两挡电桥驱动系统及车辆的制作方法

1.本发明涉及车辆领域，更具体地涉及一种车辆用两挡电桥驱动系统及包括该两挡电桥驱动系统的车辆。


背景技术：

2.当前，电桥驱动系统能够用于纯电动车辆和混合动力车辆，以用于车辆的驱动。
3.图1a和图1b中示出了一种两挡电桥驱动系统的连接结构。如图1a和图1b所示，该两挡电桥驱动系统包括电机em和变速器。
4.电机em用于向变速器传递扭矩。电机em包括转子、定子和朝向变速器延伸的电机输出轴s1。电机输出轴s1与变速器输入轴s2经由花键机构传动联接。
5.变速器包括变速器输入轴s2、中间轴s3、差速器dm、多个齿轮g1-g6以及两个离合器c1和c2。
6.具体地，变速器输入轴s2一端与电机输出轴s1通过花键机构传动联接，使得变速器输入轴s2能够与电机输出轴s1一起转动。变速器输入轴s2和电机输出轴s1以同轴的方式配置。中间轴s3与变速器输入轴s2平行且错开配置。
7.差速器dm是传统的锥齿轮差速器。两根半轴hs1、hs2从差速器dm起朝向差速器dm的两侧延伸并用于向车辆的车轮传递扭矩。
8.齿轮g1和齿轮g2均以与变速器输入轴s2抗扭的方式设置于变速器输入轴s2，从而使得齿轮g1和齿轮g2能够始终随着变速器输入轴s2转动。齿轮g1和齿轮g2在变速器输入轴s2的轴向上间隔开地设置。齿轮g3和齿轮g4以与中间轴s3非抗扭的方式设置于该中间轴s3。齿轮g3和齿轮g4在中间轴s3的轴向上间隔开地设置。齿轮g3与齿轮g1始终处于啮合状态，以构成第一挡位的齿轮副；齿轮g4与齿轮g2始终处于啮合状态，以构成第二挡位的齿轮副。齿轮g5以与中间轴s3抗扭的方式设置于该中间轴s3，使得齿轮g5能够随着中间轴s3转动。差速器的作为差速器输入齿轮的齿轮g6与齿轮g5始终处于啮合状态。
9.第一离合器c1设置于齿轮g3和中间轴s3，使得当第一离合器c1接合时齿轮g3与中间轴s3抗扭地联接在一起，而当第一离合器c1分离时齿轮g3与中间轴s3解除上述联接。第二离合器c2设置于齿轮g4和中间轴s3，使得当第二离合器c2接合时齿轮g4与中间轴s3抗扭地联接，而当第二离合器c2分离时齿轮g4与中间轴s3解除上述联接。
10.这样，当第一离合器c1接合且第二离合器c2分离时，来自电机em的扭矩的传递路径如下：电机em
→
电机输出轴s1
→
变速器输入轴s2
→
齿轮g1
→
齿轮g3
→
第一离合器c1
→
中间轴s3
→
齿轮g5
→
齿轮g6
→
差速器dm。当第二离合器c2接合且第一离合器c1分离时，来自电机em的扭矩的传递路径如下：电机em
→
电机输出轴s1
→
变速器输入轴s2
→
齿轮g2
→
齿轮g4
→
第二离合器c2
→
中间轴s3
→
齿轮g5
→
齿轮g6
→
差速器dm。
11.虽然图1a和图1b中所示的电桥驱动系统能够实现两挡驱动，但是其具有如下的缺点。由齿轮g1-g6构成的三组齿轮副、两个离合器c1和c2以及差速器dm在轴向上排列，这使得整个变速器的轴向尺寸过大，不利于车辆的结构紧凑性。


技术实现要素：

12.鉴于上述技术中存在的缺陷而做出了本发明。本发明的一个目的在于提供一种新型的两挡电桥驱动系统，其与上述两挡电桥驱动系统相比同样能够实现选择性地从两条不同的扭矩传递路径传递扭矩，同时可以减小变速器的轴向尺寸。本发明的另一个目的在于提供一种包括上述两挡电桥驱动系统的车辆。
13.为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案。
14.本发明提供了一种如下的两挡电桥驱动系统，所述两挡电桥驱动系统包括变速器和具有电机输出轴的电机，所述变速器包括：
15.变速器输入轴，其用于与所述电机输出轴传动联接；
