具有实心车桥和轮毂马达的电动车辆的制作方法

1.本公开涉及具有实心车桥的电动车辆。


背景技术：

2.电动化车辆(诸如纯电动车辆和混合动力电动车辆)包括用于推进车辆的至少一个电机。电机由向电机供应能量的牵引电池供电，这会降低电池的荷电状态(soc)。许多电动化车辆能够通过将机械动力转换成电力进行再生制动以对电池再充电。全轮驱动电动车辆可以包括由专用电机独立地提供动力的前电动车桥和后电动车桥。


技术实现要素：

3.根据一个实施例，一种电动化车辆车桥包括第一车轮总成和第二车轮总成，第一车轮总成和第二车轮总成各自具有电机、由电机提供动力的车轮和离合器。梁将第一车轮总成和第二车轮总成互连。车桥轴被支撑以在梁的中空中心内旋转。车桥轴具有连接到第一车轮总成的离合器的第一端部和连接到第二车轮总成的离合器的第二端部，其中离合器被配置为选择性地将电机彼此联接。
4.根据另一个实施例，一种电动化车辆车桥包括第一车轮总成和第二车轮总成，第一车轮总成具有被配置为为第一车轮提供动力的第一电机，第二车轮总成具有被配置为为第二车轮提供动力的第二电机。梁具有连接到第一车轮总成的第一端部和连接到第二车轮总成的第二端部。车桥轴被支撑以在梁的中空中心内旋转并且被配置为在第一电机和第二电机之间传送扭矩。至少一个离合器选择性地将电机中的至少一个联接到车桥轴。
5.根据另一个实施例，一种电动车辆包括牵引电池和实心车桥悬架系统。实心车桥包括：梁，其刚性连接在第一车轮转向节和第二车轮转向节之间；以及第一轮毂马达和第二轮毂马达，其由第一车轮转向节和第二车轮转向节支撑并且电连接到牵引电池。车桥轴被支撑以在梁内旋转并且被配置为将扭矩从轮毂马达中的一个传递到轮毂马达中的另一个。离合器选择性地将轮毂马达中的一个联接到车桥轴。
附图说明
6.图1是电动车辆的示意图。
7.图2是根据替代实施例的电动车辆的车桥的示意图。
8.图3是另一个电动车辆的示意图。
具体实施方式
9.本文描述了本公开的实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅仅是示例并且其他实施例可以呈现各种和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节并不解释为限制性，而仅解释为用于教导本领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员
将理解，参考附图中的任一者示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中示出的特征组合以产生未明确地示出或描述的实施例。所示特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，对于特定的应用或实施方式，可能期望与本公开的教导一致的对特征的各种组合和修改。
10.本文所使用的方向性术语是参考示例性附图中所示的视图和取向来做出的。在附图中示出并在下面描述中心轴线或中心线。诸如“外”和“内”的术语是相对于中心轴线而言。例如，“外”表面是指表面背离中心轴线或者在另一个“内”表面的外侧。诸如“径向”、“直径”、“圆周”等术语也是相对于中心轴线而言。术语“前”、“后”、“上”和“下”表示附图中所参考的方向。除非另有明确说明或通过上下文另有说明，否则术语连接、联接、附接等是指直接或间接地连接、联接、附接等。
