CN211995122U - 电驱动*** - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电驱动***。电驱动***包括电机和齿轮箱，所述电机的转子的转矩通过与所述转子固定连接的转子轴传递到所述齿轮箱的齿轮箱输入轴，其中，所述转子轴以及所述齿轮箱输入轴分别空心地构造，所述转子轴与所述齿轮箱输入轴彼此套放，在所述齿轮箱输入轴的端部设有壳体分流器，用于将油输送到所述齿轮箱输入轴的空心部分，以及将油输送到所述转子轴的空心部分。根据本实用新型的电驱动***能够具有改善的冷却性能。

Description

电驱动***

技术领域

本实用新型涉及汽车领域，具体而言，涉及一种电驱动***。

背景技术

电驱动***是电动汽车的动力来源，直接关系到车辆的性能。电驱动***例如包括齿轮箱和电机。当前电驱动***采用水冷的方式对电机进行冷却；随着电机转速和功率的不断升高，传统的水冷方式已经无法满足电机的散热需求；当热量无法快速散出时，会导致电机温度不断升高，导致电机降额工作甚至引起故障。对于水冷电机，由于电机定转所在的腔体需要保持干燥，因此齿轮箱与电机之间需要严格的密封以避免齿轮箱油进入电机腔体；电机轴承无法得到油润滑，为了确保性能和寿命，电机两端的轴承必须使用脂润滑的高速轴承，该类轴承价格昂贵，不利于成本控制。当前电机的水套主要用于定子的散热，转子轴普遍采用实心结构，因此转子的温度不易控制；转子温度过高，一方面会导致转子中的永磁体性能下降甚至退磁失效；另一方面，对于与转子轴接触的轴承、油封等零部件的寿命也会有着不利影响。

所以，很有必要针对包括上述这些情况在内的现有问题或弊端进行充分研究，以便加以改进。

实用新型内容

本实用新型提出一种电驱动***，其能够具有改善的冷却性能。

根据本实用新型一个方面提出的电驱动***，包括电机和齿轮箱，所述电机的转子的转矩通过与所述转子固定连接的转子轴传递到所述齿轮箱的齿轮箱输入轴，其中，所述转子轴以及所述齿轮箱输入轴分别空心地构造，所述转子轴与所述齿轮箱输入轴彼此套放，在所述齿轮箱输入轴的端部设有壳体分流器，用于将油输送到所述齿轮箱输入轴的空心部分，以及将油输送到所述转子轴的空心部分。

根据本实用新型一个方面提出的电驱动***，所述转子轴套放在所述齿轮箱输入轴中，在所述转子轴上设有外花键，在所述齿轮箱输入轴上设有内花键，通过所述外花键与所述内花键形成的花键配合将转矩从所述转子轴传递到所述齿轮箱输入轴。

根据本实用新型一个方面提出的电驱动***，所述转子轴包括转子轴连接轴，所述转子轴连接轴套放在所述齿轮箱输入轴中。

根据本实用新型一个方面提出的电驱动***，所述电驱动***还包括输入轴第一轴承和输入轴第二轴承，所述输入轴第一轴承和所述输入轴第二轴承分别在两端支承所述齿轮箱输入轴，并且所述输入轴第二轴承还在一端支承所述转子轴。

根据本实用新型一个方面提出的电驱动***，所述电驱动***还包括转子轴承，其在与所述输入轴第二轴承相对的另一端支承所述转子轴。

根据本实用新型一个方面提出的电驱动***，在转子轴的末端设有孔洞，使得油能够通过所述孔洞流经所述转子轴承。

根据本实用新型一个方面提出的电驱动***，所述电驱动***还包括齿轮箱中间轴和齿轮箱输出轴，设置在所述齿轮箱中间轴上的中间轴齿轮与设置在所述齿轮箱输入轴上的输入轴齿轮啮合并且与设置在所述齿轮箱输出轴上的输出轴齿轮啮合。

根据本实用新型一个方面提出的电驱动***，所述齿轮箱中间轴空心地构造，在所述齿轮箱输入轴的端部设有中间轴导油管，用于将油输送到所述齿轮箱中间轴的空心部分。

根据本实用新型一个方面提出的电驱动***，所述电驱动***还包括中间轴第一轴承和中间轴第二轴承，所述中间轴第一轴承和所述中间轴第二轴承分别在两端支承所述齿轮箱中间轴，油能够经由所述中间轴的空心部分流经所述中间轴第一轴承和所述中间轴第二轴承。

