驱动系统和车辆的制作方法

1.本发明涉及轮边驱动技术领域，具体地涉及一种驱动系统和车辆。


背景技术：

2.四轮独立驱动系统由四个电机各自独立驱动汽车的四个车轮，四个车轮的转矩和速度可以彼此独立精确控制，由此带来了一系列的优势，传动系统得到简化，质量大幅度减轻；实现更小半径转弯，辅助esp功能，辅助转向功能，辅助制动功能等等。
3.轮边驱动是四轮独立驱动系统常常采纳的方案，在现有的轮边方案中，左右两套驱动总成往往自成一体，或者只是仅仅简单的机械连接，无法实现驱动电机之间的切换配合，不利于车辆的稳定运行和脱困。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种驱动系统，该驱动系统保证车辆稳定运行，车辆脱困能力显著提高。
5.为了实现上述目的，本发明提供一种驱动系统，所述驱动系统包括：
6.减速器，包括用于传动连接车辆的左侧车轮的左减速器和用于传动连接所述车辆的右侧车轮的右减速器；
7.电机单元，包括用于常驱动所述左减速器的左驱动电机和用于常驱动所述右减速器的右驱动电机；和
8.锁止传动机构，可离合地传动连接在所述左驱动电机与所述右减速器之间和/或所述右驱动电机与所述左减速器之间，使得所述左驱动电机和所述右驱动电机中的任意一者均能同时独立驱动所述左减速器和所述右减速器。
9.在一些实施例中，所述锁止传动机构包括：
10.锁止传动轴，由对应连接的所述电机单元的电机电机输出轴同轴驱动，所述锁止传动轴上设有锁止机构。
11.在一些实施例中，所述锁止传动轴上设有用于与对应的减速器相啮合的锁止传动齿轮。
12.在一些实施例中，所述左减速器和所述右减速器均包括依次啮合传动的减速器输入齿轮、减速器中间齿轮组和减速器输出齿轮，所述电机单元的电机电机输出轴同轴驱动所述减速器输入齿轮，所述减速器输出齿轮与所述车辆的车轮输出半轴同轴相连；
13.其中，所述减速器中间齿轮组包括同步旋转的中间输入齿轮和中间输出齿轮，所述中间输入齿轮分别啮合所述减速器输入齿轮和所述锁止传动齿轮，所述中间输出齿轮与所述减速器输出齿轮啮合传动。
14.在一些实施例中，所述车轮输出半轴的半轴中心轴线位于所述左驱动电机或所述右驱动电机中的一者的转子的横截面内。
15.在一些实施例中，所述锁止传动轴相连的所述左驱动电机和所述右驱动电机均为
双轴电机。
16.在一些实施例中，所述减速器还包括减速器外壳体和设置在所述减速器外壳体内以支撑转动轴的支撑件。
17.在一些实施例中，所述电机单元还包括电机壳体，所述左驱动电机和所述右驱动电机沿所述车辆的长度方向间隔布置于所述电机壳体内。
18.在一些实施例中，所述左减速器和所述右减速器在所述车辆的宽度方向上分设于所述电机单元的两侧，所述电机壳体的侧端盖与所述减速器的侧壁共用。
19.另外，本发明还提供了一种车辆，所述车辆包括上述的驱动系统。
20.通过上述技术方案，本发明提供的一种驱动系统，利用紧凑安装的左驱动电机和右驱动电机，并通过锁止传动机构，实现电机与对侧减速器的传动配合，使得左驱动电机和右驱动电机独立或配合地驱动两侧减速器并控制车轮输出半轴。通过该驱动系统，既保证一侧电机出现故障时，车辆的稳定运行，又便于一侧车轮受困时，集中扭矩驱动另一侧车轮，避免车辆受困。
21.本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
22.图1是本发明具体实施方式提供的驱动系统的原理图；
23.图2是本发明具体实施方式提供的驱动系统的第一种示意图，显示了右驱动电机与左侧车轮输出半轴通过锁止传动机构传动连接；
24.图3是本发明具体实施方式提供的驱动系统的第二种示意图，显示了左驱动电机与右侧车轮输出半轴通过锁止传动机构传动连接；
25.图4是本发明具体实施方式提供的驱动系统的第三种示意图，显示了一种右驱动电机与左侧车轮输出半轴通过锁止传动机构传动连接、左驱动电机与右侧车轮输出半轴通过锁止传动机构传动连接；
26.图5是本发明具体实施方式提供的驱动系统的第四种示意图，显示了另一种右驱动电机与左侧车轮输出半轴通过锁止传动机构传动连接、左驱动电机与右侧车轮输出半轴通过锁止传动机构传动连接；
27.图6是本发明具体实施方式提供的驱动系统的一种立体结构示意图；
28.图7是图6的驱动系统的分解状态图；以及
29.图8是图7中不同视角下的部分拆分结构图，显示了扁平状电控单元和电机单元。
30.附图标记说明
31.100
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减速器
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200
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电机单元
32.300
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锁止传动机构
33.110
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左减速器
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120
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右减速器
34.130
