CN106627102A - 一种轮毂电机驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供轮毂电机驱动装置，包括电机、转向节、法兰、制动器，从所述电机的轴线位置延伸有转轴，所述转向节设置在所述轮毂电机和所述制动器之间，所述转向节固定在所述电机上，在中心形成有通孔和在边缘形成有绕过所述制动器而与车辆的悬架的下控制臂的最外点的控制臂球头连接的第一连接部，所述第一连接部与所述控制臂球头的连接位置位于所述电机和所述制动器之间使得车辆的转向主销的主销偏置距为0的位置，所述转轴通过所述通孔与所述法兰的一端连接，所述法兰的另一端与所述制动器连接。本发明能够保证电机及制动系统的尺寸、性能以及系统的散热效果，并能够使得主销偏置距为0，保证车辆驱动和制动时的稳定性。

Description

一种轮毂电机驱动装置

技术领域

本发明涉及一种轮毂电机驱动装置，更确切地说，本发明涉及一种外转子轮毂电机与悬架集成的结构方案，属于新能源汽车轮毂电机技术领域。

背景技术

传统的电动汽车以集中式电机驱动为主，用电机代替传统的发动机，仍保留减速器，驱动轴等传动机构。而轮毂电机电动车用电机直接驱动车轮，可实现四轮的独立控制、四轮转向、扭矩矢量控制等功能，并且轮毂电机电动车省却了传动机构，极大地提高了工作效率，由以上可以看出轮毂电机电动车与传统汽车相比优势明显，俨然成为下一代电动车的发展方向。

传统车辆的制动系统一般为X配管结构，当制动系统出现故障时，前后对侧轮的制动器同时失效，然而制动系统没有失效的前后对侧车轮，产生的前轮制动力一般大于后轮制动力，从而会对车体扭矩，车辆会产生跑偏。主销偏置距一般设计为负值，形成一个制动力的力臂，制动器没失效车轮的制动力与上述力臂形成一个反向的转向扭矩，使车轮向制动器失效轮一侧转向，可以抵消上述车体的跑偏。

轮毂电机车辆每个车轮由一个电机独立驱动控制，如果出现制动系统故障时，可以利用控制左右轮电机扭矩大小，产生相应的转向扭矩来稳定车辆的行驶。

另外，最重要的一点，传统车的驱动力作用在轮心处，然而轮毂电机驱动轮的驱动力作用在轮胎接地点处，制动力也作用在轮胎接地点上，将主销偏置距设置为0时，驱动力与制动力对转向轮不会产生扭矩，在车辆行驶或者制动过程中即便出现左右轮电机扭矩不均衡的状态也能保证车辆的稳定性。

除此之外，轮毂电机车辆主销偏置距为0时，在左右轮电机扭矩相同的情况下不会产生额外的内力矩，使电机及悬架系统各部件受力减小，减少损耗。

针对这一技术领域，国内外各大汽车企业开展了大量研究，如日本三菱公司提出的“轮毂电机”(特开2006199107)和比亚迪股份公司提出的发明名称为“一种轮毂电机系统和包括该轮毂电机系统的车辆”(授权公告号CN 201549972 U)的实用新型专利。虽然这些专利都解决了轮毂电机系统与底盘集成的问题，但是这些专利的内容的特点是将制动系统与轮毂电机集成布置或者紧凑布置，这种方式没能充分利用轮内空间，很难满足电机及制动系统的尺寸、性能以及系统的散热效果，并且下控制臂外点球头不能布置在合适的位置从而满足主销偏置距为0，所以不能保证车辆驱动和制动时的稳定性，并且会增加悬架部件所受的内力矩，产生损耗。

因此，亟待出现一种能够满足电机及制动系统的尺寸、性能以及系统的散热效果并能够使得主销偏置距为0，以保证车辆驱动和制动时的稳定性的轮毂电机驱动系统。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种轮毂电机驱动装置，该装置将制动系统布置在转向节的内侧，与电机间隔一定距离，为电机和制动系统布置了足够的空间，保证了电机及制动系统的尺寸、性能以及系统的散热效果，并能够使得主销偏置距为0，保证了车辆驱动和制动时的稳定性。

本发明采用的技术方案为：

本发明的实施例提供一种轮毂电机驱动装置，包括轮毂电机、转向节、法兰、制动器，从所述轮毂电机的轴线位置延伸有转轴，所述转向节设置在所述轮毂电机和所述制动器之间，所述转向节固定在所述轮毂电机上，在中心形成有通孔和在边缘形成有绕过所述制动器而与车辆的前悬架的下控制臂的最外点的控制臂球头连接的第一连接部，所述第一连接部与所述控制臂球头的连接位置位于所述电机和所述制动器之间使得车辆的转向主销的主销偏置距为0的位置，所述转轴通过所述通孔与所述法兰的一端连接，所述法兰的另一端与所述制动器连接。