根据本实用新型一个方面提出的电驱动***，所述电驱动***包括：

齿轮箱壳体和电机壳体，所述齿轮箱壳体和所述电机壳体构造为一体并且形成主壳体，在所述主壳体中设有输油***，其能够输送油用于冷却齿轮箱和电机；

设置在所述齿轮箱壳体中的齿轮箱壳体下分流器；

设置在所述齿轮箱壳体中的齿轮箱壳体上分流器，其与所述齿轮箱壳体下分流器联通，用于输送油来冷却齿轮箱；

设置在所述主壳体中的主壳体电机分流器，其与所述齿轮箱壳体下分流器联通，用于输送油来冷却电机；以及

设置在所述齿轮箱壳体与所述电机壳体之间的齿轮箱腔体；

其中，在油路中油在所述齿轮箱壳体下分流器之后分支到所述齿轮箱壳体上分流器或者所述主壳体电机分流器，接着在所述齿轮箱腔体中汇集，最后返回所述齿轮箱壳体下分流器。

本实用新型的有益效果包括：通过空心构造并且彼此套放的转子轴和齿轮箱输入轴，使得油能够通过齿轮箱输入轴输送到转子轴，从而能够高效地对齿轮箱输入轴以及转子轴进行冷却。

附图说明

参照附图来说明本实用新型的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。在附图中，除非另有说明，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：

图1以一视角示意性显示了根据本实用新型一个实施方式提出的电驱动***；

图2以另一视角示意性显示了图1中的电驱动***；

图3以***图示意性显示了图1中的电驱动***；

图4以放大图示意性显示了图1中的电驱动***的部分；

图5以剖视图示意性显示了图1中的电驱动***。

具体实施方式

容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

根据本实用新型的一实施方式结合图1至图5示出，其中可看出：电驱动***包括齿轮箱壳体总成1、集成壳体总成2、电机端盖总成3、输入轴总成4、中间轴总成5、输出轴总成6、转子总成7、定子总成8、维修盖板9、电子油泵10、齿轮油滤清器11、热交换器12。其中齿轮箱壳体总成包括齿轮箱壳体101、壳体分流器102，输入轴总成4包括输入轴第一轴承401、输入轴第二轴承402、齿轮箱输入轴403；中间轴总成包括中间轴第一轴承501、中间轴第二轴承502、中间轴导油管503、齿轮箱中间轴504；输出轴总成6包括输出轴第一轴承601、输出轴第二轴承602、差速器603、输出轴齿轮604；转子总成7包括转子701、转子轴导油管702、转子轴连接轴703、转子轴分流器704、转子轴705、转子轴承706。

具体来说，电驱动***包括电机和齿轮箱，所述电机的转子的转矩通过与所述转子固定连接的转子轴传递到所述齿轮箱的齿轮箱输入轴，其中，所述转子轴以及所述齿轮箱输入轴分别空心地构造，所述转子轴与所述齿轮箱输入轴彼此套放，在所述齿轮箱输入轴的端部设有壳体分流器，用于将油输送到所述齿轮箱输入轴的空心部分（位于齿轮箱输入轴的中心），以及将油输送到所述转子轴的空心部分（位于转子轴的中心）。在该电驱动***中，通过空心构造并且彼此套放的转子轴和齿轮箱输入轴，使得油能够通过齿轮箱输入轴输送到转子轴，从而能够高效地对齿轮箱输入轴以及转子轴进行冷却；特别是对于转子轴能够有效避免电机转子内部永磁体的退磁风险，并延长与电机轴相接触的油封、轴承等零部件寿命。

本文中所述的“油”可以理解为冷却油或者润滑油，其根据本身的物理性质在流经部件时可以同时起到冷却和润滑的作用。

所述转子轴套放在所述齿轮箱输入轴中，在所述转子轴上设有外花键，在所述齿轮箱输入轴上设有内花键，通过所述外花键与所述内花键形成的花键配合将转矩从所述转子轴传递到所述齿轮箱输入轴。具体地，所述转子轴包括右侧的本体和左侧的转子轴连接轴，所述转子轴连接轴套放在所述齿轮箱输入轴中。左侧的转子轴连接轴与右侧的本体通过焊接固定。在转子轴的中空的本体中还可以设有转子轴分流器，用于将通过所述齿轮箱输入轴所输送的油均匀地分配到所述转子轴的内壁处，从而能够更高效地对转子轴进行冷却。

