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CN114454701A - 新能源汽车动力总成 - Google Patents

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CN114454701A
CN114454701A CN202210191775.6A CN202210191775A CN114454701A CN 114454701 A CN114454701 A CN 114454701A CN 202210191775 A CN202210191775 A CN 202210191775A CN 114454701 A CN114454701 A CN 114454701A
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CN
China
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motor
rotor
hole
new energy
speed reducer
Prior art date
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Pending
Application number
CN202210191775.6A
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English (en)
Inventor
张希所
孙琪
梁飞
黄克成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chery Automobile Co Ltd
Original Assignee
Chery Automobile Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chery Automobile Co Ltd filed Critical Chery Automobile Co Ltd
Priority to CN202210191775.6A priority Critical patent/CN114454701A/zh
Publication of CN114454701A publication Critical patent/CN114454701A/zh
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Abstract

本申请提供了一种新能源汽车动力总成，属于新能源汽车动力系统技术领域。本申请实施例提供的新能源汽车动力总成，采用盘式电机和径向电机向减速器提供动力，能够兼顾低速动力性能和高低速节能性能，具体地，采用离合器可拆卸的联接盘式电机和减速器，且径向电机的输出端联接减速器，使该新能源汽车动力总成具有两种动力模式，第一种：离合器断开，只采用径向电机为减速器提供动力，第二种，离合器闭合，盘式电机和径向电机同时为减速器提供动力，由于盘式电机的转矩密度较高，可以提供更好的动力性能体验，避免出现爬坡溜坡的情况，具有较好的加速性能。

Description

新能源汽车动力总成
技术领域
本申请涉及新能源汽车动力系统技术领域，特别涉及一种新能源汽车动力总成。
背景技术
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源，或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置提供动力的汽车。随着新能源汽车技术的发展，用户对于新能源汽车的要求越来越高，在追求动力性能的同时，要求更低的能耗，因此，越来越多的新能源汽车具有更高性能的电驱动系统。
