一种电驱动桥及车辆的制作方法

本发明涉及一种电驱动桥及车辆，属于电动汽车。

背景技术：

1、现有技术中，电驱动桥是针对电动汽车设计的一种机电一体化驱动系统，具有集成度高、体积小、能耗低等优点。电驱动桥通常由驱动电机、减速器、差速器、车桥壳体以及半轴等部件组成。其中，减速器、差速器均安装在车桥壳体内，车桥壳体可对减速器和差速器进行支撑并保护，并且为了对整个电驱动桥进行支撑，通常在驱动电机和车桥壳体之间设置有悬臂，以此通过悬臂支撑整个电驱动桥的壳体来保证整个电驱动桥安装的稳定性。

2、目前，电驱动桥通常都采用平衡轴式单级减速器或平衡轴式多挡位设计，例如授权公告号为cn214492504u的中国实用新型专利所公开的一种带轮边减速器双电机电驱动桥，该电驱动桥包括驱动电机、车桥壳体、行星减速模块、第一半轴、第二半轴以及差速器等组成。其中，驱动电机设有两个，两个驱动电机分置在车桥壳体的两侧，驱动电机依次通过第一齿轮传动减速模块和第二齿轮传动减速模块与第三齿轮传动减速模块相连，第三齿轮传动减速模块通过换挡模块与行星减速模块的太阳轮相连。第二齿轮传动减速模块包括转动安装在第三轴上的第三传动齿轮和第四传动齿轮，第三齿轮传动减速模块包括转动安装在车桥壳体上的第六传动齿轮和第七传动齿轮，且第六传动齿轮与第三传动齿轮啮合，第七传动齿轮与第四传动齿轮啮合，换挡模块通过中间轴与行星减速模块中的太阳轮相连，换挡模块位于第三轴和车桥壳体之间，且也位于第六传动齿轮和第七传动齿轮之间，第六传动齿轮和第七传动齿轮分别通过换挡模块与中间轴相连，以实现换挡。

3、在上述专利文件的电驱动桥中，由于换挡模块位于第三轴和车桥壳体之间，这样使得第三轴和车桥壳体之间须具有足够的安装空间，以保证换挡模块在第三轴和车桥壳体之间的安装，但是这样也会使得驱动电机与车桥壳体之间具有较大的距离，且由于驱动电机和车桥壳体之间通过悬臂支撑，因此也使得悬臂的伸出长度较长，进而导致整个电驱动桥的重量以及制造成本的增加；另外，为了实现换挡，设置的独立齿轮较多，而较多的独立齿轮不仅会增加电驱动桥的重量，而且也会增加电驱动桥的制造成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电驱动桥，以解决现有技术中因悬臂长度太长、换挡的齿轮较多，而导致电驱动桥的重量以及制造成本增加的问题；本发明的目的还在于提供一种车辆，以解决上述问题。

2、为实现上述目的，本发明中的电驱动桥采用如下技术方案：

3、一种电驱动桥，包括驱动电机、平衡轴式齿轮传动机构、行星齿轮机构、差速器、左半轴和右半轴，平衡轴式齿轮传动机构的输入端与驱动电机的输出端传动连接，行星齿轮机构包括太阳轮、行星轮、行星架和内齿圈，平衡轴式齿轮传动机构的输出端与行星齿轮机构的输入元件传动连接，行星架与差速器相连，差速器分别与左半轴和右半轴相连，左半轴和右半轴分别用于驱动左车轮和右车轮转动；电驱动桥还包括设置在行星齿轮机构上的换挡机构，换挡机构包括用于相对于车体固定设置的支撑件，支撑件上设置有第一结合齿轮，换挡机构还包括与内齿圈固定相连的第二结合齿轮以及设置在行星架上以随行星架同步动作的第三结合齿轮，第二结合齿轮位于第一结合齿轮和第三结合齿轮之间；换挡机构还包括用于套设在第一结合齿轮、第二结合齿轮和第三结合齿轮外部的换挡齿套、与换挡齿套相连的拨叉以及用于驱动拨叉动作的换挡驱动装置，换挡齿套具有用于将第一结合齿轮和第二结合齿轮结合以实现行星齿轮机构的传动比大于1的低挡位置，换挡齿套还具有用于将第二结合齿轮和第三结合齿轮结合以实现行星齿轮机构的传动比等于1的高挡位置，换挡齿套还具有仅与第二结合齿轮结合时的空挡位置。

