CN106685139A - 多级定转子组合式轮边减速驱动总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多级定转子组合式轮边减速驱动总成，包括轮毂、多级定转子减速电机以及用于将所述多级定转子减速电机的动力传递至轮毂的轮边减速器；所述多级定转子减速电机和所述轮边减速器分列于所述轮毂的两侧，并为独立的模块，该驱动总成能够借用现有的汽车轮边减速器结构,又能实现多电机驱动的宽域高效和模块化,保证汽车在较宽的转矩/转速范围内高效率运转、减少转矩波动和噪声，提高功率密度，降低成本。

Description

多级定转子组合式轮边减速驱动总成

技术领域

本发明涉及轮毂电机领域，具体是一种多级定转子组合式轮边减速驱动总成。

背景技术

轮毂电机技术也被称为车轮内装电机技术，它的最大特点就是将动力装置、传动装置和制动装置都整合一起到轮毂内，得以将电动车辆的机械部分大为简化，现有的电动轮驱动总成中通常将电机和轮边减速器均布置在成在轮毂总成内，对于尺寸较小的电机和减速器，二者可直接集成安装在轮毂的内圆空间内，以缩小整个电动轮总成的体积，如果电机和减速器的尺寸较大，则将二者设置在轮毂的同一侧，而对于电动大客车等载重较大电动车辆，其轮毂电机和减速器的体积与自重较大，电机和减速器难以布置在轮毂同一侧。

因此，需要一种将多级定转子减速电机与轮边减速器布置在轮毂轴向两侧，使其能够借用现有的汽车轮边减速器结构,又能实现多电机驱动的宽域高效和模块化,保证汽车在较宽的转矩/转速范围内高效率运转、减少转矩波动和噪声，提高功率密度，降低成本的多级定转子组合式轮边减速驱动总成。

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，需要一种能够借用现有的汽车轮边减速器结构,又能实现多电机驱动的宽域高效和模块化,保证汽车在较宽的转矩/转速范围内高效率运转、减少转矩波动和噪声，提高功率密度，降低成本的多级定转子组合式轮边减速驱动总成。

本发明的多级定转子组合式轮边减速驱动总成，包括轮毂、多级定转子减速电机以及用于将多级定转子减速电机的动力传递至轮毂的轮边减速器；多级定转子减速电机和轮边减速器分列于轮毂的轴向两侧；

进一步，多级定转子减速电机位于轮毂轴向内侧，轮边减速器位于轮毂轴向外侧；

本发明的多级定转子组合式轮边减速驱动总成还包括与轮毂可转动配合的转向节；多级定转子减速电机设置于转向节朝向车架的端面，轮边减速器设置于轮毂的外端面；

进一步，多级定转子减速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内设有用于将该子电机的转子的动力减速输出的电机减速器；

进一步，子电机为三个，并分别为左列电机、中列电机和右列电机；左列电机的输出端传动连接于中列电机的转子；中列电机的输出端传动连接于右列电机的转子；右列电机的输出端传动连接于轮边减速器的输入端；

进一步，子电机为三个，并分别为左列电机、中列电机和右列电机；左列电机的输出端和中列电机的输出端共同传动连接于右列电机的转子；右列电机的输出端传动连接于轮边减速器的输入端；

进一步，各子电机的定子为两列并分列在转子轴向两侧，定子包括定子铁芯以及沿定子铁芯周向分布的多个凸极；转子包括转子支撑和磁瓦，转子支撑至少包括外套于定子的筒状翼缘，磁瓦固定于筒状翼缘内圆并与凸极配合；

进一步，轮边减速器为行星减速器，轮边减速器的太阳轮用于接受多级定转子减速电机输出的动力，轮边减速器的行星架固定于转向节，轮边减速器的外圈固定于轮毂以驱动轮毂转动；

