CN208247958U - 一种车轮驱动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车轮驱动系统，属于车轮底盘及驱动技术领域。包括：轮内电机、制动装置以及车轮；车轮，包括轮辋和轮毂盘，其中轮毂盘将轮辋的内腔分隔成空气不连通的两个腔室；轮内电机安设在两个腔室的其中一个腔室中，制动装置安设在两个腔室的另一个腔室中；轮辋与轮毂盘通过车轮螺栓在直径大于驱动电机或制动装置外径的部位联接，且轮辋的内径大于轮内电机或制动装置的外径。本实用新型提供的一种车轮驱动系统，在车胎漏气时，只需要更换包含安设有轮胎的轮辋，结构简单，更换方便。

Description

一种车轮驱动系统

技术领域

本实用新型涉及车轮底盘及驱动技术领域，具体是涉及一种车轮驱动系统。

背景技术

目前日本专利JP2006151359A公开了一种车轮驱动装置，车轮内腔被轮辐分隔成两个空气不连通的腔室，制动装置和轮内电机分置于其中一个腔室，以避免制动装置工作时也加热驱动电机周围的空气从而降低驱动电机的性能。然而，由于轮辐被夹设在轮内电机和制动装置中间，因此在车胎漏气需要更换备胎时，由于轮内电机或制动装置的遮挡，车轮难以拆卸下来，必须先拆开并拆下下轮内电机或制动装置后才可将车轮拆卸下来。因此，还期待提供一种易于更换车胎的车轮驱动系统。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题，旨在提供一种车轮驱动系统，轮辋与轮毂盘为可拆卸设置，结构简单，方便更换车胎。

具体技术方案如下：

一种车轮驱动系统，包括：

车轮，车轮包括轮辋和轮毂盘，轮毂盘布置在轮辋的内腔内，且将轮辋的内腔分隔成空气不连通的两个腔室，轮辋与轮毂盘的外缘通过车轮螺栓连接；

轮内电机，轮内电机布置在轮辋的一腔室内，且轮内电机与轮毂盘的一端面连接，轮内电机的外径小于轮辋的内径；

制动装置，制动装置布置在轮辋的另一腔室内，且制动装置与轮毂盘的另一端面连接，制动装置的外径小于轮辋的内径。

在本实用新型提供的一种车轮驱动系统中，还具有这样的特征，轮内电机包括：环形转子、转子托架、环形定子和定子托架；环形转子设置在转子托架上，环形定子设置在定子托架上,环形转子套设在环形定子的外侧。

在本实用新型提供的一种车轮驱动系统中，还具有这样的特征，还包括轮毂单元，轮毂单元与车轮托架连接；轮毂单元包括：转动圈和固定圈，转动圈套设在固定圈上；转动圈、轮毂盘以及转子托架固定联接；固定圈和定子托架固定联接。

在本实用新型提供的一种车轮驱动系统中，还具有这样的特征，轮辋内侧的槽底设置有若干槽底凸台，每一槽底凸台沿槽底宽度方向设有通孔，在轮毂盘上设置若干与通孔对应的车轮螺栓，车轮螺栓分别贯穿在对应的通孔中，将轮辋与轮毂盘固定联接。

在本实用新型提供的一种车轮驱动系统中，还具有这样的特征，两个腔室分别为内腔室和外腔室，轮内电机安设在内腔室中，制动装置安设在外腔室中。

在本实用新型提供的一种车轮驱动系统中，还具有这样的特征，制动装置，包括：制动盘、制动卡钳和卡钳支架；制动盘安设在轮毂盘的制动盘凸台上，制动卡钳安设在卡钳支架上，卡钳支架固接在固定圈上。

在本实用新型提供的一种车轮驱动系统中，还具有这样的特征，在外腔室的开口外侧还罩设有空气动力学罩。

上述技术方案的积极效果是：

本实用新型提供的一种车轮驱动系统中车轮包括轮辋和轮毂盘，轮辋与轮毂盘通过车轮螺栓在直径大于驱动电机或制动装置外径的部位联接，且轮辋的内径大于轮内电机或所述制动装置的外径，在车胎漏气时，只需要更换包含安设有轮胎的轮辋，结构简单，更换方便。

附图说明

图1为本实用新型的一种车轮驱动系统的实施例中的整体结构示意图；

图2为图1所示的一种车轮驱动系统的实施例中的外侧结构示意图；

图3为图1所示的一种车轮驱动系统的实施例中的内侧装配示意图；

图4为图1所示的一种车轮驱动系统的实施例中的外部的侧视图；

图5为图4中A-A处旋转剖视图；

图6为图5中B部放大视图；

图7为图5中C部放大视图。

附图中：1、轮内电机；2、轮毂单元；3、制动装置；4、车轮；6、车轮托架；7、空气动力学罩；8、悬架；11、环形转子；12、转子托架；13、环形定子；14、定子托架；15、电机控制器；21、转动圈；22、固定圈；31、制动盘；32、制动卡钳；33、卡钳支架；41、轮辋；42、轮毂盘；43、内腔室；44、外腔室；51、车轮螺栓；52、车轮螺母；71、进气口；72、排气口；311、制动盘凸耳；411、槽底凸台；412、通孔；413、槽底；421、制动盘凸台；D1、轮内电机直径；D3、轮辋内径；D4、轮辋外径；D6、制动盘凸台外径；D7、空气动力学罩外径；W、车轮中心面。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1至附图7对本实用新型提供的一种车轮驱动系统作具体阐述。

