CN1298561C - 用于轻型电动车的电机驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轻型电动车的电机驱动装置,属机电产品动力装置领域。本驱动装置中,传动***置于箱体内,并与箱体外的电动车车轮的轮毂相连,传动***包括小齿轮、中间齿轮、大齿轮和超越离合器,小齿轮与电机的输出轴相连,小齿轮通过中间齿轮与大齿轮联动,大齿轮通过超越离合器与电动车的驱动轴相连。电机也可以安装在电动车车胎的轮毂外,传动***安装在电动车车胎轮毂内的固定轴上,通过超越离合器直接驱动轮毂和电动车车胎。本发明的驱动装置,机械特性“硬”,省电,爬坡能力强,续驶里程远,在目前轻型电动车的驱动技术中,有突出的使用效果。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种用于轻型电动车的电机驱动装置,适用于电动摩托车以上的轻型电动车(不包括电动自行车),属机电产品动力装置领域。
背景技术
目前国内所有的电动摩托车电机驱动装置,都是采用低速电机直接驱动,例如:低速无刷电机驱动装置,低速有刷电机驱动装置,其典型结构如图1所示,其中1是轮毂,电机的外转子2固定安装在轮毂1内,车胎4随电机外转子2和轮毂1一起旋转,3是电机定子,它的固定轴5固定在车架6上。这类低速电机由于线圈多,内阻大,因此性能很差,电机效率仅能达到70~75%,机械特性β值仅能达到12~15(rpm/Nm),由于受到原理和结构特点的限制,再也无法提高。在实际使用中,表现为爬坡能力差(输出力矩小),续驶里程短(平路行驶电流大),成为电动摩托车发展中的一个技术瓶颈。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于轻型电动车的电机驱动装置,采用直流高速电机与齿轮减速相结合的方法,即高效稀土永磁直流盘式电机和高效齿轮传动***相结合,以使驱动装置的爬坡能力强,续驶里程远。
本发明提出的轻型电动车的电机驱动装置,有两种结构,其中的第一种结构包括电机、传动***和机箱;所述的电机安装在箱体上,传动***置于箱体内,并与箱体外的电动车车轮的轮毂相连;所述的传动***包括小齿轮、中间齿轮、大齿轮和超越离合器,小齿轮与电机的输出轴相连,小齿轮通过中间齿轮与大齿轮联动,大齿轮通过超越离合器与电动车的驱动轴相连。
第二种结构包括电机、传动***;所述的电机安装在电动车车胎的轮毂外,传动***固定在电动车车胎轮毂内的固定轴上;所述的传动***包括小齿轮、中间齿轮、大齿轮和超越离合器,所述的小齿轮通过连接杆与电机的输出轴相连,同时通过中间齿轮与大齿轮联动,所述的大齿轮通过超越离合器与电动车车胎轮毂相连。
本发明提出的轻型电动车的电机驱动装置,其最大的优点在于其机械特性特别硬,已有的低速电机式的电动摩托车车轮,在空转时转速为530rpm,加上正常负载(10Nm),转速立刻降到400rpm,降低130转(相当于β=13rpm/Nm),机械特性“软”;用本发明的电机驱动装置配置的电摩车胎,在空转时转速为420rpm,加上同样的正常负载(10Nm),转速降到400rpm,转速仅下降20转(相当于β=2rpm/Nm),机械特性“硬”。可以看出,β值越小,表示特性越硬。对于驱动装置来说,特性硬就意味着省电,爬坡能力强,续驶里程远等一系列优点;对于低速电机来说,只能单纯追求效率高一些,(也难以达到很高),但是绝对无法提高其机械特性β值。