4、上述技术方案的有益效果在于：本发明的电驱动桥中，行星齿轮机构上设置有换挡机构，换挡机构包括相对于车体固定的支撑件以及设置在支撑件上的第一结合齿轮，还包括与内齿圈固定相连的第二结合齿轮以及设置在行星架上以随行星架同步动作的第三结合齿轮，其中，第二结合齿轮位于第一结合齿轮和第三结合齿轮之间，且换挡机构还包括用于套设在第一结合齿轮、第二结合齿轮和第三结合齿轮外部的换挡齿套、与换挡齿套相连的拨叉以及用于驱动拨叉动作的换挡驱动装置；这样当换挡驱动装置通过拨叉驱动换挡齿套动作进行换挡时，换挡齿套可以与第一结合齿轮和第二结合齿轮结合，制动内齿圈，此种情况下，根据行星齿轮机构的原理可知，行星齿轮机构的传动比大于1，即行星齿轮机构可对经过平衡轴式齿轮传动机构减速后的转速进行进一步的减速，因此此时的换挡齿套处于低挡位置；换挡齿套还可以与第二结合齿轮和第三结合齿轮结合，连接行星架与内齿圈，此种情况下，根据行星齿轮机构的原理可知，行星齿轮机构的传动比等于1，即行星齿轮机构不会对经过平衡轴式齿轮传动机构减速后的转速进行进一步的减速，也即行星齿轮机构未起到减速作用，那么最终输出的转速还是比较高的，因此此时的换挡齿套处于高挡位置；换挡齿套还可以仅与第二结合齿轮结合，即行星齿轮机构无被制动的元件，此种情况下，根据行星齿轮机构的原理可知，行星齿轮机构的传动比等于0，即行星齿轮机构无动力输出，此时换挡齿套处于空挡位置。

5、本发明与现有技术中将换挡机构设置在平衡轴式齿轮传动机构上相比，由于换挡机构设置在了行星齿轮机构上，因此使得换挡机构无需占用平衡轴式齿轮传动机构与左半轴或右半轴之间的空间，这样就可以将平衡轴式齿轮传动机构设置的与左半轴或右半轴更近一点，进而也可以将驱动电机设置与左半轴或右半轴更近一点，即驱动电机与车桥壳体之间的距离也可以设置的更近一点，这样能够在一定程度上减小支撑在电驱动桥和车桥壳体之间的悬臂的长度，有利于降低整个电驱动桥的重量以及制造成本。另外，相比于现有技术中设有较多的换挡齿轮而言，由于本发明中的第二结合齿轮与内齿圈相连接，第三结合齿轮设置在行星架上，因此第二结合齿轮以及第三结合齿轮无需采用独立的齿轮，这样也能够在一定程度上能够降低电驱动桥的制造成本以及重量。

6、进一步地，所述差速器和所述换挡机构分置在所述行星齿轮机构的左右两侧。

7、上述技术方案的有益效果在于：这样能够充分利用行星齿轮机构左右两侧的空间，方便换挡机构在行星齿轮机构上的设置。

8、进一步地，所述平衡轴式齿轮传动机构的输出端与太阳轮传动连接，内齿圈通过固定筒与第二结合齿轮固定相连，固定筒包括与太阳轮同轴布置的第一筒段、第二筒段以及连接第一筒段和第二筒段的连接段，内齿圈设置在第一筒段的内侧，第二结合齿轮设置在第二筒段的外侧，第二筒段的外径小于第一筒段的外径，以使第二筒段和连接段之间形成用于避让支撑件和第一结合齿轮的避让空间。

