一種中置電動(dòng)機(jī)一體式兩擋電動(dòng)橋的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，是一種適用于電動(dòng)汽車的電 動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置與差速器同軸布置且電動(dòng)機(jī)位于兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪之間的中置電動(dòng)機(jī)一體式兩擋 電動(dòng)橋。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前電動(dòng)汽車仍存在比功率小、續(xù)駛里程短以及充電不方便等諸多缺點(diǎn)。因此，減 輕動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的重量、提高其機(jī)械效率可以在一定程度上彌補(bǔ)電動(dòng)汽車的上述不足。然 而，電動(dòng)汽車的現(xiàn)有典型動(dòng)力傳動(dòng)方案仍然是基于傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)橋開發(fā)的。這種拼裝而成的驅(qū) 動(dòng)橋存在結(jié)構(gòu)不緊湊、尺寸和重量大、電動(dòng)機(jī)懸置設(shè)計(jì)困難以及振動(dòng)和噪聲較大等缺點(diǎn)。為 了改善傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)橋的缺點(diǎn)，業(yè)內(nèi)已經(jīng)開發(fā)出三種形式的新型電動(dòng)橋，分別是輪轂電動(dòng)機(jī)、輪 邊電動(dòng)機(jī)橋和中置電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)橋。下面簡(jiǎn)要介紹它們的特點(diǎn)和應(yīng)用情況。
[0003] 輪轂電動(dòng)機(jī)雖然結(jié)構(gòu)很緊湊、機(jī)械效率高，但采用輪轂電動(dòng)機(jī)的汽車非簧載質(zhì)量 大、懸架布置困難、電動(dòng)機(jī)容量不足、電子差速控制難度大，而且電動(dòng)機(jī)冷卻、密封和抗振困 難。因設(shè)計(jì)和制造難度也較大，國(guó)內(nèi)輪轂電動(dòng)機(jī)的功率一般都在IOkW以下。
[0004] 輪邊電動(dòng)機(jī)橋兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，適用于低地板公交車、便于電池布置，且可動(dòng) 態(tài)分配兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)力矩。其缺點(diǎn)是加工和裝配要求高、非簧載質(zhì)量大、電子差速控制 難度大、傳動(dòng)效率低、能耗大。
[0005] 現(xiàn)有中置電動(dòng)機(jī)電動(dòng)橋（簡(jiǎn)稱"中置電動(dòng)橋"）大多采用中空電動(dòng)機(jī)，少數(shù)采用免 差速器的雙轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)。采用中空電動(dòng)機(jī)的中置電動(dòng)橋?qū)㈦妱?dòng)機(jī)、行星齒輪減速裝置和差 速器排列于同一軸線，一根半軸將動(dòng)力直接傳至中置電動(dòng)橋所在側(cè)驅(qū)動(dòng)輪，而另一根半軸 則穿過中空電動(dòng)機(jī)將動(dòng)力傳至另一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪。這種中置電動(dòng)橋不僅結(jié)構(gòu)緊湊、不需要重新 設(shè)計(jì)懸架、成本低，而且因保留了傳統(tǒng)差速器，能夠可靠地滿足轉(zhuǎn)彎差速需求。其缺點(diǎn)是電 動(dòng)機(jī)空心后體積、重量和成本都有所增加，且支承和密封難度增大。采用雙轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的中 置電動(dòng)橋雖然理論上可以省去差速器、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單了，但兩個(gè)轉(zhuǎn)子輸出的動(dòng)力仍然需要經(jīng)過 復(fù)雜的減速和減速換向機(jī)構(gòu)才能傳至驅(qū)動(dòng)輪。而且，為了保證兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩相同且能實(shí) 現(xiàn)轉(zhuǎn)彎差速，電動(dòng)機(jī)控制很困難。另外，雙轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)還存在起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小、冷卻和密封困難 等缺點(diǎn)。因此，雙轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)在純電動(dòng)汽車上幾乎沒有應(yīng)用實(shí)例。
