电驱桥和电动卡车的制作方法

本发明涉及电驱桥和电动卡车。

背景技术：

1、对于电动卡车的电驱桥，比如中型、重型卡车等车型所使用的电驱桥，目前市场通常采用单电机驱动或双电机驱动两种主要模式。在采用单电机驱动时，在高速时由于单电机功率有限，加速及爬坡能力差，在很大程度上降低了电动重卡运输效率；在采用双电机驱动时，在车辆轻载时，双电机不能工作在经济区，从而电耗增加，整车经济性差，减少了续航里程，增加了电动卡车的使用成本。因此，上述的单电机式或双电机式电驱桥均不利于市场推广。

2、此外，在具有差速器的电驱桥中，由于差速器占用了较大的空间，因此减速器和电机的空间更加有限，所以需要空间利用率更好的减速器。就此方面已知大量乘用车的电驱桥设计，但是乘用车的电驱桥与电动卡车的电驱桥在诸多方面具有显著不同，比如电动卡车的底盘上设有平衡悬挂及板簧等，因此乘用车的电驱桥基本上无法直接转用于电动卡车中。

3、就电动卡车的电驱桥而言，已知诸多减速器的形式，但是很多减速器仅仅停留在原理设计上，往往没有考虑实际减速级的齿轮的尺寸和效率，从而很难付诸实施。

4、此外，在具有差速器的电驱桥中，电驱桥的设计还需要考虑传动级的设计，其中，电动机到差速器的传动级（如直齿轮传动、行星齿轮传动的设计）以及从差速器到车轮的传动级（如行星齿轮传动的设计）需要总体设计，而且传动级的设计也需要与电机的设计相关联，从而才能使得电机尽可能工作在高效区中，同时保证较高的传动效率。

5、此外，电驱桥的重量也是需要考虑的重要因素，因此在保证动力和省电需求的情况下应尽可能减少零件数量。对于双电机式电驱桥，目前并没有兼顾动力性、经济性和空间利用率的理想方案。

技术实现思路

1、基于以上提及的现有技术，本发明所要解决的技术问题在于，很大程度上克服现有技术的缺陷，而提供实际使用价值高的电驱桥。

2、按照本发明的电驱桥用于电动卡车，电驱桥具有主驱电机、辅驱电机、减速器总成和差速器总成，其中，减速器总成具有主驱一级减速级、辅驱一级减速级、一挡传动机构、二挡传动机构和换挡机构，其中换挡机构实现一挡、二挡和空挡的切换，其中，主驱电机经由主驱一级减速级、通过一挡传动机构或二挡传动机构将动力传递至差速器总成，其中减速器总成还具有辅驱动力脱开装置，辅驱电机能够经由辅驱一级减速级、通过辅驱动力脱开装置的耦合将动力传递至一挡传动机构，并且通过辅驱动力脱开装置的断开避免被动空转。

3、在此，主驱电机的传动设计保证了车辆在低速工况下电机工作在经济区或者说高效区，同时获得良好的爬坡性能。辅驱电机的传动设计则满足了车辆在高速工况下加速及爬坡的需要。辅驱动力脱开装置的采用，可以在轻载时实现辅驱电机的脱开，实现省电的需要并且避免电机被动空转造成的能量损失。此外，借助辅驱动力脱开装置的耦合，车辆也能够仅以辅驱电机工作。此外减速器总成的设计实现了多种驱动模式。在本发明的范畴中，电机的高效区指的是电机效率在90%至97%的范围中。在整体方案中，本发明已经实现了兼顾动力性、经济性和空间利用率的理想方案，进而在优选的实施例中将进一步突出有益的技术效果。

4、在本发明的优选实施例中，辅驱电机能够经由辅驱一级减速级、通过辅驱动力脱开装置的耦合仅将动力传递至一挡传动机构。这意味着，辅驱电机不会经由辅驱一级减速级直接将动力传递至二挡传动机构。由此，通过辅驱动力脱开装置能够完全断开辅驱电机的动力。

5、在本发明优选的实施例中，主驱一级减速级具有相互啮合的第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮连接主驱电机，第二齿轮固定在第一轴上，其中，辅驱一级减速级具有相互啮合的第三齿轮和第四齿轮，第三齿轮连接辅驱电机，第四齿轮可转动地支撑在第二轴上，此外，一挡传动机构包括一挡主动齿轮和一挡被动齿轮，二挡传动机构包括二挡主动齿轮和二挡被动齿轮，其中，一挡主动齿轮和二挡主动齿轮固定在第一轴上，一挡被动齿轮和二挡被动齿轮可转动地支撑在变速器总成的输出轴上，此外，换挡机构包括输出轴齿毂、一挡被动齿轮齿毂、二挡被动齿轮齿毂以及第一齿套， 其中第一齿套能够仅位于输出轴齿毂上，也能够将一挡被动齿轮齿毂与输出轴齿毂连接，以及将二挡被动齿轮齿毂与输出轴齿毂连接。通过上述设计，实现了主驱电机的动力传输，保证了电动卡车在低速工况下的动力性。

