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CN110562026A - 用于电动化车辆的电机集成桥总成 - Google Patents

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CN110562026A
CN110562026A CN201910471554.2A CN201910471554A CN110562026A CN 110562026 A CN110562026 A CN 110562026A CN 201910471554 A CN201910471554 A CN 201910471554A CN 110562026 A CN110562026 A CN 110562026A
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CN
China
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bracket
assembly
frame
motor
leaf spring
Prior art date
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Pending
Application number
CN201910471554.2A
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English (en)
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萨希尔·纳格帕尔
史蒂文·迈克尔·西尔
小罗伯特·霍华德·桑德斯
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.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
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.)
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Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

本公开提供了“用于电动化车辆的电机集成桥总成”。本公开详细描述了配备有电机集成桥总成的电动化车辆驱动系统。示例性电动化车辆驱动系统包括板簧总成和安装到所述板簧总成的桥总成。所述桥总成可包括托架和安装在所述托架内的电机。减振器和稳定杆总成可以在所述托架和所述电动化车辆的车架之间延伸。

Description

用于电动化车辆的电机集成桥总成
技术领域
本公开涉及包括电机集成桥总成的电动化车辆驱动系统。
背景技术
降低汽车燃料消耗和排放的期望已有详细记录。因此，正在开发降低或完全消除对内燃发动机的依赖的电动化车辆。一般而言，电动化车辆与常规的机动车辆不同，因为它们由一个或多个电池供电的电机(例如，电动马达)选择性地驱动。相反地，常规的机动车辆完全依赖内燃发动机来推进车辆。高压牵引蓄电池组通常为电动化车辆的电机和其他电气负载供电。
电动化车辆的电机通常连接到包括相对复杂的齿轮传动装置的变速器齿轮箱。集成电机的简单且具有成本效益的实心轴设计尚未在电动化车辆上成功实施。
发明内容
一种根据本公开的示例性方面的用于电动化车辆的驱动系统尤其包括板簧总成和安装到板簧总成的桥总成。桥总成包括托架；安装在托架内的电机；安装到托架的轴壳；和插入通过轴壳并连接到电机的输出轴的桥轴。
在前述驱动系统的另一个非限制性实施例中，桥总成通过U形夹安装到板簧总成。
在任一前述驱动系统的另一个非限制性实施例中，托架包括多个管状构件，所述多个管状构件布置成建立顶部框架、底部框架、第一侧壁和第二侧壁。
在任一前述驱动系统的另一个非限制性实施例中，第一阻尼器位于电机和第一侧壁之间，并且第二阻尼器位于电机和第二侧壁之间。
在任一前述驱动系统的另一个非限制性实施例中，减振器安装到托架的安装支架。
在任一前述驱动系统的另一个非限制性实施例中，支柱安装到轴壳的安装垫。
在任一前述驱动系统的另一个非限制性实施例中，稳定杆总成连接到托架和轴壳。
在任一前述驱动系统的另一个非限制性实施例中，电机的柔性线束连接到驱动系统的电池组。
在任一前述驱动系统的另一个非限制性实施例中，电机是具有集成差速器的电动马达。
