CN105691103A - 轮毂驱动总成 - Google Patents

Abstract

一种轮毂驱动总成，包括：轮毂、位于轮毂内的轮毂轴承、电机、减速器、以及外壳；轮毂轴承包括外圈、内圈、以及位于外圈和内圈之间的径向间隙内的滚动体；外壳围成容纳电机的电机腔、以及容纳减速器的减速器腔；电机的输出端伸出电机腔的开口外并与减速器的输入端连接，减速器的输出端与轮毂连接；电机、减速器、以及外壳均位于轮毂轴承的径向内侧；外圈与轮毂固定连接，或者，由轮毂兼做外圈；内圈与外壳固定连接。本发明的技术方案解决了以下问题：现有轮毂驱动总成中轮毂轴承的刚度不足；车辆行驶过程中路面上的硬物卡入轮毂的内周面时，硬物会阻碍轮毂转动，并对轮毂造成磨损；减速器无法获得较大的减速比。

Description

轮毂驱动总成

技术领域

本发明涉及汽车领域，特别是涉及一种轮毂驱动总成。

背景技术

电动汽车是指以车载电源为动力并用电机驱动车轮行驶的车辆，其包含用于驱动、制动车轮的轮毂驱动总成，该轮毂驱动总成将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内，因而将电动汽车的机械部分大大简化。

图1是现有一种轮毂驱动总成的结构简化示意图，如图1所示，该轮毂驱动总成包括：轮毂1；位于轮毂1内的外壳2，车辆行驶时外壳2始终静止不动，外壳2与轮毂1在径向上存在间隙G，并具有连通的电机腔2a和减速器腔2b，减速器腔2b位于电机腔2a的径向内侧；位于电机腔2a内的电机3；位于减速器腔2b内的减速器4；制动器5，沿轮毂驱动总成轴向位于轮毂安装面1a和减速器腔2b之间。电机3的输出端与减速器4的输入端连接，减速器4的输出端与轮毂1连接，制动器5的输出端直接与轮毂1连接。

该轮毂驱动总成还包括：位于轮毂驱动总成的中轴线A上的中心轴6，减速器4套设在中心轴6上；支承在中心轴6上的轮毂轴承7，轮毂轴承7位于电机3的径向内侧，并具有两列滚动体7a、以及与中心轴6固定连接的内圈(未标识)，轮毂轴承7的中央面O₁沿轮毂驱动总成轴向位于轮毂1的中央面O₂远离制动器5的一侧，中央面O₁、O₂均垂直于轮毂驱动总成的中轴线A，两列滚动体7a关于中央面O₁对称设置，轮毂1的中心C位于中央面O₂上。

该轮毂驱动总成还包括：位于电机腔2a内并位于减速器4径向外侧的两个支撑轴承8、以及两个密封件9，两个支撑轴承8沿轮毂驱动总成轴向位于电机腔2a朝向减速器腔2b的开口2c的两侧，两个密封件9沿轮毂驱动总成轴向位于开口2c的两侧，支撑轴承8用于支撑电机3的转子，密封件9用于隔绝电机腔2a。

车轮处于驱动模式时，电机3输出的驱动扭矩通过减速器4的作用被放大，放大后的驱动扭矩输出至轮毂1，以驱动轮毂1相对外壳2转动。

车轮处于制动模式时，制动器5输出的制动扭矩直接作用在轮毂1上，以实现制动。

但是，上述轮毂驱动总成存在以下缺陷：

1)支承在中心轴6上并位于电机3径向内侧的轮毂轴承7的径向尺寸较小，使滚动体7a的尺寸以及数量均较小，造成轮毂轴承7的刚度不足。

2)车辆行驶时，若路面上的硬物卡入轮毂1与外壳2之间的间隙G内，硬物会阻碍轮毂1的转动，并对相对转动的轮毂1和外壳2造成磨损，缩短了轮毂1和外壳2的使用寿命。

3)为避免上述缺陷2)的发生，会将轮毂1与外壳2之间的间隙G设置得偏大一些，使外壳2的径向尺寸较小，从而造成减速器腔2a的外径尺寸较小，无法获得较大的减速比。

4)车辆行驶时，轮毂1会受到路面施加的作用力，可认为该作用力的总作用力基本上位于轮毂1的中央面O₂上。由于轮毂轴承7的中央面O₁与轮毂1的中央面O₂沿轮毂驱动总成轴向存在间距，故在该总作用力的作用下轮毂轴承7会受到弯矩的作用，造成轮毂轴承7的耐久性不足。

5)无法在中心轴6的刚度、减速器4的减速比之间取得良好的平衡，原因在于：若要求中心轴6具有较大的刚度，则中心轴6的外径较大，会造成减速器腔2b的空间较小，造成减速器4无法获得较大的减速比；反之，若要求减速器4具有较大的减速比，则要求中心轴6的外径较小，会造成中心轴6的刚度不足。

