CN107465296A - 双驱动轮毂电机结构及电动自行车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种双驱动轮毂电机结构，包含直驱电机组件与高速电机组件；直驱电机组件包含端盖、轮毂电机轴、直驱转子以及直驱定子；端盖安装在直驱转子上，直驱定子安装在轮毂电机轴上；直驱转子与直驱定子之间能够周向相对转动；高速电机组件与端盖相连。本发明还提供了一种电动自行车，包含上述的双驱动轮毂电机结构。本发明在传统的轮毂直驱电机内部安装一台高速电机及齿轮减速机构，充分利用低速电机在额定负载时的高效率，和减速电机的良好的低速性能，来节约能源，相辅相成的提高效率。

Description

双驱动轮毂电机结构及电动自行车
技术领域
本发明涉及电动自行车配件领域，具体地，涉及一种双驱动轮毂电机结构及电动自行车。
背景技术
现有技术中，电动车的轮毂电机，因其多为直驱电机，即电机没有减速机构，直接驱动车轮前进，电机在启动时需要较大的启动电流，电机转速低，电机的效率很低，在爬坡时同样存在上述问题。为使电机在启动和爬坡时有足够的扭矩，只能将电机做的很大，使用更多的磁钢和定子叠厚，输入更大的电流以提供更大的爬坡力。而在电机启动后，工作在额定转速时，需要的扭矩并不大，此时电机工作在高效区，此时电机的所有配置有很多富于，对于电机富于，对于控制器也富于，就比较浪费。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种双驱动轮毂电机结构及电动自行车。
根据本发明提供的双驱动轮毂电机结构，包含直驱电机组件与高速电机组件；
直驱电机组件包含端盖、轮毂电机轴、直驱转子以及直驱定子；
端盖安装在直驱转子上，直驱定子安装在轮毂电机轴上；
直驱转子与直驱定子之间能够周向相对转动；
高速电机组件与端盖相连。
优选地，端盖形成左端盖与右端盖；
左端盖与右端盖相连并在内部构成容物空间；
高速电机组件设置有所述容物空间中。
优选地，直驱电机组件还包含直驱定子支架；
直驱定子、直驱定子支架、轮毂电机轴依次连接；
直驱定子支架上设置有轴向开孔，高速电机组件安装在轴向开孔中。
优选地，所述高速电机组件包含高速电机轴、高速电机定子、高速电机转子以及高速电机端盖；
高速电机定子安装在直驱定子支架上；
高速电机转子与高速电机轴相连；
高速电机轴与高速电机端盖通过轴承连接。
优选地，高速电机轴沿轴向方向的一端或两端上设置有齿轮；
端盖上设置有齿圈，齿轮与齿圈啮合。
优选地，高速电机轴通过单向轴承与齿轮相连。
优选地，所述齿轮与齿圈的内圈啮合。
优选地，包含多个所述高速电机组件；
多个所述高速电机组件沿直驱定子支架周向方向布置。
优选地，还包含控制器，所述控制器包含以下模块：
电流获取模块：获取直驱电机组件中相线电流；
高速电机控制模块：根据获取的相线电流大小控制高速电机的关闭、开启以及转速。
本发明还提供了一种电动自行车，包含上述的双驱动轮毂电机结构。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明在传统的轮毂直驱电机内部安装一台高速电机及齿轮减速机构，充分利用低速电机在额定负载时的高效率，和减速电机的良好的低速性能，来节约能源，相辅相成的提高效率；
2、本发明利用一台较小功率的高速电机以及齿轮减速机构，给直驱电机提供启动和爬坡时的力矩补充，达到节约能源及节约电机材料的作用；
3、轮毂直驱电机启动和爬坡时使用高速电机助力，这样轮毂直驱电机就不需进行冗余设计，仅设计为在额定转速时的最高效就可满足要求；轮毂直驱电机在启动时和爬坡时只需给予额定使用的高效区电流，其他的扭矩提供由小减速电机提供。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的双驱动轮毂电机结构示意图。
图中示出：
右端盖1 左端盖10
齿圈2 第一轴承11
直驱定子3 第二轴承12
高速电机定子4 第三轴承13
高速电机轴5 第四轴承14
单向轴承6 高速电机端盖15
齿轮7 轮毂电机轴16
直驱定子支架8 高速电机转子17
直驱转子9
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，实施例中，本发明提供的双驱动轮毂电机结构包含直驱电机组件与高速电机组件，其中直驱电机组件包含端盖、轮毂电机轴16、直驱转子9、直驱定子3以及直驱定子支架8。端盖形成左端盖10与右端盖1，两个端盖之间紧固连接并在内部形成容物空间。直驱转子9与直驱定子3构成直驱电机，直驱电机位于所述容物空间内，直驱转子9与直驱定子3之间能够相对转动；直驱定子3、直驱定子支架8、轮毂电机轴16依次紧固连接，轮毂电机轴16与端盖之间通过轴承连接，保证端盖与轮毂电机轴16之间能够产生相对转动。
