CN113124113A - 电驱动*** - Google Patents

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CN113124113A CN201911403617.7A CN201911403617A CN113124113A CN 113124113 A CN113124113 A CN 113124113A CN 201911403617 A CN201911403617 A CN 201911403617A CN 113124113 A CN113124113 A CN 113124113A
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俞洁皓
钟梁
赵刚
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ZF Friedrichshafen AG
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Abstract

本发明公开一种电驱动***，包括电机、输入轴、第一齿轮、行星齿轮系、制动器、第二齿轮组、第三齿轮组、同步器、输出轴和差速机构，电机连接所述输入轴，第一齿轮固定设于所述输入轴上，行星齿轮系可旋转地设于输出轴上，第一齿轮与行星齿轮系的齿圈啮合，制动器与太阳轮连接，行星架与第二齿轮组连接，第二齿轮组可旋转地设于输入轴和输出轴上，且与第三齿轮组固定连接，第三齿轮组可旋转地设于输入轴和输出轴上，且与差速机构连接，同步器滑动设于输入轴上，并选择性地与第二齿轮组或第三齿轮组连接。本方案能实现三挡驱动，拓宽了电驱动***的挡位选择范围。且能大大降低电驱动***的内部安装空间，使电驱动***的内部结构更紧凑。

Description

电驱动***
技术领域
本发明涉及纯电动汽车领域的技术，尤其涉及一种电驱动***。
背景技术
纯电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶的车辆。由于对环境影响相对内燃机汽车较小，前景被广泛看好。考虑到电机功率密度和布置空间的要求，纯电动汽车的电驱动***正在朝着集成化、多挡位的方向发展。
现有技术中的电驱动***通常为一至两挡，其挡位选择范围有限，使得电机的高效工作区范围较窄。且电驱动***会设置多个电机，或者多个同步器等部件，以获得更多的挡位数量。如此较多的部件设置会增大电驱动***的安装空间。此外，该电驱动***中各个轴布置比较分散，也会占用较多的安装空间。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的电驱动***挡位选择范围有限、且布置部件较多会增加安装空间的缺陷，提供一种电驱动***。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
一种电驱动***，包括电机、输入轴、第一齿轮、行星齿轮系、制动器、第二齿轮组、第三齿轮组、同步器、输出轴和差速机构。
所述电机连接所述输入轴，所述第一齿轮固定设于所述输入轴上。
所述行星齿轮系包括太阳轮、与所述太阳轮啮合的行星轮、与所述行星轮啮合的齿圈、以及与所述行星轮连接的行星架，所述行星齿轮系可旋转地设于所述输出轴上，所述第一齿轮与所述行星齿轮系的齿圈啮合。
所述制动器与所述太阳轮连接，所述行星架与所述第二齿轮组连接。
所述第二齿轮组可旋转地设于所述输入轴和所述输出轴上，且与所述第三齿轮组固定连接。
所述第三齿轮组可旋转地设于所述输入轴和所述输出轴上，且与所述差速机构连接。
所述同步器滑动设于所述输入轴上，并选择性地与所述第二齿轮组或所述第三齿轮组连接。
较佳地，所述第二齿轮组包括相互啮合的第二主动齿和第二被动齿，所述第二主动齿可旋转地设于所述输入轴上，所述第二被动齿可旋转地设于所述输出轴上，所述第三齿轮组包括相互啮合的第三主动齿和第三被动齿，所述第三主动齿可旋转地设于所述输入轴上，所述第三被动齿可旋转地设于所述输出轴上，所述第二被动齿与所述第三被动齿固定连接。
较佳地，所述同步器选择性地与所述第二主动齿或所述第三主动齿接合。
