拆卸电机的机器(Lucid motors主动铁芯电机的可拆卸差动器专利介绍)

Posted 2023-05-27

篇首语：做一个决定，并不难，难的是付诸行动，并且坚持到底。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了拆卸电机的机器(Lucid motors主动铁芯电机的可拆卸差动器专利介绍)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

拆卸电机的机器(Lucid motors主动铁芯电机的可拆卸差动器专利介绍)

昨日，在某视频中偶见Lucid motors的实物剖视图，发到“电动新视界”的群聊中，引起了专家们极大兴趣，进行了热烈的讨论和解读。

转子铁芯中集成差速器的设计令人耳目一新，超高的空间利用率令人叹服。同时，先差速再减速的设置也是行业罕见，一切都是如此新奇。在此结构中，其差速器（下文称：差动器）申请了专利，让我们一同从专利中找找大师们的设计思路和理念，用以指导我们自身的创新路径和技术路线。

Lucid Air三合一系统剖视图

专利名称：REMOVABLE DIFFERENTIAL FOR AN ACTIVE CORE ELECTRIC MOTOR

差动器专利封面图

注意：以下大部分文字内容为机器翻译所得，错漏之处在所难免，为避免误读，深入研究本技术的专业人员，请自行下载专利原文，自行解读。

背景

为了应对由不断上涨的油价和全球变暖的可怕后果所推动的消费者的需求，汽车行业正慢慢开始接受对超低排放、高效汽车的需求。虽然一些业内人士试图通过设计更高效的内燃机来实现这些目标，但另一些人则将混合动力或全电动动力传动系统纳入了他们的汽车系列中。然而，为了满足消费者的期望，汽车汽车行业不仅必须实现更绿色的传动系统，而且必须在保持合理的性能、范围、可靠性、安全性和成本水平时实现。

Lucid Air前驱电机实车布置图

实现低排放、高效汽车的最常见的方法是通过使用混合动力传动系统，其中内燃机(ICE)与一个或多个电动马达结合。虽然混合动力汽车比传统的洲际汽车相比，尽管与普通汽车相比混合动力汽车提供了更好的油耗和更低的车辆排放，排放水平更低，但由于包含内燃机，它们仍然排放有害污染。此外，由于同时包含了内燃机和电动马达(s)及其附带的电池组，混合动力汽车的动力传动系统通常比传统的基于内燃机的汽车或全电动汽车更复杂，从而增加了成本和重量。因此，一些汽车制造商正在设计只使用电动马达的汽车，从而消除了一个污染源，同时显著降低了传动系统的复杂性。

Lucid Air电驱总成渲染图

虽然已知各种混合动力和全电动汽车，但为了增加乘员、货物和其他车辆部件/配件的可用空间，需要采用适合简化范围的高功率密度动力系统。实现简化动力系统包络的一种方法是使用行星向行星配置将牵引电机与驱动轮轴同轴对齐。在这样的设计中，差速器可以集成在电动机的转子内，这种构造通常被称为主动电芯电机。虽然这种方法允许实现紧凑的动力总成总成，但内部安装的差速器的耐用性和可用性会影响使用这种总成的电动汽车(EV)的性能和可靠性。因此，本发明支持为主动铁芯电机提供耐用、易于接近/维修的差动器组件。

Lucid Air三合一爆炸图

摘要

本发明提供了一种配置用于集成在电动机的空心转子内的齿轮组件。所述齿轮组件包括中空横梁、多个齿轮和多个销。该组件的中空交叉构件包括中心主体部分、中心主体部分内的中心主体通孔，以及从中心主体部分向外延伸的多个中空延伸构件，其中每个中空延伸构件与位于中心位置的通孔流体连通。优选地，中空延伸构件由四个中空延伸构件组成，这些构件均匀地围绕中空横梁的中心主体部分隔开。所述多个齿轮被配置为安装在所述多个中空延伸构件上。多个销中的每一个都配置为在相应的空心延伸单元中滑动，并可在第一撤回位置和第二延伸位置之间定位。当销延伸时，每个销的第一端部分位于中空转子中的相应孔内，并且位于中央的通孔与转子轴同轴对齐。当销被收回时，空心横梁可以不受阻碍地进入空心转子。插件构件可配置成当每个销处于第二延伸位置时安装在中心体通孔内。塞构件可以包括通孔，并且当塞构件安装在中空交叉构件的中心主体部分的中心主体通孔内时，塞构件通孔可以与转子轴同轴对准。

