CN106043585A - 一种电动自行车一体式轮毂电机 - Google Patents

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王清华
杜永杰
张文超
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M7/00—Motorcycles characterised by position of motor or engine
    • B62M7/12—Motorcycles characterised by position of motor or engine with the engine beside or within the driven wheel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/006—Structural association of a motor or generator with the drive train of a motor vehicle

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Abstract

本发明公开了一种电动自行车一体式轮毂电机，包括水平布置的主轴、可转动地安装在该主轴外的轮毂外壳、电机机芯、控制器、提供电能的电池，所述轮毂外壳的内部固定有一个套在所述电机机芯外的支架，所述电池和控制器均安装在该支架上。本发明将电机机芯、电池和电机控制器全部布置在轮毂外壳内，大大提高了轮毂电机的结构紧凑度，而且提高了轮毂电机的工作稳定性和安全性。

Description

一种电动自行车一体式轮毂电机
技术领域
本发明涉及一种电动自行车一体式轮毂电机，适用于电动车特别是电动自行车中。
背景技术
电动自行车是以电系统来管理和控制整车的驱动，来实现人力骑行、电动或电助动功能的特种自行车。其具有轻便、节能、环保的优点，受到了人们的欢迎，成为近年来增长最为迅速的主力交通工具。特别是欧洲市场上，以轻便和实用为主要要求。
现有技术中，电动自行车轮毂电机的电池及电机控制器与电机机芯为分体式结构，其中电机机芯设置在轮毂外壳中，而电池和电机控制器则安装在车架上。这种结构存在较多的外部走线，这不仅影响电动自行车的美观性，而且通过外部走线连接电机机芯和电池及控制器，外部线路容易遭到破坏。
目前市场上现有产品的主要问题如下：
1、电池、机芯、控制器不同位置分别组装体积比较大，笨重；
2、外部导线和连接比较复杂；
3、不同的供应商生产无法保证整体电系统的质量匹配；
4、售后复杂，不同的供应商管理不同的部件；可以更加快速准确，一站式更换售后；
5、整车装配及更换复杂。
发明内容
本发明目的是：针对上述问题，提供一种电动自行车一体式轮毂电机，其将电机机芯、电池和电机控制器全部布置在轮毂外壳内，大大提高了轮毂电机的结构紧凑度，而且提高了轮毂电机的工作稳定性和安全性。
本发明的技术方案是：一种电动自行车一体式轮毂电机，包括水平布置的主轴、可转动地安装在该主轴外的轮毂外壳、电机机芯、控制器、提供电能的电池，所述轮毂外壳的内部固定有一个套在所述电机机芯外的支架，所述电池和控制器均安装在该支架上。
本发明在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：
所述控制器中设置有蓝牙模块或/和GSM模块。
所述电机机芯和电池之间设置有隔热层。
所述电机机芯和电池之间设置有绝缘环氧板。
所述电池包括若干根电芯，所述支架上设置有若干个电芯定位孔，所述若干根电芯分别安装在这些电芯定位孔中、并通过镍带连接在一起。
所述电芯为圆柱形的锂离子电芯。
所述电芯定位孔的一侧设置有挡片。
所述支架还安装有与所述电池和控制器均相连的BMS电池管理系统。
所述轮毂外壳的外壁上设置有开关按键、安全泄压阀、与所述电池相连的充电口。
本发明的优点是：
1、本发明专利使用电池、机芯、电控一体式设计结构，大大减少整个电系统的体积，结构紧凑，提高了整体的生产、组装及用户的体验度，更好的满足客户对整车美感的认知。
2、本发明将机芯、电池、控制器、BMS全部设置在轮廓外壳内部，减少了导线及连接的复杂性，增加了可靠度。
3、内部设计蓝牙模块，使得该轮毂电机和外部可以通过无线方式满足对整车的控制。
4、轮毂外壳上设计充电口，方便充电。
5、考虑到电池在轮毂外壳的内部，设计了泄压安全阀，使得产品在极端状态下也可以泄压。另外内部设计有密封圈，以保证整车侵水之后的安全性。
6、由于是整体结构设计有快拆把手，售后将更加安全快速，方便。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明实施例中电动自行车一体式轮毂电机的径向剖视图；
图2为本发明实施例中电动自行车一体式轮毂电机的轴向剖视图；
图3为本发明实施例中电动自行车一体式轮毂电机的爆炸图；
