CN115451088A - 一种汽车、电驱桥及双行星轮式减速器总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种汽车、电驱桥及双行星轮式减速器总成，该双行星轮式减速器总成包括第一输入轴、第二输入轴、中心轴、第一行星轮系和第二行星轮系；所述第一输入轴和第二输入轴分别通过齿轮减速机构传动连接至所述中心轴，且所述第一输入轴及其与所述中心轴之间的齿轮减速机构，与所述第二输入轴及其与所述中心轴之间的齿轮减速机构，相对于所述中心轴轴对称设置；所述中心轴与所述第一行星轮系的太阳轮轴传动连接，所述第一行星轮系的行星架与所述第二行星轮系的太阳轮轴传动连接，并以所述第二行星轮系的行星架为输出端。应用本方案，通过结构优化可兼顾整车动力性和***成本，同时可有效降低来自路面冲击载荷的影响。

Description

一种汽车、电驱桥及双行星轮式减速器总成

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种汽车、电驱桥及双行星轮式减速器总成。

背景技术

目前适用于新能源的驱动形式大致分为中央驱动和电驱桥两种。以重卡车型为例，中央驱动形式已在重卡车型上广泛应用，与传统车型类似，其一般采用电机搭配多档减速器，通过传动轴连接后桥实现动力传递，结构较为简单，但空间占用大，不利于释放电池空间，影响车辆续航，故很多主机厂已开始启动电驱桥的研究。

电驱桥将电驱***与后桥集成，可大大释放电池空间，同时减轻整车重量、降低成本。电驱桥产品根据桥壳形式大致分为两种：1)冲焊一体式桥壳，该结构可沿用传统桥壳，外挂电机、减速器，开发难度小且开发成本低，但体积仍然占用较大且簧下质量相对大，影响结构强度与整车驾驶性、舒适性；2)分段式桥壳，桥壳内集成电机、减速器及差速器等，总成集成度高，体积占用小，可进一步释放底盘空间。

然而，现有的分段式桥壳类电驱桥，大多采用大电机配小速比减速器的形式，成本较高。同时，内部结构及壳体不对称，质量偏心大，且单中间轴的布局不利于功率分流，***质量较大，并由此导致路面传来的冲击载荷对电驱桥的冲击较大，***强度尤其是桥壳强度难以保证。

有鉴于此，亟待另辟蹊径针对汽车电驱桥进行优化，以克服现有分段式桥壳类电驱桥所存在的上述缺陷。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种汽车、电驱桥及双行星轮式减速器总成，通过结构优化可兼顾整车动力性和***成本，同时可有效降低来自路面冲击载荷的影响。

本发明提供的双行星轮式减速器总成，包括第一输入轴、第二输入轴、中心轴、第一行星轮系和第二行星轮系；所述第一输入轴和第二输入轴分别通过齿轮减速机构传动连接至所述中心轴，且所述第一输入轴及其与所述中心轴之间的齿轮减速机构，与所述第二输入轴及其与所述中心轴之间的齿轮减速机构，相对于所述中心轴轴对称设置；所述中心轴与所述第一行星轮系的太阳轮轴传动连接，所述第一行星轮系的行星架与所述第二行星轮系的太阳轮轴传动连接，并以所述第二行星轮系的行星架为输出端。

可选地，所述第一输入轴及其与所述中心轴之间的齿轮减速机构，和所述第二输入轴及其与所述中心轴之间的齿轮减速机构，均配置包括：设置在相应侧输入轴上的第一主动齿轮，设置在中间轴上的第一被动齿轮和第二主动齿轮，所述第一被动齿轮与所述第一主动齿轮相啮合，所述第二主动齿轮与设置在所述中心轴上的第二被动齿轮相啮合。

可选地，所述第一行星轮系和所述第二行星轮系，均配置为：太阳轮输入，行星架输出。

可选地，还包括换档齿和连接板，所述连接板固定设置，所述换档齿通过花键与所述第一行星轮系的齿圈连接，所述换档齿可沿轴向滑动切换于第一档位、中位和第二档位之间，并配置为：位于所述第一档位时，所述换档齿与所述第一行星轮系的齿圈和所述连接板连接；位于所述第二档位时，所述换档齿与所述第一行星轮系的齿圈和所述第一行星轮系的行星架连接；位于所述中位时，所述换档齿与所述连接板和所述第一行星轮系的齿圈脱离。