本发明的驱动装置,在400~2000W的功率范围内,与各种轻型电动车的功率相适应,其***效率可接近90%,其机械特性β值可达2(rpm/Nm)。这是目前在轻型电动车方面其它形式的驱动装置尚不能实现的效果。因此,这种新型驱动装置在目前轻型电动车的驱动技术中,有突出的使用效果。
附图说明
图1是已有的用于电动摩托车驱动的低速电机式驱动装置的结构示意图。
图2是本发明的轻型电动车的电机驱动装置第一种结构示意图。
图3是本发明的轻型电动车的电机驱动装置第二种结构示意图。
图1~图3中,1是轮毂,2是电机外转子,3是电机定子,4是车胎,5是固定轴,6是车架,7是高速电机,8是机箱,9是小齿轮,10是中间齿轮,11是大齿轮,12是超越离合器,13是驱动轴,14是滚动轴承,15是传动轴,16是连接杆,17是固定轴。
具体实施方式
本发明提出的轻型电动车的驱动装置,有两种结构,其中的第一种结构,如图2所示,包括电机7、传动***和机箱8。电机安装在机箱上,传动***置于机箱8内,并与机箱外的电动车车轮的轮毂1相连。传动***包括小齿轮9、中间齿轮10、大齿轮11和超越离合器12,小齿轮9与电机7的输出轴相连,小齿轮9通过中间齿轮10与大齿轮11联动,大齿轮11通过超越离合器12与电动车的驱动轴13相连。
本发明的第二种结构,如图3所示,包括电机7和传动***。电机7固定在电动车车胎的轮毂1的外侧,传动***安装在电动车车胎轮毂1内的固定轴17上。传动***包括小齿轮9、中间齿轮10、大齿轮11和超越离合器12。小齿轮9通过连接杆16与电机7的输出轴相连,同时通过中间齿轮10与大齿轮11联动,大齿轮11通过超越离合器12与电动车车胎轮毂1相连。
本发明的工作原理和结构说明如下:驱动装置包括电机7、齿轮传动***和车胎4,其中的电机是一种稀土永磁直流盘式电机,其特点是转速高、效率高、特性硬。电机通过齿轮传动***作减速传动,传动***包括小齿轮9、中间齿轮10和大齿轮11,该传动***是一种高精度、高效率、低噪音的定轴式减速传动***。大齿轮通过超越离合器12带动电动车的车胎4,从而实现大力矩、硬特性的传动。超越离合器12的作用在于当电机7断电后,电动车可以继续运行(向前滑行),而不带动电机7转动,减小了滑行的机械阻力。
箱体式结构中,电机7和齿轮传动***安装在箱体8中,车胎4和轮毂1悬臂安装在箱体8一侧,大齿轮11通过超越离合器12带动驱动轴13再带动轮毂1和车胎4转动;所说的轮毂式结构中,齿轮传动***安装在车胎4的轮毂1中,通过最后一个大齿轮11中的超越离合器12带动轮毂1和车胎4转动,电机7固定安装在轮毂的外侧,通过连接杆16传动小齿轮9,这种结构的特点是把传统***集成到轮毂内部,减少了驱动装置所占的体积。
上述两种结构都已作出了样机并进行了实验,验证了所述效果。
上述两种结构形式在不同的电动摩托车上采用,在同样使用条件下,比起已有的低速电机式驱动装置来,爬坡能力提高了1-2倍,续驶里程延长了1倍(在同样的电池条件下)。
本发明的电机驱动装置不仅适用于电动摩托车,也适用于电动三轮车、电动四轮车及高尔夫球车等各种轻型电动车辆。
Claims (1)
1、一种轻型电动车的电机驱动装置,其特征在于该装置包括电机、传动***;所述的电机安装在电动车车胎的轮毂外,传动***安装在电动车车胎轮毂内的固定轴上;所述的传动***包括小齿轮、中间齿轮、大齿轮和超越离合器,所述的小齿轮通过连接杆与电机的输出轴相连,同时通过中间齿轮与大齿轮联动,小齿轮与电机驱动轴位于固定轴内部,所述的大齿轮通过超越离合器与电动车车胎轮毂相连。
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