CN105774765A - 高效制动电动轮 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效制动电动轮，包括轮毂、轮毂电机、制动器以及用于将所述轮毂电机的动力传递至所述轮毂的主减速器，所述制动器的制动力作用于主减速器输入端之前的传动路径上，该电动轮只需施加较小的制动力即可实现很好的制动效果，因此，可采用尺寸较小的制动钳，同时，该电动轮中制动器可采用驱动功率较小的执行机构，使电动轮制动高效、结构较为紧凑。

Description

高效制动电动轮
技术领域
本发明涉及电动轮领域，具体是一种高效制动电动轮。
背景技术
轮毂电机技术又称车轮内装电机技术，它的最大特点就是将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内，因此将电动车辆的机械部分大大简化，现有的电动轮毂内通常设置有减速器，通过减速器将轮毂电机的输出动力进行减速增矩后传递至轮毂上，现有的电动轮毂制动器的制动盘通常设置在减速器输出端的传动轴或直接设置于轮毂上，通过制动钳夹持制动盘产生制动力，这种布置形式的制动器需要产生较大的制动力才能满足车辆的制动需求，因此，现有电动轮中制动器的制动钳尺寸较大，同时制动器需要采用驱动功率较大的执行机构，不利于简化轮毂电机的结构。
为解决以上问题，需要一种制动器前置式电动轮，该电动轮只需施加较小的制动力即可实现很好的制动效果，从而可有效缩减电动轮中制动钳的尺寸，同时，该电动轮中制动器可采用驱动功率较小的执行机构，使电动轮制动高效、结构较为紧凑。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种能够高效制动电动轮，该电动轮只需施加较小的制动力即可实现很好的制动效果，因此，可有效缩减电动轮中制动钳的尺寸，同时，该电动轮中制动器可采用驱动功率较小的执行机构，使电动轮制动高效、结构较为紧凑。
本发明的高效制动电动轮，包括轮毂、轮毂电机、制动器以及用于将所述轮毂电机的动力传递至所述轮毂的主减速器，所述制动器的制动力作用于主减速器输入端之前的传动路径上；
进一步，所述制动器包括可拆卸式或一体式设置于轮毂电机的转子上的制动盘以及与制动盘配合产生制动力的制动钳；
进一步，所述主减速器为行星齿轮减速器且该行星齿轮减速器的太阳轮传动连接于轮毂电机的输出轴；
进一步，所述轮毂电机包括至少两个具有独立定子和转子的子电机，其中至少一个子电机设有用于将转子的动力输出的子减速器；各所述子电机的输出端传动连接并将动力输出至主减速器；
进一步，所述子减速器为减速轴承且该减速轴承设置于所述定子内用于接受转子的动力并输出；
进一步，所述减速轴承包括与所述转子传动连接的内圈、固定于所述定子外圈以及滚动体；所述内圈、外圈和滚动体共同形成行星牵引传动轮系并分别对应作为行星牵引传动轮系的太阳轮、外圈和行星轮；所述滚动体通过摩擦传动的方式与内圈和外圈配合；
进一步，所述子电机为三个，并分别为电机极对数依次减少的左列电机和中列电机和右列电机，所述左列电机和中列电机中均具有子减速器且左列电机内的子减速器的传动比大于中列电机内的子减速器传动比；
进一步，所述制动盘一体成型于右列电机的转子上；
进一步，各所述子电机的转子轴向两侧分别设有一个定子，所述定子包括定子铁芯以及沿定子铁芯周向分布的多个凸极；所述转子包括转子支撑和磁瓦，所述转子支撑至少包括外套于所述定子的筒状翼缘，所述磁瓦固定于筒状翼缘内圆并与所述凸极配合。
本发明的有益效果是：本发明的高效制动电动轮，制动器作用于车辆动力装置输出端与减速器之间的传动路径上，由于该路径中的传动部件转速相对较高，与现有技术中将制动器设置在减速器输出端或轮毂上的方式相比，在该路径中施加相同的制动力能够产生更好的制动效果，因此，可减小电动轮所需的制动力，同时，制动器可采用驱动功率较小的执行机构，提高电动轮的结构紧凑性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的减速轴承的剖视图；
