一种中置电动机一体式两挡电动桥的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于汽车动力传动系统技术领域，具体来说，是一种适用于电动汽车 的电动机、传动装置与差速器同轴布置且电动机位于两侧驱动轮之间的中置电动机一体式 两挡电动桥。
【背景技术】
[0002] 目前电动汽车仍存在比功率小、续驶里程短以及充电不方便等诸多缺点。因此，减 轻动力传动系统的重量、提高其机械效率可以在一定程度上弥补电动汽车的上述不足。然 而，电动汽车的现有典型动力传动方案仍然是基于传统驱动桥开发的。这种拼装而成的驱 动桥存在结构不紧凑、尺寸和重量大、电动机悬置设计困难以及振动和噪声较大等缺点。为 了改善传统驱动桥的缺点，业内已经开发出三种形式的新型电动桥，分别是轮毂电动机、轮 边电动机桥和中置电动机驱动桥。下面简要介绍它们的特点和应用情况。
[0003] 轮毂电动机虽然结构很紧凑、机械效率高，但采用轮毂电动机的汽车非簧载质量 大、悬架布置困难、电动机容量不足、电子差速控制难度大，而且电动机冷却、密封和抗振困 难。因设计和制造难度也较大，国内轮毂电动机的功率一般都在IOkW以下。
[0004] 轮边电动机桥两侧驱动轮独立驱动，适用于低地板公交车、便于电池布置，且可动 态分配两侧驱动轮的驱动力矩。其缺点是加工和装配要求高、非簧载质量大、电子差速控制 难度大、传动效率低、能耗大。
[0005] 现有中置电动机电动桥（简称"中置电动桥"）大多采用中空电动机，少数采用免 差速器的双转子电动机。采用中空电动机的中置电动桥将电动机、行星齿轮减速装置和差 速器排列于同一轴线，一根半轴将动力直接传至中置电动桥所在侧驱动轮，而另一根半轴 则穿过中空电动机将动力传至另一侧驱动轮。这种中置电动桥不仅结构紧凑、不需要重新 设计悬架、成本低，而且因保留了传统差速器，能够可靠地满足转弯差速需求。其缺点是电 动机空心后体积、重量和成本都有所增加，且支承和密封难度增大。采用双转子电动机的中 置电动桥虽然理论上可以省去差速器、结构简单了，但两个转子输出的动力仍然需要经过 复杂的减速和减速换向机构才能传至驱动轮。而且，为了保证两侧驱动轮转矩相同且能实 现转弯差速，电动机控制很困难。另外，双转子电动机还存在起动转矩小、冷却和密封困难 等缺点。因此，双转子电动机在纯电动汽车上几乎没有应用实例。
[0006] 包括中置电动桥在内的以上三种形式的新型电动桥一般都采用直驱减速，即电动 桥的传动装置只有一个挡位。直驱电动桥的缺点是难以兼顾整车最高车速和最大爬坡度的 要求。虽然增加电动机转速范围、加大电动机功率可以一定程度上缓解最高车速和最大爬 坡度在传动比选择上的矛盾，但电动机的体积、重量和成本都增加较多。
【发明内容】
[0007] 为解决上述问题，本实用新型提出一种电动机、传动装置与差速器同轴排列布置 且电动机位于两侧驱动轮之间的中置电动机一体式两挡电动桥，可以兼顾整车最高车速和 最大爬坡度对传到装置速比的不同要求并自动换挡。
[0008] 为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：
[0009] -种中置电动机一体式两挡电动桥，包括电动机、传动装置和差速器，所述差速器 通过两侧的半轴分别与两侧的驱动轮连接，其特征在于：
[0010] 所述电动机和所述传动装置均为中空结构，所述电动机、所述传动装置和所述差 速器同轴排列布置且所述电动机位于两侧的所述驱动轮之间，连接所述差速器与靠近所述 电动机一侧的驱动轮的半轴活动穿过所述电动机和所述传动装置；
[0011] 所述传动装置为多级行星齿轮传动机构，所述多级行星齿轮传动机构包括与所述 电动机的转子连接并随所述转子转动的太阳轮、一端与所述转子相转动连接另一端与所述 差速器连接的行星架、与所述太阳轮啮合并可绕自身轴线转动地安装在所述行星架上的第 一行星轮、与所述第一行星轮啮合并可绕自身轴线转动的低挡齿圈、可绕自身轴线转动地 安装在所述行星架上的第二行星轮、与所述第二行星轮啮合并可绕自身轴线转动的高挡齿 圈、用于对所述低挡齿圈进行制动的低挡制动部件、用于对所述高挡齿圈进行制动的高挡 制动部件以及驱动所述低挡制动部件和所述高挡制动部件的操纵装置。
