CN108973648A - 一种集成内支撑式轮毂电机电动车轮 - Google Patents

一种集成内支撑式轮毂电机电动车轮 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种集成内支撑式轮毂电机电动车轮，包括轮胎、轮毂、轮毂电机、蜂窝结构内支撑体、制动器和减振机构，所述轮毂电机包括整合轮毂和制动连接盘于一体的外转子壳体、由转子磁轭和永磁体组成的外转子、内定子、定子支撑架，其转子磁轭和永磁体依附于轮辋内侧，制动连接盘与轮辋通过螺栓固连；中空式内定子通过定子支撑架与悬置套筒连接，其悬置套筒通过弹性元件分别与节臂和车轮支撑轴连接；内支撑体为分段圆弧式蜂窝结构，在低压或零压行驶工况，内支撑体起支撑和缓冲功用。与现有技术相比，本发明具有结构简单而紧凑、传动效率高、易于布置和安装等优点，降低了非簧载质量，有效改善了电动车轮动力学特性，且内支撑体的嵌入，在低压或零压行驶工况时，可有效避免路面激励对轮毂电机性能的影响，保证泄气车轮的安全续驶。

Description

一种集成内支撑式轮毂电机电动车轮
技术领域
本发明涉及一种集成内支撑式轮毂电机电动车轮，属于电动汽车动力驱动系统及安全车轮技术领域。
背景技术
迫于能源和环境问题的日益突出，电动汽车凭借在节能环保方面的优势已成为未来汽车的发展方向，而鉴于电动轮驱动电动汽车在底盘结构、传动效率、操控性能等方面具有的独特优势，备受工业界和学术界的广泛关注。轮毂电机驱动模式作为新型电动汽车最具有发展潜力的关键技术之一，其结构集轮毂、电机、传动机构和制动器等于一体，但如何在车轮有限内部空间进行合理的布置，突显出轻量化、集成化及高性能于一体化的电动车轮驱动技术，已成为分布式驱动电动汽车领域的热点课题。
目前，轮毂电机驱动电动汽车的研发尚处于起步阶段，许多汽车企业和科研机构相继将轮毂电机电动车轮研制从技术储备向产业化方向转变，虽无成熟的量产产品，但该技术却获得了前所未有的重视和发展。当前国内外所研发的一体化电动车轮中，均存在有减速机构和无减速机构两种结构形式，且制动方面大部分选择使用钳盘式制动器；在隔振方面，均存有在定子或转子支撑连接处增加弹性元件，缓冲传递到电机的振动激励；在轮毂电机与轮毂结构匹配结合方面，由于受传统车轮结构的限制，显现出电动车轮起密封和支撑部件的冗余，增大了电动车轮的重量，且其结构空间未能得到充分利用；在轮胎泄气续驶方面，轮胎与电机之间并无相应的安全装置，路面激励加剧了电机损坏，致使车辆处于危险行驶状态。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种集轻量化和集成化于一体的内支撑式轮毂电机电动车轮，可有效降低电动车轮重量，解决轮胎泄气安全续驶等问题。
本发明通过以下技术方案实现：一种集成内支撑式轮毂电机电动车轮，包括轮胎、轮毂、轮毂电机、蜂窝结构内支撑体、制动器和减振机构，所述的轮毂电机包括集成轮毂和制动连接盘于一体的壳体、由转子磁轭和永磁体组成的外转子、内定子、定子支撑架；所述的轮毂为由设有花瓣形凹槽的封闭式轮辐和带有连接盘结构的轮辋组成的特制型轮毂，通过轴承支撑在车轮支撑轴上；所述的制动连接盘与轮辋伸出盘通过螺钉进行密封固连组成集成壳体，其制动连接盘通过轴承支撑在悬置套筒上。
在本发明中：所述的转子磁轭胶贴于轮辋内表面，永磁体胶贴于转子磁轭表面，并将其通过螺钉紧固于轮辋内；所述的内定子由定子支撑架通过花键固连在悬置套筒上，其定子内设有中空式孔道，与悬置套筒设有的连通孔形成循环回路；所述的悬置套筒通过弹性元件分别与节臂和车轮支撑轴连接。
在本发明中：所述的蜂窝结构内支撑为至少两段圆弧形蜂窝结构支撑体组成的环形结构，其圆弧形蜂窝结构支撑体两端分别设有楔形连接台和安装连接螺栓凹槽孔，将圆弧形蜂窝结构支撑体通过螺栓固连组成内支撑。
在本发明中：所述的制动器为钳盘式制动器，包括制动盘、制动卡钳、制动油管；所述的制动盘通过花键和螺钉与制动连接盘进行固连；所述的制动卡钳固连于制动器壳体上；所述的制动油管一端与制动卡钳中的活塞连接，一端与外界液压系统相连。
本发明工作原理说明：集轮毂于一体的轮毂电机壳体，降低了电动车轮重量，驱动行驶时，电机驱动力直接传至轮胎，驱使车轮转动，提高了传动效率；定子结构、制动器等通过弹性悬置套筒转化为簧载质量，并通过弹性元件缓解来至路面的激励响应，减小其对电机性能的影响，有效改善了车辆的动力学特性；定子内设置多通道散热管道，可有效改善电机的散热性能；在轮胎低压或零压行驶工况时，蜂窝结构内支撑体起支撑作用，参与轮胎和路面之间的相互转用力，并缓解来至路面的激励，减小其对电机性能的影响，保证泄气车轮的安全续驶里程。
采用上述技术方案后，本发明的有益效果如下：
