CN116572728A - 轮毂电机驱动装置及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮毂电机驱动装置及汽车，包括轮辋、电机、以及多级减速机构，其中，轮辋可转动地连接在轮毂电机驱动装置的支架构件上，支架构件将轮辋的容纳空间分隔为驱动腔和减速腔；电机位于驱动腔中，具有第一输出轴；多级减速机构位于减速腔中，且与电机的第一输出轴传动连接，其包括切换减速单元和至少两级减速单元，切换减速单元与至少两级减速单元传动连接，至少两级减速单元能与轮辋驱动相连；其中，切换减速单元能在切换机构离合机构的作用下与至少两级减速单元二级减速单元接合或分离。解决目对现有轮毂电机采用的单级减速机构无法满足一些高功率密度重载且有较高转速和增扭需求的问题，提升电动轮的功率密度，同时提高制动效率。

Description

轮毂电机驱动装置及汽车

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种轮毂电机驱动装置及汽车。

背景技术

随着化石能源的日渐枯竭和空气污染的加剧，新能源电动车辆越来越受到社会的重视。电动汽车包括混合动力汽车、燃料电池汽车、纯电动汽车等，它具有节能、环保的特点，是新一代汽车技术的发展方向。在所有电动汽车构型方案中，采用将电机直接与车轮集成的方案称为轮毂电机驱动。轮毂电机驱动技术是提高电动汽车性能的一项关键技术，其具备明显优势：一方面可以取代传统的动力总成，简化底盘结构，实现整车灵活布局；同时可实现各轮独立控制、实时全驱，不必像传统汽车要对整车动力传动系统及制动系统进行综合控制才能实现车轮驱动力控制；再次，轮毂电机驱动大幅提高传动效率，从而提升车辆燃油经济性和动力性，可以用较低成本实现性能更好的汽车底盘控制技，因此采用轮毂电机驱动已成为未来新一代电动汽车驱动系统发展的重要方向。

在轮辋内部的有限空间中，要集成电机、变速/减速机构、制动器，还需要考虑散热和润滑以及轮毂电机与车体之间的悬架连接，本身在技术上就有很大难度。而现有的驱动总成空间狭小，是相对固定的尺寸，排布空间极为有限，除了要考虑结构尺寸外，还需要考虑整体结构强度、传动效率，以及如何润滑和密封；现有的驱动总成制动器大多都是采取的轴向并排在减速器旁边的位置，紧靠减速器排列，这导致整个轮毂电机驱动总成占用较大空间，在轴向尺寸上无法得到更多的空间，还增加了整个驱动系统的体积和重量。

随着轮毂电机应用的越来越来越广泛，在如何提高功率，并减小体积方面，要求也越来越高；尤其是对于一些高功率、重载且有较高转速和增扭需求的车辆，现有的轮毂驱动装置缺乏深入的研究和探索。目前，减速机构一般采用单级行星轮系结构，对于大功率需要的轮毂电机驱动总成来说，此结构很难满足这种高功率密度需求；同时单一传动比通常无法同时兼顾整机动力性和经济性，使工作中的驱动电机多数情况下无法处于高效率工作点，尤其是在最高或最低车速以及低负荷条件下，驱动电机效率一般会降至60-70％以下，严重浪费了能源。因此如何在原有空间内进一步提升电动轮的功率密度，成为了这些轮毂电机驱动装置所追求的目标。另一方面，高功率重载轮毂驱动装置往往要求制动力较大，这就导致制动器的体积比较大，占用更多的轮毂内部空间。因此，如何在保持制动器的制动效果的前提下，提高制动效率，减轻制动器的重量，对于整个高功率重载轮毂驱动装置来说是至关重要的。

目前对于高功率重载轮毂驱动装置的小型化和轻量化一直没有较好的解决方法，也缺少更深入的探索和研究，造成高功率重载轮毂电机设计困难，难以产业化等问题。因此如何在有限的空间内，合理布局，减少体积和重量，提高单位重量的功率密度和扭矩密度，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种轮毂电机三级变速驱动装置及汽车，解决目前对现有轮毂电机采用的单级减速机构无法满足一些高功率密度重载且有较高转速和增扭需求的问题，提升电动轮的功率密度，同时提高制动效率。

