1.本发明涉及汽车零部件技术领域，特别涉及一种电桥驱动系统。


背景技术：

2.随着国家对节能环保要求的日益提高，以及人们环保意识的不断增强，电动汽车受到越来越多人的青睐，并成为人们日常出行的主要代步工具之一。但目前大多数电动汽车采用单电机和固定减速比机构的驱动系统，为具有多个挡位，使得整体结构较为复杂。不仅导致结构尺寸大，而不利于在整车中的布置。而且当电机出现故障时，汽车将无法行驶，严重影响汽车在使用中的可靠性。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明旨在提出一种电桥驱动系统，以提高驱动系统的换挡效果，并具有较好的可靠性。
4.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
5.一种电桥驱动系统，包括多个电机，由差速器相连的两个输出半轴，以及套设在其一所述输出半轴上的中心轴，其中：
6.各所述电机与所述中心轴之间分别设有第一传动机构，所述中心轴与所述差速器之间设有第二传动机构；各所述第一传动机构均具有与所述电机传动相连的第一中间轴，套设在所述第一中间轴上的第一换挡装置，以及设置在所述第一换挡装置和所述中心轴之间的具有不同传动比的第一齿轮传动单元和第二齿轮传动单元，且所述第一换挡装置能够择一地通过所述第一齿轮传动单元或所述第二齿轮传动单元与所述中心轴传动相连；
7.所述第二传动机构具有套设在所述中心轴上的第二换挡装置，所述第二换挡装置的一侧通过第三齿轮传动单元和所述差速器传动相连，所述第二换挡装置的另一侧通过第四齿轮传动单元和所述差速器传动相连，或所述第二换挡装置的另一侧直接与所述差速器传动相连，且所述第三齿轮传动单元和所述第四齿轮传动单元的传动比不同。
8.进一步的，所述第一齿轮传动单元包括设置在所述第一换挡装置一侧的第一主动齿轮，以及设置在所述中心轴上的与所述第一主动齿轮啮合的第一从动齿轮；所述第二齿轮传动单元包括设置在所述第一换挡装置另一侧的第二主动齿轮，以及设置在所述中心轴上的与所述第二主动齿轮啮合的第二从动齿轮；各所述第一齿轮传动单元共用一个所述第一从动齿轮，和/或，各所述第二齿轮传动单元共用一个所述第二从动齿轮。
9.进一步的，在所述中心轴的一侧设有多根第二中间轴，多根所述第二中间轴通过第二传动齿轮组与所述差速器传动相连；所述第三齿轮传动单元以及所述第四齿轮传动单元均通过多根所述第二中间轴与所述差速器传动相连。
10.进一步的，所述第三齿轮传动单元包括设置在所述第二换挡装置一侧的第三主动齿轮，以及设置在各所述第二中间轴上的与所述第三主动齿轮啮合的第三从动齿轮；所述第四齿轮传动单元包括设置在所述第二换挡装置另一侧的第四主动齿轮，以及设置在各所
述第二中间轴上的与所述第四主动齿轮啮合的第四从动齿轮。
11.进一步的，所述第二传动齿轮组包括连接在所述差速器上的第六从动齿轮，以及在各所述第二中间轴上分别设置的第六主动齿轮，各所述第六主动齿轮均与所述第六从动齿轮啮合。
12.进一步的，所述电机与所述第一中间轴同轴布置，而连接在所述第一中间轴的一端；或者，所述电机通过第一传动齿轮组和所述第一中间轴相连，而偏置在所述第一中间轴的一侧。
13.进一步的，所述第二中间轴和所述第一中间轴与所述中心轴间的径向距离相同或不同，所述差速器设置在所述电桥驱动系统中的一端，各所述电机相对于所述差速器，设置在所述电桥驱动系统中的另一端。
14.进一步的，所述电机通过第一传动齿轮组和所述第一中间轴相连，而偏置在所述第一中间轴的一侧；所述第二中间轴和所述第一中间轴在所述中心轴径向外侧平行交错设置，所述电机与所述第二中间轴在所述中心轴的径向外侧平行交错设置，且所述电机靠近于所述差速器设置。
15.进一步的，两个所述输出半轴上均设有行星齿轮减速机构，各所述输出半轴通过所述行星齿轮减速机构与车轮传动相连。
16.进一步的，所述第一传动齿轮组包括设置在所述电机上的第五主动齿轮，以及设置在所述第一中间轴上的与所述第五主动齿轮啮合的第五从动齿轮，所述第五主动齿轮的外径小于所述第五从动齿轮。
17.相对于现有技术，本发明具有以下优势：