直驱定子支架8上设置有轴向开孔，高速电机组件便设置在所述轴向开孔中。如图1所示，高速电机组件包含高速电机轴5、高速电机定子4、高速电机转子17以及高速电机端盖15。高速电机定子4、高速电机转子17构成高速电机，高速电机转子17位于高速电机定子4的径向内侧；电机端盖紧固连接在直驱定子支架8的轴向开孔中，电机端盖的内部又形成高速电机的安装空间，沿径向方向，高速电机定子4与电机端盖连接，高速电机转子17则与高速电机轴5紧固连接；高速电机轴5的两端则通过轴承与高速电机端盖15连接，保证两者之间的平稳相对转动。高速电机轴5的轴向右端安装有齿轮7，右端盖1上则设置有齿圈2，齿圈2内侧设置有轮齿与齿轮7相啮合，齿轮7与齿圈2之间构成齿轮减速机构，高速电机组件能够驱动齿轮7转动进而带动端盖的转动，以到达双电机驱动的目的。在实施例中，齿轮7上设置有内孔，内孔中装有单向轴承6，单向轴承6再与高速电机轴5连接，本专业领域中，单向轴承6又可以称作超越离合器，也就是说，高速电机轴5能够沿一个方向带动齿轮7转动，进而驱动端盖转动；但是当高速电机停止工作时，减速机构与高速电机轴5通过单向轴承6脱开，不再具有传动作用。优选例中，高速电机轴5的两端都可以设置上述的单向轴承6与齿轮减速机构，但是结构会相应变得复杂；进一步优选地，还可以设置多个所述高速电机组件，多个所述高速电机组件沿直驱定子支架8的周向方向分布，以增大高速电机对直驱电机的动力补充，减小单个高速电机轴5上的转矩，增大使用寿命，但是该结构制造成本也会相应增加，适用于需要较大驱动力的场合。优选地，高速电机组件还可以是设置有容物空间之外的，同样能够对直驱电机进行动力上的补充，但是会增大轮毂的体积，对轮毂密封的要求也会更高。
实施例中，本发明中提供的双驱动轮毂电机结构中还设置有控制器，所述控制器包含以下模块：电流获取模块：获取直驱电机组件中相线电流；高速电机控制模块：根据获取的相线电流大小控制高速电机的关闭、开启以及转速。轮毂启动时，或在爬坡的过程中，直驱电机的扭矩比较大，直驱电机的相线电流也会相应增加；而轮毂在正常行驶过程中，直驱电机的扭矩减小，相线电流也会相应减小。控制器根据测量获得的相线电流，对比设定值后控制高速电机进行相应的动作：比如，当直驱电机的相线电流小于设定值时，控制高速电机停止工作或保持停止工作状态；当直驱电机的相线电流大于设定值时，控制高速电机启动，并根据相线电流的大小来控制高速电机的转速，以助力直驱电机。
本发明还提供了一种电动自行车，包含上述的双驱动轮毂电机结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种双驱动轮毂电机结构，其特征在于，包含直驱电机组件与高速电机组件；
直驱电机组件包含端盖、轮毂电机轴、直驱转子以及直驱定子；
端盖安装在直驱转子上，直驱定子安装在轮毂电机轴上；
直驱转子与直驱定子之间能够周向相对转动；
高速电机组件与端盖相连。
2.根据权利要求1所述的双驱动轮毂电机结构，其特征在于，端盖形成左端盖与右端盖；
左端盖与右端盖相连并在内部构成容物空间；
高速电机组件设置有所述容物空间中。
3.根据权利要求1所述的双驱动轮毂电机结构，其特征在于，直驱电机组件还包含直驱定子支架；
直驱定子、直驱定子支架、轮毂电机轴依次连接；
直驱定子支架上设置有轴向开孔，高速电机组件安装在轴向开孔中。
4.根据权利要求3所述的双驱动轮毂电机结构，其特征在于，所述高速电机组件包含高速电机轴、高速电机定子、高速电机转子以及高速电机端盖；
高速电机定子安装在直驱定子支架上；
高速电机转子与高速电机轴相连；
高速电机轴与高速电机端盖通过轴承连接。
5.根据权利要求4所述的双驱动轮毂电机结构，其特征在于，高速电机轴沿轴向方向的一端或两端上设置有齿轮；
端盖上设置有齿圈，齿轮与齿圈啮合。
6.根据权利要求5所述的双驱动轮毂电机结构，其特征在于，高速电机轴通过单向轴承与齿轮相连。
7.根据权利要求5所述的双驱动轮毂电机结构，其特征在于，所述齿轮与齿圈的内圈啮合。
8.根据权利要求3所述的双驱动轮毂电机结构，其特征在于，包含多个所述高速电机组件；
多个所述高速电机组件沿直驱定子支架周向方向布置。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的双驱动轮毂电机结构，其特征在于，还包含控制器，所述控制器包含以下模块：
电流获取模块：获取直驱电机组件中相线电流；
高速电机控制模块：根据获取的相线电流大小控制高速电机的关闭、开启以及转速。
10.一种电动自行车，其特征在于，包含权利要求1至9中任一项所述的双驱动轮毂电机结构。
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Denomination of invention: Dual drive wheel hub motor structure and electric bicycle

Granted publication date: 20231017

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Pledgor: Aneida drive technology (Shanghai) Co.,Ltd.

Registration number: Y2024980043473

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