6)制动器5输出的制动扭矩直接作用在轮毂1上，为了实现在各种行驶工况下的制动要求，制动器5的最大输出扭矩需要足够大，导致制动器5的动力学要求高、以及尺寸较大。

7)由于支撑轴承8、密封件9均位于电机腔2a内，且位于减速器4的径向外侧，故两者距离轮毂驱动总成的中轴线A较远。在车辆行驶时，支撑轴承8、密封件9的线速度均较高，造成：提高了对支撑轴承8的可靠性和耐久性的要求，增加了支撑轴承8的设计和制造成本；密封件9的磨损严重，寿命缩短。

发明内容

本发明要解决的问题是：现有轮毂驱动总成中轮毂轴承的刚度不足；车辆行驶过程中路面上的硬物卡入轮毂的内周面时，硬物会阻碍轮毂转动，并对轮毂造成磨损；减速器无法获得较大的减速比。

为解决上述问题，本发明提供了一种轮毂驱动总成，包括：轮毂、位于所述轮毂内的轮毂轴承、电机、减速器、以及外壳；所述轮毂轴承包括外圈、内圈、以及位于所述外圈和内圈之间的径向间隙内的滚动体；所述外壳围成容纳所述电机的电机腔、以及容纳所述减速器的减速器腔；所述电机的输出端伸出所述电机腔的开口外并与减速器的输入端连接，所述减速器的输出端与轮毂连接；所述电机、减速器、以及外壳均位于所述轮毂轴承的径向内侧；所述外圈与轮毂固定连接，或者，由所述轮毂兼做所述外圈；所述内圈与外壳固定连接。

可选地，所述轮毂轴承的中央面与轮毂的中央面重合。

可选地，所述外壳还围成制动器腔；所述轮毂驱动总成还包括：位于所述制动器腔内的制动器。

可选地，沿轮毂驱动总成的轴向，所述电机腔位于制动器腔和减速器腔之间。

可选地，所述电机腔由第一腔室、以及与所述第一腔室连通的第二腔室构成，所述第二腔室、减速器腔、制动器腔均位于第一腔室的径向内侧，沿轮毂驱动总成的轴向，所述第二腔室位于所述减速器腔和制动器腔之间；所述电机腔的开口位于所述第二腔室远离第一腔室的一端。

可选地，所述制动器的输出端与减速器的输入端连接。

可选地，还包括：位于轮毂驱动总成中轴线上的中心轴；所述电机腔的开口沿轮毂驱动总成的径向朝向所述中心轴，并沿轮毂驱动总成的轴向位于减速器的一侧；所述电机、减速器均套设在所述中心轴上，且所述电机的输出端、减速器的输入端、制动器的输出端均与所述中心轴抗扭连接。

可选地，还包括：套设在所述中心轴上的两个支撑轴承；所述两个支撑轴承在电机腔的径向内侧沿轮毂驱动总成的轴向间隔排列，并在所述电机腔的开口处支撑所述外壳。

可选地，还包括：位于所述电机腔的开口处的密封件，所述密封件用于隔离电机腔。

可选地，还包括：转动盖，在轮毂驱动总成的轴向上位于所述外壳和轮毂的轮辐之间，并与所述外壳围成所述减速器腔；所述转动盖与减速器的输出端或轮毂固定连接。

可选地，所述外圈与轮毂固定连接并具有：环形本体部，沿轮毂驱动总成的轴向延伸；环形延伸部，自所述本体部沿轴向靠近轮辐的一端沿径向向内的方向延伸；所述轮辐的径向内端、环形延伸部的径向内端、转动盖、以及减速器的输出端固定连接。

可选地，所述外壳包括：沿轮毂驱动总成的轴向相对设置的第一、二壳体；所述第一壳体与内圈靠近轮辐的轴向端部固定连接，所述第二壳体与内圈远离轮辐的轴向端部固定连接；所述第一壳体、第二壳体、以及内圈围成所述电机腔，所述第一壳体与转动盖围成所述减速器腔。

可选地，所述外圈与轮毂固定连接，且所述轮毂轴承为双列滚子轴承；所述内圈具有沿径向向外的方向突伸的环形凸肩，两列所述滚动体沿轴向位于所述环形凸肩的两侧；所述外圈靠近轮毂的轮辐的一端具有沿径向向内的方向突伸的凸起，所述凸起沿背离所述轮辐的轴向方向将靠近所述轮辐的一列滚动体抵靠在所述环形凸肩上；所述轮毂轴承还包括：位于所述外圈的内周面上的环形卡槽，所述环形卡槽位于所述外圈远离轮辐的一端；位于所述环形卡槽内的卡簧；沿轮毂轴承的轴向位于所述卡簧和远离轮辐的一列滚动体之间的阻挡环；所述卡簧抵靠阻挡环，使所述阻挡环沿朝向所述轮辐的轴向方向将远离轮辐的一列滚动体抵靠在所述环形凸肩上。

可选地，所述电机为内转子电机并包括：沿轮毂驱动总成径向向内的方向依次排列的定子、转子、转子支架；所述定子与内圈固定设置，所述转子支架与转子固定连接，所述转子支架作为所述电机的输出端。

