同軸電驅動橋
關注創建者：匿名 創建時間：2021-08-26
同軸電驅動橋的實例教程
電驅動橋是從傳統車橋衍變而來，它是汽車的傳動系統，起著承受負載、降低轉速、增大轉矩、保證左右車輪差速以及制動等功能。通過合理的選型和充分的驗證，可實現產品的緊湊化、輕量化、高效率和高壽命。
電驅動橋的種類
按電動機在整車中的布置形式可將電驅動橋分為電動機直聯式、平行軸式和同軸式。
1）直聯式結構（見圖1）是采用電動機取代燃油車的發動機和變速器，所采用的電驅動橋是從傳統燃油車的驅動橋上通過加大齒輪速比以及提升齒輪性能衍變而來，起初應用于微型乘用車、物流車等領域，現主要集中應用于輕型貨車、中型貨車等以上車型。
圖1 電動機直聯式電驅動橋
2）平行軸式結構（見圖2）是采用電動機進一步取代燃油車的發動機、變速器和傳動軸，將電動機集成為電驅動橋的一個子零件并與電驅動橋的輸出半軸呈平行布置，其減速器采用兩級傳動，系統集成度高，能量損耗小，目前廣泛應用于物流車、微型乘用車、輕型客車及皮卡上。從近年市場上的反饋來看，該電驅動橋已經完美地滿足了整車廠和客戶使用需求，大大加快了汽車的電動化進程。
圖2 平行軸式電驅動橋
3）同軸式結構（見圖3）是在平行軸式電驅動橋基礎上，將電動機與電驅動的輸出半軸做同軸布置，使得產品的集成度更優，是電驅動橋的發展方向。
圖3 同軸式電驅動橋
電驅動橋的耐久試驗
1.電動機直聯式電驅動橋的耐久試驗
電動機直聯式電驅動橋是從傳統燃油驅動橋衍變而來，因而可參考QC/T 533－2020《汽車驅動橋臺架試驗方法》、QC/T 534－2020《汽車驅動橋臺架試驗評價指標》進行耐久試驗。
展開 一體式同軸多檔電驅動橋技術
面對日益嚴苛的汽車油耗目標及排放法規要求，越來越多的汽車生產商開始考慮采用驅動電機替代傳統發動機，并與減速器和差速器一起，組成電驅動橋系統，實現驅動系統的電動化。
9月12日，搭載舍弗勒兩擋電驅動橋（2-speed eAxle）的長安CS75 PHEV上市，成為國內第二款搭載該電驅動橋產品的插電混動四驅SUV。
舍弗勒兩擋平行軸式電驅動橋是中國市場上首款實現量產的兩擋電驅動橋，已經應用在長安CS75 PHEV和長城WEY P8兩款插電式混動四驅SUV車型上。
電驅動橋系統可以直接取代發動機和變速器，靈活安裝在前軸或后軸，實現前輪或后輪純電驅動。通過這種方式，傳統燃油車很容易實現電動化。
它也可以僅安裝在后軸，匹配前軸的動力總成系統，實現四驅功能。此時，傳統四驅系統的重要部件，如分動箱、傳動軸、后橋差速器以及液壓附件等，均可被裝在后軸上的電驅動橋取代，這樣既節約了傳動線路中的大量空間，便于集成高壓電池，同時也減少了使用電驅動橋的額外成本。
這種驅動概念具有同軸式和平行軸式兩種布置形式可供選擇，它的整車應用平臺覆蓋范圍極廣，可以覆蓋從對功率密度有極高要求的運動跑車，直到對半軸傳動角度有極高要求的SUV。從弱混、強混、插電混動到純電動系統。目前，前后軸均搭載舍弗勒單檔電驅動橋的高性能電動四驅車，奧迪etron即將在今年年底發布。對于純電動汽車，這款電驅動橋有單檔方案和具備動力換檔功能的兩檔方案。
相比很多電動汽車采用的單擋電驅動橋來說，使用兩擋電驅動橋的電動汽車在動力性和經濟性上更有優勢，尤其是對于SUV車型而言。
展開 圖3 減速器殼體的有限元分析云圖
3 試驗測試
設計方案確定后制造出了電驅橋樣件（如圖4），對樣件進行了臺架疲勞試驗、強度試驗、性能試驗等，由于前期進行過詳細的CAE分析及相應改進，試驗結果與CAE分析結論十分接近。
圖4 同軸橋臺架試驗
為測試實際道路行駛情況，將同軸式電驅橋安裝到整車上，進行道路NVH測試。測試采用LMS采集系統，同時采集驅動輪的轉速、電驅橋的噪聲值和振動值等。為了能區分減速器各部位的噪聲水平，采用測量階次噪聲的方法，經計算一級齒輪副的嚙合階次為76，二級齒輪副的嚙合階次為322。經實際道路行駛測試，得出各工況下的76階次和322階次的噪音。與相同動力性能的偏軸式電驅橋測試結果對比，發現同軸橋減速器的齒輪階次噪聲平均優于后者2～3dB（A）。
綜上所述，開發的新結構同軸式減速器，各參數滿足甚至有的好于預定要求。
4 結束語
1）結合現有問題和市場實際需求，設計了一種采用定軸式齒輪作同軸減速器的電動汽車驅動后橋。
2）該電驅橋減速器采用新型的殼體支承結構，實現了輸入軸與輸出軸共軸傳動，解決了電機安裝偏置問題。
3）對減速器總成進行了極限工況下的強度和剛度仿真分析，并改進了設計方案。
4）制造出了產品樣件進行臺架測試和整車試驗，獲得了比偏軸減速器電驅橋更好的效果，完全滿足使用要求。
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3 試驗測試
設計方案確定后制造出了電驅橋樣件（如圖4），對樣件進行了臺架疲勞試驗、強度試驗、性能試驗等，由于前期進行過詳細的CAE分析及相應改進，試驗結果與CAE分析結論十分接近。
