CN104972881A - 具有电动功能的交通工具 - Google Patents

Abstract

本发明适用于交通工具技术领域，公开了一种具有电动功能的交通工具，包括架体、驱动轮、驱动桥和用于驱动所述驱动轮的电动驱动系统，所述电动驱动系统包括电机和传动部件，所述驱动桥连接于所述驱动轮，所述传动部件连接于所述电机与所述驱动桥之间；所述电机为外转子电机，所述外转子电机包括定子部和转动套设于所述定子部外的转子部，所述转子部连接于所述传动部件，所述定子部连接于所述架体。本发明提供的具有电动功能的交通工具，其不受车轮尺寸大小限制，提高外转子电机的抗振、防水能力，减少传动部件，降低整车重量，使电动汽车的传动效率更高，可靠性高、综合成本低，降低电动汽车的制造或改装成本，有利于加速电动汽车的普及实用化。

Description

具有电动功能的交通工具

技术领域

本发明属于交通工具技术领域，尤其涉及一种具有电动功能的交通工具。

背景技术

随着能源短缺和空气污染日趋严重，各国政府都在大力发展节能、环保的交通工具，例如电动汽车。现有技术中电动汽车驱动系统一般有以下两种布置方式：

第一种：采用轮毂电机方式，即将电机直接装置于轮毂内，将制动系统和悬架系统集成设计；装置于转向轮时，与转向系统集成。但是这样电机尺寸受到车轮大小即轮毂尺寸的限制。转子部分与轮毂固接，势必造成非簧载质量和轮毂转动惯量的增加，低速时车辆的接地安全性和平顺性有恶化的趋势。由于车轮与地面直接接触，轮毂电机将承受很大的路面冲击载荷，路面状况的复杂性对轮毂电机抗振、防水等性能提高了要求。轮毂电机系统的集成问题是非常复杂，特别地，需要与转向系统、制动系统和悬架系统综合考虑。

第二种：采用电机偏置直驱方式，即将电机布置于轮毂外侧，结合万向传动装置直接驱动车轮。电机的固定安装结构复杂，电机的安装位置受车辆结构影响较大；差速时，需使用两台电机独立驱动，并需利用控制较为复杂的电子差速来解决差速问题，可靠性有待提高，综合成本较高。

因此，如何合理布局采用外转子电机的电动汽车驱动系统，减少设计步骤，加快推进节能高效外转子电机的利用，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种具有电动功能的交通工具，其可靠性高、综合成本低。

本发明的技术方案是：一种具有电动功能的交通工具，包括架体、驱动轮、驱动桥和用于驱动所述驱动轮的电动驱动系统，所述电动驱动系统包括电机和传动部件，所述驱动桥连接于所述驱动轮，所述传动部件连接于所述电机与所述驱动桥之间；所述电机为外转子电机，所述外转子电机包括定子部和转动套设于所述定子部外的转子部，所述转子部连接于所述传动部件，所述定子部连接于所述架体。

可选地，所述传动部件包括万向传动装置，所述万向传动装置包括传动轴和万向节，所述转子部连接于所述万向节，所述传动轴一端连接于所述万向节，所述传动轴的另一端连接于所述驱动桥。

可选地，所述驱动桥包括驱动桥壳、主减速器、差速器和半轴，所述主减速器、差速器和半轴均位于所述驱动桥壳内，所述驱动桥壳通过弹性件连接于所述架体。

可选地，所述万向节具有法兰盘，所述转子部与所述万向节的法兰盘之间设置有转接盘。

可选地，所述电机通过支撑架连接于所述架体，所述支撑架通过焊接或通过铆接或锁紧件锁紧于所述架体，所述支撑架与所述架体之间设置有缓冲件。

可选地，所述电机的侧面或/和底部设置有电机防护板或电机罩。

可选地，所述驱动桥设置有至少两个，各所述驱动桥由同一电动驱动系统驱动或分别由独立的电动驱动系统驱动。

可选地，所述传动轴设置有至少两节，相邻所述传动轴之间采用中间支承件或万向节连接。

可选地，所述驱动桥壳中间具有驱动桥牙包，所述差速器和所述主减速器布置于所述驱动桥牙包内，所述主减速器为固定速比减速器，每个所述驱动桥壳内设置有两根半轴，两根半轴分设于所述驱动桥牙包的两侧。

可选地，所述交通公具为汽车，所述汽车的驱动轮为后轮或/和前轮、所述驱动桥包括前桥和后桥，所述前轮分设于所述前桥两侧，所述后轮分设于所述后驱动桥两侧，所述电动驱动系统位于所述前桥与所述后桥之间且分别驱动前轮和后轮或单独驱动所述前轮或后轮，或者，所述电动驱动系统位于所述后桥之后并单独驱动后轮。