目前常用的新能源汽车动力总成，是双电机驱动系统，主要采用双径向电机系统，能够兼顾低速动力性能和高低速节能性能，然而，双径向电机系统的转矩密度低，无法提供更好的动力性能体验，可能出现爬坡溜坡，加速性能不够的情况。
发明内容
本申请实施例提供了一种新能源汽车动力总成，能够提供更好的动力性能体验，避免出现爬坡溜坡的情况，具有较好的加速性能。该技术方案如下：
提供了一种新能源车动力总成，该新能源车动力总成包括：盘式电机、离合器、减速器以及径向电机；
该盘式电机和该径向电机分别位于该减速器的输入轴的两侧；
该盘式电机包括第一壳体、第一定子、第一转子和第一电机轴，该第一定子为圆筒状，该第一转子为圆环状，该第一转子设置在该第一定子的端部，该第一定子、该第一转子和该第一电机轴均位于该第一壳体内，该第一壳体上设有第一通孔和第二通孔，且该第一定子、该第一转子、该第一电机轴、该第一通孔、该第二通孔均同轴设置；
该第一电机轴的第一端可转动的设置该第一通孔中，该减速器的输入轴的第一端可转动的设置在该第二通孔中，该第一电机轴上套装有第一转子，该第一电机轴的第二端通过离合器可拆卸的联接该减速器的输入轴的第一端；
该径向电机的输出端联接该减速器的输入轴的第二端。
在一种可能设计中，该第一转子包括：圆环形的转子支架以及固定在该转子支架上的多个扇形磁钢。
在一种可能设计中，在转子支架上设有多个与扇形磁钢对应的凹槽。
在一种可能设计中，该转子支架具有多个散热孔。
在一种可能设计中，该第一壳体上设有多个散热孔。
在一种可能设计中，该第一电机轴的第一端通过第一轴承可转动的设置该第一通孔中，该减速器的输入轴的第一端通过第二轴承可转动的设置在该第二通孔中。
在一种可能设计中，沿轴线方向，该离合器位于该第一定子的中心。
在一种可能设计中，该第一壳体通过端盖法兰盘结构连接该减速器的壳体。
在一种可能设计中，该径向电机包括第二壳体、第二定子、第二转子和第二电机轴，该第二定子为圆筒状，该第二转子设置在该第二定子内，该第二壳体上设有第三通孔和第四通孔，且该第二定子、该第二转子、该第二电机轴、该第三通孔、该第四通孔均同轴设置；
该减速器的输入轴的第二端可转动的设置在该第三通孔中，该减速器的输入轴的第二端联接该第二电机轴的第一端，该第二电机轴上套装有第二转子，该第二电机轴的第二端可转动的设置该第四通孔中。
在一种可能设计中，该减速器的输入轴的第二端通过第三轴承可转动的设置在该第三通孔中，该第二电机轴的第二端通过第四轴承可转动的设置该第四通孔中。
在一种可能设计中，该减速器的输入轴的第二端通过花键联接该第二电机轴的第一端。
在一种可能设计中，该减速器的壳体通过端盖法兰盘结构连接该第二壳体。
本申请实施例提供的新能源汽车动力总成，采用盘式电机和径向电机向减速器提供动力，能够兼顾低速动力性能和高低速节能性能，具体地，采用离合器可拆卸的联接盘式电机和减速器，且径向电机的输出端联接减速器，使该新能源汽车动力总成具有两种动力模式，第一种：离合器断开，只采用径向电机为减速器提供动力，第二种，离合器闭合，盘式电机和径向电机同时为减速器提供动力，由于盘式电机的转矩密度较高，可以提供更好的动力性能体验，避免出现爬坡溜坡的情况，具有较好的加速性能。
进一步地，上述新能源车动力总成中，采用盘式电机和径向电机共同提供动力的结构，功率密度高，体积结构小，节省了车内空间，使用材料少，降低了产品成本。
进一步地，上述新能源汽车动力总成中，采用盘式电机和径向电机共同提供动力的结构，功率密度高，体积结构小，节省了车内空间，使用材料少，降低了产品成本。如采用和现有的双径向电机相同动力性能，本申请提供的动力总成结构可以降低双电机系统的质量，进而降低整车整备质量，进一步降低能耗，降低电池容量，从而进一步降低整车成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种新能源汽车动力总成的结构示意图。
附图中的各零件的标号说明如下：
1-盘式电机；
11-第一壳体；
111-第一通孔；
112-第二通孔；
12-第一定子；
13-第一转子；
14-第一电机轴；
2-离合器；
3-减速器；
31-输入轴；
4-径向电机；