圖4 同軸橋臺架試驗
為測試實際道路行駛情況，將同軸式電驅橋安裝到整車上，進行道路NVH測試。測試采用LMS采集系統，同時采集驅動輪的轉速、電驅橋的噪聲值和振動值等。為了能區分減速器各部位的噪聲水平，采用測量階次噪聲的方法，經計算一級齒輪副的嚙合階次為76，二級齒輪副的嚙合階次為322。經實際道路行駛測試，得出各工況下的76階次和322階次的噪音。與相同動力性能的偏軸式電驅橋測試結果對比，發現同軸橋減速器的齒輪階次噪聲平均優于后者2～3dB（A）。
綜上所述，開發的新結構同軸式減速器，各參數滿足甚至有的好于預定要求。
4 結束語
1）結合現有問題和市場實際需求，設計了一種采用定軸式齒輪作同軸減速器的電動汽車驅動后橋。
2）該電驅橋減速器采用新型的殼體支承結構，實現了輸入軸與輸出軸共軸傳動，解決了電機安裝偏置問題。
3）對減速器總成進行了極限工況下的強度和剛度仿真分析，并改進了設計方案。
4）制造出了產品樣件進行臺架測試和整車試驗，獲得了比偏軸減速器電驅橋更好的效果，完全滿足使用要求
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2.平行軸/同軸式電驅動橋的耐久試驗
針對平行軸/同軸式電驅動橋，目前行業內還未有針對性的試驗檢測指導性文件，大多數業內人員均是參考QC/T 533－2020《汽車驅動橋臺架試驗方法》、QC/T 534－2020《汽車驅動橋臺架試驗評價指標》及QC/T 1022－2015《純電動乘用車用減速器總成技術條件》進行耐久試驗，其臺架結構形式可參考圖5所示臺架。
細高齒應用
NVH（noise噪聲，vibration振動，harshness聲振粗糙度）為汽車性能的 關鍵指標之一。
電動汽車與燃油汽車相比，動力源電機的噪聲比發動機有所降低，驅動橋的 噪聲會更為突出，因此提高驅動橋的NVH性能對電動汽車的品質具有重要意義。
電驅動橋的NVH 性能與齒輪的重合度有密切關系。文章以我司實際開發的一款電驅動橋產品為例，在傳動系統分析軟件MASTA 中進行齒輪設計和分析優化，比較了大螺旋角和細高齒兩種設計方案對齒輪重合度的提升和對系統的影響，得出細高齒設計要優于大螺旋角設計，并通過實車測試驗證了細高齒優秀的NVH 性能。該設計方法推廣應用于后續開發的電驅動橋產品中，同樣取得了優秀的NVH 表現。 1 前言 NVH（noise
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業內人士都知道，人們指的新能源汽車的底盤結構布置與傳統汽車底盤結構布置沒有區別而言，才有中國電動汽車沒有正向開發的質疑，為什么要有區別？如何才能區別開來？筆者的觀點是，基于新能源汽車，開發電驅動橋是內在要求。 一、車橋是什么？ 二、常見車型的經典車橋 簡單來說：經典車橋一般有：前橋（見圖1）、后橋（見圖2）兩個橋。 1）轉向前橋：由輪轂總成、制動鼓、制動器總成、轉向節總成、前軸（工字梁）、主銷、止
圖15 150kW電驅平臺
表4 150kW電驅平臺參數
5.3 150kW同軸電驅動橋
技術特點：
同軸式設計，尺寸更緊湊，易于整車布置；
高強度結構，與電機、橋管集成一體式設計，可搭載3.5t以下皮卡、廂貨等商用車；
驅動電機發卡式扁線繞組，高槽滿率，高效率軸承，少油量，總成最高效率93% ；
驅動電機定子低諧波繞組結構，轉子三段斜極式
電驅橋是新能源汽車上最重要動力傳動部件，電驅橋總成的結構和傳動性能直接影響電動車輛的整車布置和整車性能。電驅橋總成一般包括電機、減速器、橋管、半軸等主要部件。考慮體積、成本和可靠性等因素，將電機與減速器同時集成在電驅橋上是目前的趨勢。
目前市場上的大多數電驅橋減速器為偏軸式（展開式）減速器，采用定軸式圓柱齒輪的兩級減速結構，其電機的轉子軸相對輸出軸（差速器）的中心線是偏置布置的
電驅橋是新能源汽車上最重要動力傳動部件，電驅橋總成的結構和傳動性能直接影響電動車輛的整車布置和整車性能。電驅橋總成一般包括電機、減速器、橋管、半軸等主要部件?？紤]體積、成本和可靠性等因素，將電機與減速器同時集成在電驅橋上是目前的趨勢。
目前市場上的大多數電驅橋減速器為偏軸式（展開式）減速器，采用定軸式圓柱齒輪的兩級減速結構，其電機的轉子軸相對輸出軸（差速器）的中心線是偏置布置的（如圖1）
林利紅等提出了一種由電機、二級減速器、差速器和半軸組成的新型純電動汽車同軸一體化電驅動橋結構，并建立了驅動后橋橋殼輕量化模型，利用目標驅動方法構建了響應曲面關系，對優化模型進行了求解，使橋殼質量減輕了8.4%。該電驅動橋的電機輸出軸通過花鍵帶動減速器的輸入軸旋轉，經兩級齒輪減速后將動力傳遞給差速器，而半軸穿過空心電機軸插入差速器，最后動力經半軸輸出到車輪。
電驅動橋NVH解決思路
