动力系统和具有其的电动卡车转让专利
申请号 : CN201911360162.5
文献号 : CN111038238B
文献日 : 2021-02-12
发明人 : 辜贇 , 吕新廷 , 吴卫楠
申请人 : 北京福田戴姆勒汽车有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种电动卡车的动力系统,其特征在于,包括:
直驱电机,所述直驱电机包括:壳体和驱动单元,所述驱动单元包括:定子铁芯总成、动子铁芯总成、齿条和齿轮,所述定子铁芯总成和所述动子铁芯总成均设置于所述壳体内且在所述壳体内相对设置,所述动子铁芯总成相对所述壳体和所述定子铁芯总成可运动,所述齿条设置于所述动子铁芯总成上,所述齿轮伸出所述壳体且与所述齿条啮合;
传动组件,所述传动组件具有输入轴和输出轴,所述输入轴与所述齿轮同步转动,所述输出轴与所述输入轴传动且用于输出动力。
2.根据权利要求1所述的电动卡车的动力系统,其特征在于,所述壳体内设置有滑轨,所述动子铁芯总成设置于所述定子铁芯总成的下方且可滑动地设置于所述滑轨上。
3.根据权利要求2所述的电动卡车的动力系统,其特征在于,所述滑轨为两条,所述动子铁芯总成包括:两组滑动轮,两组所述滑动轮配合在两个所述滑轨上,每组所述滑动轮包括设置在所述滑轨上方的滑动轮和设置在所述滑轨下方的滑动轮。
4.根据权利要求1所述的电动卡车的动力系统,其特征在于,所述动子铁芯总成包括:安装壳、动子铁芯和制动永磁体,所述动子铁芯和所述制动永磁体均设置于所述安装壳,所述动子铁芯朝向所述定子铁芯总成;
所述直驱电机还包括:制动电磁线圈,所述制动电磁线圈分别设置在所述动子铁芯总成的两侧且与所述制动永磁体正对设置。
5.根据权利要求4所述的电动卡车的动力系统,其特征在于,所述制动永磁体为两个且分别设置于所述安装壳的两侧,所述制动永磁体与对应的所述制动电磁线圈产生的磁场方向相反。
6.根据权利要求1所述的电动卡车的动力系统,其特征在于,在所述齿条的运动方向上,所述齿条至少对应两个间隔设置的所述齿轮。
7.根据权利要求6所述的电动卡车的动力系统,其特征在于,所述齿轮为扇形齿轮。
8.根据权利要求6所述的电动卡车的动力系统,其特征在于,所述驱动单元对应至少两个所述输入轴,每个所述输入轴上均设置有所述齿轮。
9.根据权利要求8所述的电动卡车的动力系统,其特征在于,每个所述输入轴上设置有两个所述齿轮,两个所述齿轮具有重叠角。
10.根据权利要求8所述的电动卡车的动力系统,其特征在于,所述传动组件包括:第一太阳轮,所述第一太阳轮可转动地设置于所述输出轴;
至少两个第一齿轮机构,至少两个所述第一齿轮机构与所述第一太阳轮传动且还与对应的所述输入轴传动;
第一齿圈,所述第一齿圈与所述第一齿轮机构传动,所述第一齿圈与所述输出轴固定连接。
11.根据权利要求10所述的电动卡车的动力系统,其特征在于,所述第一齿轮机构为行星齿轮机构且包括:第二太阳轮;
第二行星轮,所述第二行星轮与所述第二太阳轮啮合;
第二行星架,所述第二行星架设置有所述第二行星轮,所述第二太阳轮和所述第二行星架中的一个设置于所述输入轴;
第二齿圈,所述第二齿圈与所述第二行星轮啮合且还与所述第一齿圈啮合。
12.根据权利要求11所述的电动卡车的动力系统,其特征在于,所述驱动单元为两个,所述传动组件设置有对应两个所述驱动单元的输入轴,对应一个所述驱动单元的输入轴与所述第二太阳轮固定连接且对应另一个所述驱动单元的输入轴与所述第二行星架固定连接。
13.根据权利要求12所述的电动卡车的动力系统,其特征在于,两个所述驱动单元的所述齿轮分别设置于所述第一齿轮机构的两侧。
14.根据权利要求12所述的电动卡车的动力系统,其特征在于,两个所述驱动单元的所述定子铁芯总成在所述壳体内并排设置。
15.根据权利要求1所述的电动卡车的动力系统,其特征在于,还包括:控制单元,所述控制单元设置于所述壳体内且与所述定子铁芯总成间隔设置。
16.根据权利要求15所述的电动卡车的动力系统,其特征在于,所述控制单元和所述定子铁芯总成之间设置有冷却单元。
17.根据权利要求16所述的电动卡车的动力系统,其特征在于,所述冷却单元包括:冷却水道,所述冷却水道分别设置于所述控制单元的表面和所述定子铁芯总成的表面。
18.根据权利要求17所述的电动卡车的动力系统,其特征在于,所述冷却水道包括:上冷却水道、中连接水道和下冷却水道,所述上冷却水道和所述下冷却水道通过所述中连接水道连接且均呈螺旋形,所述冷却水道的进水口设置于所述上冷却水道的外圈处且出水口设置于所述下冷却水道的外圈处。
