CN106274463B - 一种集成式电驱动总成 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种集成式电驱动总成，由箱体、电机、减速器和差速器组成，箱体包括减速器左箱体(1)和集成式箱体(5)，集成式箱体(5)由减速器右箱体与电机外壳一体铸成，集成式箱体(5)是通过铸造工艺和热处理及高精度加工的方式制造的，具有更大的强度和刚度，无外花键的减速器输入轴(2)和无内花键的电机输出轴(4)之间通过强过盈配合的连接形式，提高了电驱动总成的传递效率；且电机输出轴与减速器输入轴之间通过两个轴承实现平衡。电机定子(6)和转子(7)均为薄\饼状，能缩短电机轴向尺寸，使总成的外形空间减小，大大增加了动力总成的布置灵活性。在电机定子(6)的极靴面开设有至少一个凹槽，在电机转子(7)的外周面上均匀间隔设有多个凹面，电机转子(7)上两个相邻的V形槽之间的间隙处开有孔A。

Description

一种集成式电驱动总成
技术领域
本发明属于电动汽车动力驱动总成，尤其涉及一种集成式电驱动总成。
背景技术
目前所用电动汽车动力驱动总成，大多数为电机输出轴与减速器输入轴之间通过传统的花键连接形式传递动力，通过螺栓连接电机与减速器的固定方式进行动力驱动。然而，这种传统的动力驱动形式传动环节多，轴向尺寸大造成体积明显偏大且质量重，导致传动效率低，螺栓之间连接结构的强度和刚度相比一体式箱体结构弱，内外花键制造成本高。还有一些现有技术中，电机输出轴和减速器输入轴的平衡结构，通常都需要3个轴承才能实现平衡。另外，现有技术中的电机的效率也有待提高，为此，本发明提出了一种集成式电驱动总成，此电驱动总成是通过一系列技术的改进，电驱动总成达到最高的效率，同时又能降低制造成本。
发明内容
本发明的目的是提出一种集成式电驱动总成，减少了传动环节，提高传动效率，减小了体积、重量、成本，同时还增强了结构的强度，提高了安全性。
本发明的技术方案是：一种集成式电驱动总成，由箱体、电机、减速器和差速器组成，其特征在于：箱体包括减速器左箱体1和集成式箱体5，集成式箱体5由减速器右箱体与电机外壳一体铸成，电机输出轴4与减速器输入轴2相连接，减速器输入轴2无外花键，电机输出轴4无内花键，电机输出轴和减速器输入轴连接后构成的传动结构通过两个轴承来实现平衡，所述电机使用饼状的电机定子6和饼状的电机转子7，并将饼状电机定子6固定于集成式箱体5内，电机定子6的极靴面开设有至少一个凹槽，电机转子7的外周面非圆形，在电机转子的外周面上均匀间隔设有多个凹面，电机转子7上设有与电机转子极数相同数量的V形槽，两个相邻的V形槽在靠近电机转子外周面一侧具有间隙，在此间隙处开有孔A。
电机定子6和电机转子7均为薄饼状。
优选地，凹面的数量是电机转子极数的整数倍。
优选地，电机转子中布置有多个永磁体，在永磁体的上方的铁芯开有小竖槽B。
优选地，电机转子在永磁体的下方开有多个孔C，孔C由三个小圆围绕一个大圆组成，多个孔C绕电机转子的中心轴孔均匀分布。
优选地，V形槽由两个不连通的细长槽组成，V形槽的大开口朝向电机转子的外周面，在V形槽的细长槽中放置永磁体。
优选地，孔A的形状为梯形，具体为等腰梯形。
优选地，所述电机输出轴4和减速器输入轴2之间是以强过盈的配合形式连接。
优选地，所述电机输出轴4和电机转子7之间是以过盈的配合形式连接。
优选地，所述传动结构通过设于两端的各一个轴承来实现电机输出轴到减速器输入轴之间的平衡，一端的轴承固定在减速器左箱体1上，另一端的轴承固定在电机后端盖上。
优选地，电机与减速器之间通过轴向油封3进行密封。
优选地，在集成式箱体5的外表面设置有多条散热筋。
