一種電動(dòng)軸的制作方法
【專利摘要】一種用于四輪道路車輛的電動(dòng)軸。所述電動(dòng)軸包括：電力推進(jìn)電機(jī)(110)，該電力推進(jìn)電機(jī)(110)同軸地設(shè)置在所述軸(100)上；差動(dòng)機(jī)構(gòu)(120)，該差動(dòng)機(jī)構(gòu)(120)連接于所述電力推進(jìn)電機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)設(shè)置在所述電動(dòng)軸(100)的第一側(cè)(160)和第二側(cè)(162)上的兩個(gè)車輪；以及電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)(132)，該電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)(132)同軸地設(shè)置在所述軸(100)上，并且連接于所述第一側(cè)(160)和第二側(cè)(162)，以改變所述軸(100)的第一側(cè)(160)和第二側(cè)(162)之間的扭矩分配，其中，所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)(132)的直徑小于所述電力推進(jìn)電機(jī)(110)的直徑。
【專利說明】—種電動(dòng)軸

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種四輪車輛的電動(dòng)軸。更具體地，本發(fā)明涉及一種具有扭矩引導(dǎo)裝置的電動(dòng)軸，該扭矩引導(dǎo)裝置用于在所述電動(dòng)軸的右車輪和左車輪之間提供扭矩差。

【背景技術(shù)】
[0002]與具有傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)的四輪車輛相比，具有更環(huán)保的推進(jìn)裝置的四輪車輛如汽車的供應(yīng)需求日益增長。對(duì)于這種推進(jìn)裝置的特別的選擇包括使用電動(dòng)機(jī)。
[0003]典型地，電力推進(jìn)電機(jī)設(shè)置在車輛的驅(qū)動(dòng)軸上，并通過差速器為驅(qū)動(dòng)輪提供扭矩。盡管可以使用這種電力驅(qū)動(dòng)軸取代內(nèi)燃機(jī)，但是多數(shù)汽車制造商的主要路徑是將電動(dòng)軸作為對(duì)主內(nèi)燃機(jī)的輔助來提供。因此，這種混合型汽車將能夠切換推進(jìn)裝置以減小對(duì)環(huán)境的影響，同時(shí)提高車輛的驅(qū)動(dòng)性能。
[0004]在相同的 申請(qǐng)人:一同申請(qǐng)的PCT/EP2011/070253中描述了電動(dòng)軸的一個(gè)實(shí)例，其中，電力推進(jìn)電機(jī)與扭矩引導(dǎo)裝置一起同軸地設(shè)置在電動(dòng)軸上。扭矩引導(dǎo)裝置包括電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)連接于電動(dòng)軸的差動(dòng)機(jī)構(gòu)以使得扭矩引導(dǎo)裝置一經(jīng)激活便為設(shè)置在同一個(gè)軸上的其中一個(gè)車輪提供正扭矩并且為另一個(gè)車輪提供反向扭矩。
[0005]如果這種電動(dòng)軸安裝在混合型汽車上，例如具有連接于前橋的內(nèi)燃機(jī)的汽車，那么將電動(dòng)軸設(shè)置在該車輛的后橋上是合適的。然而，由于后橋的可用空間通常非常有限，因此，設(shè)置電動(dòng)軸非常緊湊的布局是必要的。在內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)必須通過電動(dòng)軸的混合應(yīng)用中，這將變得更加困難。
[0006]因此，需要一種改進(jìn)的電動(dòng)軸，在不降低電動(dòng)軸的性能或功能的情況下，這種電動(dòng)軸具有更緊湊的布局。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明優(yōu)選地致力于單獨(dú)地或者以任何組合的方式減輕、緩和或消除本領(lǐng)域中的一個(gè)或者多個(gè)上述缺陷和缺點(diǎn)，并且通過提供一種根據(jù)所附的權(quán)利要求所述的裝置來解決至少一個(gè)上述問題。
[0008]因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是，提供一種具有扭矩引導(dǎo)(torque vectoring)裝置的電動(dòng)軸，以克服上述問題。
[0009]本發(fā)明的理念是提供一種電動(dòng)軸，該電動(dòng)軸通過減小尺寸來改進(jìn)組裝。
[0010]本發(fā)明的另一理念是，在不減小電力推進(jìn)電機(jī)的尺寸的前提下，允許更緊湊的組裝所述電動(dòng)軸。
[0011]根據(jù)第一個(gè)方面，提供一種用于四輪道路車輛的電動(dòng)軸。所述電動(dòng)軸包括:電力推進(jìn)電機(jī)(electrical propuls1n motor),該電力推進(jìn)電機(jī)同軸地安裝在所述軸上；差動(dòng)機(jī)構(gòu)，該差動(dòng)機(jī)構(gòu)連接于所述電力推進(jìn)電機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)設(shè)置在所述電動(dòng)軸的第一側(cè)和第二側(cè)上的兩個(gè)車輪；以及電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)(electrical torque vectoring motor),該電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)同軸地設(shè)置在所述電動(dòng)軸上，并且連接于所述第一側(cè)和第二側(cè)，以改變所述軸的所述第一側(cè)和第二側(cè)之間的扭矩分配，其中，所述扭矩引導(dǎo)電機(jī)的直徑小于所述電力推進(jìn)電機(jī)的直徑。