可选地，所述减速器为行星减速器并包括：与所述外壳抗扭连接的齿圈；位于所述齿圈内的太阳轮，所述太阳轮作为所述减速器的输入端；位于所述齿圈和太阳轮之间的若干行星轮；与所述行星轮固定连接的行星支架，所述行星支架作为所述减速器的输出端。

可选地，所述制动器为鼓式制动器并包括：制动鼓，作为所述制动器的输出端；位于所述制动鼓径向内侧的制动蹄。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

由于轮毂轴承位于电机、减速器和外壳的径向外侧，故轮毂轴承具有较大的径向尺寸，使滚动体能够获得较大的尺寸、以及较多的数量，因而能够使轮毂轴承具备较大的刚度。

轮毂轴承的外圈与轮毂固定连接时，车辆行驶过程中，外圈和轮毂会一起转动，即使路面上的硬物有卡入轮毂的径向内侧，硬物也会跟着外圈、轮毂一起转动，不会出现硬物阻碍轮毂转动、并对轮毂造成磨损的问题。另外，由于在车辆行驶时不再存在硬物阻碍轮毂转动、并对轮毂造成磨损的问题，因此，外圈和轮毂之间的径向间隙可以设置得较小一些，甚至该间隙可以为零，使得轮毂内的空间中能够有更大部分的空间来容纳轮毂驱动总成中除轮毂以外的部件，因而可以利用较多的空间来容纳减速器，使减速器能够具备较大的减速比。

轮毂兼做轮毂轴承的外圈时，车辆行驶过程中，路面上的硬物不会进入轮毂的径向内侧，因而不会出现硬物卡入轮毂的内周面，并阻碍轮毂转动、对轮毂造成磨损的问题。另外，轮毂内的所有空间都能够用来容纳轮毂驱动总成中除轮毂以外的部件，因此可以利用较多的空间来容纳减速器，使减速器能够具备较大的减速比。

附图说明

图1是现有一种轮毂驱动总成的结构简化示意图；

图2是本发明的第一实施例中轮毂驱动总成的轴向剖面图，为减小图幅，图中仅显示出轮毂驱动总成位于中轴线上方的部分。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

第一实施例

如图2所示，本实施例的轮毂驱动总成包括：轮毂10、位于轮毂10内的轮毂轴承20、电机30、减速器40、以及外壳50。其中，轮毂10用于容纳轮毂驱动总成中除轮毂10以外的部件；轮毂轴承20用于承载从车身传递至车轮上的负荷；电机30用于产生驱动轮毂10转动的驱动扭矩；减速器40用于放大电机30输出的驱动扭矩。外壳50用于围成容纳电机30的电机腔51、以及容纳减速器40的减速器腔52。

电机30、减速器40、以及外壳50均位于轮毂轴承20的径向内侧，即，轮毂轴承20环绕电机30、减速器40、以及外壳50，起到了容纳轮毂驱动总成中除轮毂10以外的部件的作用。

轮毂10具有沿轮毂驱动总成的轴向延伸的环形本体11、以及自本体11的轴向一端沿轮毂驱动总成径向向内的方向延伸的轮辐12。轮胎用于套设在本体11的外周面上。

轮毂轴承20包括：外圈21、内圈22、以及位于外圈21和内圈22之间的径向间隙内的滚动体23。外圈21与轮毂10固定连接，内圈22与外壳50固定连接。

电机30的输出端31伸出电机腔51的开口K外并与减速器40的输入端41连接，使得电机30输出的驱动扭矩能够输入至减速器40的输入端。减速器40的输出端42与轮毂10连接，使得减速器40输出的驱动扭矩能够输出至轮毂10。

车轮处于驱动模式时，电机30输出的驱动扭矩通过减速器40的作用被放大，放大后的驱动扭矩输出至轮毂10，由轮毂10带着外圈21一起相对内圈22、外壳50转动。

现有轮毂驱动总成中，如图1所示，轮毂轴承7支承在位于轮毂驱动总成的中轴线A上的中心轴6上，并位于电机3的径向内侧；而在本发明的轮毂驱动总成中，如图2所示，轮毂轴承20位于电机30、减速器40和外壳50的径向外侧。比较可知，本发明的轮毂驱动总成中，轮毂轴承20具有较大的径向尺寸，使滚动体23能够获得较大的尺寸、以及较多的数量，因而能够使轮毂轴承20具备较大的刚度。

在本实施例中，外圈21与轮毂10在轮毂驱动总成的径向上存在间隙G。车辆行驶时，若路面上的硬物卡入轮毂10和外圈21之间的间隙G内，硬物会跟着外圈21和轮毂10一起转动，即，硬物与外圈21、轮毂10之间不存在相对转动。因此，硬物不会阻碍轮毂10的转动，也不会对轮毂10和外圈21造成磨损，延长了轮毂10和外圈21的使用寿命。

