汽车电驱传动系统、动力集成装置及飞行电驱汽车

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及汽车电驱传动系统、动力集成装置及飞行电驱汽车。

背景技术

飞行汽车是一种综合实用型交通工具，不仅能够在地面上行驶，也能像飞机一样在天空中飞行。面对如今日渐严重的交通问题，飞行汽车是一种极佳的解决方案，它的应用不仅缓解拥堵的交通问题，还可以让人们体验自由翱翔的快感。飞行电驱技术随着飞行汽车的各种概念出现，同时纯电驱动技术的快速发展，飞行电驱动技术也在百花齐放，呈现多种应用。

目前的飞行汽车分为固定翼式，直升飞机式，旋翼式，涵道式及浮行式等，这些类型中最大的区别是否需要滑行。当前的很多概念飞行汽车都采用固定翼或者旋翼结构，需要靠滑行来获取升力；垂直起降类不需要通过滑行来获取升力的飞行汽车的概念也越来越多，但是如何在有限的空间内降低机翼的轴向尺寸和重量，同时提升折叠收纳问题才是飞行电驱系统技术未来发展的方向。

发明内容

根据本发明的一个方面，至少解决现有技术中一个问题，提供了汽车电驱传动系统、动力集成装置及飞行电驱汽车。

本发明提供汽车电驱传动系统，包括：包括电机组件和齿轮传递组件和换向装置，所述电机组件用于将电机动力传输至所述轮传递组件，所述齿轮传递组件包括行星传动装置和动力断开装置，所述电机组件用于将动力传输至所述行星传动装置，所述行星传动装置和所述换向装置连接，用于将传动的动力实现度换向，所述动力断开装置用于在电驱传动系统存在故障时，断开所述电机组件和行星传动装置的连接。

在某些实施方式中，所述换向装置包括螺伞大齿轮和两个螺伞小齿轮，所述螺伞大齿轮的两侧对称均啮合连接所述螺伞小齿轮，所述螺伞小齿轮和行星传动装置连接。

在某些实施方式中，所述电机组件和齿轮传递组件以所述换向装置对称中心进行对称设置。

在某些实施方式中，所述行星传动装置为行星轮系PG1，所述行星轮系PG包括第一太阳轮、第一行星轮、第一齿圈和第一行星架,所述第一太阳轮和第一行星轮啮合连接，所述第一齿圈固定设置在电驱传动系统的壳体，所述第一行星架连接到所述换向装置的螺伞小齿轮。

在某些实施方式中，所述行星传动装置为第一复合行星轮系PG2,所述第一复合行星轮系PG2包括第二太阳轮、第二行星轮、第二齿圈、第二行星架、第三太阳轮、第三行星轮、第三齿圈和第三行星架,所述第二太阳轮通过所述动力断开装置和所述电机组件连接，所述第二太阳轮和第二行星轮啮合连接，第二行星轮和第二行星架固定连接，所述第二行星架和第三太阳轮固定连接，所述第三太阳轮和第三行星轮啮合连接，所述第三行星架和螺伞小齿轮固定连接，所述第二齿圈和第二行星轮啮合连接，所述第三齿圈和第三行星轮啮合连接。

在某些实施方式中，所述行星传动装置为第二复合行星轮系PG3，所述第二复合行星轮系PG3包括第四太阳轮、第四行星轮、第四齿圈、第四行星架以及第五行星轮，所述第四太阳轮通过所述动力断开装置和电机组件连接，所述第四太阳轮和第四行星轮啮合连接，所述第四行星架与所述第五行星轮固定连接，所述第五行星轮和第四齿圈啮合连接，所述第四行星架和螺伞小齿轮固定连接。

在某些实施方式中，还包括冷却润滑机械齿轮泵，所述冷却润滑机械齿轮泵和所述换向装置异轴布置或同轴设置。

第二方面，本发明还提供汽车电驱动力集成装置，包括飞行电驱机翼动力传动装置，所述飞行电驱机翼动力传动装置包括权利要求-任一所述的汽车电驱传动系统和螺旋桨，所述螺旋桨与所述汽车电驱传动系统的齿轮传递组件的输出端连接。