可选地，还包括换档气缸，所述换档气缸的活动伸出端与所述换档齿连接，以带动所述换档齿沿轴向滑动。

本发明还提供一种电驱桥，包括桥壳和设置在所述桥壳内的减速器总成，所述减速器总成采用如前所述的双行星轮式减速器总成。

可选地，所述电驱桥的驱动电机包括两个，两个所述驱动电机的输出端分别与所述第一输入轴和所述第二输入轴传动连接，且两个所述驱动电机相对于所述中心轴轴对称设置。

本发明还提供一种汽车，包括电驱桥，所述电驱桥采用如前所述的电驱桥。

与现有技术相比，本方案创新性地提出了一种双行星轮式减速器总成，具体来说，采用双电机输入轴提供驱动力，第一输入轴和第二输入轴分别通过齿轮减速机构传动连接至中心轴，且该第一输入轴及其与中心轴之间的齿轮减速机构，与第二输入轴及其与中心轴之间的齿轮减速机构，相对于中心轴轴对称设置；中心轴与第一行星轮系的太阳轮轴传动连接，第一行星轮系的行星架与第二行星轮系的太阳轮轴传动连接，并以第二行星轮系的行星架为输出端。应用本方案，具有下述有益技术效果：

首先，本发明通过多级减速可形成的较大减速比，实现增扭降速功能，也即，采用了两档大速比减速器，匹配高速小扭矩电机即可实现电驱桥总成大扭矩输出，例如但不限于可搭载新能源重卡车型，能够保证整车动力性。且小电机成本低，可节约***成本。

其次，本发明中的双中间轴及双行星轮结构可实现功率分流，提高功率密度，减轻簧下质量，使整车的操控性、舒适性、加速性能等都有显著提升。

再次，本发明的可选方案中，采用两个双中间轴及相应的双行星轮结构，可使内部回转结构完全对称，一方面，中心轴轴承和齿轮径向力平衡，提高轴承与齿轮寿命的同时也能简化润滑***的设计；另外，内部回转结构的对称也可使外部壳体对称，减小质量偏心，可有效降低来自路面冲击载荷的影响，例如但不限于降低对桥壳强度的影响。

附图说明

图1为具体实施方式所述用于电驱桥的双行星轮式减速器总成的结构简图。

图中：

第一输入轴A1、第二输入轴A2、中间轴B、中心轴C、换档齿T、连接板S；

第一主动齿轮a1、第一被动齿轮a2、第二主动齿轮b1、第二被动齿轮b2；

太阳轮轴D、行星轮轴E、太阳轮c1、行星轮c2、齿圈c3、行星架X1

太阳轮轴F、行星轮轴G、太阳轮d1、行星轮d2、齿圈d3、行星架X2。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

不失一般性，本实施方式以图1中所示双行星轮式减速器总成作为描述主体，详细说明可用于电驱桥的动力路径优化的实现方案。应当理解，该动力路径上每个齿轮构件具体齿数非本申请的核心发明点所在，对本申请请求保护的双行星轮式减速器总成未构成实质性的限制。

请参见图1，该图为本实施方式所述双行星轮式减速器总成的结构简图。

该双行星轮式减速器总成包括两级行星齿轮系，其中，第一行星轮系与第二行星轮系传动连接。两个行星齿轮系均配置为太阳轮输入行星架输出，第一行星轮系的行星架X1与第二行星轮系的太阳轮轴F传动连接，并由此形成两级减速。

基于两个驱动电机，本实施方案包括两组相应的传动路径。对应于两个驱动电机，两组传动路径分别配置第一输入轴A1和第二输入轴A2，并分别通过齿轮减速机构传动连接至中心轴C。该中心轴C可与第一行星轮系的太阳轮轴D传动连接。