进一步，电机减速器为行星减速器，电机减速器的太阳轮传动连接于子电机的转子，电机减速器的外圈与子电机的定子相对固定，电机减速器的行星架用于输出子电机的动力；

进一步，转向节沿轴向设有过孔；轮边减速器的太阳轮一体成型有穿过过孔并传动连接于多级定转子减速电机输出端的传动轴。

本发明的有益效果是：本发明的多级定转子组合式轮边减速驱动总成，作为轮毂电机的多级定转子减速电机具有两级或两级以上的定子和转子，每级定子和转子均能输出动力并可具有独立的减速比输出，多级定转子减速电机和轮边减速器为独立的模块并分别对应设置在轮毂的内外两侧，其中内侧为轮毂靠近车架的一侧，外侧为轮毂远离车架的一侧，该驱动总成能够借用现有的汽车轮边减速器结构,又能实现多电机驱动的宽域高效和模块化,保证汽车在较宽的转矩/转速范围内高效率运转、减少转矩波动和噪声，提高功率密度，降低成本另外，这种布置方式能够有效平衡整个轮毂总成的重心，提高整个轮毂总成运转时的稳定性。

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为本发明的第一实施例的结构示意图；

图2为本发明的第二实施例的结构示意图；

图3为本发明的第三实施例的结构示意图；

图4为本发明的第四实施例的结构示意图；

图5为本发明的第五实施例的结构示意图；

图6为本发明的第六实施例的结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明的第一实施例的结构示意图，如图所示，本实施例的多级定转子组合式轮边减速驱动总成，包括轮毂1、多级定转子减速电机以及用于将多级定转子减速电机的动力传递至轮毂1的轮边减速器；多级定转子减速电机和轮边减速器为独立模块并分列于轮毂1的轴向两侧；作为轮毂1电机的多级定转子减速电机具有两级或两级以上的定子和转子，每级定子和转子均能输出动力并可具有独立的减速比输出，因此每极子电机的最高工作效率和最大转矩的转速区间不同，通过它们的工作组合可实现宽扭矩、宽转速范围仍能保持较高的工作效率，本实施例的多级定转子减速电机和轮边减速器分别对应设置在轮毂1的内外两侧，其中内侧为轮毂1靠近车架的一侧，外侧为轮毂1远离车架的一侧，该驱动总成能够借用现有的汽车轮边减速器结构,又能实现多电机驱动的宽域高效和模块化,保证汽车在较宽的转矩/转速范围内高效率运转、减少转矩波动和噪声，提高功率密度，降低成本，另外，这种布置方式能够有效平衡整个轮毂总成的重心，提高整个轮毂总成运转时的稳定性。

本实施例中，多级定转子减速电机位于轮毂1轴向内侧，轮边减速器位于轮毂1轴向外侧；多级定转子减速电机的尺寸通常相比轮边减速器的尺寸大，因此将其布置在轮毂1内侧有利于将其隐藏在车辆底盘内，而轮边减速器的轴向尺寸较小，将其布置在轮毂1外侧不会导致轮毂1的整体尺寸限制增加。

本实施例的多级定转子组合式轮边减速驱动总成还包括与轮毂1可转动配合的转向节7；本实施例的转向节7包括筒形结构的转向节7框架和转向节轴，转向节轴通过轴承与轮毂1内圆沿轴向固定周向转动的方式配合，多级定转子减速电机设置于转向节7朝向车架的端面并位于转向节7内圆空间内，保证多级定转子减速电机与转向节7能够紧凑布置，轮边减速器设置于轮毂1的外端面，其输出端与轮毂1固定，多级定转子减速电机输出的动力经过轮边减速器减速增矩后传递至轮毂1并驱动轮毂1转动，电机减速器为行星减速器，电机减速器的太阳轮12传动连接于左列电机的转子8，电机减速器的外圈10与左列电机的定子9相对固定，电机减速器的行星架11用于将左列电机的动力输出至右列电机的转子13，右列电机的转子13通过传动轴6将动力传递至轮边减速器的输入端。

本实施例中，多级定转子减速电机包括两个具有独立定子和转子的子电机，分别为左列电机和右列电机，其中左列电机内设有用于将该子电机的转子的动力减速输出的电机减速器；本实施例中，左列电机中的电机减速器的减速比以及极对数等结构可根据左列电机的最高工作效率和最大转矩的转速区间进行设定，使整个多级定转子减速电机可实现宽扭矩、宽转速范围仍能保持较高的工作效率。

