[发明专利]新型高速电动轮

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种新型高速电动轮，尤其是用于电动车中。

背景技术

动力系统总成技术是电动车技术的核心，电机驱动系统是电动车动力系统总成的心脏。电动车的驱动系统主要有三大类：集中电机驱动、轮边电机驱动和轮毂电机驱动。集中电机驱动是由传统内燃机车演变而来的，即用电机取代发动机或辅助发动机，包括单个集中电机驱动和双电机驱动；轮边电机驱动是指电动机与固定速比的减速器制成一体安装在车架上，减速器的输出轴通过万向节与车轮半轴相连，从而驱动车轮；轮毂电机（in-wheel motor）驱动，又称电动轮驱动，是集轮毂电机、传动机构、制动器等于轮辋内，动力由驱动电机直接传递至车轮并驱动车辆的一种独立的驱动单元。

电动轮结构起源于 20 世纪 50 年代初，当时美国人罗伯特发明了一种集电动机、减速机构、制动器于一体的轮毂装置，并于 1968 年被通用户公司推广应用在大型矿用自卸车上。我国到 70 年代也开始对电动轮矿用自卸车进行研究，某些型号现已达到国际领先水平。随着节能减排这一世界环保主题的提出，电动车作为唯一实现零排放、低能耗的绿色车辆，必将成为车辆的发展趋势，占领未来汽车的主要市场。而电动轮驱动电动汽车的上述独特优势，将成为电动车辆的一个重要发展方向。目前，电动轮技术已广泛应用在电动自行车、电动摩托车、电动轮椅车、电动滑板车、高尔夫球车、观光旅游车及大型矿用自卸车等低速场合。

发明内容

为了克服现有的电动轮空间布置的难度较大,并且具有非簧载质量负效应问题存在，本发明提供一种新型电动轮结构，该新型电动轮结构降低了实际空间的占用大小，同时降低其非簧载质量负效应，提高整体适用性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：为了保证轮毂电机及主要零部件的前、后通用性，以前轮空间进行改进，将前、后车轮及轮内零部件拆卸后，前、后电动轮唯一的区别将是电动轮与基础车型连接部位结构不同，前轮为转向节，后轮为车轮安装底板；为了便于轮内空间的布置，也会改善整车垂向性能，采用四轮独立驱动，对单个轮毂电机的动力性要求就会降低，尤其对于高速电动轮，相应的电机体积、质量也会减小。

电动轮轮毂电机采用外转子直驱型永磁同步电机，电机轴向尺寸小，结构简单紧凑，比功率高，可在很宽的速度范围内控制转矩，传动效率高，适用于平路、负载较轻、代步等场合；为了降低对轮轴结构强度的要求，选择定轴轮轴。

本发明的有益效果是，新型电动轮具有结构简单紧凑，比功率高，可在很宽的速度范围内控制转矩，传动效率高的特点，特别降低了电机体积、质量，便于轮内空间的布置，也会改善整车垂向性能；实现车辆四轮独立转矩或转速控制，进一步提高车辆的稳定性和牵引力控制；通过性好，如果前轮或后轮打滑，另外两个轮子还可以继续驱动车辆行驶；轮胎的磨损均匀，有利于延长轮胎的使用寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是前轮轮内结构示意图，图中1.轮胎，2.车轮，3.制动盘，4.轮毂轴承单元，5.轮轴，6.万向节，7.半轴，8.转向节，9.制动钳。

具体实施方式

优选的，前轮为驱动轮，轮内结构如图1 所示，轮毂轴承单元为内圈转动型，其内圈与轮轴5配合，内圈法兰上有安装螺栓，依次连接制动盘3跟车轮2；轮毂轴承单元4外圈与转向节8内孔配合，制动钳9固定在转向节上；动力传递路线：半轴7→万向节8→轮轴5→轮毂轴承单元内圈4→制动盘3、车轮2。

优选的，后轮为从动轮，轮毂轴承单元为外圈转动型，外圈与制动盘3、车轮固定在一起转动；制动底板上固定有螺栓，轮轴5通过法兰上的螺栓孔套在制动底板上，然后一起固定在车轮安装底板上，制动钳9固定在制动底板上；与前轮相比，后轮还有鼓式驻车制动器，其中，制动鼓集成在制动盘内腔中，制动蹄则在制动底板上。

优选的，为了保证轮毂电机及主要零部件的前、后通用性，将前、后车轮及轮内零部件拆卸后，前、后电动轮唯一的区别将是电动轮与基础车型连接部位结构不同，前轮为转向节8，后轮为车轮安装底板。

优选的，采用四轮独立驱动，实现车辆四轮独立转矩或转速控制，进一步提高车辆的稳定性和牵引力控制。

优选的，电动轮轮毂电机采用外转子直驱型永磁同步电机，它主要由转子、永磁体、定子、绕组组成，定子与永磁体之间为气隙，定子由多个硅钢片叠压而成，绕组嵌在定子的梨形槽内。

优选的，转子壳体侧面与轮辐连接，径向与轮辋之间留出间隙边便于通风散热，可以选用现成车轮，实现可靠连接。