在本实施例的变换例中，外圈21与轮毂10在轮毂驱动总成的径向上也可以没有间隙G，即外圈21的外周面也可以与轮毂10的内周面接触。在这种情况下，在车辆行驶时，路面上的硬物不会卡入轮毂10的内周面，因而不会出现硬物阻碍轮毂10转动、并对轮毂10造成磨损的问题发生。

现有轮毂驱动总成中，如图1所示，车辆行驶时，为避免硬物卡入轮毂1的内周面，并阻碍轮毂1转动、对轮毂1造成磨损，会将轮毂1与外壳2之间的间隙G设置得偏大一些；而在本实施例的技术方案中，由于在车辆行驶时不再存在硬物阻碍轮毂10转动、并对轮毂10造成磨损的问题，因此，外圈21和轮毂10之间的间隙G可以设置得较小一些，甚至该间隙G可以设置为零。比较可知，在本实施例的轮毂驱动总成中，轮毂10内的空间中能够有更大部分的空间来容纳轮毂驱动总成中除轮毂10以外的部件，因此可以利用较多的空间来容纳减速器40，使减速器40能够具备较大的减速比。

在本实施例中，轮毂轴承20为双列滚子轴承，使得轮毂轴承20能够同时承受径向负荷和轴向负荷。下面对该双列滚子轴承的具体结构做详细介绍。

滚动体23为滚珠。

内圈22具有沿径向向外的方向突伸的环形凸肩220。两列滚动体23沿轴向位于环形凸肩220的两侧。

外圈21具有：环形本体部210，沿轮毂驱动总成的轴向延伸；环形延伸部211，自本体部210沿轴向靠近轮辐12的一端沿径向向内的方向延伸。外圈21的材料与现有轮毂轴承中外圈的材料一样，均为刚性材料。

外圈21靠近轮辐12的一端具有沿径向向内的方向突伸的凸起212，凸起212沿背离轮辐12的轴向方向将靠近轮辐12的一列滚动体23(即图中位于右侧的一列滚动体)抵靠在环形凸肩220上，防止该列滚动体23沿朝向轮辐12的轴向方向滚动。具体地，凸起212位于本体部210和延伸部211的相交位置处，并具有朝向滚动体23的弧形阻挡面S1，滚动体23与凸起212的弧形阻挡面S1接触。

轮毂轴承还包括：位于外圈21的内周面上的环形卡槽(未标识)，所述环形卡槽位于外圈21远离轮辐12的一端；位于所述环形卡槽内的卡簧24；沿轮毂轴承的轴向位于卡簧24和远离轮辐12的一列滚动体23(即图中位于左侧的一列滚动体)之间的阻挡环25；卡簧24抵靠阻挡环25，使阻挡环25沿朝向轮辐12的轴向方向将远离轮辐12的一列滚动体23抵靠在环形凸肩220上，防止该列滚动体23沿背离轮辐12的轴向方向移动。具体地，阻挡环25具有朝向滚动体23的弧形阻挡面S2，滚动体23与阻挡环25的弧形阻挡面S2接触。外圈21的内周面在对应阻挡环25的位置设有环形凹槽(未标识)，所述环形凹槽具有侧面S3，阻挡环25位于该环形凹槽内，并沿轴向抵靠侧面S3。

轮毂轴承20还包括：位于阻挡环25和内圈22之间的径向间隙内的密封件26，密封件26用于在轮毂轴承20的轴向端部密封轮毂轴承20。

需说明的是，在本发明的技术方案中，轮毂轴承20的结构并不应局限于本实施例，可以根据实际应用需要对其作出相应的调整。例如，滚动体23还可以为圆锥滚子。

在本实施例中，轮毂轴承20的中央面O与轮毂10的中央面O重合。在本发明的技术方案中，轮毂轴承20的中央面O、轮毂10的中央面O均垂直于轮毂驱动总成的中轴线A，两列滚动体23关于轮毂轴承20的中央面O对称设置，轮毂10的中心C位于轮毂10的中央面O上。

车辆行驶时，轮毂10会受到路面施加的作用力，可认为该作用力的总作用力基本上位于轮毂10的中央面O上。由于轮毂轴承20的中央面O与轮毂10的中央面O重合，故在总作用力的作用下轮毂轴承20不会受到弯矩的作用，改善了轮毂轴承20的耐久性。

在本实施例中，轮毂驱动总成还包括转动盖60，转动盖60呈环形。在轮毂驱动总成的轴向上，转动盖60位于外壳50和轮辐12之间，且转动盖60与外壳50围成减速器腔52。轮辐12的径向内端、延伸部211的径向内端、转动盖60、以及减速器40的输出端42固定连接。车辆行驶时，减速器40的输出端42、转动盖60、外圈21、轮毂10会一起转动。在一具体实施例中，轮辐12的径向内端、延伸部211的径向内端、转动盖60、以及减速器40的输出端42利用螺栓固定连接在一起。

在本实施例的变换例中，外圈21的延伸部211也可以未沿径向延伸至转动盖60和轮辐12之间。在这种情况下，外圈21与轮毂10固定连接在一起，轮辐12的径向内端、转动盖60、以及减速器40的输出端42固定连接在一起。

