CN106712444A - 一种外转子开关磁阻轮毂电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外转子开关磁阻轮毂电机，它包括由直线电机（10）组成的外转子开关磁阻轮毂电机轮内主动减振系统和设置于轮毂（1）内的外转子开关磁阻电机总成（13）及行星齿轮减速器机构。其特征在于：外转子开关磁阻电机定子（20），固定于轮毂电机轴（8）上。外转子开关磁阻电机转子（21）外部套装齿轮，在行星齿轮减速机构中作为太阳轮，与行星轮（3）外啮合。左行星架（16）连接轮毂（1）作为动力输出。主动减振装置安装支架（11）内部安装直线电机（10），实现了轮毂电机实时、主动减振，减小了轮毂电机非簧载质量、转矩脉动和电机气隙不均匀。本发明把驱动电机、减速器、制动器和减振装置全部集成在轮毂电机内部，具有结构紧凑、传动效率高和转矩大的优点。

Description

一种外转子开关磁阻轮毂电机

技术领域

本发明属于机电一体化领域，具体涉及一种轮毂电机，尤其是一种外转子开关磁阻轮毂电机。

背景技术

目前轮毂电机有两种驱动方式。一种是减速驱动型轮毂电机，即轮毂驱动电机先经过轮边减速器减速增矩后再驱动车轮运转。减速驱动型轮毂电机优点是驱动力矩大、非簧载质量小，但所占空间较大、效率低、质量大。另一种是直接驱动型轮毂电机，它将轮毂驱动电机与车轮直接连接，通过调节驱动电机转速和转矩，从而实现直接控制车轮运转时的转速和转矩。直接驱动型轮毂电机的优点是控制灵活，非簧载质量小、运行平稳，但是对驱动电机要求很高，同时还存在转矩不够大、调速范围窄等缺点。目前轮毂电机两种驱动方式都存在不足，所以急需发明一种集成两种驱动方式优点于一体的轮毂电机驱动设计方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、转矩大、传动效率高的外转子开关磁阻轮毂电机。

为了解决上述技术问题，本发明的外转子开关磁阻轮毂电机包括由直线电机（10）组成的外转子开关磁阻轮毂电机轮内主动减振系统和设置于轮毂（1）内的外转子开关磁阻电机总成（13）及行星齿轮减速器机构。其特征在于：外转子开关磁阻电机定子（20）固定于轮毂电机轴（8）上，外转子开关磁阻电机转子（21）外部套装齿轮，在行星齿轮减速机构中作为太阳轮，与行星轮（3）外啮合，左行星架（16）与轮毂连接，右行星架（4）与制动盘（12）连接，主动减振装置安装支架（11）内部安装有直线电机（10）。

按上述方案，所述的左行星架（16）与行星轮轴（15）通过键进行连接，车轮安装螺栓（18）把左行星架（16）和轮毂（1）进行连接，轮毂电机密封端盖（17）实现了外转子开关磁阻轮毂电机与外界的密封隔绝。

按上述方案，所述的直线电机（10）内置于主动减振装置安装支架（11），减振弹簧（7）安装在导向杆套筒支架（6）上。从而实现轮毂电机轮内主动减振，降低轮毂电机非簧载质量、转矩脉动和电机气隙不均匀现象。

按上述方案，所述的制动钳（5）与轮毂电机右端盖（2）连接在一起，制动盘（12）与右行星架（4）安装在一起。当外转子开关磁阻轮毂电机需要制动时，通过制动钳（5）与制动盘（12）实现制动。

相对于上述技术背景，本发明提供的外转子开关磁阻轮毂电机将外转子开关磁阻电机和行星齿轮减速机构有效地集成为一体。通过开关磁阻电机的外转子直接套装齿轮作为行星减速机构的太阳轮，并直接和行星轮（3）外啮合，省去了变速器、传动轴、差速器等传动机构，使得外转子开关磁阻轮毂电机结构紧凑、传动效率高、转矩大。由于轮毂驱动电机采用结构简单坚固、适合频繁启停、效率高的开关磁阻电机作为驱动电机，且采用驱动转矩更大的外转子结构，从而大大提高了轮毂电机的输出转矩。此外，轮毂电机减振系统采用了基于直线电机（10）和减振弹簧（7）的轮内主动减振系统设计，实现基于路况环境的实时、主动减振控制，降低了轮毂电机的非簧载质量、转矩脉动和电机气隙不均匀现象。

附图说明

图1为外转子开关磁阻轮毂电机剖视结构示意图。图中，（1）轮毂 ，（2）轮毂电机右端盖，（3）行星轮，（4）右行星架，（5）制动钳，（6）导向杆套筒支架，（7）减振弹簧，（8）轮毂电机轴，（9）轮毂电机与车身连接螺栓，（10）直线电机，（11）主动减振装置安装支架，（12）制动盘，（13）外转子开关磁阻电机总成，（14）轮毂电机左端盖，（15）行星轮轴，（16）左行星架，（17）轮毂电机密封端盖，（18）车轮安装螺栓，（19）外转子开关磁阻电机密封端盖，（20）外转子开关磁阻电机定子，（21）外转子开关磁阻电机转子，（22）内齿圈。