在任一前述驱动系统的另一个非限制性实施例中，电机的输出轴与托架的第一侧壁接合，并且集成差速器与托架的第二侧壁接合。
一种根据本公开的另一示例性方面的电动化车辆尤其包括车架；安装到车架的板簧总成；和安装到板簧总成的桥总成。桥总成包括托架和安装到托架的电机；在托架和车架之间延伸的减振器；以及在托架和车架之间延伸的稳定杆总成。
在前述电动化车辆的另一个非限制性实施例中，板簧总成通过第一安装支架和第二安装支架安装到车架的纵向延伸的车架构件。
在任一前述电动化车辆的另一个非限制性实施例中，桥总成通过U形夹安装到板簧总成。
在任一前述电动化车辆的另一个非限制性实施例中，U形夹围绕板簧总成的板簧接收并且固定到桥总成的轴壳的安装垫。
在任一前述电动化车辆的另一个非限制性实施例中，减振器在托架的安装支架和车架的车架构件之间延伸。
在任一前述电动化车辆的另一个非限制性实施例中，稳定杆总成连接到托架和桥总成的轴壳。
在任一前述电动化车辆的另一个非限制性实施例中，稳定杆总成包括连接到托架的稳定杆和从托架延伸到车架的稳定连杆。
在任一前述电动化车辆的另一个非限制性实施例中，支柱安装到桥总成的轴壳和车架的车架构件。
在任一前述电动化车辆的另一个非限制性实施例中，第一阻尼器位于电机和托架的第一侧壁之间，并且第二阻尼器位于电机和托架的第二侧壁之间。
在任一前述电动化车辆的另一个非限制性实施例中，电机是具有集成差速器的电动马达。
前述段落、权利要求或以下具体实施方式和附图的实施例、示例和替代方案，包括它们的各个方面或相应的各个特征中的任何一个，可以独立地或以任何组合方式进行。结合一个实施例描述的特征适用于所有实施例，除非这些特征不兼容。
根据以下具体实施方式，本公开的各种特征和优点对于所属领域技术人员将是显而易见的。随附于具体实施方式的附图可以如下简要描述。
附图说明
图1示意性地示出了电动化车辆。
图2示出了图1的电动化车辆的驱动系统的桥总成。示例性桥总成包括集成电机。
图3是图2的桥总成的分解图。
图4示出了图2的桥总成，但移除了电机。
图5示出了安装到电动化车辆的车架上的图2的桥总成。
具体实施方式
本公开详细描述了配备有电机集成桥总成的电动化车辆驱动系统。示例性电动化车辆驱动系统包括板簧总成和安装到板簧总成的桥总成。桥总成可包括托架和安装在托架内的电机。减振器和稳定杆总成可以在托架和所述电动化车辆的车架之间延伸。在下面的本具体实施方式的段落中更详细地讨论这些和其他特征。
图1示意性地示出了电动化车辆10，其包括电动化驱动系统12。在一个实施例中，电动化车辆10是电池电动车辆(BEV)。在另一个实施例中，电动化车辆10是混合动力电动车辆(HEV)或插电式混合动力电动车辆(PHEV)。因此，尽管在此实施例中未示出，但电动化车辆10可配备有内燃发动机，所述内燃发动机可单独使用或与其他能源组合使用以推进电动化车辆10。
在所示实施例中，电动化车辆10是仅通过电力、诸如通过一个或多个电机14推进的全电动车辆，而无需内燃发动机的任何辅助。电机14可作为电动马达、发电机或其两者进行操作。电机14接收电力并向一个或多个驱动轮16提供旋转输出扭矩。
电压总线18将电机14电连接到电池组20。电池组20是示例性电动化车辆电池。电池组20可以是高压牵引电池组，其包括能够输出电力以操作电机14和/或电动化车辆10的其他电气负载的多个电池阵列25(即，电池总成或可充电电池单元组)。其他类型的能量存储装置和/或输出装置也可用于对电动化车辆10电力地提供动力。
在一个实施例中，电动化车辆10是皮卡车。然而，电动化车辆10也可以是轿车、篷车、运动型多功能车或任何其他类型的车辆。尽管在本公开的附图中示出了特定的部件关系，但是这些图示并不意图限制本公开。电动化车辆10的各种部件的放置和取向被示意性地示出并且可以在本公开的范围内变化。另外，随附于本公开的各种附图不一定按比例绘制，并且一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的某些细节。
图2、图3和图4示出了图1的电动化车辆10的驱动系统12的示例性桥总成22。图2是桥总成22的组装图，图3是桥总成22的分解图。为清楚起见，图4中从桥总成22移除了电机14。
在一个实施例中，桥总成22是电动化车辆10的后桥总成。在另一个实施例中，桥总成22是电动化车辆10的前桥总成。在又一个实施例中，驱动系统12的前桥和后桥可各自采用桥总成22。换句话说，电动化车辆10可以是后轮驱动车辆、前轮驱动车辆或全轮驱动车辆。
桥总成22尤其可以包括托架24、电机14、一对轴壳26和一对桥轴28。下面更详细地讨论这些部件。
