CN208698503U - 一种纯电动汽车及其动力总成系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种纯电动汽车及其动力总成系统，动力总成系统包括电动机、一级减速机构和行星排，所述一级减速机构连接于所述电动机与所述行星排之间，所述一级减速机构的输入端与所述电动机的输出轴传动连接，所述一级减速机构的输出端与所述行星排的输入端传动连接，所述行星排的输出端用于传动连接于汽车的轮端。该动力总成系统能够通过有效的增大传动比来减小对电机扭矩的需求，进而增大轮端输出扭矩，整体结构设计非常简单，控制方便，且成本较低。

Description

一种纯电动汽车及其动力总成系统

技术领域

本实用新型涉及纯电动汽车领域，尤其涉及一种纯电动汽车及其动力总成系统。

背景技术

随着环境保护意识的增强，各个行业都开始了新能源的开发和利用，汽车行业是环保事业中重要的一环，所以新能源纯电动汽车的设计开发顺应时代的发展应运而生，随之带来的是传动系统的变化和更新。现在的纯电动汽车开发有两档甚至多档的穿电动变速箱，但是其具有系统非常复杂，控制难度较高且成本较高的缺点，故而目前仍然普遍选择采用单档系统。

传统的纯电动变速箱通常采用平行偏置式两级渐开线斜齿轮传动，而为了达到较大的轮端扭矩输出，需要提高电机的输出扭矩或者增大传动比。一般的，如果提高电机的输出扭矩，则需要增大电机的直径，造成其整体体积过大，且制造成本较高；如果增大传动比，则会对总体布置及安装空间有更高的要求，从而增加开发难度。

实用新型内容

基于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种汽车的动力总成系统，其能够通过有效的增大传动比来减小对电机扭矩的需求，进而增大轮端输出扭矩，整体结构设计非常简单，控制方便，且成本较低。

基于此，本实用新型的技术方案为：一种动力总成系统，其包括电动机、一级减速机构和行星排，所述一级减速机构连接于所述电动机与所述行星排之间，所述一级减速机构的输入端与所述电动机的输出轴传动连接，所述一级减速机构的输出端与所述行星排的输入端传动连接，所述行星排的输出端用于传动连接于汽车的轮端。

可选的，所述一级减速机构包括主动齿轮、被动齿轮和转轴，所述主动齿轮固定连接于所述电动机的输出轴上，所述被动齿轮与所述主动齿轮相啮合，且所述被动齿轮通过所述转轴与所述行星排传动连接。

可选的，所述行星排包括一个固定元件和两个旋转元件，所述固定元件与所述动力总成系统的壳体固定连接，所述两个旋转元件分别与所述被动齿轮、汽车的轮端一一对应相连接。

可选的，所述固定元件为齿圈，所述两个旋转元件分别为太阳轮和行星架，且所述太阳轮和所述被动齿轮分别固定连接于所述转轴上，所述行星架与汽车的轮端相连接。

可选的，所述固定元件为行星架，所述两个旋转元件分别为太阳轮和齿圈，且所述太阳轮和所述被动齿轮分别固定连接于所述转轴上，所述齿圈与汽车的轮端相连接。

可选的，所述动力总成系统还包括电机控制器，所述电机控制器与所述电动机电连接。

可选的，所述动力总成系统还包括差速器，所述行星排的输出端通过所述差速器连接于汽车的轮端。

可选的，所述电机控制器的壳体、所述电动机的壳体与所述差速器的壳体集成为一个整体的所述动力总成系统的壳体。

为了实现上述目的，本实用新型还提供了一种纯电动汽车，其包括上述的动力总成系统。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

