CN202716729U - 电动汽车用电机与变速箱集成式电力驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车用电机与变速箱集成式电力驱动装置，包括电机、差速器、左右两个行星齿轮减速机构，电机的转子支架为中空结构，差速器位于转子支架中，差速器的壳体与转子支架的内侧连接，差速器的两输出轴分别与同侧行星齿轮减速机构的太阳轮同轴连接，两行星齿轮减速机构的行星架中心轴分别与同侧的车辆半轴连接，车辆半轴连接车轮轮毂。本实用新型结构紧凑，有效优化空间，径向尺寸不会因差速器与转子集成而变得过大，轴向尺寸由于使用行星齿轮减速机构大大减小；同时使用高速小扭矩的差速器，保证能够放置到电机转子支架中；输出轴长度较短，从而使其刚度得到保障，避免了双质量***的振荡可能，适用于高转速中低扭矩的电机。

Description

电动汽车用电机与变速箱集成式电力驱动装置

技术领域

本实用新型与动力传动***领域的电力驱动***有关，具体属于一种电机与变速箱集成式电力驱动装置，适用于高转速中低扭矩（转速超过8000rpm，扭矩低于400Nm）的电机。 

背景技术

电动汽车的电力驱动***主要包含轮毂电机和集中电机两种形式，其中集中电机一般包括电机、减速机构和差速器，电机与减速机构通过结合端面相连，减速机构与差速器共同安装在变速箱壳体中。与传统汽车相比，上述***仅仅是将原来的发动机替换为电机。考虑到电机结构的特殊性以及变速箱挡位的减少（一般一个挡位，也有少数两个挡位），这样的结构布置在空间上具有可优化的余地，可以通过电机与传动***（变速箱、差速器等）一体化的设计使整个电力驱动***结构更加紧凑。 

最简单的优化结构是将电机与变速箱的壳体进行一体化设计，其相对布置关系不改变，如申请号为201020142510.X的实用新型，驱动电机和变速箱共用部分壳体。 

其次，部分***去掉减速机构，采用轮毂电机加差速器的结构形式，其中差速器可以位于轮毂电机内（如申请号为201120056446.8和200920186125.2的实用新型），也可以与轮毂电机并行放置且差速器外壳通过机械连接电机转子（如申请号为01216899.8的实用新型）。前者结构较 为简单，但由于使用的是传统的差速器，并且轮毂电机具有低速高扭矩的特性，使得产品体积较大，并且装车后可能存在通过性的问题；后者较前者虽有所进步，但是电机的转子结构比较复杂，加工难度也较大。 

此外，还有部分***保留减速机构，并且使用行星齿轮减速机构。如申请号为02229004.4的实用新型，电机首先经过行星齿轮减速，然后再经过差速器差速，其核心部分仍在于一体化及电机空心轴的设计。而申请号为200810021526.2的发明专利申请中，电机首先经过差速器差速，再通过行星齿轮减速，由于加入了减速机构，故电力驱动装置可以不使用低速大扭矩的轮毂电机，而使电机的转速可以更高，扭矩要求相对较低，且在电机具体类型的选择上（直流/交流，同步/异步等）更为灵活；而该结构相对复杂，电机为细长型，同时采用空心轴结构，传动轴为更加细长的轴，对于电机与车辆形成的双质量***，相对细长的连接轴刚度较小，在实际车辆的全油门起步过程以及切换到短路模式时，容易引起传动***的振荡，传动轴过细可能导致该振荡无法通过控制手段消除。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电动汽车用电机与变速箱集成式电力驱动装置，可以优化电机、变速箱和差速器的位置关系，避免传动***的振荡。 

为解决上述技术问题，本实用新型提供的电动汽车用电机与变速箱集成式电力驱动装置，包括电机、差速器、左行星齿轮减速机构和右行星齿轮减速机构，所述电机的转子支架为中空结构，所述差速器位于转子支架 中，差速器的壳体与转子支架的内侧连接，差速器的左输出轴与左行星齿轮减速机构的太阳轮同轴连接，右输出轴与右行星齿轮减速机构的太阳轮同轴连接，两行星齿轮减速机构的行星架中心轴分别与同侧的车辆半轴连接，车辆半轴连接车轮轮毂。 

其中，所述驱动装置的外壳、电机壳体及两行星齿轮减速机构的齿圈为一体结构。

在上述结构中，所述电机定子安装在电机壳体的内侧上。 

优选的，所述行星架中心轴与差速器的左右输出轴、电机转子的中心轴同轴。 

其中，所述差速器的输出轴由安装在电机壳体上的轴承支撑。 

本实用新型配置减速机构，使驱动装置适用于目前高转速中低扭矩的电机，并且整体结构紧凑，使得空间上的径向尺寸不会因为差速器与转子的集成而变得过大，轴向尺寸则由于使用行星齿轮减速机构而大大减小。此外，电机先经过差速器差速，再经过变速器减速，有效优化空间，同时使用高速小扭矩的差速器，输出轴可以适当加粗，刚度可以得到有效的保障，从结构上避免了双质量***的振荡可能。 