本实施例中，轮边减速器为行星减速器，轮边减速器的太阳轮5用于接受多级定转子减速电机输出的动力，轮边减速器的行星架3通过花键沿周向固定于转向节7，轮边减速器的外圈2固定于轮毂1以驱动轮毂1转动，轮边减速器还包括用于固定在外圈外端面的端盖4，避免杂质进入到轮边减速器内。

本实施例中，转向节7的转向节7轴上沿轴向设有过孔；轮边减速器的太阳轮5一体成型有穿过过孔并传动连接于多级定转子减速电机输出端的传动轴6，其中传动轴6为变径轴，其靠近多级定转子减速电机的轴段的外径大于靠近轮边减速器的轴段的外径，传动轴靠近多级定转子减速电机的轴段形成用于与多级定转子减速电机输出轴传动连接的花键孔。

图2为本发明第二实施例的结构示意图，本发明的第二实施例中，各子电机的定子16为两列并分列在转子轴向两侧，定子16包括定子铁芯以及沿定子铁芯周向分布的多个凸极；转子包括转子支撑15和磁瓦14，转子支撑15至少包括外套于定子的筒状翼缘，磁瓦14固定于筒状翼缘内圆并与凸极配合；两个定子16的凸极与转子配合形成两个独立的电气驱动件，将定子16分列于转子轴向两侧有利于增加定子凸极的数量，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，其中两个定子16的尺寸可以根据需要布置为相同或不同，本实施例的多级定转子减速电机利用了转子内部较大的空间，使得产生更大的驱动转矩，使电机启动更加容易，运行更平稳，同时其工艺更容易，散热更好，工作更可靠。

图3为本发明的第三实施例的结构示意图，本发明的第三实施例中，子电机为三个，并分别为左列电机、中列电机和右列电机；左列电机的输出端传动连接于中列电机的转子19；中列电机的输出端传动连接于右列电机的转子26；右列电机的输出端传动连接于轮边减速器的输入端；本实施例中，左列电机和右列电机均设置电机减速器并通过电机减速器将转子的动力输出，电机减速器为行星齿轮减速器，其中，左列电机中的电机减速器的太阳轮17传动连接于左列电机的转子22，外圈23通过螺栓与电机壳体固定，行星架18通过花键将动力传递至中列电机的转子19，中列电机中的电机减速器的太阳轮20传动连接于中列电机的转子19，外圈24通过螺栓与电机壳体固定，行星架25通过花键将动力传递至右列电机的转子26，右列电机的转子26通过传动轴将动力传递至轮边减速器的太阳轮，最终驱动轮毂转动，本实施例中通过三列电机同时向轮边减速器输出动力，更好的满足车辆的动力要求。

图4为本发明的第四实施例的结构示意图，本发明的第四实施例中，子电机为三个，并分别为左列电机、中列电机和右列电机；左列电机的输出端和中列电机的输出端共同传动连接于右列电机的转子30；右列电机的输出端传动连接于轮边减速器的输入端；本实施例中电机减速器和轮边减速器均为行星减速器，其中，左列电机中的电机减速器的太阳轮33传动连接于左列电机的转子34，外圈27通过螺栓与电机壳体固定，行星架28沿轴向一体延伸出一转轴，该转轴通过花键将动力传递至中列电机的输出端(即中列电机的行星架31)，中列电机中的电机减速器的太阳轮传动连接于中列电机的转子32，外圈29通过螺栓与电机壳体固定，行星架31通过花键将动力传递至右列电机的转子30，右列电机的转子30通过传动轴将动力传递至轮边减速器的太阳轮，最终驱动轮毂转动，这种结构的多级定转子组合式电机总的左列电机和右列电机在工作时的转速差异不大，特别是左列电机工作时，其转速不会过高，有利于提高整个多列定转子电机的效率。