[0006] 包括中置電動(dòng)橋在內(nèi)的以上三種形式的新型電動(dòng)橋一般都采用直驅(qū)減速，即電動(dòng) 橋的傳動(dòng)裝置只有一個(gè)擋位。直驅(qū)電動(dòng)橋的缺點(diǎn)是難以兼顧整車最高車速和最大爬坡度的 要求。雖然增加電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍、加大電動(dòng)機(jī)功率可以一定程度上緩解最高車速和最大爬 坡度在傳動(dòng)比選擇上的矛盾，但電動(dòng)機(jī)的體積、重量和成本都增加較多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為解決上述問題，本發(fā)明提出一種電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置與差速器同軸排列布置且電 動(dòng)機(jī)位于兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪之間的中置電動(dòng)機(jī)一體式兩擋電動(dòng)橋，可以兼顧整車最高車速和最大 爬坡度對(duì)傳到裝置速比的不同要求并自動(dòng)換擋。
[0008] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
[0009] -種中置電動(dòng)機(jī)一體式兩擋電動(dòng)橋，包括電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和差速器，所述差速器 通過兩側(cè)的半軸分別與兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪連接，其特征在于：
[0010] 所述電動(dòng)機(jī)和所述傳動(dòng)裝置均為中空結(jié)構(gòu)，所述電動(dòng)機(jī)、所述傳動(dòng)裝置和所述差 速器同軸排列布置且所述電動(dòng)機(jī)位于兩側(cè)的所述驅(qū)動(dòng)輪之間，連接所述差速器與靠近所述 電動(dòng)機(jī)一側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪的半軸活動(dòng)穿過所述電動(dòng)機(jī)和所述傳動(dòng)裝置；
[0011] 所述傳動(dòng)裝置為多級(jí)行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述多級(jí)行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與所述 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子連接并隨所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的太陽輪、一端與所述轉(zhuǎn)子相轉(zhuǎn)動(dòng)連接另一端與所述 差速器連接的行星架、與所述太陽輪嚙合并可繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在所述行星架上的第 一行星輪、與所述第一行星輪嚙合并可繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的低擋齒圈、可繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)地 安裝在所述行星架上的第二行星輪、與所述第二行星輪嚙合并可繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的高擋齒 圈、用于對(duì)所述低擋齒圈進(jìn)行制動(dòng)的低擋制動(dòng)部件、用于對(duì)所述高擋齒圈進(jìn)行制動(dòng)的高擋 制動(dòng)部件以及驅(qū)動(dòng)所述低擋制動(dòng)部件和所述高擋制動(dòng)部件的操縱裝置。
[0012] 其中，所述第一行星輪的直徑大于所述第二行星輪；所述低擋齒圈的直徑大于所 述高擋齒圈。
[0013] 優(yōu)選地，所述低擋制動(dòng)部件包括固定套設(shè)在所述低擋齒圈的外圓周面上的低擋齒 圈制動(dòng)鼓、套設(shè)在所述低擋齒圈制動(dòng)鼓的外圓周面上的低擋制動(dòng)帶；所述高擋制動(dòng)部件包 括固定套設(shè)在所述高擋齒圈的外圓周面上的高擋齒圈制動(dòng)鼓、套設(shè)在所述高擋齒圈制動(dòng)鼓 的外圓周面上的高擋制動(dòng)帶。
