CN112498077A - 电驱动总成***和车辆 - Google Patents

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王文辉
韩龙
赵振宇
陈汝鹏
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Abstract

本发明涉及一种电驱动总成***，包括：壳体，包括主体以及与主体配合的第一端盖；转子轴，具有旋转轴线，且具有沿旋转轴线靠近第一端盖的第一端部和与第一端部相对的第二端部；和齿轮输入轴，与所述转子轴同轴设置且具有第一端部分和第二端部分，所述齿轮输入轴容纳在由第一端盖和主体的另一部分形成的齿轮容置空间内；其中，所述壳体为由所述电机和所述齿轮输入轴共用的壳体，其中，所述电驱动总成***还包括：第一轴承、第二轴承和第三轴承。

Description

电驱动总成***和车辆
技术领域
本发明涉及一种电驱动总成***和包括该电驱动总成***的车辆。
背景技术
在目前的市场上，电驱动***的电机、逆变器和减速器通常是单独制造的。通过紧固件将电机、减速器和逆变器相互连接。由于电机和减速器的壳体是分开的，所以逆变器和电机之间的信号连接和冷却水流动需要分开的连接器和水管。
同时这种电驱动***体积大，尺寸大。电驱动***的现有集成方法在车辆的整体布局中占据了很大的空间，因此带来了以下困难：总成本相对较高，缺乏市场竞争力。
发明内容
本发明针对上文提到的问题和需求，提出一种电驱动总成***和包括该电驱动总成***的车辆，其由于采取了如下技术方案而能够解决上述技术问题，并具有其他技术优势。
根据本发明的一个方面，提出一种电驱动总成***，包括壳体，包括主体以及与主体配合的第一端盖；转子轴，具有旋转轴线，且具有沿旋转轴线靠近第一端盖的第一端部和与第一端部相对的第二端部，所述转子轴至少部分容纳在由主体的一部分形成的电机容置空间内，所述转子轴旋转固定至电机的转子；和齿轮输入轴，与所述转子轴同轴设置且具有沿旋转轴线靠近第一端盖的第一端部分和与第一端部分相对的第二端部分，所述齿轮输入轴容纳在由第一端盖和主体的另一部分形成的齿轮容置空间内，所述齿轮输入轴旋转固定至转子轴。所述壳体为由所述电机和所述齿轮输入轴共用的壳体，所述转子轴的第一端部朝向齿轮容置空间延伸且位于齿轮输入轴的轴孔内。所述电驱动总成***还包括：第一轴承，其在第一端部分处支撑所述齿轮输入轴；第二轴承，其在第二端部处支撑所述转子轴；和第三轴承，其在第二端部分处支撑所述齿轮输入轴且安装在主体内。
通过上述特征，只需要三个轴承用于支撑转子轴和齿轮输入轴。由所述电机和所述齿轮输入轴的共用壳体可以减少一个壳体部件，并相应地减少一套压铸磨具。此外，可以减少电驱动总成***的重量和整体尺寸，更有利于其在车辆中的空间布置，使其更具市场竞争力。例如，该电驱动总成***沿旋转轴线的长度可以减少15-20mm。
在一些示例中，所述第一轴承安装在第一端盖内。
在一些示例中，所述壳体还包括与主体配合的第二端盖，所述第二端盖与所述第一端盖相对设置，所述第二轴承安装在第二端盖内。
通过上述特征，两个轴承可以分别安装在一体形成于第一端盖和第二端盖内的轴承安装孔中，相比于单独设置开设轴承孔的轴承座再将该轴承座连接至壳体而言，更便于结构的简化，且更利于保证轴承孔的加工精度。
在一些示例中，所述转子轴与所述齿轮输入轴花键连接。
通过上述特征，转子轴与齿轮输入轴可以通过花键实现周向的可靠旋转固定。
在一些示例中，所述转子轴在所述第二端部分处与所述轴孔间隙配合。
通过上述特征，提供了较长转子轴与齿轮输入轴的轴孔之间的配合间隙，有助于提高转子轴与齿轮输入轴的配合可靠度。
在一些示例中，在所述第二端部分处所述转子轴与所述齿轮输入轴之间设置有沿周向延伸的密封件。
在一些示例中，所述电驱动总成***还包括安装件，具有柱状主体和凸缘，所述柱状主体通过螺栓安装至所述第一端部，所述凸缘沿轴向抵靠所述第一端部分。
在一些示例中，在所述第一端部分处所述安装件和所述齿轮输入轴之间设置有沿周向延伸的密封件。
通过第一端部分和第二端部分处的密封件，可以确保轴孔内润滑剂与外部之间的有效密封。
在一些示例中，所述密封件为O型圈。
在一些示例中，在所述转子轴与所述主体之间且邻近所述第三轴承设置有沿周向延伸的唇形密封件。
在一些示例中，所述第一轴承、第二轴承、第三轴承中的至少一个为深沟球轴承。
通过上述特征，采用深沟球轴承可以在保证支承可靠性的同时降低成本。
