CN109849591A - 一种车轮及具有轮毂电机的车轮总成 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车轮及具有轮毂电机的车轮总成，车轮包括轮辋，轮辋的外侧壁上固设有散热件，轮辋上设有空腔充气阀和空腔排气阀，空腔充气阀用于连接充气管路，空腔排气阀用于连接大气；所述空腔内设有监测空腔温度的温度传感器，所述车轮包括与温度传感器信号连接的处理器，处理器与空腔充气阀、空腔排气阀控制连接以根据空腔内的温度控制空腔充气阀、空腔排气阀启闭；所述车轮包括用于监测轮胎内压力的压力传感器，散热件上设有用于连通所述空腔和轮胎内部的轮胎充放气控制阀，压力传感器与所述处理器信号连接，处理器与所述轮胎充放气控制阀控制连接以根据轮胎内压力控制轮胎充放气控制阀启闭。

Description

一种车轮及具有轮毂电机的车轮总成

技术领域

本发明涉及一种车轮及具有轮毂电机的车轮总成。

背景技术

随着电动汽车的普及与发展，使用轮辋电机驱动的方式逐渐受到欢迎。轮辋电机在工作过程中会产生较多的热量，热量会通过轮辋传递至轮胎，使轮胎的温度升高，从而易使轮胎发生爆胎，严重的危害到人的生命和财产安全。

授权公告号为CN201626264U的中国实用新型专利公开了一种自动降温轮胎，包括轮辋和设置在轮辋外侧的外胎，外胎和轮辋之间安装了散热管，轮辋上设有与散热管连通的对流腔体，对流腔体内设有弹簧、滑块、排气单向阀以及吸气单向阀，其中，对流腔体、弹簧、滑块、排气单向阀以及吸气单向阀构成了充放气结构。上述散热管能够吸收轮辋传递过来的热量，避免热量传递到外胎上，同时也能吸收轮胎在高速行驶时外胎内部产生的热量。

上述的散热管与外胎内部仅依靠散热管的管壁传递热量，热传递效率较低，轮胎内部的热量散热较慢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车轮，以解决现有技术中的散热管与外胎内部仅依靠散热管的管壁传递热量，热传递效率较低的问题；本发明的目的还在于提供一种具有轮毂电机的车轮总成，以解决现有技术中的散热管与外胎内部仅依靠散热管的管壁传递热量，热传递效率较低，而易使轮胎发生爆胎的问题。

为实现上述目的，本发明车轮的技术方案是：

车轮包括轮辋，所述轮辋的外侧壁上固设有散热件，散热件具有空腔或者散热件与轮辋围成空腔，轮辋上设有与所述空腔连通的空腔充气阀和空腔排气阀，空腔充气阀用于连接充气管路，空腔排气阀用于连接大气；

所述空腔内设有监测空腔温度的温度传感器，所述车轮包括与温度传感器信号连接的处理器，处理器与空腔充气阀、空腔排气阀控制连接以根据空腔内的温度控制空腔充气阀、空腔排气阀启闭；

所述车轮包括用于监测轮胎内压力的压力传感器，散热件上设有用于连通所述空腔和轮胎内部的轮胎充放气控制阀，压力传感器与所述处理器信号连接，处理器与所述轮胎充放气控制阀控制连接以根据轮胎内压力控制轮胎充放气控制阀启闭。

有益效果是：在温度传感器感应到空腔内的温度高于温度设定值时，处理器将空腔充气阀和空腔排气阀打开，通过空腔充气阀充入的常温气体将空腔内的高温气体排出至外界大气，使空腔内的高温气体逐渐排至外界大气，保证空腔内气体的温度在设定值；当轮胎内的气压高于压力设定值时，处理器将轮胎充放气控制阀的放气通道打开，此时轮胎内的高压气体进入空腔以使轮胎内的气压维持在压力设定值，同时也会将轮胎内的热量带入空腔，在轮胎压力下降到压力设定值的同时，也降低了轮胎的温度；当轮胎内的气压低于压力设定值时，处理器将轮胎充放气控制阀的充气通道打开，通过连通充气管路的空腔充气阀经空腔向轮胎内充气，由于空腔内的气体经空腔充气阀和空腔排气阀配合充放气后为常温气体，因此，空腔充气阀经空腔向轮胎内充入的气体为常温气体，能够有效的降低轮胎内的温度。

