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CN113928058B - 一种集成电驱动桥及桥壳总成 - Google Patents

一种集成电驱动桥及桥壳总成 Download PDF

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CN113928058B
CN113928058B CN202111441085.3A CN202111441085A CN113928058B CN 113928058 B CN113928058 B CN 113928058B CN 202111441085 A CN202111441085 A CN 202111441085A CN 113928058 B CN113928058 B CN 113928058B
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liquid
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李学民
赵峰
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Suzhou Automotive Research Institute of Tsinghua University
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Suzhou Automotive Research Institute of Tsinghua University
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Abstract

本发明公开了一种集成电驱动桥及桥壳总成，包括：温参获取端对指定位置的温度获取设备一和测点位置设置的温度获取设备二获取到的温度，进行融合分析得到包覆温度Bw和内存温度Nc；之后利用数据搜集单元获取到冷却液的表象数据，表象数据包括液流速和液流温；再利用数据搜集单元将表象数据、包覆温度Bw和内存温度Nc传输到温降分析单元，建立温降模型，得到均向段及其对应的均增率构成的液流降温模型，同时确定理性液流温；最后利用集成分析单元将实时的包覆温度Bw传输到液调分析单元，液调分析单元用于结合模型库、执行端对包覆温度Bw进行流速调节；实现冷却液流速和温度的最佳调节和控制。

Description

一种集成电驱动桥及桥壳总成
技术领域
本发明属于集成电驱动桥领域，具体是一种集成电驱动桥及桥壳总成。
背景技术
公开号为CN208914949U的专利公开了一种电驱动桥及车辆，包括桥壳总成及两个电驱动桥单元，两个所述电驱动桥单元装设于所述桥壳总成的相对两侧；所述电驱动桥单元包括：驱动电机，包括电机轴；半轴，与所述电机轴同轴设置；及减速器总成，包括减速器，所述电机轴与所述减速器的输入端连接，所述半轴位于所述减速器靠近车轮轮毂的一侧，所述半轴的一端与所述减速器的输出端连接，所述半轴的另一端与所述车轮轮毂连接。电驱动桥机车辆，将电机轴与半轴同轴设置，使驱动电机与制动器不相互影响，且电驱动桥结构简单，增加了离地间隙，使电驱动桥适用于半挂车。
但是针对驱动电动车的电驱动桥，针对桥壳的降温来说，一般采用水冷，针对冷却液缺乏一种有效的控制方式，基于此，提供一种能够自我驱动根据不同情况，做出不同控制策略的电驱动桥。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集成电驱动桥及桥壳总成。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种集成电驱动桥，包括壳体、电机、水道和变速箱；还包括用于调节水道内冷却液的液流调节系统，液流调节系统包括
温参获取端、液调分析单元、模型库、温降分析单元、数据搜集单元和执行端；