41-第二壳体；
411-第三通孔；
412-第四通孔；
42-第二定子；
43-第二转子；
44-第二电机轴；
51-第一轴承；
52-第二轴承；
53-第三轴承；
54-第四轴承。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
图1是本申请实施例提供的一种新能源汽车动力总成的结构示意图，请参见图1，该新能源汽车动力总成包括：盘式电机1、离合器2、减速器3以及径向电机4；该盘式电机1和该径向电机4分别位于该减速器3的输入轴31的两侧；该盘式电机1包括第一壳体11、第一定子12、第一转子13和第一电机轴14，该第一定子12为圆筒状，该第一转子13为圆环状，该第一转子13设置在该第一定子12的端部，该第一定子12、该第一转子13、该第一电机轴14和该离合器2均位于该第一壳体11内，该第一壳体11上设有第一通孔111和第二通孔112，且该第一定子12、该第一转子13、该第一电机轴14、该第一通孔111、该第二通孔112均同轴设置；该第一电机轴14的第一端可转动的设置该第一通孔111中，该减速器3的输入轴31的第一端可转动的设置在该第二通孔112中，该第一电机轴14上套装有第一转子13，该第一电机轴14的第二端通过离合器2可拆卸的联接该减速器3的输入轴31的第一端；该径向电机4的输出端联接该减速器3的输入轴31的第二端。
下面对该新能源汽车动力总成的结构和工作原理进行介绍：
盘式电机1是轴向永磁电机，一般定子是线圈，转子是永磁体或粘有永磁体的圆盘，轴向尺寸相对较小，径向尺寸相对较大，整体外形为圆盘状，基于盘式结构，磁场作用面积较大，电机工作效率较高，扭矩也较大，具有结构紧凑、效率高、低速高扭、功率密度大等优点。盘式电机1具有较高的转矩密度，适用于在爬坡等需要较大转矩的状态下使用，利用上述性能使其和常规径向动力电机配合，使动力总成系统能够在低速发挥更大的加速性能。其结构特点是扁平化，能够有效降低轴向尺寸，适合部分轴向尺寸要求更高的车型布置。
离合器2具有断开和闭合两种状态，是通过驾驶员是否踩下离合器2踏板来控制的。
减速器3的输入轴31联接电机，输出轴联接车轮，用于传递动力。
径向电机4是的轴向尺寸相对较大，径向尺寸相对较小，转速一般较高，扭矩较小。
基于上述结构，该动力总成中虽然包括两个电机，能够兼顾低速动力性能和高低速节能性能，同时，该动力总成占用的空间也较小，从而也节省了汽车内的空间。
将上述新能源汽车动力总成安装在新能源汽车上，汽车中的电池能够为两个电机供电，在新能源汽车行驶时，该动力总成处于工作状态，若处于匀速行驶状态，驾驶员一般不需要踩动离合踏板，盘式电机1和减速器3之间的离合器2处于断开状态，盘式电机1不输出动力，仅依靠径向电机4向减速器3输出动力，耗电量较低，耗电速度平稳。
若需要加速或者爬坡，驾驶员通过踩动离合踏板，控制离合器2闭合，盘式电机1和减速器3通过离合器2联接，盘式电机1输出动力，同时径向电机4一直保持输出动力，因此，这种状态下是盘式电机1和径向电机4共同向减速器3输出动力，加大动力性输出，提高现有汽车加速性能，满足高速超车性能以及爬坡性能需求，由于盘式电机1输出扭矩密度高，效率高，因此，该动力总成结构可以提供更好的动力性能体验，避免出现爬坡溜坡的情况，具有较好的加速性能。
本申请实施例提供的新能源汽车动力总成，采用盘式电机1和径向电机4向减速器3提供动力，能够兼顾低速动力性能和高低速节能性能，具体地，采用离合器2可拆卸的联接盘式电机1和减速器3，且径向电机4的输出端联接减速器3，使该新能源汽车动力总成具有两种动力模式，第一种：离合器2断开，只采用径向电机4为减速器3提供动力，第二种，离合器2闭合，盘式电机1和径向电机4同时为减速器3提供动力，由于盘式电机1的转矩密度较高，可以提供更好的动力性能体验，避免出现爬坡溜坡的情况，具有较好的加速性能。
进一步地，上述新能源汽车动力总成中，采用盘式电机1和径向电机4共同提供动力的结构，功率密度高，体积结构小，节省了车内空间，使用材料少，降低了产品成本。