差动器主结构示意图

在一个方面，每个销的第二端部分向内指向空心横梁的中心体部分的中心体通过孔，可以呈锥形。

在另一方面，齿轮组件可包括多个弹簧构件（例如，斜角弹簧）。这些弹簧构件插入在每个齿轮和空心横梁的中心主体部分的相应面之间。

在另一方面，齿轮组件可包括多个垫圈（例如，摩擦垫圈），每个垫圈都安装到相应的中空延伸构件的端部。因此，当齿轮安装到中空横梁上时，每个齿轮插入在一个垫圈和中空横梁的中心主体部分之间。每个中空延伸构件的端部可包括至少一个反转片，适合在对应垫片上的互补特征内，该反转片防止垫片旋转。

对本发明的性质和优点的进一步理解可以通过参考规范的其余部分和图纸的其余部分来实现。

Lucid Air后驱双电机系统

对图纸的简要说明

应该理解的是，所附的数字只是为了说明，而不是限制，本发明的范围，而不应被认为是按比例计算的。此外，应该理解不同图形上的相同参考标签，以参考相同的组件或类似功能的组件。

图1提供了包含本发明的差分总成的动力系统总成的横截面图；

图2提供了安装在空心转子轴内的本发明的差速器齿轮总成的详细横截面图；

图3提供了在图2中所示的组件的透视横截面图；

图4提供了图1-3中所示的差速器齿轮总成的一部分的透视前视图。这个视图只显示了两个齿轮和三个径向销的位置；

图5提供了图1-3中所示的差速器总成的一部分的透视后视图。这个视图只显示了两个齿轮和三个径向销的位置；

图6提供了图5所示的组件的横截面图，其中该视图与图2所示的横截面图正交；

图7提供了包含图1-6所示差速齿轮总成的透视截面图。这个视图显示所有四个齿轮都已到位，所有四个径向销都已被移除。

对具体实施例的描述

图1提供了动力系统总成100的横截面图，该总成101包含在空心转子轴103中，其中差动齿轮组件101是根据本发明设计的。利用主动芯结构，动力总成100使行星总成105、差异齿轮总成101和行星总成107同轴对齐，从而产生相对短宽度109的动力总成，其中在两个恒速(即CV)接头壳体构件的底表面111之间测量宽度109。

虽然本发明不要求，但在图示的组件中，空心转子轴103直接连接到转子叠层堆栈，从而实现适合于在电动汽车(EV)中使用的高速电动机比例配置。在所示的实施例中，层叠堆由四个层叠包层113A-113D组成。应当理解，本发明并不要求这种层叠堆栈配置。周围转子叠层层为定子115。在此视图中可见的是从定子的两端延伸的定子绕组117。

如下面详细描述的，本发明提供了被配置为安装在电机的转子内的可拆卸差动齿轮组件101。输出驱动轴119使用齿轮121连接到差速器组件101。

图2提供了安装在转子轴103内的不同齿轮组件101的详细横剖面图。图3提供了图2图4和图5中所示的组件的透视截面图，分别提供了齿轮组件101的一部分的特殊前后视图，这些视图仅显示了两个齿轮和三个径向销。图6是在图5中所示的组件的横截面图。请注意，图6所示的截面图与图2所示的截面图正交。图7提供了所有四个齿轮都到位且所有四个径向销都被拆除的组件101的透视截面图。

组件101的主要部件是一个中空的十字构件601，在图6和7中能最清晰的看到。横梁601的中心主体包括一个通孔603。优选地通孔603为圆柱形，并且更优选地通孔603为圆柱形并且与转子轴201同轴，如图所示。在优选实施例中，具有与通孔603的互补形状的插塞203被配置为适合在横梁601的通孔603内，优选插塞203包括通孔205。通孔205优选与转子轴201以及插头203的圆柱轴同轴，允许流体容易地从差速器组件的一侧流动到另一侧，例如在输出驱动轴119之间。通常，可适应的齿轮油通过通孔205，该油润滑差速器总成以及动力总成内的其他部件。