11.参考图1，根据本公开的实施例示出了电动化车辆20。图1示出了部件之间的代表性关系。部件在车辆内的实体布局和取向可以变化。车辆20可以是后轮驱动车辆(如图中示出的)、前轮驱动车辆或全轮驱动车辆。所述车辆包括后车桥24，所述后车桥由一个或多个电机提供动力。在所示实施例中，车辆20在每个驱动轮处包括轮毂马达，例如安装在车轮总成内的电机。例如，电动化车桥24包括：第一车轮总成26，其具有诸如转向节的支撑结构28；电机30，其被配置为驱动轮毂(未示出)；以及车轮32，其安装到轮毂。电机30包括定子35和转子37。定子35由支撑结构28支撑并且相对于车轮32是固定的。转子37固定地联接到车轮32。如果一组旋转元件在所有工况下都被约束为作为一个单元进行旋转，则它们彼此固定地联接。旋转元件可以通过花键连接、齿轮啮合、焊接、压配合、由常见固体机加工、紧固件或其他方式固定地联接。固定地联接的元件之间的旋转移位可能发生细微变化，诸如由于余隙或轴柔量引起的移位。一个或多个彼此全部固定联接的旋转元件可以称为轴。相比之下，当离合器约束两个旋转元件在完全接合时作为单元旋转，两个旋转元件通过离合器(或类似物)选择性地联接，并且它们在至少一些其他工况下以不同的、不相关的速度自由旋转时。如果两个元件固定地联接或选择性地联接，则它们是联接的。
12.电动化车桥24还包括：第二车轮总成34，其具有诸如转向节的支撑结构36；电机38，其被配置为驱动轮毂；以及车轮40，其安装到轮毂。电机38包括定子39和转子41。定子39由支撑结构36支撑并且相对于车轮40是固定的。转子41固定地联接到车轮40。尽管电机被示出为转子被支撑以在定子内旋转，但是在其他实施例中，此布局可以交换。如图中示出的，前车桥42是无动力的，然而，在其他实施例中，前车桥也可以是包括轮毂马达或其他电动化布置或常规动力传动系统的电动化车桥。
13.电机30、38电连接到高压电池58。电力电子器件(未示出)按照电机30、38的要求调节电池58提供的直流(dc)电力。例如，电力电子器件可以向电机提供三相ac。电力电子器件还被配置为将由电机产生的ac电力转换成dc电力，以诸如在再生制动期间对电池58再充电。
14.后车桥24可以具有实心车桥非独立悬架系统，其中车轮总成26和34经由梁44刚性连接。梁44包括附接到第一车轮总成26的支撑结构28的第一端部46和附接到第二车轮总成34的支撑结构36的第二端部48。梁44可以具有中空管状结构，所述中空管状结构限定内部45。车桥轴49诸如通过一个或多个轴承50被支撑以在梁44内旋转。轴承50可以具有固定到梁44的外座圈和固定到车桥轴49的内座圈。诸如滚珠轴承或滚针轴承的滚子元件可以设置
在内座圈和外座圈之间，以提供低摩擦旋转并且支撑车桥轴48。
15.离合器60和62选择性地将车轮总成26、34联接到车桥轴49。离合器60、62可以封装为车轮总成的一部分。离合器60与车轮总成26相关联并且选择性地将轴49的第一端部54联接到电机30。离合器60可以选择性地将第一端部54联接到转子37。离合器62与车轮总成34相关联并且选择性地将轴49的第二端部56联接到电机38。离合器62可以选择性地将第二端部56联接到转子41。离合器可以在多种状态下操作，诸如：完全接合状态(锁定)，在所述完全接合状态中，离合器将电机无滑动地在转向上联接到车桥轴48；完全分离状态(打开)，在所述完全分离状态中，电机和车桥轴彼此独立旋转；以及部分接合状态(滑动)，在所述部分接合状态中，在电机和车桥轴之间存在相对滑动的情况下存在离合器扭矩容量。在一些实施例中，离合器可以是分离离合器。
16.离合器60可以包括固定地联接到电机30的第一部件或侧部70和固定地联接到车桥轴49的第二部件或侧部72。离合机构(未示出)被配置为选择性地将第一部件70联接到第二部件72以接合离合器60。离合器62可以包括固定地联接到电机38的第一部件或侧部74和固定地联接到车桥轴49的第二部件或侧部76。离合机构(未示出)被配置为选择性地将第一部件74联接到第二部件76以接合离合器62。
17.离合器60、62可以由控制器64控制。离合器中的每一个可以具有与控制器64电连通的致动器装置。致动器装置被配置为接收来自控制器的信号以根据驾驶条件和离合器的设计将离合器致动到期望的位置或状态，诸如完全分离、完全接合或部分接合。致动器装置和离合机构可以是液压的或机电的。