所述电驱动***还包括输入轴第一轴承和输入轴第二轴承，所述输入轴第一轴承和所述输入轴第二轴承分别在两端支承所述齿轮箱输入轴，并且所述输入轴第二轴承还在一端支承所述转子轴。具体为，转子轴通过一段光轴（具体为在转子轴连接轴上对应于输入轴第二轴承的部位）实现与齿轮箱输入轴的定位对中；同时，该段光轴也起到了支撑作用，即输入轴第二轴承经由齿轮箱输入轴实现了对转子轴的支撑；该设计实现了齿轮箱与电机共用支撑轴承，在减少高速轴承用量并降低成本的同时，还有效降低了转子轴-齿轮箱输入轴可能存在的过约束风险，而无需较高的花键跳动控制以确保良好对中装配从而避免工作时周期应力所造成的NVH问题。

所述电驱动***还包括转子轴承，其在与所述输入轴第二轴承相对的另一端支承所述转子轴。进一步地，在齿轮箱壳体上分流器上面设有孔洞，使得油能够通过孔洞直接喷射到输入轴第一轴承。在转子轴的末端设有孔洞，使得油能够通过孔洞流经转子轴承。通过这样的方式能够有效地对输入轴第一轴承和转子轴承进行润滑和冷却。

所述电驱动***还包括齿轮箱中间轴和齿轮箱输出轴，设置在所述齿轮箱中间轴上的中间轴齿轮与设置在所述齿轮箱输入轴上的输入轴齿轮啮合并且与设置在所述齿轮箱输出轴上的输出轴齿轮啮合，使得转子轴的转矩通过由所述齿轮箱输入轴、所述齿轮箱中间轴和所述齿轮箱输出轴形成的两级减速机构最终从齿轮箱输出轴输出。

进一步地，所述齿轮箱中间轴空心地构造，在所述齿轮箱输入轴的端部设有中间轴导油管，用于将油输送到所述齿轮箱中间轴的空心部分，从而高效地对所述齿轮箱中间轴进行冷却。更进一步地，所述电驱动***还包括中间轴第一轴承和中间轴第二轴承，所述中间轴第一轴承和所述中间轴第二轴承分别在两端支承所述齿轮箱中间轴，油能够经由所述中间轴的空心部分流经所述中间轴第一轴承和所述中间轴第二轴承。通过这样的方式能够有效地对所述中间轴第一轴承和所述中间轴第二轴承进行润滑和冷却。

根据本实用新型的一实施方式，电驱动***包括齿轮箱壳体和电机壳体，所述齿轮箱壳体和所述电机壳体构造为一体并且形成主壳体，在所述主壳体中设有输油***，其能够输送油用于冷却齿轮箱和电机。在该电驱动***中，通过使齿轮箱壳体和电机壳体构造为一体，提升了电驱动***的***刚度并且降低重量和体积；并且通过设置的输油***，能够用油对齿轮箱和电机进行高效地冷却。此外，所述电驱动***还包括逆变器壳体，所述逆变器壳体与所述主壳体构造为一体。

所述输油***构造成使得用于冷却齿轮箱的油与用于冷却电机的油联通。通过这样的方式，例如可以将对于齿轮箱必要的齿轮箱润滑油输送给电机和逆变器等在工作时大量发热的部件，起到高效冷却的作用。

所述电驱动***（或者说输油***）还包括：设置在所述齿轮箱壳体中的齿轮箱壳体下分流器；设置在所述齿轮箱壳体中的齿轮箱壳体上分流器，其与所述齿轮箱壳体下分流器联通，用于输送油来冷却齿轮箱；设置在所述主壳体中的主壳体电机分流器，其与所述齿轮箱壳体下分流器联通，用于输送油来冷却电机（例如电机的定子）；以及设置在所述齿轮箱壳体与所述电机壳体之间的齿轮箱腔体。其中，在油路中油在所述齿轮箱壳体下分流器之后分支到所述齿轮箱壳体上分流器或者所述主壳体电机分流器，接着在所述齿轮箱腔体中汇集，最后返回所述齿轮箱壳体下分流器。