本实用新型的动力总成系统设置有两级减速系统，采用行星排作为第二级减速系统进行减速，根据动力总成系统的需求，行星排能够获得更大的传动比，由此，在将其与一级减速机构相互配合进行使用时，能够有效的提高整个动力总成系统的传动比，从而减小动力总成系统对电动机的输出扭矩的需求，避免电动机的直径过大造成整体系统的体积过大，能够有效的降低生产成本。整个动力总成系统的传动比的增大能够保证达到较大的轮端扭矩输出，且整体系统的结构设计非常简单，总体布置方便，生产和制造的成本以及对安装空间的要求较低，使用可靠。此外，该动力总成系统没有采用离合器等控制元件，直接将电动机、一级减速机构的传动齿轮、行星排以及差速器进行集成，通过电机控制器对动力总成系统的工作状态进行控制，整体系统的集成度非常高，各部分之间的连接紧凑，连接中使用的过渡性零件较少，采用一次性加工成型集成各部分的壳体，简化相互之间的装配和定位关系，避免该动力总成系统在运行过程中因为安装误差而导致可靠性低，提高动力总成系统工作的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的动力总成系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一的动力总成系统工作时动力的传递路线示意图；

图3是本实用新型实施例二的动力总成系统的结构示意图。

附图标记说明：

1、电动机，11、电动机的输出轴，2、一级减速机构，21、主动齿轮，22、被动齿轮，23、转轴，3、行星排，31、太阳轮，32、齿圈，33、行星架，34、行星轮，4、动力总成系统的壳体，5、汽车的轮端，6、电机控制器，7、差速器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例一

如图1和图2所示，本实用新型优选实施例的动力总成系统包括电动机1、一级减速机构2和行星排3，一级减速机构2连接于电动机1与行星排3之间，一级减速机构2的输入端与电动机的输出轴11传动连接，一级减速机构2的输出端与行星排3的输入端传动连接，行星排3的输出端用于传动连接于汽车的轮端5。

基于以上结构，该动力总成系统改变了常用的纯电动变速箱的两级渐开线斜齿轮传动的方式，采用一级减速机构2与行星排3相配合的连接结构，用行星排3替代传统的齿轮传动作为二级减速机构，与一级减速机构2配合传动。电动机1将动力传递到其输出轴上，通过电动机的输出轴11将动力向一级减速机构2的输入端进行传输，并在一级减速机构2内实现第一级的减速，再由一级减速机构2的输出端将动力向行星排3的输入端进行传递，并在行星排3内有效的实现第二级减速，最后将动力通过行星排3的输出端传输出至汽车的轮端5，完成动力从电动机1到汽车轮端的整体传输过程。行星排3相对于传统的齿轮传动的定轴系统具备更大的传动速比，进而其与一级减速机构2配合传动形成两级减速的前提下，整个动力总成系统的传动比能够获得有效的增大，使得汽车的轮端5获得较大的输出扭矩。由此，整个动力总成系统能够减小对电动机1的输出扭矩的需求，避免出现电动机1整体尺寸过大而造成整个动力总成系统的体积过大的现象，降低该动力总成系统对总体布置以及安装空间的要求。该动力总成系统的整体结构的设计非常简单，运行可靠，控制方便，且生产成本较低。

其中，一级减速机构2包括主动齿轮21、被动齿轮22和转轴23，主动齿轮21固定连接于电动机的输出轴11上，被动齿轮22与主动齿轮21相互啮合，被动齿轮22通过转轴23与行星排3传动连接，电动机的输出轴11带动主动齿轮21进行转动，被动齿轮22通过与主动齿轮21的啮合获得动力，并将该动力通过转轴23向行星排3进行传递，被动齿轮22的直径大于主动齿轮21的直径，由此能够在主动齿轮21相被动齿轮22进行传输的过程中实现减速的效果。行星排3包括太阳轮31，被动齿轮22与太阳轮31分别固定连接于转动上，被动齿轮22在主动齿轮21的驱动下进行转动，带动与其固定连接的转轴23转动，进而使得固定连接在转轴23上的太阳轮31获得驱动，完成将动力从一级减速机构2传向行星排3。

