CN103895494A

CN103895494A - 摇臂一体式电动轮及电动车

Info

Publication number: CN103895494A
Application number: CN201210587004.5A
Authority: CN
Inventors: 高野正; 松田笃志
Original assignee: Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Current assignee: Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-07-02

Abstract

本发明公开了一种摇臂一体式电动轮及电动车，应用于电动车，包括车轮、用于制动所述车轮的制动器、外转子电机和摇臂，所述车轮包括轮毂，所述制动器和外转子电机均设于所述轮毂的内部，所述外转子电机具有定子、电机轴及转子，所述定子套在所述电机轴的外部并与所述电机轴转动配合，所述转子套在所述定子的外部，所述转子、轮毂及电机轴固定，所述摇臂具有第一连接部和第二连接部，所述第一连接部与所述定子连接，所述第二连接部用于与所述电动车的车架连接。将车轮、制动器、电机和摇臂集成一体而形成模块化的电动轮，方便安装、更换和维护。

Description

摇臂一体式电动轮及电动车

技术领域

本发明涉及电动车领域。

背景技术

现在市场上所销售的电动汽车、混合动力汽车的驱动***基本上都是在内燃机汽车的引擎上搭载一台或两台驱动用电机，再组合减速器、变速器，经由驱动轴、差动器，并通过等速万向节(CVJ，Constant Velocity Joint)来向驱动轮传递动力。但是电机的动力若经由减速器、变速器、差速器等传递的话，电机必须要高速旋转，电机本身及动力传递过程中都会出现损耗，而且构造过于复杂，对汽车的行驶能力及续航里程带来不利影响。

现有汽车中也有将轮毂电机和同轴减速器组合使用的方案，但是，与减速器组合后，驱动效率下降，对续航里程也会带来不利影响。另外，如果将直驱式外转子电机装配到车上，电机在车身车架上的装载构造部分需专门设计、制作，这样成本不易下降，也不易量产。

发明内容

本发明提供一种新的电动轮。

本发明提供一种摇臂一体式电动轮，应用于电动车，包括车轮、用于制动所述车轮的制动器、外转子电机和摇臂，所述车轮包括轮毂，所述制动器和外转子电机均设于所述轮毂的内部，所述外转子电机具有定子、电机轴及转子，所述定子套在所述电机轴的外部并与所述电机轴转动配合，所述转子套在所述定子的外部，所述转子、轮毂及电机轴固定，所述摇臂具有第一连接部和第二连接部，所述第一连接部与所述定子连接，所述第二连接部用于与所述电动车的车架连接。

定子与电机轴转动配合的方式包括定子直接与电机轴转动配合、及定子与转子转动配合。

制动器制动车轮的方式包括：直接制动车轮、通过制动转子来制动车轮及通过制动电机轴来制动车轮。

所述定子在所述电机轴的轴线方向横向贯通，所述电机轴横穿所述定子，所述动子在所述电机轴的轴线方向横向贯通，所述定子通过轴承与所述电机轴转动配合。

所述的摇臂一体式电动轮，还包括逆变器，所述逆变器通过线缆连接所述外转子电机，所述逆变器和线缆均设于所述摇臂。

所述制动器包括旋转元件和制动元件，所述旋转元件与所述转子、电机轴或轮毂固定，所述制动元件与所述定子固定，制动时，所述制动元件利用摩擦力制动所述旋转元件。

一种电动车，包括车架及所述摇臂一体式电动轮，所述车架具有多个车轮位，所述摇臂一体式电动轮摇臂的第二连接部与所述车轮位连接。

所述车轮位与所述第二连接部枢接。

所述车轮位的数量等于所述摇臂一体式电动轮的数量。

所述的电动车还包括至少一个直驱式电机套件及多个独立车轮，所述直驱式电机套件包括壳体及置于所述壳体内的两个所述外转子电机，两个所述外转子电机的电机轴同轴线，两个所述电机轴分别与两个所述独立车轮直连。