本发明提供一种轮毂电机驱动装置，包括：

轮辋，可转动地连接在所述轮毂电机驱动装置的支架构件上，所述支架构件将所述轮辋的容纳空间由内至外分隔为驱动腔和减速腔；电机，位于所述驱动腔中，所述电机具有第一输出轴，所述第一输出轴朝向所述减速腔延伸设置；

多级减速机构，位于所述减速腔中，所述多级减速机构与所述电机的第一输出轴传动连接，其包括沿所述第一输出轴的延伸方向依次设置的切换减速单元和至少两级减速单元，所述切换减速单元与至少两级所述减速单元传动连接，至少两级所述减速单元能与所述轮辋驱动相连；其中，所述切换减速单元能在切换机构的作用下与至少两级所述减速单元接合或分离。

在本发明一个较佳的实施方式中，所述切换减速单元包括一级传动轮组和一级减速轮组，所述一级减速轮组与所述第一输出轴传动相连；

所述切换机构包括由内至外依次套设的内离合机构、离合器毂和外离合机构，其中：

所述内离合机构被配置为接合或分离所述第一输出轴与所述离合器毂，所述一级传动轮组与所述离合器毂传动连接；

所述外离合机构被配置为接合或分离所述离合器毂与所述支架构件。

在本发明一个较佳的实施方式中，所述内离合机构包括：

内弹簧，可沿所述第一输出轴的轴向方向弹性地设置；

内摩擦结构，与所述内弹簧抵接，所述内摩擦结构具有多个连接在所述第一输出轴上的内摩擦片和多个连接在所述离合器毂内的内钢片，两两相邻的所述内摩擦片之间设有所述内钢片；

其中，在所述内弹簧被压缩的状态下，所述内摩擦片与所述内钢片相接触使得所述第一输出轴与所述离合器毂接合。

在本发明一个较佳的实施方式中，所述外离合机构包括：

外弹簧，可沿所述第一输出轴的轴向方向弹性地设置；

外摩擦结构，与所述外弹簧抵接，所述外摩擦结构具有多个连接在所述离合器毂上的外摩擦片和多个连接在所述支架构件内的外钢片，两两相邻的所述外摩擦片之间设有所述外钢片；

其中，在所述外弹簧被压缩的状态下，所述外摩擦片与所述外钢片相接触使得所述离合器毂与所述支架构件接合。

在本发明一个较佳的实施方式中，所述轮辋的容纳空间还包括制动腔，所述制动腔围设在所述减速腔的外周，其内设有制动机构。

在本发明一个较佳的实施方式中，所述支架构件包括：

第一支撑盘，套接在所述第一输出轴上；

第二支撑盘，套设在所述离合机构的外周，所述第二支撑盘的内侧端与所述第一支撑盘相接，所述第二支撑盘形成有套设在所述多级减速机构的外周的套筒；

其中，所述驱动腔位于所述第二支撑盘的内侧，所述套筒的内通道形成所述减速腔。

在本发明一个较佳的实施方式中，所述支架构件还包括第三支撑盘，所述第三支撑盘可转动地套设在所述第二支撑盘的外部，所述第三支撑盘的外侧端通过端盖与所述轮辋相接。

在本发明一个较佳的实施方式中，所述电机包括：

转子，与所述第一输出轴相接，所述转子的外周驱动连接有驱动单元；

定子，套设在所述驱动单元的外周；

电机壳体，套接在所述定子的外周，所述电机壳体与所述支架构件相接。

在本发明一个较佳的实施方式中，所述离合器毂的内侧端与所述第一支撑盘抵接，并将所述第二支撑盘与所述第一支撑盘相连的端部分隔为内容纳腔和围设在所述内容纳腔外周的外容纳腔，所述外容纳腔内设有用于驱动所述外离合机构的外推盘，所述内容纳腔内设有用于驱动所述内离合机构的内推盘。