较佳地，所述差速机构包括设置在所述输出轴上的差速器，所述第三被动齿与所述差速器连接。
较佳地，所述第二主动齿和所述第三主动齿与所述输入轴之间分别设置有一轴承，所述太阳轮和所述第二被动齿与所述输出轴之间也分别设置有一轴承。
本发明获得的技术效果是：本方案通过电机、输入轴、第一齿轮、行星齿轮系、制动器、第二齿轮组、第三齿轮组、同步器、输出轴和差速机构之间的连接关系和配合关系，能够实现三挡驱动，拓宽了电驱动***的挡位选择范围。并且本方案只有一个电机和一个同步器、且将差速机构设置在输出轴上，能大大减小电驱动***的内部安装空间，使得电驱动***的内部结构更加紧凑。
附图说明
图1为本发明实施例1的电驱动***具有一挡动力流方向指示的结构示意图。
图2为本发明实施例1的电驱动***具有二挡动力流方向指示的结构示意图。
图3为本发明实施例1的电驱动***具有三挡动力流方向指示的结构示意图。
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
实施例1：
本实施例提供一种电驱动***，该电驱动***可安装于纯电动汽车上。如图1-3所示，包括电机1、输入轴2、第一齿轮3、行星齿轮系4、制动器5、第二齿轮组6、第三齿轮组7、同步器8、输出轴9和差速机构。
所述电机1连接所述输入轴2，所述第一齿轮3固定设于所述输入轴2上以与输入轴2同步旋转。
所述行星齿轮系4包括太阳轮41、与所述太阳轮41啮合的行星轮42、与所述行星轮42啮合的齿圈43、以及与所述行星轮42连接的行星架44。所述行星齿轮系4可旋转地设于所述输出轴9上，具体地，行星齿轮系4的太阳轮41通过滚针轴承45设置在输出轴9上。
所述第一齿轮3与所述行星齿轮系4的齿圈43啮合。
所述制动器5与所述太阳轮41连接，以使太阳轮41固定或旋转。
所述第二齿轮组6可旋转地设于所述输入轴2和所述输出轴9上。具体地，所述第二齿轮组6包括相互啮合的第二主动齿61和第二被动齿62，所述第二主动齿61通过滚针轴承63设于所述输入轴2上，所述第二被动齿62通过滚针轴承64可旋转地设于所述输出轴9上。
所述行星架44与所述第二齿轮组6连接，具体地与第二齿轮组6中的第二被动齿62连接。
所述第三齿轮组7可旋转地设于所述输入轴2和所述输出轴9上。具体地，所述第三齿轮组7包括相互啮合的第三主动齿71和第三被动齿72，所述第三主动齿71通过滚针轴承73可旋转地设于所述输入轴2上，所述第三被动齿72可旋转地设于所述输出轴9上。
所述第二齿轮组6与所述第三齿轮组7固定连接，具体为所述第二被动齿62与所述第三被动齿72固定连接。
所述差速机构包括设置在所述输出轴上的差速器10。所述第三齿轮组7与所述差速机构连接，具体地，所述第三被动齿72与所述差速器10连接。
所述同步器8滑动设于所述输入轴2上，并选择性地与所述第二齿轮组6或所述第三齿轮组7连接。具体为同步器8选择性地与第二被动齿62或第三被动齿72接合。
为了使本领域技术人员更好地了解本申请的技术方案，本实施例对电驱动***的动力流作详细说明：在适合汽车起步或坡道起步需要较大速比的情形下，以一挡驱动。见图1中箭头指示的动力流方向。制动器5接合以使太阳轮41固定，同步器8处于中间位置，不挂任何挡位，电机1带动输入轴2转动，第一齿轮3与行星齿轮系4的齿圈43啮合形成第一级减速。在行星齿轮系4内部，由于太阳轮41固定，齿圈43为主动件，行星架44输出，形成第二级减速，此种方式的行星齿轮系实现减速增扭。行星架44与第二被动齿62固定连接，第二被动齿62又与第三被动齿72固定连接，故行星架44可直接带动差速器10输出。由于同步器8不挂挡，第二主动齿61和第三主动齿71空套，故这两个齿轮不受影响。
速度上升后，无需那么大的扭矩，可进行升挡操作，即两挡驱动。见图2中箭头指示的动力流方向。此时，制动器5断开，同步器8右移，即挂在两挡，第三主动齿71和第三被动齿72形成第一级减速，故电机扭矩通过齿轮副后直接带动差速器10输出。
由于第二主动齿61此时空套，不受影响。
制动器5断开，太阳轮41不受约束。差速器10扭矩会反传给行星架44，第一齿轮3又带动齿圈43旋转，但由于此时的行星齿轮系4中无任何零件固定，也无任意二个零件连成一体，所以行星齿轮系4不受任何约束，不会受到影响。
