CN103795181A

CN103795181A - 一种多电机并联的轮毂电机

Info

Publication number: CN103795181A
Application number: CN201410052295.7A
Authority: CN
Inventors: 李仲兴; 王吴杰; 江洪
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2014-02-17
Filing date: 2014-02-17
Publication date: 2014-05-14

Abstract

本发明公开一种可直接连接电动汽车车轮的多电机并联的轮毂电机，包括电机轴和支撑在电机轴上的外转子，在外转子内部固设有多个内电机，内电机的转子轴沿外转子的圆周方向等间隔分布，所有内电机的转子轴均与电机轴平行，每个内电机的转子轴上都固定安装有一个齿轮，所有的齿轮均与一个内齿圈啮合，内齿圈与外转子固连；采用多个内电机并联的形式，同时配合齿轮减速机构，各个内电机工作时，由齿轮减速机构带动外转子转动，能够降低内电机的转速同时提高轮毂电机的扭矩，且同时工作的内电机数可控，从而可使轮毂电机满足电动汽车在不同工况下的需求，提高电动汽车的动力性及经济性。

Description

一种多电机并联的轮毂电机

技术领域

本发明涉及一种电机，尤其涉及一种外转子的可直接连接电动汽车车轮的轮毂电机。

背景技术

随着电动汽车技术的发展，电动轮独立驱动技术得到应用，轮毂电机是电动轮独立驱动技术的核心元件之一。现有的轮毂电机大多是在电机轴上有定子绕组，通电生磁推动外转子转动，电机的转速和扭矩都受到很大的限制且不能很好的满足电动汽车在各种不同工况下的需求。目前，也有多电机并联的电动机，如：中国专利号为：ZL200820189167.7，名称为“行星式电动机”的专利文献中公开的电动机，这种电动机采用内转子结构，各内电机本体也在旋转，从而惯性过大，且采用碳刷与换向器接线可靠性较差。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明提供一种多个内电机并联且具有扭矩多级可控的轮毂电机，能降低内电机的转速同时提高轮毂电机的扭矩。

本发明采用的技术方案：包括电机轴和支撑在电机轴上的外转子，在外转子内部固设有多个内电机，内电机的转子轴沿外转子的圆周方向等间隔分布，所有内电机的转子轴均与电机轴平行，每个内电机的转子轴上都固定安装有一个齿轮，所有的齿轮均与一个内齿圈啮合，内齿圈与外转子固连。

在外转子内部，电机轴的左、右端分别固连左、右支撑板，右支撑板上开有与内电机数量相同的沿右支撑板周向等间隔分布的用于内电机转子轴的伸出的通孔，通孔的轴线与内电机的转子轴中心共线，左支撑板上开有固定内电机的螺纹孔。

本发明提供的新型轮毂电机的定子采用多个内电机并联的形式，同时配合齿轮减速机构，各个内电机工作时，由齿轮减速机构带动外转子转动，能够降低内电机的转速同时提高轮毂电机的扭矩，且同时工作的内电机数可控，从而可使轮毂电机满足电动汽车在不同工况下的需求，提高电动汽车的动力性及经济性。

附图说明

为了更全面地理解本发明的结构和工作原理，结合以下附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明轮毂电机去掉局部外转子后的结构示意图；

图2是图1中一个内齿圈4与多个齿轮的啮合示意图；

图中，1—电机轴；2—轴承；3—齿轮；4—内齿圈；5—右支撑板；6—外转子；7—内电机；8—螺钉；9—左支撑板；10—转子端盖；11—端盖螺钉。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述轮毂电机包括：电机轴1、轴承2、齿轮3、内齿圈4、右支撑板5、外转子6、内电机7、螺钉8、左支撑板9、转子端盖10、端盖螺钉11。本发明最外圈外转子6，外转子6的左端有转子端盖10，外转子6的左端与转子端盖10之间通过端盖螺钉11固定联接，外转子6的右端通过轴承2支撑在电机轴1上。电机轴1固定不动且为空心轴，位于外转子6的轴心处。在外转子6内部，固定安装有多个内电机7，内电机7的转子轴沿外转子6的圆周方向等间隔分布，所有内电机7的转子轴均与电机轴1平行。

