一種具有變速功能的電軸驅動系統及機動車的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電軸驅動系統，尤其涉及一種具有變速功能的電軸驅動系統，以及應用了這種電軸驅動系統的機動車。
【背景技術】
[0002]電動汽車的電力驅動方式基本上可分為中央電機驅動和輪轂電機驅動兩種。由電動機、固定速比減速器和差速器等構成的中央電機驅動系統。在這種驅動系統中，由于沒有離合器和變速器，因此可以減少機械傳動裝置的體積和質量。中央電機驅動系統也可以有另一種布置形式，它與前輪驅動、橫向前置發動機的燃油汽車的布置形式相似，將電動機、固定速比減速器和差速器集成一體，兩根半軸連接兩個驅動車輪，這種布置形式稱為電軸驅動系統(eAxle驅動系統)，這種布置形式在小型電動汽車上應用最普遍。
[0003]德國專利DE102011076523號揭示了一種電軸驅動系統，其包括電機，行星齒輪組和差速器，電機的輸入作為行星齒輪組太陽輪的輸入，外齒圈與殼體固定，并由行星架輸出動力到差速器。由于該電軸驅動系統僅采用固定速比的行星齒輪組作為減速機構，整個驅動系統只能以單一的速比進行輸出，電機的工作狀態很難一直保持在高效區，因而工作效率難以提高，同時，由于電軸驅動系統只能以單一速比固定在差速器上，當車輛處于下坡滑行或發動機驅動并且速度高于電機可承受的轉速時，電機可能損壞。
[0004]美國專利US7990004號揭示了另一種電軸驅動系統，其包括電機，行星齒輪組和差速器，電機的輸入作為行星齒輪組太陽輪的輸入，并由行星架輸出動力到差速器，其行星齒輪組的外齒圈與殼體可以通過耦合機構固定，也可以相對不固定。因此，在外齒圈與殼體不通過耦合機構固定的時候，電機的動力不能傳遞到差速器上，相當于電機處于空檔位置，雖然電機可以通過脫開差速器避免速度過高導致損壞，但是依然只能以單一的速比進行動力輸出，難以保持在電機工作的高效區域。
[0005]不論上述哪種設計，現有技術中的電軸驅動系統都是單一速比進行動力輸出的，所以電機的工作狀態很難一直保持在高效區，因而工作效率難以提高。
[0006]因此，需要提供具有不同輸出速比的電軸驅動系統以解決上述問題。
【發明內容】
[0007]本發明解決的問題是提升電驅動或混合動力驅動的車輛中電機的工作效率。
[0008]為解決上述問題，本發明提供一種具有變速功能的電軸驅動系統，包括電機，行星齒輪組，輸入軸，輸出軸和差速器，所述差速器的主減齒輪與所述輸出軸上的正齒輪齒輪嚙合，所述電機和所述行星齒輪組的太陽輪依次沿所述輸入軸設置，所述行星齒輪組的齒圈與殼體固定，所述輸入軸和所述輸出軸可扭轉同軸設置，還包括同步器，所述同步器擇一地將所述輸入軸和所述行星齒輪組的行星架上的動力傳遞到所述輸出軸或將所述輸出軸從動力流中斷開。
[0009]可選的，所述電機、所述太陽輪和所述同步器依次同軸設置在有輸入軸和輸出軸構成的軸線上。
[0010]可選的，所述同步器包括第一齒盤、第二齒盤、套筒和齒轂，所述第一齒盤與所述行星架固定連接，所述第二齒盤與所述輸入軸固定連接，所述齒轂與所述輸出軸固定連接，所述套筒與所述齒轂抗扭轉地連接，并可以擇一地與所述第一齒盤和第二齒盤抗扭轉連接或與二者均斷開。
[0011]可選的，所述輸出軸上設有駐車齒輪，用于被駐車裝置嚙合以鎖定所述輸出軸。
[0012]可選的，所述電軸驅動系統還包括用于徑向支撐所述輸入軸的支撐盤。
[0013]可選的，所述支撐盤固定在所述殼體內表面，所述齒圈固定在所述支撐盤上。
[0014]同時，本發明還提供了一種應用了上述任一電軸驅動系統的機動車。