18.本发明所述的电桥驱动系统，第一换挡装置能够择一地通过第一齿轮传动单元或第二齿轮传动单元与中心轴传动相连，第二换挡装置的一侧通过第三齿轮传动单元和差速器传动相连，第二换挡装置的另一侧通过第四齿轮传动单元和差速器传动相连，或第二换挡装置的另一侧直接与差速器传动相连，能够便于对挡位进行调节，而输出不同扭矩，同时，通过多个电机和中心轴的设置，还能够提高电桥驱动系统在使用中的可靠性和稳定性。
附图说明
19.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
20.图1为本发明实施例一所述的电桥驱动系统的第一种结构示意图；
21.图2为本发明实施例一所述的电桥驱动系统的第二种种结构示意图；
22.图3为本发明实施例一所述的电桥驱动系统的第三种结构示意图；
23.图4为本发明实施例一所述的电桥驱动系统的第四种结构示意图；
24.图5为本发明实施例二所述的电桥驱动系统的第一种结构示意图；
25.图6为本发明实施例二所述的电桥驱动系统的第二种结构示意图；
26.图7为本发明实施例二所述的电桥驱动系统的第三种结构示意图；
27.图8为本发明实施例二所述的电桥驱动系统的第四种结构示意图；
28.附图标记说明：
29.1、第一电机；2、第二电机；3、第一换挡装置；4、第二换挡装置；
30.10、第一电机输出轴；11、第五主动齿轮；12、第五从动齿轮；13、第二电机输出轴；
31.30、第一中间轴；31、第一主动齿轮；32、第二主动齿轮；
32.40、中心轴；41、第一从动齿轮；42、第二从动齿轮；
33.50、第二中间轴；51、第三主动齿轮；52、第四主动齿轮；54、第六主动齿轮；55、第三从动齿轮；56、第四从动齿轮；
34.60、输出半轴；62、差速器；64、第六从动齿轮；
35.70、行星齿轮减速机构。
具体实施方式
36.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。此外，若出现“第一”至“第六”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.此外，在本发明的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“连接件”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，可以结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
40.实施例一
41.本实施例涉及一种电桥驱动系统，其包括多个电机，由差速器62相连的两个输出半轴60，以及套设在其一输出半轴60上的中心轴40。其中，各电机与中心轴40之间分别设有第一传动机构，中心轴40与差速器62之间设有第二传动机构。
42.如图1中所示，作为一种优选实施形式，本实施例具体以两个电机为例对该电桥驱动系统的结构进行说明。其中，各第一传动机构均具有与电机传动相连的第一中间轴30，套设在第一中间轴30上的第一换挡装置3，以及设置在第一换挡装置3和中心轴40之间的具有不同传动比的第一齿轮传动单元和第二齿轮传动单元。而且第一换挡装置3能够择一地通过第一齿轮传动单元或第二齿轮传动单元与中心轴40传动相连。
43.为便于对下文进行描述，本实施例中，以图1所示方位为基准，将图1中靠上的电机称为第一电机1，并将靠下的电机称为第二电机2。同时，作为优选的实施方式，两个第一中间轴30，以及第一电机1和第二电机2均以中心轴40为中心对称布置。
44.仍参照图1中所示，具体实施时，各电机可与第一中间轴30同轴布置，而连接在第一中间轴30的一端。其也即与第一电机1同侧布置的第一中间轴30和第一电机1的第一电机输出轴10同轴布置，与第二电机2同侧布置的第一中间轴30和第二电机2的第二电机输出轴13同轴布置。此时，该结构下的电桥驱动系统适用于轮边扭矩载荷需求小的中型商用车。
45.当然，除了如图1中所示的电机与第一中间轴30同轴布置，如图2所示，本实施例中
的电机还可通过第一传动齿轮组和第一中间轴30相连，而偏置在第一中间轴30的一侧。此时，图2所示结构的电桥驱动系统的可靠性更高，且对载荷的承载能力增强，适用于重型商用车。
