同轴传动装置和同轴电驱动系统的制作方法

本发明涉及车辆。本发明具体涉及一种用于车辆的同轴传动装置和同轴电驱动系统。

背景技术：

1、在电动车辆领域，同轴电驱动系统因其高功率密度和紧凑布置优势成为主流技术方向。在当前技术中，行星齿轮机构中的行星架和差速器的差速器壳多采用通过铸造制造的一体式结构。

2、例如，中国专利文献cn217944878u公开了一种同轴驱动装置，其中的行星齿轮机构的行星架采用铸造工艺，铸造工艺依赖复杂模具，制造成本高，且同轴驱动装置因其中的铸造结构存在重量大、材料密度不均导致的动平衡性能差问题。此外，在同轴驱动装置中，行星齿轮采用悬臂支撑结构，易引发系统刚度不足，齿轮啮合错位加剧nvh(噪声、振动、声振粗糙度)问题。

3、另一相关中国专利文献cn118855936a公开了一种同轴传动装置，其中为优化动平衡提出了对称布局的行星轮组件，但该同轴传动装置中的行星架和差速机构壳体仍采用传统铸造工艺，差速器腔体与行星架腔体多采用轴向重叠布置方式，导致径向尺寸过大，且铸造工艺难以实现复杂几何形状的轻量化设计轻量化效果有限。

4、还有一相关中国专利文献cn118046749a提出了一种车轮驱动机构，其中通过固定轴连接差速齿轮以增加齿轮数量，但其结构依赖精密机加工，工艺复杂，系统刚度低，齿轮错位大，nvh性能不稳定，且难以实现大规模低成本生产。

5、综上所述，当前的同轴传动装置存在问题主要在于以下几点：因铸造工艺导致在重量大、成本高以及难以实现轻量化方面的限制；因行星架和差速机构壳体一体式设计引发的系统刚度不足的结构耦合问题；铸造工艺的密度不均匀及单侧支撑结构导致的动平衡性能差，齿轮错位加剧振动噪音的问题。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的在于提供一种同轴传动装置和同轴电驱动系统，其能够在轻量化设计、结构耦合方面得到改善，并且优选改善其动平衡及nvh性能。

2、根据本发明的第一方面，上述目的通过一种同轴传动装置实现。所述同轴传动装置包括行星齿轮机构、差速机构和中间板，其中，行星齿轮机构和差速机构具有共同的主旋转轴线，并且中间板整体沿垂直于共同的主旋转轴线的方向延展，行星齿轮机构包括行星架，行星架包括第一行星架半部和第二行星架半部，其中，第一行星架半部和第二行星架半部在中间板的轴向两侧分别固定于中间板，差速机构包括差速机构壳体，差速机构壳体包括第一半壳和第二半壳，其中，第一半壳和第二半壳在中间板的轴向两侧分别固定于中间板，第一半壳和第二半壳与中间板的连接位置位于第一行星架半部和第二行星架半部与中间板的连接位置的径向内侧。

3、在此，通过中间板集成行星齿轮机构中分体构造的行星架和差速机构中分体构造的差速机构壳体，实现模块化设计，便于装配和维护。此外，通过将差速机构壳体的半壳与中间板连接位置布置在径向内侧，能够从整体上有效地减小同轴传动装置的径向尺寸，提高空间利用率。另外，行星齿轮机构和差速机构具有共同的主旋转轴线的布局确保动力传输的高效性和稳定性。

4、根据一些优选的实施方式，第一行星架半部和第二行星架半部分别冲压成型并且分别焊接于中间板和/或，第一半壳和第二半壳分别冲压成型并且分别焊接于中间板。在此，利用冲压成型工艺能够相比传统铸造工艺较大程度地减轻行星架和差速机构壳体的重量，并且钣金件制造公差更易控制，有利于提高部件互换性。此外，焊接连接方式能够简化装配流程，降低生产成本。

