CN103448531B - 一种具有冷却功能的电动驱动轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有冷却功能的电动驱动轮，外转子轮毂电机安装在轮毂（2）上，轮毂（2）上安装有轮胎（1）；外转子轮毂电机的电机定子（10）固定在轮轴（21）上；轮轴（21）固定支承在悬架（25）上；轮毂（2）固定在外转子轮毂电机的外转子外端盖（3）上；外转子轮毂电机上设有控制系统和制动系统；电机定子（10）中设有冷却通道（24），冷却通道（24）往复曲折呈“S”形；冷却通道（24）两端为冷却液进水口（24.2）和冷却液出水口（24.1），分别与轮轴（21）上的冷却液进水通道（19）和冷却液出水通道（22）相连通，解决了轮毂电机的散热，保证汽车安全稳定的工作；使轮毂电机维修方便、灵活、快捷、成本低、使用寿命长。

Description

一种具有冷却功能的电动驱动轮

技术领域

本发明属于新能源汽车的技术领域，具体的说，本发明涉及一种具有冷却功能的电动驱动轮。

技术背景

汽车能源消耗是造成环境污染和全球温室气体排放的主要原因，也是造成全球石油压力的重要原因。

电动驱动轮技术就是一种新能源汽车技术，它是一种全新的电动汽车驱动形式，在正常运动控制、整车结构布置方面具有非常明显的优势。

电动驱动轮省去了大量的传动部件，让车辆结构更加简单，可以实现多种复杂的驱动方式。电动驱动轮的应用可以实现汽车的“零排放”，对实现新能源汽车的发展有举足轻重的作用。

但是，现有电动驱动轮存在缺陷，主要是不能合理占用空间；在复杂多变的情况下不能正常运行；密封性能、冷却散热性能不够好。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种合理占用空间、在复杂多变的情况下能够正常运行，结构紧凑，解决轮毂电机的散热，以保证汽车安全稳定的工作的具有冷却功能的电动驱动轮。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的方案是：

一种具有冷却功能的电动驱动轮，外转子轮毂电机安装在轮毂上，轮毂上安装有轮胎；所述外转子轮毂电机的电机定子固定在轮轴上；所述轮轴固定支承在悬架上；

所述轮毂固定在外转子轮毂电机的外转子外端盖上；所述外转子轮毂电机上设有控制系统和制动系统；

电机定子中设有冷却通道，所述冷却通道往复曲折呈“S”形；冷却通道两端为冷却液进水口和冷却液出水口，分别与轮轴上的冷却液进水通道和冷却液出水通道相连通。

所述控制系统包括控制器和位置检测器，所述外转子外端盖上设有密封腔外端盖，外转子外端盖与密封腔外端盖围合成一个密封腔，控制器和位置检测器安装在所述密封腔中。

所述制动系统包括制动钳支架、制动钳体、制动块和制动盘，制动钳支架固定在轮轴上，制动钳体通过导向销与制动钳支架连接，制动块固定在制动钳体上，与制动块相适配的制动盘的外缘安装在外转子内端盖上。