[0012]所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)可以設(shè)置在所述軸橫向的端部，因此，通常設(shè)置在所述車輛的橫向側(cè)面的排氣系統(tǒng)可以穿過所述電動(dòng)軸而不需要任何進(jìn)一步的改動(dòng)。
[0013]所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)的外徑在所述電力推進(jìn)電機(jī)的外徑的45%和80%之間。因此，可以實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的布局(packing)，改進(jìn)的布局仍然可以提供所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)的必要的性能。
[0014]所述電力推進(jìn)電機(jī)、所述差動(dòng)機(jī)構(gòu)、和所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)可以封閉在殼體內(nèi)，并且其中，所述殼體形成用于內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)的通道。由于改進(jìn)了普通的殼體，因此改進(jìn)了布局。
[0015]所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)的最大旋轉(zhuǎn)速度可以在8000rpm到25000rpm之間。這能夠大大縮小(reduct1n)減速齒輪，以便于所述電機(jī)的扭矩水平可以降低。
[0016]所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)還包括油冷卻系統(tǒng)，以改善冷卻并因此允許減小的直徑。
[0017]所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的內(nèi)徑和所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)的定子的外徑之比可以在48/136和65/136之間，以使由所述電力推進(jìn)電機(jī)通過所述差動(dòng)機(jī)構(gòu)提供的扭矩可以穿過所述轉(zhuǎn)子的中心到達(dá)相鄰的輪軸。
[0018]所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)可以包括至少一個(gè)徑向設(shè)置的相位連接器(pheaseconnector)。由于轉(zhuǎn)子直徑的降低可以通過增大所述電機(jī)的橫向長度來補(bǔ)償，因此這種長度的增大可以通過徑向設(shè)置而非軸向設(shè)置相位連接器來實(shí)現(xiàn)。
[0019]所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)可以包括至少一個(gè)溫度傳感器，該至少一個(gè)溫度傳感器設(shè)置于所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)的繞組中，借此可以進(jìn)一步最大限度地驅(qū)動(dòng)所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)。
[0020]所述差動(dòng)機(jī)構(gòu)可以包括第一行星齒輪機(jī)構(gòu)(planetary gear)和第二行星齒輪機(jī)構(gòu)，所述第一行星齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述電力推進(jìn)電機(jī)的一側(cè)上，并且連接于所述電力推進(jìn)電機(jī)和所述軸的第一側(cè)，所述第二行星齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述電力推進(jìn)電機(jī)和所述電力扭矩弓I導(dǎo)電機(jī)之間，并且連接于所述連接電力推進(jìn)電機(jī)和所述軸的第二側(cè)。所述電力扭矩弓I導(dǎo)電機(jī)還可以直接連接于所述第二行星齒輪機(jī)構(gòu)，并且通過平衡軸連接至第一行星齒輪機(jī)構(gòu)，所述平衡軸平行于所述電動(dòng)軸延伸。這種差動(dòng)機(jī)構(gòu)的好處在于，與標(biāo)準(zhǔn)錐齒輪差動(dòng)裝置(bevel differential)相比，它能夠明顯地減小扭矩偏離率(torque bias rat1)。
[0021]所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)可以通過減速齒輪(140)連接于所述第一行星齒輪機(jī)構(gòu)和第二行星齒輪機(jī)構(gòu)。由此，可以降低由所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)提供的扭矩水平。
[0022]所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)可以為永磁同步磁阻電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)。好處在于，可以增大所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)的扭矩密度以便可以降低直徑。
