CN105691104A - 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、外壳、挠性连接件；轮毂轴承包括外圈、内圈、滚动体；外壳围成电机腔、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；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；挠性连接件沿总成的轴向位于内圈的一侧，且其沿总成径向的两端分别与减速器的输出端、轮毂固定连接。本发明解决了以下问题：现有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造成磨损；减速器无法获得较大的减速比；车轮行驶时减速器易产生较大的噪音和磨损。

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，具有沿轮毂驱动总成的轴向延伸的环形本体1b、以及自本体1b的一端沿轮毂驱动总成径向向内的方向延伸的轮辐1c，轮胎用于安装在本体1b的外周面上；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的轮辐1c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)车辆在崎岖不平的路面上行驶时，轮毂1的主体1b可能会因受到路面施加的急剧增大的作用力而发生形变，该形变所产生的作用力会经由轮辐1c传递至减速器4的输出端，造成减速器4产生较大的噪音、以及磨损。

5)轮辐1c较重，导致整个轮毂1较重，既不便于轮胎的更换，也造成车轮的转向不灵活。

6)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。

7)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。

8)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。

9)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；车轮行驶时减速器易产生较大的噪音和磨损。

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；所述轮毂驱动总成还包括：位于所述轮毂内的挠性连接件，所述挠性连接件沿轮毂驱动总成的轴向位于内圈的一侧；所述挠性连接件沿轮毂驱动总成径向的两端中，一端与所述减速器的输出端固定连接、另一端与所述轮毂固定连接。

可选地，所述轮毂未设轮辐。

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靠近挠性连接件的一侧，并与所述外壳围成所述减速器腔；沿轮毂驱动总成的轴向，所述转动盖位于所述减速器的输出端和挠性连接件之间，且所述挠性连接件的一端、转动盖、减速器的输出端固定连接在一起。

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挠性连接件的轴向端部固定连接，所述第二壳体与内圈远离挠性连接件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，所述挠性连接件的材料为弹簧钢。

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；所述外圈具有沿径向向内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；所述内圈具有沿径向向外的方向突伸的环形挡边，所述环形挡边位于内圈远离挠性连接件的轴向端部；所述壳体与内圈靠近挠性连接件的轴向端部固定连接，并沿径向向外的方向伸出内圈外以构成另一环形挡边；所述轮毂轴承还包括：位于所述滚动体和内圈之间的两个挡环，所述两个挡环沿轮毂轴承的轴向间隔排列；一所述环形挡边抵靠一挡环，使所述挡环沿轴向方向将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。

车辆在崎岖不平的路面上行驶时，轮毂可能会因受到路面施加的急剧增大的作用力而发生形变，该形变所产生的作用力会被挠性连接件的变形吸收，使该作用力不会传递至减速器的输出端，进而防止了减速器产生较大的噪音、以及磨损。

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，具体地，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，以被其放大。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的内周面固定连接，内圈22与外壳50固定连接。

轮毂驱动总成还包括：位于轮毂10内的挠性连接件11，挠性连接件11沿轮毂驱动总成的轴向位于内圈22的一侧。挠性连接件11沿轮毂驱动总成径向的两端中，一端与减速器40的输出端42固定连接、另一端与轮毂10固定连接，使得由减速器40输出的扭矩能够经挠性连接件11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，放大后的驱动扭矩经由挠性连接件11输出至轮毂10，由轮毂10带着外圈21、挠性连接件11一起相对内圈22、外壳50转动。

车辆在崎岖不平的路面上行驶时，轮毂10可能会因受到路面施加的急剧增大的作用力而发生形变，该形变所产生的作用力会传递至挠性连接件11。由于挠性连接件11具有一定的形变能力，故挠性连接件11会通过发生变形来吸收该作用力，使该作用力不会传递至减速器40的输出端，进而防止了减速器40产生较大的噪音、以及磨损的问题发生。

在本实施例中，挠性连接件11为一环形板状件。在其他实施例中，挠性连接件11也可以其他形状，例如，挠性连接件11可以为条状，且其数量为多个，多个挠性连接件11沿轮毂驱动总成的周向均匀间隔排列。或者，挠性连接件11也可以为圆盘状。挠性连接件11由具有一定形变能力的弹性材料制造而成。需说明的是，该弹性材料不能太软，否则会出现减速器40输出的扭矩无法传递至轮毂10的问题发生。在具体实施例中，该弹性材料可以为弹簧钢。

在本实施例中，轮毂10未设置轮辐，即轮毂10仅由一沿轮毂总成的轴向方向延伸的中空轮圈构成。与现有轮毂相比，本实施例的轮毂10重量更轻，使得整个轮毂驱动总成的重量也减轻。既能够便于轮胎的更换，也能够使车轮的转向更为灵活。

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在轮毂总成的径向上没有间隙，即外圈21的外周面与轮毂10的内周面接触。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。

在本实施例的变换例中，在保证外圈21与轮毂10固定连接的前提下，外圈21与轮毂10在轮毂驱动总成的径向上也可以设置有间隙。在这种情况下，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。

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之间的间隙可以设置得较小一些，甚至该间隙可以设置为零。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。