在一些示例中，所述电驱动总成***还包括两级螺旋齿轮平行轴减速器布置。
在一些示例中，所述电驱动总成***设置有差速器，所述差速器设置在所述齿轮容置空间内且联接到所述减速器布置。
在一些示例中，所述减速器布置和差速器设置有深沟球轴承。
在一些示例中，所述电驱动总成***还包括逆变器壳体，所述逆变器壳体固定至所述壳体。
根据本发明的另一方面，提出一种车辆，包括如前所述的电驱动总成***。
综上所述，本发明提出的电驱动总成***，只需要三个轴承用于支撑转子轴和齿轮输入轴。由所述电机和所述齿轮输入轴的共用壳体可以减少一个壳体部件，并相应地减少一套压铸磨具。此外，可以减少电驱动总成***的重量和整体尺寸，更有利于其在车辆中的空间布置，使其更具市场竞争力。本发明所提出的车辆由于具有上述电驱动总成***，也具有同样的优势和益处。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下文中将对本发明实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。
图1是根据本发明的示例性实施例的电驱动总成***的正视图；
图2是根据本发明的示例性实施例的电驱动总成***的剖面图；
图3示出了图2中的转子轴和轴孔间隙配合的局部放大图。
附图标记列表
1 壳体
11 主体
12 第一端盖
13 第二端盖
2 转子轴
21 第一端部
22 第二端部
3 齿轮输入轴
31 第一端部分
32 第二端部分
4 第一轴承
5 第二轴承
6 第三轴承
71，72 密封件
8 安装件
9 唇形密封件
101 输入齿轮
102 中间第一齿轮
103 中间第二齿轮
104 中间轴
20 差速器
100 电机
110 转子
120 定子
200 减速器
300 逆变器
301 逆变器壳体
M 电机容置空间
G 齿轮容置空间
A 旋转轴线
具体实施方式
为了使得本公开的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本公开具体实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
电动化已成为汽车工业的重要发展方向之一，电驱动总成***作为电动汽车的动力***，其集成度、轻量化、可靠性受到重点关注。
电驱动总成***是一个高度集成的电驱动***，通常由永磁同步电机、逆变器和减速器组成。在目前的市场上，电驱动***的电机、逆变器和减速器通常是单独制造的，通过紧固件将电机、减速器和逆变器相互连接，这种分开的布置方式使得电驱动总成***的体积和尺寸较大，重量更重，在车辆的整体布局中占据了很大的空间。
基于以上问题，本发明提出一种电驱动总成***和包括这种电驱动总成***的车辆，尤其是电动汽车。
图1是根据本发明的示例性实施例的电驱动总成***的正视图。图2是根据本发明的示例性实施例的电驱动总成***的剖面图。
如图1所示，电驱动总成***可以包括电机100、减速器200和逆变器300。逆变器300将直流电(例如电池、蓄电瓶)转变成定频定压或调频调压交流电以输入至电机100，电机100例如为永磁同步电机或交流异步电机。电机100与减速器200传动连接，以将电机100的扭矩经减速器200减速后输出。
电机100可以包括转子110和定子120，转子110和定子120的设置是本领域的常见手段，本公开不具体描述。
图2示出了本发明的示例性实施例的电驱动总成***的剖面图，图2进一步细化了电驱动总成***的结构图。如图2所示，电驱动总成***进一步包括：壳体1、转子轴2、齿轮输入轴3、第一轴承4、第二轴承5和第三轴承6。
壳体1包括主体11以及与主体11配合的第一端盖12。此外，壳体1还可以包括与主体11配合的第二端盖13，第二端盖13与第一端盖12相对设置。具体地，第一端盖12和第二端盖13相对设置在主体11的两端，并且可以通过紧固件，例如螺栓，安装至主体11。可选地，第一端盖12和第二端盖13也可以在组装后焊接至主体11。
主体11的一部分形成电机容置空间M，而主体11的另一部分与第一端盖12形成齿轮容置空间G。具体地，电机容置空间M由主体11的一部分限定，并且第二端盖13封闭该电机容置空间M。主体11的另一部分与第一端盖12合围形成齿轮容置空间G，即，齿轮容置空间G的一部分由主体11提供，另一部分由第一端盖12提供。