温参获取端用于对指定位置的温度获取设备一和测点位置设置的温度获取设备二获取到的温度，进行融合分析得到包覆温度Bw和内存温度Nc；温参获取端用于将包覆温度Bw和内存温度Nc传输到数据搜集单元；
数据搜集单元还用于获取到冷却液的表象数据，表象数据包括液流速和液流温，液流速即为冷却液在水道内的流动速度，液流温即为冷却液的温度；所述数据搜集单元用于将表象数据、包覆温度Bw和内存温度Nc传输到温降分析单元，温降分析单元用于根据表象数据、包覆温度Bw和内存温度Nc建立温降模型，得到均向段及其对应的均增率构成的液流降温模型，同时确定理性液流温；
温降分析单元用于将液流降温模型和理性液流温传输到模型库；
集成分析单元还用于将实时的包覆温度Bw传输到液调分析单元，液调分析单元用于结合模型库、执行端对包覆温度Bw进行流速调节。
进一步地，温参获取端包括集成分析单元、分布式测温单元；分布式测温单元包括若干个设置在电驱动桥指定位置温度获取设备一，和若干个设置在桥壳的测点位置点温度获取设备二，温度获取设备具体可以是温度传感器，指定位置包括水道、定子、转子和润滑油、轴承外圈等位置处；并对指定位置的温度获取设备一和测点位置设置的温度获取设备二获取到的温度借助集成分析单元进行融合分析，得到包覆温度Bw和内存温度Nc。
进一步地，集成分析单元用于将包覆温度Bw和内存温度Nc传输到数据搜集单元。
进一步地，融合分析具体方式为：
步骤一：首先对指定位置的若干个温度获取设备一进行测算分析，得到内存温度，测算分析的具体方式为：
每个指定位置设置的温度获取设备一均为单个，获取到指定温度组Wi，i＝1、...、n；Wi指代为对应第i个指定位置处设置的温度获取设备一获取到的温度；
获取到所有指定位置与桥壳之间的距离，将该距离标记为壳向距离组Ki，i＝1、...、n；此处Ki与获取到Wi的温度设备一设置的指定位置一一对应；
对壳向距离组Ki进行求和之后得到和值，将每个壳向距离组Ki除以该和值，得到的值标记为散向占比Bi，i＝1、...、n，此处的Bi与Ki一一对应；
之后按照公式计算内存温度Nc，具体计算公式为：
得到内存温度Nc；
步骤二：测点位置设置的温度获取设备二包括若干个，测点位置设置方式为：
首先在工作状态下，在桥壳的表层和里层设置若干个温度获取设备，若干个设置方式为在桥壳上均匀设置；获取到所有监测到的温度，按照温度值从大到小的顺序进行排序；
根据排序，对温度值按照其个数进行四个等分部分，将排序第一和排序倒数第一的标记为测点位置；之后还将每个等分节点标记为对应的测点位置；
得到所有的测点位置；
步骤三：获取到所有的测点位置的测点温度Cj，j＝1、...、5，根据测点温度计算包覆温度Bw，具体计算公式为：
式中，Cz为测点温度中最高的温度值；
步骤四：得到包覆温度Bw和内存温度Nc。
进一步地，温降模型建立具体方式为：
S1：首先将液流温设置在指定数值；
S2：建立液流速与包覆温度Bw之间表象模型，得到液流斜率Ki，i＝1、...、m；
S3：首先令m＝3；
S4：此时计算到Ki的均值，将其标记为斜均值，之后计算液流斜率Ki与斜均值之差的绝对值之和，将该和值标记为离间值；
S5：当离间值低于X1时，产生合理信号，否则产生非合信号；
S6：在产生合理信号时对m值进行加一处理后，重复步骤S4-S5，直到产生非合信号，在产生非合信号时，自动取当前m值减一后的m值，得到Ki，i＝1...m；将对应的液流速Yli,i＝1...m这一段标记为均向段，将对应Ki的均值标记为均向段的均增率，此处i＝1...m；
S7：之后去除掉第一个均向段之后，将下一个Ki标记为K1，后续的Ki顺延处理，此处即为将步骤S6中的m值的下一个值标记为1，得到K1；
S8：之后重复步骤S3-S8，完成对所有的Ki的处理，得到若干个均向段及其对应的均增率；
S9：将均向段及其对应的均增率构成液流降温模型；
S10：之后确定理性液流温。
进一步地，步骤S2中的表象模型建立方式为：
S201：获取到最低的液流速，此为管理人员预设的最低值，测量得到此时单位时间内包覆温度Bw的降低值，将该值标记为单降值；