下面对该新能源汽车动力总成中各部分结构及其工作原理做具体介绍：
在该新能源汽车动力总成中，该盘式电机1和该径向电机4分别位于该减速器3的输入轴31的两侧，使盘式电机1和径向电机4的工作互不干扰，且在盘式电机1和径向电机4同时工作时，能从两端共同带动减速器3的输入轴31转动，合力为减速器3提供更大的扭矩。
盘式电机1：
该盘式电机1包括第一壳体11、第一定子12、第一转子13和第一电机轴14，该第一定子12为圆筒状，该第一转子13为圆环状，该第一转子13设置在该第一定子12的端部，该第一定子12、该第一转子13、该第一电机轴14和该离合器2均位于该第一壳体11内，该第一壳体11上设有第一通孔111和第二通孔112，且该第一定子12、该第一转子13、该第一电机轴14、该第一通孔111、该第二通孔112均同轴设置；该第一电机轴14的第一端可转动的设置该第一通孔111中，该减速器3的输入轴31的第一端可转动的设置在该第二通孔112中，该第一电机轴14上套装有第一转子13，该第一电机轴14的第二端通过离合器2可拆卸的联接该减速器3的输入轴31的第一端。
其中，第一壳体11为圆盘状，轴向尺寸相对较小，径向尺寸相对较大，整体占用的空间小，采用金属材料制成，用于容置第一定子12、第一转子13、第一电机轴14、离合器2以及减速器3的输入轴31的第一端，具体地，通过将减速器3的输入轴31的第一端通过第二通孔112插入至第一壳体11的内部，并通过离合器2联接减速器3的输入轴31和第一电机轴14，将离合器2内置到盘式电机1的内部，避免离合器2占用盘式电机1外部的空间，使该动力总成结构总体上占用了较小的空间，节约了汽车内的空间。盘式电机1具有较高的转矩密度，适用于在爬坡等需要较大转矩的状态下使用，利用上述性能使其和常规径向动力电机配合，使动力总成系统能够在低速发挥更大的加速性能，例如，盘式电机1转矩密度是常规径向动力电机的3～4倍。
第一定子12为圆筒状，第一定子12上缠绕有线圈，驾驶员通过踩离合器2，不仅联接了第一电机轴14和减速器3的输入轴31，还可以控制给第一定子12中的线圈通电，线圈通电后，能在第一转子13所在的空间产生变化的磁场，第一转子13中包括永磁体，第一定子12产生的磁场和第一转子13产生的磁场相互作用，使第一转子13开始转动，带动第一电机轴14转动，为减速器3提供动力。需要说明的是，在第一定子12和第一转子13之间的气隙，磁力线方向是沿轴向的。
在一种可能设计中，该第一转子13包括：圆环形的转子支架以及固定在该转子支架上的多个扇形磁钢。
其中，圆环形的形状便于该转子支架固定在第一电机轴14上，扇形磁钢可以通过多种方式固定在转子支架上，例如，可以将扇形磁钢通过焊接、螺栓连接或粘贴等的方式固定在转子支架上，本申请实施例对此不作限定。
在一种可能设计中，在转子支架上设有多个与扇形磁钢对应的凹槽，将多个扇形磁钢固定在凹槽中，可以进一步节省空间，同时，凹槽也能对扇形磁钢起到更好的固定作用。
在一种可能设计中，该转子支架具有多个散热孔，用于散热，防止第一壳体11内形成高温，提高盘式电机1的工作效率。
在一种可能设计中，该第一壳体11上设有多个散热孔，用于散热，防止第一壳体11内形成高温，提高盘式电机1的工作效率。
在一种可能设计中，该第一电机轴14的第一端通过第一轴承51可转动的设置该第一通孔111中，该减速器3的输入轴31的第一端通过第二轴承52可转动的设置在该第二通孔112中，轴承结构具有支撑和密封的作用，有利于第一电机轴14和减速器3的输入轴31的自由转动。
在一种可能设计中，沿轴线方向，该离合器2位于该第一定子12的中心，也即是，在第一定子12范围内，离合器2的两侧的第一电机轴14和减速器3的输入轴31的长度是相等的，有利于精确安装，也有利于发挥传动功能。
在一种可能设计中，该第一壳体11通过端盖法兰盘结构连接该减速器3的壳体，起到密封和固定的作用。具体地，端盖设置在在轴的端面上，起到密封作用，法兰盘结构用于连接两个端盖，基于上述结构，使第一壳体11和减速器3的壳体之间密封连接起来。
径向电机4：