外转子电机也可以通过减速器与独立车轮连接。

独立车轮是指其相对于摇臂一体式电动轮中的车轮独立设置。

所述的电动车还包括减震器，所述减震器的一端连接所述车架，所述减震器的另一端连接所述摇臂。

本发明的有益效果是：

1)将车轮、制动器、电机和摇臂集成一体而形成模块化的电动轮，方便安装、更换和维护；由于转子固定，省去了减速器等动力传递机构，简化了结构，提高了驱动效率，降低了制造成本；安装时，直接将摇臂挂在车架上即可，不需要专门设计、制作电机的装载结构，也降低了成本，便于量产化。

2)电动车的各车轮均采用该电动轮时，能够实现全轮独立控制，从而能够精细的控制各车轮的驱动力，能够有效防止电动车侧滑、打滑及抱死，提高了安全性能，可以控制电动车急加速、急刹车时的车身前后摇晃与转弯时的左右摇晃，增强了整体舒适性。

3)前后车轮都装载特性不同(如驱动力不同、型号不同等)的电机，而特性不同的电机通过控制使综合效率达到最大，从而可增大续航里程，如：电动车转弯时回转所需的转向力偶矩只有前轮舵角才会产生，将前轮舵角控制到最小，用后轮驱动力差的力偶矩来补充。

附图说明

图1、图2是本实施方式摇臂一体式电动轮的两个不同视角的结构示意图；

图3是本实施方式电动车主视视角的结构示意图；

图4是本实施方式电动车仰视视角的结构示意图；

图5是直驱式电机套件的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1至图4所示，在一种实施方式中，摇臂一体式电动轮100应用于电动车，包括车轮1、外转子电机2、制动器3及摇臂4。外转子电机2集成在车轮1的内部，其具有定子21、电机轴22及转子23，定子21固定，电机轴22位于定子21的内部并与定子21转动配合，转子23套在定子21的外部并与电机轴22固定，转子23与车轮1固定，制动器3用于制动车轮1，摇臂4用于连接该电动轮100和电动车的车架5。通电时，转子23带着车轮1、电机轴22一起转动。安装时，通过摇臂4将该电动轮100安装在电动车的车架5上。

如图1至图4所示，在一种实施方式中，摇臂一体式电动轮包括车轮1、外转子电机2、制动器3及摇臂4。车轮1包括轮毂11和轮胎12。外转子电机2集成在轮毂11的内部，其包括电机轴22、定子21和转子23。定子21固定，该定子21在电机轴22的轴线方向横向贯通，电机轴22横穿该定子21并与该定子21转动配合。转子23在电机轴22的轴线方向横向贯通，其套在定子21的外部并与电机轴22固定，转子23与轮毂11固定，使电机轴22和轮毂11能够随着转子23一起转动。摇臂4具有相对的第一连接部41和第二连接部42，该第一连接部41与定子21连接，该第二连接部42与电动车的车架5连接。

摇臂一体电动轮还可以包括逆变器6，该逆变器6可以通过线缆7与外转子电机2连接。逆变器6和线缆7均可设于摇臂4。

制动器3可以是利用摩擦力制动的摩擦式制动器和利用非摩擦力制动的非摩擦式制动器。一般的，电动车采用摩擦式制动器，如盘式制动器或鼓式制动器。制动器3可以包括旋转元件31(如制动盘，brake disc)和制动元件32(如制动钳，brake caliper)，旋转元件31与转子23固定，制动元件32与定子21固定，制动元件32能够利用摩擦力制动旋转元件31，进而制动转子23。

外转子电机的定子21通过轴承8与电机轴22连接，进而实现定子21和电机轴22的转动配合。

对于外转子电机，与转子固定而能够一起转动的元件(如转子托架)可以视为转子的组成部分，即该转子可以理解为转子总成。与定子固定的元件(如定子托架)可以视为定子的组成部分，即该定子可以理解为定子总成。

