CN203739622U - 用于纯电动汽车的单向行星减速轮毂电机驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的是用于纯电动汽车的单向行星减速轮毂电机驱动装置，属于驱动装置领域。本实用新型包括位于车轮和车辆悬架之间且顺次连接的单向离合器、行星减速器和驱动电机；所述车轮上连接有制动盘，该制动盘与单向离合器的内圈连接；所述行星减速器包括通过主轴与车轮连接的行星架，套接在主轴上且与单向离合器的外圈连接的齿圈，设置于行星架上的行星轮，以及与行星轮啮合的太阳轮；所述驱动电机包括与主轴连接的电机定子，和与太阳轮连接的电机转子。本实用新型具有可以有效的提高驱动能力、减小车辆滑行阻力，从而提高爬坡能力，降低车辆行驶的平均能耗等优点。

Description

用于纯电动汽车的单向行星减速轮毂电机驱动装置

技术领域

 本实用新型涉及一种驱动装置，具体涉及的是用于纯电动汽车的单向行星减速轮毂电机驱动装置。

背景技术

目前，纯电动汽车多数沿用传统汽车的驱动结构，主要包括驱动电机、变速器、差速器、传动轴等。其优势就是与传统汽车结构相近，可以借用现有的零部件。而缺点在于没有很好的发挥电机的转速范围大、控制结构简单，附件少等优势。

目前，也有电动车采用轮毂电机驱动方案，一般把电机的转子与车轮直接连接，这样电机就可以直接驱动车轮行驶。而当其车辆滑行或者减速时，车轮就会反方向带动电机转动，这时电机就相当于发电机，在电机的转子和定子间会产生较大的反向力矩，从而使车辆减速，这就造成了能量的浪费。一般纯电动汽车的续驶里程由于受到电池能量的限制，都是比较有限的。而且现在很多纯电动汽车为了增加续驶里程，不断增加电池的容量，使得车辆重量增加，而且在车身上的布置空间也非常紧张。

电动车采用轮毂电机驱动方案，一般把电机的转子与车轮直接连接，这样电机就可以直接驱动车轮行驶。要提高电动车的驱动能力一般通过增加电机功率或者在驱动电机后端增加减速器。现在电动汽车上主要采用中央驱动方案，所选择的减速器主要是传统的平行轴式减速器加差速器的方案，如此，变速器的体积较大，会占用较多的空间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有车辆滑行或者减速时造成能量浪费的问题，提供一种在不增加电池容量的情况下，降低车辆行驶过程中平均能量消耗、有效提高纯电动汽车续驶里程的用于纯电动汽车的单向行星减速轮毂电机驱动装置。

为解决上述缺点，本实用新型的技术方案如下：

用于纯电动汽车的单向行星减速轮毂电机驱动装置，包括位于车轮和车辆悬架之间且顺次连接的单向离合器、行星减速器和驱动电机；所述车轮上连接有制动盘，该制动盘与单向离合器的内圈连接；所述行星减速器包括通过主轴与车轮连接的行星架，套接在主轴上且与单向离合器的外圈连接的齿圈，设置于行星架上的行星轮，以及与行星轮啮合的太阳轮；所述驱动电机包括与主轴连接的电机定子，和与太阳轮连接的电机转子。

进一步，所述车轮由主轴、通过轴承安装于主轴上的轮辋，设置于轮辋上的轮胎组成；所述行星架固定于主轴上，制动盘与轮辋连接。

优选地，所述单向离合器为楔块式单向离合器。

为了达到更好地效果，所述单向离合器上设置有锁止机构。

作为一种优选，所述驱动电机为外定子内转子的永磁同步电机。

进一步，所述车辆悬架与电机定子连接。

进一步，所述车辆悬架由连接在电机定子上的摆臂组成。

更进一步地，所述车辆悬架还包括弹簧减振器。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

1、本实用新型可以有效的提高驱动能力、减小车辆滑行阻力，从而提高爬坡能力，同时降低车辆行驶的平均能耗，进而提高同等电池容量条件下车辆的续驶里程；

2、本实用新型中单向离合器经过锁止结构可以进行锁止，当车辆需要进行倒车时，通过倒档信号锁止单向离合器，驱动电机反向驱动，从而实现倒车；

3、本实用新型采用外定子内转子的永磁同步电机作为驱动电机，车辆悬架可有效安装在驱动电机的电机定子上，进而便于不同类型悬架结构的安装；即当悬架为麦弗逊式悬架时，可连接在电机定子的一侧，而悬架为双横臂悬架时，其连接点可设计在电机定子的上下位置；对于其他的悬架结构，也可以通过合适的方法连接，所以其适应范围十分广泛，非常适合推广应用；

4、本实用新型驱动电机采用外定子内转子结构，便于驱动线缆的布置；同时，由于单向离合器的尺寸较大，外圈转子直径较大，可以提高单向离合器的承载能力。

附图说明

图1为本实用新型的应用于麦弗逊悬架时的结构示意图。

图2为本实用新型的应用于双横臂悬架时的结构示意图。

其中，图中附图标记对应的零部件名称为：

1－轮辋，2－制动盘，3－齿圈，4－单向离合器，5－行星架，6－主轴，7－行星轮，8－电机转子，9－轮胎，10－电机定子，11－太阳轮，12－摆臂，13－弹簧减振器总成。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

用于纯电动汽车的单向行星减速轮毂电机驱动装置，如图1所示，包括位于车轮和车辆悬架之间且顺次连接的单向离合器4、行星减速器和驱动电机；其连接关系为：该车轮上连接有制动盘2，该制动盘2与单向离合器4的内圈连接；而车辆悬架则与驱动电机连接。

