1.本发明涉及新能源汽车，尤其涉及一种集成式转向电驱动桥。


背景技术：

2.随着我国新能源汽车的蓬勃发展，电动汽车由于高效率、低成本、污染少等特点，在市场上占据了重要的地位，对于电动汽车的核心零部件电驱动桥，其应用及技术发展迅速。电动汽车大多为独立悬架前桥驱动，采用承载式整体转向前桥的产品较少；减速箱通过球笼半轴连接至轮端完成动力输出，这种现有的动力驱动系统、转向系统、制动系统需要匹配副车架及相应的安装附件，导致零件装配复杂，成本高，承载能力较低。此外，现有无人车的车辆制动，制动器基本设置在驱动电机端，或者设置在驱动轮端，不利于精确的对制动力矩进行控制，并且制动器制动力矩越大，相应的体积、重量也越大，在车辆上的布局会受到限制，也会增加车辆重量，影响车辆的动力性能。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种布局紧凑，有利于降低电驱动桥的尺寸和重量，降低成本，提高车辆承载能力的集成式转向电驱动桥。
4.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
5.一种集成式转向电驱动桥，包括车桥，所述车桥的两端安装有轮边总成，两端的所述轮边总成之间设有驱动电机和减速箱，所述驱动电机的输出端与所述减速箱的输入端连接，所述减速箱的输出端设有两输出轴，两所述输出轴分别通过半轴总成与两所述轮边总成一一对应连接，所述车桥上设有转向机总成支架，所述转向机总成支架上设有转向机总成，所述轮边总成上设有转向节，所述转向节上设有转向臂，所述转向机总成与所述转向臂连接。
6.作为上述技术方案的进一步改进：所述半轴总成上设有齿圈，所述轮边总成上设有用于采集所述齿圈转速信号的传感器。
7.作为上述技术方案的进一步改进：所述齿圈与所述半轴总成可拆卸连接，所述轮边总成上设有可拆卸的传感器支架，所述传感器安装于所述传感器支架上。
8.作为上述技术方案的进一步改进：所述驱动电机与其中一组所述轮边总成相对的一侧设有驻车制动装置。
9.作为上述技术方案的进一步改进：所述驻车制动装置包括制动齿轮、制动器及齿轮传动组件，所述输出轴上设有输出齿轮，所述齿轮传动组件设于所述驱动电机的转轴与所述输出齿轮之间，所述制动齿轮与所述输出齿轮啮合，所述制动器与所述制动齿轮的齿轮轴连接。
10.作为上述技术方案的进一步改进：所述制动齿轮的分度圆半径小于所述输出齿轮的分度圆半径。
11.作为上述技术方案的进一步改进：所述齿轮传动组件包括驱动齿轮、第一传动齿
轮和第二传动齿轮，所述驱动齿轮安装于所述驱动电机的转轴上并与所述第一传动齿轮啮合，所述第二传动齿轮与所述第一传动齿轮同轴布置并与所述输出齿轮啮合，所述驱动齿轮的分度圆半径小于所述第一传动齿轮的分度圆半径，所述第二传动齿轮的分度圆半径小于所述输出齿轮的分度圆半径。
12.作为上述技术方案的进一步改进：所述制动器上设有应急操作手柄。
13.作为上述技术方案的进一步改进：所述车桥中部设有减速箱定位区，所述减速箱定位区两侧焊接有安装法兰，所述减速箱通过紧固件与所述安装法兰连接，所述车桥两端为管状结构，所述半轴总成穿设于所述车桥中。
14.作为上述技术方案的进一步改进：所述车桥的两端还安装有悬架安装支架，所述悬架安装支架位于所述轮边总成与所述转向机总成支架之间，所述悬架安装支架包括减振器支架和连杆支架，所述减振器支架和连杆支架均为u型结构且朝向相反。
15.与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的集成式转向电驱动桥，驱动电机依次经过减速箱、减速箱输出端的两输出轴、减速箱两侧的半轴总成将扭矩同时输出至车桥两端的轮边总成，进而驱动车辆行走，传动效率高；车桥上集成了转向机总成支架，转向机总成安装于转向机总成支架上，轮边总成上设有转向节，转向节上设有转向臂，转向机总成可以依次通过转向臂、转向节带动轮边总成转动，从而实现车辆转向功能，无需匹配副车架及相应的安装附件，结构更为紧凑、合理，有利于减少电驱动桥的结构尺寸和重量，降低成本，提高车辆承载能力，改善电驱动桥的性能。
