RU2334626C2 - Motorwheel - Google Patents
Motorwheel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2334626C2 RU2334626C2 RU2006108021/11A RU2006108021A RU2334626C2 RU 2334626 C2 RU2334626 C2 RU 2334626C2 RU 2006108021/11 A RU2006108021/11 A RU 2006108021/11A RU 2006108021 A RU2006108021 A RU 2006108021A RU 2334626 C2 RU2334626 C2 RU 2334626C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wheel
- rotor
- motor
- electric motor
- rim
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области автотранспорта и предназначено для легковых автомобилей.The invention relates to the field of motor transport and is intended for cars.
Известно устройство автомобильного колеса (см. Патент РФ №2111138, кл. В60Т 8/32) с электрорекуперативным тормозным диском, вокруг которого расположен статор его электромотора.A device for a car wheel is known (see RF Patent No. 2111138, class B60T 8/32) with an electro-regenerative brake disc, around which a stator of its electric motor is located.
Такое устройство не обеспечивает возможность работы его в режиме электромотора длительное время с высоким КПД и большим тяговым моментом.Such a device does not provide the possibility of working in electric motor mode for a long time with high efficiency and high traction moment.
Ближайшим техническим решением является мотор-колесо (см. журнал «Авторевю» №16, 2005 г., стр.69-70), состоящее из статора электромотора, который закреплен неподвижно на силовых элементах подвески автомобильного колеса (на поворотном кулаке его). А ротор мотор-колеса с помощью переходного диска установлен на колесной ступице, на которой крепится стандартное колесо автомобиля с колесным диском и шиной.The closest technical solution is the motor-wheel (see Avtorevyu magazine No. 16, 2005, pages 69-70), consisting of an electric motor stator, which is fixed motionless on the power elements of the suspension of the automobile wheel (on the steering knuckle of it). And the rotor of the motor-wheel with the help of a transitional disk is mounted on a wheel hub, on which a standard car wheel with a wheel disk and a tire is mounted.
Указанное мотор-колесо имеет следующие недостатки. Для крепления ротора требуется дополнительная массивная деталь - переходной диск. Кроме того, наружный диаметр ротора (а, следовательно, и электромотора) ограничен внутренним диаметром обода диска автомобильного колеса.The specified motor wheel has the following disadvantages. For mounting the rotor, an additional massive part is required - a transitional disk. In addition, the outer diameter of the rotor (and, consequently, of the electric motor) is limited by the inner diameter of the rim of the disk of the automobile wheel.
Техническим решением предлагаемого изобретения является снижение массы мотор-колеса и упрощение его конструкции.The technical solution of the invention is to reduce the mass of the motor wheel and simplify its design.
Техническое решение достигается тем, что внутренняя поверхность обода колеса образует ротор мотор-колеса и она имеет цилиндрическую форму, причем ширина ротора и ширина статора составляют больше 0,7 ширины колеса, а поверхность колеса и торцевая поверхность электромотора расположены в одной плоскости, причем суппорт тормозной гидросистемы автомобиля установлен внутри цилиндрического объема статора, а металлический обод колесного диска включен в магнитопровод ротора мотор-колеса и образует с ним единый объем, а объемы магнитопроводов ротора и обода колеса имеют соотношение в пределах 0,4-0,6.The technical solution is achieved by the fact that the inner surface of the wheel rim forms the rotor of the motor-wheel and it has a cylindrical shape, the rotor width and stator width being more than 0.7 of the wheel width, and the wheel surface and the end surface of the electric motor are located in the same plane, and the brake caliper the vehicle’s hydraulic system is installed inside the cylindrical volume of the stator, and the metal rim of the wheel disk is included in the magnetic circuit of the rotor of the motor-wheel and forms a single volume with it, and the volumes of the magnetic circuits otorrhea and rim have a ratio in the range 0.4-0.6.
Изобретение поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:
На фиг.1. Показано устройство мотор-колеса со вставным элементом ротора асинхронного электромотора с «беличьим колесом» внутри него.In figure 1. The device of the motor-wheel with the plug-in element of the rotor of the asynchronous electric motor with the "squirrel wheel" inside it is shown.
На фиг.2. Показано мотор-колесо со вставным элементом ротора с постоянными магнитами (синхронный электромотор).In figure 2. Shown is a motor wheel with a plug-in rotor element with permanent magnets (synchronous electric motor).
На фиг.3. Изображен монолитный ротор-колесный диск автомобильного колеса с постоянными магнитами.In figure 3. The monolithic rotor-rim of a car wheel with permanent magnets is depicted.