[0023]所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)可以包括端板(end plate)以提高平衡。
[0024]所述電力扭矩弓I導(dǎo)電機(jī)可以通過控制器控制，該控制器設(shè)置為將控制信號(hào)傳遞至所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)，以增大所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)的扭矩-電流比(torque-currentrat1) ο進(jìn)一步地，所述控制器可以配置為使用實(shí)時(shí)扭矩降額(real time torquederating)，該實(shí)時(shí)扭矩降額基于熱模型和溫度傳感器信號(hào)。此外，所述控制器可以配置成根據(jù)熱模型和溫度傳感器信號(hào)控制流向所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)得合適的冷卻流。
[0025]根據(jù)第二方面，提供一種四輪道路車輛，該四輪道路車輛包括根據(jù)第一方面所述的電動(dòng)軸。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]在下文中，將參照附圖描述本發(fā)明，其中:
[0027]圖1是根據(jù)實(shí)施方式的電動(dòng)軸的截面圖；
[0028]圖2是圖1中所示電動(dòng)軸的等軸測(cè)視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的一些實(shí)施方式。然而，本發(fā)明可能呈現(xiàn)多種不同的形式而不應(yīng)解釋為局限于此處所描述的實(shí)施方式。更確切地說，提供這些實(shí)施方式是為了使本發(fā)明能夠徹底全面地公開，并且這些實(shí)施方式將向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分地傳達(dá)本發(fā)明的范圍。這些實(shí)施方式不能限制本發(fā)明，本發(fā)明僅由所附的權(quán)利要求限制。此外，附圖中所示的【具體實(shí)施方式】的詳細(xì)描述中使用的術(shù)語并不用于限制本發(fā)明。
[0030]從圖1開始，顯示了電動(dòng)軸100的一個(gè)實(shí)施方式。優(yōu)選地，電動(dòng)軸100可以應(yīng)用在四輪車輛的后橋上，例如具有驅(qū)動(dòng)前橋的內(nèi)燃機(jī)的汽車。因此，所述電動(dòng)軸可以設(shè)置用于提供四輪車輛驅(qū)動(dòng)模式并且允許在前輪驅(qū)動(dòng)和后輪驅(qū)動(dòng)之間改變驅(qū)動(dòng)模式。然而，當(dāng)然也可以是其他驅(qū)動(dòng)線路配置，該其他驅(qū)動(dòng)線路配置在同一 申請(qǐng)人:的共同申請(qǐng)W02010101506中舉例描述。
[0031]電動(dòng)軸100包括電力推進(jìn)電機(jī)110，電力推進(jìn)電機(jī)110同軸地設(shè)置在電動(dòng)軸100上，以使電力推進(jìn)電機(jī)110的轉(zhuǎn)子112與軸100的縱向軸線對(duì)齊。在一些實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子112可以包括齒輪箱114，在此將不作進(jìn)一步描述。
[0032]電力推進(jìn)電機(jī)110在每一側(cè)連接于差動(dòng)機(jī)構(gòu)120，差動(dòng)機(jī)構(gòu)120包括兩個(gè)同軸對(duì)齊的行星齒輪機(jī)構(gòu)122a、122b，其中，電力推進(jìn)電機(jī)110驅(qū)動(dòng)行星齒輪機(jī)構(gòu)122a、122b的太陽輪124a、124b。左側(cè)輪軸和右側(cè)輪軸分別連接于行星齒輪機(jī)構(gòu)122a、122b各自的行星架126a、126b。行星齒輪機(jī)構(gòu)122a、122b各自的環(huán)形齒輪128a、128b具有外表面，該外表面可以例如通過齒連接于扭矩引導(dǎo)裝置130。
[0033]扭矩弓I導(dǎo)裝置130包括電力扭矩弓I導(dǎo)電機(jī)132，電力扭矩弓I導(dǎo)電機(jī)132同軸地設(shè)置在軸100上，以使得電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)132的轉(zhuǎn)子134的旋轉(zhuǎn)軸線與電力推進(jìn)電機(jī)110的旋轉(zhuǎn)軸線對(duì)齊。電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)132還設(shè)置在差動(dòng)機(jī)構(gòu)120的橫向的端部，即，設(shè)置在行星齒輪機(jī)構(gòu)120a、120b中的一者和相鄰的輪軸之間。正如圖1中可以看出，電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)132的直徑實(shí)質(zhì)上小于電力推進(jìn)電機(jī)110的直徑。
[0034]電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)132通過減速齒輪140連接于環(huán)形輪128a、128b。減速齒輪140由電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)132驅(qū)動(dòng)并且可以是擺線傳動(dòng)(cycloidal drive)、雙擺線傳動(dòng)(double cycloidal drive)或如在PCT/EP2011/070253申請(qǐng)中描述的差動(dòng)行星齒輪機(jī)構(gòu)(differential planetary gear)。