附图说明
16.图1是本发明集成式转向电驱动桥的立体结构示意图。
17.图2是本发明集成式转向电驱动桥的俯视结构示意图。
18.图3是图1的局部放大图。
19.图4是本发明中的驻车制动装置的内部结构示意图。
20.图中各标号表示：1、车桥；11、减速箱定位区；12、安装法兰；13、紧固件；2、轮边总成；21、车轮安装轴；22、制动盘；23、制动卡钳；3、驱动电机；4、减速箱；41、输出轴；42、输出齿轮；5、半轴总成；6、转向机总成支架；61、转向节；62、转向臂；7、驻车制动装置；71、制动齿轮；72、制动器；73、齿轮传动组件；731、驱动齿轮；732、第一传动齿轮；733、第二传动齿轮；74、应急操作手柄；81、齿圈；82、传感器；83、传感器支架；9、悬架安装支架；91、减振器支架；92、连杆支架。
具体实施方式
21.以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
22.图1至图4示出了本发明集成式转向电驱动桥的一种实施例，本实施例的集成式转向电驱动桥，包括车桥1，车桥1的两端安装有轮边总成2(包括车轮安装轴21、制动盘22、制动卡钳23和车轮等，其中车轮未示出)，两端的轮边总成2之间设有驱动电机3和减速箱4，驱动电机3的输出端与减速箱4的输入端连接，减速箱4的输出端设有两输出轴41，两输出轴41分别通过半轴总成5与两端的轮边总成2一一对应连接，车桥1上设有转向机总成支架6，转向机总成支架6上设有转向机总成(图中未示出)，轮边总成2上设有转向节61，转向节61上
设有转向臂62。其中，驱动电机3优选采用永磁同步电机，效率和可靠性高，体积小，重量轻；半轴总成5与减速箱4之间、以及半轴总成5与轮边总成2之间优选采用花键连接以传递扭矩。需要说明的是，半轴总成5和转向机总成与现有结构相同，不再赘述。
23.该集成式转向电驱动桥，驱动电机3依次经过减速箱4、减速箱4输出端的两输出轴41、减速箱4两侧的半轴总成5将扭矩同时输出至车桥1两端的轮边总成2，进而驱动车辆行走，传动效率高；车桥1上集成了转向机总成支架6，转向机总成安装于转向机总成支架6上，转向机总成可以依次通过转向臂62、转向节61带动轮边总成2转动，从而实现车辆转向功能，无需匹配副车架及相应的安装附件，结构更为紧凑、合理，有利于减少电驱动桥的结构尺寸和重量，降低成本，提高车辆承载能力，改善电驱动桥的性能。
24.进一步地，本实施例中，半轴总成5上设有齿圈81，轮边总成2上设有用于采集齿圈81转速信号的传感器82。通过齿圈81和传感器82配合，可以完成轮速信号采集，进而实时监测车辆的速度。
25.更进一步地，本实施例中，齿圈81与半轴总成5可拆卸连接，轮边总成2上设有可拆卸的传感器支架83(例如通过螺栓、螺钉等紧固件实现可拆卸连接)，传感器82安装于传感器支架83上。传感器支架83可单独拆卸更换，以便适应不同传感器82的安装尺寸要求，通用性、兼容性好；齿圈81可以拆卸更换，以便匹配不同种类传感器82实现轮速信号采集，满足整车要求，灵活性好。
26.进一步地，本实施例中，驱动电机3与其中一组轮边总成2相对的一侧设有驻车制动装置7(参见图2，驻车制动装置7设于驱动电机3朝向左侧轮边总成2的一侧，当然在其他实施例中，也可将驱动电机3旋转180
°
，使得驻车制动装置7设于驱动电机3朝向右侧轮边总成2的一侧)，从而满足整车断电制动功能，防止车辆出现溜车现象，且合理利用空间，布局紧凑。优选的驻车制动装置7采用电磁抱闸式驻车制动装置，驻车断电时，及时启动驻车制动功能，减速箱4正常工作时，驻车制动功能及时关闭。