S202：之后将液流速增加一个单位数值，再次测量得到此时单位时间内包覆温度Bw的单降值；
S203：重复步骤S202-S203，直到液流速增加到预设液流值，该值为管理人员预设；
S204：将步骤S201-S203的单个液流速标记为Yli，i＝1、...、m；对应的包覆温度Bw的单降值标记为Dli，i＝1、...、m；
S205：之后利用公式计算液流斜率Ki；具体计算公式为：
Ki＝(Dli+1-Dli)/1，此处i＝1、...、m。
进一步地，步骤S10中确定理性液流温的具体方式为：
将液流速固定在指定数值；
之后设置一个基础液流温，该值为现有技术中最高的液流温，借助管理人员设置；
在此基础下获取到包覆温度Bw和内存温度Nc单位时间降低的温度值，得到对应的包降单值和内降单值，计算合降值，计算公式为：
合降值＝0.42*包降单值+0.58*内降单值；
之后依次降低单位数值的液流温，直到液流温达到预设下限值，该值同样借助管理人员预设；
每降低一次计算一个合降值，将合降值最高的数值对应的液流温标记为理性液流温。
进一步地，流速调节的具体方式为：
SS1：获取到包覆温度Bw，获取到液调分析单元内置的标配温度，标配温度为桥壳最佳工作状态的温度数值；
SS2：获取到合规降时，合规降时为管理人员预设的降低温度到标配温度以下时的最慢时间；
SS3：之后将包覆温度Bw减去标配温度之后，除以合规降时，得到意向增率；
SS4：将意向增率与液流降温模型内的均增率进行匹配，获取到对应的液流速，将该液流速标记为调节流速；
SS5：将调节流速传输到执行端，借助执行端将冷却液在水道内的流动速度调节到对应的调节流速数值；
SS6：完成流速调节步骤。
本发明的有益效果：
本发明利用温参获取端对指定位置的温度获取设备一和测点位置设置的温度获取设备二获取到的温度，进行融合分析得到包覆温度Bw和内存温度Nc；之后利用数据搜集单元获取到冷却液的表象数据，表象数据包括液流速和液流温；再利用数据搜集单元将表象数据、包覆温度Bw和内存温度Nc传输到温降分析单元，建立温降模型，得到均向段及其对应的均增率构成的液流降温模型，同时确定理性液流温；
最后利用集成分析单元将实时的包覆温度Bw传输到液调分析单元，液调分析单元用于结合模型库、执行端对包覆温度Bw进行流速调节；实现冷却液流速和温度的最佳调节和控制。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为现有技术中电驱动桥结构示意图；
图2为本发明的系统框图。
具体实施方式
如图1所示，现有技术中，列出有用于驱动新能源汽车的电驱动桥，具体为一个三合一电驱动桥。该电驱动桥包括壳体100、电机、水道110和变速箱400，电驱动桥内至少还包括第一轴承500A和第二轴承500B；并具体公开了电机的定子固定于壳体100，电机的转子的尾端通过第一轴承500A与壳体100相连，电机的转子的输出端通过第二轴承500B与变速箱400及壳体100相连，变
速箱400的内腔容置有润滑油420，水道110与壳体100相连，水道110中有冷却液流动，以带走壳体100的热量，如此，水道110用于冷却壳体100。其中，电机的输出轴通过变速箱400换减速或换向后驱动新能源汽车的驱动轴。变速箱400具有一个空腔，齿轮组430位于空腔内。润滑油420将齿轮组430浸润，用以保护齿轮组430。电机的转子的输出端通过第二轴承500B与变速箱400及壳体100相连，由此，第二轴承500B位于电机转子和变速箱400的连接处，第二轴承500B处还设置有轴封410，用于防止变速箱400中的润滑油420进入电机腔体。第一轴承500A和第二轴承500B均为滚动轴承，所述滚动轴承对转子起固定和减小载荷摩擦系数的作用。所述滚动轴承至少包括外圈510、内圈520和滚珠530。
但是，由于电驱动桥中的电机和变速箱400在机械结构上的高度集成，设置在不同位置的轴承处于不同且复杂温度场中，因此轴承附近复杂的温度边界会导致轴承绝对温度的升高或者内圈520和外圈510温差的增大。因此，如何精确的、实时的监控不同位置的轴承的温度变化具有一定难度；