在本发明一个较佳的实施方式中，至少两级所述减速单元包括二级减速单元，所述二级减速单元包括与切换减速单元相连的第二传动轴、二级减速轮组、以及第二齿圈，其中，所述二级减速轮组套接在所述第二传动轴的外部，所述第二齿圈套接在所述二级减速轮组的外部。

在本发明一个较佳的实施方式中，至少两级所述减速单元还包括三级减速单元，所述三级减速单元包括与二级减速轮组相连的第三传动轴、三级减速轮组、以及第三齿圈，其中，所述三级减速轮组与所述二级减速轮组传动连接，所述三级减速轮组套接在所述第三传动轴的外部，所述第三齿圈套接在所述三级减速轮组的外部。

本发明还提供一种汽车，该汽车包括如上所述的轮毂电机驱动装置。

与现有技术相比，本发明所述的技术方案具有以下特点和优点：

1、本发明所述的轮毂电机驱动装置采用了“多级减速机构+切换机构”的结构，能够实现二档和三档动力切换，同时切换机构可作为辅助制动器，增强制动能力。

2、三级减速单元能够在三档减速的同时提高输出扭矩，与其它减速装置相比，结构更紧凑，负载能力更强，使车辆具备更好的动力性；同时充分利用轮毂电机本体空间，缩小了轮毂的轴向结构尺寸，降低整体重量，实现了高功率密度重载小型轻量化。

3、本发明通过将制动机构布置在多级减速机构的外圈，从而给轮毂电机左侧输入端提供一个完整平面空间，可以合理布置悬架机构、转向装置、进出水管和线缆等装置，使装置的集成与装配更加合理。

4、本发明通过驱动电机输入端采用小直径的第一电机轴承和第二电机轴承，降低了转子旋转轴的线速度，更有利于电机万转以上高转速实现；电机支撑端采用大直径的第三电机轴承，更有利空间利用和受力，加装了一些内部支撑结构，使装置在受力方面更加均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。在附图中：

图1为本发明所述轮毂电机驱动装置整体剖视图；

图2为本发明所述切换装置的结构示意图；

图3为本发明所述多级减速机构的结构示意图；

图4为本发明所述的轮辋和支架构件的结构示意图；

图5为本发明所述的电机的结构示意图。

附图标号说明：

10、轮辋；

20、支架构件；21、第一支撑盘；22、第二支撑盘；222、盘状结构；23、套筒；24、第三支撑盘；

30、多级减速机构；31、切换减速单元；32、二级减速单元；321、第二传动轴；322、二级减速轮组；323、第二齿圈；33、三级减速单元；331、第三传动轴；332、三级减速轮组；333、第三齿圈；

40、电机；41、第一输出轴；42、电机壳体；43、转子；44、定子；45、线圈；46、转子支撑盘；

50、切换机构；51、离合器毂；52、内离合机构；521、内弹簧；522、内摩擦结构；523、内摩擦片；524、内钢片；525、内推盘；53、外离合机构；531、外弹簧；532、外摩擦结构；533、外摩擦片；534、外钢片；535、外推盘；54、离合器轴承；55、离合器支撑盘；

60、端盖；

70、第一电机轴承；71、第二电机轴承；72、第三电机轴承；

80、制动器；

A、驱动腔；B、减速腔；C、制动腔。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施方式一

如图1所示，本发明提供一种轮毂电机驱动装置，包括轮辋10和多级减速机构30，其中，轮辋10可转动地连接在轮毂电机驱动装置的支架构件20上，支架构件20将轮辋10的容纳空间由内至外分隔为驱动腔A和减速腔B；电机40位于驱动腔A中，电机40具有第一输出轴41，第一输出轴41朝向减速腔B延伸设置；多级减速机构30位于减速腔B中，多级减速机构30与电机40的第一输出轴41传动连接，其包括沿第一输出轴41的延伸方向依次设置的切换减速单元31和至少两级减速单元，切换减速单元31与至少两级减速单元传动连接，至少两级减速单元能与轮辋10驱动相连；其中，切换减速单元31能在切换机构50的作用下与至少两级减速单元接合或分离。

