包括电动机/发电机和最终传动单元的动力传动系

摘要

本发明公开了包括电动机/发电机和连接到电动机/发电机的最终传动单元的动力传动系。动力传动系可提供推进动力给车辆，并且包括电动机/发电机，电动机/发电机包括电机壳体，并且动力传动系还包括部分地布置在电机壳体中的最终传动单元。最终传动单元包括齿轮箱，齿轮箱联接到电机壳体。最终传动单元还包括布置在齿轮箱中的差速器。差速器包括差速器壳体。最终传动单元还包括第一最终传动轴承，第一最终传动轴承围绕差速器壳体布置。第一最终传动轴承由连接到电机壳体的轴承支撑结构支撑。最终传动单元还包括第二最终传动轴承，第二最终传动轴承围绕差速器壳体布置。第二最终传动轴承由齿轮箱支撑。

说明书

技术领域

本发明涉及包括电动机/发电机和操作地连接到电动机/发电机的最终传 动单元的动力传动系。

背景技术

车辆包括能够产生推进动力的动力传动系。动力传动系可包括内燃发动 机、电动机/发电机或两者。例如，混合动力车辆在动力传动系中包括不止一 个动力源。具体地，混合动力车辆可包括内燃发动机和电动机/发电机。另一 方面，电动车辆可包括一个或多个电动机/发电机。

与动力源的种类无关，车辆包括用于将扭矩传送到车轮的最终传动单 元。例如，最终传动单元可将来自电动机/发电机的扭矩传送到车轮。最终传 动单元包括差速器，差速器允许车轮以不同的速度旋转。

发明内容

电动机/发电机和最终传动单元布置在车身内部，并且包括经受应力的运 动部件。因此最小化电动机/发电机和最终传动单元中的应力是有用的。最小 化由最终传动单元和电动机/发电机在车身中占据的空间也是有用的。为此， 最终传动单元的至少一个轴承可由电动机/发电机的电机壳体支撑。

本发明还涉及动力传动系。在一个实施例中，动力传动系可提供推进动 力给车辆，并且包括电动机/发电机，电动机/发电机包括电机壳体，动力传 动系还包括部分地布置在电机壳体中的最终传动单元。最终传动单元包括齿 轮箱，齿轮箱联接到电机壳体。最终传动单元还包括布置在齿轮箱中的差速 器。差速器包括差速器壳体。最终传动单元还包括第一最终传动轴承，第一 最终传动轴承围绕差速器壳体布置。第一最终传动轴承由电机壳体支撑。最 终传动单元还包括第二最终传动轴承，第二最终传动轴承围绕差速器壳体布 置。第二最终传动轴承由齿轮箱支撑。

本发明还涉及例如小汽车和卡车等车辆。在一个实施例中，车辆包括配 置为供给电能的能量存储装置，和电连接到能量存储装置的电动机/发电机。 电动机/发电机配置为将从能量存储装置接收的电能转变为机械能。电动机/ 发电机包括电机壳体。车辆还包括最终传动单元，最终传动单元操作地联接 到电动机/发电机。最终传动单元包括齿轮箱，齿轮箱联接到电机壳体。而且， 最终传动单元包括布置在齿轮箱中的差速器。差速器包括差速器壳体。最终 传动轴承由电机壳体支撑。