附图说明

附图是本实用新型的结构示意图。 

其中附图标记说明如下： 

1为电机定子；2为电机转子；3为差速器；4为轴承；5为太阳轮；6为行星架；7为齿圈；8为外壳。 

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。 

电动汽车用电机与变速箱集成式电力驱动装置，如附图所示，包括电机定子1、电子转子2、差速器3、左行星齿轮减速机构和右行星齿轮减速机构，其中行星齿轮减速机构包括太阳轮5、行星轮、行星架6和齿圈7。该驱动装置的外壳8与电机壳体及两行星齿轮减速机构的齿圈7为一体结构。所述电机定子1通过激光焊接安装在电机壳体的内侧上。电机的转子支架为中空结构，差速器3位于转子支架中，且差速器3的壳体与转子支架的内侧连接（优选的一体铸造），差速器3的左输出轴与左行星齿轮减速机构的太阳轮5同轴连接，右输出轴与右行星齿轮减速机构的太阳轮5同轴连接，两行星齿轮减速机构的行星架6中心轴作为整个驱动装置的输出端，分别与同侧的车辆半轴连接，车辆半轴再连接车轮轮毂并驱动车轮。 

所述行星架6的中心轴与差速器3的左右输出轴、电机转子的中心轴同轴。所述差速器3的输出轴由安装在电机壳体上的轴承4支撑。 

目前，普通车辆上的差速器体积较大，其位于变速箱的输出端，通常工作在低转速（一般不超过2000rpm）和大扭矩（可达3000Nm甚至更高）的工况下，而一些高转速中低扭矩的电机设备，其转速通常超过8000rpm，扭矩低于400Nm，普通的差速器根本无法满足这种电机的差速要求，故本实用新型中的差速器3采用特殊设计和制造，其可以工作在高转速（电机可能达到10000rpm甚至更高）、小扭矩（一般低速扭矩不会超过400Nm）的工况，这种高转速和小扭矩特性的差速器可以比传统差速器的体积小许多， 从而使得电力驱动装置的径向尺寸不会因差速器装于电机内部而增大，不会影响到车辆的通过性。 

如附图所示的结构，减速机构采用单极行星齿轮，减速比计算公式为 

i=1+z_齿圈/z_太阳轮

对于单极行星齿轮结构，齿圈和太阳轮的齿数比可以做到5以上，按照图中结构总减速比可以达到6以上。 

该电机与变速箱集成式电力驱动装置在工作时，电机转子2旋转，电机发出的扭矩通过转子架传递到与之相连的差速器3外壳，经过差速3器差速后分别输出扭矩到左右两端与差速器输出轴同轴连接的太阳轮5，太阳轮通过行星齿轮***降速增扭作用后通过行星架6输出，再通过半轴驱动车辆。 

以上通过具体实施例对本实用新型进行了详细的说明，该实施例仅仅是本实用新型的较佳实施例，其并非对本实用新型进行限制。在不脱离本实用新型原理的情况下，本领域的技术人员对减速机构的组成及驱动装置的布局等做出的等效置换和改进，均应视为在本实用新型所保护的技术范畴内。 

Claims (5)

1.一种电动汽车用电机与变速箱集成式电力驱动装置，包括电机、差速器、左行星齿轮减速机构和右行星齿轮减速机构，其特征在于：所述电机的转子支架为中空结构，所述差速器位于转子支架中，差速器的壳体与转子支架的内侧连接，差速器的左输出轴与左行星齿轮减速机构的太阳轮同轴连接，右输出轴与右行星齿轮减速机构的太阳轮同轴连接，两行星齿轮减速机构的行星架中心轴分别与同侧的车辆半轴连接，车辆半轴连接车轮轮毂。

2.根据权利要求1所述的电动汽车用电机与变速箱集成式电力驱动装置，其特征在于：所述驱动装置的外壳、电机壳体及两行星齿轮减速机构的齿圈为一体结构。

3.根据权利要求1所述的电动汽车用电机与变速箱集成式电力驱动装置，其特征在于：所述电机定子安装在电机壳体的内侧上。

4.根据权利要求1所述的电动汽车用电机与变速箱集成式电力驱动装置，其特征在于：所述行星架中心轴与差速器的左右输出轴、电机转子的中心轴同轴。

5.根据权利要求1所述的电动汽车用电机与变速箱集成式电力驱动装置，其特征在于：所述差速器的输出轴由安装在电机壳体上的轴承支撑。

Images