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减速器外壳体
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210
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左驱动电机
35.220
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右驱动电机
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230
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电机壳体
36.310
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锁止传动轴
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320
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锁止机构
37.330
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锁止传动齿轮
[0038]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
减速器输入齿轮
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减速器中间齿轮组
[0039]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
减速器输出齿轮
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车轮输出半轴
[0040]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
支撑件
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20
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扁平状电控单元
[0041]
21
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中间输入齿轮
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22
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中间输出齿轮
[0042]
23
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铜排
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24
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维修盖
[0043]
25
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电机输出轴
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26
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减速输出齿轮轴
[0044]
27
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减速输入齿轮轴
[0045]
l
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车辆的长度方向
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车辆的宽度方向
具体实施方式
[0046]
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0047]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0048]
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0049]
参考图1至图8所示的驱动系统的四种示意性结构，本发明提供的一种驱动系统，该驱动系统包括：减速器100、电机单元200和锁止传动机构300。
[0050]
其中，减速器100，包括用于传动连接车辆的左侧车轮的左减速器110和用于传动连接车辆的右侧车轮的右减速器120；
[0051]
电机单元200，包括用于常驱动左减速器110的左驱动电机210和用于常驱动右减速器120的右驱动电机220，需要说明的是，如图1所示，左驱动电机210作为常驱动左减速器110的电机，其与左减速器110之间为直接传动连接，右驱动电机220作为常驱动又减速器120的电机，其与右驱动电机220与右减速器120为直接传动连接；和
[0052]
