻煩。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明一種新能源車用一體化驅動裝置的軸測圖。
[0015]圖2是本發明一種新能源車用一體化驅動裝置的的左視圖。
[0016]圖3是本發明一種新能源車用一體化驅動裝置的的右視圖。
[0017]圖4是本發明一種新能源車用一體化驅動裝置的的俯視剖視圖。
[0018]圖中，1殼體,2電機定子,3電機轉子,4電機端蓋,5電機軸承,6電機后蓋板,7旋轉變壓器，8電機軸，9電機軸油封，10中間軸軸承，11差速器殼，12輸出軸軸承，13 二級減速齒輪，14半軸齒輪，15半軸油封，16駐車齒輪，17中間軸，18 一級減速齒輪，19第一軸軸承，20第一軸齒輪，21減速器端蓋。
具體實施方案
[0019]下面結合附圖詳細說明本發明的具體實施方案。
[0020]如圖4所示，一種新能源車用一體化驅動裝置，由殼體1、驅動電機、減速器、差速器組成。驅動電機包括電機定子2、電機轉子3、電機端蓋4、電機軸承5、電機后蓋板6、旋轉變壓器7、電機軸8、電機軸油封9，減速器包括第一軸齒輪20、一級減速齒輪18、中間軸17、二級減速齒輪13、第一軸軸承19、中間軸軸承10及減速器端蓋21，差速器包括差速器殼11、半軸齒輪14、輸出軸軸承12、半軸油封15，殼體I為驅動電機、差速器與減速器共用的殼體，減速器端蓋21和電機端蓋4分別通過螺栓固定連接在殼體I兩端。該一體化驅動裝置還包括一個駐車齒輪16。
[0021]殼體I內腔分為電機腔和減速器腔，電機腔與減速器腔之間通過電機軸油封9進行密封，保證減速器的潤滑油不進入電機中對電機絕緣產生影響。減速器和差速器設置在減速器腔內，驅動電機主要設置在電機腔內，驅動電機的電機軸8穿過電機腔伸入減速器腔。電機為干式電機，殼體I上有鑄造而成的冷卻水道，通過水冷的方式對電機定子2進行冷卻，減速器的齒輪及軸承通過飛濺的方式進行油潤滑。
[0022]所述電機定子2由定子鐵芯與繞組組成，定子鐵心由無取向硅鋼片疊壓而成，定子繞組為分布式繞組，所述電機轉子3由轉子鐵芯、永磁體與動平衡去重板組成，轉子鐵芯由無取向硅鋼片疊壓而成，永磁體為釹鐵硼材料。
[0023]驅動電機的電機軸8既作為驅動電機的輸出軸，又作為減速器的輸入軸，電機軸8上有外花鍵，第一軸齒輪20有內花鍵，二者花鍵連接，第一軸齒輪20與一級減速齒輪18相嚙合，直接將電機軸8輸出的動力傳遞給減速器，減少了動力損失，提高了傳動效率，電機軸8兩端分別通過第一軸軸承19和電機軸承5支承到減速器端蓋21及電機端蓋4上，且電機軸8中間部分通過一個軸承支承在殼體I上，提高了支撐剛度。
[0024]所述驅動電機可為永磁同步電機或交流異步電機，旋轉變壓器7為驅動電機的位置傳感器，整車可根據從旋轉變壓器7解讀的信號對電機進行控制，旋轉變壓器7布置在電機軸8的外端且位于電機端蓋4外端面，電機后蓋板6通過螺栓固定在電機端蓋4的外端凸緣上，可通過電機后蓋板6的拆裝對旋轉變壓器7進行手動調零。
[0025]減速器包括一級減速齒輪組和二級減速齒輪組，一級減速齒輪組的主動齒輪為第一軸齒輪20，被動齒輪為一級減速齒輪18，第一軸齒輪20與電機軸8通過花鍵連接，一級減速齒輪18與中間軸17通過花鍵連接；二級減速齒輪組的主動齒輪與中間軸17為一體式結構，二級減速齒輪組的被動齒輪為二級減速齒輪13，二級減速齒輪13與中間軸17的齒輪部分相嚙合。第一軸齒輪20、一級減速齒輪18、中間軸17上的齒輪部分、二級減速齒輪13都為斜齒輪，可滿足重載荷時的強度要求。中間軸17通過中間軸軸承10支撐到殼體I上。中間軸17上還安裝有駐車齒輪16，二者花鍵連接，外部駐車機構通過駐車齒輪16鎖住中間軸17，從而實現駐車功能。