本发明所述的轮毂电机驱动装置采用在轮辋10内的有限空间内部集成了至少两级的减速单元，突破了轮辋10内部难以集成两级以上减速单元的限制，在多级减速的状态下有更高的输出扭矩，更大的负载能力，同时与其它轮辋内的减速装置相比，结构更紧凑，使轮毂驱动具备更好的动力性。同时本发明通过切换机构50可以实现不同减速级别之间的切换，可以满足不同的应用场景，使得本发明的应用范围更加广泛。

具体的，如图1所示，安装在橡胶轮胎内部起支撑作用的轮辋10呈圆环状结构，轮辋10的内部形成有容置空间，容置空间内部有用于支撑整个轮辋10内部结构的支架构件20，支架构件20为一个阶梯状的圆筒结构，其在安装时靠近车轮轴的内侧端沿着轮辋10的径向向外延伸成一个盘状结构222，其内部形成有不同直径的圆柱形空间，该支架构件20与轮辋10同轴布置。支架构件20将轮辋10的容纳空间由内至外分隔为驱动腔A和减速腔B，驱动腔A位于支架构件20的盘状结构222的一侧，减速腔B位于支架构件20的筒状结构的内部。电机40位于驱动腔A内部，电机40的一端与车轮轴相连，其另一端为向减速腔B延伸的第一输出轴41；多级减速机构30位于减速腔B中，在电机40与多级减速机构30之间连接有切换机构50，切换机构50的一端与第一输出轴41相连，其另一端与多级减速机构30中的切换减速单元31相连。其中，电机40、切换机构50、以及多级减速机构30的轴线与轮辋10的轴线重合。

在本发明一个可行的实施例中，如图1所示，切换减速单元31包括一级传动轮组和一级减速轮组(图中未示)，一级减速轮组能与第一输出轴41传动相连；如图2所示，切换机构50包括沿轮辋10的径向由内至外依次套设的内离合机构52、离合器毂51和外离合机构53，其中，内离合机构52被配置为接合或分离第一输出轴41与离合器毂51，一级传动轮组能与离合器毂51传动连接；外离合机构53被配置为接合或分离离合器毂51与支架构件20。

本发明中的切换机构50可以实现切换减速单元31内部的一级传动轮组和一级减速轮组与多级减速机构30的至少两级减速单元之间的切换动作，将切换减速单元31在等速传动与变速传动之间切换，实现了轮毂电机驱动装置在多级减速之间的切换，使得该轮毂电机驱动装置具有较大的应用空间。

具体的，切换减速单元31的内部有实现等速传动的一级传动轮组和实现减速传动的一级减速轮组；切换机构50包括圆筒状且套在第一输出轴41外部的离合器毂51，离合器毂51与第一输出轴41同轴布置；离合器毂51和第一输出轴41之间的环柱状空间内部连接有内离合机构52，在支架构件20和离合器毂51之间的环柱状空间内部连接有外离合机构53；一级减速轮组与第一输出轴41传动相连，一级传动轮组与离合器毂51传动连接。

在本发明一个可行的实施例中，如图2所示，内离合机构52包括内弹簧521和内摩擦结构522，内弹簧521可沿第一输出轴41的轴向方向弹性地设置；内摩擦结构522与内弹簧521抵接，内摩擦结构522具有多个连接在第一输出轴41上的内摩擦片523和多个连接在离合器毂51内的内钢片524，两两相邻的内摩擦片523之间设有内钢片524；其中，在内弹簧521被压缩的状态下，内摩擦片523与内钢片524相接触使得第一输出轴41与离合器毂51接合。