根据本发明的一个方面，提供一种动力传动系，包括：

电动机/发电机，包括电机壳体；

最终传动单元，部分地布置在电机壳体中，其中最终传动单元包括：

齿轮箱，联接到电机壳体；

差速器，布置在齿轮箱中，其中差速器包括差速器壳体；

第一最终传动轴承，围绕差速器壳体布置，其中第一最终传动轴承 由电机壳体支撑；和

第二最终传动轴承，围绕差速器壳体布置，其中第二最终传动轴承 由齿轮箱支撑。

优选地，所述动力传动系还包括轴承支撑结构，所述轴承支撑结构联接 在电机壳体和第一最终传动轴承之间。

优选地，其中轴承支撑结构直接联接到电机壳体。

优选地，其中轴承支撑结构不直接联接到齿轮箱。

优选地，其中轴承支撑结构包括支撑体和围绕支撑体布置的边沿。

优选地，其中轴承支撑结构经由边沿直接固定到电机壳体。

优选地，其中轴承支撑结构还包括从支撑体延伸的第一和第二壁。

优选地，其中第一壁从支撑体沿第一方向延伸，第二壁从支撑体沿第二 方向延伸，第二方向垂直于第一方向。

优选地，其中第一和第二壁共同限定内支撑表面，内支撑表面与第一最 终传动轴承直接接触。

优选地，其中内支撑表面限定内支撑腔室，所述内支撑腔室配置为接收 第一最终传动轴承。

根据本发明的另一方面，提供一种车辆，包括：

能量存储装置，配置为供给电能；

电动机/发电机，电连接到能量存储装置，其中电动机/发电机配置为将 从能量存储装置接收的电能转变为机械能，其中电动机/发电机包括电机壳 体；

最终传动单元，操作地联接到电动机/发电机，其中最终传动单元包括：

齿轮箱，联接到电机壳体；

差速器，布置在齿轮箱中，其中差速器包括差速器壳体；和

最终传动轴承，围绕差速器壳体布置，其中最终传动轴承由电机壳 体支撑。

优选地，其中最终传动轴承为第一最终传动轴承，并且最终传动单元还 包括第二最终传动轴承，第二最终传动轴承围绕差速器壳体布置，并且第二 最终传动轴承由齿轮箱支撑。

优选地，所述车辆还包括轴承支撑结构，所述轴承支撑结构联接在电机 壳体和第一最终传动轴承之间。

优选地，其中轴承支撑结构直接联接到电机壳体。

优选地，其中轴承支撑结构包括支撑体和围绕支撑体布置的边沿，并且 轴承支撑结构直接固定到电机壳体。

优选地，其中轴承支撑结构还包括第一和第二壁，第一和第二壁从支撑 沿延伸，第一和第二壁共同限定内支撑表面，所述内支撑表面与第一最终传 动轴承直接接触，并且内支撑表面限定配置为接收第一最终传动轴承的内支 撑腔室。

在结合附图理解时，本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点从下 面实现所附权利要求中限定的本发明的一些最佳模式和其他实施例的详细 描述变得非常显而易见。

附图说明

图1是包括动力传动系的车辆的示意性侧视图，该动力传动系具有电动 机/发电机和电连接到电动机/发电机的能量存储装置；

图2是图1中示意性所示的电动机/发电机和最终传动单元的示意性立体 视图，其中没有显示齿轮箱；

图3是图2的电动机/发电机和最终传动单元的沿图2的剖切线3-3截取 的示意性剖视立体视图，其中没有显示齿轮箱；和

图4是图2的电动机/发电机和最终传动单元的示意性剖视俯视图；和

图5是图2的电动机/发电机和最终传动单元的放大示意性剖视俯视图。

具体实施方式

参照附图，其中，贯穿几幅视图，相似的附图标记表示相似的部件，图 1示意性地示出了例如汽车的包括车身12的车辆10。车辆10还包括多个车 轮13，多个车轮13操作地联接到车身12。每一个车轮13联接到轮胎14。

除了轮胎14，车辆10包括用于给车辆10提供推进动力的动力传动系 11。动力传动系11包括电动机/发电机100和布置在车身12内的能量存储装 置200。电动机/发电机100也布置在车身12内，并且操作地联接到车轮13。 能量存储装置200电连接到电动机/发电机100。能量存储装置200可以是一 个或多个电池，并且可供给电能到电动机/发电机100。电动机/发电机100 可从能量存储装置200接收电能，并且可将电能转变为机械能。因此，电动 机/发电机100提供扭矩给车轮13以推进车辆10。电动机/发电机100不必 是动力传动系11的一部分。另外，电动机/发电机100和能量存储装置200 可在前轮13附近或在后轮13附近。