从横梁601的本体向外延伸的是多个中空延伸部件207。每个中空延伸部207内的通孔605延伸到横梁601的中心孔603中，并与之流体连通。选择每个横梁的扩展207的长度607，以确保横梁601在差分集成期间能够不受阻碍地滑入空心转子103中。在优选实施例中，有四个围绕交叉构件601的主体均匀间隔的交叉构件延伸部件207。然而，应该理解由发明者所设想的其他配置。例如，该组件可以利用三个围绕交叉构件601的本体均匀间隔的中空延伸部207。类似地，组件可以利用不均匀的间距，例如间距为89度、91度、89度、91度和91度的四种中空延伸部207。

在将横梁安装到转子轴103中之前，齿轮209和齿轮轴承617被安装在每个横梁延伸部件207上。最好是齿轮209在尺寸、形状和齿数上都是相同的。如图所示，齿轮209被选择为在相邻齿轮之间有一个空间609，从而确保齿轮在操作期间不相互干扰。在优选实施例中，在齿轮装配之后的每个横梁延伸部207的末端放置一个垫圈（例如，摩擦垫圈）611。从每个横梁延伸部207的端面延伸的片613安装在垫圈611的互补开口614内，从而防止垫圈611旋转。在至少一个实施例中，弹簧构件211(例如，斜角弹簧或衬套)被放置在每个齿轮209和横梁601的对应面616之间。

四个销213将差动器组件固定在空心转子轴103的内部。如图所示，销213适合在横梁延伸部件207内，在横梁和转子中相应的通孔215之间延伸。因此，横梁组件被锁定在转子内。优选地，每个销213的端部615呈锥形，从而简化了装配和拆卸过程。

可以理解，有多种方法可以将差速器组件插入到转子中，然后将其锁定到位。在一种方法中，在将齿轮209和轴承617安装到交叉构件延伸207上（有或没有弹簧构件211，取决于配置比例）之后，销213被放置在交叉构件延伸207内。然后，安装垫圈611。在可装配的这个阶段，插塞203不位于横梁孔603内，从而允许销213完全插入构件601中。当完全插入时，销213的端部不超出延伸部207的端面。在这种状态下，差速器组件可以被插入到空心转子轴103中。一旦差速器组件插入转子103，销213与转子中相应的通孔215对齐。一旦对准，销213被向外推到转子通孔215中。专用工具可以插入横梁通孔603中，使销213被向外推到相应的转子通孔215中。示例性工具呈圆柱形，前端呈锥形，配置为向外轻轻推动销。交替地，插头203可用于迫使销向外进入转子通孔215。销213可以在转子通孔215内进行摩擦配合。或者，优选地，一旦销213完全插入通孔215，插塞203插入横梁通孔603，从而将销213锁定到位。如果叠层堆栈或其他组件已经安装在转子轴上，则这是首选的装配技术。

在组装差动器-转子组件的替代方法中，在将弹簧构件211（如果使用）、齿轮209、轴承617和垫圈611安装到横梁延伸部207上后，横梁601位于转子轴103内。在装配的这个阶段，销213尚未被插入到横梁中。优选地，插塞203已经插入横梁通孔603中，尽管在销被正确地定位在横梁内后，它也可以插入通孔603中。一旦交叉构件601正确地定位在转子中，使得延伸延伸孔605与转子延伸孔215对齐，销213就被推动穿过转子延伸孔215并进入交叉构件延伸部207中。如前所述，如果插头203之前没有插入横梁通过孔603，优选在装配过程中在此时插入。一旦销被正确定位，叠层堆或其他组件被安装在转子轴上，从而防止销掉出组件。

虽然不需要，但在本发明的至少一个实施例中，每个销213的端部615包括如图2和3所示的小孔217。孔径217允许使用工具容易地将销收回到横梁601中，而无需去除叠层或其他组件。从转子中开始。因此，如果差速器组件需要维护，它可以从转子上拆卸，而不完全拆卸转子组件。