在所述主壳体上例如开设有油道，用于将油从所述齿轮箱壳体下分流器输送至所述齿轮箱壳体上分流器或者用于将油从所述齿轮箱壳体下分流器输送至所述主壳体电机分流器。

所述电驱动***（或者说输油***）还包括电子油泵、油滤和换热器。在油路中油在所述齿轮箱腔体之后流经所述电子油泵、油滤和换热器返回所述齿轮箱壳体下分流器。

所述电驱动***（或者说输油***）还包括：设置在所述电机壳体上的电机导油槽，其与所述主壳体电机分流器联通；以及设置在所述电机壳体内部的电机配油环，其与所述电机导油槽联通。其中，油经过所述电机导油槽输送到所述电机配油环，从而冷却在所述电机壳体中的定子。

具体来说，电机导油槽包括电机外侧导油槽和电机内侧导油槽，电机配油环包括电机前端配油环和电机后端配油环，油可以通过电机外侧导油槽输送到电机前端配油环和电机后端配油环中，油也可以通过电机内侧导油槽输送到电机前端配油环和电机后端配油环中。

示例性地，电机配油环通过与电机壳体和/或定子的配合形成用于冷却油的容纳空间，在所述电机配油环上设有孔洞，使得容纳在所述容纳空间中的冷却油能够通过所述孔洞流经所述定子，从而以简单、有效的方式对所述定子进行冷却。

所述电驱动***（或者说输油***）还包括：中空的齿轮箱输入轴，其与所述齿轮箱壳体上分流器联通；中空的电机转子轴，其与所述齿轮箱输入轴联通；以及用于支承所述电机转子轴的转子轴承。例如，在所述电机转子轴中在所述转子轴承所承载的部位处可以设有孔洞，使得油能够经由所述孔洞从所述电机转子轴流经所述转子轴承。其中，油在油泵的驱动下依次流经所述齿轮箱输入轴、所述电机转子轴和所述转子轴承，从而对所述齿轮箱输入轴、所述电机转子轴和所述转子轴承进行冷却以及对所述转子轴承进行润滑。

所述电驱动***（或者说输油***）还包括用于支承所述齿轮箱输入轴的输入轴第一轴承，油通过所述齿轮箱壳体上分流器流经所述输入轴第一轴承。例如，在所述齿轮箱壳体上分流器中对应于所述输入轴第一轴承的部位处可以设有孔洞，使得油能够经由所述孔洞从所述齿轮箱壳体上分流器流经所述输入轴第一轴承，从而对所述输入轴第一轴承进行冷却和润滑。

所述电驱动***（或者说输油***）还包括齿轮箱壳体喷射分流器，其与所述齿轮箱壳体上分流器联通，用于将油喷射到齿轮箱输入轴啮合齿面和用于支承所述齿轮箱输入轴的输入轴第二轴承，从而对所述齿轮箱输入轴啮合齿面和所述输入轴第二轴承进行冷却和润滑。喷射分流器例如可以由塑料制成。

所述电驱动***（或者说输油***）还包括：中空的齿轮箱中间轴，其与所述齿轮箱壳体上分流器联通；以及用于支承所述中间轴的中间轴第一轴承和中间轴第二轴承。例如，在所述齿轮箱中间轴中分布在所述中间轴第一轴承和所述中间轴第二轴承所承载的部位处可以设有孔洞，使得油能够经由所述孔洞从所述齿轮箱中间轴流经所述中间轴第一轴承和所述中间轴第二轴承。其中，油经过所述齿轮箱中间轴输送到所述中间轴第一轴承和所述中间轴第二轴承，从而对所述齿轮箱中间轴、所述中间轴第一轴承和所述中间轴第二轴承进行冷却以及对所述中间轴第一轴承和所述中间轴第二轴承进行润滑。

进一步地，流经所述电机前端配油环、所述电机后端配油环和所述转子轴承的油例如由于重力回流到电机底部集油槽中，然后通过管路从所述电机底部集油槽中回流到所述齿轮箱腔体中。

此外，所述电驱动***（或者说输油***）还包括主壳体逆变器分流器和逆变器油道，所述主壳体逆变器分流器与所述主壳体电机分流器联通，所述逆变器油道与所述主壳体逆变器分流器联通，从而可以利用油对逆变器进行冷却。