图2-4示意性地示出电动机/发电机100，其配置为将电能转变为机械能， 并且由此提供扭矩给车轮13。电动机/发电机100也可被称为电驱动单元， 并且也可将机械能转变为电能。在图示的实施例中，电动机/发电机100包括 限定内腔室114的电机壳体112。内腔室114配置、成形、尺寸制成为接收 电动机/发电机100的其他部件，如下面详细讨论的。

除了电机壳体112之外，电动机/发电机100包括端盖116，端盖116用 于至少部分地密封内壳体腔室114。端盖116可直接联接到电机壳体112的 第一边缘122。紧固件118，例如螺栓，可被用于直接将端盖116联接到电 机壳体112。端盖116限定端盖孔120，该端盖孔120通到内腔室114中。 因此，当端盖116联接到电机壳体112时，端盖孔120与内腔室114连通。 端盖116可直接联接到电机壳体112的第一边缘122。

特别参照图4，动力传动系11还包括直接联接到电机壳体112的第二边 缘126的齿轮箱124。紧固件118，例如螺栓，可被用于直接将齿轮箱124 联接到电机壳体112。齿轮箱124由基本上刚性材料(例如金属)制成，并 且限定内箱体腔室128和通到内箱体腔室128的箱体孔130。箱体孔130因 此与内箱体腔室128连通。

继续参照图4，电动机/发电机100另外包括电连接到能量存储装置200 (图1)的定子132和布置在电机壳体112内的转子134。特别地，定子132 固定到电机壳体112，并且因此，定子132相对于电机壳体112保持静止。 定子132可包括电导体(未示出)，电导体配置为从能量存储装置200接收 电能。而且，定子132具有基本上环形形状，并且限定内定子腔室136，内 定子腔室136配置、成形并且尺寸制成为接收转子134。基本上环形的气隙 限定在定子132和转子134之间。

转子134与定子132同心地布置，可完全或部分地由金属材料(例如钢) 制成，并且包括多个永磁体138，多个永磁体138环形地围绕纵向轴线X布 置。永磁体138可完全或部分地由稀土元素(例如钕、钐或任何其他适当铁 磁性材料)的合金制成。适当的铁磁性材料包括钕铁硼(NdFeB)合金和钐 钴(SmCo)合金。与其组分无关，永磁体138配置为与定子132的电导体 (未示出)磁性地相互作用。在电动机/发电机100的操作过程中，转子134 响应于定子132的电导体(未示出)和永磁体138之间出现的磁通量而围绕 纵向轴线X旋转，由此产生驱动扭矩用于给车辆10提供动力。转子134可 具有基本上环形形状，并且可因此限定内转子腔室140。可预期的是，转子 134不必包括永磁体。例如，感应电机包括转子，其不具有磁体。

而且，电动机/发电机100包括转子轴142，转子轴142布置在内转子腔 室140中。因此，内转子腔室140配置、成形并且尺寸制成为接收转子轴142。 转子轴142操作地联接到转子134，并且因此可围绕纵向轴线X与转子134 同步地旋转。因此，扭矩可被从转子134传递到转子轴142。在图示的实施 例中，转子轴142同心地相对于转子134定位。因此，转子轴142沿纵向轴 线X延伸。而且，转子轴142基本上中空，并且因而限定内轴腔室144。

至少一个转子轴承160A可支撑转子轴142。在图示的实施例中，电动 机/发电机100包括第一转子轴承160A和第二转子轴承160B。转子轴承 160A，160B可以是球轴承，并且每一个包括环形形状的外座圈162、环形 形状的内座圈164以及布置在外座圈和内座圈162,164之间的多个球166。 外座圈164固定到端盖116，并且因此相对于转子轴142和端盖116保持静 止。另一方面，内座圈164旋转地联接到转子轴142，并且可因而围绕纵向 轴线X与转子轴142同步地旋转。球166围绕纵向轴线X环形地布置在外 座圈和内座圈162,164之间。