在具体实施例中，转动盖60具有沿轮毂驱动总成的径向方向延伸的盖体部600、以及自盖体部600的径向外端沿背离延伸部211的轴向方向延伸的盖延伸部601。

在本实施例的变换例中，轮毂驱动总成中也可以没有转动盖60。在这种情况下，减速器腔52直接由外壳50围成。

在本实施例中，减速器40的输出端42通过转动盖60、外圈21与轮毂10连接。在其他实施例中，减速器40的输出端42也可以直接与轮毂10连接。

在本实施例中，外壳50还围成制动器腔53，轮毂驱动总成还包括位于制动器腔53内的制动器70，制动器70用于产生制动扭矩。沿轮毂驱动总成的轴向，电机腔51位于制动器腔53和减速器腔52之间。需说明的是，电机腔51、制动器腔53、减速器腔52在轮毂驱动总成轴向上的相对位置并不应局限于本实施例。例如，在轮毂驱动总成的轴向上，制动器腔53和减速器腔52也可以位于电机腔51的同一侧。

具体地，电机腔51由第一腔室510、以及与第一腔室510连通的第二腔室511构成，第二腔室511、减速器腔52、制动器腔53均位于第一腔室510的径向内侧，沿轮毂驱动总成的轴向，第二腔室511位于减速器腔52和制动器腔53之间，电机腔51的开口K位于第二腔室511远离第一腔室510的一端，使得电机腔51的开口K沿轮毂驱动总成的轴向位于减速器40的一侧。

制动器70的输出端71与减速器40的输入端41连接。这样一来，制动器70输出的制动扭矩可以输出至减速器40并被放大，放大后的制动扭矩输出至轮毂10，以使轮毂10停止转动。由于减速器40的扭矩放大作用，因此，制动器70的最大输出扭矩可以设置得较小一些，相应的，制动器70的尺寸能够减小，制动器70的动力学要求能够稍低一些。

在本实施例的变换例中，制动器70输出的制动扭矩也可以直接作用在轮毂10上。

在本实施例中，制动器70与电机30、减速器40集成在轮毂10内。在其他实施例中，也可以是电机30、减速器40集成在轮毂10内，而制动器70位于轮毂10外。

在本实施例中，外壳50包括：沿轮毂驱动总成的轴向依次相对间隔设置并均呈环形的第一壳体54、第二壳体55和第三壳体56。第一壳体54与内圈22靠近轮辐12的轴向端部固定连接，第二壳体55、第三壳体56均与内圈22远离轮辐12的轴向端部固定连接。在具体实施例中，第一壳体54、第二壳体55、第三壳体56均利用螺栓与内圈22固定连接在一起。

第一壳体54、第二壳体55、以及内圈22围成电机腔51；第一壳体54与转动盖60围成减速器腔52；第二壳体55与第三壳体56围成制动器腔53。第三壳体56用于固定在车辆的扭力梁N上，将轮毂驱动总成安装在车辆上时，可以利用螺栓将第三壳体56固定在扭力梁N上。在本实施例中，轮毂轴承20的内圈22兼做外壳50的作用，与外壳50共同围成容纳电机30的电机腔51，减轻了外壳50的重量。在本实施例的变换例中，电机腔51也可以是完全由外壳50围成。

第一壳体54具有：沿轮毂驱动总成的轴向方向延伸的第一子壳体540；自第一子壳体540的轴向一端沿径向向外的方向延伸的第二子壳体541；自第一子壳体540的轴向另一端沿径向向内的方向延伸的第三子壳体542。

第二壳体55具有：沿轮毂驱动总成的轴向方向延伸的第四子壳体550；自第四子壳体550的轴向一端沿径向向外的方向延伸的第五子壳体551；自第四子壳体550的轴向另一端沿径向向内的方向延伸的第六子壳体552。

内圈22、第一子壳体540、第二子壳体541、第四子壳体550、以及第五子壳体551围成第一腔室510。第三子壳体542和第六子壳体552围成第二腔室511。

第三壳体56具有沿轮毂驱动总成的径向方向延伸的第七子壳体560、以及自第七子壳体560的径向内端沿背离第二壳体55的轴向方向突伸的第八子壳体561。

需说明的是，在本发明的技术方案中，外壳50的形状构造并不应局限于本实施例，只要外壳50能够围成电机腔51、减速器腔52、制动器腔53即可。

在本实施例中，轮毂驱动总成还包括：密封件61，位于转动盖60的径向外端和第一壳体54之间的间隙内，用于隔离减速器腔52，防止减速器腔52内的润滑剂泄漏出去。具体地，密封件61位于第一壳体54的第一子壳体540和转动盖60的盖延伸部601之间。在本实施例的变换例中，转动盖60也可以没有盖延伸部601，密封件61位于减速器40的输出端42和第一壳体54之间的间隙内。

