CN101257233B - 插轴式轮毂电机和电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及插轴式轮毂电机和使用该电机的电动汽车，插轴式轮毂电机包括轴套，定子固装于轴套外壁，定子两侧的轴套外壁上还分别装有轴承，轮毂转子安装在轴承上，驱动轮通过轴套插装在车轮轴的对应位置；轴套内壁上设有轴向贯通的键槽和与电机线圈电连接的第一弹性电连接端子，车轮轴上对应设有与键槽相配合的键和与汽车控制器电连接的第二弹性电连接端子，第一、第二弹性电连接端子在驱动轮往车轴上安装到位后自动形成电连接，接通电机定子线圈与汽车控制器的电路，使电路连接变得简单、可靠，同时使电动汽车上的轮毂电机及驱动轮的装卸及使用维修都十分方便。

Description

插轴式轮毂电机和电动汽车
技术领域
本发明涉及电动车技术领域，尤其涉及一种轮毂电机和使用轮毂电机的电动汽车。
背景技术
轮毂电机已是成熟的机电产品，在电动自行车上得到了广泛的应用，在电动汽车领域的应用也已开始起步。利用轮毂电机的电动汽车，由于其轮毂电机的定子直接固设在汽车轮轴上，位于定子外围并兼做电机外壳的轮毂转子也是通过两侧的轴承转动安装在该轮轴上，使得汽车轮轴成为了轮毂电机必不可少的安装基架，这种结构的轮毂电机在完成部件组装后，轮毂电机就无法自如地从轮轴上整体拆下，因为一旦拆下，轮毂电机的定子和转子就会失去安装基架而相互错位散架，不成一体。电动汽车采用这样的轮毂电机就使得驱动轮的装卸很不方便，不便于大批量生产和日常维修；另外，这种轮毂电机的所有导线都是从汽车轮轴内部的穿线孔或者其他地方穿出电机体外，与裸露在外的控制器线接插件连接，不仅多了一道人工连接的工序，同时也降低了电连接的可靠性。
发明内容
本发明的目的是提供一种可在电动汽车轮轴上整体装卸的适于电动汽车使用的插轴式轮毂电机。
本发明的第二个目的是提供一种使用插轴式轮毂电机做驱动轮、便于轮胎和轮毂电机装卸、维修的电动汽车。
为实现第一个目的，本发明采用如下技术方案：
插轴式轮毂电机，包括定子和位于定子外围并兼做电机外壳的轮毂转子，还包括轴套，轴套内壁上设有轴向贯通的键槽和与电机线圈电连接的弹性电连接端子；所述定子固装于轴套外壁上，定子两侧的轴套外壁上还分别装有轴承，轮毂转子安装在轴承上。
所述轮毂转子的一侧壁上设有刹车碟或者刹车鼓。
所述弹性电连接端子为弹性压触端子，其弹性压触部位突出于轴套内壁。
轴套内壁的中段于键槽相对的部位设有沉槽，弹性电连接端子嵌装于该沉槽内；在沉槽一端设有与该沉槽连通的、并径向穿透轴套壁的导线过孔，电机线圈引出线穿过导线过孔与弹性电连接端子连接，导线过孔用绝缘防水材料予以密封。
为实现第二个目的，本发明采用如下技术方案：
电动汽车，包括汽车控制器、驱动轮和车轮轴，驱动轮上的轮毂电机包括定子和位于定子外围并兼做电机外壳的轮毂转子，汽车轮胎安装在轮毂转子上，轮毂电机还包括轴套，定子固装于轴套外壁，定子两侧的轴套外壁上还分别装有轴承，轮毂转子安装在轴承上，驱动轮通过轴套插装在车轮轴的对应位置；轴套内壁上设有轴向贯通的键槽和与电机线圈电连接的第一弹性电连接端子，车轮轴上对应设有与键槽相配合的键和与汽车控制器电连接的第二弹性电连接端子，第一、第二弹性电连接端子在驱动轮安装到位后自动形成电连接。
所述轮毂转子邻近汽车中心的一侧壁上设有刹车碟或者刹车鼓，刹车碟或者刹车鼓上装有相应的蝶式刹车装置或者鼓式刹车装置。
第一弹性电连接端子为弹性压触端子，其弹性压触部位突出于轴套内壁；第二弹性电连接端子为弹性压触端子，其弹性压触部位突出于其安装部位的车轮轴表面。
轴套内壁的中段于键槽相对的部位设有第一沉槽，第一弹性电连接端子嵌装于该沉槽内，在第一沉槽一端设有与该沉槽连通的、并径向穿透轴套壁的导线过孔，电机线圈引出线穿过导线过孔与第一弹性电连接端子电连接，导线过孔用绝缘防水材料予以密封；车轮轴的表面对应位置设有第二沉槽，第二弹性电连接端子嵌装于该沉槽内，车轮轴内设有一端与外界连通、一端与第二沉槽连通的导线穿孔，从汽车控制器引出的电机控制线穿过导线穿孔与第二弹性电连接端子电连接，在导线穿孔的两端开口处用绝缘防水材料予以密封。