本发明的有益效果是：减小了体积，降低了重量和成本，减少传动环节，增强了结构的强度和刚度，提高了传动效率和能量的利用率，且有效地降低电机的齿槽转矩及脉动转矩，提高永磁电机的转矩及效率，还有利于降低电机磁铁的材料成本，改善了电机转矩特性，提高转子动平衡的效果，同时增强了安全性和可靠性。本发明的集成式电驱动总成相对于传统的电动汽车驱动总成提高了15％的效率，同时整体能效提高了3％，电机的能效等级能达到IE2的水平。
下面结合附图和实施例对本发明作详细描述。
附图说明
图1是本发明一种集成式电驱动总成的示意图。
图2是本发明一种集成式电驱动总成的主视图。
图3是本发明一种集成式电驱动总成中电机定子的平面图。
图4是本发明一种集成式电驱动总成中电机转子的平面图。
具体实施方式
本发明的核心是涉及一种集成式电驱动总成，由箱体、电机、减速器和差速器组成，电机为永磁电机。箱体包括减速器左箱体1和集成式箱体5，集成式箱体5由减速器右箱体与电机外壳一体铸成，集成式箱体5是通过铸造工艺和热处理及高精度加工的方式实现了更大的强度、刚度，保证了安全性和可靠性，同时也减小了驱动总成的体积、重量，实现轻量化。
电机输出轴4与减速器输入轴2相连接，减速器输入轴2无外花键，电机输出轴4无内花键，减速器输入轴2和电机输出轴4之间的连接形式，采用热装和冷装的方法达到强过盈配合，替代了传统电动汽车驱动总成的花键配合形式，将这种设计方式在电机与减速器之间使用，减少了输入输出轴之间的传递环节，提高了电驱动总成的传递效率，同时也去掉了花键复杂的制造工艺。电机具有电机定子6和电机转子7，电机转子7与电机输出轴4之间也通过过盈配合，去掉了常规设计中的键槽配合方式，这种电机的设计优势是减少多处的传动环节，进一步提高传动效率，使之达到94％的传动效率。同时简化了制造工艺，降低了制造成本。
电机输出轴和减速器输入轴连接后构成的传动结构通过两个轴承来实现平衡，所述传动结构通过设于两端的各一个轴承来实现电机输出轴到减速器输入轴之间的平衡，一端轴承固定在减速器左箱体1上，另一端轴承固定在电机后端盖上，两个轴承更能保证同轴度的精度，也能减小对轴的冲击，还能在高速运转时减低振动，同时对轴向尺寸链的设计和各部件尺寸及位置的配合做出精密的计算，确保不会对电机输出轴和减速器输入轴造成很大的冲击。
电机定子6和电机转子7均为薄饼状，能缩短电机轴向尺寸，使总成的外形空间减小，大大增加了动力总成的布置灵活性。
集成式箱体5可以将电机的热量传导于变速箱壳体上，集成式箱体的外表面设置有多条散热筋，并由于壳体的外形特征以及对其外壳的散热筋厚度进行精细处理，使其体积和质量减小，实现轻量化，同时保证了更大的散热面积，更利于更好散热，减少了能量的损耗，进而提高了能量的利用率。
电机与减速器之间通过使用轴向油封3既达到干湿分离的效果，又起到了良好的密封作用。
电机定子6的极靴面开设有至少一个凹槽8，通过设置上述凹槽8，来增加等效气隙，减小电机的转矩脉动，提高转矩控制精度，还可降低电机的噪音，凹槽8的宽度为0.1毫米～3毫米，深度为0.1毫米～3毫米。每个极靴面可设置1～6个凹槽8，凹槽8在极靴面上规则分布。
在电机转子7的外周面上均匀间隔设有多个凹面9，凹面9的数量是电机转子极数的整数倍，这样可以有效改善转子外圆周部分铁芯的磁通分布，使流入电机定子部分的磁力线不产生突变，减少电机的齿槽转矩及脉动转矩，提高永磁电机的转矩及效率，还有利于降低电机磁铁的材料成本。其中，凹面的深度为转子铁芯的电磁钢板(硅钢片)厚度的1-3倍。