27.参见图4，本实施例中，驻车制动装置7包括制动齿轮71、制动器72及齿轮传动组件73，输出轴41上设有输出齿轮42，齿轮传动组件73设于驱动电机3的转轴与输出齿轮42之间，制动齿轮71与输出齿轮42啮合，制动器72与制动齿轮71的齿轮轴连接。该驻车制动装置7，制动器72产生的制动力矩可以通过制动齿轮71传递至输出齿轮42和输出轴41，在确定制动齿轮71与输出齿轮42的齿比后，可以比较精准的控制输出轴41上的制动力矩，同时对于同一个制动器72，通过改变制动齿轮71与输出齿轮42的齿比，输出轴41即可得到不同大小的制动力矩，制动器72的可选匹配类型更多，选用制动力矩较小的制动器72时，制动器72占用的空间可以减少；通过改变制动齿轮71与输出齿轮42之间的齿比或者模数即可调节二者之间的中心距，从而改变制动器72的安装位置，不受驱动电机3、输出轴41的位置限制，并且制动器72作为独立的器件，方便单独拆卸更换，提高效率，便于整套减速箱4的空间布局设计。作为优选的实施例，制动器72为电磁式制动器，方便通过外部电路实现刹车及空转控制。当然在其他实施例中，制动器也可以是、机械式制动器、液压式制动器和气动式制动器中的任意一种。
28.进一步地，本实施例中，制动齿轮71的分度圆半径小于输出齿轮42的分度圆半径。由于制动齿轮71的分度圆半径较小，因此制动器72输出的较小制动力矩就可以在输出轴41上产生较大的制动力矩，可以选用制动力矩较小的制动器72，进而减少制动器72自身的重
量和占用的空间。
29.进一步地，本实施例中，齿轮传动组件73包括驱动齿轮731、第一传动齿轮732和第二传动齿轮733，驱动齿轮731安装于驱动电机3的转轴上并与第一传动齿轮732啮合，第二传动齿轮733与第一传动齿轮732同轴布置并与输出齿轮42啮合，驱动齿轮731的分度圆半径小于第一传动齿轮732的分度圆半径，第二传动齿轮733的分度圆半径小于输出齿轮42的分度圆半径，有利于将驱动电机3的动力以减速增扭的方式对外输出。
30.进一步地，本实施例中，制动器72上设有应急操作手柄74。当出现断电或电气故障时，可以通过应急操作手柄74实现手动驻车或解除驻车，使得驻车制动功能更完善。
31.进一步地，本实施例中，车桥1中部设有减速箱定位区11，减速箱定位区11两侧焊接有安装法兰12，减速箱4通过紧固件13(例如螺栓、螺杆等)与安装法兰12连接，可以减少多余的安装附件，占用空间小，且安装结构可靠，维护时拆装方便；车桥1两端为管状结构，半轴总成5穿设于车桥1中，使得半轴总成5可以充分利用车桥1的内部空间，不额外增加电驱动桥的体积。
32.本实施例中，转向机总成支架6与车桥1焊接，使得减速箱4的安装法兰12、转向机总成支架6与车桥1形成一体式结构，电驱动桥的集成度高，承载能力强。
33.作为优选的实施例，转向机总成支架6位于减速箱4上方，可以利用转向机总成支架6将转向机总成与减速箱4隔开，结构紧凑、合理。
34.进一步地，本实施例中，车桥1的两端还安装有悬架安装支架9，悬架安装支架9位于轮边总成2与转向机总成支架6之间，进一步提高了电驱动桥的集成度，减少多余的安装附件，结构更为紧凑，占用空间更小。
35.作为优选的实施例，悬架安装支架9包括减振器支架91和连杆支架92，电驱动桥通过悬架连杆、悬架减振器实现与车架的连接，固定电驱动桥定位参数；减振器支架91和连杆支架92均为u型结构且朝向相反，结构强度高，承载能力强，且便于悬架连杆、悬架减振器的拆装维护。
36.本发明集成式转向电驱动桥工作原理如下：车辆正常行驶时，驱动电机3的动力依次经过驱动齿轮731、第一传动齿轮732、第二传动齿轮733、输出齿轮42、输出轴41、半轴总成5传递至轮边总成2，减速箱4中的齿轮传动组件73实现驱动电机3的动力以减速增扭的方式对外输出。此时制动器72不工作，制动齿轮71可以在输出齿轮42的作用下转动；需要制动时，驱动电机3停止转动，制动器72工作，使制动齿轮71停止旋转，在制动齿轮71的作用下，输出齿轮42、输出轴41也停止转动。需要转向时，转向机总成可以依次通过转向臂62、转向节61带动轮边总成2转动。
37.虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。