本发明提供的具有电动功能的交通工具，可应用于电动汽车、混合动力车等的电动领域，可以得到一种易于匹配各种电动汽车，特别是微型商用车，中型客货车，越野车等各种车型，不增加电动汽车的非簧载质量，不受车轮尺寸大小限制，提高外转子电机的抗振、防水能力，减少传动部件，降低整车重量，使电动汽车的传动效率更高，可靠性高、综合成本低，降低电动汽车的制造或改装成本，有利于加速电动汽车的普及实用化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一具有电动功能的交通工具中电动驱动系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的具有电动功能的交通工具在一种微型商用车上应用的结构布置示意图；

图3为本发明实施例提供的具有电动功能的交通工具在一种微型商用车上应用的另一种结构布置示意图；

图4为本发明实施例提供的具有电动功能的交通工具在一种微型商用车上应用的另一种结构布置示意图；

图5为本发明实施例提供的具有电动功能的交通工具中的外转子电机的结构示意图；

图6为图5中外转子电机的右视图；

图7为图5中外转子电机的左视图；

图8为本发明实施例提供的具有电动功能的交通工具的另一实施例；

图9为本发明实施例提供的具有电动功能的交通工具的另一实施例。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

还需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

如图1～图7所示，本发明实施例提供的一种具有电动功能的交通工具，本实施例中的交通工具可为汽车等，例如纯电动汽车、混合动力汽车等，也可以为三轮车等结构形式的交通工具，本实施例中，以微型商用车为例，具体应用中，也可以设置为轿车、货车等结构形式。上述交通工具包括架体（图中未标识）、驱动轮6、驱动桥5和用于驱动驱动轮6的电动驱动系统（图中未标识）。架体为交通工具的主体部分，架体（车架）可包括车身和大梁7，车身可以分为承载式和非承载式，驱动桥5可连接于大梁7。电动驱动系统包括电机和传动部件和电池，电机和传动部件通过驱动桥5驱动驱动轮6。驱动桥5连接于驱动轮6，驱动轮6成对设置并位于驱动桥5的两端。传动部件连接于电机与驱动桥5之间；电机为用于提供动力的外转子电机1，即外转子直驱电机，其电连接于电池和控制模块，电池可以为磷酸铁锂电池等类型的电池。外转子电机有着效率高、低转速、大扭矩等优点，在电动汽车上应用时无需变速箱，布置结构简单。外转子电机1包括定子部1a和转动套设于定子部1a外的转子部1b，转子部1b连接于传动部件，定子部1a连接于架体。外转子电机1可布置于传动部件中传动轴4的轴线上。通过上述结构设计，实现布置结构简单、利用成本低、安全可靠性高的目的，且易于在现有常规汽车上进行电动驱动系统的改装，将采用外转子电机1的电动汽车驱动系统的外转子电机1布置于传动轴4的轴线上，不增加电动汽车的非簧载质量，不受车轮尺寸大小限制，提高外转子电机1的抗振、防水能力，减少传动部件，降低整车重量，使电动汽车的传动效率更高，续航里程延长，降低电动汽车的制造或改装成本，可靠性高，综合成本低，有利于加速电动汽车的普及实用化。图2是图1中展示的电动驱动系统在一种微型商用车上的结构布置示意图。在不改变原车底盘结构的情况下，外转子电机1布置于原车发动机位置，即前排座椅下方区域，易于设计、改装，且传动效率高。

具体地，如图1～图7所示，传动部件包括用于实现变角度动力传递的万向传动装置，万向传动装置包括传动轴4和万向节3，传动轴4和万向节3的数量可根据实际情况设定，传动轴4可设置为一根、两根或两根以上，万向节3可设置为一个、两个或多个。本实施例中，如图1所示，传动轴4、万向节3的数量均为一个。转子部1b连接于万向节3，传动轴4一端连接于万向节3，传动轴4的另一端连接于驱动桥5，其传动效率高。当然，如图2所示，传动轴4也可以设置有两根，两根传动轴4之间通过中间支承件12或万向节3连接，以适应不同的布局要求。具体应用中，万向传动装置可根据外转子电机1与驱动桥5的间距和电机倾斜的角度来确定万向节3和传动轴4以及中间支承件12的数量。图2中为两段传动，两段传动轴4中间设置有中间支承件12；图3中为单段传动，此时，需结合车架结构进行考虑外转子电机1的布置位置，或者，对车架结构进行适当的改变设计，以满足外转子电机1的安装。