图3为本发明的减速轴承的结构示意图；
图4为本发明的减速轴承的爆炸图；
图5为本发明的子电机的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图。如图所示，本实施例的高效制动电动轮，包括轮毂11、轮毂电机、制动器以及用于将所述轮毂电机的动力传递至所述轮毂11的主减速器10，所述制动器的制动力作用于主减速器10输入端之前的传动路径上；由于该路径中的传动部件转速相对较高，与现有技术中将制动器设置在减速器输出端或轮毂11上的方式相比，在该路径中施加相同的制动力能够产生更好的制动效果，因此，可减小电动轮所需的制动力，同时，制动器可采用驱动功率较小的执行机构，提高电动轮的结构紧凑性。
本实施例中，所述制动器包括可拆卸式或一体式设置于轮毂电机的转子7上的制动盘12以及与制动盘12配合产生制动力的制动钳1，将制动盘12设置于电机转子7上，使电机转子7同时作为制动盘12使用，从而能够减少电动轮的零部件数量，同时省去现有电动轮中需要布置制动盘12的空间，最终达到减小电动轮的体积和自重的效果。
本实施例中，所述主减速器10为行星齿轮减速器且该行星齿轮减速器的太阳轮13传动连接于轮毂电机的输出轴，该行星减速器的太阳轮13传动连接于各子电机的输出端并通过行星架将动力输出,行星减速器的传动比较高且结构紧凑，有利于减小电动轮的体积和自重。
本实施例中，所述轮毂电机包括至少两个具有独立定子3和转子7的子电机，其中至少一个子电机设有用于将转子7的动力输出的子减速器；各所述子电机的输出端传动连接并输出动力，每级定子3和转子7均能输出动力并具有独立的减速比输出，通过设定各级子电机中减速器的传动比，能实现各级子电机在较大的转速、转矩范围内均具有较高的工作效率，各级子电机的输出端转速相同，各输出端相互传动连接后输出动力，从而产生较大的扭矩，该电机用于驱动车辆行驶时，可通过控制各级子电机相互配合以满足车辆的动力需求，当车辆在起步、加速或上坡过程中，可控制减速比较大的子电机启动，或多级子电机同时启动以输出较大的力矩，当车辆平稳行驶时，仅启动减速比较小的子电机即可满足车辆动力要求。
本实施例中，所述子减速器为减速轴承5且该减速轴承5设置于所述定子3内用于接受转子7的动力并输出，减速轴承5能够作为子减速器接受各级子电机中转子7的动力，同时又能用作轴承以支承转子7，从而简化了电动轮结构，提高其紧凑性。
本实施例中，所述减速轴承5包括与所述转子7传动连接的内圈、固定于所述定子3外圈18以及滚动体；所述内圈、外圈18和滚动体共同形成行星牵引传动轮系并分别对应作为行星牵引传动轮系系的太阳轮、外圈和行星轮；所述滚动体15通过摩擦传动的方式与内圈13和外圈18配合；相比采用齿轮传动方式的行星减速器或减速轴承5而言，滚动体15与外圈18以及内圈13之间采用摩擦牵引的方式传动具有结构简单，运转平稳、过载可打滑的优点，摩擦传动减速轴承5还包括固定于外圈18的左端该14和右端盖19，左端盖14和右端盖19分别与内圈13和输出行星架20可转动配合,本实施例的减速轴承5中的滚动体15可沿轴向设置多列，相邻两列滚动体15的轮轴之间通过中间行星架16连接，以避免滚动体轮轴发生过度扭转发生卡死，外圈18上沿周向设置有减荷槽17，以保证外圈能够发生变形协调，使各列滚动体15能够与外圈18紧密配合。
本实施例中，所述子电机为三个，并分别为电机极对数依次减少的左列电机6和中列电机8和右列电机9，所述左列电机6和中列电机8中均具有子减速器且左列电机6内的子减速器的传动比大于中列电机8内的子减速器传动比；左列子电机极对数较多且配一个减速比较大的减速器，将适于低速；中列子电机极对数适中且配一个减速适中的减速器，将适于中速；右列子电机极对数少且直接输出到主减速器10减速器，将适于高速，这类似三缸发动机，当需要很大转矩时，不追求效率，三个电动机可同时工作；当转矩需求不大时，可根据不同的转速，三个电机的“喷油量”(对应PWM脉宽调制的驱动电压)不同，甚至功效较低的某列电机可不工作，只让功效最高的那列电机工作。