[0035]優(yōu)選地，減速齒輪140的輸出直接連接于第二行星齒輪機(jī)構(gòu)122b的環(huán)形輪128b，并且通過可旋轉(zhuǎn)的平行于軸100延伸的平衡軸(未示出)連接于第一行星齒輪機(jī)構(gòu)122a的環(huán)形輪128a，而且設(shè)置有與行星齒輪機(jī)構(gòu)122a的環(huán)形齒輪128a嚙合的齒輪。平衡軸的齒輪配置為用于根據(jù)平衡軸的旋轉(zhuǎn)將扭矩傳遞至行星齒輪機(jī)構(gòu)122a，其中，傳遞至行星齒輪機(jī)構(gòu)122a的扭矩與直接傳遞至另一行星齒輪機(jī)構(gòu)122b的扭矩方向相反。
[0036]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向電機(jī)扭矩矢量電機(jī)132的細(xì)節(jié)，可以有多種實(shí)施方式用于增強(qiáng)電機(jī)132的性能。電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)132的減小的直徑將導(dǎo)致性能的顯著減低。但是，這可以通過改進(jìn)電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)132的某些特征來補(bǔ)償。
[0037]在一個(gè)實(shí)施方式中，減速齒輪140的減速足夠高以降低電機(jī)132的扭矩水平。通過降低該扭矩水平，電機(jī)132的直徑可以做的甚至更小，為此，減速齒輪140可以提供30:1至40:1之間的減速，優(yōu)選地，減速為34:1。
[0038]盡管減速高，減速齒輪140仍然可以具有高效率以使扭矩不會(huì)因摩擦而損失。因此，扭矩可以減小并且電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)132的直徑可以相應(yīng)地增大。為此，減速齒輪140應(yīng)當(dāng)從高性能減速齒輪中選擇，并且應(yīng)當(dāng)關(guān)于所需性能進(jìn)一步優(yōu)化。
[0039]在另一個(gè)實(shí)施方式中，可能需要降低差動(dòng)機(jī)構(gòu)120的扭矩偏離率(torque biasrat1)，以使由電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)132提供的扭矩以最小的摩擦損失傳遞至差動(dòng)機(jī)構(gòu)120。例如，這可以通過提供如雙行星齒輪機(jī)構(gòu)122a、122b —樣的差動(dòng)機(jī)構(gòu)120來實(shí)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的錐齒輪差動(dòng)裝置相比，這種結(jié)構(gòu)能能顯著降低扭矩偏離率。更進(jìn)一步地，還可以通過優(yōu)化差動(dòng)機(jī)構(gòu)的螺旋齒的角度來降低扭矩偏離率，從而減小引起摩擦的反作用力。此外，優(yōu)選的是改善環(huán)形輪128a、128b的軸承以使得摩擦扭矩最小化。例如，可以通過選擇為低摩擦材料的行星式差動(dòng)機(jī)構(gòu)120的軸向滑動(dòng)墊圈來實(shí)現(xiàn)。典型地，通過提供雙行星齒輪機(jī)構(gòu)122a、122b式的差動(dòng)機(jī)構(gòu)120，使得扭矩偏離率低于1，I。這個(gè)值充分低于具有圓錐齒輪的傳統(tǒng)差動(dòng)機(jī)構(gòu)的范值，傳統(tǒng)差動(dòng)機(jī)構(gòu)的扭矩偏差率在1，2至1，5之間的范圍內(nèi)。因此，可以降低扭矩并且可以進(jìn)一步減小電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)132的直徑。
[0040]優(yōu)選地，增大電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)132的扭矩密度，由此可以使電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)132的直徑做的甚至更小。例如，可以通過設(shè)置永磁式開關(guān)磁阻電機(jī)(PMSRM)作為電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)132，該永磁式開關(guān)磁阻電機(jī)具有高比率的磁阻轉(zhuǎn)矩、高性能的鐵和磁鐵、以及增大的濃度的繞組，以能夠增長電機(jī)的主動(dòng)部分的長度。然而，也可以通過選擇開關(guān)磁阻電機(jī)來增大扭矩密度，該開關(guān)磁阻電機(jī)具有增大的濃度的繞組以及相對(duì)較低的基礎(chǔ)速度，因此，較小的電流和減小的銅損允許關(guān)于冷卻所需的更小的電機(jī)尺寸的需求。
[0041]在優(yōu)選實(shí)施方式中，電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)132配置為高速運(yùn)轉(zhuǎn)，例如20000rpm。這使得減速齒輪140能夠高度減速，以使電機(jī)132的扭矩水平可以下降。為此，可以使用開關(guān)磁阻電機(jī)或者永磁同步電機(jī)(PMSM)作為電機(jī)132。
[0042]通常，適合用作電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)132的電機(jī)設(shè)有用于冷卻電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分的水套(water mantle)。然而，如果提供更高效的冷卻，那么這種扭矩引導(dǎo)電機(jī)132的外徑可以進(jìn)一步減小。為此，電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)132可以使用油冷卻系統(tǒng)來代替。