9、上述技术方案的有益效果在于：将平衡轴式齿轮传动机构的输出端与太阳轮传动连接，即将太阳轮作为了行星齿轮机构的输入元件，这样有利于实现行星齿轮机构和换挡机构之间布局的优化，更加方便了换挡机构在行星齿轮机构上的设置；设置包括第一筒段、第二筒段以及连接段的固定筒，这样通过固定筒，既方便了第二结合齿轮和内齿圈之间的传动连接，同时通过第二筒段和连接段之间的避让空间对第一结合齿轮和支撑件的避让，也使得整个行星齿轮机构的结构更加地紧凑，有利于减小行星齿轮机构的占用空间，方便行星齿轮机构的布置。

10、进一步地，第二筒段和行星架之间安装有用于支撑第二筒段的第一轴承。

11、上述技术方案的有益效果在于：通过第一轴承对第二筒段的支撑，能够保证固定筒与太阳轮之间的同轴布置，进一步地，这样既能够保证第二结合齿轮与换挡齿套之间的正常结合，同时也能够保证内齿圈与行星轮之间的正常啮合，保证了行星齿轮机构和换挡机构的使用效果。

12、进一步地，支撑件呈环形，第一结合齿轮为圆形齿轮。

13、上述技术方案的有益效果在于：这样通过圆形齿轮，能够保证第一结合齿轮与换挡齿套的之间有效配合，进而也有利于保证换挡机构的正常运行。

14、进一步地，换挡驱动装置为换挡气缸或换挡电机。

15、上述技术方案的有益效果在于：通过换挡气缸或换挡电机方便了对换挡齿套动作的自动控制，进而方便了对换挡的自动控制。

16、进一步地，换挡驱动装置和驱动电机分别位于左、右半轴的前后两侧。

17、上述技术方案的有益效果在于：这样充分利用了左、右半轴前后两侧的空间，方便了换挡驱动装置和驱动电机的布置。

18、进一步地，换挡驱动装置和驱动电机位于左、右半轴的同一侧，换挡驱动装置的输出端和驱动电机的输出端相对布置。

19、上述技术方案的有益效果在于：这样的布置方式，既使得换挡驱动装置和驱动电机的布置更加地紧凑，有利于减小换挡驱动装置和驱动电机的空间占用，进一步地也有利于实现电驱动桥的小型化设计，同时通过将换挡驱动装置的输出端和驱动电机的输出端相对布置，能够在一定程度上防止换挡驱动装置和驱动电机之间的动作干涉，保证了电驱动桥的正常运行。

20、进一步地，行星架包括与行星轮相连且与太阳轮同轴布置的第三筒段和第四筒段，第三筒段的外径大于第四筒段的外径，所述第三结合齿轮设置在第三筒段的靠近第四筒段一端的外侧，第四筒段和车体之间安装有第二轴承。

21、上述技术方案的有益效果在于：设置第三筒段和第四筒段，优化了行星架的结构设置，这样既能够通过安装在第四筒段和车体之间的第二轴承支撑行星架，保证行星架和太阳轮之间的同轴布置，同时也方便了第三结合齿轮在行星架上的设置。