第三方面，本发明还提供飞行电驱汽车，包括权利要求所述汽车电驱动力集成装置和飞行电驱汽车本体，汽车电驱动力集成装置还包括飞行电驱机翼，所述飞行电驱机翼固定设置在飞行电驱汽车本体上，所述飞行电驱机翼包括飞行电驱机翼动力传动装置和飞行电驱机翼翼梁，所述飞行电驱机翼动力传动装置通过所述飞行电驱机翼翼梁连接至所述飞行电驱汽车本体。

本发明的有益效果：

本发明采用电机组件和齿轮传递组件和换向装置，电机组件将电机动力传输至轮传递组件，齿轮传递组件包括行星传动装置和动力断开装置，电机组件用于将动力传输至行星传动装置，行星传动装置和换向装置连接用于将传动的动力实现度换向，动力断开装置在电驱传动系统存在故障时，断开电机组件和行星传动装置的连接。由此，本申请基于飞行车辆的功能要求，通过行星轮系的同轴布置，采用了T型双侧冗余布置的方式，优化行星系统减速比，来实现换向装置的体积和重量的最小化，从而带来系统最优化的尺寸和重量，在能有效降低在系统的布置复杂度的前提下，故障状态下断开，也保证系统可靠性，满足飞行车辆在不同工况下的要求，实现垂直起降。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的飞行电驱汽车的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的汽车电驱传动系统的结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的汽车电驱传动系统的另一实施例的结构示意图；

图4是本发明一实施例提供的汽车电驱传动系统的另一实施例的结构示意图。

附图标记：

2：飞行电驱车辆本体；3：飞行电驱机翼；3a：飞行电驱机翼动力传动装置；3b：飞行电驱机翼翼梁；4：电驱传动系统；5：齿轮传递组件；6：电机组件；6a：电机定子；6b：电机转子；7：螺旋桨；8：行星轮系PG1

8a：行星轮系PG1第一太阳轮；8b：行星轮系PG1第一行星轮；8c：行星轮系PG1第一齿圈；8x：行星轮系PG1第一行星架；9：换向装置；9a：螺伞小齿轮；9b：螺伞大齿轮；10：动力断开装置；11、同轴机械齿轮泵

12：复合行星轮系PG2；12a1：复合行星轮系PG2第二太阳轮；12a2：复合行星轮系PG2第三太阳轮；12b1：复合行星轮系PG2第二行星轮；12b2：复合行星轮系PG2第三行星轮；12c1：复合行星轮系PG2第二齿圈；12c2：复合行星轮系PG2第三齿圈；12x1：复合行星轮系PG2第二行星架；12x2：复合行星轮系PG2第三行星架；13：复合行星轮系PG3；13a：复合行星轮系PG3太阳轮；13b：复合行星轮系PG3第四行星轮；13c：复合行星轮系PG3第四齿圈；13d：复合行星轮系PG3第五行星轮；13x：复合行星轮系PG3第四行星架；14：异轴机械齿轮泵传递轮系；14a：异轴机械齿轮泵驱动齿轮；14b：异轴机械齿轮泵从动齿轮；15：异轴机械齿轮泵；17：电机控制装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示，本发明提供汽车电驱传动系统，包括电机组件6和齿轮传递组件5和换向装置9，电机组件6用于将电机动力传输至轮传递组件5，齿轮传递组件5包括行星传动装置和动力断开装置10，电机组件6用于将动力传输至行星传动装置，行星传动装置和换向装置9连接，用于将传动的动力实现90度换向，动力断开装置10用于在汽车电驱传动系统存在故障时，断开电机组件6和行星传动装置的连接。