19.根据权利要求1所述的电动卡车的动力系统,其特征在于,所述定子铁芯总成包括:定子铁芯和绕组,所述绕组设置于所述定子铁芯上,所述绕组为三相,每级每相槽数为2,所述绕组的跨距为1。
20.根据权利要求19所述的电动卡车的动力系统,其特征在于,每相所述绕组由一根漆包线绕制而成且具有一个焊点。
21.根据权利要求1所述的电动卡车的动力系统,其特征在于,所述定子铁芯总成包括:定子铁芯和绕组,所述绕组设置于所述定子铁芯上,所述定子铁芯分成两段,两段所述绕组的绕线方向相反,以产生相对运动的磁场。
22.一种电动卡车,其特征在于,包括:
车架;
权利要求1-21中任一项所述的电动卡车的动力系统,所述壳体安装于所述车架上。
说明书 :
动力系统和具有其的电动卡车
技术领域
背景技术
都采用永磁同步旋转电机,其中中央驱动系统通常采用单电机驱动传动效率低,需要搭载
变速箱,电驱动桥形式是将驱动电机与驱动桥集成省去中间的传动轴,通过主减直接驱动
车轮从而提高了系统的驱动效率,但同时由于驱动电机本体较重直接悬挂在驱动桥上造成
簧下质量增加。在复杂的工况下产生振动容易造成驱动系统失效。
发明内容
箱,同时将动力系统通过悬置安装在车架上,从而减小簧下质量保证了驱动系统的可靠性。
条和齿轮,所述定子铁芯总成和所述动子铁芯总成均设置于所述壳体内且在所述壳体内相
对设置,所述动子铁芯总成相对所述壳体和所述定子铁芯总成可运动,所述齿条设置于所
述动子铁芯总成上,所述齿轮伸出所述壳体且与所述齿条啮合,所述传动组件具有输入轴
和输出轴,所述输入轴与所述齿轮同步转动,所述输出轴与所述输入轴传动且用于输出动
力。
动系统的可靠性。同时提高了整车的空间利用率,动力系统的功率密度,电动卡车的集成度
高。
滑动轮和设置在所述滑轨下方的滑动轮。
芯总成;
与所述第一太阳轮传动且还与对应的所述输入轴传动,所述第一齿圈与所述第一齿轮机构
传动,所述第一齿圈与所述输出轴固定连接。
二行星架设置有所述第二行星轮,所述第二太阳轮和所述第二行星架中的一个设置于所述
输入轴,所述第二齿圈与所述第二行星轮啮合且还与所述第一齿圈啮合。
应另一个所述驱动单元的输入轴与所述第二行星架固定连接。
却水道的进水口设置于所述上冷却水道的外圈处且出水口设置于所述下冷却水道的外圈
处。
运动的磁场。
附图说明
123;齿轮124;制动电磁线圈13;控制单元14;冷却水道151;上冷却水道1511;中连接水道
1512;下冷却水道1513;
具体实施方式
对于壳体11固定不动,动子铁芯总成122相对于定子铁芯总成121和壳体11在壳体11内相对
运动。齿条123设置于动子铁芯总成122上,齿轮124伸出壳体11且与齿条123啮合,从而可以
将动子铁芯1223的在左右方向上的移动转化为齿轮124的转动。
给传动组件20。输出轴22与输入轴21传动,输出轴22可以给电动卡车输出动力,输出轴可以
与电动卡车的主减速器相连接,主减速器可以通过半轴传递给两侧的车轮,从而可以驱动
电动卡车运动。
可以保证驱动系统的可靠性。并且,如此设置的动力系统100可以提高整车的空间利用率,
以及动力系统100的功率密度,从而提升电动卡车的集成度。
就是说,动子铁芯总成122在滑轨111上和定子铁芯总成121相对运动,从而直驱电机10可以
产生动力。
两个滑轨111上,可以提升动子铁芯总成122在滑轨111上滑动的稳定性,避免动子铁芯1223
在滑轨111上左右偏移。并且,每组滑动轮1221包括设置在滑轨111上方的滑动轮1221和设
置在滑轨111下方的滑动轮1221,通过在滑轨111上下方向上设置滑动轮1221,可以将动子
铁芯总成122可滑动的卡接在滑轨111上,提升动子铁芯总成122的滑动稳定性,避免在运动
过程中动子铁芯总成122在上下方向上晃动。
芯1223和制动永磁体1224避免受到损伤。动子铁芯1223朝向定子铁芯总成121,通过将动子
铁芯1223朝向定子铁芯总成121,当直驱电机10中有电流通过时,动子铁芯1223相对于定子
铁芯总成121在滑轨111上滑动,从而可以产生动力。
制动电磁线圈13靠近时,制动电磁线圈13上产生感应电流,感应电流流经滑轨111两端的制
动电磁线圈13,使制动电磁线圈13产生与动子铁芯总成122上的制动永磁体1224方向相反
的磁场,从而可以通过磁场之间的相互排斥来对动子铁芯总成122进行制动,进而使系统运
行的更平稳。
的磁场方向相反,通过制动永磁体1224与制动电磁线圈13之间的异性相斥原理,使动子铁
芯总成122的动能可以被回收管理,并且使直驱电机10运行的更平稳。