内离合机构52中依次交错布置的内摩擦片523与内钢片524在内弹簧521的作用下可以相互抵接产生摩擦进而在摩擦力的作用下将第一输出轴41与离合器毂51相接合，使得第一输出轴41与离合器毂51的转速同步，进而带动与离合器毂51传动连接的一级传动轮组进行传动，此时，切换减速单元31内部的一级传动轮组进行工作，切换减速单元31实现在第一输出轴41与至少两级减速单元之间进行等速传动。

具体的，内摩擦结构522中的内摩擦片523与内钢片524均为环形片状结构，内摩擦片523的内缘开设有内花键，第一输出轴41的外周开设有外花键，内摩擦片523与第一输出轴41通过内外花键相连接；内钢片524的外缘开设有外花键，离合器毂51的内缘开设有内花键，内钢片524与离合器毂51通过内外花键相连接。连接在第一输出轴41上的多个内摩擦片523和连接在离合器毂51上的多个内钢片524依次交替布置。内摩擦结构522的一端连接有可以沿着第一输出轴41的轴向方向位移的内弹簧521，内弹簧521可以沿着第一输出轴41轴向方向移动，进而使得交替布置的多个内摩擦片523和多个内钢片524相抵接或分离。

进一步的，如图2所示，在离合器毂51与第一输出轴41之间连接有用于支撑离合器毂51的离合器支撑盘55，在离合器支撑盘55与第一输出轴41之间安装有离合器轴承54，第一输出轴41可以在离合器轴承54的辅助作用下相对于离合器毂51进行转动。

在本发明一个可行的实施例中，如图2所示，外离合机构53包括外弹簧531和外摩擦结构532，外弹簧531可沿第一输出轴41的轴向方向弹性地设置；外摩擦结构532与外弹簧531抵接，外摩擦结构532具有多个连接在离合器毂51上的外摩擦片533和多个连接在支架构件20内的外钢片534，两两相邻的外摩擦片533之间设有外钢片534；其中，在外弹簧531被压缩的状态下，外摩擦片533与外钢片534相接触使得离合器毂51与支架构件20接合。

外离合机构53中依次交错布置的外摩擦片533与外钢片534在外弹簧531的作用下可以相互抵接产生摩擦，进而在摩擦力的作用下将支架构件20与离合器毂51相接合，使得离合器毂51保持不转，第一输出轴41带动一级减速轮组进行传动，此时，切换减速单元31内部的一级减速轮组进行工作，切换减速单元31实现在第一输出轴41与至少两级减速单元之间进行减速传动。

具体的，外摩擦结构532中的外摩擦片533与外钢片534均为环形片状结构，外摩擦片533的内缘开设有内花键，离合器毂51的外周开设有外花键，外摩擦片533与离合器毂51通过内外花键相连接；外钢片534的外缘开设有外花键，支架构件20的内缘开设有内花键，支架构件20与离合器毂51通过内外花键相连接。连接在离合器毂51上的多个外摩擦片533和连接在支架构件20上的多个外钢片534依次交替布置。外摩擦结构532的一端连接有可以沿着第一输出轴41的轴向方向位移的外弹簧531，外弹簧531可以沿着第一输出轴41的轴向方向移动，进而使得交替布置的多个外摩擦片533和多个外钢片534相抵接或分离。

在本发明一个可行的实施例中，如图1所示，轮辋10的容纳空间还包括制动腔C，制动腔C围设在减速腔B的外周，其内设有制动器80。

具体的，在支架构件20与轮辋10之间形成的空间为制动腔C，制动器80位于制动腔C内部，制动器80通过连接结构与支架构件20的圆盘状结构222相连当需要进行制动时，制动器80通过内部结构增大与端盖60上连接的回转件之间的摩擦力实现制动。

作为本发明的进一步优选，制动器80可以为行驻一体式制动器80。

在本发明一个可行的实施例中，支架构件20包括第一支撑盘21和第二支撑盘22，第一支撑盘21套接在第一输出轴41上；第二支撑盘22套设在切换机构50的外周，第二支撑盘22的内侧端与第一支撑盘21相接，第二支撑盘22形成有套设在多级减速机构30的外周的套筒23；其中，驱动腔A位于第二支撑盘22的内侧，套筒23的内通道形成减速腔B。