优选地，所述转向节通过螺栓固定在所述轮毂电机的定子外端面上。

优选地，所述定子外端面上设置有高压线端口。

优选地，所述转向节上还设置有与转向拉杆连接的第二连接部。

优选地，所述转向节上还设置有与所述前悬架的减震器连接的第三连接部。

优选地，所述制动器为盘式制动器。

优选地，所述法兰与所述盘式制动器的制动盘通过螺栓连接。

优选地，所述转向节上还设置有与所述盘式制动器的制动卡钳通过螺栓连接的第四连接部。

优选地，所述轮毂电机为外转子直驱式轮毂电机。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：

1.本发明将轮毂电机系统的制动系统与电机部分结构上进行了分离，从而满足了电机以及制动系统的尺寸、性能。

2.本发明中的制动系统布置于转向节内侧，增加了其与空气的对流面积，增加了制动盘的散热能力。

3.本发明中的下控制臂外点球头可以布置在电机与制动系统之间，能够使主销偏置距为0，保证了车辆驱动与制动时的稳定性，减少了悬架部件所受的内力矩。

附图说明

图1为本发明一实施例的轮毂电机驱动装置的结构示意图。

图2为本发明一实施例的轮毂电机驱动装置的爆炸示意图。

(符号说明)

1.轮毂电机；1a.电机转子；1b.定子外端面；2.高压线端口；3.转轴；

4.花键；5.转向节；5a.转向节固定点螺纹孔；5b.通孔；6.上节臂；

7.减震器固定点螺纹孔；8.卡钳安装臂；9.卡钳固定点螺纹孔；10.转向臂；

11.下节臂；12.法兰；13.制动盘固定点螺纹孔；14.制动盘；15.制动卡钳；

16.制动盘盘帽；17.转向拉杆；18.转向球头；19.下控制臂；

20.控制臂球头；21.减震器；22.连接支架；23.减震器支架螺纹孔；

24.轮胎中心面；25.主销接地点；26.转向主销。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

【本发明的技术思想】

本发明的技术思想是调整电机、制动器、转向节和悬架之间的位置关系，即将转向节布置在电机和制动器之间，将制动器由原来的轮内位置调整到的位于转向节的内侧位置，而电机布置在轮内靠外的位置，这样能够保证转向节与悬架的布置空间。同时，本发明中的电机外壳体与电机转子相连，属于运动部件，制动盘同属于运动部件，而转向节属于固定部件，这样将转向节与电机定子端面相连，夹在电机与制动器之间，从而能够保证并且提高车辆底盘各个部件的性能及整体性能。

【本发明的技术方案】

图1为本发明一实施例的轮毂电机驱动装置的结构示意图。图2为本发明一实施例的轮毂电机驱动装置的爆炸示意图。

如图1和图2所示，本发明提供的轮毂电机驱动装置主要包括外转子轮毂电机1、转向节5、法兰12、制动器，从轮毂电机的轴线位置延伸有转轴3，所述转向节5布置在所述轮毂电机1和所述制动器之间，所述转向节5固定在所述电机1上，所述转轴3通过所述通孔与所述法兰12的一端连接，即该转轴3的内侧通过所述转向节5并一直延伸到该转向节5的内侧，所述法兰12的另一端与所述制动器连接，本发明对法兰12的具体类型和结构没有特别限制，只要是能够起到连接作用的法兰均可以。

本发明的轮毂电机1可为外转子直驱式轮毂电机，属于传统技术范畴，与现有技术的轮毂电机的区别之处在于电机布置在轮内靠外的位置，即车轮和外转子电机的转子固定在转轴3的外端，从而能够保证转向节与悬架的布置空间，电机内部构型做了更改，将电机壳体与转向节固定连接起来。可包括车轮、轮辋、电机转子1a、电机定子1b、密封圈、轴承、控制器、永磁铁、电机绕组等，在电机定子1b的外端面安装有为电机供电的高压线端口2。为简便起见，在此避免对其详细结构进行描述。

本发明的转向节5具体可固定在电机定子的外端面，可通过螺栓固定到该外端面上，为此转向节5在周围部分均匀形成有3个螺纹孔5a，然后通过螺栓固定到电子定子的外端面1b上。本发明的转向节5需要满足一定的刚度/强度，保证其可靠性/耐久性，对材料没有特别限制，考虑其成本/重量等因素，可选择铸铁/锻铝来进行制造，此外，本发明的转向节5可适用于多种悬架结构，对其具体结构没有限制，可根据不同的使用情况来进行配置，例如，可根据轮毂电机驱动装置所连接的悬架类型不同而具有不同的结构。作为一示意性实施例，本发明使用麦弗逊悬架(以下简称悬架)为例进行说明，但绝不是限制的目的，本领域的技术人员能够轻易地根据本发明的实施例和转向节所连接的悬架类型而对转向节的结构(包括尺寸、位置和具体形状等)进行适当调整。