На фиг.4. Дан разрез мотор-колеса с монолитным ротором с залитым внутри колесного диска «беличьим колесом».In figure 4. A section of a motor wheel with a monolithic rotor with a "squirrel wheel" embedded inside the rim is given.
На фиг.5. Дано пространственное изображение устройства мотор-колеса со вставным элементом ротора с постоянными магнитами.In Fig.5. A spatial image of a motor-wheel device with an insertion element of a rotor with permanent magnets is given.
На фиг.6. Показан вставной элемент ротора с постоянными магнитами.In Fig.6. A plug-in rotor element with permanent magnets is shown.
На фиг.7. Изображено «беличье колесо» - внутренний элемент ротора асинхронного электромотора.7. The "squirrel wheel" is depicted - the inner element of the rotor of an asynchronous electric motor.
Мотор-колесо выполнено следующим образом.The motor wheel is made as follows.
Диск 1 стандартного автомобильного колеса с шиной 2 закреплен на колесной ступице 3 с тормозным диском 4 стандартными болтами (не показаны), установленными в отверстия 5.The
В диске 1 расположен ротор мотор-колеса. Активный элемент ротора 6 выполнен вставным в виде кольцевой вставки с цилиндрической внутренней поверхностью с отбортовной 7 с отверстиями 8 на ней. Активный элемент ротора закреплен на колесном диске с помощью винтов 9. Внутренняя поверхность обода диска может быть выполнена цилиндрической и внутри него устанавливаются элементы ротора (магниты или «беличье колесо». Тогда колесный диск становится ротором, фиг.3 и 4.In the
Ширина ротора и ширина статора мотор-колеса (расстояние «б», фиг.1) составляют больше 70% от ширины «а» автомобильного колеса. Причем поверхность колеса со стороны ступицы 3 и поверхность электромотора расположены в одной плоскости (плоскость Q, фиг.1). Обод колесного диска 1 образует совместно с ротором 6 единый магнитопровод с соотношением 0,4-0,6 между их объектами.The width of the rotor and the width of the stator of the motor wheel (distance "b", figure 1) are more than 70% of the width "a" of the automobile wheel. Moreover, the surface of the wheel from the side of the
В зависимости от заданных тяговых характеристик мотор-колеса электромотор его выполнен как асинхронный или синхронный электродвигатель. У асинхронного мотор-колеса внутри активного элемента ротора (фиг.1) или диска 1 колеса (фиг.4), выполненного из легкосплавного (Al; Mg) материала, залито «беличье колесо» 10. «Беличье колесо» выполнено из двух стальных колец, соединенных между собой стальными шпильками (фиг.7). Таким образом, конструкция ротора является типичной для стандартного асинхронного электродвигателя.Depending on the specified traction characteristics of the motor-wheel, its electric motor is designed as an asynchronous or synchronous electric motor. The asynchronous motor wheel inside the active element of the rotor (Fig. 1) or the wheel disk 1 (Fig. 4), made of alloy (Al; Mg) material, is filled with a “squirrel wheel” 10. The “squirrel wheel” is made of two steel rings interconnected by steel studs (Fig.7). Thus, the design of the rotor is typical of a standard induction motor.
При синхронной схеме мотор-колеса на роторе на внутренней цилиндрической поверхности его установлены постоянные магниты 11 с высокими магнитными свойствами (из редкоземельных материалов Sa-Co или Ni-Fe-B).With a synchronous motor-wheel circuit on the rotor,
Таким образом, ротором предлагаемого мотор-колеса является колесный диск 1 стандартного автомобильного колеса.Thus, the rotor of the proposed motor wheel is the
Статор 12 мотор-колеса жестко закреплен на силовых элементах подвески автомобильного колеса. На поворотном кулаке 13 передних колес или на рычаге подвески заднего колеса (не показано) для крепления статора на нем установлены шпильки 14, которыми статор установлен на кронштейнах 15 и закреплен гайками 16. На двух передних кронштейнах 15 закреплен суппорт 17 дискового тормоза на его шпильках 18.The
Статор 12 имеет стандартную для фазного статора конструкцию. Он набран из листовой электротехнической стали. В пазы 19 статора 12 уложена его электрообмотка, которая имеет электрожгут 20 для подключения мотор-колеса к бортовой сети автомобиля (к системе управления мотор-колесом).The
Предлагаемое мотор-колесо можно установить на любой автомобиль без изменения его конструкции. Статор устанавливают на кронштейнах суппорта дискового тормоза, который располагается во внутреннем цилиндрическом объеме 21 статора. А ротором мотор-колеса является колесный диск стандартного автомобильного колеса. Щель 22 между колесом и кольцевой вставкой 6 заполнена полимерным клеем. Наличие щели снижает вредное воздействие вихревых токов (токов Фуко) на работу электромотора.The proposed motor wheel can be installed on any car without changing its design. The stator is mounted on the brackets of the caliper of the disc brake, which is located in the inner
Мотор-колесо работает следующим образом. Для начала движения на обмотку статора подают от бортовых аккумуляторов напряжение (например, 48V трехфазного переменного тока) через преобразователь (не показаны). Вращающееся трехфазное электромагнитное поле, магнитно-силовые линии которого пронизывают ротор, обеспечивает создание крутящего момента на роторе, т.е. на диске автомобильного колеса, и автомобиль начинает движение. Скорость движения автомобиля регулируется педалью блока управления автомобилем.The motor wheel operates as follows. To start the movement, a voltage (for example, 48V three-phase alternating current) is supplied to the stator winding from the on-board batteries through a converter (not shown). A rotating three-phase electromagnetic field, the magnetic field lines of which penetrate the rotor, provides the creation of torque on the rotor, i.e. on the drive of a car wheel, and the car begins to move. The vehicle speed is controlled by the pedal of the vehicle control unit.