[0026]二級減速齒輪13與差速器的差速器殼11集成，差速器殼11與二級減速齒輪13通過螺栓連接，差速器還包括位于差速器殼11內的兩個同軸的半軸齒輪14，兩個半軸齒輪14作為整個裝置的輸出端，分別與車輛的兩個半軸花鍵連接，車輛半軸直接連接車輪輪轂。差速器兩端通過半軸油封15保證裝置中的潤滑油不泄露。輸出軸軸承12用于支承差速器。
[0027]該一體化驅動裝置的動力傳遞方式如下:
[0028]電機定子2中的繞組通電，通過電機定轉子的電磁場將電能轉化成機械能驅動電機轉子3旋轉，動力通過一級減速齒輪組(第一軸齒輪20，一級減速齒輪18)及二級減速齒輪組(中間軸17，二級減速齒輪13)傳遞給差速器殼11，經差速器差速后通過半軸齒輪14經動力傳遞給車輪輪轂，從而驅動車輛行駛。倒車時，電機反轉，使車輛逆向行駛。
[0029]以上通過【具體實施方式】對本發明進行了詳細的說明，該實施方式僅僅是本發明的較佳實例，不應理解為對本發明的限制，任何依據本發明的原理所做的更改都應在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種新能源車用一體化驅動裝置，由殼體(I)、驅動電機、減速器、差速器組成，其特征在于，殼體(I)為驅動電機、差速器與減速器共用的殼體，減速器端蓋(21)和電機端蓋(4)分別固定連接在殼體(I)兩端；殼體(I)內腔分為電機腔和減速器腔，減速器和差速器設置在減速器腔內，驅動電機設置在電機腔內，驅動電機的電機軸(8)穿過電機腔伸入減速器腔，電機軸(8)兩端分別支承在減速器端蓋(21)和電機端蓋(4)上，且中間部位支承在殼體(I)上；電機軸(8)既作為驅動電機的輸出軸，又作為減速器的輸入軸，其與減速器的一級減速齒輪組花鍵連接，減速器的一級減速齒輪組與二級齒輪減速組花鍵連接；減速器的二級減速齒輪組與差速器的差速器殼(11)固定連接，位于差速器殼(11)內的兩個同軸的半軸齒輪(14)作為整個裝置的輸出端，分別與車輛的兩個半軸花鍵連接。
2.按照權利要求1所述的一種新能源車用一體化驅動裝置，其特征在于，所述驅動電機為永磁同步電機或交流異步電機，所述殼體(I)上鑄有冷卻水道，通過水冷的方式對電機定子(2)進行冷卻。
3.按照權利要求1所述的一種新能源車用一體化驅動裝置，其特征在于，所述驅動電機還包括電機軸承(5)、電機后蓋板(6)、旋轉變壓器(7)、電機軸油封(9),所述電機軸(8)一端通過電機軸承(5)支承到電機端蓋(4)上，所述電機腔與減速器腔之間通過電機軸油封(9)進行密封，旋轉變壓器(7)布置在電機軸(8)的外端且位于電機端蓋(4)外端面，電機后蓋板出)固定在電機端蓋(4)的外端凸緣上。
4.按照權利要求1所述的一種新能源車用一體化驅動裝置，其特征在于，所述減速器還包括中間軸(17)，所述減速器的一級減速齒輪組的主動齒輪為第一軸齒輪(20)，一級減速齒輪組的被動齒輪為一級減速齒輪(18)，第一軸齒輪(20)安裝在所述電機軸(8)上且二者通過花鍵連接，一級減速齒輪(18)安裝在中間軸(17)上且二者通過花鍵連接；所述減速器的二級減速齒輪組的主動齒輪一體成型在中間軸(17)上，二級減速齒輪組的被動齒輪為二級減速齒輪(13)，中間軸(17)的齒輪部分與二級減速齒輪(13)相嚙合；二級減速齒輪(13)與差速器的差速器殼(11)螺栓連接。
5.按照權利要求4所述的一種新能源車用一體化驅動裝置，其特征在于，所述中間軸(17)上還安裝有駐車齒輪(16)，且二者通過花鍵連接。
【文檔編號】B60K17/16GK104377881SQ201410649407
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月14日 優先權日:2014年11月14日
【發明者】鄧洋, 錢志超, 王宇, 徐德才, 李峰勇, 張穎, 趙慧超, 劉明輝 申請人:中國第一汽車股份有限公司