[发明专利]一种集成式对转双转子电动轮一体化结构

摘要

本发明公开一种集成式对转双转子电动轮一体化结构，包括对转双转子电机、行星减速机构、盘式制动器、减震机构、冷却机构、轮辋、轮胎等。其充分利用对转双转子内、外转子均具有转速、转矩输出的特性，将其作为轮毂驱动系统动力源进行电动轮一体化集成结构设计，一体化集成结构同时考虑了系统的减振、冷却、密封、制动设计，使轮毂驱动系统能够更稳定工作。本发明结构方案可以实现三种驱动模式，扩大了轮毂驱动系统运行的转速和转矩范围，使轮毂驱动系统能够实现多工况下输出，同时，一体化集成结构设计提高了车轮内部空间的利用率，方便配套使用，可广泛用于多种纯电动车型上，也可用于这些车型的混合动力车型上。

主权项

1.本发明公开一种集成式对转双转子电动轮一体化结构，包括轮毂电机、行星减速机构、盘式制动器、减震机构、冷却机构、轮辋和轮胎等。一体化结构(见说明书附图2)包括轮毂电机、行星减速机构、盘式制动器、减震机构、冷却机构等，整个机构集成安装在一根固定轴上，然后安装在电机壳体内，与轮辋装配工作，同时一体化结构的设计使电机的集成度更高，提高了电机内部空间的利用率，减小了电机体积，同时使电机的装配和维修更方便。轮毂电机主要由双转子及电机外壳组成，其中定子充当内转子工作，转子做外转子工作，二者转向相反；行星减速机构(减速机构所用齿轮均为斜齿轮，使减速机构工作更稳定)包括两级，在其中既充当减速机构进行减速增扭，而且充当动力传递机构进行动力的输入与输出；该对转双转子电机的动力传递分为三种模式，第一种是单独由内转子提供动力，外转子固定(外转子的固定是由制动机构来完成的，具体结构见说明书附图1)，然后动力通过行星机构输出；第二种是单独由外转子提供动力，内转子固定(内转子的固定也是由制动机构来完成的，具体结构见说明书附图1)，动力通过行星机构输出；第三种是内、外转子同时工作，然后由行星机构进行输出。第一种模式下的动力传递情况为：动力来源于内转子，内转子通过定子支架和深沟球轴承装配在固定轴上，其中定子支架与定子之间垫橡胶垫片(其作用是减振，减小外来冲击给内部减速机构或电机带来的影响)，然后通过螺栓连接固定，内转子转动带动定子支架转动，定子支架转动带动与其相连的定子齿圈(定子齿圈的具体结构见图5‑3)进行转动，定子齿圈转动带动行星轮转动，太阳轮通过键连接固定于固定轴上，然后动力通过行星轮传递给行星架，由行星架输出，将动力传递给二级行星机构的太阳轮，(在这里将一级行星机构的行星架与二级行星机构的太阳轮做成一体化结构，一方面太阳轮的动力直接由行星架获得，另一方面使整个机构结构更加紧凑，节省了空间)，太阳轮将动力传递给行星轮，由于外转子固定，所以与外转子相连的齿圈也固定(外转子与齿圈的具体装配结构见说明书附图1)，动力通过行星轮传递给行星架(本发明将行星架进行拓扑优化设计，减小了电机的非簧载质量，提高了行驶稳定性)，行星架通过轮毂连接盘和减震机构与轮辋相连，将动力传递给车轮；第二种模式下的动力传递情况为：动力由外转子提供，外转子左侧连接转子齿圈，右侧通过转子支架连接，使其在轴上固定旋转，转子齿圈和转子支架与外转子的配合处垫有橡胶垫片(其作用是减振，减小外来冲击给内部减速机构或电机带来的影响)，外转子转动将动力传递给与其相连的转子齿圈，由于内转子固定，而且一级行星机构的太阳轮固定，所以整个一级机构是固定不工作的，使得二级行星机构的太阳轮是固定的，所以动力通过转子齿圈传递给行星轮，由行星架输出，行星架再将动力传递给轮辋，使车轮旋转；第三种模式下的动力传递情况为：内外转子同时工作，提供动力，动力来源于二级行星机构的太阳轮和齿圈，其中太阳轮的动力来自于内转子通过以及行星机构的输出，齿圈动力直接来源于外转子，然后共同由二级行星机构的行星架输出，将动力传递给车轮。在输入一定的转速时，三种工作模式下的转速与转矩输出是不同的，这样使得电机的输出转速与转矩范围变大，使电机能够实现多工况下输出，起到一定的变速效果，使电机的适应性加强，同时也提高了车辆工作的稳定性。所属制动器为盘式制动，制动器包括三部分，包括对内转子、外转子和车轮的制动，制动盘分别由定子支架的端盖盘状结构、转子支架的端盖盘状结构以及行星架的盘状结构所代替，制动钳分别安装在制动器支架和电机壳体上，将制动器进行这样的设计，减少了零部件的数量，使机构简单化，提高了空间利用率。减振机构主要由橡胶元件组成，分别安装在轮辋与电机连接处、外转子与齿圈和转子支架配合处、定子支撑架与固定轴和定子内圈之间以及电机壳体与固定轴之间，起到一定的连接、支撑、隔震、限位的作用的同时减小了汽车的非簧载质量，减小了复杂路况带给轮毂电机的冲击，改善了电动轮驱动系统的动力学特性，提高了车辆行驶的稳定性，也延长了零部件的使用寿命。冷却机构采用喷射冷却，通过安装在电机外壳上的喷油器直接对定子线圈绕组喷射变压器油来完成对线圈绕组的冷却，同时定子旋转的离心力作用使油液飞溅到电机内部各处，起到冷却整个机构的作用，油液通过电机底部的回油道回到液压装置中。