具体地，如图1～图7所示，驱动桥5包括驱动桥壳、主减速器、差速器和半轴，主减速器、差速器和半轴均位于驱动桥壳内，驱动桥壳通过弹性件连接于架体。弹性件可以为橡胶垫片或弹簧钢片等。半轴设置有两根，且分别用于驱动驱动桥5两端的驱动轮6。本实施例中，驱动桥5为整体式驱动桥5，其半轴套管与主减速器壳均与轴壳刚性地相连成一个整体梁，通过弹性元件与架体相连。本实施例中，整体式驱动桥5的驱动桥牙包5a内设置有主减速器和差速器。主减速比可根据车辆的性能设计参数来确定，本实施例中设置为2.2：1，适当增大外转子电机1的传递扭矩，降低车轮转速，使本实施例中的微型商用车的载货能力加强并以适当的速度行驶。采用机械式的差速器，避免了轮毂电机的电子差速控制，提高了动力系统的稳定可靠性。

具体地，如图1～图7所示，电机通过支撑架8连接于架体，支撑架8用于将外转子电机1固定在架体上。支撑架8通过焊接或通过铆接或锁紧件锁紧于架体，支撑架8与架体之间设置有缓冲件。缓冲件可为橡胶悬挂或弹簧悬挂等。支撑架8可与车架大梁7焊接或铆接，为提高车辆维护的便利性，本方案采用螺栓紧固；在支撑架8和车架大梁7的连接处设置橡胶悬置来减小外转子电机1和车架之间的振动，有效减小车辆噪音，增强电动车辆的乘坐舒适性。本实施例中，支撑架8的两端与底盘大梁7固接，并在两者之间设置圆形或方形的橡胶悬置，减少外转子电机1振动的传递

图5为本发明的中外转子电机1的结构示意图。外转子电机1分为定子部1a和转子部1b，定子部1a上设置有线圈和接线柱等，转子部1b内嵌有永磁体，定子部1a和转子部1b之间设置有轴承支撑。外转子电机1通过定子部1a上设置的螺纹孔与电机支撑架8通过螺栓连接；转子部1b上的螺纹孔与万向节3的法兰盘部分通过螺栓固接，实现动力的传递。

具体地，万向节3具有法兰盘，转子部1b与万向节3的法兰盘之间设置有转接盘。外转子电机1的定子部1a上设置有圆形排列的螺纹孔，与开有槽孔的支撑架8端面贴合，通过螺栓固接在一起；外转子电机1的转子部1b与万向节3的法兰盘通过螺栓连接，必要时，可设置转接盘。

具体地，如图1～图7所示，电机的侧面或/和底部设置有用于保护外转子电机1的电机防护板2或电机罩9。本实施例中，外转子电机1下方设置电机防护板2，防护板2材料可采用塑料、树脂或合金，该防护板2也可用图6中展示的电机罩9来替代。为防止行驶时泥沙包裹外转子电机1，导致外转子电机1散热不良，防止在行驶过程中由于凹凸不平的路面和飞溅的沙石对外转子电机1造成撞击而造成外转子电机1的损坏，通过设计电机防护板2或电机罩9达到延长外转子电机1使用寿命，避免出行过程中由于外在因素导致外转子电机1损坏的电动汽车汽车抛锚。

具体地，如图1～图7所示，驱动桥5设置有至少两个，各驱动桥5由同一电动驱动系统驱动或分别由独立的电动驱动系统驱动。同一个驱动桥5也可以采用两个或两个以上的外转子电机1并联使用。

具体地，如图1～图7所示，传动轴4设置有一节或至少两节，相邻传动轴4之间采用中间支承件12或万向节3连接。根据外转子电机1和整体式驱动桥5的接口断面距离大小，选择的传动轴4为一节或多节，配合多个万向节3和中间支承件12使用，传动轴4末端装配的万向节3与驱动桥5通过万向节3的法兰盘部分螺栓连接。根据驱动桥5在车辆上的布置数量，可以根据实际车型布置有一套或多套，即单轴驱动和多轴驱动。

具体地，如图1～图7所示，驱动桥壳中间具有驱动桥牙包5a，差速器和主减速器布置于驱动桥牙包5a内，主减速器为固定速比减速器，每个驱动桥壳内设置有两根半轴，两根半轴分设于驱动桥牙包5a的两侧。为使外转子电机1经过万向传动装置传递过来的旋转运动自一根轴传至两根半轴驱动车轮，并使驱动桥5两侧的车轮相互间能以不同转速旋转，驱动桥牙包5a内布置有差速器。为满足不同车辆的速度、载重和爬坡要求，驱动桥牙包5a内布置有固定速比主减速器。

具体地，如图1～图9所示，交通公具为汽车，汽车的驱动轮6为后轮或/和前轮、驱动桥5包括前桥和后桥，前轮分设于前桥两侧，后轮分设于后驱动桥5两侧，电动驱动系统位于前桥与后桥之间且分别驱动前轮和后轮或单独驱动前轮或后轮，或者，电动驱动系统位于后桥之后并单独驱动后轮。