[0043]用于減小電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)132的尺寸的另一個(gè)特征是在電動(dòng)軸100的外殼150內(nèi)直接設(shè)置電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)132而不借助任何中間物。
[0044]在另外一個(gè)實(shí)施方式中，與定子135的外徑相比，電動(dòng)扭矩導(dǎo)向電機(jī)132的轉(zhuǎn)子134的直徑相對(duì)較大，以使由電力推進(jìn)電機(jī)110通過差動(dòng)機(jī)構(gòu)120提供的扭矩可以穿過轉(zhuǎn)子134的中心到達(dá)輪軸(未示出)。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子134的直徑與定子135的直徑之比在50/136和60/136之間，與之相比,現(xiàn)有技術(shù)中的電力扭矩弓I導(dǎo)電機(jī)的相應(yīng)的比率典型地在40/136或更少的范圍內(nèi)。
[0045]此外，可以設(shè)計(jì)電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)132的扭矩特性，以使電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)132只為需要低速的扭矩矢量分配系統(tǒng)(torque vectoring)提供高扭矩。這可以通過選擇具有非常高的磁場(chǎng)削弱率的開關(guān)磁阻電機(jī)來實(shí)現(xiàn)，或者選擇具有盡可能高的磁場(chǎng)削弱率的永磁開關(guān)磁阻電機(jī)(PMSRM)，優(yōu)選具有能夠選擇性地在較高速度下實(shí)施短路的永磁開關(guān)磁阻電機(jī)，以防止電機(jī)過壓。
[0046]轉(zhuǎn)子134的直徑的減小可以通過增大電機(jī)132的橫向長度來補(bǔ)償。為了允許這種長度的增大，電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)132可以設(shè)有徑向設(shè)置而非軸向設(shè)置的相位連接器136。相位連接器136可以連接于設(shè)置在外殼138中的動(dòng)力電子設(shè)備，外殼138徑向地設(shè)置在殼體150的外面。
[0047]進(jìn)一步有利的是，提供一種增強(qiáng)平衡的電氣扭矩矢量電機(jī)132以減少振動(dòng)。這對(duì)高速(例如20.0OOrpm)運(yùn)轉(zhuǎn)的優(yōu)選的電機(jī)132來說是特別需要的。例如，可以通過提供具有端板的電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)132來實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)平衡。
[0048]另一個(gè)重要的參數(shù)是電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)132的溫度。通過減低電機(jī)內(nèi)的散熱可以減小電機(jī)的尺寸。這可以通過提供一種改進(jìn)的控制算法實(shí)現(xiàn)，其中，電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)132的激活和運(yùn)行關(guān)于車輛的驅(qū)動(dòng)性能進(jìn)行了優(yōu)化。為此，可以應(yīng)用反饋控制，因此只提供所需扭矩。另一個(gè)優(yōu)選的選擇是提供一種用于電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)132的控制算法，以使運(yùn)算優(yōu)化為高扭矩-電流比。另外的一個(gè)實(shí)施方式中利用實(shí)時(shí)扭矩降額，該實(shí)時(shí)扭矩降額基于熱模型和來自包括溫度傳感器的信號(hào)。因此，這種控制運(yùn)算能夠充分利用電機(jī)的性能，而不需要溫度限制。利用來自電機(jī)132的溫度傳感器的輸入，熱模型也可以允許流向電機(jī)的合適的冷卻流。
[0049]除此之外，可以有利的是在扭矩矢量電機(jī)132的繞組中設(shè)置一個(gè)或者多個(gè)這樣的溫度傳感器(未示出)。這種設(shè)置將可以朝其最大極限地進(jìn)一步地驅(qū)動(dòng)電機(jī)132。運(yùn)行電機(jī)132的這種優(yōu)化也將使進(jìn)一步減小尺寸成為可能，特別是電機(jī)132的外徑的減小。
[0050]現(xiàn)在參考圖2，示出了圖1中顯示的電動(dòng)軸100的立體圖。推進(jìn)電機(jī)110、差動(dòng)機(jī)構(gòu)120和扭矩引導(dǎo)裝置130 (包括減速齒輪140)封閉在殼體150內(nèi)，殼體150形成兩個(gè)隔室152、154。第一隔室152從電動(dòng)軸100的第一側(cè)160朝向軸100的相對(duì)側(cè)162橫向延伸，并且封閉電力推進(jìn)電機(jī)110和差動(dòng)機(jī)構(gòu)120。進(jìn)一步地，第一隔室152包括封閉平衡軸的突出153，平衡軸將扭矩引導(dǎo)裝置130連接至差動(dòng)機(jī)構(gòu)120。