16.输入齿轮，其以抗扭的方式设置于所述变速器输入轴；
17.第一中间轴和第二中间轴，所述第一中间轴和所述第二中间轴与所述变速器输入轴平行地布置；
18.第一中间齿轮和第二中间齿轮，所述第一中间齿轮以非抗扭的方式设置于所述第一中间轴，所述第二中间齿轮以非抗扭的方式设置于所述第二中间轴，所述第一中间齿轮和所述第二中间齿轮与所述输入齿轮始终处于啮合状态；以及
19.第一离合器和第二离合器，所述第一离合器接合使所述第一中间齿轮与所述第一中间轴抗扭地联接，所述第一离合器分离使所述第一中间齿轮和所述第一中间轴解除该联接，并且所述第二离合器接合使所述第二中间齿轮与所述第二中间轴抗扭地联接，所述第二离合器分离使所述第二中间齿轮和所述第二中间轴解除该联接。
20.优选地，所述变速器还包括：
21.第一输出齿轮和第二输出齿轮，所述第一输出齿轮以抗扭的方式设置于所述第一中间轴，所述第二输出齿轮以抗扭的方式设置于所述第二中间轴；以及
22.差速器，所述差速器包括差速器输入齿轮，所述差速器输入齿轮与所述第一输出齿轮和所述第二输出齿轮始终处于啮合状态。
23.更优选地，所述差速器为锥齿轮差速器。
24.更优选地，所述变速器还包括从所述差速器伸出的第一半轴和第二半轴，所述第一半轴以与所述变速器输入轴同轴的方式延伸穿过所述变速器输入轴和所述电机输出轴，所述第二半轴以与所述第一半轴同轴的方式沿着所述第一半轴的伸出方向的相反方向延伸。
25.更优选地，所述变速器还包括壳体和轴承支撑板，所述轴承支撑板与所述壳体固定连接且位于所述壳体的内部，所述轴承支撑板用于支撑用于所述差速器的轴承。
26.更优选地，所述第一离合器和所述第二离合器设置于所述壳体内且位于所述壳体和所述差速器限定的径向空间。
27.更优选地，所述变速器输入轴与所述电机输出轴为同一根轴或者以同轴的方式固定连接在一起。
28.更优选地，所述第一中间齿轮的直径与所述第二中间齿轮的直径不同。
29.更优选地，所述第一离合器和所述第二离合器均为湿式多片式离合器。
30.本发明还提供了一种如下的车辆，所述车辆包括以上技术方案中任意一项技术方案所述的两挡电桥驱动系统。
31.通过采用上述技术方案，本发明提供了一种新型的两挡电桥驱动系统及包括该两挡电桥驱动系统的车辆。该两挡电桥驱动系统的变速器采用与变速器输入轴平行的两根独立的中间轴，两根中间轴分别设置有与输入轴的一个输入齿轮始终啮合的中间齿轮，并利用两个离合器使得中间齿轮与对应的中间轴选择性地以抗扭的方式联接或解除这种联接。由此，根据本发明的两挡电桥驱动系统同样能够实现选择性地从两条不同的扭矩传递路径传递扭矩，并且与背景技术中说明的两挡电桥驱动系统的变速器相比减小了变速器的轴向尺寸。
附图说明
32.图1a是示出了一种两挡电桥驱动系统的连接结构的示意图；图1b是示出了图1a中的两挡电桥驱动系统的轴视示意图。
33.图2a是示出了根据本发明的一实施方式的两挡电桥驱动系统的连接结构的示意图；图2b是示出了图2a中的两挡电桥驱动系统的轴视示意图。
34.附图标记说明
35.em电机 dm差速器 c1第一离合器 c2第二离合器 hs1第一半轴 hs2第二半轴
36.s1电机输出轴 s2变速器输入轴 s3中间轴 g1-g6齿轮
37.s11电机输出轴(变速器输入轴) s12第一中间轴 s13第二中间轴 g11输入齿轮 g12第一中间齿轮 g13第二中间齿轮 g14第一输出齿轮 g15第二输出齿轮 g16差速器输入齿轮
38.h1第一壳体部分 h2第二壳体部分 h3第三壳体部分 h4轴承支撑板。
具体实施方式
39.下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。
