輪邊減速器的案例
汽車驅動橋知識.
中央雙級減速驅動橋
在國內目前的市場上，中央雙級驅動橋主要有2 種類型：一類載重汽車后橋設計，如伊頓系列產品，事先就在單級減速器中預留好空間，當要求增大牽引力與速比時，可裝入圓柱行星齒輪減速機構，將原中央單級改成中央雙級驅動橋，這種改制“三化”（即系列化，通用化，標準化）程度高，橋殼、主減速器等均可通用，錐齒輪直徑不變；另一類如洛克威爾系列產品，當要增大牽引力與速比時，需要改制第一級傘齒輪后，再裝入第二級圓柱直齒輪或斜齒輪，變成要求的中央雙級驅動橋，這時橋殼可通用，主減速器不通用，錐齒輪有2 個規格。由于上述中央雙級減速橋均是在中央單級橋的速比超出一定數值或牽引總質量較大時，作為系列產品而派生出來的一種型號，它們很難變型為前驅動橋，使用受到一定限制；因此，綜合來說，雙級減速橋一般均不作為一種基本型驅動橋來發展，而是作為某一特殊考慮而派生出來的驅動橋存在。
中央單級、輪邊減速驅動橋
輪邊減速驅動橋較為廣泛地用于油田、建筑工地、礦山等非公路車與軍用車上。當前輪邊減速橋可分為2類：一類為圓錐行星齒輪式輪邊減速橋；另一類為圓柱行星齒輪式輪邊減速驅動橋。圓錐行星齒輪式輪邊減速橋由圓錐行星齒輪式傳動構成的輪邊減速器，輪邊減速比為固定值2，它一般均與中央單級橋組成為一系列。在該系列中，中央單級橋仍具有獨立性，可單獨使用，需要增大橋的輸出轉矩，使牽引力增大或速比增大時，可不改變中央主減速器而在兩軸端加上圓錐行星齒輪式減速器即可變成雙級橋。這類橋與中央雙級減速橋的區別在于：降低半軸傳遞的轉矩，把增大的轉矩直接增加到兩軸端的輪邊減速器上，其“三化”程度較高。
但這類橋因輪邊減速比為固定值2，因此，中央主減速器的尺寸仍較大，一般用于公路、非公路軍用車。圓柱行星齒輪式輪邊減速橋，單排、齒圈固定式圓柱行星齒輪減速橋，一般減速比在3至4.2之間。
展開 分析 | 基于新能源汽車永磁電機的電驅動橋開發探討深度分析！
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、止推軸承、橫拉桿總成、左右橫拉桿臂、直拉桿臂等；其功能是承載、制動、轉向組成。
圖1 常規車型前轉向橋外形
2）后驅動橋：處于動力傳動系的末端。有輪轂總成、制動鼓、橋殼總成、主減速器總成、輪邊減速器總成、半軸、制動器總成等組成。
圖2 常規車型后驅動橋外形
3）前橋與后橋功能上的區別
前橋有轉向功能沒有差速功能，后橋有差速、雙級減速器功能。（說明：不同用途汽車，其車橋結構原理和功能基本相同，但產品外形、內部零部件連接，往往是許多的不同方式。）
三、經典后驅動橋為什么要配雙級減速器和差速器？
基于1）、2）的面臨的問題，工程師們想出了“雙級減速器和差速器”措施來。
四、目前有三種以上電驅動車橋研發的路線之爭
2）全新電機驅動橋基本種類
①中央電機驅動橋（見圖3）。
圖3 中央電機驅動橋
②輪邊電機驅動橋，（見圖4）
圖4 輪邊雙電機驅動橋
③輪轂電機驅動橋（見圖5），輪轂電機由于設計難度較大，上面少見市場車型。
圖5 輪轂邊雙電機驅動橋
4)傳統后橋仍然是新能源商用車主流
①由中央電機通過傳動軸連接一個傳統的后橋，也有帶一個少檔變速箱；
②由中央電機帶一個少檔變速箱，通過傳動軸連接一個傳統的后橋。
五、電驅動橋開發難度分析
1）中央電機驅動橋開發難度分析
①主減速器和差速器功能
②輪邊電機驅動橋，其主減速器和差速器功能呢？
展開 半軸鍛造加熱溫度自動控制技術的應用
半軸介紹
1 半軸的概念和分類