电动机/发电机100另外包括第一输出轴146，第一输出轴146沿纵向轴 线X延伸。第一输出轴146操作地联接到至少一个车轮13(图1)，并且部 分地布置在转子轴142的内轴腔室144中。因而，转子轴142的内轴腔室144 配置、成形并且尺寸制成为接收第一输出轴146。

除了第一输出轴146，电动机/发电机100包括转子齿轮168，转子齿轮 168操作地联接到转子轴142。特别地，转子齿轮168围绕转子轴142布置， 并且旋转地联接到转子轴142。这样，转子齿轮168可与转子轴142围绕纵 向轴线X同步地旋转。可预期的是，转子齿轮168可以是直齿轮。在电动机 /发电机100的操作过程中，扭矩可从转子轴142传递到转子齿轮168。

动力传动系11(图1)还包括操作地联接到转子齿轮168的副轴组件170。 副轴组件170与电机壳体112和齿轮箱124一起布置。在图示的实施例中， 副轴组件170包括第一副轴齿轮172和操作地联接到第一副轴齿轮172的副 轴174。第一副轴齿轮172可以是直齿轮，并且与转子齿轮168啮合，由此 允许扭矩被从转子齿轮168传递到第一副轴齿轮172。第一副轴齿轮172可 围绕旋转轴线A旋转，并且围绕副轴174的一部分布置。

副轴174沿旋转轴线A延伸，并且旋转地联接到第一副轴齿轮172。因 此，副轴174可与第一副轴齿轮172同步地旋转。在电动机/发电机100的操 作过程中，扭矩可从第一副轴齿轮172传递到副轴174。

副轴组件170还包括第一或内侧副轴轴承160C和第二或外侧副轴轴承 160D。第一和第二副轴轴承160C,160D支撑副轴174，并且可以是球轴承， 如上面关于转子轴承160A讨论的。特别地，第一和第二副轴轴承160C，160D 可围绕副轴174布置。第一副轴轴承160C的外座圈162固定到电机壳体112， 而第二副轴轴承160D的外座圈162固定到齿轮箱124。

除了第一和第二副轴轴承160C，160D，副轴组件170包括第二副轴齿 轮176，第二副轴齿轮176配置为与副轴174一起旋转。在图示的实施例中， 第二副轴齿轮176与副轴174一体形成，并且具有比第一副轴齿轮172更小 的直径。因此，在电动机/发电机100的操作过程中，第二副轴齿轮176可围 绕旋转轴线A与副轴174同步地旋转。

动力传动系11还包括最终传动单元150，其操作地联接在第一输出轴 146和副轴组件170之间。特别地，最终传动单元150包括最终传动齿轮158， 最终传动齿轮158与第二副轴齿轮176啮合。最终传动齿轮158可以是直齿 轮。在电动机/发电机100的操作过程中，扭矩可从第二副轴齿轮176传递到 最终传动齿轮158。

最终传动单元150还包括差速器152，差速器152操作地联接到最终传 动齿轮158。差速器152允许车轮13(图1)以不同的速度旋转，并且包括 差速器壳体154，差速器壳体154操作地联接到最终传动齿轮158。紧固件 118，例如螺栓，可被用于将差速器壳体154直接联接到最终传动齿轮158。 因而，扭矩可从最终传动齿轮158传递到差速器壳体154。差速器壳体154 可因此与最终传动齿轮158一起旋转。

另外，最终传动单元150包括多个斜齿轮156，多个斜齿轮156布置在 差速器壳体154内。斜齿轮156操作地联接到第一输出轴146和第二输出轴 148。最终传动单元150操作地联接在第一输出轴146和第二输出轴148之 间。

第二输出轴148操作地联接到至少一个车轮13(图1)，并且为最终传 动单元150的一部分。第二输出轴148相对于第一输出轴146同中心地布置。 因此，第一和第二输出轴146,148沿纵向轴线X延伸，并且基本上平行于彼 此。第一输出轴146可比第二输出轴148更长。