对于外转子电机，定子固定是指其不能随着转子转动。

如图1至图4所示，在一种实施方式中，电动车包括车架5和上述摇臂一体式电动轮100，车架5具有多个车轮位51，各车轮位51可以直接安装独立车轮，也可以安装该摇臂一体式电动轮。安装时，将电动轮摇臂的一端安装在车轮位。一般的，摇臂4与该车轮位51枢接。具体的，摇臂4和车轮位51均可以设置枢纽孔52，枢轴53穿入摇臂和车轮位的枢纽孔52，而实现摇臂4和车架5的枢接。

电动车还可以包括减震器9，该减震器9的一端连接车架5，该减震器9的另一端连接摇臂4。

电动车可以是两轮、四轮或八轮等多轮电动车，对应的，电动车具有两个、四个或八个等多个车轮位。车轮位的数量可以多于电动轮的数量，即有一部分车轮位直接安装现有车轮而另一部分车轮位安装电动轮。车轮位的数量也可以等于电动轮的数量，即所有车轮位均安装电动轮，实现全轮驱动。

如图1至图5所示，在一种实施方式中，电动车包括车架5、多个独立车轮、至少一个直驱式电机套件及至少一个摇臂一体式电动轮。每个直驱式电机套件驱动两个独立车轮，该直驱式电机套件包括壳体10及置于该壳体10内的两个上述外转子电机2，两个外转子电机2的电机轴22可以同轴线，两个外转子电机2分别驱动两个独立车轮。一般的，外转子电机的电机轴22与对应的独立车轮直连，如通过等速万向节连接。

对于四轮电动车，两个前轮可以均为上述摇臂一体式电动轮，而两个后轮则通过一个直驱式电机套件驱动；也可以是前轮由直驱式电机套件驱动，而后轮为摇臂一体式电动轮。对于四轮或其他数量车轮的电动车，可以根据设计要求组合使用直驱式电机套件和摇臂一体式电动轮。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims

1.一种摇臂一体式电动轮，应用于电动车，包括车轮，所述车轮包括轮毂，其特征在于，还包括用于制动所述车轮的制动器、外转子电机和摇臂，所述制动器和外转子电机均设于所述轮毂的内部，所述外转子电机具有定子、电机轴及转子，所述定子套在所述电机轴的外部并与所述电机轴转动配合，所述转子套在所述定子的外部，所述转子、轮毂及电机轴固定，所述摇臂具有第一连接部和第二连接部，所述第一连接部与所述定子连接，所述第二连接部用于与所述电动车的车架连接。

2.如权利要求1所述的摇臂一体式电动轮，其特征在于，所述定子在所述电机轴的轴线方向横向贯通，所述电机轴横穿所述定子，所述动子在所述电机轴的轴线方向横向贯通，所述定子通过轴承与所述电机轴转动配合。

3.如权利要求1所述的摇臂一体式电动轮，其特征在于，还包括逆变器，所述逆变器通过线缆连接所述外转子电机，所述逆变器和线缆均设于所述摇臂。

4.如权利要求1所述的摇臂一体式电动轮，其特征在于，所述制动器包括旋转元件和制动元件，所述旋转元件与所述转子、电机轴或轮毂固定，所述制动元件与所述定子固定，制动时，所述制动元件利用摩擦力制动所述旋转元件。

5.一种电动车，包括车架，所述车架具有多个车轮位，其特征在于，还包括至少一个权利要求1-4中任意一项所述的摇臂一体式电动轮，所述摇臂一体式电动轮摇臂的第二连接部与所述车轮位连接。

6.如权利要求5所述的电动车，其特征在于，所述车轮位与所述第二连接部枢接。

7.如权利要求5所述的电动车，其特征在于，所述车轮位的数量等于所述摇臂一体式电动轮的数量。

8.如权利要求5所述的电动车，其特征在于，还包括至少一个直驱式电机套件及多个独立车轮，所述直驱式电机套件包括壳体及置于所述壳体内的两个所述外转子电机，两个所述外转子电机的电机轴同轴线，两个所述电机轴分别与两个所述独立车轮直连。

9.如权利要求5所述的电动车，其特征在于，还包括减震器，所述减震器的一端连接所述车架，所述减震器的另一端连接所述摇臂。