托架24可以用作桥总成22的副车架并且被配置用于安装电机14。托架24可由任何高强度和轻质材料或材料组合制成。托架24的尺寸、形状、材料构成和整体配置不旨在限制本公开。
托架24可包括多个管状构件30，其布置成建立托架24的顶部框架32、底部框架34和相对的侧壁36。管状构件30的一部分可以在顶部框架32和底部框架34之间竖直延伸，以将顶部框架32连接到底部框架34。托架24的顶部框架32、底部框架34和侧壁36建立用于容纳电机14的开放空间38。
电机14可以牢固地安装到托架24。在一个实施例中，电机14位于开放空间38内，然后机械地固定到托架24。可以使用高强度螺栓或其他类型的紧固件将电机14安装到托架24。紧固件相对于电机14和托架24的安装位置不旨在限制本公开。
在一个实施例中，一旦安装到托架24，电机14的输出轴40的旋转轴线A1则大致平行于桥总成22的纵向轴线A2(参见图2和图3)。因此，不需要复杂的齿轮组来将电机14可操作地连接到电动化车辆10的驱动轮16。
电机14的输出轴40可以与托架24的相对侧壁36中的一个接合，并且一旦将电机14安装到托架24内，电机14的集成差速器42便可以与托架24的相对侧壁36中的另一个接合。在一个实施例中，电机14是具有集成差速器42的电动马达。
阻尼器45可以安装在电机14和托架24的侧壁36之间。在一个实施例中，一个阻尼器45位于输出轴40和托架24的一个侧壁36之间，并且另一个阻尼器45位于差速器42和另一个侧壁36之间。阻尼器45配置成减小可能在电机14和电动化车辆10之间传递的噪声、振动和粗糙性(NVH)并且减少电机14经历的道路负载。尤其可以根据具体的车辆应用，调节阻尼器45以提供不同的阻尼率。
电机14的电子器件壳体44可以从托架24的顶部框架32向外突出。另外，柔性线束46可以从电机14延伸到托架24外部的位置，用于将电机14连接到电池组20(即，建立图1的电压总线18)。
桥总成22的轴壳26中的一个可以安装到托架24的相对侧壁36中的每一个。在一个实施例中，将轴壳26用螺栓固定到托架24的侧壁36。然而，可以使用任何合适的紧固件将轴壳26安装到托架24。
每个轴壳26可包括轴承48。在一个实施例中，轴承48是内桥轴承，其既支撑轴壳26又便于桥轴28在轴壳26内旋转。具有适当承载能力的任何类型的轴承都可以在本公开的范围内使用。
每个轴壳26可另外包括第一安装垫50和第二安装垫52。在一个实施例中，第一安装垫50更靠近托架24的侧壁36定位，且第二安装垫52在轴壳26的安装位置中更远离托架24的侧壁36定位。如下面更详细讨论的，第一安装垫50和第二安装垫52分别提供用于安装支柱和板簧总成的表面。
桥轴28中的一个可以插入通过每个轴壳26。在一个实施例中，桥轴28中的第一个连接到电机14的输出轴40，并且桥轴28中的第二个连接到电机14的差速器42。每个桥轴28可包括轮毂54，用于将图1的驱动轮16安装到桥总成22。因此，桥轴28配置成将旋转输出扭矩从电机14传递到电动化车辆10的驱动轮16。
继续参考图1至图4，图5示出了相对于电动化车辆10的车架56安装的桥总成22。车架56可包括两个或更多个平行于电动化车辆10的长度延伸的纵向延伸的车架构件58，以及两个或更多个在车架构件58之间横向延伸的横向构件60。
板簧总成62可以安装到车架56的每个车架构件58。每个板簧总成62可包括一个或多个板簧64和位于板簧总成62的每个端部处的安装支架66。安装支架66配置成用于将板簧总成62安装到车架56的车架构件58。板簧总成62通常用于支撑电动化车辆10的重量。当已安装时，板簧总成62的板簧64平行于车架构件58延伸。
桥总成22可以安装到每个板簧总成62。在一个实施例中，桥总成22使用一个或多个U形夹68安装到每个板簧总成62。当已安装时，板簧总成62的板簧64抵靠轴壳26的第二安装垫52接收。U形夹68可以围绕板簧64延伸并且连接到形成在第二安装垫52中的开口。
支柱70可以在轴壳26和车架56之间延伸。在一个实施例中，支柱70安装到轴壳26的第一安装垫50和车架56的车架构件58。支柱70通常用于支撑并加强桥总成22和车架56。
减振器72可以在桥总成22的托架24和车架56之间延伸。在一个实施例中，托架24包括用于相对于托架24安装减振器72的安装支架74。一个安装支架74可以在托架24的每个侧壁36下方安装到底部框架34。减振器72可以从安装支架74对角地延伸出去，并且可以在其相对的端部处安装到车架56的车架构件58。减振器72通常用于吸收和抑制在车架56处和在桥总成22处的振动。