40.在本发明中，“传动联接”是指两个部件能够传递驱动力/扭矩地连接，如无特殊说明，可以表示这两个部件直接连接或者经由现有技术的传动结构实现间接连接以能够在这两个部件之间传递驱动力/扭矩。另外，在本发明中，“轴向”是指电机输出轴和变速器输入轴的轴向，“轴向一侧”是指图2a中的右侧，“轴向另一侧”是指图2a中的左侧。以下将结合说明书附图说明根据本发明的一实施方式的两挡电桥驱动系统的结构。
41.如图2a和图2b所示，根据本发明的一实施方式的两挡电桥驱动系统包括整合在一起的电机em和变速器。
42.具体地，在本实施方式中，电机em包括收纳于电机壳体内的转子、定子以及用于输出扭矩的电机输出轴s11，电机输出轴s11形成为沿着轴向直线状延伸的空心轴。在电机壳体上，配置用于支撑电机输出轴s11的两个轴承，两个轴承在轴向上并排配置。
43.在本实施方式中，变速器整体位于电机em的轴向一侧且收纳于变速器壳体内。变速器包括与电机输出轴s11一体的变速器输入轴、两根中间轴(第一中间轴s12和第二中间轴s13)、差速器dm和两根半轴hs1和hs2、设置于上述各轴以及差速器dm的齿轮g11-g16以及两个离合器(第一离合器c1和第二离合器c2)。
44.在本实施方式中，变速器输入轴与电机输出轴为同一根轴s11，使得变速器能够接收来自电机em的扭矩。除了上述方案之外，变速器输入轴与电机输出轴两者之间还可以以同轴的方式通过联轴器刚性连接。为了供第一半轴hs1插入穿过，变速器输入轴形成为沿着轴向直线状延伸的空心轴。
45.第一中间轴s12和第二中间轴s13与变速器输入轴平行且错开地布置。第一中间轴s12和第二中间轴s13形成为沿着轴向直线状延伸的实心轴。在图2a中，第一中间轴s12位于变速器输入轴的上方，第二中间轴s13位于变速器输入轴的下方。
46.在本实施方式中，差速器dm是锥齿轮差速器并且差速器dm位于变速器输入轴的轴向一侧的位置。两根半轴hs1、hs2从差速器dm起朝向差速器dm的轴向两侧延伸并用于向车辆的车轮传递扭矩。第一半轴hs1以与变速器输入轴(电机输出轴)s11同轴的方式从差速器dm朝向轴向另一侧伸出穿过该变速器输入轴(电机输出轴)s11的内部，第二半轴hs2以与第一半轴hs1同轴的方式沿着第一半轴hs1的伸出方向的相反方向、即朝向轴向一侧延伸。
47.在本实施方式中，输入齿轮g11以抗扭的方式设置于变速器输入轴，使得输入齿轮g11能够随着变速器输入轴一起转动。
48.第一中间齿轮g12以非抗扭的方式设置于第一中间轴s12，第二中间齿轮g13以非抗扭的方式设置于第二中间轴s13。第一中间齿轮g12和第二中间齿轮g13与输入齿轮g11始终处于啮合状态并且第一中间齿轮g12的直径小于第二中间齿轮g13的直径。
49.第一输出齿轮g14以抗扭的方式设置于第一中间轴s12，使得第一输出齿轮g14能够随着第一中间轴s12一起转动。第二输出齿轮g15以抗扭的方式设置于第二中间轴s13，使得第二输出齿轮g15能够随着第二中间轴s13一起转动。第一输出齿轮g14的直径小于第二输出齿轮g15的直径。
50.差速器输入齿轮g16可以固定于差速器dm的壳体并与第一输出齿轮g14和第二输出齿轮g15始终处于啮合状态。
51.在本实施方式中，第一离合器c1和第二离合器c2均为具有一个离合单元的湿式多片式离合器。第一离合器c1设置于第一中间齿轮g12和第一中间轴s12。第一离合器c1接合能够使第一中间齿轮g12与第一中间轴s12抗扭地联接，第一离合器c1分离能够使第一中间齿轮g12和第一中间轴s12解除这种联接。第二离合器c2设置于第二中间齿轮g13和第二中间轴s13。第二离合器c2接合能够使第二中间齿轮g13与第二中间轴s13抗扭地联接，第二离合器c2分离能够使第二中间齿轮g13和第二中间轴s13解除这种联接。
