CN109435676A - 一种双转子电机集成鼓式制动器的轮毂电机驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双转子电机集成鼓式制动器的轮毂电机驱动系统，该系统包括轮毂轴承、轮辋以及设置在轮辋内的双转子电机和鼓式制动器。与现有技术相比，本发明具有高功率、结构紧凑、减小损耗等优点。

Description

一种双转子电机集成鼓式制动器的轮毂电机驱动系统
技术领域
本发明涉及电动汽车轮毂电机驱动和制动领域，尤其是涉及一种双转子电机集成鼓式制动器的轮毂电机驱动系统。
背景技术
电动汽车的驱动系统按照结构形式可以分为集中式驱动系统和分布式轮边驱动系统两类。与集中式驱动系统相比，分布式轮边驱动系统的主要结构特征是将驱动电机直接安装在驱动轮内或驱动轮附近，具有驱动传动链短、传动高效、结构紧凑等优点，各个驱动轮转矩由轮边电机独立控制，有利于实现高性能的整车动力学控制。
分布式轮边驱动系统结构方案可以分为两大类：高速轮边电机加减速器方案和轮毂电机布置于驱动轮内方案，后者的结构更加紧凑，更有利于轮边空间布置。轮毂电机驱动系统根据电机的转子形式主要分为三种：内转子式、外转子式和双转子式。目前电动汽车采用较多的是外转子轮毂电机，其采用的是低速转子结构形式，无需配备减速装置，但较低的转矩密度和功率密度制约了其在高速电动汽车领域的应用，目前的应用市场主要集中在低速电动汽车领域，高速电动汽车领域仍然是集中式驱动系统占主导地位。此外，轮毂电机驱动系统较大幅度地增加了簧下质量和轮毂转动惯量，一定程度上恶化了电动汽车的行驶舒适性和操纵稳定性。为此提出高功率密度、高集成度的轮毂电机驱动系统设计方案显得十分必要。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种双转子电机集成鼓式制动器的轮毂电机驱动系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种双转子电机集成鼓式制动器的轮毂电机驱动系统，该系统包括轮毂轴承、轮辋以及设置在轮辋内的双转子电机和鼓式制动器。
所述的鼓式制动器包括制动器底板、制动鼓和制动执行机构，所述的轮毂轴承与制动鼓通过螺栓固接，所述的制动鼓与双转子电机固接，所述的制动执行机构设置在轮毂轴承、制动鼓和制动器底板形成的空间中。
所述的双转子电机包括定子支撑板、转子支撑板以及安装在定子支撑板、转子支撑板和轮辋形成空间内且同轴由外向内依次设置的外转子、外定子绕组、内转子和内定子绕组，所述的内转子和外转子外侧与转子支撑板固接，内侧通过密封圈与制动器底板密封连接，所述的外定子绕组和内定子绕组内侧与定子支撑板固接，所述的定子支撑板内侧与制动器底板固接。
所述的定子支撑板上设有冷却水道，所述的冷却水道设置在外定子绕组和内定子绕组之间。
所述的双转子电机还包括与转子支撑板连接的散热板，用以传递制动鼓制动产生的热量，所述的散热板上设有支撑套筒，用以防止散热板的热量向转子支撑板传导。
所述的制动执行机构包括制动蹄和制动轮缸。
在该系统实现驱动功能时，外定子绕组和内定子绕组的线圈绕组产生正向交变磁场分别驱动外转子和内转子转动，进而通过转子支撑板、散热板、制动鼓、轮毂轴承和轮辋传动辅助驱动轮转动，在实现制动功能时，制动执行机构的制动蹄挤压制动鼓内表面，产生制动力矩，同时外定子绕组和内定子绕组的线圈绕组产生反向交变磁场，配合鼓式制动器实现制动。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、高功率：采用双转子电机结构形式，与单转子结构相比，双转子结构可以克服磁拉力，减小漏磁，提高功率密度及效率；
二、结构紧凑：在内转子内部空间集成了鼓式制动器，使得系统的结构更加紧凑，进一步减小了轮边空间；
三、减小损耗：在定子支撑板内设有冷却水道，增加了冷却面积，有利于减小铜损和铁损，提高系统效率和功率密度。
附图说明
图1为本发明的结构剖视图。
图2为本发明的安装爆炸图。
图中标记说明：
1—轮毂轴承；2—制动鼓；3—转子支撑板；4—轮辋；5—散热板；6—支撑套筒；7—外转子；8—密封圈；9—定子总成；9A—外定子绕组；9B—内定子绕组；10—定子支撑板；11—内转子；12—制动执行机构；13—制动器底板；14—冷却水道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
本双转子电机集成鼓式制动器的轮毂电机驱动系统主要由轮毂轴承1、制动鼓2、转子支撑板3、轮辋4、散热板5、支撑套筒6、外转子7、密封圈8、定子总成9、外定子绕组9A、内定子绕组9B、定子支撑板(含冷却水道)10、内转子11、制动执行机构(制动蹄、制动轮缸等)12、制动器底板13组成。
如图1和2所示，双转子电机和鼓式制动器都集成布置在驱动轮轮辋内。双转子电机主要由外转子7、外定子总成9、定子支撑板(含冷却水道)10、内定子绕组9B、内转子11等零部件组成。鼓式制动器主要由制动器底板13、制动执行机构12(制动蹄、制动轮缸等)、制动鼓2等零部件组成。外转子7和内转子11主要是由磁性材料构成，左端通过密封圈8与制动器底板13密封连接，可发生相对转动，右端与转子支撑板3固接，外定子绕组9A和内定子绕组9B布置在外转子7和内转子11之间，冷却水道布置在定子支撑板10的中部，三者固联，定子支撑板(含冷却水道)10左端与制动器底板13固接，制动器底板13右端面与制动执行机构12通过紧固件固接，制动器底板13和制动执行机构12的内圈都固接在轮毂轴承1的外圈上，轮毂轴承1的内圈与外圈之间为转动副联接，轮毂轴承1的内圈相对于轮毂轴承1的外圈可且仅可作绕轮毂轴承1中心轴线的转动。
制动鼓2、轮辋4与轮毂轴承1内圈通过紧固件固接，散热板5内圈与制动鼓2外圈固联，转子支撑板3下端与散热板5固联，上端通过支撑套筒6与散热板5固联。
该系统在实现驱动功能时，定子总成9和内定子绕组9B中的线圈绕组产生的交变磁场分别驱动外转子7和内转子11旋转，进而通过转子支撑板3、散热板5、制动鼓2、轮毂轴承1、轮辋4带动驱动车轮实现转动；实现制动功能情况下，因制动踏板有一段空行程，此时踩下制动踏板，控制系统会率先启动双转子电机实现电机制动，直至克服空行程后，启动制动执行机构12使得制动蹄挤压制动鼓内表面，产生摩擦力矩，即制动力矩，从而实现制动。同时，双转子电机集成的鼓式制动器，由于采用鼓式制动器，更有利于作为驻车制动器。