齿条123在运动过程中始终与齿轮124啮合。
可以将直驱电机10的动能充分利用,减小直驱电机10的能量损耗。
状态,输出轴22上始终有动力输出,可以提升单个输出轴22的动力输出连续性。
=z。其中,齿条123的第z/2和(z/2+1)之间留有一个720/z齿间隙,以满足齿条与不同轴的
扇形齿轮啮合和分离做往复运动。并且,两个轴之间的距离为L=2πr+4πr/z。同轴扇形齿轮
相差180°。
传动且还与对应的输入轴21传动,第一齿圈25与第一齿轮机构24传动,第一齿圈25与输出
轴22固定连接。也就是说,直驱电机10将动力通过输入轴21传输给第一齿轮机构24,第一齿
轮机构24分别与第一太阳轮23和第一齿圈25啮合,此外因为第一齿圈25与第一太阳轮23固
定连接,从而可以将直驱电机10产生动力通过输出轴22传输给电动卡车。
架243设置有第二行星轮242,第二太阳轮241和第二行星架243中的一个设置于输入轴21,
第二齿圈244与第二行星轮242啮合且还与第一齿圈25啮合。
两个直驱电机10可单独或同时驱动整个轮系,整个轮系可以实现三个定速比。具体地,模式
1:两个第二行星架243固定,两个第二太阳轮241可以驱动整个轮系。模式2:第二太阳轮241
固定,两个第二行星架243驱动整个轮系。模式3:第二太阳轮241和第二行星架243同时驱动
整个轮系。驱动单元12的功率、转速、扭矩等参数可根据整车的动力需求及分配方式通过控
制单元14进行控制选择。由此,可以使两个直线驱动单元12进行效率最有输出,每个直驱电
机10都可以高效的工作。
输入轴21与第二行星架243固定连接。
从而可以使动力系统100有不同的工作模式。
输出较为稳定的动力。
而可以改变动力系统100的参数,进而使动力系统100能够有不同的工作模式。
态。
并且位于定子铁芯总成121表面的冷却水道151可以对控制单元14进行二次降温,从而可以
避免直驱电机10失效。
道151的进水口设置于上冷却水道1511的外圈处且出水口设置于下冷却水道1513的外圈
处。上冷却水道1511为控制单元14冷却水道151,上冷却水道1511和下冷却水道1513为串联
关系,上冷却水道1511需要涂一层隔热材料防止下冷却水道1513的下层冷却液的热量传到
上层影响控制单元14的工作状态。冷却液流经上层水道将控制单元14的热量带走,通过上
冷却水道1511和下冷却水道1513之间的中连接水道1512进入下层水道,下冷却水道1513是
冷却驱动电机,冷却液流经下冷却水道1513将定子铁芯总成121的热量带走从出口流出。由
此设置,冷却水道151的流动阻力小、没有死水区、热量分布均匀、散热效果好,从而可以保
证直驱电机10能够正常高效的工作。
机10的工作效率可以达到最高。
生相对运动的磁场。
折,第一次沿着轴向(短边)弯折,第二次在沿着径向(长边)弯折。导线从3层过度到4层需要
做两侧弯折,第一次沿着径向弯折(长边),第二次沿着轴向弯折(短边)。两个线圈之间需要
通过跳线连接,第一个线圈由外向里绕线线圈的末端在第四层导线先沿着径向向上弯折并
向径向延伸20-25mm,在沿着轴向向右弯折并向轴向延伸5个槽,在沿着径向向下弯折并沿
着径向延伸到第一层导线的位置同时导向的延伸部分下面是定子的齿部。然后第一个线圈
的末端延伸到第二个线圈的起点并且继续从外往里绕线。第二个线圈末端沿着径向向上弯
折并延伸10-15mm,在沿着轴向向右弯折并延伸5个槽的距离在沿着径向向下弯折并沿着径
向延伸到第一层导线的位置同时导向的延伸部分下面是定子的齿部。通过上述过程重复几
次形成每相的绕组1212。
位为2,所以每极6个槽,将其中一个定子铁芯1211的绕组1212的末端出线方向与入线的方
向相反从其中一个定子铁芯1211的反面出线。其中一个定子铁芯1211绕组1212的出线作为
另一个定子铁芯1211的入线,两个定子铁芯1211的绕线方式一致,两个定子铁芯1211线圈
的绕线顺序相反,故两个定子铁芯1211可以产生相对运动的磁场。
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发明的限制。
征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直
接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的
示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
发明的范围由权利要求及其等同物限定。