6、在本发明优选的实施例中，辅驱动力脱开装置包括第四齿轮齿毂、第二轴齿毂、第二轴、第二齿套和第五齿轮，第二轴齿毂固定在第二轴上，第二齿套能够将第四齿轮齿毂与第二轴齿毂连接或断开，其中，第五齿轮固定在第二轴上并且第五齿轮与一挡被动齿轮啮合。在此，第四齿轮不与二挡被动齿轮啮合。通过按照本发明的辅驱动力脱开装置的设置，实现了在载重较小时辅驱电机的脱开，由此实现省电的需求；此外，在载重较大时又提供了辅助动力，并且可以满足在高速工况下的动力需求和低速爬坡能力。

7、在本发明优选的实施例中，输出轴与差速器总成直接连接。在本发明的范畴中，“直接连接”指的是二者中间不存在减速级，尤其指的是在输出轴与差速器总成之间不存在行星齿轮减速器。由此，主驱电机和辅驱电机仅通过两级减速级就能将动力传递至差速器总成，尤其提高了传递效率。此外，通过这种设计还节省了空间，提高了减速器总成的空间利用率。

8、在本发明优选的实施例中，差速器总成与电动卡车的左半轴和右半轴相连，其中，右半轴穿过设计为空心轴的输出轴。左半轴和右半轴分别与相应的车轮直接连接，也就是说，在此在左半轴和车轮之间不设置减速级，并且在右半轴和车轮之间不设置减速级。在这种整体设计中，尤其还节省了轮边减速器，降低了制造成本和装配成本。

9、在本发明优选的实施例中，第二齿轮在轴向上布置在一挡主动齿轮和二挡主动齿轮之间，此外，第四齿轮在轴向上布置在一挡被动齿轮和二挡被动齿轮之间，此外，参照车轴的径向，辅驱动力脱开装置布置在换挡机构和辅驱电机之间。通过这样的设计，实现了更加紧凑的结构。在本发明优选的实施例中，参照行驶方向，在电驱桥的前侧设置主驱电机并且在电驱桥的后侧设置辅驱电机。这种设计使得整体轮廓有利于与其他结构相适配。

10、在本发明优选的实施例中，主驱电机、辅驱电机、减速器总成和差速器总成布置在共用的壳体中。由此将电驱桥设计得更加紧凑，并且尤其有利于润滑系统的设计，进而对整个壳体内部的部件进行润滑。

11、在本发明优选的实施例中，主驱电机的额定扭矩大于1000nm，辅驱电机的额定扭矩不超过主驱电机的额定扭矩。在此，辅驱电机的额定扭矩选择为主驱电机的额定扭矩的50%至100%，优选在60%至80%。通过特定选择主驱电机和辅驱电机的额定扭矩，尤其可以与按照本发明设计的减速器总成相适配，由此能够保证主驱电机和辅驱电机尽可能在高效区工作，且保证了动力的传递效率较高。

12、在本发明优选的实施例中，电驱桥具有控制器用于控制换挡机构和辅驱动力脱开装置，控制器配置为能够实现以下驱动模式：主驱电机低挡驱动模式，主驱电机和辅驱电机低挡驱动模式，主驱电机高挡驱动模式，主驱电机和辅驱电机高挡驱动模式，辅驱电机低挡驱动模式，辅驱电机高挡驱动模式。通过各种驱动模式的切换，尤其能够适应各种工况，实现了省电需求并保证了动力。

13、在本发明优选的实施例中，在辅驱电机低挡驱动模式中，主驱电机零扭矩输出（比如关机）并且换挡机构挂入一挡，辅驱电机能够通过辅驱动力脱开装置的耦合将动力传递至一挡传动机构，进而通过一挡传动机构将动力输出；在辅驱电机高挡驱动模式中，主驱电机零扭矩输出并且换挡机构挂入二挡，辅驱电机能够通过辅驱动力脱开装置的耦合将动力传递至一挡传动机构，进而传递至二挡传动机构而将动力输出。在这两种模式实现了在轻载或空载时、低速或高速时的省电需求。此外，在优选的实施例中，在辅驱电机单独使用时电动卡车的巡航速度在20至50千米/小时之间，更优选的是，道路坡度小于1%。在此工况下单独使用辅驱电机能够与本发明的电驱桥设计良好地适配，进而将电机的效率保持在高效区。

14、本发明的另一方面还涉及一种电动卡车，其具有按照本发明的电驱桥。按照本发明的电动卡车具有至少两个车桥，优选具有三个车桥。有利的是，按照本发明的电驱桥是中车桥和后车桥。电动卡车可以是中型电动卡车，尤其是重型电动卡车。

15、总体而言，按照本发明的电驱桥同时兼顾了动力性、经济性和空间利用率。通过本发明的诸多优选实施例，按照本发明的电驱桥或电动卡车能够进一步降低能耗以及运行成本，从而相对油车产生更大的优势，提高了电动卡车的未来的市场渗透率。