其中：1-主轴，2-轮毂外壳，2a-外壳本体，2b-外壳端盖，3-电机机芯，3a-定子，3b-转子，4-控制器，5-电池，6-支架，7-镍带，8-BMS电池管理系统，9-齿轮减速器，10-快拆把手。
具体实施方式
图1至图3示出了本发明这种电动自行车一体式轮毂电机的一个具体实施例，它包括水平布置的主轴1，该主轴1上通过轴承(图中未标注)安装有可以围绕该主轴旋转的轮毂外壳2，该轮毂外壳2由相互固定的外壳本体2a和外壳端盖2b共同构成。所述轮毂外壳2内设置有电机机芯3和齿轮减速器9，其中电机机芯3包括定子3a和转子3b，本例采用的外转子内定子结构，其中定子固定在主轴1上，转子3b可转动地套在定子外并与轮毂外壳2相对固定。还包括电池5、整车的控制器4、齿轮减速器9，其中控制器4用于控制整车电系统，如电机机芯3的工作状态和参数，电池5为电机机芯3和控制器4的提供工作电能，齿轮减速器9用于调节电机的速比。实际应用时，主轴1固定在车架上，电池5为电机机芯3供电，使转子3b转动，从而带动轮毂外壳2转动，进而带动整车前行。
本实施例的关键改进在于：所述轮毂外壳2的内部固定有一个套在所述电机机芯3外的环形的支架6，所述电池5和控制器4均安装在该支架6上。即电池5和控制器4与电机机芯3一样，也设置在轮毂外壳2的内部。
本实施例在电机机芯3和电池5之间设置有隔热层从而使电机机芯在工作过程当中产生的热量不能导入到电池环境当中。同时在电机机芯3和电池5之间设置绝缘环氧板，以保证电机的工作稳定性和安全性。
此外，本实施例在支架6上还安装有与所述电池5和控制器4相连的BMS电池管理系统8。在轮毂外壳2的外壁上设置有开关按键、安全泄压阀、与所述电池5相连的充电口。其中泄压安全阀使得该电机在极端状态下也可以泄压，开关按键用于控制电池的通断电，充电口方便对电池的充电。
而且本例在轮毂外壳2内部还设置有防水密封圈，以保证整车侵水之后的安全性。
本实施例中，所述电池5包括许多根圆柱形的锂离子电芯，所述支架6上设置有多个电芯定位孔，这些电芯分别安装在这些电芯定位孔中，并通过镍带7连接在一起。相邻电芯定位孔间隔开一定距离，使得各根电芯之间隔开一定距离，有利于电池的散热。而且在电芯定位孔的轴向一侧设有挡片，可防止电芯在轴向串动及跌落，从而达到固定电芯的目的。
而且，本实施例在主轴1上安装有快拆把手10，以方便该轮毂电机在车体上的安装和拆卸。
所述控制器4中设置有蓝牙模块或/和GSM模块，从而可以通过无线方式对整车进行控制，同时对整车状态进行监控。
工作时，控制器4控制BMS和电机，控制器和电池通过UART或CAN通讯来实现电池与控制器数据的实时记录，控制器内的蓝牙模块和GSM模块可以通过无线方式来实现与自行车仪表或转把的连接。控制器把电池和电机的相关数据实时的传给仪表和转把，通过仪表和转把等来实时控制整个车辆。也可以把整车的相关数据通过GSM卡实时的传给云端来记录、追踪和控制整车。整车在不使用时系统自动进入休眠模式，也可以通过轮毂外壳上的开关来关断电池的供电。
该轮毂电机在装配时，将电池、控制器和BMS装配在支架上之后，再用螺丝将支架锁紧固定在外壳端盖上。
本实施例所说的“径向”，在没有特别说明的情况下，均是以主轴1为参照的。
当然，上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电动自行车一体式轮毂电机，包括水平布置的主轴(1)、可转动地安装在该主轴(1)外的轮毂外壳(2)、电机机芯(3)、控制器(4)、提供电能的电池(5)，其特征在于：所述轮毂外壳(2)的内部固定有一个套在所述电机机芯(3)外的支架(6)，所述电池(5)和控制器(4)均安装在该支架(6)上。
2.根据权利要求1所述的电动自行车一体式轮毂电机，其特征在于：所述控制器(4)中设置有蓝牙模块或/和GSM模块。
3.根据权利要求1所述的电动自行车一体式轮毂电机，其特征在于：所述电机机芯(3)和电池(5)之间设置有隔热层。
4.根据权利要求1所述的电动自行车一体式轮毂电机，其特征在于：所述电机机芯(3)和电池(5)之间设置有绝缘环氧板。
5.根据权利要求1所述的电动自行车一体式轮毂电机，其特征在于：所述电池(5)包括若干根电芯，所述支架(6)上设置有若干个电芯定位孔，所述若干根电芯分别安装在这些电芯定位孔中、并通过镍带(7)连接在一起。
6.根据权利要求5所述的电动自行车一体式轮毂电机，其特征在于：所述电芯为圆柱形的锂离子电芯。
7.根据权利要求5所述的电动自行车一体式轮毂电机，其特征在于：所述电芯定位孔的一侧设置有挡片。
8.根据权利要求1所述的电动自行车一体式轮毂电机，其特征在于：所述支架(6)上还安装有与所述电池(5)和控制器(4)均相连的BMS电池管理系统(8)。
9.根据权利要求5所述的电动自行车一体式轮毂电机，其特征在于：所述轮毂外壳(2)的外壁上设置有开关按键、安全泄压阀、与所述电池(5)相连的充电口。
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