具体实施方式

本发明的核心是要提供一种结构紧凑、转矩大、非簧载质量小、效率高的外转子开关磁阻轮毂电机。

外转子开关磁阻轮毂电机包括外转子开关磁阻电机，所述外转子开关磁阻电机总成（13）包括外转子开关磁阻电机定子（20）和外转子开关磁阻电机转子（21）；外转子开关磁阻电机定子（20）通过键固定在轮毂电机轴（8）上，外转子开关磁阻电机总成（13）同轴安装于外转子开关磁阻电机定子（20）外，外转子开关磁阻电机转子（21）两端设置有外转子开关磁阻电机密封端盖（19）；外转子开关磁阻电机密封端盖（19）内设置有密封圈， 实现外转子开关磁阻电机总成（13）的密封，避免行星齿轮减速机构中的润滑油进入电机内；轮毂电机轴（8）通过键固定在轮毂电机右端盖（2）上。

所述外转子开关磁阻轮毂电机还包括行星齿轮减速机构，所述行星齿轮减速机构包括外转子开关磁阻电机总成（13）、轮毂电机密封端盖（17）、行星轮（3）、左行星架（16）、右行星架（4）、轮毂电机左端盖（14）、轮毂电机右端盖（2）；外转子开关磁阻电机总成（13）在行星齿轮减速机构中作为太阳轮，其中开关磁阻电机的外转子套装齿轮与行星轮（3）外啮合；行星轮（13）和内齿圈（22）内啮合。

所述行星轮（3）中央包括行星轮轴（15），行星轮（3）通过轴承实现绕着行星轮轴（15）自转。

所述左行星架（16）通过键与行星轮轴（15）连接，车轮安装螺栓（18）把左行星架（16）和轮毂（1）连接，左行星架（16）通过密封圈实现与轮毂电机轴（8）之间的密封，轮毂电机左端盖（14）与左行星架（16）之间通过轮毂电机密封端盖（17）和密封圈实现密封。

所述左行星架（16）作为行星齿轮减速机构的输出装置，也是外转子开关磁阻轮毂电机输出装置，通过分别在轮毂电机轴（8）和轮毂电机左端盖（14）之间安装轴承，实现了左行星架（16）带着行星轮（3）一起绕着轮毂电机轴（8）公转，由于内齿圈（22）与轮毂电机轴（8）固定在一起，所以同时实现了左行星架（16）绕着轮毂电机轴（8）和轮毂电机左端盖（14）转动，从而保证了驱动力矩由外转子开关磁阻电机总成（13）输出，经过行星齿轮减速器机构的左行星架（16）传递到轮毂（1）并驱动车轮运转。

所述轮毂电机左端盖（14）和轮毂电机右端盖（2）通过螺栓固定在内齿圈（22）上，实现行星齿轮减速器的密封。

结合图1，所述制动钳（5）通过螺栓安装在轮毂电机右端盖（2），制动盘（12）固定在右行星架（4）上，当外转子开关磁阻轮毂电机需要实现制动时，通过制动钳（5）与制动盘（12）卡和摩擦，实现外转子开关磁阻轮毂电机制动刹车。

结合图1，主动减振装置安装支架（11）通过螺栓与轮毂电机右端盖（2）连接，主动减振装置安装支架（11）通过轮毂电机与车身连接螺栓（9）实现与车身连接，直线电机（10）内置于主动减振装置安装支架（11），实现外转子开关磁阻轮毂电机轮内主动减振。

所述导向杆套筒支架（6）通过螺栓固定在轮毂电机右端盖（2）上，导向杆套筒支架（6）上安装有导向杆，导向杆上套装有减振弹簧（7），减振弹簧（7）与直线电机（10）连接，通过控制直线电机转速和转矩，实现外转子开关磁阻轮毂电机轮内实时、主动减振控制。

Claims (3)

1.一种外转子开关磁阻轮毂电机，它包括由直线电机（10）组成的外转子开关磁阻轮毂电机轮内主动减振系统和设置于轮毂（1）内的外转子开关磁阻电机总成（13）及行星齿轮减速器机构，其特征在于：外转子开关磁阻电机定子（20）固定于轮毂电机轴（8）上，外转子开关磁阻电机转子（21）外部套装齿轮，在行星齿轮减速机构中作为太阳轮，与行星轮（3）外啮合，左行星架（16）与轮毂连接实现动力输出，右行星架（4）与制动盘（12）连接实现轮毂电机机械制动，主动减振装置安装支架（11）内部安装有直线电机（10）。

2.根据权利要求1所述的外转子开关磁阻轮毂电机，其特征在于：所述的左行星架（16）与行星轮轴（15）通过键进行连接，车轮安装螺栓（18）把左行星架（16）和轮毂（1）进行连接，轮毂电机密封端盖（17）实现了外转子开关磁阻轮毂电机与外界的密封隔绝。

3.根据权利要求1所述的外转子开关磁阻轮毂电机，其特征在于：所述的直线电机（10）内置于主动减振装置安装支架（11），减振弹簧（7）安装在导向杆套筒支架（6）上。