所述散热件为绕轮辋的周向设置的环形件，定义轮辋包括凹部和处于凹部两侧的凸部，所述凸部用于安装轮胎，散热件的宽度小于或等于轮辋的凹部的宽度。散热件为环形件，使散热件能够有效的将电机传递至轮辋上的热量吸收，从而通过散热件与空腔充气阀、空腔排气阀配合快速排入到大气中；散热件的宽度小于或等于轮辋的宽度，便于散热件的安装。

所述轮胎充放气控制阀包括轮胎充气阀和轮胎排气阀。轮胎充气阀和轮胎排气阀相互独立，使充气、放气互不影响。

所述轮辋包括轮辋本体和固设在轮辋本体上的吸热层，所述散热件设置在吸热层上。减少轮辋向散热件空腔的热量传递，使散热件能够有效的吸收轮胎内的热量。

所述吸热层包括具有内腔的吸热壳和设置在所述内腔中的相变材料。能够通过相变材料吸收大部分的热量，避免在散热件空腔内存储较多的热量。

所述处理器和/或温度传感器设置在散热件上。便于处理器和温度传感器的安装。

所述压力传感器设置在所述散热件上。便于压力传感器安装在散热件上。

所述空腔充气阀和空腔排气阀在车轮的周向上错开布置。避免从空腔充气阀充入的空气直接从空腔排气阀排出。

为实现上述目的，本发明具有轮毂电机的车轮总成的技术方案是：

具有轮毂电机的车轮总成包括具有轮辋的车轮，所述轮辋的内侧设有轮毂电机，轮辋的外侧设有轮胎，轮胎包括轮辋，所述轮辋的外侧壁上固设有散热件，散热件具有空腔或者散热件与轮辋围成空腔，轮辋上设有与所述空腔连通的空腔充气阀和空腔排气阀，空腔排气阀用于连接大气，车轮总成还包括充气管路，充气管路与轮辋上的空腔充气阀连接；

所述空腔内设有监测空腔温度的温度传感器，所述车轮包括与温度传感器信号连接的处理器，处理器与空腔充气阀、空腔排气阀控制连接以根据空腔内的温度控制空腔充气阀、空腔排气阀启闭；

所述车轮包括用于监测轮胎内压力的压力传感器，散热件上设有用于连通所述空腔和轮胎内部的轮胎充放气控制阀，压力传感器与所述处理器信号连接，处理器与所述轮胎充放气控制阀控制连接以根据轮胎内压力控制轮胎充放气控制阀启闭。

有益效果是：在温度传感器感应到空腔内的温度高于温度设定值时，处理器将空腔充气阀和空腔排气阀打开，通过空腔充气阀充入的常温气体将空腔内的高温气体排出至外界大气，使空腔内的高温气体逐渐排至外界大气，保证空腔内气体的温度在设定值；当轮胎内的气压高于压力设定值时，处理器将轮胎充放气控制阀的放气通道打开，此时轮胎内的高压气体进入空腔以使轮胎内的气压维持在压力设定值，同时也会将轮胎内的热量带入空腔，在轮胎压力下降到压力设定值的同时，也降低了轮胎的温度；当轮胎内的气压低于压力设定值时，处理器将轮胎充放气控制阀的充气通道打开，通过连通充气管路的充气阀经空腔向轮胎内充气，由于空腔内的气体经空腔充气阀和空腔排气阀配合充放气后为常温气体，因此，充气阀经空腔向轮胎内充入的气体为常温气体，能够有效的降低轮胎内的温度。

所述散热件为绕轮辋的周向设置的环形件，定义轮辋包括凹部和处于凹部两侧的凸部，所述凸部用于安装轮胎，散热件的宽度小于或等于轮辋的凹部的宽度。散热件为环形件，使散热件能够有效的将电机传递至轮辋上的热量吸收，从而通过散热件与空腔充气阀、空腔排气阀配合快速排入到大气中；散热件的宽度小于或等于轮辋的宽度，便于散热件的安装。