其中，车轮、单向离合器4、行星减速器、驱动电机和车辆悬架之间的具体连接结构如下：

车轮：主要由以主轴6作为中心轴的轮辋1，安装于轮辋1上的轮胎9组成。该轮辋1通过轴承固定于主轴6一端，制动盘2通过螺栓与轮辋1固定连接。

单向离合器4：为楔块式单向离合器，由内圈和外圈组成，其上还设置有锁止机构。该单向离合器4的内圈与制动盘2连接，该单向离合器4的外圈则与行星减速器连接。

在通常情况下，当驱动条件下单向离合器外圈转速高于内圈转速时，单向离合器4进行锁止，从而可以将电机的驱动力矩传递到车轮；而在车辆滑行单向离合器外圈转速低于内圈转速时，单向离合器4自动释放，从而使得车轮可以单独转动，避免带动电机转子转动。

因电机转子被车轮反拖转动，就会使得电机发电，产生较大的阻力矩，降低车辆的滑行距离。如本实用新型的设置，则能够避免车轮反拖电机发电的情况发生，有效减小车辆滑行的阻力，从而降低车辆的平均能耗，也就能够提高同等电池条件下电动车的续驶里程。

同时，由于单向离合器4上还设置有锁止机构，该单向离合器经过锁止结构可以进行锁止，当车辆需要进行倒车时，通过倒档信号锁止单向离合器，驱动电机反向驱动，从而实现倒车。

行星减速器：由通过轴承安装于主轴6上的行星架5、套接在主轴6上且位于行星架5与制动盘2之间的齿圈3、设置于行星架5上的行星轮7、以及与行星轮7啮合的太阳轮11组成。该齿圈3与单向离合器4的外圈连接。

驱动电机：为外定子内转子的永磁同步电机，主要由电机定子10和电机转子8组成。该电机定子10与主轴6另一端固定连接，电机转子8则与太阳轮11连接；所述车辆悬架固定连接于电机定子10上。

如图1和图2所示，目前车辆具有多种类型的悬架结构，不同悬架结构的连接点均有所不同，为了使本实用新型能有效适应不同连接点悬架结构的连接方式，所述车辆悬架均连接于电机定子10上。

如图1所示，该车辆悬架为麦弗逊式悬架时，组成车辆悬架的弹簧减振器总成13和摆臂12均设置在电机定子10的一侧。如图2所示，该车辆悬架为双横臂悬架时，其连接点设计在电机定子10的上下位置。

根据上述结构描述可知，本实用新型可装配在各种前驱、后驱及四驱的纯电动汽车上，其具体执行方式如下：

（1）加速行驶：驱动电机产生驱动力矩，带动电机转子8转动，电机转子8带动单向离合器4的外圈转动，当外圈转速高于内圈转速时，单向离合器4锁止从而将驱动电机的力矩通过楔块传递给单向离合器4的内圈，从而带动车轮转动。

（2）滑行阶段：当加速到一定车速后，驾驶员减小加速踏板深度，或者松开加速踏板，电机的驱动控制器会减小电机的电流，电机转子8的驱动力矩减小、转速下降。此时单向离合器4在内圈转速高于外圈转速时就是自动松开楔块，使得内外圈之间仅有很小的摩擦力矩。避免车辆反拖驱动电机发电，减小车辆滑行阻力，增加车辆的滑行距离。

（3）停车阶段：当汽车停止转动后，控制器将单向离合器4的内外圈进行锁止，内外圈不能相对转动，从而避免车辆溜车。

（4）倒车阶段：当车辆挂入倒档后，所述控制器会自动将单向离合器4锁止，轮毂驱动电机反向驱动，从而实现车辆倒车。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.用于纯电动汽车的单向行星减速轮毂电机驱动装置，其特征在于：包括位于车轮和车辆悬架之间且顺次连接的单向离合器（4）、行星减速器和驱动电机；所述车轮上连接有制动盘（2），该制动盘（2）与单向离合器（4）的内圈连接；所述行星减速器包括通过主轴（6）与车轮连接的行星架（5），套接在主轴（6）上且与单向离合器（4）的外圈连接的齿圈（3），设置于行星架（5）上的行星轮（7），以及与行星轮（7）啮合的太阳轮（11）；所述驱动电机包括与主轴（6）连接的电机定子（10），和与太阳轮（11）连接的电机转子（8）。

2.根据权利要求1所述的用于纯电动汽车的单向行星减速轮毂电机驱动装置，其特征在于：所述车轮由通过轴承支撑于主轴（6）上的轮辋（1），安装在轮辋（1）上的轮胎（9）组成；所述行星架（5）固定于主轴（6）上，制动盘（2）与轮辋（1）连接。

3.根据权利要求1所述的用于纯电动汽车的单向行星减速轮毂电机驱动装置，其特征在于：所述单向离合器（4）为楔块式单向离合器。

4.根据权利要求3所述的用于纯电动汽车的单向行星减速轮毂电机驱动装置，其特征在于：所述单向离合器（4）上设置有锁止机构。

5.根据权利要求1所述的用于纯电动汽车的单向行星减速轮毂电机驱动装置，其特征在于：所述驱动电机为外定子内转子的永磁同步电机。

6.根据权利要求1-5任一项所述的用于纯电动汽车的单向行星减速轮毂电机驱动装置，其特征在于：所述车辆悬架与电机定子（10）连接。

7.根据权利要求6所述的用于纯电动汽车的单向行星减速轮毂电机驱动装置，其特征在于：所述车辆悬架由连接在电机定子（10）上的摆臂（12）组成。

8.根据权利要求7所述的用于纯电动汽车的单向行星减速轮毂电机驱动装置，其特征在于：所述车辆悬架还包括弹簧减振器总成（13）。