46.为便于区分描述，本实施例中，将图1中的电桥驱动系统称为第一种结构，而将如图2所示的，基于第一种结构增加第一传动齿轮组后的电桥驱动系统称为第二种结构。
47.具体结构上，仍参照图2中所示，在第二种结构中，第一传动齿轮组包括设置在电机上的第五主动齿轮11，以及设置在第一中间轴30上的与第五主动齿轮11啮合的第五从动齿轮12。第一电机1和第二电机2均通过驱动第五主动齿轮11转动而驱使第五从动齿轮12传动，进而驱使同一侧的第一中间轴30转动。
48.而仍参考图1中所示，在本实施例的电桥驱动系统中，第一齿轮传动单元包括设置在第一换挡装置3一侧的第一主动齿轮31，以及设置在中心轴40上的与第一主动齿轮31啮合的第一从动齿轮41。第二齿轮传动单元包括设置在第一换挡装置3另一侧的第二主动齿轮32，以及设置在中心轴40上的与第二主动齿轮32啮合的第二从动齿轮42。
49.本实施例中的第一换挡装置3可采用现有技术中的双向同步器或犬牙离合器，其产品成熟，利于第一换挡装置3通过第一齿轮传动单元或第二齿轮传动单元与中心轴40相连。而第一齿轮传动单元和第二齿轮传动单元的传动比不同，则利于实现两个不同挡位的调节。
50.作为优选的一种实施方式，仍参考图1中所示，两个第一齿轮传动单元共用一个第一从动齿轮41，两个第二齿轮传动单元共用一个第二从动齿轮42。如此设置，利于提高整个电桥驱动系统的集成效果，而利于降低生产成本，并利于减少对车内空间的占用量。
51.可以理解的是，本实施例中，还可仅使两个第一齿轮传动单元共用一个第一从动齿轮41，或者仅使两个第二齿轮传动单元共用一个第二从动齿轮42。此时，也能够达到较好的使用效果。只不过相较于同时共用第一从动齿轮41和第二从动齿轮42的方案，在空间占用量以及成本上没有优势。此外，使得各第一齿轮传动单元均包括单独设置的第一主动齿轮31和第一从动齿轮41，以及使得各第二齿轮传动单元均包括单独设置的第二主动齿轮32和第二从动齿轮42，其也是可以的，但会占用更多的轴向空间。
52.本实施例中的第二传动机构具有套设在中心轴40上的第二换挡装置4。该第二换挡装置4也采用现有技术中的双向同步器或犬牙离合器，其产品成熟，使用效果好。在本实施例的第一种结构中，仍见图1，第二换挡装置4的一侧通过第三齿轮传动单元和差速器62传动相连，第二换挡装置4的另一侧通过第四齿轮传动单元和差速器62传动相连，且第三齿轮传动单元和第四齿轮传动单元的传动比不同。如此设置，利于改变传递至差速器62的扭矩，从而改变输出的挡位。
53.本实施例的电桥驱动系统中，第一换挡装置3能够择一地通过第一齿轮传动单元或第二齿轮传动单元与中心轴40传动相连，第二换挡装置4也能够择一地通过第三齿轮传动单元或第四齿轮传动单元和差速器62传动相连。如此，能够实现对挡位的调节，而输出不同扭矩。
54.基于如上整体介绍，仍参照图1，且以第一种结构为例，在中心轴40的一侧设有多根第二中间轴50，各第二中间轴50通过第二传动齿轮组与差速器62传动相连。上述的第三齿轮传动单元和第四齿轮传动单元通过多根所述的第二中间轴50与差速器62传动相连。
55.其中，作为一种示例性结构形式，第三齿轮传动单元包括设置在第二换挡装置4一侧的第三主动齿轮51，以及设置在各第二中间轴50上的与第三主动齿轮51啮合的第三从动齿轮55。第四齿轮传动单元包括设置在第二换挡装置4另一侧的第四主动齿轮52，以及设置在各第二中间轴50上的与第四主动齿轮52啮合的第四从动齿轮56。
56.而上述的第二传动齿轮组具体包括连接在差速器62上的第六从动齿轮64，以及在各第二中间轴50上分别设置的第六主动齿轮54，各第六主动齿轮54均与第六从动齿轮64啮合。如此设置，利于进一步调节传递至差速器62的扭矩。
57.本实施例中，同样作为一种优选的实施方式，第二中间轴50也为分布在中心轴40两侧的两根。两根第二中间轴50对称布置在中心轴40的两相对侧，且两根第二中间轴50也与两个第一传动机构中的第一中间轴30一一对应地设置。如此，其能够进一步提高电桥驱动系统在使用中的可靠性。