5、在此，优选地，第一行星架半部和第二行星架半部相同构造，第一半壳和第二半壳相同构造。在此，一方面，相同构造的对称设计能够提升同轴传动装置的动平衡性能。另一方面，在制造过程中能够利用相同的模具冲压行星架的两个行星架半部，并且利用相同的模具冲压差速机构壳体的两个半壳，能够尽可能减少模具设计成本，并且，由于减少专用零件种类，能够降低库存管理成本。

6、在此，有利地，行星齿轮机构还包括：nw双联型的行星齿轮，行星齿轮的行星齿轮轴的轴向两端分别能相对旋转地支承于第一行星架半部和第二行星架半部，并且行星齿轮构造有沿轴向分布的第一齿部和第二齿部；太阳轮，太阳轮以其外齿部与第一齿部啮合；以及齿圈，齿圈以其内齿部与第二齿部啮合，其中，第一半壳在轴向上布置在行第一齿部和太阳轮形成的齿轮副的轴向侧，第二半壳在轴向上布置在第二齿轮和齿圈形成的齿轮副的轴向侧，太阳轮的太阳轮轴构造为空心轴，并且第一半壳至少部分地设置在太阳轮轴的内部。在此，双联齿轮设计实现紧凑的两级减速，同轴传动装置的轴向长度能够减少。在此，空心太阳轮轴与差速半壳的嵌套布局进一步节省空间。此外，行星齿轮轴的轴向双侧支承结构提高齿轮啮合精度，延长使用寿命，并且有效改善其nvh性能。

7、在此，有利地，第一行星架半部和第二行星架半部分别构造有盘状区段和从盘状区段朝向中间板延伸的桥接部，其中，行星齿轮轴的轴向两端分别能相对旋转地支撑在第一行星架半部的盘状区段和第二行星架半部的盘状区段处，其中，桥接部与中间板连接。在此，在一些实施例中，盘状区段优选整体呈环状并且在径向外侧设置有凸耳，凸耳形成用于可旋转地支撑双联行星齿轮轴的轴承的轴承座。在此，盘状区段提供稳定的行星齿轮轴的支撑结构，降低振动噪音。此外，桥接部能够实现行星架半部在差速机构壳体的半壳的径向外侧的连接，并且不会减损力流的传递，具备可靠的结构刚度。

8、在此，有利地，中间板构造为平板状。中间板的平板状设计尤其可以用于两侧车轴等长的车轴设计中。在此，平面结构便于自动化焊接，提高生产效率。

9、在此，有利地且备选地，第一行星架半部和第二行星架半部具有基于安装位置的第一中心平面，第一半壳和第二半壳具有基于安装位置的第二中心平面，中间板如此构造，使得第一中心平面在轴向上偏离于第二中心平面。在一些实施例中，中间板通过弯折或者设置台阶部实现第一中心平面和第二中心平面的轴向偏移。通过整体上将两个行星架半部相对差速机构壳体的两个半壳的轴向偏移布置，能够调整行星齿轮机构和差速机构轴向偏移量，避免行星齿轮机构中和差速机构中的部件之间的彼此干涉，例如避免太阳轮与差速机构的空间干涉，提高布局灵活性。这种设计尤其可以用于两侧车轴长度不同的车轴设计中。在此，轴向偏移量能够根据不同车型需求进行调整，具有较强的适应性。同时，折弯结构或者台阶结构除了实现两个行星架半部相对差速机构壳体的两个半壳的轴向偏移，还能增加中间板的整体刚度。

10、在此，有利地，第一中心平面在轴向上相对于第二中心平面的偏移距离大于0mm且小于等于30mm。在该范围内的偏移距离在保持系统的紧凑性的同时确保足够避让空间，同时中间板不会显著增加额外重量。

11、在此，有利地，桥接部设置有加强结构。加强结构例如通过对桥接部的局部冲压变形实现，从而有效抑制传动过程中的结构变形。

12、根据本发明的另一方面，上述目的通过同轴电驱动系统实现。该同轴电驱动系统包括如前述实施方式的同轴传动装置和电机，其中，电机的转子轴与行星齿轮机构的太阳轮抗旋转连接。

13、由此可见，根据本发明实施方式的同轴传动装置和同轴电驱动系统特别是在轻量化、nvh性能和生产成本等方面具有突出优势。