如图所示，第一输入轴A1及其与中心轴C之间的齿轮减速机构，与第二输入轴A2及其与中心轴C之间的齿轮减速机构，相对于中心轴C轴对称设置。

通过多级减速可形成的较大减速比，实现增扭降速功能，在简化动力路径的同时结构得以对称布置；这样，中心轴轴承和齿轮径向力平衡，在提高轴承与齿轮寿命的同时也能简化润滑***的设计。另外，基于大速比减速器，可配置两个相对较小的电机，在保证整车动力性的同时能大大降低***成本；同时，该结构能够实现功率分流，增大功率密度，减轻簧下质量；这样，整车的操控性、舒适性、加速性能均得以显著提升。

此外，双电机两侧的输入轴至中心轴之间传动部分，相对于中心轴C轴对称设置，可保证减速回转机构及壳体完全水平对称，减小质量偏心，可有效降低来自路面冲击载荷的影响，例如但不限于降低对桥壳强度的影响。

需要理解的是，本实施方案中的两个输入轴(A1、A2)至中心轴C间齿轮减速机构的实际减速比，可根据整车总体设计要求进行确定。图中所示，每侧输入轴(A1、A2)至中心轴C之间分别配置有一个中间轴B，为了清晰简要地说明动力传输路径，基于两侧动力链完全相同的轴对称配置的特点，本文将以其中一侧输入轴A1为基础进行描述。

本实施方案中，输入轴A1上设置有第一主动齿轮a1，中间轴B上同轴设置有第一被动齿轮a2和第二主动齿轮b1，中心轴C上设置有第二被动齿轮b2；第一被动齿轮a2可以通过花键与中间轴B连接。其中，第一主动齿轮a1与第一被动齿轮a2相啮合，可实现第一级减速，第二主动齿轮b1与第二被动齿轮b2相啮合，可实现第二级减速。

图中所示，中心轴C转动可带动第一行星轮系的太阳轮轴D转动，第一行星轮系的行星架X1可带动第二行星轮系的太阳轮轴F转动。

其中，第一行星轮系的齿圈c3可通过花键与换档齿T相连。当换档齿T向右推动时，使第一行星轮系的齿圈c3通过花键与连接板S接地固定，该连接板固定设置，第一行星轮系的行星轮c2在太阳轮c1的带动下绕其公转，动力通过行星架X1输出，可实现第三级减速。当换档齿T向左推动时，第一行星轮系的齿圈c3与行星架X1接合锁死，整个第一行星轮系作为一个整体转动。

前述方位词“左”、“右”用于表征换档齿T的两个换档操作方向，这里，在图示简图中各构成部分的相对位置下，该换档齿T分别向左侧或右侧推动实现换档操作，应当理解，上述方位词的使用并未构成对本方案的实质性限制。另外，需要说明的是，基于换档齿实现档位切换的具体功能实现，可采用现有技术实现，例如但不限于换档狗齿等形态，这里不再赘述。

其中，第一行星轮系的行星架X1与第二行星轮系中的太阳轮轴F相连,并带动其转动。该第二行星轮系中的齿圈d3接地固定，其行星轮d2在太阳轮d1的带动下绕其公转，动力通过行星架X2输出，可实现第四级减速。

本方案提供的双行星轮式减速器总成，可以包括1档、2档和空档应用状态。下面结合图1简要说明不同档位下的动力传递路径。

一、换档齿T向右推动，实现1档。

两个输入轴(A1、A2)分别在相应驱动电机的带动下转动，并分别通过相啮合的第一主动齿轮a1和第一被动齿轮a2，以及相啮合的第二主动齿轮b1和第二被动齿轮b2，在动力传动至中心轴C的过程中，可实现两组减速。该中心轴C带动第一行星轮系的太阳轮轴D转动。

换档齿T向右推动，第一行星轮系的齿圈c3接地固定。其行星轮c2在太阳轮c1的带动下公转，动力通过行星架X1输出，实现第三级减速；接下来，行星架X1与第二行星轮系中的太阳轮轴F相连，并带动其上的太阳轮d1转动。该第二行星轮系中的齿圈d3接地固定，行星轮d2在太阳轮d1的带动公转，动力通过行星架X2输出，实现第四级减速。