所述轮胎充放气控制阀包括轮胎充气阀和轮胎排气阀。轮胎充气阀和轮胎排气阀相互独立，使充气、放气互不影响。

所述轮辋包括轮辋本体和固设在轮辋本体上的吸热层，所述散热件设置在吸热层上。减少轮辋向散热件空腔的热量传递，使散热件能够有效的吸收轮胎内的热量。

所述吸热层包括具有内腔的吸热壳和设置在所述内腔中的相变材料。能够通过相变材料吸收大部分的热量，避免在散热件空腔内存储较多的热量。

所述处理器和/或温度传感器设置在散热件上。便于处理器和温度传感器的安装。

所述空腔充气阀和空腔排气阀在车轮的周向上错开布置。避免从空腔充气阀充入的空气直接从空腔排气阀排出。

所述压力传感器设置在所述散热件上。便于压力传感器安装在散热件上。

所述充气管路包括用于与气源连接的第一充气管和用于与空腔充气阀连接的第二充气管，第一充气管和第二充气管通过旋转接头连接以使第二充气管可相对第一充气管回转，所述旋转接头设置在车轮的中心位置处。使充气管路的气源可以设置在车架上，有利于气源的安装。

附图说明

图1为本发明的具有轮毂电机的车轮总成的结构示意图；

图2为本发明的具有轮毂电机的车轮总成中车轮的结构示意图；

图3为图2中车轮的截面图；

图中：1-轮辋；2-吸热层；3-散热件；4-轮胎；5-温度传感器；6-轮胎压力传感器；7-空腔排气阀；8-处理器；9-空腔充气阀；10-轮胎充气阀；11-轮胎排气阀；12-第二充气管；13-旋转接头；14-第一充气管；15-储气罐压力传感器；16-储气罐；17-单向阀；18-充气泵；19-空腔；20-轮胎内腔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的具有轮毂电机的车轮总成的具体实施例，如图1所示，具有轮毂电机的车轮总成包括具有轮辋1的车轮，轮辋1的内侧设有轮毂电机（未示出），轮辋1的外侧设有轮胎4，轮辋1的外侧壁上固设有散热件3，散热件3位于轮胎内腔20内。

本实施例中，散热件3为散热板，散热件3与轮辋1围成密封的空腔19，散热件3上设有连通空腔19与轮胎内腔20的轮胎充气阀10和轮胎排气阀11，轮胎充气阀10和轮胎排气阀11共同构成轮胎充放气控制阀，车轮包括用于监测轮胎内腔20压力的轮胎压力传感器6和与轮胎压力传感器6信号连接的处理器8，处理器8与轮胎充气阀10和轮胎排气阀11控制连接，以在处理器8接收到轮胎压力传感器6的压力信号后控制轮胎充气阀10和轮胎排气阀11的启闭，从而使轮胎的胎压维持在压力设定值，其中，处理器8与轮胎压力传感器6通过无线方式信号连接，处理器8与轮胎充气阀10、轮胎排气阀11均通过无线方式控制连接。在其他实施例中，可以将轮胎充放气控制阀为一个普通的通断阀，该通断阀可由处理器控制启闭，以控制轮胎内腔20与空腔19连通、断开。在其他实施例中，散热件为授权公告号为CN201626264U中公开的散热管，散热管的管腔构成空腔。

本实施例中，轮辋1上设有空腔充气阀9和空腔排气阀7，空腔排气阀7连通空腔19和大气，车轮总成还包括充气管路，空腔充气阀9连通充气管路与空腔19；空腔19内设有监测空腔温度的温度传感器5，温度传感器5与处理器8信号连接，处理器8与空腔充气阀9和空腔排气阀7控制连接，以在处理器8接收到温度传感器5的温度信号后控制空腔充气阀9和空腔排气阀7的启闭，从而使空腔19内的温度维持在设定温度值。本实施例中，处理器8与温度传感器5通过无线方式信号连接，处理器8与空腔充气阀9、空腔排气阀7均通过无线方式控制连接。

如图2和图3所示，轮辋1包括凹部和处于凹部两侧的凸部，凸部用于安装轮胎，散热件3为绕轮辋1的周向设置的环形件，散热件3的宽度小于轮辋1凹部的宽度，散热件3为环形件，使散热件3能够有效的将电机传递至轮辋1上的热量吸收，从而通过散热件3与空腔充气阀9、空腔排气阀7配合快速排入到大气中；散热件3的宽度小于轮辋1的宽度，便于散热件3的安装。在其他实施例中，为了便于散热件的安装，散热件的宽度可以等于轮辋凹部的宽度。在其他实施例中，在传递到空腔内的热量较低的情况下，可以将散热件设计成沿车轮轴向延伸的圆弧形，此时散热件在车轮周向上的两端朝向轮辋弯折，以使散热件与轮辋围成密封的空腔。