其中，换向装置9包括螺伞大齿轮9b和两个螺伞小齿轮9a，螺伞大齿轮9b的两侧对称均啮合连接螺伞小齿轮9a，螺伞小齿轮9a和行星传动装置8连接。

优选地，电机组件6和齿轮传递组件5以换向装置9对称中心进行对称设置。采用T型双侧冗余的布置方案，在车辆折叠或者运行状态，电驱传动系统保持水平状态。

如图2所示，第一种实现方式:行星传动装置为行星轮系PG1，行星轮系PG1包括第一太阳轮8a、第一行星轮8b、第一齿圈8c和第一行星架8x,第一太阳轮8a和第一行星轮8b啮合连接，第一齿圈8c固定设置在汽车电驱传动系统的壳体，第一行星架8x连接到换向装置9的螺伞小齿轮9a。

如图3所示，第二种实现方式:行星传动装置为第一复合行星轮系PG1,第一复合行星轮系PG2包括第二太阳轮12a1、第二行星轮12b1、第二齿圈12c1、第二行星架12x1、第三太阳轮12a2、第三行星轮12b2、第三齿圈12c2和第三行星架12x2,第二太阳轮12a1通过动力断开装置10和电机组件6连接，第二太阳轮12a1和第二行星轮12b1啮合连接，第二行星轮12b1和第二行星架12x1固定连接，第二行星架12x1和第三太阳轮12a2固定连接，第三太阳轮12a2和第三行星轮12b2啮合连接，第三行星架12x2和螺伞小齿轮9a固定连接。第二齿圈12c1和第二行星轮12b1啮合连接，第三齿圈12c2和第三行星轮12b2啮合连接。

如图4所示，第三种实现方式:行星传动装置为第二复合行星轮系PG3，第二复合行星轮系PG313包括第四太阳轮13a、第四行星轮13b、第四齿圈13c、第四行星架13x以及第五行星轮13d，第四太阳轮13a通过动力断开装置10和电机组件6连接，第四太阳轮13a和第四行星轮13b啮合连接，第四行星架13x与第五行星轮固定连接，第五行星轮13d和第四齿圈13c啮合连接，第四行星架13x和螺伞小齿轮9a固定连接。

本发明提供地汽车电驱传动系统还包括冷却润滑机械齿轮泵，冷却润滑机械齿轮泵和换向装置9异轴布置或同轴设置。由此，优化包络尺寸和重量，实现飞行车辆的可靠性和冷却润滑性能。

本发明还提供汽车电驱动力集成装置，包括飞行电驱机翼动力传动装置3a，飞行电驱机翼动力传动装置3a包括上述的汽车电驱传动系统4和螺旋桨7，螺旋桨7与汽车电驱传动系统4的齿轮传递组件5的输出端连接。

本发明还提供的飞行电驱汽车，包括上述汽车电驱动力集成装置和飞行电驱汽车本体2，汽车电驱动力集成装置还包括飞行电驱机翼3，飞行电驱机翼3固定设置在飞行电驱汽车本体2上，飞行电驱机翼3包括飞行电驱机翼动力传动装置3a和飞行电驱机翼翼梁3b，飞行电驱机翼动力传动装置3a通过飞行电驱机翼翼梁3b连接至飞行电驱汽车本体2。

实施例1

本发明一实施例提供的汽车电驱动力集成装置，包括：汽车电驱传动系统4、螺旋桨7以及汽车电驱传动系统4的壳体，汽车电驱传动系统4固定集成在飞行电驱机翼3上，飞行电驱机翼3包括飞行电驱机翼动力传动装置3a和飞行电驱机翼翼梁3b；电驱传动系统包括电机组件6、齿轮传递组件5、换向装置9以及冷却润滑机械齿轮泵，齿轮传递组件5的输出端与螺旋桨7连接，飞行电驱机翼翼梁3b设置在飞行电驱机翼3上，飞行电驱机翼3则固定在飞行电驱车辆本体上；