桥总成22可另外包括稳定杆总成76。稳定杆总成76可包括连接到托架24的第一稳定杆部分78和连接到轴壳26中的一个的第二稳定杆部分80。第一稳定杆部分78和第二稳定杆部分80可以形成单个稳定杆或者可以是单独的杆部分。第一稳定杆部分78和第二稳定杆部分80可以在托架24的前面或后面延伸。
第一稳定连杆82可以连接到第一稳定杆部分78，并且在相对端处安装到车架56的车架构件58中的一个。第二稳定连杆84可以连接到第二稳定杆部分80，并且在相对端处安装到车架56的车架构件58中的另一个。衬套可以分别位于第一稳定杆部分78和第二稳定杆部分80与第一稳定连杆82和第二稳定连杆84之间。稳定杆总成76通常用于使桥总成22相对于车架56稳定，同时当桥总成22不均匀地铰接时允许稳定杆总成76的一定程度的扭转(即，一个车轮上升或下降而另一个车轮移动少得多)。
本公开的示例性驱动系统桥总成将各种动力传动系统和悬架部件组合成简单且成本有效的实心轴封装，用于提供适当地与道路负载和振动隔离的集成电机。本公开的桥总成可用于任何类型的电动化车辆中，并且能够满足现有的有效载荷和多功能性要求。
尽管将不同的非限制性实施例示出为具有特定部件或步骤，但是本公开的实施例不限于那些特定组合。有可能使用来自非限制性实施例中的任一者的部件或特征中的一些部件或特征与来自其他非限制性实施例中的任一者的特征或部件的组合。
应当理解，相同的附图标记在全部若干附图中表示相应或类似的元件。应当理解，尽管在这些示例性实施例中公开和示出了特定的部件布置，但是其他布置也可以受益于本公开的教导。
前面的描述应当被解释为说明性的而不具任何限制意义。本领域普通技术人员将理解，在本公开的范围内可以出现一些修改。由于这些原因，应研习以下权利要求来确定本公开的真实范围和内容。

Claims (15)

1.一种用于电动化车辆的驱动系统，包括：
板簧总成；和
桥总成，其安装到所述板簧总成，且包括：
托架；
安装在所述托架内的电机；
安装到所述托架的轴壳；和
桥轴，其插入通过所述轴壳并连接到所述电机的输出轴。
2.如权利要求1所述的驱动系统，其中所述桥总成通过U形夹安装到所述板簧总成。
3.如权利要求1或2所述的驱动系统，其中所述托架包括多个管状构件，所述多个管状构件布置成建立顶部框架、底部框架、第一侧壁和第二侧壁，并且可选地包括：位于所述电机和所述第一侧壁之间的第一阻尼器，和位于所述电机和所述第二侧壁之间的第二阻尼器。
4.如任一前述权利要求所述的驱动系统，包括安装到所述托架的安装支架的减振器。
5.如任一前述权利要求所述的驱动系统，包括安装到所述轴壳的安装垫的支柱。
6.如任一前述权利要求所述的驱动系统，包括连接到所述托架和所述轴壳的稳定杆总成。
7.如任一前述权利要求所述的驱动系统，其中所述电机的柔性线束连接到所述驱动系统的电池组。
8.如任一前述权利要求所述的驱动系统，其中所述电机是具有集成差速器的电动马达，并且可选地，其中所述电机的所述输出轴与所述托架的第一侧壁接合，并且所述集成差速器与所述托架的第二侧壁接合。
9.一种电动化车辆，包括：
车架；
板簧总成，其安装到所述车架；
桥总成，其安装到所述板簧总成，其中所述桥总成包括托架和安装到所述托架的电机；
减振器，其在所述托架和所述车架之间延伸；和
稳定杆总成，其在所述托架和所述车架之间延伸。
10.如权利要求9所述的电动化车辆，其中所述板簧总成通过第一安装支架和第二安装支架安装到所述车架的纵向延伸的车架构件。
11.如权利要求9或10所述的电动化车辆，其中所述桥总成通过U形夹安装到所述板簧总成，并且可选地，其中所述U形夹围绕所述板簧总成的板簧接收并且固定到所述桥总成的轴壳的安装垫。
12.如权利要求9至11中任一项所述的电动化车辆，其中所述减振器在所述托架的安装支架和所述车架的车架构件之间延伸。
13.如权利要求9至12中任一项所述的电动化车辆，其中所述稳定杆总成连接到所述托架和所述桥总成的轴壳，并且可选地，其中所述稳定杆总成包括连接到所述托架的稳定杆和从所述托架延伸到所述车架的稳定连杆。
14.如权利要求9至13中任一项所述的电动化车辆，包括安装到所述桥总成的轴壳和所述车架的车架构件的支柱。
15.如权利要求9至14中任一项所述的电动化车辆，包括：位于所述电机和所述托架的第一侧壁之间的第一阻尼器；和位于所述电机和所述托架的第二侧壁之间的第二阻尼器，并且可选地，其中所述电机是具有集成差速器的电动马达。
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