下面对本实施例的电机30、减速器40、以及制动器70的具体结构作详细介绍。

在本实施例中，电机30为内转子电机并包括：沿轮毂驱动总成径向向内的方向依次排列的冷却水套32、定子33、转子34、作为电机30的输出端31的转子支架。其中：定子33与内圈22固定设置，冷却水套32位于定子33和内圈22之间；转子支架31与转子34固定连接，在具体实施例中，转子支架31可以和转子34一体成型而成。

在本实施例中，减速器40为行星减速器并包括：与外壳50的第一壳体54抗扭连接的齿圈43；位于齿圈43内的太阳轮，太阳轮作为减速器40的输入端41；位于齿圈43和太阳轮41之间的若干行星轮44；与行星轮44固定连接的行星支架，行星支架作为减速器40的输出端42。在具体实施例中，齿圈43与第一壳体54可以一体成型。

根据前面所述可知，车辆行驶时，外壳50相对轮毂10静止不动。由于齿圈43与外壳50抗扭连接，因此，在车辆行驶过程中齿圈43也相对轮毂10静止不动。

在本实施例中，制动器70为鼓式制动器并包括：制动鼓，作为制动器70的输出端71；位于制动鼓71径向内侧的制动蹄72；与制动鼓71沿轮毂驱动总成的轴向相对设置的制动壳73，制动壳73与第三壳体56固定连接，制动蹄72的一端与制动壳73连接。在具体实施例中，制动壳73与第三壳体56利用螺栓固定连接。

需说明的是，在本发明的技术方案中，电机30、减速器40、制动器70的种类均不应局限于本实施例，可以根据不同的要求作调整。例如，电机30也可以为外转子电机，制动器70也可以是盘式制动器。

在本实施例中，轮毂驱动总成还包括：位于轮毂驱动总成中轴线A上的中心轴80，电机腔51的开口K沿轮毂驱动总成的径向朝向中心轴80。电机30、减速器40均套设在中心轴80上，且电机30的输出端31(即为转子支架)、减速器40的输入端41(即为太阳轮)、制动器70的输出端71(即为制动鼓)均与中心轴80抗扭连接，使得车辆行驶时四者同步转动。因此，在本实施例中，电机30的输出端31(即为转子支架)、减速器40的输入端41(即为太阳轮)、制动器70的输出端71(即为制动鼓)三者是通过中心轴80连接在一起。

根据前面所述可知，本实施例的轮毂驱动总成中减速器腔的空间比现有轮毂驱动总成中减速器腔的空间大，能够获得更大的减速比。因此，在本实施例的技术方案中，可以稍微减小一点减速器腔52的内径尺寸，并增大中心轴80的外径尺寸，使得中心轴80的刚度和减速器40的减速比之间更易取得良好的平衡。

在具体实施例中，中心轴80为法兰轴，并具有主体轴81、以及在主体轴81远离轮辐12的轴向一端与其固定设置的法兰盘82。电机30的转子支架31、减速器40的太阳轮41沿轴向间隔地套设在主体轴81上，且转子支架31、太阳轮41均与主体轴81过盈配合，以实现抗扭连接。制动器70的制动鼓71与法兰盘82利用螺栓进行抗扭连接。在其他实施例中，转子支架31、太阳轮41、制动鼓71也可以通过其他方式来实现与中心轴80的抗扭连接。

在本实施例的变换例中，转子支架31、中心轴80、太阳轮41三者可以一体成型。

本实施例的轮毂驱动总成的工作原理如下：

电机30的转子支架31、减速器40的太阳轮41、制动器70的制动鼓71、中心轴80四者同步转动。

车轮处于驱动模式时，制动器70的制动蹄72不张开，无制动扭矩输出。电机30工作，并由转子支架31输出驱动扭矩。转子支架31通过中心轴80将驱动扭矩输出至减速器40的太阳轮41；输出至太阳轮41的驱动扭矩经减速器40放大后，由行星支架42先后通过转动盖60、外圈21输出至轮毂10。

车轮能够在三种制动模式下制动，分别为机械制动模式、电力制动模式、混合制动模式。

车轮处于机械制动模式时，电机30无驱动扭矩输出，制动器输出制动扭矩，即制动蹄72张开并卡紧制动鼓71，对制动鼓71施加制动扭矩，导致制动鼓71的转速降低，此时太阳轮41的转速随之降低。由此，制动器70输出的制动扭矩通过减速器40的放大作用被放大后，由行星支架42先后通过转动盖60、外圈21输出至轮毂10，使轮毂10停止转动。

车轮处于电力制动模式时，制动器70的制动蹄72不张开，无制动扭矩输出，电机30反向工作，即电机30输出的扭矩与驱动模式下输出的扭矩方向相反，由此驱使轮毂10停止转动。

所述混合制动模式是指同时采用上述机械制动模式和电力制动模式来对轮毂进行制动。由于上述机械制动模式和电力制动模式已经有做详细介绍，故在此不再对混合制动模式进行赘述。

在本实施例中，轮毂驱动总成还包括套设在中心轴80上的两个支撑轴承90。两个支撑轴承90在电机腔51的径向内侧沿轮毂驱动总成的轴向间隔排列，并在电机腔51的开口K处支撑外壳50。具体地，其中一个支撑轴承90支撑第一壳体54，另一个支撑壳体90支撑第二壳体55。