电机组件6包括高度集成的特殊短端部绕组电机转子，通过高压电缆和独立的电控组件电连接，其转子通过花键或者键等方式和齿轮传递传递组件5连接，每个电机组件还连接有电机控制装置，如图所示PCU1和PCU2均指代电机控制装置，具体地，电机组件6和齿轮传递组件5之间可以采用动力断开装置进行连接，比如自由轮、离合器或者其他类似的动力断开装置，由此，在汽车电驱动力集成装置的驱动系统存在故障时，可以进行断开，保证电驱动车辆安全降落。

而齿轮传递组件5和换向装置9连接，由此动力可以进行90°换向传递，从而实现在机翼打开状态下进行垂直起降。

进一步地，包括冷却润滑机械齿轮泵，冷却润滑机械齿轮泵可以和飞行电驱机翼动力传动装置3a的齿轮传递组件5同轴布置，也可以和换向装置9实现异轴布置，从而实现整体系统组件的冷却润滑，保证系统可靠运转.相对应的，为保证系统可靠性，该系统的电机组件、齿轮传递组件在换向装置的两侧同时布置，增加系统冗余，实现系统可靠性。

实施例2

在实施例1和2的基础上，提供飞行电驱汽车，飞行电驱汽车包括上述汽车电驱动力集成装置和飞行电驱汽车本体2，汽车电驱动力集成装置还包括飞行电驱机翼3，飞行电驱机翼3固定设置在飞行电驱汽车本体2上，飞行电驱机翼3包括飞行电驱机翼动力传动装置3a和飞行电驱机翼翼梁3b，飞行电驱机翼动力传动装置3a通过飞行电驱机翼翼梁3b连接至飞行电驱汽车本体2。

如图2所示，本实施进一步对电驱传动系统4进行阐述，行星传动装置为行星轮系PG1，其中一种实现方式是：电机组件6，其通过电控组件提供的电力，实现电机定子6a和转子6b的磁力运转，电子定子与电机控制装置连接，电子转子和齿轮传递组件5连接，由此，使电机组件6带动与其连接的齿轮传递组件5和换向装置9的运转，从而带动螺旋桨7转动；其中，电机转子和动力断开装置10的内圈连接，动力断开装置10的外圈和行星轮系PG1的太阳轮连接，行星轮系PG1包括第一太阳轮8a、第一行星轮8b、第一齿圈8c和第一行星架8x，第一太阳轮8a和行星轮系PG1的第一行星轮8b的啮合连接，由此实现行星轮系PG1的行星架8x的转动，行星轮系PG1的第一齿圈8c固定在汽车电驱传动系统的壳体上，而行星轮系PG1的第一行星架8x通过键或者其他形式连接到换向装置9的螺伞小齿轮9a上，螺伞小齿轮9a和螺伞大齿轮9b啮合连接，由此，可以实现系统的动力90°换向，从而在机翼展开的情况下，螺旋桨7能够平行于地面，实现动力由平行到垂直的传递。

如图所示，在本实施例中，冷却润滑机械齿轮泵采用同轴机械齿轮泵11，同轴机械齿轮泵11与齿轮传递组件5同轴布置，并连接至螺伞小齿轮9a。

此外，为保证系统可靠性，在螺伞大齿轮9b的另外一侧，同轴布置有相同的电机组件6和齿轮传递组件5，其中机械齿轮泵和齿轮传递组件5同轴布置或者和螺伞大齿轮9b异轴布置，实现在运行过程中，电机组件6和齿轮传递组件5、换向装置9的正常运转。

实施例3

在实施例1和2的基础上，提供飞行电驱汽车，飞行电驱汽车包括上述汽车电驱动力集成装置和飞行电驱汽车本体2，汽车电驱动力集成装置还包括飞行电驱机翼3，飞行电驱机翼3固定设置在飞行电驱汽车本体2上，飞行电驱机翼3包括飞行电驱机翼动力传动装置3a和飞行电驱机翼翼梁3b，飞行电驱机翼动力传动装置3a通过飞行电驱机翼翼梁3b连接至飞行电驱汽车本体2。