最终传动单元150还包括第一或内侧最终传动轴承160E和第二或外侧 最终传动轴承160F。第一和第二最终传动轴承160E，160F可以是球轴承， 如上面关于转子轴承160A讨论的。第一最终传动轴承160E的内座圈164 旋转地联接到差速器壳体154，而第一最终传动轴承160E的外座圈162经 由轴承支撑结构180固定到电机壳体112，如下面详细讨论的。第二最终传 动轴承160E的外座圈162固定到齿轮箱124，并且第二最终传动轴承160F 的内座圈164旋转地联接到差速器壳体154。

参照图5，最小化由最终传动单元150在车辆10中占据的空间并且减小 轴承支撑结构180中的应力是有用的。为此，第一最终传动轴承160E可由 电机壳体112支撑，并且第二最终传动轴承160F可由齿轮箱124支撑。具 体地，轴承支撑结构180将第一最终传动轴承160E联接到电机壳体112。 紧固件118，例如螺栓，可被用于将电机壳体112直接联接到轴承支撑结构 180。轴承支撑结构180使用紧固件118直接联接到电机壳体112。无论如何， 轴承支撑结构180操作地联接在电机壳体118和第一最终传动轴承160E之 间。

继续参照图5，轴承支撑结构180基本上是中空的，并且可由基本上刚 性的材料(例如金属)制成。在图示的实施例中，轴承支撑结构180包括支 撑体182和围绕支撑体182布置的边沿184。边沿184可限定多个孔(未示 出)，所述多个孔每一个配置、成形并且尺寸制成为接收至少一个紧固件118。 紧固件118可因此布置为穿过边沿184并且进入电机壳体112中，以将轴承 支撑结构180联接到电机壳体112。轴承支撑结构180不直接联接到齿轮箱 124。

轴承支撑结构180还包括第一和第二壁186,188，该第一和第二壁 186,188从支撑体182延伸。第一壁186具有基本上环形形状，并且从支撑 体沿由箭头B指示的第一方向(即沿基本上平行于纵向轴线X的方向)延 伸。第二壁188也具有基本上环形形状，并且从支撑体182沿由箭头C指示 的第二方向(即沿基本上垂直于纵向轴线X的方向)延伸。第一方向B和 第二方向C基本上垂直。第一和第二壁186,188因此基本上彼此垂直。

第一和第二壁186,188共同限定内支撑表面190，内支撑表面190直接 接触第一最终传动轴承160E的外座圈162。因而，内支撑表面190与第一 最终传动轴承160E直接接触。特别地，第一最终传动轴承160E的外座圈 162可直接固定到第一和第二壁186,188。因此，第一最终传动轴承160E的 外座圈162相对于轴承支撑结构180和电机壳体112保持静止。如上面所讨 论的，第一最终传动轴承160E的内座圈164旋转地联接到差速器壳体154， 并且可因此与差速器壳体154一起旋转。内支撑表面190限定内支撑腔室 192，内支撑腔室192配置、成形并且尺寸制成为接收第一最终传动轴承160E 的至少一部分。通过将第一最终传动轴承160E附接到电机壳体112，轴承 支撑结构180的应力和尺寸最小化，并且由最终传动单元150在车辆10中 占据的的空间最小化。最小化轴承支撑结构180的应力以延长其寿命是有用 的。

第二最终传动轴承160F固定到齿轮箱124的内箱体表面127。内箱体 表面127限定内箱体腔室128。因此，第二最终传动轴承160F布置在内箱 体腔室128中。具体地，第二最终传动轴承160F的外座圈162固定到内箱 体表面127，并且因此相对于齿轮箱124保持静止。第二最终传动轴承160F 的内座圈164旋转地联接到差速器壳体154，并且可因此与差速器壳体154 一起旋转。

详细的描述和图或附图是对本发明的支持和描述，但是本发明的范围仅 由权利要求限定。虽然已经详细描述了实现要求保护的本发明的最佳模式和 其他实施例，但是存在多种可替代设计和实施例来实践所附权利要求中限定 的本发明。