所述轮轴上设有线通道，轮毂电机内外线路通过线通道相连接；绕组安装在电机定子上；永磁体安装在外转子上与绕组及铁芯相对应位置处。

密封腔外端盖通过端盖螺纹与外转子外端盖连接，在其连接面设有密封腔螺纹密封结构。

外转子内端盖和外转子外端盖通过凹凸槽进行衔接，凹凸槽上设有用以安装圆形密封橡胶的相对的半圆槽。

外转子内端盖和外转子外端盖通过轴承支承在轮轴上。

本发明的优点在于：

1、将轮毂电机定子和转子设计成四周厚、中间薄的凹凸型，节省了大量的空间和材料；

2、盘式制动器设计成制动盘外径端安装在外转子上，内端用于制动，与电动驱动轮的结构相配合，节省了空间，使结构紧凑；

3、电机控制器和位置检测器与电机定子分开，安装在另外的密封腔内，使轮毂电机更加可靠地工作，减少相关部件的损坏，提高工作效率；

4、控制器和位置检测器密封腔的密封设计成螺纹密封胶带密封，使轮毂电机维修方便、灵活、快捷、成本低、使用寿命长；

5、电机采用“S”形冷却水道循环系统，达到较好的电机冷却效果；

6、定子密封腔的密封凹凸槽有密封和加固内外端盖的作用。

附图说明

图1为本发明一种具有冷却功能的电动驱动轮的结构示意图；

图2为定子密封腔密封结构示意图；

图3为密封腔外端盖的结构示意图；

图4为轮毂电机定子上的“S”形冷却水道布置和线通道的结构示意图；

图5为轮毂电机定子上的“S”形冷却水道的剖视图；

上述图中的标记均为：

1、轮胎，2、轮毂，3、外转子外端盖，4、固定螺栓，5、密封腔螺纹密封结构，6、密封腔外端盖，7、控制器，8、位置检测器，9、轴承，10、电机定子，11、绕组，12、永磁体，13、外转子密封结构，13.1、凹凸槽，14、制动盘，15、制动钳体，16、制动块，17、导向销，18、制动钳支架，19、冷却液进水通道，20、线通道，21、轮轴，22、冷却液出水通道，23、外转子内端盖，24、冷却通道，24.1、冷却液出水口，24.2、冷却液进水口，25、悬架。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本发明为了实现其发明目的，采用了以下技术方案：

如图1所示，本发明的一种具有冷却功能的电动驱动轮，外转子轮毂电机安装在轮毂2上，在轮毂2上安装轮胎1；外转子轮毂电机的电机定子10固定在轮轴21上；轮轴21固定支承在悬架25上；

轮毂2通过固定螺栓4固定在外转子轮毂电机的外转子外端盖3上；

外转子外端盖3与密封腔外端盖6形成一个单独的密封腔，控制器7和位置检测器8安装在单独的密封腔中；

为使轮毂电机更加可靠地工作，减少相关部件的损坏，提高工作效率，同时也使轮毂电机维修方便、灵活、快捷、成本低、使用寿命长，将电机控制器和位置检测器与电机定子密封腔分开安装，在外转子外端盖3处进行另外的密封安装。

轮毂电机制动器的制动盘14的外缘安装在外转子内端盖23上，制动块16固定在制动钳体15上，制动钳体15通过导向销17与制动钳支架18相连接，制动钳支架18固定在轮轴21上；

轮毂2通过固定螺栓4固定在外转子轮毂电机的外转子外端盖3上，在外转子旋转工作时带动轮毂工作。密封腔外端盖6通过螺纹与外转子外端盖3形成一个单独的密封腔，控制器7和位置检测器8安装在这个单独的密封腔中。

轮毂电机制动器的制动盘14的外缘安装在外转子内端盖23上，制动块15固定在制动钳体15上，制动钳体15通过导向销17与制动钳支架18连接，制动钳支架18固定在轮轴21上。

外转子轮毂电机定子10中的“S”形冷却水道24在安装时与对应的轮轴21上的冷却液进水通道19和冷却液出水通道22相连通，与外界组成冷却循环系统。绕组11安装在电机定子10上，永磁体12安装在外转子端盖内侧，与绕组11、铁芯相对。

如图2所示，外转子密封结构13为：定子密封腔的密封由外转子内端盖23和外转子外端盖3上的凹凸槽13.1进行衔接，在凹凸槽13.1中设有相对的半圆槽，用以安装圆形密封橡胶。提高密封腔的密封等级，同时还起到加固衔接的作用。

定子密封腔采用凹凸衔接加密封橡胶实现密封。在凹凸上设有半圆形凹槽，安装圆形密封橡胶。

如图3所示，密封腔外端盖6通过端盖螺纹与外转子外端盖3形成密封，中间加有密封胶带加强密封效果。使轮毂电机维修方便、灵活、快捷、成本低、使用寿命长。

如图4所示，外转子轮毂电机定子10中的“S”形冷却水道24在安装时与对应的轮轴21上的冷却液进水通道19和冷却液出水通道22相连通，与外界组成冷却循环系统。

如图5所示，“S”形冷却通道的电机定子10中的布置和冷却液的循环流动情况。

电机定子10中设有冷却通道24，冷却通道24为多个往复曲折的通道；冷却通道24两端的冷却液进水口24.2和冷却液出水口24.1，分别与轮轴21上的冷却液进水通道19和冷却液出水通道22相连通。与外界组成冷却循环系统，到达电机散热的目的。