52.由此，在本实施方式中，当第一离合器c1接合且第二离合器c2分离时，来自电机em的扭矩的传递路径如下：电机em
→
电机输出轴(变速器输入轴)s11
→
输入齿轮g11
→
第一中间齿轮g12
→
第一离合器c1
→
第一中间轴s12
→
第一输出齿轮g14
→
差速器输入齿轮g16
→
差速器dm。
53.当第二离合器c2接合且第一离合器c1分离时，来自电机em的扭矩的传递路径如下：电机em
→
电机输出轴(变速器输入轴)s11
→
输入齿轮g11
→
第二中间齿轮g13
→
第二离合器c2
→
第二中间轴s13
→
第二输出齿轮g15
→
差速器输入齿轮g16
→
差速器dm。
54.在变速器处于一个挡位进行正常工作状态下，第一离合器c1和第二离合器c2中仅一者实现接合，并不同时实现接合。
55.如图2a所示，整个两挡电桥驱动系统的壳体由能够彼此可拆卸地连接在一起的第
一壳体部分h1、第二壳体部分h2和第三壳体部分h3构成。用于收纳电机em的电机壳体由第一壳体部分h1和第二壳体部分h2构成，该第二壳体部分h2还用作变速器的变速器壳体的一部分。变速器壳体由第二壳体部分h2和第三壳体部分h3构成。变速器还包括位于变速器壳体内的轴承支撑板h4以及对应的轴承，轴承支撑板h4与第二壳体部分h2固定连接且位于壳体的内部，与轴承支撑板h4对应的轴承设置于轴承支撑板h4且用于支撑差速器dm的壳体。第一离合器c1和第二离合器c2设置于变速器壳体内的位于由变速器壳体与差速器dm的壳体所限定的径向空间内。具体地，第一离合器c1和第二离合器c2设置于差速器dm的径向外侧的位置处。另外，第一离合器c1和第二离合器c2可以在轴向a上与轴承支撑板h4和差速器dm的壳体部分重叠。
56.此外，本发明还提供了包括以上结构的两挡电桥驱动系统的车辆。
57.虽然在以上的具体实施方式中对本发明的技术方案进行了详细的阐述，但是还需要说明以下内容。
58.i.虽然在以上的具体实施方式中没有明确说明，但是应当理解，在以上的各实施方式中，电机em除了向变速器输出用于驱动的扭矩之外，电机em还能够接收来自变速器的扭矩以用于对电池进行充电。
59.ii.在根据本发明的两挡电桥驱动系统中，通过将电机输出轴与变速器输入轴形成为一体，从而与图1a所示的两挡电桥驱动系统相比，省略了用于使电机输出轴和变速器输入轴实现传动联接的机械结构，因此降低了成本且提高了可靠性。
60.另外，在根据本发明的两挡电桥驱动系统中，用于使得变速器输入轴与中间轴s12、s13传动联接的离合器c1、c2的布置充分利用了变速器壳体内的位于差速器dm的壳体的径向外侧的空间，因而进一步缩短了整个变速器的轴向尺寸。
61.iii.虽然在以上的具体实施方式中说明了轴承支撑板h4固定安装于第二壳体部分h2，但是本发明不限于此。该轴承支撑板h4还可以以可拆卸的方式固定安装于第三壳体部分h3。
62.iv.设y方向(图中未示出)为轴向，如图1b和图2b所示，x方向、y方向和z方向彼此正交。通过图1b和图2b所示的轴视示意图进行对比，根据本发明的两挡电桥驱动系统的变速器在图中x方向上的设计尺寸比图1b中的两挡电桥驱动系统的变速器在图中x方向上的设计尺寸要小，而在图中z方向上的设计尺寸仅小幅增大。
63.在本技术中，参照图2a，输入齿轮g11、第一中间齿轮g12、第二中间齿轮g13和两个离合器c1、c2位于轴向上的大致相同位置，第一输出齿轮g14、第二输出齿轮g15位于差速器dm的径向外侧且与差速器dm位于大致相同的轴向位置，这样，可以减小变速器的轴向尺寸。如图1a和图2a所示，根据本发明的两挡电桥驱动系统的变速器的轴向尺寸比图1a中的两挡电桥驱动系统的变速器的轴向尺寸可以明显减小。