锁止传动机构300，可离合地传动连接在左驱动电机210与右减速器120之间和/或右驱动电机220与左减速器110之间，使得左驱动电机210和右驱动电机220中的任意一者均能同时独立驱动左减速器110和右减速器120。
[0053]
本发明旨在提供一种驱动系统，以解决四轮独立驱动系统中因电机故障而产生的车辆运行不稳定的问题，以及一侧车轮受困时脱困能力有限的问题。在现有的轮边方案中，左右两套驱动总成往往自成一体，或者只是仅仅简单的机械连接，无法实现电机与对侧减速器之间的传动配合，不利于车辆的稳定运行和脱困。因此，为了能够解决上述问题，发明人进行了不断的思考和创新并设计出本发明的驱动系统，以便在减少占用空间的基础上，提高车辆运行的稳定性及脱困能力。
[0054]
在该驱动系统中，减速器100与电机单元200集成在一起，结构紧凑，左驱动电机210与左减速器110传动相连，右驱动电机220与右减速器120传动连接，使得四轮各自由独立的电机进行驱动，四个车轮的转矩和速度彼此独立精确控制。
[0055]
另外，在此需要说明的是，左驱动电机210和右驱动电机220中虽然带有“左”和“右”，但并不表示左驱动电机210就位于该驱动系统的左边，右驱动电机220就位于该驱动系统的右边。可以理解的是，左驱动单元和右驱动单元可以左右布置，也可以前后或上下布置。实际上，左驱动电机210用于通过左侧的车轮输出半轴4驱动车辆的左轮，右驱动电机220用于通过右侧的车轮输出半轴4驱动车辆的右轮。
[0056]
为实现电机与对侧调减速器之间的传动配合，针对驱动系统进行结构设计，如图1的原理图所示，在一种实施例中，如图2所示，锁止传动机构300可以设置在右驱动电机220与左减速器110之间，在另一种实施例中，如图3所示，锁止传动机构300可以设置在左驱动电机210与右减速器120之间，同理，如图4和图5所示，锁止传动机构300也可以同时设置在右驱动电机220与左减速器110之间、左驱动电机210与右减速器120。通过锁止传动机构，可灵活连接或断开上述与之相连的电机单元200与对侧减速器100之间的传动关系。
[0057]
如图4所示，当锁止传动机构300呈断开状态下，左驱动电机210驱动左减速器110，右驱动电机220驱动右减速器120，实现单电机驱动，当左右两侧锁止传动机构300闭合时，左驱动电机210和右驱动电机220均同时驱动左减速器110和右减速器120，实现双电机驱动，由此可以实现单电机驱动和双电机独立驱动的切换，保证电机单元200尽量工作在高效区，节省能耗，提高车辆续航里程。
[0058]
更重要的是，当四轮独立驱动系统中一侧电机故障时，另一侧电机可以同时驱动两侧车轮，保证车辆的稳定运行。例如，如图2所示，当左驱动电机210出现故障时，通过锁止传动机构300使右驱动电机220与左减速器110传动连接，右驱动电机220同时与左减速器110和右减速器120传动连接，保证车辆的稳定运行。当右驱动电机220出现故障时，通过锁止传动机构300使左驱动电机210与右减速器120传动连接，左驱动电机210通过减速器输入齿轮1、减速器中间输入齿轮21和锁止传动齿轮330同速传递至右驱动电机220，并通过右减速器120输出至右侧车轮输出半轴4，通过左驱动电机210保证左右两侧车轮同速运行，保证车辆的稳定运行。
[0059]
当一侧车轮陷入湿滑路面或泥坑内时，通过锁止传动机构300将左驱动电机210与右减速器120串联，使得电机单元200的扭矩全部输出至另一侧车轮，增强车辆的脱困能力。例如，如图3所示，当右侧车轮受困时，右车轮摩擦力较低，通过锁止传动机构300使左驱动电机210与右减速器120传动连接，此时左驱动电机210和右驱动电机220呈串联状，右驱动电机220的动力通过右减速器120耦合至左驱动电机210，由此提高左侧车轮输出半轴4的输出扭矩，增强车辆的脱困能力。
[0060]
具体地，在一种实施例中，如图2所示，锁止传动机构300包括锁止传动轴310和锁止机构320，其中，锁止传动轴310，由对应连接的电机单元200的电机电机输出轴25同轴驱动，锁止传动轴310上设有锁止机构320，锁止传动轴310可同步传输电机单元200的驱动力，锁止机构320可以为离合器也可以为同步器，可随时分离或接合，实现锁止传动轴310与电机单元200的连接或断开，切换方便。其中锁止传动机构可以设置在相应的减速器内，以实现结构的高度集成，也可以设置在电机单元200的壳体内。进一步地，锁止传动轴310上设有用于与对应的减速器100相啮合的锁止传动齿轮330，通过锁止传动齿轮330向外传输动力。
[0061]
在该驱动系统中，左减速器110和右减速器120内可以具有动力传递机构，例如多个齿轮组或蜗轮蜗杆组等。在一种实施例中，左减速器110和右减速器120内可以包括依次啮合传动的减速器输入齿轮1、减速器中间齿轮组2和减速器输出齿轮3，减速器输入齿轮1、减速器中间齿轮组2和减速器输出齿轮3的轴体均可以通过轴承座安装于减速器200内，以实现更稳定可靠的动力传递。其中，减速器输入齿轮1和减速器输出齿轮3可以为直齿轮也可以为锥齿轮。电机单元200的电机输出轴25同轴驱动减速器输入齿轮1，减速器输出齿轮3与车辆的车轮输出半轴4同轴相连；并通过减速器中间齿轮进行啮合传递。
[0062]
进一步地，减速器中间齿轮组2可以为多级齿轮组，齿轮组可以根据实际变速需要设置，例如，可以为二级或三级。在一种实施中，减速器中间齿轮组2可以包括同步旋转的中间输入齿轮21和中间输出齿轮22，中间输入齿轮21分别啮合减速器输入齿轮1和锁止传动齿轮330，中间输出齿轮22与减速器输出齿轮3啮合传动。中间输入齿轮21与减速器的动力输入端啮合，并将动力传输至同步旋转的中间输出齿轮22，中间输出齿轮22通过与之啮合的减速器输出齿轮3将动力输出并传递至车轮输出半轴4。