18.基于离合器60、62的状态，电动化车辆车桥24可以具有多种不同的模式。例如，在正常模式或基线模式中，离合器60和62中的一个或两个可以打开，准许轮毂马达30和38独立操作。轮毂马达30、38的独立操作准许左车轮和右车轮之间的速度差以便于转弯和/或提供扭矩矢量控制。车桥24还可以具有锁定模式，在所述锁定模式中，离合器60和62两者都完全接合。在此模式中，类似于锁定差速器，离合器配合以在转向上锁定车轮总成26和34。此模式在诸如越野驾驶的低牵引力情况下或在例如雪/冰的恶劣天气下可能是有用的。通过经由离合器和车桥的接合将两个电机彼此联接，与低牵引力相关联的来自轮毂马达的扭矩可以传送到具有牵引力的车轮总成以推进车辆。在所示实施例中，轮毂马达的高达100％的扭矩可以被发送到另一个轮毂马达以利用具有牵引力的单个车轮。当一个车轮离开地面时，诸如在攀岩期间，这可能特别有用。在一些实施例中，车桥24可以具有第三操作模式，在所述第三操作模式中，两个离合器都在滑动。
19.参考图2，根据替代实施例的电动化实心车桥100可以仅包括单个离合器而不是如上所述的一对离合器。实心车桥可以是前车桥或后车桥。电动化车桥100包括：第一车轮总成102，其具有诸如转向节的支撑结构104；电机106，其被配置为驱动轮毂；以及车轮108，其安装到轮毂。如上面描述的，电机106包括定子110和转子112。电动化车桥100还包括：第二车轮总成114，其具有诸如转向节的支撑结构116；电机118，其被配置为驱动轮毂；以及车轮120，其安装到轮毂。电机118包括定子122和转子124。如上面描述的，轮毂总成102、114通过横向梁125刚性互连。
20.在此实施例中，仅采用单个离合器126而不是如上面描述的一对离合器。在所示实施例中，离合器126与车轮总成102相关联，然而，离合器126可以位于另一个车轮总成114
处。离合器126可以在结构上类似于任一上面描述的离合器。例如，离合器126可以具有固定地联接到转子112的第一侧部或部件128和固定地联接到车桥轴134的端部132的第二侧部或部件130，如上面描述的，所述车桥轴由一个或多个轴承138支撑以在梁125内旋转。轴134的另一个端部140可以固定地联接到电机116的转子124。例如，端部140可以用花键连接到转子的毂部或中间部件，所述中间部件相对于转子在转向上固定。
21.通过改变离合器126的接合状态，车桥100可以与车桥24类似地操作。例如，打开离合器126准许电机106和118的独立操作，并且完全接合离合器126在转向上联接车轮108和120以便如上所述地同步旋转。
22.图3示出了具有一对电动化实心车桥152和154的全轮驱动车辆150，每个车桥都具有轮毂马达。车桥152和154可以根据任一上面描述的实施例。在示出的示例中，车桥152和154是单离合器车桥(如车桥100)。在其他实施例中，车桥152和154可以是双离合器车桥(如车桥24)。在另一个实施例中，车桥152可以是单离合器车桥(如车桥100)，并且车桥154可以是双离合器车桥(如车桥24)。在又一个实施例中，车桥152可以是双离合器车桥(如车桥24)，并且车桥154可以是单离合器车桥(如车桥100)。
23.虽然上文描述了示例性实施例，但这些实施例并不意图描述权利要求所涵盖的所有可能形式。在说明书中使用的词语是描述词语而非限制性词语，并且应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可做出各种改变。如先前所述，各种实施例的特征可以组合以形成可能未明确描述或示出的本发明的另外的实施例。尽管各种实施例可能已经被描述为就一个或多个特性而言提供胜于其他实施例或现有技术实施方式的优点或优于其他实施例或现有技术实施方式，但是本领域普通技术人员认识到可能折衷一个或多个特征或特性来实现期望的整体属性，这取决于具体的应用和实现方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、大小、可维护性、重量、可制造性、易组装性等。因此，就一个或多个特性而言被描述为不如其他实施例或现有技术实施方式期望的实施例处在本公开的范围内，并且对于特定应用来说可能是期望的。