半軸也叫驅動軸，是用于驅動橋主減速器與輪轂或輪邊減速器之間傳遞扭矩（半浮式半軸還承受彎矩）的非斷開式的軸，從差速器傳遞來的扭矩經過半軸、輪轂等，最終傳遞給車輪，因此半軸是傳遞系中傳遞扭矩的一個非常重要的零件。半軸按支撐形式不同可分全浮式半軸（圖1）和半浮式半軸兩種。全浮式半軸是只傳遞扭矩的半軸，而半浮式半軸是既傳遞扭矩又承受彎矩的半軸。
2 半軸的原材料及加熱溫度要求
半軸材料一般采用40Cr、42CrMo、42CrMoH、40MnBH，其加熱溫度要求為：40Cr加熱范圍1000～1200℃，42CrMo、42CrMoH和40MnBH加熱范圍1000～1150℃。
加熱控制方式
半軸鍛造加熱采用感應電加熱，坯料放入感應圈中，在交變電流的感應電動勢的作用下，坯料表面形成強大的渦流，使坯料內部的電能直接轉變為熱能。鍛造加熱溫度過高會出現過燒現象，材料如果過燒會導致原料報廢，造成資源的極大浪費。鍛造加熱是關鍵工序，防止半軸過燒，必須控制加熱溫度。
展開 清華丨新型分布式驅動液氫燃料電池重型商用車設計、分析與驗證
表4 動力電池系統性能參數
1.2.3 電動輪系統參數設計和整車動力性能校核
重載電動輪需要滿足大載荷、大功率、大轉矩和高效率的需求［23］。通過構型比較，采用中速電機+一級減速的電動輪構型方案。該構型可兼顧高轉矩與高功率，適合多數載荷較大的場景。通過電機設計優化，達到了較高的最高效率和較寬的高效區分布；通過電機與減速器的匹配優化，電動輪可以更多地工作在高效區，實現較高的經濟性。
基于表3選定的構型方案與動力系統峰值功率和轉矩需求，初步明確電動輪的設計性能參數如表5所示。
表5 電動輪系統性能參數
基于上述電動輪參數設計，按照取ηm = 96.0%的電動輪平均減速器效率，電動輪的峰值轉矩達到了16 700 N·m，短時峰值轉矩可達18 350 N·m。
基于整車基本參數和設計的電動輪系統參數，可以進行35 t 級載貨車和49 t 級牽引車兩型燃料電池重型商用車的動力性能指標校核計算。
根據運動學關系，兩型燃料電池重型商用車的最大車速可達100 km/h 以上，符合一般重型商用車的高速巡航需求，即
式中：nmax為驅動電機最大轉速；i為電動輪減速器速比；R為電動輪輪胎有效半徑。
式（3）所示的汽車縱向動力學功率平衡方程中，將電驅動系統效率η 替換為電動輪平均減速器效率ηm，計算平直路面下，滿載車輛以峰值最高車速100 km/h行駛時，電動輪驅動電機總輸出功率需求：
35 t級載貨車，驅動電機總輸出功率為
49 t級牽引車，驅動電機總輸出功率為根據設計驅動電機的額定功率60 kW，4臺驅動電機總額定功率可達240 kW，符合一般重型商用車高速巡航需求車速100 km/h的持續驅動功率需求。
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商用車雙電機動力系統構型-行星排技術
集中式驅動系統又可分為兩種，一種是將傳統汽車動力系統更換為純電動力系統， 這種構型包括電機直驅、電機+減速器、電機+變速器等型式，如圖1（a）所示，這是中重型純電動商用車的主流構型，宇通客車、德國SIEMENS 公司的集中式驅動系統，已有規?；瘧茫涣硪环N是將動力系統集成在驅動橋上， 包括電機直驅、 電機+減速器等型式，如圖1（b）所示，是中輕型純電動商用車的主流型式。
分布式驅動主要有輪邊電機+減速器、 輪轂電機+減速器、輪轂電機等型式，如圖1（c）所示，德國ZF、比亞迪的輪邊驅動橋在城市客車領域已有推廣， 在運輸與作業類商用車領域應用較少，英國Protean、荷蘭e-Traction 等公司的輪轂電機驅動系統，目前仍處于應用驗證階段，未有規模化應用。
圖1 純電動商用車主流驅動系統構型