在外转子6内部，为了安装内电机7，将左支撑板9与电机轴1的左端固连，右支撑板5与电机轴1的右端固连，右支撑板5上开有与内电机7数量相同的沿右支撑板5周向等间隔分布的通孔，通孔的轴线与内电机7的转子轴中心共线，通孔的孔径比内电机7的转子轴直径稍大，用于内电机7转子轴的伸出，并支撑内电机7。左支撑板9上开有螺纹孔，与内电机7上安装孔相对应，用于安装螺钉8，通过螺钉8将内电机7固定在左支撑板9上。这样，左支撑板9和右支撑板5其实是用于固定支撑各个内电机7的。内电机7选用具有高效率、高转矩密度等优点的永磁无刷电机，为限制其体积大小但又需保证轮毂电机总功率，其功率应选用600~1000W为宜。内电机7的数量为3~5个，甚至更多。图1仅示出3个内电机7。内电机7的转子轴与电机轴1平行，围绕电机轴1周向等间隔分布。在每个内电机7的转子轴上都固定安装有一个齿轮3。所有的齿轮3均与一个内齿圈4啮合转动，形成一级减速将内电机7的扭矩传递至内齿圈4。齿轮3与内齿圈4的啮合减速比可根据轮毂电机的总体尺寸进行选配，使其满足安装配合要求。将内齿圈4与外转子6固连，带动外转子6同步转动。

本发明所述轮毂电机控制器的设计，就是对内电机7的控制器的设计。多个内电机7并联连接，通过齿轮3和内齿圈4的啮合同步运转，从而不存在转速差。本发明所述轮毂电机正常工作时，电机轴1用于引出电机线束，同时工作的内电机7所分配的实时控制电压应相等，否则分得电压低的内电机7的转矩较小会抵消一部分分得电压高的内电机7的转矩，导致整个轮毂电机总效率降低；并且，对于不工作的内电机7，控制器应对其不分配控制电压，即其处于开路状态同步旋转，否则同样会导致整个轮毂电机总效率降低。同时工作的内电机7的数目可控，从而导致整个轮毂电机的总功率多级可控。在轮毂电机需要制动时，此时可对所有内电机7停止分配控制电压，则整个轮毂电机处于自由旋转状态，在摩擦力的作用下产生制动力致其停转；还可以对内电机7进行控制，使其变为发电机进行发电，从而产生更大的制动力并可回收制动能量，并且同时控制进行发电制动的内电机7的数目可控，从而产生不同大小的电磁制动力。

安装有本发明轮毂电机的电动汽车行驶在不同工况时，同时工作的轮毂电机的内电机7的数目可控，使电动汽车具有很好的动力性和经济性。如：在良好路面匀速行驶时，可仅启动1~2个内电机7进行驱动，使内电机7工作在最佳效率区，此时其他内电机不通电，处于空转状态；在爬坡、加速等工况时，则可以全部内电机7一起工作，所有内电机7一起工作，增大轮毂电机功率，提供足够的驱动力使其满足电动汽车行驶要求；在下长坡或者连续制动时，可以让内电机7进行发电，且同时发电的内电机7的数目可根据制动力需求进行控制，即制动力需求小时进行发电的内电机7数目少于制动力大时进行发电的内电机7数目。从而实现本发明轮毂电机提升电动汽车动力性和经济性的功能。

Claims

1.一种多电机并联的轮毂电机，包括电机轴（1）和支撑在电机轴（1）上的外转子（6），其特征是：在外转子（6）内部固设有多个内电机（7），内电机（7）的转子轴沿外转子（6）的圆周方向等间隔分布，所有内电机（7）的转子轴均与电机轴（1）平行，每个内电机（7）的转子轴上都固定安装有一个齿轮（3），所有的齿轮（3）均与一个内齿圈（4）啮合，内齿圈（4）与外转子（6）固连。

2.根据权利要求１所述一种多电机并联的轮毂电机，其特征是：在外转子（6）内部的电机轴（1）的左、右端分别固连左、右支撑板，右支撑板上开有与内电机（7）数量相同的沿右支撑板周向等间隔分布的用于内电机（7）转子轴的伸出的通孔，通孔的轴线与内电机（7）的转子轴中心共线，左支撑板上开有固定内电机（7）的螺纹孔。

3.根据权利要求１所述一种多电机并联的轮毂电机，其特征是：内电机（7）的功率为600~1000W，数量为3~5个。

4.根据权利要求１所述一种多电机并联的轮毂电机，其特征是：同时工作的内电机（7）所分配的实时控制电压相等，不工作的内电机（7）不分配控制电压，在轮毂电机需要制动时，对所有内电机（7）停止分配控制电压。