本发明中的支架构件20用于支撑整个轮辋10的内部结构，其包括沿着第一输出轴41轴向依次连接的第一支撑盘21、第二支撑盘22以及套筒23，支架构件20不仅将轮辋10内部的空间进行了合理分割，还起到了支撑内部结构的作用。

具体的，如图1所示，支架构件20包括靠近电机的一端的第一支撑盘21，第一支撑盘21直接套接在第一输出轴41上，在第一输出轴41与第一支撑盘21之间连接有第二电机轴承71，第一支撑盘21可相对于第一输出轴41进行转动；在第一支撑盘21的右端连接有第二支撑盘22，第一支撑盘21与第二支撑盘22通过多个沿着电机轴向布置的螺栓紧固连接，第二支撑盘22为一个阶梯状的圆筒结构，其在靠近第一支撑盘21的一端沿着轮辋10的径向向外延伸成一个盘状结构222，其内部形成有不同直径的圆柱形空间，第二支撑盘22靠近第一支撑盘21的一端与第一支撑盘21和第一输出轴41形成的环柱状空间内部安装有切换机构50；第二支撑盘22远离第一支撑盘21的一端向外沿着第一输出轴41的径向向外延伸出套筒23，在套筒23与第二支撑盘22的内部安装有多级减速机构30。

在本发明一个可行的实施例中，支架构件20还包括第三支撑盘24，第三支撑盘24可转动地套设在第二支撑盘22的外部，第三支撑盘24的外侧端通过端盖60与轮辋10相接。

第三支撑盘24用于支撑位于制动腔C内的制动器80，制动器80与第三支撑盘24固定连接并随第三支撑盘24一起相对于第二支撑盘22进行转动。

具体的，如图1所示，筒状的第三支撑盘24套接与第二支撑盘22的外部，第二支撑盘22与第三支撑盘24同轴布置并且二者之间安装有第三电机轴承72，第三支撑盘24的外侧与端盖60相连，端盖60与轮辋10相连，第三支撑盘24的外周固定连接有制动器80，多级减速机构30的输出端与端盖60相连，并带动端盖60、第三支撑盘24、制动器80、以及轮辋10一起转动。

在本发明一个可行的实施例中，电机40包括电机壳体42、定子44、以及转子43，转子43与第一输出轴41相接，转子43的外周驱动连接有驱动单元；定子44套设在驱动单元的外周；电机壳体42套接在定子44的外周，电机壳体42与支架构件20相接。

电机40作为该驱动装置的动力源，其位于驱动腔A内部，作为动力输出的第一输出轴41输出的转速经过切换机构50、多级减速机构30减速后传递到端盖60一侧，进而带动轮辋10进行旋转。

具体的，如图1和图5所示，位于驱动腔A内部的电机40包括电机壳体42，电机壳体42的内侧一端与车轮轴相连，另一端与第二支撑盘22的盘状结构222相连；电机壳体42的内部固定连接有定子44，定子44上缠绕有线圈45，定子44内部有可以相对定子44进行旋转的转子43，转子43经过转子支撑盘46与第一输出轴41相连接，在电机壳体42和第一输出轴41之间连接有第一电机轴承70，转子43可以带动第一输出轴41相对于电机壳体42进行旋转。

在本发明一个可行的实施例中，离合器毂51的内侧端与第一支撑盘21抵接，并将第二支撑盘22与第一支撑盘21相连的端部分隔为内容纳腔和围设在内容纳腔外周的外容纳腔，外容纳腔内设有用于驱动外离合机构53的外推盘535，内容纳腔内设有用于驱动内离合机构52的内推盘525。

