CN103660914A - 电动车轮 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆领域，特别是一种电动车轮，包括轮辋、环形电磁转子和弧形电磁定子，所述环形电磁转子设置在所述轮辋上，所述弧形电磁定子与所述环形电磁转子电磁配合设置，所述轮辋与轮毂固连。本发明结构简单、生产成本低、易于加工。

Description

电动车轮
技术领域
本发明涉及车辆领域，特别是一种电动车轮。
背景技术
电动车辆（包括电动自行车、电动摩托车和电动汽车）的应用日益广泛，然而所有这些车辆中要么由电动机经传动机构驱动车轮行走，要么用电动机的转子直接或经减速机构驱动车轮旋转；例如将电动机的轴当做定子，壳体作为转子驱动车轮旋转。这种方式体积大、重量大，而且在很多情况下会给车辆的布置带来许多困难，因此需要发明一种结构更为简单的用电力驱动车轮的机构。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提出的技术方案如下：
方案1：一种电动车轮，包括轮辋、环形电磁转子和弧形电磁定子，所述环形电磁转子设置在所述轮辋上，所述弧形电磁定子与所述环形电磁转子电磁配合设置，所述轮辋与轮毂固连。
方案2：一种电动车轮，包括轮辋、环形电磁转子和弧形电磁定子，所述环形电磁转子设置在所述轮辋上，所述轮辋与无辐轮毂配合设置。
方案3：一种电动车轮，包括轮辋、环形电磁转子和弧形电磁定子，所述环形电磁转子设置在所述轮辋上，所述弧形电磁定子与所述环形电磁转子电磁承载设置。
方案4：在方案1至方案3任一方案的基础上，所述环形电磁转子设为永磁环形电磁转子。
方案5：在方案1至方案3任一方案的基础上，所述环形电磁转子设为励磁环形电磁转子。
方案6：在方案1至方案3任一方案的基础上，所述环形电磁转子设为电感环形电磁转子。
方案7：在方案1至方案3任一方案的基础上，所述弧形电磁定子设为永磁弧形电磁定子。
方案8：在方案1至方案3任一方案的基础上，所述弧形电磁定子设为励磁弧形电磁定子。
方案9：在方案1至方案3任一方案的基础上，所述弧形电磁定子设为电感弧形电磁定子。
方案10：在方案1至方案9中任一方案的基础上，所述环形电磁转子和所述轮辋一体化设置。
方案11：在方案1至方案9中任一方案的基础上，所述环形电磁转子套装设置在所述轮辋外。
方案12：在方案1至方案9中任一方案的基础上，所述环形电磁转子套装设置在所述轮辋外，并置于与所述轮辋配合设置的轮胎内。
本发明的原理是：向所述环形电磁转子和所述弧形电磁定子的至少一个部件内输入电力，使两者之间产生旋转磁力作用，犹如电动机的定子和转子，驱动所述环形电磁转子转动，所述环形电磁转子带动所述轮辋旋转形成车轮驱动力。
本发明中，“所述环形电磁转子设置在所述轮辋上”是指所述环形电磁转子固定设置在所述轮辋上。
本发明中，所谓的“电磁转子”是指具有电磁作用的，在交变磁场（例如转动磁场和旋转磁场）或自身产生的交变磁场的电磁力作用下能够发生转动对外输出动力的旋转部件。
本发明中，所谓的“环形电磁转子”是指在360度圆心角上均具有电磁作用的电磁转子。
本发明中，所谓的“电感环形电磁转子”是指由闭合线圈（类似于鼠笼电机的鼠笼）构成的不与电源连通的、仅通过电磁感应产生磁力作用的电磁转子。
本发明中，所谓的“电磁定子”是指具有电磁作用的，在自身产生的交变磁场或电磁转子产生的交变磁场（例如转动磁场和旋转磁场）作用下能迫使电磁转子旋转并对外做功的固定部件。
本发明中，所谓的“交变磁场”是指在电的作用下产生的极性变化的磁场，包括N极S极交变的磁场，在这种情况下，需要所述环形电磁转子具有初始旋转速度；还包括转动磁场（所述转动磁场是指在多个磁极作用下磁场形成定向转动的磁场）和旋转磁场（所述旋转磁场是指在多个磁极作用下磁场形成定向旋转的磁场），在这里所谓的“转动磁场”是指在小于360°圆心角内磁场发生转动并周而复始循环进行的磁场，这种磁场仍然可以使所述环形电磁转子连续不断的旋转，所谓的“旋转磁场”是指连续不断旋转的磁场；本发明中，所述交变磁场的产生是由电力形成的。