另外，行星排3包括一个固定元件和两个旋转元件，固定元件与动力总成系统的壳体4固定连接，两个旋转元件分别与被动齿轮22、汽车的轮端5一一对应相连接。固定元件为齿圈32，旋转元件为行星架33和太阳轮31，行星排3还包括若干个行星轮34，太阳轮31与齿圈32分别与行星轮34相啮合，行星架33与各行星轮34相连接，齿圈32固定连接于动力总成系统的壳体4上，行星架33与汽车的轮端5相连接，太阳轮31通过转轴23获得从一级减速机构2上传递过来的动力开始转动，带动与其相互啮合的行星轮34进行转动，各行星轮34的转动使得该动力被迅速传递至行星架33上，最后通过行星架33将动力传递至汽车的轮端5。齿圈32被固定，动力由太阳轮31输入，行星架33输出，行星架33与太阳轮31为同向转动，整个行星排3能够获得较大的传动比，该行星排3相对于传统的定轴齿轮传动系统具有更高的传动比，使得整个系统能够在行星排3内实现更进一步的减速效果，并将该效果传递至汽车的轮端5，有效的增大汽车的轮端5的输出扭矩。各行星齿轮能够在太阳轮31内同时传递运动和动力，行星轮34因公转产生的离心惯性力和齿廓间反作用力的径向分力相互平衡，使得其主轴受力较小，从而提高传递功率，且行星轮34为内啮合齿轮，其充分的利用传动过程中的空间，且整个行星排3的输入轴和输出轴为在同一条直线上，故而整体的空间尺寸相较于定轴齿轮要小很多，采用该行星排3能够进一步的较小整体动力总成系统的体积，降低其在布置时对空间的要求，安装和使用非常方便。

在本实施例中，动力总成系统还包括电机控制器6和差速器7，电机控制器6与电动机1电连接，通过控制改变电动机1的驱动电流来实现电动机1速度的调整，在纯电动汽车的动力总成系统中，电机控制器6能够将汽车的动力电池内所储存的电能转化为驱动电动机1工作所需要的电能，从而来控制纯电动汽车的行驶状态。行星排3的输出端通过差速器7连接于汽车的轮端5，本实施例中行星排3的输出端为行星架33，动力通过行星架33传递到差速器7，再由差速器7传递到汽车的轮端5，差速器7能够使得左、右侧的驱动轮实现以不同的转速进行转动，保证整个动力总成系统工作的可靠性。而本动力总成系统的电机控制器6的壳体、电动机1的壳体以及差速器7的壳体集成为一个整体，并作为本动力总成系统的壳体4，由此能够减少电动机1、一级减速机构2、行星排3和差速器7在依次连接过程中所采用的过渡性零件，有效的简化各部件之间装配的定位关系，直接采用一次性加工成型，避免该动力总成系统在工作过程中由于装配的误差而出现噪声大和可靠性低的问题，一定程度上提高整个系统的集成度，保证工作的可靠性，并延长该动力总成系统的使用寿命。

为了解决相同的问题，本发明还提供了一种纯电动车，包括有上述的动力总成系统。

实施例二

如图3所示，本实施例中的动力总成系统的结构布局与实施例一种的大体相同，区别仅在于，行星排3的相互啮合的齿轮之间的关系组合有所差异，本实施例中的行星排3的固定元件为行星架34，旋转元件为太阳轮31和齿圈32，其中，行星排3的太阳轮31与齿圈32分别与行星轮34相啮合，行星架33与各行星轮34相连接，行星架33固定连接于动力总成系统的壳体4上，齿圈32与汽车的轮端5相连接，此时行星架33被锁死，行星轮34在太阳轮31的驱动下仅进行自转运动，齿圈32与太阳轮31为反向运动，动力通过齿圈32向汽车的轮端5进行传递，在该组合连接关系下，行星排3仍具备较大的传动比，使得整个动力总成系统的传动比增大，进一步的增大汽车的轮端5输出扭矩。