24.根据本发明，提供了一种电动化车辆车桥，其具有：第一车轮总成和第二车轮总成，第一车轮总成和第二车轮总成各自包括电机、由电机提供动力的车轮和离合器；梁，其将第一车轮总成和第二车轮总成互连；以及车桥轴，其被支撑以在梁的中空中心内旋转，所述车桥轴具有连接到第一车轮总成的离合器的第一端部和连接到第二车轮总成的离合器的第二端部，其中离合器被配置为选择性地将电机彼此联接。
25.根据实施例，离合器中的每一个包括固定地联接到电机中的相关联的一个的转子的第一部件和固定地联接到第一端部和第二端部中的相关联的一个的第二部件。
26.根据实施例，离合器的第二部件经由车桥轴彼此固定地联接。
27.根据实施例，电动化车辆车桥具有第一模式和第二模式，在第一模式中，两个离合器完全接合以同步车轮的旋转，在第二模式中，离合器中的至少一个分离以准许车轮之间的相对旋转。
28.根据实施例，电动化车辆车桥具有第三模式，在所述第三模式中，两个离合器都部分接合。
29.根据实施例，电机中的每一个包括定子和转子，其中车轮固定到转子并且离合器选择性地将第一端部和第二端部联接到转子。
30.根据实施例，本发明的特征还在于至少一个轴承，所述至少一个轴承设置在中空中心内并且支撑车桥轴。
31.根据实施例，梁具有连接到第一车轮总成的第一端部和连接到第二车轮总成的第二端部。
32.根据本发明，提供了一种电动化车辆车桥，其具有：第一车轮总成，其包括被配置为为第一车轮提供动力的第一电机；第二车轮总成，其包括被配置为为第二车轮提供动力的第二电机；梁，其具有连接到第一车轮总成的第一端部和连接到第二车轮总成的第二端部；车桥轴，其被支撑以在梁的中空中心内旋转并且被配置为在第一电机和第二电机之间传送扭矩；以及至少一个离合器，其选择性地将电机中的至少一个联接到车桥轴。
33.根据实施例，所述至少一个离合器是单个离合器，所述单个离合器选择性地将车桥轴的第一端部联接到第一电机，并且其中车桥轴的第二端部固定地联接到第二电机。
34.根据实施例，所述至少一个离合器包括第一离合器，所述第一离合器选择性地将所述车桥轴联接到第一电机。
35.根据实施例，所述至少一个离合器还包括第二离合器，所述第二离合器选择性地将所述车桥轴联接到所述第二电机。
36.根据实施例，车桥轴具有固定地联接到第一离合器的第一端部和固定地联接到第二离合器的第二端部。
37.根据实施例，电动化车辆车桥具有第一模式和第二模式，在第一模式中，至少一个离合器完全接合以同步第一车轮和第二车轮的旋转，在第二模式中，至少一个离合器分离以准许第一车轮和第二车轮之间的相对旋转。
38.根据实施例，本发明的特征还在于至少一个轴承，所述至少一个轴承设置在中空中心内并且支撑车桥轴。
39.根据本发明，提供了一种电动车辆，其具有：牵引电池；以及实心车桥，其包括：梁，所述梁刚性连接在第一车轮转向节和第二车轮转向节之间；第一轮毂马达和第二轮毂马达，其由第一车轮转向节和第二车轮转向节支撑并且电连接到牵引电池；车桥轴，其被支撑以在梁内旋转并且被配置为将扭矩从轮毂马达中的一个传递到轮毂马达中的另一个；以及离合器，其选择性地将轮毂马达中的一个联接到车桥轴。
40.根据实施例，实心车桥还包括第二离合器，所述第二离合器选择性地将轮毂马达中的另一个联接到车桥轴。
41.根据实施例，车桥轴包括连接到第一离合器的第一端部和连接到第二离合器的第二端部。
42.根据实施例，车桥轴包括通过离合器选择性地联接到第一轮毂马达的第一端部和固定地联接到第二轮毂马达的第二端部。
43.根据实施例，离合器包括固定地联接到第一轮毂马达的转子的第一部件和固定地联接到车桥轴的第二部件。