内推盘525和外推盘535可以分别作用于内弹簧521和外弹簧531，分别驱动内离合机构52和外离合机构53进行工作。

在本发明一个可行的实施例中，至少两级减速单元包括二级减速单元32，二级减速单元32包括与切换减速单元31相连的第二传动轴321、二级减速轮组322、以及第二齿圈323，其中，二级减速轮组322套接在第二传动轴321外部，第二齿圈323套接在二级减速轮组322的外部。

二级减速单元32可以对切换减速单元31输出的转速进行减速，增大传动轴上的输出扭矩。

具体的，如图1和图4所示，二级减速单元32位于切换减速单元31的右侧，切换减速单元31的输出端与第二传动轴321相连，第二传动轴321与二级减速轮组322相连，第二齿圈323套接在二级减速轮组322的外部，且第二齿圈323固定在第二支撑盘22的内部。

在本发明一个可行的实施例中，至少两级减速单元包括三级减速单元33，三级减速单元33包括与二级减速轮组322相连的第三传动轴331、三级减速轮组332、以及第三齿圈333，其中，三级减速轮组332套接在第三传动轴331的外部，第三齿圈333套接在三级减速轮组332的外部。

三级减速单元33可以对二级单元输出的转速进行进一步减速，进一步增大传动轴上的输出扭矩。

具体的，如图1和图3至图4所示，三级减速单元33位于二级减速单元32的右侧，二级减速单元32的输出端与第三传动轴331相连，第三传动轴331与三级减速轮组332相连，第三齿圈333套接在三级减速轮组332的外部，且第三齿圈333固定在第二支撑盘22的套筒23的内部。

为了进一步说明本发明的技术方案，下面将本发明的切换装置的换挡功能和辅助制动功能进行详细说明。

所述轮毂电机驱动装置的换挡原理：当所述的内推盘525通过电磁作用内弹簧521，将内摩擦片523和内钢片524紧压在一起，同时所述的外弹簧531使外推盘535回位，外摩擦片533和外钢片534处于放松状态，此时的第一输出轴41带动离合器毂51和切换减速单元31内部的一级传动轮组同步旋转，一级减速轮组处于失效状态，整个驱动装置变为两档减速装置。当所述的外推盘535通过电磁作用推动外弹簧531，将外摩擦片533和外钢片534紧压在一起，同时所述内弹簧521使内推盘525回位，内摩擦片523和内钢片524处于放松状态，此时的离合器毂51随第二支撑盘22固定不动，由第一输出轴41带动切换减速单元31中的一级减速轮组进行转动，整个驱动装置变为三档减速装置。

所述的轮毂电机驱动装置的辅助制动原理：当所述的内推盘525和外推盘535同时推动内弹簧521和外弹簧531，使内摩擦与内钢片524、外摩擦片533与外钢片534都处于紧压状态，此时第一输出轴41通过离合器毂51和第二支撑盘22与电机壳体42连在一起，配合制动器80，发挥辅助制动作用。

实施方式二

本发明还提供一种汽车，该汽车包括多个轮胎，轮胎内部安装有如上述实施方式一中所述的轮毂电机驱动装置。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种轮毂电机驱动装置，其特征在于，包括：

轮辋，可转动地连接在所述轮毂电机驱动装置的支架构件上，所述支架构件将所述轮辋的容纳空间由内至外分隔为驱动腔和减速腔；电机，位于所述驱动腔中，所述电机具有第一输出轴，所述第一输出轴朝向所述减速腔延伸设置；

多级减速机构，位于所述减速腔中，所述多级减速机构与所述电机的第一输出轴传动连接，其包括沿所述第一输出轴的延伸方向依次设置的切换减速单元和至少两级减速单元，所述切换减速单元与至少两级所述减速单元传动连接，至少两级所述减速单元能与所述轮辋驱动相连；其中，所述切换减速单元能在切换机构的作用下与至少两级所述减速单元接合或分离。