需要说明的是，在本实施例中，行星排3的传动过程的组合形式包括两种，均为以太阳轮31作为输入端，分别采用齿圈32或者行星架33作为输出端进行动力的传递，以利用其自身传动比较大的性质，提高整体动力总成系统的传动比，进一步的增大汽车轮端的输出扭矩。但在其他实施例中，行星排3在进行运动传递的过程中的组合关系并不受本实施例的限制，当可按照实际的需要，灵活的选择输入端和输出端，只要能够保证使得整个动力总成系统获得较大的传动比即可。

综上所述，本实用新型实施例的动力总成系统采用行星排作为第二级减速系统，替代传统的定轴齿轮传动系统，具备更大的传动比，在与一级减速机构中的齿轮传动系统相互配合进行使用时，能够有效的提高整个动力总成系统的传动比，从而减小动力总成系统对电动机的输出扭矩的需求，避免电动机的直径过大造成整体系统的体积过大，能够有效的降低生产成本，行星排的整体体积小，承载能够较大且工作平稳，能够保证整个动力总成系统工作的可靠性。整个动力总成系统的传动比的增大能够保证达到较大的轮端扭矩输出，且整体系统的结构设计非常简单，总体布置方便，生产和制造的成本以及对安装空间的要求较低，使用可靠。此外，该动力总成系统没有采用离合器等控制元件，直接将电动机、一级减速机构的传动齿轮、行星排以及差速器进行集成，通过电机控制器对动力总成系统的工作状态进行控制，整体系统的集成度非常高，各部分之间的连接紧凑，连接中使用的过渡性零件较少，采用一次性加工成型集成各部分的壳体，简化相互之间的装配和定位关系，避免该动力总成系统在运行过程中因为安装误差而导致可靠性低，提高动力总成系统工作的可靠性。

应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种动力总成系统，其特征在于，包括电动机、一级减速机构和行星排，所述一级减速机构连接于所述电动机与所述行星排之间，所述一级减速机构的输入端与所述电动机的输出轴传动连接，所述一级减速机构的输出端与所述行星排的输入端传动连接，所述行星排的输出端用于传动连接于汽车的轮端。

2.如权利要求1所述的动力总成系统，其特征在于，所述一级减速机构包括主动齿轮、被动齿轮和转轴，所述主动齿轮固定连接于所述电动机的输出轴上，所述被动齿轮与所述主动齿轮相啮合，且所述被动齿轮通过所述转轴与所述行星排传动连接。

3.如权利要求2所述的动力总成系统，其特征在于，所述行星排包括一个固定元件和两个旋转元件，所述固定元件与所述动力总成系统的壳体固定连接，所述两个旋转元件分别与所述被动齿轮、汽车的轮端一一对应相连接。

4.如权利要求3所述的动力总成系统，其特征在于，所述固定元件为齿圈，所述两个旋转元件分别为太阳轮和行星架，且所述太阳轮和所述被动齿轮分别固定连接于所述转轴上，所述行星架与汽车的轮端相连接。

5.如权利要求3所述的动力总成系统，其特征在于，所述固定元件为行星架，所述两个旋转元件分别为太阳轮和齿圈，且所述太阳轮和所述被动齿轮分别固定连接于所述转轴上，所述齿圈与汽车的轮端相连接。

6.如权利要求1至5任一项所述的动力总成系统，其特征在于，还包括电机控制器，所述电机控制器与所述电动机电连接。

7.如权利要求6所述的动力总成系统，其特征在于，还包括差速器，所述行星排的输出端通过所述差速器连接于汽车的轮端。

8.如权利要求7所述的动力总成系统，其特征在于，所述电机控制器的壳体、所述电动机的壳体与所述差速器的壳体集成为一个整体的所述动力总成系统的壳体。

9.一种纯电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的动力总成系统。