工作时，绕组11通电与永磁体12一起产生磁力矩，使外转子转动起来，从而带动轮毂2转动以驱动汽车行驶。汽车行驶时位置检测器8和控制器7相配合，起到与机械换向相类似的作用，从而控制外转子电机的工作。汽车刹车时，电机断电，电机停止工作，通过制动踏板控制制动器完成刹车。在轮毂电机工作时，冷却液进、出水通道上有冷却液循环流动，实现对轮毂电机的散热。

将电动驱动轮的定子制成类似“工”字形，使电机定子10的四周足够厚，中间薄一些，此设计可以很好的满足外转子电机的磁场、力矩的要求。外转子电机的外壳转子的造型按照电机定子10的造型制造。在电机内端盖上有足够的空间，在外转子内端盖23上设计布置与之相适配的盘式制动器，同时盘式制动器设计成制动盘14外径端固定在外转子内端盖23上，制动盘14内径端用于制动。

以上造型设计同时加大了轮毂电机相应的表面积，有利于电机的散热。

轮毂通过螺钉安装在外转子上，使轮胎不受轮毂电机温度的影响。

电机定子10上安装线圈，永磁体安装在外转子内壁上。

线圈、控制器和位置检测器的线束通过线通道20进入相应的密封腔。

密封腔外端盖采用螺纹加密封胶带实现密封。

使制动器与电动驱动轮的外形相配合，节省了空间，使结构紧凑。

轮轴21上设有线通道20，通过线通道20连接轮毂电机内外线路；绕组11安装在电机定子10上；永磁体12安装在外转子外端盖3与外转子内端盖23之间，与绕组11及铁芯的位置相对应。

密封腔外端盖6通过端盖螺纹与外转子外端盖3连接，在其连接面设有密封腔螺纹密封结构5。

密封胶带加强密封效果。使轮毂电机维修方便、灵活、快捷、成本低、使用寿命长；

外转子内端盖23和外转子外端盖3由轴承9支承在轮轴21上。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有冷却功能的电动驱动轮，外转子轮毂电机安装在轮毂(2)上，轮毂(2)上安装有轮胎(1)；所述外转子轮毂电机的电机定子(10)固定在轮轴(21)上；所述轮轴(21)固定支承在悬架(25)上；

其特征在于：

所述轮毂(2)固定在外转子轮毂电机的外转子外端盖(3)上；所述外转子轮毂电机上设有控制系统和制动系统；

电机定子(10)为“工”字形，电机定子(10)中设有冷却通道(24)，所述冷却通道(24)往复曲折呈“S”形；冷却通道(24)两端为冷却液进水口(24.2)和冷却液出水口(24.1)，分别与轮轴(21)上的冷却液进水通道(19)和冷却液出水通道(22)相连通；

所述控制系统包括控制器(7)和位置检测器(8)，所述外转子外端盖(3)上设有密封腔外端盖(6)，外转子外端盖(3)与密封腔外端盖(6)围合成一个密封腔，控制器(7)和位置检测器(8)安装在所述密封腔中。

2.根据权利要求1所述一种具有冷却功能的电动驱动轮，其特征在于：

所述制动系统包括制动钳支架(18)、制动钳体(15)、制动块(16)和制动盘(14)，制动钳支架(18)固定在轮轴(21)上，制动钳体(15)通过导向销(17)与制动钳支架(18)连接，制动块(16)固定在制动钳体(15)上，与制动块(16)相适配的制动盘(14)的外缘安装在外转子内端盖(23)上。

3.根据权利要求2所述一种具有冷却功能的电动驱动轮，其特征在于：所述轮轴(21)上设有线通道(20)，轮毂电机内外线路通过线通道(20)相连接；绕组(11)安装在电机定子(10)上；永磁体(12)安装在外转子上与绕组(11)及铁芯的位置相对应处。

4.根据权利要求3所述一种具有冷却功能的电动驱动轮，其特征在于：密封腔外端盖(6)通过端盖螺纹与外转子外端盖(3)连接，在其连接面设有密封腔螺纹密封结构(5)。

5.根据权利要求4所述一种具有冷却功能的电动驱动轮，其特征在于：外转子内端盖(23)和外转子外端盖(3)通过凹凸槽(13.1)进行衔接，凹凸槽(13.1)上设有用以安装圆形密封橡胶的相对的半圆槽。

6.根据权利要求5所述一种具有冷却功能的电动驱动轮，其特征在于：外转子内端盖(23)和外转子外端盖(3)通过轴承(9)支承在轮轴(21)上。