一种纯电动商用车的同轴式自动变速电驱动桥的制作方法

本实用新型属于新能源汽车驱动技术领域，具体说涉及一种纯电动车的同轴式自动变速电驱动桥。

背景技术：

近年来，随着新能源汽车产业的发展，纯电动汽车底盘动力系统升级越来越重要，尤其是商用车方向亟待提升。就目前现状来看，国外产品中采用较多的是驱动电机与传统车桥的浅度集成体，采用直驱形式，动力由驱动电机产生，经由圆柱齿轮减速，传递至差速器带动半轴驱动汽车运行；另一部分，车桥采用断开式结构，例如轮边电机驱动技术，通过电子差速技术进行左右车轮轮速调整，同时另外布置承载部件，多采用C形梁+空气悬架，多用于新能源客车领域。国内纯电动车桥技术较为多样，主要技术路线有以下几种：① 传统的布置方式，采用驱动电机+传动轴+传统车桥模式 ②专利CN203472532U《一种新能源驱动车桥总成》，为电机平行式、圆柱齿轮减速构型方式，电机轴线平行与动力输出轴线，电机挂接于主减速器前侧采用螺栓紧固，内部采用多级圆柱齿轮副进行动力传递。③电机垂直式、圆柱齿轮+圆锥齿轮减速构型方案，电机与减速器分别布置于桥壳前后两侧，电机与动力输出轴垂向布置，采用螺旋锥齿轮副将动力方向改变90度。④电机同轴式、行星齿轮减速构型方案，该方案桥壳采用分段式结构、轴向装配，采用螺栓组将各段桥壳连接为一体。桥壳部分同时参与车辆承载与电机支撑。

国内目前技术现状：

1.目前国内的电驱桥技术未能进行有效的突破，上述①方案，结构复杂，零部件众多，重量重。车桥采用螺旋齿轮，效率相对圆柱齿轮较低，传动轴万向节在动力传递过程中增大能量损耗，功率密度低，能耗较大。②方案中由于电机布置于主减速器侧，车桥重心偏离承载桥壳的轴线过大，电机位置于传动系端部悬臂过长，导致车桥配重失衡，运行时振动量较大，对车桥姿态影响较大，降低了舒适性及整体可靠性；在颠簸路况运行时电机自重较大难以保证与传动齿轮及轴承同轴，加剧了内部磨损及异响。③方案中采用前后布置方式，需要增加电机连接部件，主减速器内部齿轮系占比较大，导致产品自重相对较大，同时由于采用螺旋锥齿轮改变动力传输方向，其传动效率相对圆柱斜齿轮低4%~5%，导致该结构产品整体传动效率相对偏低。④方案中桥壳本体为四段式装配体结构，制造成本高、精度差；采用螺栓连接的接合面较多，渗漏油故障率高；铝制的电机外壳充当一部分桥壳，当桥壳承受垂直载荷或其它径向载荷时电机外壳将因受力产生额外的变形，影响传动精度，可靠性低。由于采用两组串联的圆柱行星齿轮组进行减速，此种减速结构一般用于低速工程类驱动桥的轮边减速器，因其同时啮合的齿轮数量较多，传动效率相对较低，噪音较大；受自身结构所限，在此基础上增加AMT变速器极为困难。

2、目前电动车桥方案存在总成效率低下，可靠性低及底盘空间布置问题，本发明装置采用同轴式两档变速装置和一体式薄壁桥壳采用免维护轮端，降低了总成重量，提升了车桥整体的效率。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种主减速器体积小，重量轻，电机可靠性增加的同轴式自动变速电驱动桥；包括电机，桥壳，减速器，差速器和换挡执行器；所述换挡执行器与减速器相连接，差速器，减速器与电机同轴连接；所述桥壳为一体式薄壁结构，电机位于桥壳内部形成集成式桥壳结构。

所述电机的电机输入轴与输入小齿轮花键连接，输入小齿轮与输入大齿轮啮合连接，输入大齿轮与一级齿轮轴采用键槽连接，所述一级齿轮轴与Ⅰ档输入齿轮、Ⅱ档输入齿轮采用滚针轴承连接，换挡滑动啮合套位于Ⅰ档输入齿轮和Ⅱ档输入齿轮之间与一级齿轮轴采用花键连接。

换挡啮合套向Ⅰ档输入齿轮滑动，向所述Ⅰ档输入齿轮与Ⅰ档输出齿轮啮合连接，而Ⅰ档输出齿轮与二级齿轮轴通过花键连接，差速器输入齿轮与二级齿轮轴也通过花键连接，差速器输入齿轮与差速器输出齿轮啮合连接，差速器输入齿轮与差速器总成连接，将动力系统经差速器总成传输到两侧轮端。

换档滑动啮合套由Ⅰ档输入齿轮向Ⅱ档输入齿轮滑动，经由中间空挡位置拨动至Ⅱ档输入齿轮，所述一级齿轮轴和Ⅱ档输入齿轮通过花键连接，Ⅱ档输入齿轮与Ⅱ档输出齿轮啮合连接， Ⅱ档输出齿轮与差速器输入齿轮啮合连接，差速器输入齿轮与差速器输出齿轮啮合连接，差速器输入齿轮与差速器总成连接，将动力系统经差速器总成传输到两侧轮端。