车轮轴上设有驱动轮定位轴肩，车轮轴轴端部设有驱动轮轴向锁紧装置，在轴肩及锁紧装置与轮毂电机之间设有防水装置。
所述电动汽车是四轮车，为双后轮驱动或者双前轮驱动或者前后四轮驱动，每个驱动轮的轮毂电机都分别与汽车控制器独立电连接；所述汽车控制器为一个差速控制器，差速控制器还分别与电动汽车的电池组、调速脚踏板控制的调速器、刹车脚踏板控制的断电刹车器、方向盘控制的方位器和倒车开关电连接。
本发明的优点是：
所提供的插轴式轮毂电机，其定子和转子均安装在轴套上，形成了一个整体独立的产品，在使用时可以直接插装在与之相配的汽车轮轴上，使得轮毂电机往车轮轴上的装卸非常方便，更适合两轮以上的电动车辆使用。
电动汽车的驱动轮采用这种插轴式轮毂电机，当轮毂电机在车轮轴上插装到位后，在轴套内壁及车轮轴上对应设置的弹性电连接端子同时形成电连接，接通电机定子线圈与汽车控制器的电路，而不用在电机体外设置裸露的接插件，使电路连接变得简单、可靠，同时使电动汽车驱动轮的生产、安装及使用拆修都十分方便。防水装置的设置使轴套内壁与车轮轴间的电连接端子不会遇水短路，提高了整车的防水性能。
每个驱动轮的轮毂电机均与共同的一个差速控制器单独连接，车子的转向差速、启动加速、刹车减速及前进倒退均由驾驶员直接操控方向盘、加速踏板、刹车踏板、倒车开关等来给差速控制器输送相应的控制信号，再由差速控制器根据输入的相应信号操控各驱动轮的轮毂电机来实现，省去了发动机、离合器、差速器、传动轴等沉重的机械部件，使整车操控容易，结构简单，机动轻便。
附图说明
图1是本发明插轴式轮毂电机的结构示意图；
图2是图1中轴套的横截面放大图；
图3是本发明电动汽车驱动系统的结构示意图；
图4是图3中一个驱动轮的剖视图；
图5是图4中轴套和车轮轴的横截面放大图。
具体实施方式
图1、图2所示的插轴式轮毂电机，包括轴套5，轴套外壁上固设有定子，定子包括线圈3和安装在轴套上的定子支架4，在定子两侧的轴套外壁上还分别装有轴承8，位于定子外围并兼做电机外壳的轮毂转子1安装在轴承8上，轮毂转子的内壁上有磁钢2。轴套内壁上设有轴向贯通的键槽6，轴套内壁的中段于键槽相对的部位设有沉槽，在沉槽一端设有与该沉槽连通的、并径向穿透轴套壁的导线过孔，沉槽内嵌装有弹性电连接端子7，电机线圈引出线9穿过导线过孔与弹性电连接端子7电连接，弹性电连接端子7为弹性压触端子，其弹性压触部位突出于轴套内壁；为了防止在使用中弹性电连接端子部位进水短路，在导线过孔处采用绝缘防水材料予以密封。在轮毂转子的一侧壁上还设有刹车碟10，当然也可以是刹车鼓。该电机使用安装方便，应用于电动车辆后，驱动轮的装卸和维修更加方便，特别适合于两轮以上电动车辆使用。
图3、图4和图5所示的是四轮电动汽车，包括汽车控制器14、四个驱动轮12、18和车轮轴，每个驱动轮上的轮毂电机都采用上述的插轴式轮毂电机，汽车轮胎27安装在轮毂转子1上。车轮轴21上设有驱动轮定位轴肩，驱动轮通过轮毂电机的轴套5插装在车轮轴21轴头的对应位置上，车轮轴21轴端部安装驱动轮的轴向锁紧装置，该轴向锁紧装置包括垫圈及螺母等，在轴肩与轴套5之间设有防水密封垫22，在锁紧装置与轴套之间设有防水密封垫24和密封挡圈25。轮毂转子1邻近汽车中心的一侧壁上设有刹车碟10，刹车碟10上装有相应的蝶式刹车装置(图中未示出)，当然，刹车碟及蝶式刹车装置也可以由其他形式的刹车装置替代，比如刹车鼓及鼓式刹车装置。
轴套内壁上设有轴向贯通的键槽，轴套内壁的中段于键槽相对的部位设有第一沉槽，第一沉槽内嵌装有第一电连接端子7，在第一沉槽一端设有与该沉槽连通的、并径向穿透轴套壁的导线过孔，电机线圈引出线9穿过导线过孔与第一弹性电连接端子7电连接；车轮轴21轴头部位对应设有与键槽相配合的键23和与第一沉槽相对的第二沉槽，该沉槽内嵌装有第二弹性电连接端子26，在车轮轴内设有一端与外界连通、一端与第二沉槽连通的导线穿孔，从汽车控制器14引出的电机控制线29穿过导线穿孔与第二弹性电连接端子26电连接。为了防止在使用中弹性电连接端子部位进水短路，在导线穿孔的两端开口处和导线过孔处均采用绝缘防水材料予以密封。