58.需要说明的是，本实施例中的第二换挡装置4除了采用第一种结构或第二种结构中的设置方式外，其还可如图3中所示的，应用于第三种结构中。此时，在该第三种结构中，第二换挡装置4的一侧同样通过第三齿轮传动单元和差速器62传动相连，但第二换挡装置4的另一侧则直接与差速器62传动相连。此外，该第三种结构中，电机与第一中间轴30之间也为同轴设置，且第三种结构的电桥驱动系统适用于轮边扭矩载荷需求小的中型商用车。
59.基于第三种结构，也可如同第二种结构那样，通过在电机和第一中间轴30之间增加第一传动齿轮组，以使得电机偏置设置而形成图4所示的第四种结构。此时，该第四种结构对载荷的承载能力增强，而适用于重型及中型商用车。
60.本实施例的电桥驱动系统中，各电机在使用时不同挡位下的传输路径基本相同，以下将结合图1，并仍以对第一种结构为例进行说明。其中，第一电机1在使用时的传输路径如下：
61.当第一电机1在第一挡位时，在第一电机1的驱动下，通过第一电机1的第一电机输出轴10，驱使同一侧的第一中间轴30转动，第一换挡装置3通过第一主动齿轮31和第一从动齿轮41的配合而将扭矩传递至中心轴40，接着第二换挡装置4通过第三主动齿轮51和第三从动齿轮55的配合将扭矩传递至同一侧的第二中间轴50。第二中间轴50通过第六主动齿轮54和第六从动齿轮64的配合而将扭矩传递至差速器62，并经由差速器62将扭矩传递至输出半轴60的两端。
62.当第一电机1在第二挡位时，在第一电机1的驱动下，通过第一电机1的第一电机输出轴10，驱使同一侧的第一中间轴30转动，第一换挡装置3通过第二主动齿轮32和第二从动齿轮42的配合而将扭矩传递至中心轴40，接着第二换挡装置4的通过第三主动齿轮51和第三从动齿轮55的配合将扭矩传递至同一侧的第二中间轴50。第二中间轴50通过第六主动齿轮54和第六从动齿轮64的配合而将扭矩传递至差速器62，并经由差速器62将扭矩传递至输出半轴60的两端。
63.当第一电机1在第三挡位时，在第一电机1的驱动下，通过第一电机1的第一电机输出轴10，驱使同一侧的第一中间轴30转动，第一换挡装置3通过第一主动齿轮31和第一从动齿轮41的配合而将扭矩传递至中心轴40，接着第二换挡装置4通过第四主动齿轮52和第四从动齿轮56配合，将扭矩传递至第二中间轴50，并经由第六主动齿轮54和第六从动齿轮64传递至差速器62，同时，第二换挡装置4的另一侧直接与差速器62传动相连，并经由差速器
62将扭矩传递至输出半轴60的两端。
64.当第一电机1在第四挡位时，在第一电机1的驱动下，通过第一电机1的第一电机输出轴10，驱使同一侧的第一中间轴30转动，第一换挡装置3通过第二主动齿轮32和第二从动齿轮42的配合而将扭矩传递至中心轴40，接着第二换挡装置4通过第四主动齿轮52和第四从动齿轮56配合，将扭矩传递至第二中间轴50，并经由第六主动齿轮54和第六从动齿轮64传递至差速器62，同时，第二换挡装置4的另一侧直接与差速器62传动相连，并经由差速器62将扭矩传递至输出半轴60的两端。
65.需要注意的是，当电桥驱动系统采用图3中所示的第三种结构，或是图4所示的第四种结构时，其中第一电机1使用时的传输路径中，第一挡位和第二挡位的传输路径与上述的第一挡位和第二挡位的传输路径相同。第三挡位和第四挡位与上述第三挡位和第四档位传输路径的区别仅在于，中心轴40均是通过第二换挡装置4直接与差速器62传动相连的。
66.本实施例中的电桥驱动系统，在满足使用需求的前提下，电机的规格可以尽量的小，从而利于降低电桥驱动系统的生产成本，并能够减少对车内的空间占用量。
67.本实施例中的第一电机1和第二电机2在使用时，各自均具有第一至第四挡位，以及空挡。具体使用时，第一电机1和第二电机2可以同步工作，或者，仅第一电机1或第二电机2工作。其中，当两电机同步工作时，本实施例中第一电机1和第二电机2具体的挡位组合情况如下：
68.当第一电机1处于第一挡位和第二挡位时，第二电机2能够于第一挡位、第二挡位或者空挡之间切换。当第一电机1处于第三挡位和第四挡位时，第二电机2能够于第三挡位、第四挡位或者空挡之间切换。