本发明中，所述弧形电磁定子与车架固连。
本发明中，所述环形电磁转子与所述轮辋固连。
本发明中，所述弧形电磁定子和所述环形电磁转子中至少一个部件与电源连通且为电源的负载。
本发明中，所谓的“弧形电磁定子”是指在小于360度圆心角的范围内具有电磁作用的电磁定子。
本发明中，所谓的“电感弧形电磁定子” 是指由闭合线圈（类似于鼠笼电机的鼠笼）构成的不与电源连通的、仅通过电磁感应产生磁力作用的电磁定子。
本发明所公开的所述电动车轮的电源可以是直流电也可以交流电，还可以经变频器调节频率。
本发明中应根据公知技术，当所述环形电磁转子和所述弧形电磁定子中的一件的工作模式确定后，决定另一件的工作模式。例如当所述环形电磁转子采用闭合电感线圈（类似于鼠笼电机的鼠笼）时，所述弧形电磁定子就应选择能够产生旋转磁场的工作模式。
本发明中，任何导磁、导电材料均可使用，但应当根据公知技术选择导磁性好的导磁体和导电性好的导电体，例如选择导磁性好的硅钢片、锰锌铁氧体、镍锌铁氧体或非晶合金作为导磁体，利用铜或铝作为导电体。
本发明中，所述环形电磁转子可以设置在所述轮辋的侧面上。
本发明中，所述环形电磁转子可以套装设置在所述轮辋的内部。
本发明中，所述环形电磁转子可以套装设置在所述轮辋的外部。
本发明中，应根据所述环形电磁转子和所述轮辋的位置关系调整所述弧形电磁定子的设置位置，尽可能得使所述环形电磁转子和所述弧形电磁定子之间的磁力作用更有效。
本发明中，所谓的“电磁配合设置”是指两个部件之间不接触但应尽可能的使两者之间的磁力作用更有效，即相当于电动机的定子和转子之间的设置关系。
本发明中，所谓的“所述弧形电磁定子与所述环形电磁转子电磁承载设置”是指所述弧形电磁定子与所述环形电磁转子之间既要形成驱动力，又要形成承载力，所述弧形电磁定子相当于磁悬浮列车与车体固连的电磁驱动件，所述环形电磁转子相当于磁悬浮列车的轨道电磁驱动件。
本发明中，在所述弧形电磁定子设为所述永磁弧形电磁定子或设为所述励磁弧形电磁定子的结构中，当需要电动车轮减速时，可以利用电动车轮旋转产生的磁力作用使所述电动车轮对外发电，通过调整所述电动车轮对外供电的负载可以使所述电动车轮形成刹车作用，从而回收刹车能量，例如，将所述电动车轮对外供电存入蓄电池，从而降低所述电动车轮行驶过程中的耗电量。
本发明中，应根据车辆领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或***。
本发明的有益效果如下：
本发明的所述电动车轮结构简单、生产成本低、易于加工制造。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是图1在A-A方向上的剖面图；
图3是本发明实施例2的结构示意图；
图4是图3在A-A方向上的剖面图；
图5是本发明实施例3的结构示意图；
图6是图5在A-A方向上的剖面图；
图7是本发明实施例4的结构示意图；
图8是图7在A-A方向上的剖面图；
图9是本发明实施例5的转子和定子部分的结构示意图，
图中：
1轮辋、2环形电磁转子、21永磁环形电磁转子、23电感环形电磁转子、3弧形电磁定子、33励磁弧形电磁定子、4轮毂、41无辐轮毂。
具体实施方式
实施例1
如图1、图2所示的电动车轮，包括轮辋1、环形电磁转子2和弧形电磁定子3，所述环形电磁转子2设置在所述轮辋1上，所述弧形电磁定子3与所述环形电磁转子2电磁配合设置，所述轮辋1与轮毂4固连。
本实施例中，当所述环形电磁转子2设为励磁环形电磁转子时，所述弧线电磁定子3可选择地设为励磁弧形电磁定子、永磁弧形电磁定子或设为电感弧形电磁定子，当所述弧形电磁定子3设为励磁弧形电磁定子时，所述环形电磁转子2可选择地设为励磁环形电磁转子、永磁环形电磁转子21或设为电感环形电磁转子。
实施例2