电机转子上设有与永磁电机转子极数相同数量的V形槽，V形槽由两个不连通的细长槽组成，V形槽的大开口朝向电机转子的外周面，在V形槽的细长槽中放置永磁体，两个相邻的V形槽在靠近电机转子外周面一侧具有间隙，在此间隙处开有孔A10，孔A10的形状为梯形，具体可为等腰梯形，通过在上述位置布置孔A10，可以减少电机的脉动转矩和漏磁，可以提高电机的效率。
电机转子中布置有多个永磁体，在永磁体的上方的铁芯开有小竖槽B11，形状为长圆形，可以方便工艺制造和铁芯冲片的组合安装。
电机转子在永磁体的下方开有多个孔C 12，孔C 12由三个小圆围绕一个大圆组成，多个孔C 12绕电机转子的中心轴孔均匀分布，这个设计方案为转子动平衡的设计，可快速方便地完成转子动平衡，缩短操作流程并提高转子动平衡的效果。电机定子6固定于集成式箱体5内，并且电机转子7与电机输出轴4之间通过过盈配合，去掉了传统的键槽配合方式，既简化了制造工艺，又提高了电机输出轴4与电机转子7之间的同轴度，更有利于电机动平衡的设计计算。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种集成式电驱动总成，由箱体、电机、减速器和差速器组成，其特征在于：箱体包括减速器左箱体(1)和集成式箱体(5)，集成式箱体(5)由减速器右箱体与电机外壳一体铸成，电机输出轴(4)与减速器输入轴(2)相连接，减速器输入轴(2)无外花键，电机输出轴(4)无内花键，电机输出轴和减速器输入轴连接后构成的传动结构通过两个轴承来实现平衡，所述电机使用饼状的电机定子(6)和饼状的电机转子(7)，并将饼状电机定子(6)固定于集成式箱体(5)内，电机定子(6)的极靴面开设有至少一个凹槽，电机转子(7)的外周面为非圆形，在电机转子的外周面上均匀间隔设有多个凹面，电机转子(7)上设有与电机转子极数相同数量的V形槽，两个相邻的V形槽在靠近电机转子外周面一侧具有间隙，在此间隙处开有孔A。
2.根据权利要求1所述的一种集成式电驱动总成，其特征在于，电机定子(6)和电机转子(7)均为薄饼状。
3.根据权利要求1所述的一种集成式电驱动总成，其特征在于，凹面的数量是电机转子极数的整数倍。
4.根据权利要求1所述的一种集成式电驱动总成，其特征在于，电机转子中布置有多个永磁体，在永磁体的上方的铁芯开有小竖槽B。
5.根据权利要求4所述的一种集成式电驱动总成，其特征在于，电机转子在永磁体的下方开有多个孔C，孔C由三个小圆围绕一个大圆组成，多个孔C绕电机转子的中心轴孔均匀分布。
6.根据权利要求1所述的一种集成式电驱动总成，其特征在于，V形槽由两个不连通的细长槽组成，V形槽的大开口朝向电机转子的外周面，在V形槽的细长槽中放置永磁体。
7.根据权利要求1所述的一种集成式电驱动总成，其特征在于，孔A的形状为梯形。
8.根据权利要求7所述的一种集成式电驱动总成，其特征在于，孔A的形状为等腰梯形。
9.根据权利要求1所述的一种集成式电驱动总成，其特征在于，所述电机输出轴(4)和减速器输入轴(2)之间是以强过盈的配合形式连接。
10.根据权利要求1所述的一种集成式电驱动总成，其特征在于，所述电机输出轴(4)和电机转子(7)之间是以过盈的配合形式连接。
11.根据权利要求1所述的一种集成式电驱动总成，其特征在于，所述传动结构通过设于两端的各一个轴承来实现电机输出轴到减速器输入轴之间的平衡，一端的轴承固定在减速器左箱体(1)上，另一端的轴承固定在电机后端盖上。
12.根据权利要求1所述的一种集成式电驱动总成，其特征在于，电机与减速器之间通过轴向油封(3)进行密封。
13.根据权利要求1所述的一种集成式电驱动总成，其特征在于，在集成式箱体(5)的外表面设置有多条散热筋。
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