69.而当第二电机2在不同挡位时，第一电机1能够调节的挡位与上述第一电机1和第二电机2的对应挡位正好相对调。本实施例中，通过设置双电机，能够在其一电机处于当前挡位时，对另一电机执行换挡操作，从而能够无中断的进行换挡，利于提高换挡的平顺性，以及使用中的稳定性。
70.本实施例中，需要说明的是，电机的数量除了采用上述的两个外，其也可采用沿中心轴40的周向布置的三个、四个或更多的数量。在采用三个及以上数量的电机时，会使得整个电机纯电驱动系统所能够调整的挡位更多，适应性更广。
71.当然，在具体实施时，电机的数量均可根据使用需求进行选取，只要满足使用需求即可。而且，作为优选的，在电机数量多于两个时，各第一齿轮传动单元仍可共用一个第一从动齿轮41，各第二齿轮传动单元仍可共用一个第二从动齿轮42，从而实现第一齿轮传动单元，以及第二齿轮传动单元分别与中心轴40的传动相连。
72.当然，各第一齿轮传动单元均单独通过第一从动齿轮41和中心轴40传动相连，以及各第二齿轮传动单元均单独通过第二从动齿轮42与中心轴40传动相连的方案也是可行的。只不过，这种方案在实施时，对于布置的空间需求更大，且生产的成本更高。
73.此外，还需注意的是，本实施例中，除了使得第二中间轴50和第一中间轴30与中心轴40间的径向距离相同，当然也可使得第二中间轴50和第一中间轴30与中心轴40间的径向距离不同，以使得两者相互平行，但彼此交错设置。并且，在本实施例的如图1至图4所示的各种结构中，差速器62具体设置在电桥驱动系统中的一端，各电机则相对于差速器62设置在电桥驱动系统中的另一端。
74.实施例二
75.本实施例也涉及一种电桥驱动系统，其具有与实施例一中的电桥驱动系统大致相同的结构，不同之处在于，如图5中所示的，仍以电机具体采用两个为例进行说明。
76.在本实施例中，各电机通过第一传动齿轮组和第一中间轴30相连，而偏置在第一中间轴30的一侧。第二中间轴50和第一中间轴30在中心轴40间的径向外侧平行交错设置，各电机也与第二中间轴50在中心轴40的径向外侧平行交错设置，并且各电机也靠近于差速器62设置。
77.可以理解的是，图5中的电桥驱动系统的布置方式是实施例一中第二种结构的变形，并且仍参照图5中所示，以上所述的，本实施例所示结构的主要区别即在于，第一中间轴30与第二中间轴50在中心轴40的径向外侧交错平行设置，各电机与第二中间轴50在中心轴40的径向外侧平行交错设置，并具体为第二中间轴50与电机之间表现为在中心轴40的径向上内外嵌套地布置。本实施例这样的结构布置方式，可充分利用中心轴40径向外空间，大幅减少驱动系统的中心轴40径向尺寸。而有利于进一步减少整个驱动系统在轴向上的长度，进而更利于在车内进行布置实施。
78.图5所示结构形式的电桥驱动系统能够应用在中型重卡车上。另外，如图6中所示，其示意出了实施例一中第四种结构形式的变形。同样地，与前述第四种结构的不同之处为，第一中间轴30与第二中间轴50在中心轴40的径向外侧平行交错设置，而且各电机与第二中间轴50也在中心轴40的径向外侧平行交错设置置，且第二中间轴50与电机之间也呈现为于中心轴40径向上内外嵌套布置。图6所示结构形式的电桥驱动系统能够应用在中型卡车上。
79.此外，本实施例中，作为其中一种实施形式，两个输出半轴60上也可设置行星齿轮减速机构70，且该行星齿轮减速机构70可为固定速比的减速机构，以使得各输出半轴60通过固定速比的行星齿轮减速机构70与车轮传动相连。其中，本实施例中的行星齿轮减速机构70可采用现有技术中成熟的行星齿轮减速结构，其具有产品成熟，体积占用量小以及传动效率高等优点。
80.本实施例的电桥驱动系统通过设置行星齿轮减速机构70，能够有效降低转速和增大转矩，进而提高传动效率。而在具体结构上，如图7和图8中所示，其中，图7中的电桥驱动系统是基于图5所示结构，增加了行星齿轮减速机构70。此时，图7所示结构形式的电桥驱动系统可应用在重型及超重型卡车上，以具有较好的驱动效果和使用稳定性。图8中的电桥驱动系统是基于图6所示结构增加了行星齿轮减速机构70。此时，图8所示结构形式的电桥驱动系统可应用在重卡车型上，以具有较好的驱动效果和使用稳定性。
81.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。