由此，相比于电机和减速器分体设置的方式，本发明提供的壳体1和第一端盖12可以省去一个壳体部件，并因此减少加工该壳体部件的压铸模具，此外，这种电机、减速器共用壳体的设置还可以获得更紧凑和轻量的电驱动总成布置，实际可以减少长度方向(沿转子轴2的旋转轴线A方向)15-20mm的长度。
转子轴2旋转固定至电机100的转子110。转子轴2具有旋转轴线A，且具有沿旋转轴线A靠近第一端盖12的第一端部21和与第一端部21相对的第二端部22。转子轴2至少部分容纳在电机容置空间M内，并且另一部分容纳在齿轮容置空间G内。
需要说明的是，本文所述的“旋转固定”指的是两个部件能够共同旋转地连接，其沿旋转方向(例如周向)的相互运动被限制从而能够共同旋转。“旋转固定”并不限制沿旋转轴线A方向的位移，因此，旋转固定的两部件可以沿旋转轴线A方向的发生相对位移。若沿旋转轴线A方向的位移也被固定，则可以认为两个部件完全固定连接。
进一步地，转子轴2的第一端部21由第一端盖12支承，转子轴2的第二端部22由第二端盖13支承，且转子轴2的介于第一端部21和第二端部22的中间部由主体11支承。该中间部位于齿轮容置空间G的邻近电机容置空间M的边缘处。具体地，转子轴2的支承分别由第一轴承4、第二轴承5和第三轴承6实现，将在下文具体描述。
齿轮输入轴3与转子轴2同轴设置且具有沿旋转轴线A靠近第一端盖12的第一端部分31和与第一端部分31相对的第二端部分32，齿轮输入轴3容纳在由第一端盖12和主体11的另一部分形成的齿轮容置空间G内，齿轮输入轴3旋转固定至转子轴2。
具体地，转子轴2的第一端部21朝向齿轮容置空间G延伸且位于齿轮输入轴3的轴孔内。可选地，转子轴2与齿轮输入轴3花键连接。例如，转子轴2具有外花键，齿轮输入轴3具有与外花键配合的内花键。本发明并不限于此，本领域技术人员还可以采用其他常见的轴联接方式，例如粘接、铆接、螺栓连接等。
在本实施例中，壳体1为由电机100和齿轮输入轴3共用的壳体。进一步地，壳体1为由电机100和减速器200所共用的壳体。
在本实施例中，第一轴承4在第一端部分31处支撑齿轮输入轴3，从而间接支撑转子轴2。第二轴承5在第二端部22处支撑转子轴2。第三轴承6在第二端部分32处支撑齿轮输入轴3且安装在主体11内。
具体地，第一轴承4安装在第一端盖12内，第二轴承5安装在第二端盖13内。第一端盖12和第二端盖13可以一体形成用于安装轴承的轴承安装孔，相比于单独设置开设轴承孔的轴承座再将该轴承座连接至壳体而言，更便于结构的简化，且更利于保证轴承孔的加工精度。
转子轴2在第二端部分32处与轴孔间隙配合。图3示出了图2中的转子轴2和轴孔间隙配合的局部放大图并具体示出了这种间隙配合。
从图3可以看出，在第二端部分32处，转子轴2与齿轮输入轴3之间具有间隙，并且在第二端部分32处转子轴2与齿轮输入轴3之间设置有沿周向延伸的密封件72以密封该间隙。
可选地，电驱动总成***还可以包括安装件8，安装件8具有柱状主体和凸缘，柱状主体通过螺栓安装至第一端部，凸缘沿轴向抵靠第一端部分31。
类似地，在第一端部分31处安装件8和齿轮输入轴3之间设置有沿周向延伸的密封件71。
可选地，密封件71,72均可以为O型圈。
示例性地，在转子轴2与主体之间且邻近第三轴承6设置有沿周向延伸的唇形密封件9，该唇形密封件9为双向密封件。
示例性地，第一轴承4、第二轴承5、第三轴承6中的至少一个为深沟球轴承。在本实施例中，第一轴承4、第二轴承5和第三轴承6均为深沟球轴承。
示例性地，电驱动总成***还可以包括两级螺旋齿轮平行轴减速器布置，电驱动总成***设置有差速器20，差速器20设置在齿轮容置空间G内且联接到减速器布置10。图2以示例性且非限制性的方式示出了两级螺旋齿轮平行轴减速器布置。
该减速器布置可以包括输入齿轮101、中间第一齿轮102和中间第二齿轮103。输入齿轮101固定联接至齿轮输入轴3，例如可以与齿轮输入轴3一体形成或通过花键连接。中间第一齿轮102和中间第二齿轮103依次设置在中间轴104上。中间轴104与齿轮输入轴3平行布置，中间轴104可以为空心轴。输入齿轮101、中间第一齿轮102和中间第二齿轮103的尺寸可以根据实际需求进行选择。中间第一齿轮102与输入齿轮101传动啮合，中间第二齿轮103可以通过螺栓固定至差速器20。由此示例性地实现了从齿轮输入轴3到差速器20之间的两级螺旋齿轮平行轴减速器布置。
可选地，减速器布置10和差速器20设置有深沟球轴承。例如，中间轴104的两端和差速器20的两端可以分别由深沟球轴承支撑。一半的深沟球轴承安装在第一端盖12内，另一半的深沟球轴承安装在主体11内。