22、为实现上述目的，本发明中的车辆采用如下技术方案：

23、一种车辆，包括左车轮、右车轮以及传动连接在左车轮和右车轮之间的电驱动桥，电驱动桥包括驱动电机、平衡轴式齿轮传动机构、行星齿轮机构、差速器、左半轴和右半轴，平衡轴式齿轮传动机构的输入端与驱动电机的输出端传动连接，行星齿轮机构包括太阳轮、行星轮、行星架和内齿圈，平衡轴式齿轮传动机构的输出端与行星齿轮机构的输入元件传动连接，行星架与差速器相连，差速器分别与左半轴和右半轴相连，左半轴和右半轴分别用于驱动左车轮和右车轮转动；电驱动桥还包括设置在行星齿轮机构上的换挡机构，换挡机构包括用于相对于车体固定设置的支撑件，支撑件上设置有第一结合齿轮，换挡机构还包括与内齿圈固定相连的第二结合齿轮以及设置在行星架上以随行星架同步动作的第三结合齿轮，第二结合齿轮位于第一结合齿轮和第三结合齿轮之间；换挡机构还包括用于套设在第一结合齿轮、第二结合齿轮和第三结合齿轮外部的换挡齿套、与换挡齿套相连的拨叉以及用于驱动拨叉动作的换挡驱动装置，换挡齿套具有用于将第一结合齿轮和第二结合齿轮结合以实现行星齿轮机构的传动比大于1的低挡位置，换挡齿套还具有用于将第二结合齿轮和第三结合齿轮结合以实现行星齿轮机构的传动比等于1的高挡位置，换挡齿套还具有仅与第二结合齿轮结合时的空挡位置。

24、上述技术方案的有益效果在于：本发明的车辆中，电驱动桥的行星齿轮机构上设置有换挡机构，换挡机构包括相对于车体固定的支撑件以及设置在支撑件上的第一结合齿轮，还包括与内齿圈固定相连的第二结合齿轮以及设置在行星架上以随行星架同步动作的第三结合齿轮，其中，第二结合齿轮位于第一结合齿轮和第三结合齿轮之间，且换挡机构还包括用于套设在第一结合齿轮、第二结合齿轮和第三结合齿轮外部的换挡齿套、与换挡齿套相连的拨叉以及用于驱动拨叉动作的换挡驱动装置；这样当换挡驱动装置通过拨叉驱动换挡齿套动作进行换挡时，换挡齿套可以与第一结合齿轮和第二结合齿轮结合，制动内齿圈，此种情况下，根据行星齿轮机构的原理可知，行星齿轮机构的传动比大于1，即行星齿轮机构可对经过平衡轴式齿轮传动机构减速后的转速进行进一步的减速，因此此时的换挡齿套处于低挡位置；换挡齿套还可以与第二结合齿轮和第三结合齿轮结合，连接行星架与内齿圈，此种情况下，根据行星齿轮机构的原理可知，行星齿轮机构的传动比等于1，即行星齿轮机构不会对经过平衡轴式齿轮传动机构减速后的转速进行进一步的减速，也即行星齿轮机构未起到减速作用，那么最终输出的转速还是比较高的，因此此时的换挡齿套处于高挡位置；换挡齿套还可以仅与第二结合齿轮结合，即行星齿轮机构无被制动的元件，此种情况下，根据行星齿轮机构的原理可知，行星齿轮机构的传动比等于0，即行星齿轮机构无动力输出，此时换挡齿套处于空挡位置。

25、本发明与现有技术中将换挡机构设置在平衡轴式齿轮传动机构上相比，由于换挡机构设置在了行星齿轮机构上，因此使得换挡机构无需占用平衡轴式齿轮传动机构与左半轴或右半轴之间的空间，这样就可以将平衡轴式齿轮传动机构设置的与左半轴或右半轴更近一点，进而也可以将驱动电机设置与左半轴或右半轴更近一点，即驱动电机与车桥壳体之间的距离也可以设置的更近一点，这样能够在一定程度上减小支撑在电驱动桥和车桥壳体之间的悬臂的长度，有利于降低整个电驱动桥的重量以及制造成本。另外，相比于现有技术中设有较多的换挡齿轮而言，由于本发明中的第二结合齿轮与内齿圈相连接，第三结合齿轮设置在行星架上，因此第二结合齿轮以及第三结合齿轮无需采用独立的齿轮，这样也能够在一定程度上能够降低电驱动桥的制造成本以及重量。