[0015]與現有技術相比，本發明具有以下優點:通過同步器的不同連接位置，所述電軸驅動系統可以選擇兩檔不同的速比進行動力輸出，也可以斷開電機和差速器的動力連接，不但可以選擇更高工作效率的速比使電機工作在高效區域，還可以在車輛速度過高的時候斷開電機，以防止電機轉動超速導致損壞。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明2速電軸驅動系統的結構示意圖；
[0017]圖2是圖1所示電軸驅動系統剖面圖；
[0018]圖3是圖2所示電軸驅動系統第一檔位狀態的示意圖；
[0019]圖4是圖2所示電軸驅動系統第二檔位狀態的示意圖；
[0020]圖5是圖2所示電軸驅動系統空檔狀態的示意圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，本發明的電軸驅動系統包括依次在軸A上同軸布置的電機1、行星齒輪組2和同步器3(三個部件在圖1中僅顯示軸A上方部分)以及在軸B上布置的差速器
4。所述行星齒輪組2的太陽輪21設置在輸入軸51上，以連接所述電機I的輸出動力，夕卜齒圈22鎖定在外部殼體上，所述同步器3的輸入端兩個同步位置分別連接所述行星齒輪組2的太陽輪21和行星架23，其輸出端通過輸出軸52和正齒輪6耦合到所述差速器4的輸入端。所述輸出軸52上還設有駐車齒輪7，所述駐車齒輪7可以設置于所述正齒輪6和所述同步器3的輸出端之間，也可以設置在所述正齒輪6與殼體之間(圖1中以前一種位置為例)。
[0022]如圖2所示，本發明的電軸驅動系統包括依次同軸布置的電機1、行星齒輪組2、同步器3、駐車齒輪7和正齒輪6，其中所述電機I和所述行星齒輪組2設置在輸入軸51上，所述電機I設置在所述輸入軸51的輸入端，所述行星齒輪組2的太陽輪21抗扭轉地固定在所述輸入軸51上，外齒圈22相對于殼體被固定；所述駐車齒輪7和所述正齒輪6設置在輸出軸52上，所述駐車齒輪7可用被駐車裝置(圖中未示出)固定，以鎖定輸出軸52，所述正齒輪6與所述差速器4的主減齒輪41嚙合；所述同步器3包括位于圖中左側的第一齒盤31，位于圖中右側的第二齒盤32，能與所述兩個齒盤擇一地耦合的套筒33以及與所述套筒33抗扭轉固定的齒轂34，所述第一齒盤31與所述行星齒輪組2的行星架23固定連接，所述第二齒盤32與輸入軸51抗扭轉連接，所述套筒33可以在執行機構(圖中未示出)控制下沿軸向在一定范圍內滑動，從而根據所處的位置擇一地與兩個所述齒盤嚙合或處于不與齒盤嚙合的空檔位置，以擇一地將來自所述行星架23和輸入軸51的動力傳遞到輸出軸52上，或將所述輸出軸52與所述電機I的動力斷開。所述輸入軸51與所述輸出軸52沿同軸可扭轉地布置。本發明的電軸驅動系統還包括一個支撐盤24，沿軸向固定在殼體內表面，所述外齒圈22固定在所述支撐盤24的內表面以實現相對殼體的固定，所述支撐盤24還包括一個沿軸向的通孔，通孔內借助軸承對所述輸入軸51提供徑向支撐。
[0023]如圖3所示，本發明的電軸驅動系統處于一檔狀態，同步器3位于圖中左側位置，即同步器的輸入端連接在行星齒輪組2的行星架23上，所述電機I的輸出動力從所述行星齒輪組2的太陽輪輸入，并從行星架23輸出，經過行星齒輪組2變速后的動力流經過輸出軸52以及正齒輪6傳遞到所述差速器4上。
[0024]如圖4所示，本發明的電軸驅動系統處于二檔狀態，同步器3位于圖中右側位置，即同步器的輸入端連接在行星齒輪組2的太陽輪21上，所述電機I的輸出動力從所述行星齒輪組2的太陽輪輸入，并直接從太陽輪21輸出，未經過行星齒輪組2變速后的動力流經過輸出軸52以及正齒輪6傳遞到所述差速器4上。