Claims (7)

1.一种双转子电机集成鼓式制动器的轮毂电机驱动系统，其特征在于，该系统包括轮毂轴承(1)、轮辋(4)以及设置在轮辋(4)内的双转子电机和鼓式制动器。
2.根据权利要求1所述的一种双转子电机集成鼓式制动器的轮毂电机驱动系统，其特征在于，所述的鼓式制动器包括制动器底板(13)、制动鼓(2)和制动执行机构(12)，所述的轮毂轴承(1)与制动鼓(2)通过螺栓固接，所述的制动鼓(2)与双转子电机固接，所述的制动执行机构(12)设置在轮毂轴承(1)、制动鼓(2)和制动器底板(13)形成的空间中。
3.根据权利要求1所述的一种双转子电机集成鼓式制动器的轮毂电机驱动系统，其特征在于，所述的双转子电机包括定子支撑板(10)、转子支撑板(3)以及安装在定子支撑板(10)、转子支撑板(3)和轮辋(4)形成空间内且同轴由外向内依次设置的外转子(7)、外定子绕组(9A)、内转子(11)和内定子绕组(9B)，所述的内转子(11)和外转子(7)外侧与转子支撑板(3)固接，内侧通过密封圈(8)与制动器底板(13)密封连接，所述的外定子绕组(9A)和内定子绕组(9B)内侧与定子支撑板(10)固接，所述的定子支撑板(10)内侧与制动器底板(13)固接。
4.根据权利要求1所述的一种双转子电机集成鼓式制动器的轮毂电机驱动系统，其特征在于，所述的定子支撑板(10)上设有冷却水道(14)，所述的冷却水道(14)设置在外定子绕组(9A)和内定子绕组(9B)之间。
5.根据权利要求1所述的一种双转子电机集成鼓式制动器的轮毂电机驱动系统，其特征在于，所述的双转子电机还包括与转子支撑板(3)连接的散热板(5)，用以传递制动鼓(2)制动产生的热量，所述的散热板(5)上设有支撑套筒(6)，用以防止散热板(5)的热量向转子支撑板(3)传导。
6.根据权利要求1所述的一种双转子电机集成鼓式制动器的轮毂电机驱动系统，其特征在于，所述的制动执行机构(12)包括制动蹄和制动轮缸。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种双转子电机集成鼓式制动器的轮毂电机驱动系统，其特征在于，在该系统实现驱动功能时，外定子绕组(9A)和内定子绕组(9B)的线圈绕组产生正向交变磁场分别驱动外转子(7)和内转子(11)转动，进而通过转子支撑板(3)、散热板(5)、制动鼓(2)、轮毂轴承(1)和轮辋(4)传动辅助驱动轮转动，在实现制动功能时，制动执行机构(12)的制动蹄挤压制动鼓(2)内表面，产生制动力矩，同时外定子绕组(9A)和内定子绕组(9B)的线圈绕组产生反向交变磁场，配合鼓式制动器实现制动。
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