优选的，所述桥壳为一体式薄壁结构，部分壳体承担了驱动电机外水套法人作用，同时桥壳外水套与电机内水套不直接接触。

优选的，所述减速箱内润滑油液采用被动冷却方式，驱动电机采用主动式液体冷却系统，两部分冷却系统相邻设置。

有益效果：

1、驱动电机与差速器轴线采用同轴式布置，保证主减速器的体积尽可能小；采用两档三级变速，保证车桥具有较大的速比，可设计高转速小扭矩电机，保证了电机的体积与重量轻，整体结构更加紧凑，实现了整体的轻量化设计，保证了簧下质量不超传统车辆的5%。

2、一体式薄壁结构桥壳，部分壳体承担了驱动电机外水套的作用，同时由于桥壳外水套与电机内水套不直接接触，实现了电机零承载的功能，保证了车辆承载时，桥壳与电机之间受力的隔离。提升了电机的可靠性。

3、减速箱冷却系统与驱动电机冷却系统互相辅助。减速箱内润滑油液采用的是被动冷却的方式，驱动电机采用的是主动式液体冷却，两部分冷却系统相邻，可以互相辅助冷却，保证了驱动电机与减速箱温度恒定，极大的提升了整体的环境温度稳定性，保证了该发明装置的系统稳定性。

附图说明：

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为动力减速系统结构示意图；

图3为减速器与差速器连接关系示意图。

其中：1-桥壳；2-电机；3-换挡执行器；4-减速器；5-差速器；6-电机输入轴；7-输入小齿轮；8-输入大齿轮；9-Ⅱ档输入齿轮；10-换挡滑动啮合套 ；11-Ⅰ档输入齿轮；12-一级齿轮轴；13-二级齿轮轴；14- Ⅰ档输出齿轮；15-差速器输入齿轮；16-差速器齿轮；17-差速器总成；18-Ⅱ档输出齿轮 。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型结构做进一步的说明：

一种纯电动商用车的同轴式自动变速电驱动桥；包括桥壳1，电机2，减速器4，差速器5和换挡执行器3；所述换挡执行器3与减速器4相连接，差速器5，减速器4与电机2同轴连接；所述桥壳1为一体式薄壁结构，电机2位于桥壳1内部形成集成式桥壳结构。

所述电机的电机输入轴6与输入小齿轮7花键连接，输入小齿轮7与输入大齿轮8啮合连接，输入大齿轮8与一级齿轮轴12采用键槽连接，所述一级齿轮轴12与Ⅰ档输入齿轮11、Ⅱ档输入齿轮9采用滚针轴承连接，换挡滑动啮合套10位于Ⅰ档输入齿轮11和Ⅱ档输入齿轮9之间与一级齿轮轴12采用花键连接；

换挡啮合套10向Ⅰ档输入齿轮11滑动，向所述Ⅰ档输入齿轮11与Ⅰ档输出齿轮14啮合连接，而Ⅰ档输出齿轮14与二级齿轮轴13通过花键连接，差速器输入齿轮15与二级齿轮轴13也通过花键连接，差速器输入齿轮15与差速器齿轮16啮合连接，差速器输入齿轮15与差速器总成17连接，将动力系统经差速器总成传输到两侧轮端。

换档滑动啮合套10由Ⅰ档输入齿轮1向Ⅱ档输入齿轮9滑动，经由中间空挡位置拨动至Ⅱ档输入齿轮9，所述一级齿轮轴12和Ⅱ档输入齿轮9通过花键连接，Ⅱ档输入齿轮9与Ⅱ档输出齿轮18啮合连接， Ⅱ档输出齿轮18与差速器输入齿轮15啮合连接，差速器输入齿轮15与差速器齿轮16啮合连接，差速器输入齿轮15与差速器总成17连接，将动力系统经差速器总成传输到两侧轮端。

优选的，所述桥壳1为一体式薄壁结构，部分壳体承担了驱动电机外水套的作用，同时桥壳外水套与电机内水套不直接接触。

优选的，所述减速箱内润滑油液采用被动冷却方式，驱动电机采用主动式液体冷却系统，两部分冷却系统相邻设置。

减速器工作原理：

电机通电，转子转动带动驱动电机（动力）输入轴转动，输入轴带动输入小齿轮转动，进而带动输入大齿轮转动，输入大齿轮带动一级齿轮轴转动，一级齿轮轴转动带动换挡滑动啮合套转动，档位由空挡切换到低速档时，换挡滑动啮合套向Ⅰ档输入齿轮移动，带动Ⅰ档输入齿轮转动，Ⅰ档输入齿轮带动Ⅰ档输出齿轮转动，Ⅰ档输出齿轮带动二级齿轮轴转动，从而带动差速器输入齿轮转动，进而带动差速器齿轮转动，将动力系统经由差速器总成传递到两侧轮端。

切换高速档位时，换挡滑动啮合套由Ⅰ档输入齿轮向Ⅱ档输入齿轮滑动，经由中间空挡位置拨动至Ⅱ档输入齿轮，带动Ⅱ档输入齿轮转动，进而带动Ⅱ档输出齿轮转动，Ⅱ档输入齿轮带动差速器出入齿轮转动，通过差速器齿轮将动力传输至差速器，最终量动力输出至轮端，实现了档位切换，完成自动换挡调速的功能。

以上所述，仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型，均落在本实用新型的保护范围内。