二、换档齿T向左推动，实现2档：

驱动电机至中心轴C的动力传递路径均与1档同，这里不再赘述。

换档齿T向左推动，第一行星轮系的齿圈c3与行星架X1接合锁死，第一行星轮系作为一个整体转动。且其行星架X1带动第二行星轮系中的太阳轮轴F转动。第二行星轮系的动力传递路径也与前同，这里不再赘述。

可以理解的是，第一行星轮系在2档应用状态下作为一个整体转动，实际速比为1，故2档总速比远小于1档总速比。

三、换档齿T置中位，实现N档：

换档齿T置中位，第一行星轮系空转，无动力输出。

应用本方案，其1档和2档从输入端至换档齿处的速比较大，实际所需要的换档力较大。在具体实现中，可使用气动换档，例如但不限于换档气缸(图中未示出)等，具有成本低、结构简单的特点。

除前述双行星轮式减速器总成外，本实施方式还提供一种包括该双行星轮式减速器总成的电驱桥，该双行星轮式减速器总成设置在桥壳中。应当理解，该电驱桥的其他功能构成非本申请的核心发明点所在，且本领域技术人员能够基于现有技术实现，故本文不再赘述。

除前述电驱桥外，本实施方式还提供一种包括该电驱桥的汽车。该汽车可以为新能源重卡汽车，也可以为其他新能源车型，应当理解，汽车的其他功能构成非本申请的核心发明点所在，且本领域技术人员能够基于现有技术实现，故本文不再赘述。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种双行星轮式减速器总成，其特征在于，包括第一输入轴、第二输入轴、中心轴、第一行星轮系和第二行星轮系；所述第一输入轴和第二输入轴分别通过齿轮减速机构传动连接至所述中心轴，且所述第一输入轴及其与所述中心轴之间的齿轮减速机构，与所述第二输入轴及其与所述中心轴之间的齿轮减速机构，相对于所述中心轴轴对称设置；所述中心轴与所述第一行星轮系的太阳轮轴传动连接，所述第一行星轮系的行星架与所述第二行星轮系的太阳轮轴传动连接，并以所述第二行星轮系的行星架为输出端。

2.根据权利要求1所述的双行星轮式减速器总成，其特征在于，所述第一输入轴及其与所述中心轴之间的齿轮减速机构，和所述第二输入轴及其与所述中心轴之间的齿轮减速机构，均配置包括：设置在相应侧输入轴上的第一主动齿轮，设置在中间轴上的第一被动齿轮和第二主动齿轮，所述第一被动齿轮与所述第一主动齿轮相啮合，所述第二主动齿轮与设置在所述中心轴上的第二被动齿轮相啮合。

3.根据权利要求1或2所述的双行星轮式减速器总成，其特征在于，所述第一行星轮系和所述第二行星轮系，均配置为：太阳轮输入，行星架输出。

4.根据权利要求3所述的双行星轮式减速器总成，其特征在于，还包括换档齿和连接板，所述连接板固定设置，所述换档齿通过花键与所述第一行星轮系的齿圈连接，所述换档齿可沿轴向滑动切换于第一档位、中位和第二档位之间，并配置为：位于所述第一档位时，所述换档齿与所述第一行星轮系的齿圈和所述连接板连接；位于所述第二档位时，所述换档齿与所述第一行星轮系的齿圈和所述第一行星轮系的行星架连接；位于所述中位时，所述换档齿与所述连接板和所述第一行星轮系的齿圈脱离。

5.根据权利要求4所述的双行星轮式减速器总成，其特征在于，还包括换档气缸，所述换档气缸的活动伸出端与所述换档齿连接，以带动所述换档齿沿轴向滑动。

6.一种电驱桥，包括桥壳和设置在所述桥壳内的减速器总成，其特征在于，所述减速器总成采用权利要求1至5中任一项所述的双行星轮式减速器总成。

7.根据权利要求6所述的电驱桥，其特征在于，所述电驱桥的驱动电机包括两个，两个所述驱动电机的输出端分别与所述第一输入轴和所述第二输入轴传动连接，且两个所述驱动电机相对于所述中心轴轴对称设置。

8.汽车，包括电驱桥，其特征在于，所述电驱桥采用权利要求6或7所述的电驱桥。

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