本实施例中，轮辋1包括轮辋本体和焊接在轮辋本体上的吸热层2，散热件3固设在吸热层2上，以减少轮辋1向空腔19的热量传递，使散热件3能够有效的吸收轮胎内腔的热量。在其他实施例中，轮辋可以不包括吸热层，此时，轮辋上的热量全部传递到空腔内，空腔内的高温气体不能有效的排出至外界大气。

具体的，吸热层2包括具有内腔的吸热板和设置在所述内腔中的相变材料，吸热层2能够通过相变材料吸收大部分的热量，避免在空腔19内存储较多的热量，使空腔19内的高温气体能够及时有效的排出至外界大气，其中，吸热板为铝合金板。在其他实施例中，吸热层为由铜制成的铜板。

本实施例中，处理器8和轮胎压力传感器6均固定在散热件3的外侧面，温度传感器5固定在散热件3的内侧，可以将处理器8、温度传感器5和轮胎压力传感器6安装在散热件3上后，再将散热件3焊接固定在吸热层2上，便于将处理器8、温度传感器5和轮胎压力传感器6的安装。在其他实施例中，处理器可以设置在处理器的内侧面上；或者温度传感器固定连接在吸热层上；或者轮胎压力传感器固定连接在吸热层上。

具体的，处理器8先焊接在主板上，然后将主板放入盒子内，最后通过紧固件将盒子固定在散热件3的外侧面。轮胎压力传感器6通过紧固件固定在散热件3的外侧面，温度传感器5通过紧固件固定在散热件3的内侧面。

本实施例中，空腔充气阀9和空腔排气阀7在车轮的周向上错开布置，避免从空腔充气阀9充入的空气直接从空腔排气阀7排出。在其他实施例中，为了避免从空腔充气阀充入的空气直接从空腔排气阀排出，空腔充气阀和空腔排气阀在车轮的周向上并齐布置，此时空腔充气阀和空腔排气阀之间设有沿车轮周向延伸的隔板，隔板只具有一段或者隔板上设有连通空腔充气阀和空腔放气阀的通孔。

如图1所示，空腔充气阀9连接有充气管路，充气管路包括与气源连接的第一充气管14和与空腔充气阀9连接的第二充气管12，第一充气管14和第二充气管12通过旋转接头13连接，旋转接头13用于设置在车轮的中心位置处，如车轮的转轴上，在车轮转动时，第二充气管12能够随着车轮绕旋转接头13转动，但必须做好旋转接头13的密封，以防止旋转接头漏气。

其中，充气管路连通有储气罐16，储气罐16构成气源，当空腔充气阀9打开时，储气罐16内的高压气体通过空腔充气阀9充入空腔19内，以使空腔19内的高温气体从空腔排气阀7排出，保证空腔19内的温度在温度设定值。

为了使储气罐16能够长时间使用，车轮总成还包括充气泵18，储气罐16和充气泵18之间设有单向阀17，单向阀17能够防止储气罐16内的气体倒流。储气罐16上设有检测储气罐16内压力的储气罐压力传感器15，储气罐压力传感器15与处理器8信号连接，处理器8与充气泵18控制连接，当储气罐压力传感器15检测到储气罐16内的压力低于标准值时处理器8控制充气泵18向储气罐16充气，以保证储气罐16内的压力为高压。在其他实施例中，车轮总成可以不包括充气泵，这样的话需要通过泵站定期给储气罐充气；或者气源为充气泵，在温度传感器检测到空腔内的温度较高时，通过控制器控制空腔充气阀和充气泵同时打开，以使空腔内的高温气体排出。在其他实施例中，气源为充气泵，如申请公布号为CN108839521A公开的机动车轮毂的充气方式。

具体控制时，在温度传感器5感应到空腔19内的温度高于温度设定值时，处理器8将空腔充气阀9和空腔排气阀7打开，储气罐16经空腔充气阀9向空腔19内充入常温气体，以将空腔19内的高温气体经空腔排气阀7排出至大气，保证空腔19内气体的温度在温度设定值。