该径向电机4的输出端联接该减速器3的输入轴31的第二端，用于在匀速行驶、低速行驶、定速巡航等状态下，径向电机4为减速器3提供动力，使其工作在额定工作区间，能有效降低整车能耗。
在一种可能设计中，该径向电机4包括第二壳体41、第二定子42、第二转子43和第二电机轴44，该第二定子42为圆筒状，该第二转子43设置在该第二定子42内，该第二壳体41上设有第三通孔411和第四通孔412，且该第二定子42、该第二转子43、该第二电机轴44、该第三通孔411、该第四通孔412均同轴设置；
该减速器3的输入轴31的第二端可转动的设置在该第三通孔411中，该减速器3的输入轴31的第二端联接该第二电机轴44的第一端，该第二电机轴44上套装有第二转子43，该第二电机轴44的第二端可转动的设置该第四通孔412中。
其中，第二壳体41为圆筒状，轴向尺寸相对较大，径向尺寸相对较小，采用金属材料制成，用于容置第二定子42、第二转子43、第二电机轴44以及减速器3的输入轴31的第二端，具体地，通过将减速器3的输入轴31的第二端通过第三通孔411插入至第二壳体41的内部，联接减速器3的输入轴31和第二电机轴44。
第二定子42为圆筒状，第二定子42上装设了成对的直流励磁的静止的主磁极，第二转子43上装设电枢绕组，第二转子43通电后产生感应电动势，充当旋转磁场，后产生电磁转矩，从而使第二转子43转动，将电能转换为机械能，为减速器3提供动力。以定子绕组的形状与嵌装方式区分，定子绕组根据线圈绕制的形状与嵌装布线方式不同，可分为集中式和分布式两类，本实施例对此不作限定。
在一种可能设计中，该减速器3的输入轴31的第二端通过第三轴承53可转动的设置在该第三通孔411中，该第二电机轴44的第二端通过第四轴承54可转动的设置该第四通孔412中，轴承结构具有支撑和密封的作用，有利于第二电机轴44和减速器3的输入轴31的自由转动。
在一种可能设计中，该减速器3的输入轴31的第二端通过花键联接该第二电机轴44的第一端。
其中，花键联接由内花键和外花键组成。内、外花键均为多齿零件，在内圆柱表面上的花键为内花键，在外圆柱表面上的花键为外花键。显然，花键联接是平键联接在数目上的发展。基于花键联接，减速器3的输入轴31和第二电机轴44之间的联接具有较好的稳定性，可满足长时间传递扭矩的需要。
在一种可能设计中，该减速器3的壳体通过端盖法兰盘结构连接该第二壳体41，起到密封和固定的作用。具体地，端盖设置在在轴的端面上，起到密封作用，法兰盘结构用于连接两个端盖，基于上述结构，使第二壳体41和减速器3的壳体之间密封连接起来。
离合器2：
离合器2具有断开和闭合两种状态，是通过驾驶员是否踩下离合器2踏板来控制的，离合器2踏板还能够控制盘式电机1的通电与否，驾驶员通过踩离合器2，不仅联接了第一电机轴14和减速器3的输入轴31，还可以控制盘式电机1的通电，两者联动，使盘式电机1能够为减速器3提供动力。
减速器3：
减速器3的输入轴31联接电机，输出轴联接车轮，用于传递动力，减速器3还可以具有变速、换向以及刹车等作用，本实施例对此不作限定。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本申请的可选实施例，在此不再一一赘述。
本申请实施例提供的新能源汽车动力总成，采用盘式电机1和径向电机4向减速器3提供动力，能够兼顾低速动力性能和高低速节能性能，具体地，采用离合器2可拆卸的联接盘式电机1和减速器3，且径向电机4的输出端联接减速器3，使该新能源汽车动力总成具有两种动力模式，第一种：离合器2断开，只采用径向电机4为减速器3提供动力，第二种，离合器2闭合，盘式电机1和径向电机4同时为减速器3提供动力，由于盘式电机1的转矩密度较高，可以提供更好的动力性能体验，避免出现爬坡溜坡的情况，具有较好的加速性能。
进一步地，上述新能源汽车动力总成中，采用盘式电机1和径向电机4共同提供动力的结构，功率密度高，体积结构小，节省了车内空间，使用材料少，降低了产品成本。和现有的双径向电机相比，若需达到相当的动力性能，本申请提供的动力总成结构可以降低双电机系统的质量，进而降低整车整备质量，进一步降低能耗，降低电池容量，从而进一步降低整车成本。