基于此，本申请也提供一种能够主动且前置式的能够对桥壳进行降温的集成电驱动桥；
如图2所示，该电驱动桥还包括温参获取端、液调分析单元、模型库、温降分析单元、数据搜集单元和执行端；
其中，温参获取端包括集成分析单元、分布式测温单元；分布式测温单元包括若干个设置在电驱动桥指定位置温度获取设备一，和若干个设置在桥壳的测点位置点温度获取设备二，温度获取设备具体可以是温度传感器，指定位置包括水道、定子、转子和润滑油、轴承外圈等位置处；并对指定位置的温度获取设备一和测点位置设置的温度获取设备二获取到的温度借助集成分析单元进行融合分析，融合分析具体方式为：
步骤一：首先对指定位置的若干个温度获取设备一进行测算分析，得到内存温度，测算分析的具体方式为：
每个指定位置设置的温度获取设备一均为单个，获取到指定温度组Wi，i＝1、...、n；Wi指代为对应第i个指定位置处设置的温度获取设备一获取到的温度；
获取到所有指定位置与桥壳之间的距离，将该距离标记为壳向距离组Ki，i＝1、...、n；此处Ki与获取到Wi的温度设备一设置的指定位置一一对应；
对壳向距离组Ki进行求和之后得到和值，将每个壳向距离组Ki除以该和值，得到的值标记为散向占比Bi，i＝1、...、n，此处的Bi与Ki一一对应；
之后按照公式计算内存温度Nc，具体计算公式为：
得到内存温度Nc；
步骤二：测点位置设置的温度获取设备二包括若干个，测点位置设置方式为：
首先在工作状态下，在桥壳的表层和里层设置若干个温度获取设备，若干个设置方式为在桥壳上均匀设置；获取到所有监测到的温度，按照温度值从大到小的顺序进行排序；
根据排序，对温度值按照其个数进行四个等分部分，将排序第一和排序倒数第一的标记为测点位置；之后还将每个等分节点标记为对应的测点位置；
得到所有的测点位置；
步骤三：获取到所有的测点位置的测点温度Cj，j＝1、...、5，根据测点温度计算包覆温度Bw，具体计算公式为：
式中，Cz为测点温度中最高的温度值；
步骤四：得到包覆温度Bw和内存温度Nc；
集成分析单元用于将包覆温度Bw和内存温度Nc传输到数据搜集单元；
数据搜集单元还用于获取到冷却液的表象数据，表象数据包括液流速和液流温，液流速即为冷却液在水道内的流动速度，液流温即为冷却液的温度；所述数据搜集单元用于将表象数据、包覆温度Bw和内存温度Nc传输到温降分析单元，温降分析单元用于根据表象数据、包覆温度Bw和内存温度Nc建立温降模型，温降模型建立具体方式为：
S1：首先将液流温设置在指定数值；
S2：建立液流速与包覆温度Bw之间表象模型，表象模型建立方式为：
S201：获取到最低的液流速，此为管理人员预设的最低值，测量得到此时单位时间内包覆温度Bw的降低值，将该值标记为单降值；
S202：之后将液流速增加一个单位数值，再次测量得到此时单位时间内包覆温度Bw的单降值；
S203：重复步骤S202-S203，直到液流速增加到预设液流值，该值为管理人员预设；
S204：将步骤S201-S203的单个液流速标记为Yli，i＝1、...、m；对应的包覆温度Bw的单降值标记为Dli，i＝1、...、m；
S205：之后利用公式计算液流斜率Ki；具体计算公式为：
Ki＝(Dli+1-Dli)/1，此处i＝1、...、m；
S3：首先令m＝3；
S4：此时计算到Ki的均值，将其标记为斜均值，之后计算液流斜率Ki与斜均值之差的绝对值之和，将该和值标记为离间值；
S5：当离间值低于X1时，产生合理信号，否则产生非合信号；
S6：在产生合理信号时对m值进行加一处理后，重复步骤S4-S5，直到产生非合信号，在产生非合信号时，自动取当前m值减一后的m值，得到Ki，i＝1...m；将对应的液流速Yli,i＝1...m这一段标记为均向段，将对应Ki的均值标记为均向段的均增率，此处i＝1...m；
S7：之后去除掉第一个均向段之后，将下一个Ki标记为K1，后续的Ki顺延处理，此处即为将步骤S6中的m值的下一个值标记为1，得到K1；