1. 本发明结构简单，设计合理，电机转子以特制轮毂作为支撑壳体，转子磁轭和永磁体依附于轮辋内侧，省去了传统轮毂电机的壳体，降低了非簧载质量；定子结构、制动器等通过弹性悬置套筒转化为簧载质量，有效改善了车辆的动力学特性；定子内设有的多通道散热管，可有效改善电机的散热性能。
2. 本发明所述的蜂窝结构内支撑为分段圆弧形蜂窝结构支撑体组成的环形结构，其结构拆装、更换和维护更加方便快捷；电动车轮设置的蜂窝结构内支撑体，在低压或零压行驶工况时，可有效避免路面激励对轮毂电机性能的影响，保证泄气车轮的安全续驶。
附图说明
图1是本发明集成内支撑式轮毂电机电动车轮结构的剖面图。
图2是本发明中蜂窝结构内支撑体的剖面图。
其中：1.轮胎；2.蜂窝结构内支撑体；3.轮毂；3-1.轮辋；3-2.轮辐；4.转子磁轭；5.永磁体；6.电机气隙；7.制动连接盘；8.制动器；8-1.制动卡钳；8-2.制动盘；9.节臂；10.弹性元件；11.定子；12.紧固螺钉；13.中空式孔道；14.定子支撑架；15.限位套；16.轮毂固定螺母；17.弹簧垫片；18.车轮连接轴；19.轮毂连接轴承；20.悬置套筒；21.花键；22.轴承限位卡套；23.制动连接盘连接轴承；24.内支撑体连接孔；25.圆弧形内支撑体。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对具体实施方式进行阐述，对本发明创造做进一步详细说明。
如图1所示的一种集成内支撑式轮毂电机电动车轮，包括轮胎1、轮毂3、轮毂电机、蜂窝结构内支撑体2、制动器8和减振机构，所述的轮毂电机包括集成轮毂3和制动连接盘7于一体的壳体、由转子磁轭4和永磁体5组成的外转子、内定子11、定子支撑架14；所述的轮毂3为由设有花瓣形凹槽的封闭式轮辐3-2和带有连接盘结构的轮辋3-1组成的特制型轮毂，通过轴承19支撑在车轮支撑轴上；所述的制动连接盘7与轮辋伸出盘通过螺钉12进行密封固连组成集成壳体，其制动连接盘7通过轴承23支撑在悬置套筒20上；所述的转子磁轭4胶贴于轮辋3-1内表面，永磁体5胶贴于转子磁轭4表面，并将其通过螺钉12紧固于轮辋3-1内；所述的内定子11由定子支撑架14通过花键20固连在悬置套筒20上，其定子11内设有中空式孔道13，与悬置套筒20设有的连通孔形成循环回路；所述的悬置套筒20通过弹性元件10分别与节臂9和车轮支撑轴18连接；所述的制动器8为钳盘式制动器，包括制动盘8-2、制动卡钳8-1、制动油管；所述的制动盘8-2通过花键和螺钉与制动连接盘7进行固连；所述的制动卡钳8-1固连于制动器壳体上；所述的制动油管一端与制动卡钳中的活塞连接，一端与外界液压系统相连。
如图2所示的蜂窝结构内支撑2为至少两段圆弧形蜂窝结构支撑体25组成的环形结构，其圆弧形蜂窝结构支撑体25两端分别设有楔形连接台和安装连接螺栓凹槽孔24，将圆弧形蜂窝结构支撑体25通过螺栓固连组成内支撑2。
上述实施例仅用于说明本发明的实施方式，但本发明的保护范围不限于上述实施例，凡依据本发明所揭示的原理和设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种集成内支撑式轮毂电机电动车轮，包括轮胎、轮毂、轮毂电机、蜂窝结构内支撑体、制动器和减振机构，其特征在于：所述的轮毂电机包括集成轮毂和制动连接盘于一体的壳体、由转子磁轭和永磁体组成的外转子、内定子、定子支撑架；所述的轮毂为由设有花瓣形凹槽的封闭式轮辐和带有连接盘结构的轮辋组成的特制型轮毂，通过轴承支撑在车轮支撑轴上；所述的制动连接盘与轮辋伸出盘通过螺钉进行密封固连组成集成壳体，其制动连接盘通过轴承支撑在悬置套筒上。
2.根据权利要求1所述的集成内支撑式轮毂电机电动车轮，其特征在于：所述的转子磁轭胶贴于轮辋内表面，永磁体胶贴于转子磁轭表面，并将其通过螺钉紧固于轮辋内；所述的内定子由定子支撑架通过花键固连在悬置套筒上，其定子内设有中空式孔道，与悬置套筒设有的连通孔形成循环回路；所述的悬置套筒通过弹性元件分别与节臂和车轮支撑轴连接。
3.根据权利要求1所述的集成内支撑式轮毂电机电动车轮，其特征在于：所述的蜂窝结构内支撑为至少两段圆弧形蜂窝结构支撑体组成的环形结构，其圆弧形蜂窝结构支撑体两端分别设有楔形连接台和安装连接螺栓凹槽孔，将圆弧形蜂窝结构支撑体通过螺栓固连组成内支撑体。
4.根据权利要求1所述的集成内支撑式轮毂电机电动车轮，其特征在于：所述的制动器为钳盘式制动器，包括制动盘、制动卡钳、制动油管；所述的制动盘通过花键和螺钉与制动连接盘进行固连；所述的制动卡钳固连于制动器壳体上；所述的制动油管一端与制动卡钳中的活塞连接，一端与外界液压系统相连。
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