外圈21具有沿径向向内的方向突伸的环形凸肩210、以及自外圈21靠近挠性连接件11的轴向端部沿径向向外的方向延伸的延伸部211。挠性连接件11沿轮毂驱动总成径向靠近轮毂10的一端、延伸部211、轮毂10固定连接在一起。在具体实施例中，三者利用螺栓固定连接在一起。在本实施例的变换例中，挠性连接件11也可以直接与轮毂10固定连接；或者，挠性连接件11也可以在外圈21的径向内侧与外圈21固定连接，并通过外圈21与轮毂10固定连接。

在本实施例中，外圈21由金属薄板制造而成，能够减轻轮毂驱动总成的重量。

内圈22远离挠性连接件11的一端设有环形挡边220，环形挡边220沿径向向外的方向突伸。壳体50与内圈22靠近挠性连接件11的轴向端部固定连接，并沿径向向外的方向伸出内圈22外以构成另一环形挡边。

轮毂轴承20还包括：位于滚动体23和内圈22之间的两个挡环24，两个挡环24沿轮毂轴承20的轴向间隔排列。两个挡环24均具有沿轴向延伸的本体240，靠近挠性连接件11的挡环24还具有：自本体240靠近挠性连接件11的一端沿径向向外的方向延伸的延伸部241，远离挠性连接件11的挡环24还具有：自本体240远离挠性连接件11的一端沿径向向外的方向延伸的延伸部241。挡环24的外周面在本体240与延伸部241相交的位置设有弧形阻挡面S。

内圈22的环形挡边220抵靠远离挠性连接件11的挡环24，使挡环24沿朝向挠性连接件11的轴向方向将一列滚动体23(即图中位于左侧的一列滚动体)抵靠在环形凸肩210上，防止该列滚动体23沿远离挠性连接件11的轴向方向移动。由外壳50构成的另一环形挡边抵靠靠近挠性连接件11的挡环24，使挡环24沿背离挠性连接件11的轴向方向将一列滚动体23(即图中位于右侧的一列滚动体)抵靠在环形凸肩210上，防止该列滚动体23沿靠近挠性连接件11的轴向方向移动。两列滚动体23均与挡环24的弧形阻挡面S接触。

轮毂轴承20还包括：密封件25，密封件25位于内圈22的径向外侧，并位于外壳50与内圈22的端部连接处，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呈圆形。转动盖60在轮毂驱动总成的轴向上位于外壳50靠近挠性连接件11的一侧，并与外壳50围成减速器腔52。沿轮毂驱动总成的轴向，转动盖60位于减速器40的输出端42和挠性连接件11之间，且挠性连接件11的一端、转动盖60、减速器40的输出端42固定连接在一起。车辆行驶时，减速器40的输出端42、转动盖60、挠性连接件11、轮毂10会一起转动。在一具体实施例中，减速器40的输出端42、转动盖60、挠性连接件11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，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，挠性连接件11直接与减速器40的输出端固定连接。

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靠近挠性连接件11的轴向端部固定连接，第二壳体55、第三壳体56均与内圈22远离挠性连接件11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，位于减速器40的输出端42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和减速器40的输出端42之间。

在本实施例的变换例中，也可以在转动盖60的径向外端设置一延伸部，该延伸部沿背离挠性连接件11的轴向方向延伸，并位于减速器40的输出端42的径向外侧，密封件61位于该延伸部和第一壳体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远离挠性连接件11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、挠性连接件11、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、挠性连接件11、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。

与第二实施例相比，第一实施例的技术方案具有以下优点：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 (17)

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；

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；

所述轮毂驱动总成还包括：位于所述轮毂内的挠性连接件，所述挠性连接件沿轮毂驱动总成的轴向位于内圈的一侧；

所述挠性连接件沿轮毂驱动总成径向的两端中，一端与所述减速器的输出端固定连接、另一端与所述轮毂固定连接。

2.如权利要求1所述的轮毂驱动总成，其特征在于，所述轮毂未设轮辐。

3.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。

4.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。

5.如权利要求4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。

6.如权利要求5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。

7.如权利要求4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。

8.如权利要求4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。

9.如权利要求8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。

10.如权利要求8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。

11.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靠近挠性连接件的一侧，并与所述外壳围成所述减速器腔；

沿轮毂驱动总成的轴向，所述转动盖位于所述减速器的输出端和挠性连接件之间，且所述挠性连接件的一端、转动盖、减速器的输出端固定连接在一起。

12.如权利要求11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挠性连接件的轴向端部固定连接，所述第二壳体与内圈远离挠性连接件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，所述挠性连接件的材料为弹簧钢。

14.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；

所述外圈具有沿径向向内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；

所述内圈具有沿径向向外的方向突伸的环形挡边，所述环形挡边位于内圈远离挠性连接件的轴向端部；

所述壳体与内圈靠近挠性连接件的轴向端部固定连接，并沿径向向外的方向伸出内圈外以构成另一环形挡边；

所述轮毂轴承还包括：位于所述滚动体和内圈之间的两个挡环，所述两个挡环沿轮毂轴承的轴向间隔排列；

一所述环形挡边抵靠一挡环，使所述挡环沿轴向方向将一列滚动体抵靠在所述环形凸肩上。

15.如权利要求1至14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。

16.如权利要求1至14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。

17.如权利要求4至10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。