本实施例中，所述制动盘12一体成型于右列电机9的转子7上；由于右列电机9的转子7直接与轮毂电机的输出轴传动配合，因此，其转速与轮毂电机的输出转速一致，通过对右列电机9的转子7进行制动，能够有效的对轮毂11产生足够制动力。
本实施例中，各所述子电机的定子3设有两个并分列于转子7的轴向两侧，所述定子3包括定子铁芯以及沿定子铁芯周向分布的多个凸极4，两定子3的凸极4沿轴向均匀交错设置；所述转子7包括外套于所述定子的转子支撑以及固定于转子支撑内圆面用于与所述凸极4配合的磁瓦2，同一子电机中的两个定子3与转子7配合形成两个独立的电气驱动件，将定子3分列于转子7轴向两侧有利于增加定子3凸极4的数量，提高子电机的驱动动力，同时又能有效缩短子电机的轴向尺寸，同一转子7两侧的两个定子3的尺寸可以根据需要布置为相同或不同，相邻所述定子3的凸极4与转子7磁极相对配合的位置沿周向错开，从而可以实现两个独立的电气驱动的定子3施加在转子7上的电磁力矩波动相互补偿，减少作用在转子7上的总和扭矩波动，由于现有的永磁电动机的转矩即使采用PWM正弦调制方法，仍不可避免转矩波动，势必造成振动噪声，若每列电机采用左右双定子3并对应不同的转子7磁极位置，周向上相互错开一个电相位，这样双定子3施加在同一个转子7上的最大和最小转矩相互补偿，就可大大减少作用在转子7上总和转矩的波动，提高其运转的平稳性，避免振动噪声。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种高效制动电动轮，其特征在于：包括轮毂、轮毂电机、制动器以及用于将所述轮毂电机的动力传递至所述轮毂的主减速器，所述制动器的制动力作用于主减速器输入端之前的传动路径上。
2.根据权利要求1所述的高效制动电动轮，其特征在于：所述制动器包括可拆卸式或一体式设置于轮毂电机的转子上的制动盘以及与制动盘配合产生制动力的制动钳。
3.根据权利要求1所述的高效制动电动轮，其特征在于：所述主减速器为行星齿轮减速器且该行星齿轮减速器的太阳轮传动连接于轮毂电机的输出端。
4.根据权利要求1所述的高效制动电动轮，其特征在于：所述轮毂电机包括至少两个具有独立定子和转子的子电机，其中至少一个子电机设有用于将转子的动力输出的子减速器；各所述子电机的输出端传动连接并将动力输出至所述主减速器输入端。
5.根据权利要求4所述的高效制动电动轮，其特征在于：所述子减速器为减速轴承且该减速轴承设置于所述定子内用于接受转子的动力。
6.根据权利要求5所述的高效制动电动轮，其特征在于：所述减速轴承包括与所述转子传动连接的内圈、固定于所述定子外圈以及滚动体；所述内圈、外圈和滚动体共同形成行星牵引传动轮系并分别对应作为行星牵引传动轮系的太阳轮、外圈和行星轮；所述滚动体通过摩擦传动的方式与内圈和外圈配合。
7.根据权利要求4所述的高效制动电动轮，其特征在于：所述子电机为三个，并分别为电机极对数依次减少的左列电机和中列电机和右列电机，所述左列电机和中列电机中均具有子减速器且左列电机内的子减速器的传动比大于中列电机内的子减速器传动比。
8.根据权利要求7所述的高效制动电动轮，其特征在于：所述制动盘一体成型于右列电机的转子上。
9.根据权利要求5所述的高效制动电动轮，其特征在于：各所述子电机的转子轴向两侧分别设有一个定子，所述定子包括定子铁芯以及沿定子铁芯周向分布的多个凸极；所述转子包括转子支撑和磁瓦，所述转子支撑至少包括外套于所述定子的筒状翼缘，所述磁瓦固定于筒状翼缘内圆并与所述凸极配合。
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