上述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新能源汽车动力总成，其特征在于，所述新能源汽车动力总成包括：盘式电机(1)、离合器(2)、减速器(3)以及径向电机(4)；
所述盘式电机(1)和所述径向电机(4)分别位于所述减速器(3)的输入轴(31)的两侧；
所述盘式电机(1)包括第一壳体(11)、第一定子(12)、第一转子(13)和第一电机轴(14)，所述第一定子(12)为圆筒状，所述第一转子(13)为圆环状，所述第一转子(13)设置在所述第一定子(12)的端部，所述第一定子(12)、所述第一转子(13)、所述第一电机轴(14)和所述离合器(2)均位于所述第一壳体(11)内，所述第一壳体(11)上设有第一通孔(111)和第二通孔(112)，且所述第一定子(12)、所述第一转子(13)、所述第一电机轴(14)、所述第一通孔(111)、所述第二通孔(112)均同轴设置；
所述第一电机轴(14)的第一端可转动的设置所述第一通孔(111)中，所述减速器(3)的输入轴(31)的第一端可转动的设置在所述第二通孔(112)中，所述第一电机轴(14)上套装有第一转子(13)，所述第一电机轴(14)的第二端通过离合器(2)可拆卸的联接所述减速器(3)的输入轴(31)的第一端；
所述径向电机(4)的输出端联接所述减速器(3)的输入轴(31)的第二端。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车动力总成，其特征在于，所述第一转子(13)包括：圆环形的转子支架以及固定在所述转子支架上的多个扇形磁钢。
3.根据权利要求1所述的新能源汽车动力总成，其特征在于，所述转子支架具有多个散热孔。
4.根据权利要求1所述的新能源汽车动力总成，其特征在于，所述第一电机轴(14)的第一端通过第一轴承(51)可转动的设置所述第一通孔(111)中，所述减速器(3)的输入轴(31)的第一端通过第二轴承(52)可转动的设置在所述第二通孔(112)中。
5.根据权利要求1所述的新能源汽车动力总成，其特征在于，沿轴线方向，所述离合器(2)位于所述第一定子(12)的中心。
6.根据权利要求1所述的新能源汽车动力总成，其特征在于，所述第一壳体(11)通过端盖法兰盘结构连接所述减速器(3)的壳体。
7.根据权利要求1所述的新能源汽车动力总成，其特征在于，所述径向电机(4)包括第二壳体(41)、第二定子(42)、第二转子(43)和第二电机轴(44)，所述第二定子(42)为圆筒状，所述第二转子(43)设置在所述第二定子(42)内，所述第二壳体(41)上设有第三通孔(411)和第四通孔(412)，且所述第二定子(42)、所述第二转子(43)、所述第二电机轴(44)、所述第三通孔(411)、所述第四通孔(412)均同轴设置；
所述减速器(3)的输入轴(31)的第二端可转动的设置在所述第三通孔(411)中，所述减速器(3)的输入轴(31)的第二端联接所述第二电机轴(44)的第一端，所述第二电机轴(44)上套装有第二转子(43)，所述第二电机轴(44)的第二端可转动的设置所述第四通孔(412)中。
8.根据权利要求7所述的新能源汽车动力总成，其特征在于，所述减速器(3)的输入轴(31)的第二端通过第三轴承(53)可转动的设置在所述第三通孔(411)中，所述第二电机轴(44)的第二端通过第四轴承(54)可转动的设置所述第四通孔(412)中。
9.根据权利要求7所述的新能源汽车动力总成，其特征在于，所述减速器(3)的输入轴(31)的第二端通过花键联接所述第二电机轴(44)的第一端。
10.根据权利要求7所述的新能源汽车动力总成，其特征在于，所述减速器(3)的壳体通过端盖法兰盘结构连接所述第二壳体(41)。
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