达到高速后，即可升入三挡。见图3中箭头指示的动力流方向。此时，制动器5断开，同步器8左移，即挂在三挡，第二主动齿61和第二被动齿62形成第一级减速，因第二被动齿62和第三被动齿72固定连接，故电机扭矩通过齿轮副后直接带动差速器10输出。
由于第三主动齿71此时空套，不受影响。行星齿轮系4不受任何约束，不会受到影响，三挡的驱动原理与二挡的驱动原理相同。
空挡时，同步器8处于中间位置，即不挂任何挡位，第二主动齿61和第三主动齿71空转。制动器5也处于断开的状态，第一齿轮3带动齿圈43旋转，因行星齿轮系4中无任何零件固定，也无任意二个零件连成一体，行星架44处于自由状态，无转速或低速输出。
要实现减速，通常是小齿轮带动大齿轮以实现减速，这为本领域的公知常识。
本实施例通过电机、输入轴、第一齿轮、行星齿轮系、制动器、第二齿轮组、第三齿轮组、同步器、输出轴和差速机构之间的连接关系和配合关系，能够实现三挡驱动。三挡电驱***相比现有技术中的单挡***而言，兼顾了轴荷扭矩和最高车速，而且更高的速比为电机小型化和一体化提供了可能性。另外，三挡驱动***可以通过把高转速区的工作点转移到低转速来弥补由于转速上升而导致的功率下降，带来效率的提升，拓宽了电机的高效区，提升了整车动力性及经济性。
且本实施例只有一个电机和一个同步器、并将差速机构设置在输出轴上，能大大减小电驱动***的内部安装空间，使得电驱动***的内部结构更加紧凑。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种电驱动***，其特征在于，包括电机、输入轴、第一齿轮、行星齿轮系、制动器、第二齿轮组、第三齿轮组、同步器、输出轴和差速机构，
所述电机连接所述输入轴，所述第一齿轮固定设于所述输入轴上，
所述行星齿轮系包括太阳轮、与所述太阳轮啮合的行星轮、与所述行星轮啮合的齿圈、以及与所述行星轮连接的行星架，所述行星齿轮系可旋转地设于所述输出轴上，所述第一齿轮与所述行星齿轮系的齿圈啮合，
所述制动器与所述太阳轮连接，所述行星架与所述第二齿轮组连接，
所述第二齿轮组可旋转地设于所述输入轴和所述输出轴上，且与所述第三齿轮组固定连接，
所述第三齿轮组可旋转地设于所述输入轴和所述输出轴上，且与所述差速机构连接，
所述同步器滑动设于所述输入轴上，并选择性地与所述第二齿轮组或所述第三齿轮组连接。
2.如权利要求1所述的电驱动***，其特征在于，所述第二齿轮组包括相互啮合的第二主动齿和第二被动齿，所述第二主动齿可旋转地设于所述输入轴上，所述第二被动齿可旋转地设于所述输出轴上，所述第三齿轮组包括相互啮合的第三主动齿和第三被动齿，所述第三主动齿可旋转地设于所述输入轴上，所述第三被动齿可旋转地设于所述输出轴上，所述第二被动齿与所述第三被动齿固定连接。
3.如权利要求2所述的电驱动***，其特征在于，所述同步器选择性地与所述第二主动齿或所述第三主动齿接合。
4.如权利要求2所述的电驱动***，其特征在于，所述差速机构包括设置在所述输出轴上的差速器，所述第三被动齿与所述差速器连接。
5.如权利要求2-4中任意一项所述的电驱动***，其特征在于，所述第二主动齿和所述第三主动齿与所述输入轴之间分别设置有一轴承，所述太阳轮和所述第二被动齿与所述输出轴之间也分别设置有一轴承。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024052022A1 (de) * 2022-09-05 2024-03-14 Zf Friedrichshafen Ag Elektrofahrzeuggetriebe in mischbauweise

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2024052022A1 (de) * 2022-09-05 2024-03-14 Zf Friedrichshafen Ag Elektrofahrzeuggetriebe in mischbauweise

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