支撑轴承90包括外圈91、内圈92、以及位于外圈91和内圈92之间的滚动体93。两个支撑轴承90的内圈92均套设在中心轴80上，并均与中心轴80抗扭连接。用来支撑第一壳体54的支撑轴承90的外圈91与第一壳体54的径向内端抗扭连接，用来支撑第二壳体55的支撑轴承90的外圈91与第二壳体55的径向内端抗扭连接。

在本实施例中，轮毂驱动总成还包括：位于电机腔51的开口K处的密封件62，密封件62用于隔离电机腔51，使得电机30能够在干燥、干净的环境中使用。

在具体实施例中，转子支架31沿轮毂驱动总成轴向的两侧设有沿相反的轴向方向延伸的第一凸台310、第二凸台311，第一凸台310、第二凸台311均位于开口K的径向内侧。其中一个密封件62位于第一凸台310和第一壳体54的径向内端之间，另一个密封件62位于第二凸台311和第二壳体55的径向内端之间。

现有轮毂驱动总成中，如图1所示，支撑轴承8位于减速器4的径向外侧，距离轮毂驱动总成的中轴线A较远；而在本实施例的轮毂驱动总成中，支撑轴承90套设在中心轴80上并在电机腔51的开口K处支撑外壳50。由于电机腔51的开口K沿轮毂驱动总成的轴向位于减速器40的一侧，并非位于减速器40的径向外侧，故在本实施例中，支撑轴承90距离轮毂驱动总成的中轴线A更近。比较可知，在本实施例中，车辆行驶时，支撑轴承90的线速度更小，不仅降低了对支撑轴承90的可靠性和耐久性的要求，也降低了支撑轴承90的设计和制造成本。

现有轮毂驱动总成中，如图1所示，密封件9位于减速器4的径向外侧，距离轮毂驱动总成的中轴线A较远；而在本实施例的轮毂驱动总成中，由于电机腔51的开口K离轮毂驱动总成的中轴线A较近，从而使得位于开口K处的密封件62离轮毂驱动总成的中轴线A更近一些。因此，在车辆行驶时，密封件62的线速度较小，减小了密封件62与密封面(具体为第一凸台310、第二凸台311、第一壳体54径向内端、第二壳体55径向内端的表面)之间的摩擦，减轻了密封件62的磨损，延伸了密封件62的使用寿命。

第二实施例

第二实施例与第一实施例之间的区别在于：在第二实施例中，轮毂轴承中没有设置专门的外圈，而是由轮毂来充当，简化了轮毂驱动总成的结构。在第二实施例中，轮毂轴承中的滚动体可以直接与轮毂的内周面接触。

在第二实施例中，由于轮毂兼做轮毂轴承的外圈，故在车辆行驶时，路面上的硬物不会进入轮毂的径向内侧，因而不会出现硬物卡入轮毂的内周面，并阻碍轮毂转动、对轮毂造成磨损的问题。

另外，与第一实施例相比，第二实施例的技术方案还具有以下优点：轮毂内的所有空间都能够来容纳轮毂驱动总成中除轮毂以外的部件，因此可以利用更多的空间来容纳减速器，进一步提高减速器的减速比。

与第二实施例相比，第一实施例的技术方案具有以下优点：轮毂驱动总成中的轮毂可以采用现有技术的轮毂，无需对其结构作出改动；更换轮胎的步骤更为简单方便，具体分析如下：

在第二实施例中，需要更换安装在轮毂驱动总成上的轮胎时，首先，将轮毂从轮毂驱动总成上拆卸下来，轮毂拆卸下来之后，轮毂轴承中的滚动体与内圈分离；将轮毂上的轮胎更换之后，重新安装轮毂，在安装轮毂的同时，需重新装配轮毂轴承。

在第一实施例中，需要更换安装在轮毂驱动总成上的轮胎时，首先，将轮毂从轮毂驱动总成上拆卸下来，轮毂拆卸下来之后，轮毂轴承中的各个部件仍是装配在一起的；将轮毂上的轮胎更换之后，直接安装轮毂，无需重新装配轮毂轴承。

本发明中，各实施例采用递进式写法，重点描述与前述实施例的不同之处，各实施例中的相同部分可以参照前述实施例。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (16)

