前言

作为市面上量产的同轴方案之一，采埃孚ZF 的同轴减速器不同于舍弗勒的双联行星轮方案，而是比较巧妙的差减一体方案，也就是说没有专门的差速器结构，而是融入了行星轮系之中，这也是Indi名字的由来（integrated differential gearbox），这篇文章就来研究一下这款减速器。

根据新闻稿，该款减速器已经于2025年在国内量产。以下是2025年12月的新闻。

“全球首台基于行星齿轮技术方案的Indi同轴减速器产品，近日在采埃孚杭州工厂正式下线并实现批量交付。这一创新产品将搭载于中国头部汽车制造商的主流中高端电动车型（搭载在吉利汽车），该车型首批车辆即将投放市场。此次批量交付不仅标志着采埃孚在电驱动核心部件领域的重要突破，同时也以“德国技术概念+中国自主研发”的创新模式，为采埃孚深化全球电动化战略、巩固亚太市场领先地位注入核心动能。”

新闻稿里提到的主要优点：

• 空间效率提升：相比传统减速器，体积缩减约50%，为电动车底盘布局释放更多设计自由度；
• 重量减轻：重量降低50%，助力整车续航能力提升；
• 传动效率优化：通过减少能量损耗，显著提升车辆动力性能与能效表现。

ZF Indi 减速器的结构

核心结构：双行星排同轴集成 （两级NGW行星排）

整体布局：

输入轴、两级行星齿轮组、左右输出轴完全同轴，取消传统平行轴 / 锥齿轮差速器，实现极致紧凑。

第一级行星排（减速 + 动力分配）：

• 太阳轮 S1：与电机输入轴固连，输入动力。
• 行星轮 P1、行星架 C1：一级减速，将动力传递至第二级。行星架C1直接与左输出半轴连接。
• 齿圈 R1：与第二级太阳轮 S2 刚性连接（关键联动设计）。

第二级行星排（差速 + 输出）

• 太阳轮 S2：与第一级齿圈 R1 固连。
• 行星轮 P2、行星架 C2：固定于减速器壳体（静止）。
• 齿圈 R2：直接连接右输出轴。

动力流：

• 动力经 S1 → P1 → C1（左轴）。
• 同时 S1 → P1 → R1 → S2 → P2 → R2（右轴）。

ZF Indi 减速器的工作原理

这款减速器要实现减速和差速二合一的功能，最！最！最！重要的关系是：

$$\frac{n_{S1}}{n_{R2}} = \frac{1 + \alpha_1 + \alpha_1\alpha_2}{1 + \alpha_2}$$

其中：α1是 一级齿圈齿数R1/ 一级太阳轮S1， α2是二级齿圈齿数R2/二级太阳轮S2.

这个公式是这款减速器设计的圭臬。

如果你想继续深入了解如何从数学推导上得到这个公式，就请继续往下看

速比计算

行星齿轮基本运动关系式

首先，抛出来一个简单行星齿轮机构，就以NGW型为例，其基本运动关系为：

$$n_S + \alpha n_R = (1+\alpha) n_{PC}$$

$$\alpha = \frac{z_R}{z_S}$$

这个公式描述了在行星齿轮机构中，太阳轮、内齿圈与行星架三者之间的转速约束关系。

这个公式的物理意义

该公式可改写为：

$$n_{PC} = \frac{n_S + \alpha n_R}{1+\alpha}$$

从中可以看出：

行星架转速是太阳轮转速与齿圈转速的齿数加权平均。

当 α 较大（齿圈齿数远大于太阳轮）时，行星架转速更接近齿圈转速

当 α 较小时，行星架转速更接近太阳轮转速

ZF Indi 两级减速计算

有了上边的公式，就可以用来分析采埃孚这款减速器了。

ZF这款实际是两级NGW简单行星排的串联，因此可以使用两个NGW行星排的速比计算公式联立进行计算。

第一级：

$$n_{S1} + \alpha_1 n_{R1} = (1+\alpha_1) n_{PC1}$$

第二级：

$$n_{S2} + \alpha_2 n_{R2} = (1+\alpha_2) n_{PC2}$$

二级太阳轮和一级齿圈共转速：

$$n_{R1} = n_{S2}$$

二级行星架固定，转速为0：

$$n_{PC2} = 0$$

另外：

$$\alpha_1 = \frac{z_{R1}}{z_{S1}}, \alpha_2 = \frac{z_{R2}}{z_{S2}}$$

综合以上条件，可以得到：

$$n_{S1} = \frac{1+\alpha_1}{\alpha_1} n_{PC1} - \frac{1}{\alpha_1} n_{S2}$$

物理意义：这个式子本质上是一个转速平衡/分流关系：输入太阳轮转速 $n_{S1}$被分解成了两部分：

一部分通过一级行星架输出$n_{PC1}$，

另一部分通过二级行星排 → 齿圈输出$n_{R2}$

如果要作为减速器使用，那么直行情况左右车轮转速必须得相等，即$n_{PC1}$ = $n_{R2}$。那么齿比关系要满足的必要条件就是：

$$n_{PC1} = n_{R2}$$

最终得到减速器的速比计算公式为：

$$\frac{n_{S1}}{n_{PC1}} = \frac{n_{S1}}{n_{R2}} = \frac{1 + \alpha_1 + \alpha_1\alpha_2}{1 + \alpha_2}$$

结语

以上把ZF INdi减速器的减速原理，以及最重要的速比关系说明白了，还有差速的部分没有讲，这一部分是这款减速器的精华所在，留在下一篇吧！