[0025]如圖5所示，本發明的電軸驅動系統處于空檔狀態，同步器3位于圖中中間位置，即同步器的輸入端與所述行星齒輪組脫離，從而使所述電機I不作為動力源進行輸出。
[0026]雖然本發明僅就某些示范性實施方式進行描述，這些描述應該僅作為示例而不構成限制。在所附權利要求書記載的范圍內，在不脫離本發明精神和范圍情況下，各種變化均是可能的。
【主權項】
1.一種具有變速功能的電軸驅動系統，包括電機(I)，行星齒輪組(2)，輸入軸(51)，輸出軸(52)和差速器(4)，所述差速器(4)的主減齒輪(41)與所述輸出軸(52)上的正齒輪(6)齒輪嚙合，其特征在于，所述電機⑴和所述行星齒輪組⑵的太陽輪(21)依次沿所述輸入軸(51)設置，所述行星齒輪組(2)的齒圈(22)與殼體固定，所述輸入軸(51)和所述輸出軸(52)可扭轉同軸設置，還包括同步器(3)，所述同步器3擇一地將所述輸入軸(51)和所述行星齒輪組(2)的行星架(23)上的動力傳遞到所述輸出軸(52)或將所述輸出軸(52)從動力流中斷開。2.如權利要求1所述的具有變速功能的電軸驅動系統，其特征在于:所述電機(I)、所述太陽輪(21)和所述同步器(3)依次同軸設置在有輸入軸(51)和輸出軸(52)構成的軸線上。3.如權利要求2所述的具有變速功能的電軸驅動系統，其特征在于:所述同步器(3)包括第一齒盤(31)、第二齒盤(32)、套筒(33)和齒轂(34)，所述第一齒盤(31)與所述行星架(23)固定連接，所述第二齒盤(32)與所述輸入軸(51)固定連接，所述齒轂(34)與所述輸出軸(52)固定連接，所述套筒(33)與所述齒轂(34)抗扭轉地連接，并可以擇一地與所述第一齒盤(31)和第二齒盤(32)抗扭轉連接或與二者均斷開。4.如權利要求1至3之一所述的具有變速功能的電軸驅動系統，其特征在于:所述輸出軸(52)上設有駐車齒輪(7)，用于被駐車裝置嚙合以鎖定所述輸出軸(52)。5.如權利要求1至3之一所述的具有變速功能的電軸驅動系統，其特征在于:還包括用于徑向支撐所述輸入軸(51)的支撐盤(24)。6.如權利要求5所述的具有變速功能的電軸驅動系統，其特征在于:所述支撐盤(24)固定在所述殼體內表面，所述齒圈(22)固定在所述支撐盤(24)上。7.一種機動車，其特征在于應用了上述任一權利要求所述的電軸驅動系統。
【專利摘要】一種具有變速功能的電軸驅動系統和機動車，該電軸驅動系統包括電機，行星齒輪組，輸入軸，輸出軸和差速器，所述差速器的主減齒輪與所述輸出軸上的正齒輪齒輪嚙合，所述電機和所述行星齒輪組的太陽輪依次沿所述輸入軸設置，所述行星齒輪組的齒圈與殼體固定，所述輸入軸和所述輸出軸可扭轉同軸設置，還包括同步器，所述同步器擇一地將所述輸入軸和所述行星齒輪組的行星架上的動力傳遞到所述輸出軸或將所述輸出軸從動力流中斷開。該電軸驅動系統不但可以選擇更高工作效率的速比使電機工作在高效區域，還可以在車輛速度過高的時候斷開電機，以防止電機轉動超速導致損壞。
【IPC分類】B60K17/356, B60K17/04, B60K17/16, B60K1/00
【公開號】CN105620259
【申請號】CN201410682087
【發明人】鐘虎, 章俊杰, 卡斯滕·庫爾坎普
【申請人】舍弗勒技術有限兩合公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年11月24日