S8：之后重复步骤S3-S8，完成对所有的Ki的处理，得到若干个均向段及其对应的均增率；
S9：将均向段及其对应的均增率构成液流降温模型；
S10：之后确定理性液流温，具体确定方式为：
将液流速固定在指定数值；
之后设置一个基础液流温，该值为现有技术中最高的液流温，借助管理人员设置；
在此基础下获取到包覆温度Bw和内存温度Nc单位时间降低的温度值，得到对应的包降单值和内降单值，计算合降值，计算公式为：
合降值＝0.42*包降单值+0.58*内降单值；
之后依次降低单位数值的液流温，直到液流温达到预设下限值，该值同样借助管理人员预设；
每降低一次计算一个合降值，将合降值最高的数值对应的液流温标记为理性液流温；
温降分析单元用于将液流降温模型和理性液流温传输到模型库；
集成分析单元还用于将实时的包覆温度Bw传输到液调分析单元，液调分析单元用于结合模型库、执行端对包覆温度Bw进行流速调节，流速调节的具体方式为：
SS1：获取到包覆温度Bw，获取到液调分析单元内置的标配温度，标配温度为桥壳最佳工作状态的温度数值；
SS2：获取到合规降时，合规降时为管理人员预设的降低温度到标配温度以下时的最慢时间；
SS3：之后将包覆温度Bw减去标配温度之后，除以合规降时，得到意向增率；
SS4：将意向增率与液流降温模型内的均增率进行匹配，获取到对应的液流速，将该液流速标记为调节流速；
SS5：将调节流速传输到执行端，借助执行端将冷却液在水道内的流动速度调节到对应的调节流速数值；
SS6：完成流速调节步骤。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种集成电驱动桥，包括壳体(100)、电机、水道(110)和变速箱(400)；其特征在于，还包括用于调节水道(110)内冷却液的液流调节系统，液流调节系统包括：
温参获取端：其对指定位置的温度获取设备一和测点位置设置的温度获取设备二获取到的温度，进行融合分析得到包覆温度Bw和内存温度Nc并传输到数据搜集单元；融合分析具体方式为：
步骤一：首先对指定位置的若干个温度获取设备一进行测算分析，得到内存温度，测算分析的具体方式为：
每个指定位置设置的温度获取设备一均为单个，获取到指定温度组Wi，i＝1、...、n；Wi指代为对应第i个指定位置处设置的温度获取设备一获取到的温度；
获取到所有指定位置与桥壳之间的距离，将该距离标记为壳向距离组Ki，i＝1、...、n；此处Ki与获取到Wi的温度设备一设置的指定位置一一对应；
对壳向距离组Ki进行求和之后得到和值，将每个壳向距离组Ki除以该和值，得到的值标记为散向占比Bi，i＝1、...、n，此处的Bi与Ki一一对应；
之后按照公式计算内存温度Nc，具体计算公式为：
得到内存温度Nc；
步骤二：测点位置设置的温度获取设备二包括若干个，测点位置设置方式为：
首先在工作状态下，在桥壳的表层和里层设置若干个温度获取设备，若干个设置方式为在桥壳上均匀设置；获取到所有监测到的温度，按照温度值从大到小的顺序进行排序；
根据排序，对温度值按照其个数进行四个等分部分，将排序第一和排序倒数第一的标记为测点位置；之后还将每个等分节点标记为对应的测点位置；
得到所有的测点位置；
步骤三：获取到所有的测点位置的测点温度Cj，j＝1、...、5，根据测点温度计算包覆温度Bw，具体计算公式为：
式中，Cz为测点温度中最高的温度值；
步骤四：得到包覆温度Bw和内存温度Nc；
数据搜集单元：所述数据搜集单元还用于获取到冷却液的表象数据，表象数据包括液流速和液流温；
温降分析单元：其根据接收到的数据搜集单元传输的表象数据、包覆温度Bw和内存温度Nc建立温降模型，得到均向段及其对应的均增率构成的液流降温模型，同时确定理性液流温；温降分析单元将液流降温模型和理性液流温传输到模型库；
集成分析单元：其将实时的包覆温度Bw传输到液调分析单元，液调分析单元用于结合模型库、执行端对包覆温度Bw进行流速调节。