当轮胎内腔20的气压高于压力设定值时，处理器8控制轮胎排气阀11打开，此时轮胎内腔20的高压气体进入空腔19以使轮胎内腔20的气压维持在压力设定值，同时高压气体进入空腔19也会将轮胎内腔20的热量带入空腔19，在轮胎4压力下降到压力设定值的同时，也降低了轮胎4的温度，然后空腔19内的热量再通过空腔充气阀9和空腔排气阀7的协同作用排到大气。

当轮胎内腔20的气压低于压力设定值时，处理器8控制轮胎充气阀10和空腔充气阀9打开，储气罐16通过空腔充气阀9经空腔19向轮胎内腔20充气，由于空腔19内的气体经空腔充气阀9和空腔排气阀7配合充放气后为常温气体，因此，空腔充气阀9经空腔19向轮胎内腔20充入的气体为常温气体，常温气体进入轮胎内腔20后能够有效的降低轮胎内腔20的温度，避免轮胎4过热。

本实施例中，通过设置在散热件3上的轮胎充气阀10和轮胎排气阀11连通轮胎内腔20和空腔19，并通过设置在轮辋1上的空腔充气阀9和空腔排气阀7连通空腔19和大气，使任意一组充气阀和排气阀损坏时，均不会导致轮胎内的气体泄漏，保证了行驶过程中的安全性。

本发明的车轮的具体实施例，该实施例中的车轮与上述具有轮毂电机的车轮总成的具体实施例中所述的车轮的结构相同，不再赘述。

Claims (10)

1.车轮，包括轮辋，所述轮辋的外侧壁上固设有散热件，散热件具有空腔或者散热件与轮辋围成空腔，轮辋上设有与所述空腔连通的空腔充气阀和空腔排气阀，空腔充气阀用于连接充气管路，空腔排气阀用于连接大气；

其特征在于：所述空腔内设有监测空腔温度的温度传感器，所述车轮包括与温度传感器信号连接的处理器，处理器与空腔充气阀、空腔排气阀控制连接以根据空腔内的温度控制空腔充气阀、空腔排气阀启闭；

所述车轮包括用于监测轮胎内压力的压力传感器，散热件上设有用于连通所述空腔和轮胎内部的轮胎充放气控制阀，压力传感器与所述处理器信号连接，处理器与所述轮胎充放气控制阀控制连接以根据轮胎内压力控制轮胎充放气控制阀启闭。

2.根据权利要求1所述的车轮，其特征在于：所述散热件为绕轮辋的周向设置的环形件，定义轮辋包括凹部和处于凹部两侧的凸部，所述凸部用于安装轮胎，散热件的宽度小于或等于轮辋的凹部的宽度。

3.根据权利要求1或2所述的车轮，其特征在于：所述轮胎充放气控制阀包括轮胎充气阀和轮胎排气阀。

4.根据权利要求1或2所述的车轮，其特征在于：所述轮辋包括轮辋本体和固设在轮辋本体上的吸热层，所述散热件设置在吸热层上。

5.根据权利要求4所述的车轮，其特征在于：所述吸热层包括具有内腔的吸热壳和设置在所述内腔中的相变材料。

6.根据权利要求1或2所述的车轮，其特征在于：所述处理器和/或温度传感器设置在散热件上。

7.根据权利要求6所述的车轮，其特征在于：所述压力传感器设置在所述散热件上。

8.根据权利要求1或2所述的车轮，其特征在于：所述空腔充气阀和空腔排气阀在车轮的周向上错开布置。

9.具有轮毂电机的车轮总成，包括具有轮辋的车轮，所述轮辋的内侧设有轮毂电机，轮辋的外侧设有轮胎，其特征在于：所述车轮为权利要求1-8中任一项所述的车轮，车轮总成还包括充气管路，充气管路与轮辋上的空腔充气阀连接。

10.根据权利要求9所述的具有轮毂电机的车轮总成，其特征在于：所述充气管路包括用于与气源连接的第一充气管和用于与空腔充气阀连接的第二充气管，第一充气管和第二充气管通过旋转接头连接以使第二充气管可相对第一充气管回转，所述旋转接头设置在车轮的中心位置处。