[0063]
另外，在不同的实施例中，左驱动电机210和右驱动电机220的设置位置可以不同，如图4中电机单元200中左驱动电机210位于靠近车轮输出半轴4的一侧，如图5中右驱动电机220位于靠近车轮输出半轴4的一侧。在一些实施中，车轮输出半轴4的半轴中心轴线位于左驱动电机210或右驱动电机220中的一者的转子的横截面内。其中车轮输出半轴4的半轴轴心轴线可以如图2所示的与左驱动电机210同轴布置，也可以设置在转子内的其它位置。这样，可以使得右驱动电机210内的动力传递结构进一步紧凑，进一步减小第一变速器在车辆长度方向上的长度。其中，如图2所示，右减速器120的动力传递路径可以为u形传递路径；u形传递路径使得右减速器120在车辆长度方向l上的长度小于左减速器110在车辆长度方向l上的长度，结构更加紧凑。
[0064]
进一步地，在该驱动系统中，锁止传动轴310相连的左驱动电机210和右驱动电机220均为双轴电机，即该电机的轴向两端均具有电机输出轴25，其中一个电机输出轴25与直接相连的减速器100相连，另一个电机输出轴25通过锁止传动机构与对侧的减速器100相连，由此实现驱动电机与对侧减速器100的装配连接。
[0065]
另外，减速器100还包括减速器外壳体130和设置在减速器外壳体130内以支撑转动轴的支撑件5。其中转动轴可以为减速器输出齿轮3的减速输出齿轮轴26、减速器输入齿轮1的减速出入齿轮轴27和锁止传动轴310，支撑件5的一侧至少支撑减速输出齿轮轴26，例如，如图5所示，左侧通过支撑件5隔离并支撑减速输出齿轮轴26和锁止传动轴310，右侧通过支撑件5隔离并支撑减速输入齿轮轴27和减速输出齿轮轴26，在此不一一列举。从而缩短转动轴和锁止传动轴310的长度，使得减速器100在车辆的宽度方向w上的宽度缩小，结构更加紧凑。
[0066]
此外，在该驱动系统中，旋转变压器和温度传感器布置在总成壳体内部，有利于满足防护要求。电机单元200还包括电机壳体230，左驱动电机210和右驱动电机220沿车辆的长度方向l间隔布置于电机壳体230内，左驱动电机210和右驱动电机220采用铁心直径小，长度较长的细长型电机并平行布置与车辆长度方向l上，减少在车辆的宽度方向w上的体积占比，紧凑度更高。进一步地，左减速器110和右减速器120在车辆的宽度方向w上分设于电机单元200的两侧，电机壳体230的侧端盖与减速器100的侧壁共用，从而进一步提高了该驱动系统的集成性。
[0067]
另外，如图6-8所示，驱动系统还包括扁平状电控单元20，其中，在车辆高度方向上，扁平状电控单元20固定连接在电机单元200、左减速器110和右减速器120的顶部。这样，由于采用扁平状电控单元20，可以减小该驱动系统在车辆高度方向上的高度，同时，可以使得驱动系统的电控单元和电机单元以及变速器更集成，具体地，电机单元200上还包括有铜排23，其中铜排23位于电机壳体230的沿车辆的长度方向l上的一侧，即铜排23与电机单元的长度方向平行，因扁平状电控单元20尺寸较大，如此设置便于提高轮边驱动总成的集成
度。
[0068]
平状电控单元20包括铜排件，铜排件和铜排23之间通过螺栓连接固定，其中，在平状电控单元20的电控壳体和电机壳体230的至少一者上可以包括位于铜排件和铜排23螺栓连接处设置有能够打开的维修盖24。这样，通过铜排件和铜排23的螺接配合，可以便捷地实现电机单元500和平状电控单元20之间的电连接，使得该轮边驱动总成更集成。
[0069]
另外，本发明还提供了一种车辆，该车辆设置有以上任意所述的驱动系统，利用紧凑安装的左驱动电机和右驱动电机，并通过锁止传动机构，实现电机与对侧减速器的传动配合，使得左驱动电机和右驱动电机独立或配合地驱动两侧减速器并控制车轮输出半轴。通过该驱动系统，既保证一侧电机出现故障时，车辆的稳定运行，又便于一侧车轮受困时，集中扭矩驱动另一侧车轮，避免车辆受困。
[0070]
需要特别说明的是，根据本发明实施例中的驱动系统的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。
[0071]
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型。
[0072]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图可知的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0073]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0074]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0075]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0076]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0077]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。