如图3、图4所示的电动车轮，包括轮辋1、环形电磁转子2和弧形电磁定子3，所述环形电磁转子2设置在所述轮辋1上，所述弧形电磁定子3与所述环形电磁转子2电磁配合设置，所述轮辋1与无辐轮毂41配合设置。
本实施例中，当所述环形电磁转子2设为励磁环形电磁转子时，所述弧形电磁定子3可选择地设为励磁弧形电磁定子、永磁弧形电磁定子或设为电感弧形电磁定子，当所述弧形电磁定子3设为励磁弧形电磁定子，所述环形电磁转子2可选择地设为励磁环形电磁转子、永磁环形电磁转子21或设为电感环形电磁转子。
本实施例中，所述无辐轮毂41采用一个通过滚珠和所述轮辋1配合的环形结构，作为可以变换的实施方式，其可以采用任何其他不设置辐板、辐条等轮辐（即无辐）的结构，不影响不发明目的的实现。
实施例3
如图5、图6所示的电动车轮，其与实施例1的区别在于：所述环形电磁转子2设为电感环形电磁转子23，所述弧形电磁定子3设为励磁弧形电磁定子33。
实施例4
如图7、图8所示的电动车轮，包括轮辋1、环形电磁转子2和弧形电磁定子3，所述环形电磁转子2设置在所述轮辋上，所述弧形电磁定子3与所述环形电磁转子2电磁承载设置。
本实施例中，当所述环形电磁转子2设为励磁环形电磁转子时，所述弧形电磁定子3可选择地设为励磁弧形电磁定子、永磁弧形电磁定子或设为电感弧形电磁定子，当所述弧形电磁定子3设为励磁弧形电磁定子，所述环形电磁转子可选择地设为励磁环形电磁转子、永磁环形电磁转子或设为电感环形电磁转子。
实施例5
一种电动车轮，其与实施例1的区别在于：
如图9所示，所述环形电磁转子2设为永磁环形电磁转子21，所述弧形电磁定子3设为励磁弧形电磁定子33。
本发明的所有实施方式中，都可选择性地参照实施例3或实施例5设置所述弧形电磁定子3和所述环形电磁转子2。
本发明的所有实施方式中，均所述环形电磁转子2套装设置在所述轮辋1的内侧，可变换地，所述环形电磁转子2可以改为套装设置在所述轮辋1外，或者，所述环形电磁转子2改为套装设置在所述轮辋1外，并置于与所述轮辋1配合设置的轮胎内。
本发明的所有实施方式中，都可选择地使所述环形电磁转子2和所述轮辋1一体化设置。
显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。 

Claims (10)

1.一种电动车轮，包括轮辋（1）、环形电磁转子（2）和弧形电磁定子（3），其特征在于：所述环形电磁转子（2）设置在所述轮辋（1）上，所述弧形电磁定子（3）与所述环形电磁转子（2）电磁配合设置，所述轮辋（1）与轮毂（4）固连。
2.一种电动车轮，包括轮辋（1）、环形电磁转子（2）和弧形电磁定子（3），其特征在于：所述环形电磁转子（2）设置在所述轮辋（1）上，所述弧形电磁定子（3）与所述环形电磁转子（2）电磁配合设置，所述轮辋（1）与无辐轮毂（41）配合设置。
3.一种电动车轮，包括轮辋（1）、环形电磁转子（2）和弧形电磁定子（3），其特征在于：所述环形电磁转子（2）设置在所述轮辋（1）上，所述弧形电磁定子（3）与所述环形电磁转子（2）电磁承载设置。
4.如权利要求1至3任一项所述电动车轮，其特征在于：所述环形电磁转子（2）设为永磁环形电磁转子。
5.如权利要求1至3任一项所述电动车轮，其特征在于：所述环形电磁转子（2）设为励磁环形电磁转子。
6.如权利要求1至3任一项所述电动车轮，其特征在于：所述环形电磁转子（2）设为电感环形电磁转子（23）。
7.如权利要求1至3任一项所述电动车轮，其特征在于：所述弧形电磁定子（3）设为永磁弧形电磁定子。
8.如权利要求1至3任一项所述电动车轮，其特征在于：所述弧形电磁定子（3）设为励磁弧形电磁定子。
9.如权利要求1至3任一项所述电动车轮，其特征在于：所述弧形电磁定子（3）设为电感弧形电磁定子（33）。
10.如权利要求1至3任一项所述电动车轮，其特征在于：所述环形电磁转子（2）和所述轮辋（1）一体化设置。
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