图5为本发明的第五实施例的结构示意图，本发明的第五实施例中，子电机为三个，并分别为左列电机、中列电机和右列电机；且只有中列电机设有电机减速器，左列电机的转子40直接传动连接于中列电机的转子39，中列电机中的电机减速器的太阳轮35传动连接于中列电机的转子39，外圈36通过螺栓与电机壳体固定，行星架38通过花键将动力传递至右列电机37的转子，右列电机的转子37通过传动轴将动力传递至轮边减速器的太阳轮，最终驱动轮毂转动，本实施例中的左列电机取消了电机减速器，避免多级定转子减速电机在运行过程中左列电机的转速过高，可有效降低电机的制造成本。

图6为本发明的第六实施例的结构示意图，本发明的第六实施例中，子电机为三个，并分别为左列电机、中列电机和右列电机；且只有中列电机设有电机减速器，左列电机的转子43沿轴向延伸出一转轴，并通过该转轴直接穿过中列电机的转子44传动连接于中列电机的电机减速器的输出端(即行星架45)，中列电机中的电机减速器的太阳轮41传动连接于中列电机的转子44，外圈42通过螺栓与电机壳体固定，行星架45通过花键将动力传递至右列电机的转子46，右列电机的转子46通过传动轴将动力传递至轮边减速器的太阳轮，最终驱动轮毂转动，本实施例中的左列电机取消了电机减速器，避免多级定转子减速电机在运行过程中左列电机的转速过高，同时左列电机在运行过程中，其转子的转速与中列电机电机减速器输出端转速相同，进一步降低左列电机的转速。

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 (10)

1.一种多级定转子组合式轮边减速驱动总成，其特征在于：包括轮毂、多级定转子减速电机以及用于将所述多级定转子减速电机的动力传递至轮毂的轮边减速器；所述多级定转子减速电机和轮边减速器分列于所述轮毂的轴向两侧。

2.根据权利要求1所述的多级定转子组合式轮边减速驱动总成，其特征在于：所述多级定转子减速电机位于轮毂轴向内侧，所述轮边减速器位于轮毂轴向外侧。

3.根据权利要求2所述的多级定转子组合式轮边减速驱动总成，其特征在于：还包括与所述轮毂可转动配合的转向节；所述多级定转子减速电机设置于所述转向节朝向车架的端面，所述轮边减速器设置于所述轮毂的外端面。

4.根据权利要求1所述的多级定转子组合式轮边减速驱动总成，其特征在于：所述多级定转子减速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内设有用于将该子电机的转子的动力减速输出的电机减速器。

5.根据权利要求4所述的多级定转子组合式轮边减速驱动总成，其特征在于：所述子电机为三个，并分别为左列电机、中列电机和右列电机；所述左列电机的输出端传动连接于所述中列电机的转子；所述中列电机的输出端传动连接于所述右列电机的转子；所述右列电机的输出端传动连接于所述轮边减速器的输入端。

6.根据权利要求4所述的多级定转子组合式轮边减速驱动总成，其特征在于：所述子电机为三个，并分别为左列电机、中列电机和右列电机；所述左列电机的输出端和所述中列电机的输出端共同传动连接于所述右列电机的转子；所述右列电机的输出端传动连接于所述轮边减速器的输入端。

7.根据权利要求4所述的多级定转子组合式轮边减速驱动总成，其特征在于：各所述子电机的定子为两列并分列在转子轴向两侧，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。

8.根据权利要求1所述的多级定转子组合式轮边减速驱动总成，其特征在于：所述轮边减速器为行星减速器，轮边减速器的太阳轮用于接受所述多级定转子减速电机输出的动力，轮边减速器的行星架固定于所述转向节，轮边减速器的外圈固定于所述轮毂以驱动轮毂转动。

9.根据权利要求4所述的多级定转子组合式轮边减速驱动总成，其特征在于：所述电机减速器为行星减速器，电机减速器的太阳轮传动连接于所述子电机的转子，电机减速器的外圈与所述子电机的定子相对固定，电机减速器的行星架用于输出子电机的动力。

10.根据权利要求4所述的多级定转子组合式轮边减速驱动总成，其特征在于：所述转向节沿轴向设有过孔；所述轮边减速器的太阳轮一体成型有穿过所述过孔并传动连接于所述多级定转子减速电机输出端的传动轴。