После достижения скорости движения 15-20 км/ч запускается двигатель внутреннего сгорания (ДВС) серийного автомобиля и движение происходит с использованием гибридной силовой установки (четыре мотор-колеса плюс ДВС). Так как конструкция автомобиля остается без изменения, то управление им полностью соответствует управлению серийным автомобилем.After reaching a speed of 15-20 km / h, the internal combustion engine (ICE) of the serial car is started and the movement is carried out using a hybrid power plant (four motor wheels plus ICE). Since the design of the car remains unchanged, its management is fully consistent with the management of a production car.
Предлагаемое мотор-колесо при торможении автомобиля обеспечивает рекуперацию механической энергии в электрическую, так как в этом случае мотор-колесо работает в режиме генератора. А трехфазный ток от мотор-колеса через выпрямитель преобразуется в постоянный ток и поступает на зарядку блока бортовых аккумуляторов.The proposed motor wheel during braking of the vehicle provides the recovery of mechanical energy into electrical energy, since in this case the motor wheel operates in generator mode. And the three-phase current from the motor-wheel through the rectifier is converted to direct current and supplied to the charging unit of the on-board batteries.
При снижении скорости ниже 20 км/ч ДВС автомобиля выключается, а торможение автомобилем осуществляется электротормозом (мотор-колесом) и стандартной тормозной гидросистемой автомобиля, которая осталась без изменений.When the speed drops below 20 km / h, the internal combustion engine of the car is turned off, and the car is braked by an electric brake (motor-wheel) and the standard brake hydraulic system of the car, which remains unchanged.
У предлагаемого мотор-колеса меньше масса (а особенно его неподрессоренная масса) и конструкция его проще благодаря совмещению ротора с диском колеса.The proposed motor wheel has less mass (and especially its unsprung mass) and its design is simpler due to the combination of the rotor with the wheel disk.
Предлагаемое устройство имеет большой диаметр электромотора по сравнению с известными техническими решениями, что обеспечивает увеличение крутящего и тормозного момента, развиваемых мотор-колесом.The proposed device has a large diameter of the electric motor in comparison with the known technical solutions, which provides an increase in torque and braking torque developed by the motor wheel.