[0051]第二隔室154從第一隔室152的一端向軸的第二側(cè)162橫向延伸。因此,第二隔室154封閉扭矩矢量電機(jī)132，這就是第二隔室154的徑向尺寸可以比第一隔室152的徑向尺寸小得多的原因。此外，當(dāng)排氣系統(tǒng)設(shè)置為穿過該電動(dòng)軸100時(shí)，蓋板或隔熱板156連接于第二隔室154以防止第二隔室154受到排氣系統(tǒng)散發(fā)的過多熱量。
[0052]為了提供一種改進(jìn)的布局，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)確定電機(jī)110、132的尺寸。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，推進(jìn)電機(jī)I1的外徑應(yīng)當(dāng)在200mm到240mm之間，優(yōu)選地大約是220mm。與此相比，電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)132的外徑應(yīng)當(dāng)位于10mm和150mm之間，優(yōu)選地大約是135mm。
[0053]應(yīng)當(dāng)理解的是，在不偏離由所附的專利權(quán)利要求書限定的范圍的情況下，前面描述的實(shí)施方式可以進(jìn)行組合。盡管本發(fā)明在上面對(duì)【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但是并不意味著局限于此處公開的具體形式。相反地，本發(fā)明僅由所附權(quán)利要求限制，并且除上述【具體實(shí)施方式】之外的其他實(shí)施方式同樣可以包含在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
[0054]在權(quán)利要求書中，術(shù)語“包括/包含”并不排除其他部件或步驟的存在。此外，雖然個(gè)別的已列出，但是多種方式、元件或方法步驟可以通過一個(gè)單獨(dú)的單位或處理器實(shí)現(xiàn)。此外，雖然個(gè)別特征可以包含在不同的權(quán)利要求中，但這些特征可以有利地結(jié)合起來，并且不同權(quán)利要求中的包含的特征并不意味著這些特征的組合是不可行的和/或不有利的。此夕卜，單個(gè)引用不排除多個(gè)。術(shù)語“一”、“一個(gè)”、“第一”、“第二”等不排除多個(gè)。權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記僅僅作為一個(gè)明確的例子，不能夠以任何方式解釋為對(duì)權(quán)利要求的范圍的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于四輪道路車輛的電動(dòng)軸(100),該電動(dòng)軸(100)包括: 電力推進(jìn)電機(jī)(110),該電力推進(jìn)電機(jī)(110)同軸地設(shè)置在所述軸(100)上， 差動(dòng)機(jī)構(gòu)(120),該差動(dòng)機(jī)構(gòu)(120)連接于所述電力推進(jìn)電機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)設(shè)置在所述電動(dòng)軸(100)的第一側(cè)(160)和第二側(cè)(162)上的兩個(gè)車輪，以及 電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)(132),該電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)(132)同軸地設(shè)置在所述軸(100)上，并且連接于所述第一側(cè)(160)和第二側(cè)(162)，以改變所述軸(100)的第一側(cè)(160)和第二側(cè)(162)之間的扭矩分配， 其中，所述扭矩引導(dǎo)電機(jī)(132)的直徑小于所述電力推進(jìn)電機(jī)(110)的直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)軸，其中，所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)(132)設(shè)置在所述軸(100)的橫向的端部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)軸，其中，所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)(132)的外徑在所述電力推進(jìn)電機(jī)(110)的外徑的45%和80%之間。
4.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電動(dòng)軸，其中，所述電力推進(jìn)電機(jī)(110).所述差動(dòng)機(jī)構(gòu)(120)、和所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)(132)封閉在殼體(150)內(nèi)，并且其中，所述殼體(150)形成用于內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)的通道。
5.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電動(dòng)軸，其中，所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)(132)的最大旋轉(zhuǎn)速度在800011)111到25000印111之間。
6.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電動(dòng)軸，其中，所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)(132)還包括油冷卻系統(tǒng)。