如图3所示，本实施进一步对电驱传动系统4进行阐述，行星传动装置为复合行星轮系PG2，如图所示，将实施例2中的行星轮系PG1替换为复合行星轮系PG2，复合行星轮系PG2与动力断开装置、电机组件的具体连接为：复合行星轮系PG2的第二太阳轮通过可选的动力断开装置和电机组件电机转子连接，对应的复合行星轮系PG2的第二太阳轮12a1和复合行星轮系PG2的第二行星轮12b1啮合连接，对应的，复合行星轮系PG2的第二行星轮12b1通过复合行星轮系PG2的第二行星架12x1固定，复合行星轮系PG2的第二行星架12x1和复合行星轮系PG2的第三太阳轮12a2固联，复合行星轮系PG2的第三太阳轮12a2和复合行星轮系PG2的第三行星轮12b2啮合连接，通过复合行星轮系PG2的第三行星架12x2和螺伞小齿轮9a固定连接，实现动力输出，其中复合行星轮系PG2第二齿圈12c1和复合行星轮系PG2第三齿圈12c2分别和复合行星轮系PG2第二行星轮12b1和复合行星轮系PG2第三行星轮12b2啮合连接，而复合行星轮系PG2的第二齿圈12c1和复合行星轮系PG2的第三齿圈12c2为一体化设计，固定连接在电驱传动系统4的壳体上。

进一步地，如图3所示，在本实施例中，冷却润滑机械齿轮泵采用异轴机械齿轮泵传递轮系14，异轴机械齿轮泵传递轮系14包括异轴机械齿轮泵驱动齿轮14a和异轴机械齿轮泵从动齿轮14b，异轴机械齿轮泵驱动齿轮14a和螺伞大齿轮9b啮合连接，螺伞大齿轮9b的另一端和异轴机械齿轮泵从动齿轮14b，异轴机械齿轮泵从动齿轮14b和异轴机械齿轮泵啮合。

本实施例通过复合行星轮系PG3替换行星轮系PG1,从而降低齿轮传递组件的重量和轴向及径向，提升减速比，有效的减小换向装置的速比，带来换向装置体积和重量的降低。

实施例4

在实施例1和2的基础上，提供飞行电驱汽车，飞行电驱汽车包括上述汽车电驱动力集成装置和飞行电驱汽车本体2，汽车电驱动力集成装置还包括飞行电驱机翼3，飞行电驱机翼3固定设置在飞行电驱汽车本体2上，飞行电驱机翼3包括飞行电驱机翼动力传动装置3a和飞行电驱机翼翼梁3b，飞行电驱机翼动力传动装置3a通过飞行电驱机翼翼梁3b连接至飞行电驱汽车本体2。

本实施进一步对电驱传动系统4进行阐述，行星传动装置为复合行星轮系PG2，如图4所示，采用另一种电驱传动系统，电驱传动系统第三种实现方式是，将实施例2中的行星轮系PG8替换为复合行星轮系PG3。具体连接结构为：复合行星轮系PG3的太阳轮13a通过可选的动力断开装置和电机组件6电机转子连接，复合行星轮系PG3的太阳轮13a和复合行星轮系PG3的第四行星轮13b啮合连接，复合行星轮系PG3的第四行星架13x与复合行星轮系PG3的第五行星轮13d固定连接，由此，实现动力由电机组件6到复合行星轮系PG3的行星架13x的传递。

而复合行星轮系PG3的第五行星轮13d和复合行星轮系PG3的第四齿圈13c啮合连接，复合行星轮系PG3的第四齿圈13c固定连接到汽车电驱传动系统4的壳体上，复合行星轮系PG3的第四行星架13x和螺伞小齿轮9a固定连接，由此，实现动力传递输出，相对应地，复合行星轮系PG3在螺伞大齿轮9b另外一侧同样对称布置。

本实施例中，本发明通过复合行星轮系PG3替换行星轮系PG1,从而降低齿轮传递组件5的重量和轴向及径向，提升减速比，有效的减小换向装置的速比，带来换向装置体积和重量的降低。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”，不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，且针对同一保护主体的不同实施例中的不同技术特征可以任意组合；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。