如图1所示，本发明的转向节5在周边位置(边缘)形成有一体形成的第一连接部11、第二连接部10和第三连接部6(在本实施例中，第一连接部11、第二连接部10和第三连接部6具体可分别被称作下节臂11、转向臂10和上节臂6)，第一连接部11绕过所述制动器而与车辆的悬架的下控制臂19的最外点的控制臂球头20连接，所述第一连接部11与所述控制臂球头20的连接位置位于所述电机和所述制动器之间使得车辆的转向主销26的主销偏置距为0的位置，本发明中的主销偏置距为0是指转向主销26与轮胎中心面24的交点跟主销接地点25重合，如图1所示，这样能够保证轮毂电机车辆驱动及制动时的稳定性。第二连接部10用于绕过制动器与转向系的转向拉杆17连接，第三连接部6用于绕过制动器与悬架的减震器21连接。本发明中的“绕过”是指与第一连接部、第二连接部和第三连接部的连接的控制臂球头、转向拉杆和减震器的运动不会与制动器产生干涉，即不受制动器的限制，如此，制动器可设置在第一连接部、第二连接部和第三连接部所围成的空间中。第二连接部10可设置在转向节5的一侧，可形成为自转向节5的边缘向右(图面方向)延伸的弯曲臂的形式，可在端部具有通孔，通过螺柱等连接件与转向拉杆17的最外点的转向球头18连接，第一连接部11和第三连接部6可根据使用的悬架类型而不具有不同的结构，在该实施例中，第一连接部11和第三连接部6可分别位于转向节5的在竖直方向上的上侧和下侧，可分别形成为自转向节5的边缘向下延伸和向上延伸的弯曲臂的形式，具体地，第一连接部11可在端部具有通孔，通过螺柱等连接件与下控制臂19的最外点的控制臂球头20连接，第三连接部6的端部可形成有2个固定螺纹孔7，在减震器21上固定有连接支架22，该连接支架22上设置有与第三连接部6上的固定螺纹孔7一一对应的支架螺纹孔23，这样，第三连接部6可通过螺柱与减震器连接在一起。此外，在转向节5的中心形成有供转轴3通过的通孔5b，如图2所示，转轴3通过通孔5b通过花键4而与法兰12的一端(颈部)连接，法兰12的另一端(圆盘部)与制动器连接。

本发明的制动器可为盘式制动器，盘式制动器可包括制动盘14、安置制动盘14的制动盘盘帽16和制动卡钳15。法兰12的圆盘部上可形成有均匀分布的多个螺纹孔13，例如5个螺纹孔，在盘式制动器的制动盘盘帽16上可设置与之对应的多个螺纹孔，例如能够实现稳固连接的5个螺纹孔，由此，可通过螺栓将法兰12和制动盘14连接起来。在转向节5的另一侧(第二连接部10的对侧)还形成有两个连接制动卡钳15的第四连接部8，第四连接部8可形成为自转向节5的边缘向左(图面方向)延伸的弯曲臂形式(以下可称为卡钳安装臂8)，在每个卡钳安装臂8的端部设置一个固定螺纹孔9，如此可通过螺栓将每个卡钳安装臂8与制动卡钳15连接起来。

综上，本发明的电机1和制动器可分别布置在转向节5的两侧，下控制臂19与转向拉杆17在空间上可绕过制动器与转向节相连，如此能够提高各部件的布置自由度，特别是下控制臂的控制臂球头20的位置不会受到制动器的位置限制，能够满足主销偏置距为0，从而保证轮毂电机车辆驱动及制动时的稳定性，减少了悬架部件所受的内力。此外，电机与制动器分离布置，增大了空气的对流面积，增加了制动器的散热能力。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种轮毂电机驱动装置，其特征在于，包括轮毂电机、转向节、法兰、制动器，从所述轮毂电机的轴线位置延伸有转轴，所述转向节设置在所述轮毂电机和所述制动器之间，所述转向节固定在所述轮毂电机上，在中心形成有通孔和在边缘形成有绕过所述制动器而与车辆的前悬架的下控制臂的最外点的控制臂球头连接的第一连接部，所述第一连接部与所述控制臂球头的连接位置位于所述电机和所述制动器之间使得车辆的转向主销的主销偏置距为0的位置，所述转轴通过所述通孔与所述法兰的一端连接，所述法兰的另一端与所述制动器连接。

2.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动装置，其特征在于，所述转向节通过螺栓固定在所述轮毂电机的定子外端面上。

3.根据权利要求2所述的轮毂电机驱动装置，其特征在于，所述定子外端面上设置有高压线端口。

4.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动装置，其特征在于，所述转向节上还设置有与转向拉杆连接的第二连接部。

5.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动装置，其特征在于，所述转向节上还设置有与所述前悬架的减震器连接的第三连接部。

6.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动装置，其特征在于，所述制动器为盘式制动器。

7.根据权利要求6所述的轮毂电机驱动装置，其特征在于，所述法兰与所述盘式制动器的制动盘通过螺栓连接。

8.根据权利要求6所述的轮毂电机驱动装置，其特征在于，所述转向节上还设置有与所述盘式制动器的制动卡钳通过螺栓连接的第四连接部。

9.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动装置，其特征在于，所述轮毂电机为外转子直驱式轮毂电机。