Fig.1 The driving system of electric commercial vehicle
市場上現有的N2/N3 類中重型純電動商用車， 特別是作業車輛， 其動力系統延續傳統作業車輛技術路線，依然采用主副電機分別驅動行駛和作業機構， 由于主副電機工作工況不同、 兩套電機不能協同工作， 特別是對于行駛時不作業、 作業時不行駛的專用車型， 存在較大的功率冗余，也導致成本較高。
2 多模動力系統構型方案與優化
新型動力系統開發， 考慮作業類車輛的工作特點，以作業電機輔助驅動行駛、降低功率冗余為目標，利用行星排的功率耦合與分流的特性， 將雙電機通過行星排耦合集成，設計一系列構型，并從中優選最佳方案。
2.1 動力系統構型方案設計與優化
構型設計遵循以下原則， 驅動電機需通過平行軸式變速箱輸出動力驅動行駛， 作業電機通過離合器連接作業裝置，并通過行星排與AMT 耦合后連接到傳動軸輸出動力。
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集中式驅動系統又可分為兩種，一種是將傳統汽車動力系統更換為純電動力系統， 這種構型包括電機直驅、電機+減速器、電機+變速器等型式，如圖1（a）所示，這是中重型純電動商用車的主流構型，宇通客車、德國SIEMENS 公司的集中式驅動系統，已有規?；瘧茫涣硪环N是將動力系統集成在驅動橋上， 包括電機直驅、 電機+減速器等型式，如圖1（b）所示，是中輕型純電動商用車的主流型式。
分布式驅動主要有輪邊電機+減速器、 輪轂電機+減速器、輪轂電機等型式，如圖1（c）所示，德國ZF、比亞迪的輪邊驅動橋在城市客車領域已有推廣， 在運輸與作業類商用車領域應用較少，英國Protean、荷蘭e-Traction 等公司的輪轂電機驅動系統，目前仍處于應用驗證階段，未有規模化應用。
展開 驅動電機如何做到高效降本？
物理集成階段的技術方案是基于六合一的主從分布架構，依據現有平臺的零部件共用策略，電機與電控、減速器共殼體，減少連接線纜和冷卻水管。MCU、DCDC、OBC、PDU等控制器可根據功用集成為逆變磚、電源磚、配電磚等平臺化子系統，共享線束、連接器、殼體，降低硬件成本，且通過平臺化設計適配不同級別的整車，降低開發成本，縮短開發周期。
到多合一集成式架構的動力域深度集成階段，電機、電控和減速器采用共殼體、共油道冷卻、輸入軸及三軸承方案，結構緊湊，方便整車布置。各分立控制器等功能邏輯集成域控制器，進一步減小控制器體積、重量，更重要的是DSP算力利用率提高，減少算力設計總需求。
到多域高度集成階段，輪轂電機、輪邊電機將簡化減速器和底盤，減輕了電驅重量，提高續航里程。控制器方面，動力域、底盤域等跨域融合，形成中央控制器，隨著DSP算力和資源提升，中央控制器成唯一ECU，成本進一步降低。
目前巨一動力的多合一電驅總成已邁過第一階段，走向第二階段的終極方向。經高度集成，其多合一方案能夠大幅降低成本，使重量、體積縮減10%~20%，提升系統高效區面積，降低NVH噪音。
同時，比亞迪、長安、威邁斯等電驅上下游企業表示，共享硬軟件資源降本之外，多合一方案還能夠簡化開發周期，降低開發成本，提升駕乘體驗。
綜合主流OEM和電驅供應商的方案和思路，多合一的降本增效主要是通過兩大方面來實現：
多合一方案通過共享殼體、線束、連接器等硬件，融合電子電路和軟件算法，實現BOM降本。
多合一方案可以簡化OEM供應鏈的管理，縮短開發周期，實現高效管理降本。
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