7.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電動(dòng)軸，其中，所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)的轉(zhuǎn)子(134)的內(nèi)徑和所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)的定子(135)的外徑之比在48/136和65/136之間。
8.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電動(dòng)軸，其中，所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)(132)包括至少一個(gè)徑向設(shè)置的相位連接器(136^
9.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電動(dòng)軸，其中，所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)(132)包括至少一個(gè)溫度傳感器，該至少一個(gè)溫度傳感器設(shè)置于所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)(132)的繞組中。
10.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電動(dòng)軸，其中，所述差動(dòng)機(jī)構(gòu)(120)包括第一行星齒輪機(jī)構(gòu)(1224和第二行星齒輪機(jī)構(gòu)(1226),所述第一行星齒輪機(jī)構(gòu)(1224設(shè)置在所述電力推進(jìn)電機(jī)(110)的一側(cè)上，并且連接于所述電力推進(jìn)電機(jī)(110)和所述軸的第一側(cè)(160),所述第二行星齒輪機(jī)構(gòu)(1226)設(shè)置在所述電力推進(jìn)電機(jī)(110)和所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)(132)之間，并且連接于所述連接電力推進(jìn)電機(jī)(110)和所述軸的第二側(cè)(162^
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電動(dòng)軸，其中，所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)(132)直接連接于所述第二行星齒輪機(jī)構(gòu)(12213),并且通過平衡軸連接于所述第一行星齒輪機(jī)構(gòu)(1224,所述平衡軸平行于所述電動(dòng)軸(100)延伸。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電動(dòng)軸，其中，所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)(132)通過減速齒輪(140)連接于所述第一行星齒輪機(jī)構(gòu)(122幻和第二行星齒輪機(jī)構(gòu)(1226)。
13.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電動(dòng)軸，其中，所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)(132)為永磁同步磁阻電機(jī)或開關(guān)磁阻電機(jī)。
14.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電動(dòng)軸，其中，所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)(132)包括端板。
15.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電動(dòng)軸，其中，所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)(132)通過控制器控制，該控制器設(shè)置為將控制信號(hào)傳遞至所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)(132)，以增大所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)(132)的扭矩-電流比。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電動(dòng)軸，其中，所述控制器配置為使用實(shí)時(shí)扭矩降額，該實(shí)時(shí)扭矩降額基于熱模型和溫度傳感器信號(hào)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的電動(dòng)軸，其中，所述控制器配置為根據(jù)熱模型和溫度傳感器信號(hào)控制流向所述電力扭矩引導(dǎo)電機(jī)(132)的合適的冷卻流。
18.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的電動(dòng)軸，其中，所述差動(dòng)機(jī)構(gòu)的扭矩偏差低于1，1。
19.一種四輪道路車輛，該四輪道路車輛包括根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電動(dòng)軸(100)。
【文檔編號(hào)】B60K6/52GK104302497SQ201380022317
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月27日
【發(fā)明者】K·尼森, G·拉貢夫 申請(qǐng)人:博格華納扭矩輸出系統(tǒng)公司