1.一种轮毂驱动总成，包括：轮毂、位于所述轮毂内的轮毂轴承、电机、减速器、以及外壳；

所述轮毂轴承包括外圈、内圈、以及位于所述外圈和内圈之间的径向间隙内的滚动体；

所述外壳围成容纳所述电机的电机腔、以及容纳所述减速器的减速器腔；

所述电机的输出端伸出所述电机腔的开口外并与减速器的输入端连接，所述减速器的输出端与轮毂连接；

其特征在于，所述电机、减速器、以及外壳均位于所述轮毂轴承的径向内侧；

所述外圈与轮毂固定连接，或者，由所述轮毂兼做所述外圈；

所述内圈与外壳固定连接。

2.如权利要求1所述的轮毂驱动总成，其特征在于，所述轮毂轴承的中央面与轮毂的中央面重合。

3.如权利要求1所述的轮毂驱动总成，其特征在于，所述外壳还围成制动器腔；

所述轮毂驱动总成还包括：位于所述制动器腔内的制动器。

4.如权利要求3所述的轮毂驱动总成，其特征在于，沿轮毂驱动总成的轴向，所述电机腔位于制动器腔和减速器腔之间。

5.如权利要求4所述的轮毂驱动总成，其特征在于，所述电机腔由第一腔室、以及与所述第一腔室连通的第二腔室构成，所述第二腔室、减速器腔、制动器腔均位于第一腔室的径向内侧，沿轮毂驱动总成的轴向，所述第二腔室位于所述减速器腔和制动器腔之间；

所述电机腔的开口位于所述第二腔室远离第一腔室的一端。

6.如权利要求3所述的轮毂驱动总成，其特征在于，所述制动器的输出端与减速器的输入端连接。

7.如权利要求6所述的轮毂驱动总成，其特征在于，还包括：位于轮毂驱动总成中轴线上的中心轴；

所述电机腔的开口沿轮毂驱动总成的径向朝向所述中心轴，并沿轮毂驱动总成的轴向位于减速器的一侧；

所述电机、减速器均套设在所述中心轴上，且所述电机的输出端、减速器的输入端、制动器的输出端均与所述中心轴抗扭连接。

8.如权利要求7所述的轮毂驱动总成，其特征在于，还包括：套设在所述中心轴上的两个支撑轴承；

所述两个支撑轴承在电机腔的径向内侧沿轮毂驱动总成的轴向间隔排列，并在所述电机腔的开口处支撑所述外壳。

9.如权利要求7所述的轮毂驱动总成，其特征在于，还包括：位于所述电机腔的开口处的密封件，所述密封件用于隔离电机腔。

10.如权利要求1所述的轮毂驱动总成，其特征在于，还包括：转动盖，在轮毂驱动总成的轴向上位于所述外壳和轮毂的轮辐之间，并与所述外壳围成所述减速器腔；

所述转动盖与减速器的输出端或轮毂固定连接。

11.如权利要求10所述的轮毂驱动总成，其特征在于，所述外圈与轮毂固定连接并具有：

环形本体部，沿轮毂驱动总成的轴向延伸；

环形延伸部，自所述本体部沿轴向靠近轮辐的一端沿径向向内的方向延伸；

所述轮辐的径向内端、环形延伸部的径向内端、转动盖、以及减速器的输出端固定连接。

12.如权利要求10所述的轮毂驱动总成，其特征在于，所述外壳包括：沿轮毂驱动总成的轴向相对设置的第一、二壳体；

所述第一壳体与内圈靠近轮辐的轴向端部固定连接，所述第二壳体与内圈远离轮辐的轴向端部固定连接；

所述第一壳体、第二壳体、以及内圈围成所述电机腔，所述第一壳体与转动盖围成所述减速器腔。

13.如权利要求1所述的轮毂驱动总成，其特征在于，所述外圈与轮毂固定连接，且所述轮毂轴承为双列滚子轴承；

所述内圈具有沿径向向外的方向突伸的环形凸肩，两列所述滚动体沿轴向位于所述环形凸肩的两侧；

所述外圈靠近轮毂的轮辐的一端具有沿径向向内的方向突伸的凸起，所述凸起沿背离所述轮辐的轴向方向将靠近所述轮辐的一列滚动体抵靠在所述环形凸肩上；

所述轮毂轴承还包括：位于所述外圈的内周面上的环形卡槽，所述环形卡槽位于所述外圈远离轮辐的一端；

位于所述环形卡槽内的卡簧；

沿轮毂轴承的轴向位于所述卡簧和远离轮辐的一列滚动体之间的阻挡环；

所述卡簧抵靠阻挡环，使所述阻挡环沿朝向所述轮辐的轴向方向将远离轮辐的一列滚动体抵靠在所述环形凸肩上。

14.如权利要求1至13任一项所述的轮毂驱动总成，其特征在于，所述电机为内转子电机并包括：沿轮毂驱动总成径向向内的方向依次排列的定子、转子、转子支架；

所述定子与内圈固定设置，所述转子支架与转子固定连接，所述转子支架作为所述电机的输出端。

15.如权利要求1至13任一项所述的轮毂驱动总成，其特征在于，所述减速器为行星减速器并包括：

与所述外壳抗扭连接的齿圈；位于所述齿圈内的太阳轮，所述太阳轮作为所述减速器的输入端；位于所述齿圈和太阳轮之间的若干行星轮；与所述行星轮固定连接的行星支架，所述行星支架作为所述减速器的输出端。

16.如权利要求3至9任一项所述的轮毂驱动总成，其特征在于，所述制动器为鼓式制动器并包括：制动鼓，作为所述制动器的输出端；位于所述制动鼓径向内侧的制动蹄。