第一弹性电连接端子7为弹性压触端子，其弹性压触部位突出于轴套内壁；第二弹性电连接端子26也为弹性压触端子，其弹性压触部位突出于其安装部位的车轮轴表面；第一、第二弹性电连接端子在驱动轮安装到位后自动形成电连接。
所述汽车控制器14是一个差速控制器，每个驱动轮的轮毂电机都通过导线13、15与差速控制器的对应端单独电连接，差速控制器还分别与电动汽车的电池组11、调速脚踏板控制的调速器17、刹车脚踏板控制的断电刹车器20、方向盘控制的方位器19和倒车开关16电连接，由差速控制器根据调速器、方位器、倒车开关、断电刹车器等输入的操控信号来统一控制驱动轮的快慢、差速、进退和断电。
上述插轴式轮毂电机与车轮轴既能够自如插合又能相互分离，在驱动轮安装到车轮轴上的同时，轮毂电机与控制器的连线也能够同时自动接通，使驱动轮能够在车轮轴上自由装卸。上述实施例中，电动汽车为前后四个驱动轮，在实施时，电动汽车也可以根据需要设计成双后轮驱动或者双前轮驱动，当然上述的四轮电动汽车还可以设计成三轮微型电动车。

Claims (8)

1.插轴式轮毂电机，包括定子和位于定子外围并兼做电机外壳的轮毂转子，其特征在于：还包括轴套，轴套内壁上设有轴向贯通的键槽和与电机线圈电连接的弹性电连接端子；所述定子固装于轴套外壁上，定子两侧的轴套外壁上还分别装有轴承，轮毂转子安装在轴承上；轴套内壁的中段于键槽相对的部位设有沉槽，弹性电连接端子嵌装于该沉槽内；在沉槽一端设有与该沉槽连通的、并径向穿透轴套壁的导线过孔，电机线圈引出线穿过导线过孔与弹性电连接端子连接，导线过孔用绝缘防水材料予以密封。
2.根据权利要求1所述的插轴式轮毂电机，其特征在于：所述轮毂转子的一侧壁上设有刹车碟或者刹车鼓。
3.根据权利要求1或2所述的插轴式轮毂电机，其特征在于：所述弹性电连接端子为弹性压触端子，其弹性压触部位突出于轴套内壁。
4.电动汽车，包括汽车控制器、驱动轮和车轮轴，驱动轮上的轮毂电机包括定子和位于定子外围并兼做电机外壳的轮毂转子，汽车轮胎安装在轮毂转子上，其特征在于：轮毂电机还包括轴套，定子固装于轴套外壁，定子两侧的轴套外壁上还分别装有轴承，轮毂转子安装在轴承上，驱动轮通过轴套插装在车轮轴的对应位置；轴套内壁上设有轴向贯通的键槽和与电机线圈电连接的第一弹性电连接端子，车轮轴上对应设有与键槽相配合的键和与汽车控制器电连接的第二弹性电连接端子，第一、第二弹性电连接端子在驱动轮安装到位后自动形成电连接；轴套内壁的中段于键槽相对的部位设有第一沉槽，第一弹性电连接端子嵌装于该沉槽内，在第一沉槽一端设有与该沉槽连通的、并径向穿透轴套壁的导线过孔，电机线圈引出线穿过导线过孔与第一弹性电连接端子电连接，导线过孔用绝缘防水材料予以密封；车轮轴的表面对应设有第二沉槽，第二弹性电连接端子嵌装于该沉槽内，车轮轴内设有一端与外界连通、一端与第二沉槽连通的导线穿孔，从汽车控制器引出的电机控制线穿过导线穿孔与第二弹性电连接端子电连接，在导线穿孔的两端开口处用绝缘防水材料予以密封。
5.根据权利要求4所述的电动汽车，其特征在于：所述轮毂转子邻近汽车中心的一侧壁上设有刹车碟或者刹车鼓，刹车碟或者刹车鼓上装有相应的蝶式刹车装置或者鼓式刹车装置。
6.根据权利要求4或5所述的电动汽车，其特征在于：第一弹性电连接端子为弹性压触端子，其弹性压触部位突出于轴套内壁；第二弹性电连接端子为弹性压触端子，其弹性压触部位突出于其安装部位的车轮轴表面。
7.根据权利要求4或5所述的电动汽车，其特征在于：车轮轴上设有驱动轮定位轴肩，车轮轴轴端部设有驱动轮轴向锁紧装置，在轴肩及锁紧装置与轮毂电机之间设有防水装置。
8.根据权利要求4或5所述的电动汽车是四轮车，为双后轮驱动或者双前轮驱动或者前后四轮驱动，其特征在于：每个驱动轮的轮毂电机都分别与汽车控制器独立电连接；所述汽车控制器为一个差速控制器，差速控制器还分别与电动汽车的电池组、调速脚踏板控制的调速器、刹车脚踏板控制的断电刹车器、方向盘控制的方位器和倒车开关电连接。
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