[0014] 進(jìn)一步優(yōu)選地，所述操縱裝置包括用于采集電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感 器、用于采集加速踏板行程信號(hào)的加速踏板行程傳感器、用于接收所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和 所述加速踏板行程信號(hào)并發(fā)出換擋信號(hào)的電子控制單元、與所述電子控制單元連接并驅(qū)動(dòng) 所述低擋制動(dòng)帶收緊或放松所述低擋齒圈制動(dòng)鼓的低擋換擋機(jī)構(gòu)、與所述電子控制單元連 接并驅(qū)動(dòng)所述高擋制動(dòng)帶收緊或放松所述高擋齒圈制動(dòng)鼓的高擋換擋機(jī)構(gòu)。
[0015] 更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述低擋換擋機(jī)構(gòu)包括與所述電子控制單元連接的低擋換擋電 動(dòng)機(jī)、連接在所述低擋換擋電動(dòng)機(jī)的輸出軸上的低擋絲桿、一端與所述低擋絲桿相抵觸另 一端與所述低擋制動(dòng)帶相抵觸的低擋杠桿；所述高擋換擋機(jī)構(gòu)包括與所述電子控制單元連 接的高擋換擋電動(dòng)機(jī)、連接在所述高擋換擋電動(dòng)機(jī)的輸出軸上的高擋絲桿、一端與所述高 擋絲桿的端部相抵觸另一端與所述高擋制動(dòng)帶相抵觸的高擋杠桿。
[0016] 具體地，所述低擋換擋機(jī)構(gòu)還包括連接在所述低擋絲桿上一抵觸所述低擋杠桿的 低擋螺母、固定在所述低擋換擋電動(dòng)機(jī)上的回位彈簧支撐座、連接在所述回位彈簧支撐座 和所述低擋螺母之間使所述低擋螺母具有遠(yuǎn)離所述低擋杠桿的趨勢(shì)的回位彈簧；所述高擋 換擋機(jī)構(gòu)還包括連接在所述高擋絲桿上一抵觸所述高擋杠桿的高擋螺母、固定在所述高擋 換擋電動(dòng)機(jī)上的彈簧座、連接在所述彈簧座和所述高擋螺母之間使所述高擋螺母具有抵緊 所述低擋杠桿的趨勢(shì)的壓緊彈簧。
[0017] 為了便于手動(dòng)調(diào)整低擋制動(dòng)帶和高擋制動(dòng)帶的松緊程度，所述低擋換擋機(jī)構(gòu)還包 括與所述低擋制動(dòng)帶相抵觸的低擋調(diào)整螺釘；所述高擋換擋機(jī)構(gòu)還包括與所述高擋制動(dòng)帶 相抵觸的高擋調(diào)整螺釘。
[0018] 其中，在一【具體實(shí)施方式】中，所述半軸包括長(zhǎng)半軸和短半軸，所述長(zhǎng)半軸的長(zhǎng)度大 于所述短半軸；所述驅(qū)動(dòng)輪包括遠(yuǎn)離所述差速器的遠(yuǎn)側(cè)驅(qū)動(dòng)輪和靠近所述差速器的近側(cè)驅(qū) 動(dòng)輪，所述長(zhǎng)半軸一端與所述差速器連接另一端活動(dòng)穿過所述傳動(dòng)裝置和所述電動(dòng)機(jī)后與 所述遠(yuǎn)側(cè)驅(qū)動(dòng)輪連接，所述短半軸一端與所述差速器連接另一端與所述近側(cè)驅(qū)動(dòng)輪連接； 所述電動(dòng)機(jī)包括電動(dòng)機(jī)殼體及設(shè)置在所述電動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)的定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子為中空， 所述長(zhǎng)半軸活動(dòng)穿過所述轉(zhuǎn)子；所述電動(dòng)機(jī)殼體上靠近所述遠(yuǎn)側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的一端固定連接有 遠(yuǎn)側(cè)橋殼，所述遠(yuǎn)側(cè)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)支撐在所述遠(yuǎn)側(cè)橋殼上；所述電動(dòng)機(jī)殼體上靠近所述近側(cè) 驅(qū)動(dòng)輪的一端固定連接有近側(cè)橋殼，所述近側(cè)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)支撐在所述近側(cè)橋殼上。
[0019] 所述電動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)具有帶內(nèi)孔的隔板，所述隔板將所述電動(dòng)機(jī)殼體的內(nèi)腔分隔成 遠(yuǎn)離所述差速器的第一腔體和靠近所述差速器的第二腔體，所述定子和所述轉(zhuǎn)子位于所述 第一腔體內(nèi)，所述傳動(dòng)裝置位于所述第二腔體內(nèi)；所述差速器轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在所述近側(cè)橋殼內(nèi)。
[0020] 所述差速器包括可轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置的差速器殼、固定在所述差速器殼內(nèi)的圓錐行星輪 軸、安裝在所述圓錐行星輪軸上的圓錐行星輪，所述差速器兩側(cè)的所述半軸分別通過齒輪 與所