可选地，电驱动总成***还可以包括冷却换热***。该冷却换热***例如为循环水冷***，其布置在电机容置空间M内，通过水冷的方式对电机100的定子进行冷却。冷却换热***还可以包括用于增强散热的散热片，其可以与第二端盖13一体形成或固定连接至第二端盖13。
此外，电驱动总成***还可以包括逆变器壳体301，逆变器壳体301固定至壳体1。综上，由此形成了电机100、减速器200和逆变器300之间的连接和布置。
根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，其包括如前所述的电驱动总成***。特别地，该车辆可以是电动汽车。
综上所述，本发明提出的电驱动总成***，只需要三个轴承用于支撑转子轴和齿轮输入轴。所述电机和所述齿轮输入轴的共用壳体可以减少一个壳体部件，并相应地减少一套压铸磨具。此外，可以减少电驱动总成***的重量和整体尺寸，更有利于其在车辆中的空间布置，使其更具市场竞争力。本发明所提出的车辆由于具有上述电驱动总成***，也具有同样的优势和益处。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开实施例的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开实施例揭露的技术范围内或者在本公开实施例揭露的思想下，可轻易想到变化、替换或组合，都应涵盖在本公开实施例的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种电驱动总成***，包括：
壳体，包括主体以及与主体配合的第一端盖；
转子轴，具有旋转轴线，且具有沿旋转轴线靠近第一端盖的第一端部和与第一端部相对的第二端部，所述转子轴至少部分容纳在由主体的一部分形成的电机容置空间内，所述转子轴旋转固定至电机的转子；和
齿轮输入轴，与所述转子轴同轴设置且具有沿旋转轴线靠近第一端盖的第一端部分和与第一端部分相对的第二端部分，所述齿轮输入轴容纳在由第一端盖和主体的另一部分形成的齿轮容置空间内，所述齿轮输入轴旋转固定至转子轴；
其中，所述壳体为由所述电机和所述齿轮输入轴共用的壳体，
其中，所述转子轴的第一端部朝向齿轮容置空间延伸且位于齿轮输入轴的轴孔内，
其中，所述电驱动总成***还包括：
第一轴承，其在第一端部分处支撑所述齿轮输入轴；
第二轴承，其在第二端部处支撑所述转子轴；和
第三轴承，其在第二端部分处支撑所述齿轮输入轴且安装在主体内。
2.根据权利要求1所述的电驱动总成***，其中，所述第一轴承安装在第一端盖内。
3.根据权利要求2所述的电驱动总成***，其中，所述壳体还包括与主体配合的第二端盖，所述第二端盖与所述第一端盖相对设置，所述第二轴承安装在第二端盖内。
4.根据权利要求1所述的电驱动总成***，其中，所述转子轴与所述齿轮输入轴花键连接。
5.根据权利要求1或4所述的电驱动总成***，其中，所述转子轴在所述第二端部分处与所述轴孔间隙配合。
6.根据权利要求5所述的电驱动总成***，其中，在所述第二端部分处所述转子轴与所述齿轮输入轴之间设置有沿周向延伸的密封件。
7.根据权利要求1所述的电驱动总成***，还包括：安装件，具有柱状主体和凸缘，所述柱状主体通过螺栓安装至所述第一端部，所述凸缘沿轴向抵靠所述第一端部分。
8.根据权利要求7所述的电驱动总成***，其中，在所述第一端部分处所述安装件和所述齿轮输入轴之间设置有沿周向延伸的密封件。
9.根据权利要求6或8所述的电驱动总成***，其中，所述密封件为O型圈。
10.根据权利要求1所述的电驱动总成***，其中，在所述转子轴与所述主体之间且邻近所述第三轴承设置有沿周向延伸的唇形密封件。
11.根据权利要求1所述的电驱动总成***，其中，所述第一轴承、第二轴承、第三轴承中的至少一个为深沟球轴承。
12.根据权利要求1所述的电驱动总成***，还包括：两级螺旋齿轮平行轴减速器布置。
13.根据权利要求12所述的电驱动总成***，其中，所述电驱动总成***设置有差速器，所述差速器设置在所述齿轮容置空间内且联接到所述减速器布置。
14.根据权利要求13所述的电驱动总成***，其中，所述减速器布置和差速器设置有深沟球轴承。
15.根据权利要求1所述的电驱动总成***，还包括：逆变器壳体，所述逆变器壳体固定至所述壳体。
16.一种车辆，包括根据权利要求1-15中任一项所述的电驱动总成***。
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