Предлагаемое мотор-колес можно выпускать в качестве дополнительного оборудования и устанавливать на любой серийный автомобиль совместно с блоком аккумуляторов и блоком автоматического управления.The proposed motor wheels can be produced as additional equipment and installed on any serial car together with the battery pack and automatic control unit.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006108021/11A RU2334626C2 (en) | 2006-03-15 | 2006-03-15 | Motorwheel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006108021/11A RU2334626C2 (en) | 2006-03-15 | 2006-03-15 | Motorwheel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006108021A RU2006108021A (en) | 2007-10-20 |
RU2334626C2 true RU2334626C2 (en) | 2008-09-27 |
Family
ID=38924909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006108021/11A RU2334626C2 (en) | 2006-03-15 | 2006-03-15 | Motorwheel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2334626C2 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2662359C1 (en) * | 2017-10-23 | 2018-07-25 | Геннадий Леонидович Багич | Method for providing the gap in the absorbed wheel and the device for its implementation |
RU2663962C2 (en) * | 2017-09-18 | 2018-08-13 | Геннадий Леонидович Багич | Wheel rim non-contact (without bearing) rotation method and device for its implementation |
US10131218B2 (en) | 2016-08-24 | 2018-11-20 | Polymagnet Nw Llc | In-wheel motor for a vehicle and a vehicle comprising the motor |
RU2673587C1 (en) * | 2017-12-18 | 2018-11-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Motor-wheel |
RU2703704C1 (en) * | 2018-12-03 | 2019-10-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Motor-wheel for aircraft |
RU2738903C1 (en) * | 2020-04-21 | 2020-12-18 | Общество с ограниченной ответственностью "СовЭлМаш" | Induction motor of motor-wheel |
RU2763743C2 (en) * | 2017-07-20 | 2021-12-30 | И-Трэкшн Юроп Б.В. | Electric motor built into wheel, equipped with inverter, and method for production of such electric motor built into wheel |
RU2813165C1 (en) * | 2023-09-18 | 2024-02-07 | Павел Игоревич Мохов | Motorized wheel of vehicle |
-
2006
- 2006-03-15 RU RU2006108021/11A patent/RU2334626C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ж. «Авторевю», №16, 2005, с.69-70. * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10131218B2 (en) | 2016-08-24 | 2018-11-20 | Polymagnet Nw Llc | In-wheel motor for a vehicle and a vehicle comprising the motor |
RU2763743C2 (en) * | 2017-07-20 | 2021-12-30 | И-Трэкшн Юроп Б.В. | Electric motor built into wheel, equipped with inverter, and method for production of such electric motor built into wheel |
RU2663962C2 (en) * | 2017-09-18 | 2018-08-13 | Геннадий Леонидович Багич | Wheel rim non-contact (without bearing) rotation method and device for its implementation |
RU2662359C1 (en) * | 2017-10-23 | 2018-07-25 | Геннадий Леонидович Багич | Method for providing the gap in the absorbed wheel and the device for its implementation |
RU2673587C1 (en) * | 2017-12-18 | 2018-11-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Motor-wheel |
RU2703704C1 (en) * | 2018-12-03 | 2019-10-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Motor-wheel for aircraft |
RU2738903C1 (en) * | 2020-04-21 | 2020-12-18 | Общество с ограниченной ответственностью "СовЭлМаш" | Induction motor of motor-wheel |
RU2813165C1 (en) * | 2023-09-18 | 2024-02-07 | Павел Игоревич Мохов | Motorized wheel of vehicle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006108021A (en) | 2007-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2334626C2 (en) | Motorwheel | |
JP7156787B2 (en) | Wheel bearing device and vehicle equipped with this wheel bearing device | |
CN112154075B (en) | Power device for vehicle and bearing for wheel with generator | |
US8907601B2 (en) | Braking apparatus for a vehicle | |
US12021427B2 (en) | Motor, vehicle power unit with motor, generator, vehicle wheel bearing with generator | |
CN105946589B (en) | Wheel hub motor braking system of electric car and Brake energy recovery control method | |
CN109038936B (en) | Energy-storage attitude-control dual-purpose concentric reverse double flywheel electromechanical device | |
US20130306389A1 (en) | Self rechargeable synergy drive for a motor vehicle | |
WO2008076694A2 (en) | Flywheel system for use with motorized wheels in a hybrid vehicle | |
US10836247B2 (en) | Vehicle power assist system | |
US4585085A (en) | Electric wheel-drive for motor vehicles, in particular for nondestructive hybridization of automobiles | |
US20120067676A1 (en) | Vehicle wheel braking system | |
CN202663275U (en) | Retarder with automatic power generation function for vehicles | |
JP2019018839A (en) | Power device for vehicle and wheel bearing device with generator | |
JP7048320B2 (en) | Wheel bearing device and vehicle equipped with this wheel bearing device | |
Rahim et al. | Design of axial flux permanent magnet brushless DC motor for direct drive of electric vehicle | |
EP3517336B1 (en) | Bearing device for wheels with auxiliary power device | |
CN202260942U (en) | Alternating current permanent magnet synchronous hub motor for electric automobile | |
JP5887918B2 (en) | Vehicle braking device | |
US11670984B2 (en) | Non-contact in-wheel motor with steering | |
CN204641379U (en) | Wheel hub electric motor of electric vehicle Two-wheeled system | |
JP6491719B1 (en) | Vehicle power assist system | |
CN115697742A (en) | Power unit for vehicle and wheel bearing with generator | |
Jandura et al. | Lightweight battery electric vehicle for educational purposes | |
US20220234585A1 (en) | System and method for recharging batteries of electric and hybrid vehicles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080316 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110210 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140316 |