图4为本发明的一具体实施例提供的采用外转子电机1的具有电动功能的交通工具应用的另一种结构布置示意图；将外转子电机1布置在车辆驱动桥5的后方，此时，需将驱动桥5的牙包5a的连接面朝向后方，与万向传动装置和外转子电机1固接。该方案可缩短传动轴4的长度，增加车辆底部空间，方便布置其他电动汽车零部件，特别是动力电池包的布置位置将更加灵活。

图8为本发明的另一实施例。在需要提高车辆动力性能或在较大型车辆上应用时，在不改变外转子电机1的情况下，增强外转子电机1的通用性，对现有外转子电机1加以利用，缩短因电机开发占用的项目时间，可采用本图中展示的动力系统方案。即，将两个外转子电机1串联，共同给车辆同一驱动桥5提供驱动力，满足车辆的动力需求。此时，需设计相应的电机连接结构来满足电机的串联要求，亦需设计相应的电机支撑结构来与车架固定。

图9为本发明的另一实施例。将两台外转子电机1并联，其中一台电机驱动前桥，另一台驱动后桥，达到四驱功能，主要满足越野车的动力需要。前驱动桥5可为断开式驱动桥5，满足转向系统需求，驱动桥牙包5a内也设置有主减速器和差速器，半轴分别通过万向节3上的花键与外转子电机1及轮毂轴承内圈连接，传递动力至驱动轮6。两台外转子电机1可单独控制，具有跛足回家功能。

本发明提供的具有电动功能的交通工具，可应用于电动汽车、混合动力车等的电动领域，可以得到一种易于匹配各种电动汽车，特别是微型商用车，中型客货车，越野车等各种车型，通过将采用外转子电机1的电动汽车驱动系统的外转子电机1布置于传动轴4轴线上，不增加电动汽车的非簧载质量，不受车轮尺寸大小限制，提高外转子电机1的抗振、防水能力，减少传动部件，降低整车重量，使电动汽车的传动效率更高，降低电动汽车的制造或改装成本，有利于加速电动汽车的普及实用化。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有电动功能的交通工具，包括架体、驱动轮、驱动桥和用于驱动所述驱动轮的电动驱动系统，其特征在于，所述电动驱动系统包括电机和传动部件，所述驱动桥连接于所述驱动轮，所述传动部件连接于所述电机与所述驱动桥之间；所述电机为外转子电机，所述外转子电机包括定子部和转动套设于所述定子部外的转子部，所述转子部连接于所述传动部件，所述定子部连接于所述架体。

2.如权利要求1所述的具有电动功能的交通工具，其特征在于，所述传动部件包括万向传动装置，所述万向传动装置包括传动轴和万向节，所述转子部连接于所述万向节，所述传动轴一端连接于所述万向节，所述传动轴的另一端连接于所述驱动桥。

3.如权利要求2所述的具有电动功能的交通工具，其特征在于，所述驱动桥包括驱动桥壳、主减速器、差速器和半轴，所述主减速器、差速器和半轴均位于所述驱动桥壳内，所述驱动桥壳通过弹性件连接于所述架体。

4.如权利要求2所述的具有电动功能的交通工具，其特征在于，所述万向节具有法兰盘，所述转子部与所述万向节的法兰盘之间设置有转接盘。

5.如权利要求1所述的具有电动功能的交通工具，其特征在于，所述电机通过支撑架连接于所述架体，所述支撑架通过焊接或通过铆接或锁紧件锁紧于所述架体，所述支撑架与所述架体之间设置有缓冲件。

6.如权利要求1至5中任一项所述的具有电动功能的交通工具，其特征在于，所述电机的侧面或/和底部设置有电机防护板或电机罩。

7.如权利要求1至5中任一项所述的具有电动功能的交通工具，其特征在于，所述驱动桥设置有至少两个，各所述驱动桥由同一电动驱动系统驱动或分别由独立的电动驱动系统驱动。

8.如权利要求2所述的具有电动功能的交通工具，其特征在于，所述传动轴设置有至少两节，相邻所述传动轴之间采用中间支承件或万向节连接。

9.如权利要求3所述的具有电动功能的交通工具，其特征在于，所述驱动桥壳中间具有驱动桥牙包，所述差速器和所述主减速器布置于所述驱动桥牙包内，所述主减速器为固定速比减速器，每个所述驱动桥壳内设置有两根半轴，两根半轴分设于所述驱动桥牙包的两侧。

10.如权利要求1至5中任一项所述的具有电动功能的交通工具，其特征在于，所述交通公具为汽车，所述汽车的驱动轮为后轮或/和前轮、所述驱动桥包括前桥和后桥，所述前轮分设于所述前桥两侧，所述后轮分设于所述后驱动桥两侧，所述电动驱动系统位于所述前桥与所述后桥之间且分别驱动前轮和后轮或单独驱动所述前轮或后轮，或者，所述电动驱动系统位于所述后桥之后并单独驱动后轮。