[发明专利]一种低速大扭矩电动轮装置及汽车

说明书

本发明公开了一种低速大扭矩电动轮装置，包括：轮毂电机，其具有电机外壳；第一行星齿轮排，其包括第一太阳轮、第一内齿圈、第一行星轴和第一行星架；第一太阳轮，其固定套设轮毂电机的电机轴，能够相对于电机轴同速转动；第二行星齿轮排，其包括第二太阳轮、第二内齿圈、第二行星排和第二行星架；第二太阳轮，其可旋转的支撑在轮毂电机的电机轴上，能够相对于电机轴差速旋转；并且第二太阳轮同时套设在第一行星轴上，能够与第一行星架同步转动；轮辋，其与第二内齿圈固定连接，能够与第二内齿圈转动，用于将旋转动力输出。本发明还公开了一种使用低速大扭矩电动轮装置的汽车。

技术领域

本发明涉及电动轮结构领域，具体涉及一种低速大扭矩电动轮装置及汽车。

背景技术

作为目前新能源汽车技术的重要发展方向，电动汽车主要包括混合动力汽车、燃料电池汽车和纯电动汽车等。其中，纯电动汽车是一种以动力电池为驱动电机提供驱动能源以驱动整车行驶的方式。目前而言，在所有纯电动汽车构型方案中，采用将电机直接与车轮集成的方案，即电动轮方案，是最有利于整车性能提升的。而这些电动轮方案中，又可以分为直接驱动式电动轮和带轮边减速器电动轮两种基本形式，直接驱动式电动轮采用低速外转子电动机，带轮边减速器电动轮采用高速内转子电动机。一般而言，高速内转子电动机本身扭矩较小，采用该方式驱动的汽车动力性不足，所以，高速内转子电动机往往带上轮边减速器，对电动机输出进行减速增扭，在输出功率基本不变的前提下，以提高整车动力性。然而，在采用高速内转子电动机带轮边减速器的时候，往往会因为结构复杂，占用空间大，整体质量过大等问题，最终导致簧下质量剧增等问题以影响到最终电动轮在整车上的安装和使用。

电动轮驱动技术在国外民用车领域已开始进入产品应用阶段。国内电动轮驱动电动汽车处于技术研究阶段，国外主要汽车公司已经开发了电动轮驱动汽车。美国、德国、法国、日本等均在进行军用混合动力技术的研究，无一例外地均采用了电动轮驱动+混合动力的方案。可见采用电动轮驱动已成为未来新一代电动汽车驱动系统发展的重要方向。而电动轮则是该技术的关键总成，采用该技术的汽车具有节能、高效回收制动能量、整车结构简化等优点。

在申请号为201610269786.6和201710507523.9的中国专利申请中，采用的两级行星齿轮传动构型，存在功率逆流形成内循环的特点，这一特点使得由电机输入到两级行星齿轮减速机构的功率不能完全输出到轮辋端，其中一部分在逆流形成内循环的过程中以热的形式消耗掉，效率不高的同时还易造成减速机构内部温度过高，降低减速机构内部油润滑的可靠性，以致最终影响到整个电动轮的使用寿命；同时，在201710507523.9的中国专利申请中，由于原设计中第二行星排在内侧，第一行星排在外侧，而且第二行星排的第二内齿圈作为动力输出端，与汽车轮辋相连，导致位于第二行星排外侧的第一行星排同时也位于汽车轮辋外侧，再加上第一行星排外侧的密封装置和轴承支撑装置，整个电动轮装置在轮毂端就会向轮辋外侧凸出一大块，也就是说，原设计中仅有第二行星排可以内嵌安装在电机壳凹腔中，而第一行星排依旧是布置在电机壳外侧，这与市场上一般形式的带轮边减速器的高速内转子电动机区别不够大，节省的空间不够多，这容易影响到整车轮距的设置空间和采用该装置的电动轮驱动汽车的行车安全性，即原设计结构紧凑性和合理性不足。

现在的采用带轮边减速器的高速内转子电动机的电动轮装置结构复杂，集成度较低，占用空间大，比如ZF公司的轮边驱动桥，这些问题大大阻碍了电动轮驱动技术的应用。而电动轮驱动如果采用直驱方案，该方案要输出低速大转矩，就必须要求电机输出大电流，这使得电机效率低下，散热低下，且技术上实现困难。

发明内容

基于现有技术中存在的问题，本发明设计开发了一种低速大扭矩电动轮装置，本发明的发明目的之一是通过改变两级行星排安装位置能够使动力经第二内齿圈传输至轮毂，实现了两级减速机构能够完全安嵌在电机本身的凹腔中，结构高度紧凑，大大缩减了采用本设计构型的电动轮驱动电动汽车的整车布置空间需求，也由于结构的简化降低了电动轮装置的质量以缓解簧下质量增加带来的整车性能的不良影响。