2.根据权利要求1所述的一种集成电驱动桥，其特征在于，其中，所述温参获取端包括集成分析单元、分布式测温单元；分布式测温单元包括若干个设置在电驱动桥指定位置的温度获取设备一和若干个设置在桥壳的测点位置点温度获取设备二，温参获取端对指定位置的温度获取设备一和测点位置设置的温度获取设备二获取到的温度借助集成分析单元进行融合分析，得到包覆温度Bw和内存温度Nc。
3.根据权利要求2所述的一种集成电驱动桥，其特征在于，所述液流速即为冷却液在水道内的流动速度，液流温即为冷却液的温度，所述集成分析单元用于将包覆温度Bw和内存温度Nc传输到数据搜集单元。
4.根据权利要求1所述的一种集成电驱动桥，其特征在于，温降模型建立具体方式为：
S1：首先将液流温设置在指定数值；
S2：建立液流速与包覆温度Bw之间表象模型，得到液流斜率Ki，i＝1、...、m；
S3：首先令m＝3；
S4：此时计算到Ki的均值，将其标记为斜均值，之后计算液流斜率Ki与斜均值之差的绝对值之和，将该和值标记为离间值；
S5：当离间值低于X1时，产生合理信号，否则产生非合信号；
S6：在产生合理信号时对m值进行加一处理后，重复步骤S4-S5，直到产生非合信号，在产生非合信号时，自动取当前m值减一后的m值，得到Ki，i＝1...m；将对应的液流速Yli,i＝1...m这一段标记为均向段，将对应Ki的均值标记为均向段的均增率，此处i＝1...m；
S7：之后去除掉第一个均向段之后，将下一个Ki标记为K1，后续的Ki顺延处理，此处即为将步骤S6中的m值的下一个值标记为1，得到K1；
S8：之后重复步骤S3-S8，完成对所有的Ki的处理，得到若干个均向段及其对应的均增率；
S9：将均向段及其对应的均增率构成液流降温模型；
S10：之后确定理性液流温。
5.根据权利要求4所述的一种集成电驱动桥，其特征在于，S2中的表象模型建立方式为：
S201：获取到最低的液流速，此为管理人员预设的最低值，测量得到此时单位时间内包覆温度Bw的降低值，将该值标记为单降值；
S202：之后将液流速增加一个单位数值，再次测量得到此时单位时间内包覆温度Bw的单降值；
S203：重复步骤S202，直到液流速增加到预设液流值，该值为管理人员预设；
S204：将步骤S201-S203的单个液流速标记为Yli，i＝1、...、m；对应的包覆温度Bw的单降值标记为Dli，i＝1、...、m；
S205：之后利用公式计算液流斜率Ki；具体计算公式为：
Ki＝(Dli+1-Dli)/1，此处i＝1、...、m。
6.根据权利要求4所述的一种集成电驱动桥，其特征在于，S10中确定理性液流温的具体方式为：
将液流速固定在指定数值；
之后设置一个基础液流温，该值为现有技术中最高的液流温，借助管理人员设置；
在此基础下获取到包覆温度Bw和内存温度Nc单位时间降低的温度值，得到对应的包降单值和内降单值，计算合降值，计算公式为：
合降值＝0.42*包降单值+0.58*内降单值；
之后依次降低单位数值的液流温，直到液流温达到预设下限值，该值同样借助管理人员预设；
每降低一次计算一个合降值，将合降值最高的数值对应的液流温标记为理性液流温。
7.根据权利要求4所述的一种集成电驱动桥，其特征在于，流速调节的具体方式为：
SS1：获取到包覆温度Bw，获取到液调分析单元内置的标配温度，标配温度为桥壳最佳工作状态的温度数值；
SS2：获取到合规降时，合规降时为管理人员预设的降低温度到标配温度以下时的最慢时间；
SS3：之后将包覆温度Bw减去标配温度之后，除以合规降时，得到意向增率；
SS4：将意向增率与液流降温模型内的均增率进行匹配，获取到对应的液流速，将该液流速标记为调节流速；
SS5：将调节流速传输到执行端，借助执行端将冷却液在水道内的流动速度调节到对应的调节流速数值；
SS6：完成流速调节步骤。
8.一种集成电驱动桥的桥壳总成，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的电驱动桥。
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