根据本申请的电驱动***可以实现的技术效果包括：电驱动***采用全油冷架构，通过将齿轮箱油导入电机腔体内实现电机的主动循环冷却；由于齿轮箱油直接作用在电机发热的定子和转子上，相对水冷电机中热量经过电机壳体传导至冷却液的间接热交换方式，具有更高的换热效率，有利于电机持续功率的提升。由于油冷架构实现了电机腔体通油，且齿轮箱输入轴和中间轴采用空心结构，通过油路设计将齿轮箱油导入电机轴线上的三个轴承和中间轴的两个轴承，实现对上述轴承的强制润滑；强制润滑相对于飞溅润滑更稳定，能够有效降低轴承的性能要求；同时，对于电机尾部的轴承，由于实现了油润滑，对轴承的要求可以进一步降低，无须再选择昂贵的高速脂润滑轴承，有利于成本的控制。电驱动***采用一体式集成壳体，齿轮箱与电机之间不需要通过螺钉连接，有利于保证***刚度，并有效地降低电驱动***的重量和体积。

本申请的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本申请技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电驱动***，其特征在于，所述电驱动***包括电机和齿轮箱，所述电机的转子的转矩通过与所述转子固定连接的转子轴传递到所述齿轮箱的齿轮箱输入轴，其中，所述转子轴以及所述齿轮箱输入轴分别空心地构造，所述转子轴与所述齿轮箱输入轴彼此套放，在所述齿轮箱输入轴的端部设有壳体分流器，用于将油输送到所述齿轮箱输入轴的空心部分，以及将油输送到所述转子轴的空心部分。

2.根据权利要求1所述的电驱动***，其特征在于，所述转子轴套放在所述齿轮箱输入轴中，在所述转子轴上设有外花键，在所述齿轮箱输入轴上设有内花键，通过所述外花键与所述内花键形成的花键配合将转矩从所述转子轴传递到所述齿轮箱输入轴。

3.根据权利要求2所述的电驱动***，其特征在于，所述转子轴包括转子轴连接轴，所述转子轴连接轴套放在所述齿轮箱输入轴中。

4.根据权利要求2所述的电驱动***，其特征在于，所述电驱动***还包括输入轴第一轴承和输入轴第二轴承，所述输入轴第一轴承和所述输入轴第二轴承分别在两端支承所述齿轮箱输入轴，并且所述输入轴第二轴承还在一端支承所述转子轴。

5.根据权利要求4所述的电驱动***，其特征在于，所述电驱动***还包括转子轴承，其在与所述输入轴第二轴承相对的另一端支承所述转子轴。

6.根据权利要求5所述的电驱动***，其特征在于，在转子轴的末端设有孔洞，使得油能够通过所述孔洞流经所述转子轴承。

7.根据权利要求1所述的电驱动***，其特征在于，所述电驱动***还包括齿轮箱中间轴和齿轮箱输出轴，设置在所述齿轮箱中间轴上的中间轴齿轮与设置在所述齿轮箱输入轴上的输入轴齿轮啮合并且与设置在所述齿轮箱输出轴上的输出轴齿轮啮合。

8.根据权利要求7所述的电驱动***，其特征在于，所述齿轮箱中间轴空心地构造，在所述齿轮箱输入轴的端部设有中间轴导油管，用于将油输送到所述齿轮箱中间轴的空心部分。

9.根据权利要求8所述的电驱动***，其特征在于，所述电驱动***还包括中间轴第一轴承和中间轴第二轴承，所述中间轴第一轴承和所述中间轴第二轴承分别在两端支承所述齿轮箱中间轴，油能够经由所述中间轴的空心部分流经所述中间轴第一轴承和所述中间轴第二轴承。

10.根据权利要求1所述的电驱动***，其特征在于，所述电驱动***包括：

齿轮箱壳体和电机壳体，所述齿轮箱壳体和所述电机壳体构造为一体并且形成主壳体，在所述主壳体中设有输油***，其能够输送油用于冷却齿轮箱和电机；

设置在所述齿轮箱壳体中的齿轮箱壳体下分流器；

设置在所述齿轮箱壳体中的齿轮箱壳体上分流器，其与所述齿轮箱壳体下分流器联通，用于输送油来冷却齿轮箱；

设置在所述主壳体中的主壳体电机分流器，其与所述齿轮箱壳体下分流器联通，用于输送油来冷却电机；以及

设置在所述齿轮箱壳体与所述电机壳体之间的齿轮箱腔体；

其中，在油路中油在所述齿轮箱壳体下分流器之后分支到所述齿轮箱壳体上分流器或者所述主壳体电机分流器，接着在所述齿轮箱腔体中汇集，最后返回所述齿轮箱壳体下分流器。

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