26、进一步地，所述差速器和所述换挡机构分置在所述行星齿轮机构的左右两侧。

27、上述技术方案的有益效果在于：这样能够充分利用行星齿轮机构左右两侧的空间，方便换挡机构在行星齿轮机构上的设置。

28、进一步地，所述平衡轴式齿轮传动机构的输出端与太阳轮传动连接，内齿圈通过固定筒与第二结合齿轮固定相连，固定筒包括与太阳轮同轴布置的第一筒段、第二筒段以及连接第一筒段和第二筒段的连接段，内齿圈设置在第一筒段的内侧，第二结合齿轮设置在第二筒段的外侧，第二筒段的外径小于第一筒段的外径，以使第二筒段和连接段之间形成用于避让支撑件和第一结合齿轮的避让空间。

29、上述技术方案的有益效果在于：将平衡轴式齿轮传动机构的输出端与太阳轮传动连接，即将太阳轮作为了行星齿轮机构的输入元件，这样有利于实现行星齿轮机构和换挡机构之间布局的优化，更加方便了换挡机构在行星齿轮机构上的设置；设置包括第一筒段、第二筒段以及连接段的固定筒，这样通过固定筒，既方便了第二结合齿轮和内齿圈之间的传动连接，同时通过第二筒段和连接段之间的避让空间对第一结合齿轮和支撑件的避让，也使得整个行星齿轮机构的结构更加地紧凑，有利于减小行星齿轮机构的占用空间，方便行星齿轮机构的布置。

30、进一步地，第二筒段和行星架之间安装有用于支撑第二筒段的第一轴承。

31、上述技术方案的有益效果在于：通过第一轴承对第二筒段的支撑，能够保证固定筒与太阳轮之间的同轴布置，进一步地，这样既能够保证第二结合齿轮与换挡齿套之间的正常结合，同时也能够保证内齿圈与行星轮之间的正常啮合，保证了行星齿轮机构和换挡机构的使用效果。

32、进一步地，支撑件呈环形，第一结合齿轮为圆形齿轮。

33、上述技术方案的有益效果在于：这样通过圆形齿轮，能够保证第一结合齿轮与换挡齿套的之间有效配合，进而也有利于保证换挡机构的正常运行。

34、进一步地，换挡驱动装置为换挡气缸或换挡电机。

35、上述技术方案的有益效果在于：通过换挡气缸或换挡电机方便了对换挡齿套动作的自动控制，进而方便了对换挡的自动控制。

36、进一步地，换挡驱动装置和驱动电机分别位于左、右半轴的前后两侧。

37、上述技术方案的有益效果在于：这样充分利用了左、右半轴前后两侧的空间，方便了换挡驱动装置和驱动电机的布置。

38、进一步地，换挡驱动装置和驱动电机位于左、右半轴的同一侧，换挡驱动装置的输出端和驱动电机的输出端相对布置。

39、上述技术方案的有益效果在于：这样的布置方式，既使得换挡驱动装置和驱动电机的布置更加地紧凑，有利于减小换挡驱动装置和驱动电机的空间占用，进一步地也有利于实现电驱动桥的小型化设计，同时通过将换挡驱动装置的输出端和驱动电机的输出端相对布置，能够在一定程度上防止换挡驱动装置和驱动电机之间的动作干涉，保证了电驱动桥的正常运行。

40、进一步地，行星架包括与行星轮相连且与太阳轮同轴布置的第三筒段和第四筒段，第三筒段的外径大于第四筒段的外径，所述第三结合齿轮设置在第三筒段的靠近第四筒段一端的外侧，第四筒段和车体之间安装有第二轴承。

41、上述技术方案的有益效果在于：设置第三筒段和第四筒段，优化了行星架的结构设置，这样既能够通过安装在第四筒段和车体之间的第二轴承支撑行星架，保证行星架和太阳轮之间的同轴布置，同时也方便了第三结合齿轮在行星架上的设置。