2.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动装置，其特征在于，

所述切换减速单元包括一级传动轮组和一级减速轮组，所述一级减速轮组与所述第一输出轴传动相连；

所述切换机构包括由内至外依次套设的内离合机构、离合器毂和外离合机构，其中：

所述内离合机构被配置为接合或分离所述第一输出轴与所述离合器毂，所述一级传动轮组与所述离合器毂传动连接；

所述外离合机构被配置为接合或分离所述离合器毂与所述支架构件。

3.根据权利要求2所述的轮毂电机驱动装置，其特征在于，所述内离合机构包括：

内弹簧，可沿所述第一输出轴的轴向方向弹性地设置；

内摩擦结构，与所述内弹簧抵接，所述内摩擦结构具有多个连接在所述第一输出轴上的内摩擦片和多个连接在所述离合器毂内的内钢片，两两相邻的所述内摩擦片之间设有所述内钢片；

其中，在所述内弹簧被压缩的状态下，所述内摩擦片与所述内钢片相接触使得所述第一输出轴与所述离合器毂接合。

4.根据权利要求2所述的轮毂电机驱动装置，其特征在于，所述外离合机构包括：

外弹簧，可沿所述第一输出轴的轴向方向弹性地设置；

外摩擦结构，与所述外弹簧抵接，所述外摩擦结构具有多个连接在所述离合器毂上的外摩擦片和多个连接在所述支架构件内的外钢片，两两相邻的所述外摩擦片之间设有所述外钢片；

其中，在所述外弹簧被压缩的状态下，所述外摩擦片与所述外钢片相接触使得所述离合器毂与所述支架构件接合。

5.根据权利要求2所述的轮毂电机驱动装置，其特征在于，所述轮辋的容纳空间还包括制动腔，所述制动腔围设在所述减速腔的外周，其内设有制动器。

6.根据权利要求2所述的轮毂电机驱动装置，其特征在于，所述支架构件包括：

第一支撑盘，套接在所述第一输出轴上；

第二支撑盘，套设在所述离合机构的外周，所述第二支撑盘的内侧端与所述第一支撑盘相接，所述第二支撑盘形成有套设在所述多级减速机构的外周的套筒；

其中，所述驱动腔位于所述第二支撑盘的内侧，所述套筒的内通道形成所述减速腔。

7.根据权利要求6所述的轮毂电机驱动装置，其特征在于，所述支架构件还包括第三支撑盘，所述第三支撑盘可转动地套设在所述第二支撑盘的外部，所述第三支撑盘的外侧端通过端盖与所述轮辋相接。

8.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动装置，其特征在于，所述电机包括：

转子，与所述第一输出轴相接，所述转子的外周驱动连接有驱动单元；

定子，套设在所述驱动单元的外周；

电机壳体，套接在所述定子的外周，所述电机壳体与所述支架构件相接。

9.根据权利要求6所述的轮毂电机驱动装置，其特征在于，所述离合器毂的内侧端与所述第一支撑盘抵接，并将所述第二支撑盘与所述第一支撑盘相连的端部分隔为内容纳腔和围设在所述内容纳腔外周的外容纳腔，所述外容纳腔内设有用于驱动所述外离合机构的外推盘，所述内容纳腔内设有用于驱动所述内离合机构的内推盘。

10.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动装置，其特征在于，至少两级所述减速单元包括二级减速单元，所述二级减速单元包括与切换减速单元相连的第二传动轴、二级减速轮组、以及第二齿圈，其中，所述二级减速轮组套接在所述第二传动轴的外部，所述第二齿圈套接在所述二级减速轮组的外部。

11.根据权利要求10所述的轮毂电机驱动装置，其特征在于，至少两级所述减速单元还包括三级减速单元，所述三级减速单元包括第三传动轴、三级减速轮组、以及第三齿圈，其中，所述三级减速轮组与所述二级减速轮组传动连接，所述三级减速轮组套接在所述第三传动轴的外部，所述第三齿圈套接在所述三级减速轮组的外部。

12.一种汽车，其特征在于，该汽车包括如权利要求1-11中任一项所述的轮毂电机驱动装置。