[0012] 其中，所述第一行星轮的直径大于所述第二行星轮；所述低挡齿圈的直径大于所 述高挡齿圈。
[0013] 优选地，所述低挡制动部件包括固定套设在所述低挡齿圈的外圆周面上的低挡齿 圈制动鼓、套设在所述低挡齿圈制动鼓的外圆周面上的低挡制动带；所述高挡制动部件包 括固定套设在所述高挡齿圈的外圆周面上的高挡齿圈制动鼓、套设在所述高挡齿圈制动 鼓的外圆周面上的高挡制动带。
[0014] 进一步优选地，所述操纵装置包括用于采集电动机转速信号的电动机转速传感 器、用于采集加速踏板行程信号的加速踏板行程传感器、用于接收所述电动机转速信号和 所述加速踏板行程信号并发出换挡信号的电子控制单元、与所述电子控制单元连接并驱动 所述低挡制动带收紧或放松所述低挡齿圈制动鼓的低挡换挡机构、与所述电子控制单元连 接并驱动所述高挡制动带收紧或放松所述高挡齿圈制动鼓的高挡换挡机构。
[0015] 更进一步优选地，所述低挡换挡机构包括与所述电子控制单元连接的低挡换挡电 动机、连接在所述低挡换挡电动机的输出轴上的低挡丝杆、一端与所述低挡丝杆相抵触另 一端与所述低挡制动带相抵触的低挡杠杆；所述高挡换挡机构包括与所述电子控制单元连 接的高挡换挡电动机、连接在所述高挡换挡电动机的输出轴上的高挡丝杆、一端与所述高 挡丝杆的端部相抵触另一端与所述高挡制动带相抵触的高挡杠杆。
[0016] 具体地，所述低挡换挡机构还包括连接在所述低挡丝杆上一抵触所述低挡杠杆的 低挡螺母、固定在所述低挡换挡电动机上的回位弹簧支撑座、连接在所述回位弹簧支撑座 和所述低挡螺母之间使所述低挡螺母具有远离所述低挡杠杆的趋势的回位弹簧；所述高挡 换挡机构还包括连接在所述高挡丝杆上一抵触所述高挡杠杆的高挡螺母、固定在所述高挡 换挡电动机上的弹簧座、连接在所述弹簧座和所述高挡螺母之间使所述高挡螺母具有抵紧 所述低挡杠杆的趋势的压紧弹簧。
[0017] 为了便于手动调整低挡制动带和高挡制动带的松紧程度，所述低挡换挡机构还包 括与所述低挡制动带相抵触的低挡调整螺钉；所述高挡换挡机构还包括与所述高挡制动带 相抵触的高挡调整螺钉。
[0018] 其中，在一【具体实施方式】中，所述半轴包括长半轴和短半轴，所述长半轴的长度大 于所述短半轴；所述驱动轮包括远离所述差速器的远侧驱动轮和靠近所述差速器的近侧驱 动轮，所述长半轴一端与所述差速器连接另一端活动穿过所述传动装置和所述电动机后与 所述远侧驱动轮连接，所述短半轴一端与所述差速器连接另一端与所述近侧驱动轮连接； 所述电动机包括电动机壳体及设置在所述电动机壳体内的定子和转子，所述转子为中空， 所述长半轴活动穿过所述转子；所述电动机壳体上靠近所述远侧驱动轮的一端固定连接有 远侧桥壳，所述远侧驱动轮转动支撑在所述远侧桥壳上；所述电动机壳体上靠近所述近侧 驱动轮的一端固定连接有近侧桥壳，所述近侧驱动轮转动支撑在所述近侧桥壳上。
[0019] 所述电动机壳体内具有带内孔的隔板，所述隔板将所述电动机壳体的内腔分隔成 远离所述差速器的第一腔体和靠近所述差速器的第二腔体，所述定子和所述转子位于所述 第一腔体内，所述传动装置位于所述第二腔体内；所述差速器转动设置在所述近侧桥壳内。
[0020] 所述差速器包括可转动设置的差速器壳、固定在所述差速器壳内的圆锥行星轮 轴、安装在所述圆锥行星轮轴上的圆锥行星轮，所述差速器两侧的所述半轴分别通过齿轮 与所述圆锥行星轮啮合；所述行星架的一端通过行星架第一轴承与所述转子转动连接，另 一端通过行星架第二轴承转动支撑在所述隔板的内孔中并且与所述差速器壳通过花键同 轴连接，所述差速器壳通过差速器壳轴承转动支撑在所述近侧桥壳上。
[0021] 由于采用上述技术方案，本实用新型的传动装置采用多级行星齿轮传动机构，构 成了NGW-NW复合型行星齿轮传动机构，具有以下优点：
[0022] (1)本实用新型中置电动机一体式两挡电动桥的电动机、传动装置与差速器同轴 排列布置，结构紧凑、占用空间少，因而方便电池布置；
[0023] (2)本实用新型中置电动机一体式两挡电动桥的两挡设计使汽车能够兼顾整车最 高车速和最大爬坡度对传动比的不同要求，同时降低了对电动机转速范围和功率的要求；
[0024] (3)本实用新型中置电动机一体式两挡电动桥采用带式制动器自动换挡，具有