图1为本实用新型的一种车轮驱动系统的实施例中的整体结构示意图，在本实施例中，车轮4包括轮辋41和轮毂盘42，轮毂盘42布置在轮辋41的内腔内，且将轮辋41的内腔分隔成空气不连通的两个腔室，轮辋41与轮毂盘42的外缘通过车轮螺栓51连接。轮内电机1布置在轮辋41的一腔室内，且轮内电机1与轮毂盘42的一端面连接，轮内电机1的外径小于轮辋41的内径。制动装置3布置在轮辋41的另一腔室内，且制动装置3与轮毂盘42的另一端面连接，制动装置3的外径小于轮辋41的内径，可满足车胎漏气时更换备胎之所需，而且由于只需要更换包含轮辋41和轮胎的部分，而这一部分的质量比整个车轮至少轻三分之一，因此也降低了更换备胎时的工作强度。

图2为图1所示车轮驱动系统实施例的外侧结构示意图；图3为图1所示车轮驱动系统实施例的内侧装配示意图；图4为图1所示车轮驱动系统实施例的外部的侧视图；图5为图4中A-A旋转剖视图；图6为图5中B部放大视图；图7为图5中C部放大视图。

在一种优选的实施方式中，如图5所示，轮内电机1包括：环形转子11、转子托架12、环形定子13和定子托架14；环形转子11安设在转子托架12上，环形定子13安设在定子托架14上，环形转子11套设在环形定子13的外侧。

在一种优选的实施方式中，如图1和图5所示，还包括轮毂单元2，轮毂单元2与车轮托架6连接；轮毂单元2包括：转动圈21和固定圈22，转动圈21套设在固定圈22上；转动圈21、轮毂盘42以及转子托架12固定联接，具体地，可以采用联接螺栓穿过设置在轮毂盘42和转子托架12上的通孔将轮毂盘42和转子托架12固接到转动圈21上，还可以通过其他方式将转动圈21、轮毂盘42和转子托架12固定联接，以使得转动圈21可以支撑轮毂盘42和转子托架12，但并不以此为限。

固定圈22和定子托架14固定联接，可以采用安装螺栓穿过设置在固定圈22和定子托架14上的通孔将固定圈22和定子托架14固接到车轮托架6上，还可以通过其他方式将固定圈22、定子托架14固定联接，以使得固定圈22可以支撑定子托架14，但并不以此为限。

车轮中心面W穿过轮毂单元2的两列轴承滚珠之间，因此可以很好地保证轮毂单元2的寿命。

在一种优选的实施方式中，如图7所示，轮辋41内侧的槽底设置有若干槽底凸台411，每一槽底凸台411沿槽底宽度方向设有通孔412，在轮毂盘42上设置若干与通孔412对应的车轮螺栓51，车轮螺栓51分别贯穿在对应的通孔512中，将轮辋41与轮毂盘42固定联接。车轮螺栓51还设有与之匹配的车轮螺母52，如果在轮胎漏气需要更换车轮4时，只需将车轮螺栓配套的车轮螺母52拆下，将安设有轮胎的轮辋41从轮毂盘42和车轮螺栓51上退出即可。

具体的，在槽底413设置的槽底凸台411加深了槽底413，增大了可充入轮胎内的空气，有利于提高轮胎的承载能力，也使得轮胎的径向刚度适当减小，有利于提高舒适性和接地安全性。同时，槽底凸台411将槽底413和与其相连的两侧壁以类似于加强筋的结构连接起来，因此增大了槽底413的结构刚度，当车轮螺栓51贯穿开设在槽底凸台411中的通孔412后将轮辋41与轮毂盘42相联接时，也提高了两者的联接刚度。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，两个腔室分别为内腔室43和外腔室44，轮内电机1安设在内腔室43中，制动装置3安设在外腔室44中。

轮内电机1安设在内腔室43中，轮内电机直径D1大于轮辋内径D3，可以增大轮内电机1的输出转矩，例如轮内电机直径D1为440mm，估算输出转矩可增大近10％，利于驱动。制动装置3也可以设置在内腔室43中，可提供更大的制动转矩，利于制动，因此，可以根据具体车型的使用特点进行具体选择，但并不以此为限。

轮内电机1为径向磁场电机，环形转子11设置在环形定子13的径向外侧，即轮内电机1采用外转子电机来实现。与内转子电机相比，外转子电机的输出转矩约大15％左右，因此，优选地采用外转子电机作为轮内电机1。此外，轮内电机1不仅可以采用径向磁场电机来实现，也可以选用功率密度更高的轴向磁场电机或横向磁场电机来实现。

进一步地，轮内电机1还包括电机控制器15，电机控制器15设置在轮内电机1的内部。具体地，电机控制器15设置在定子托架14上接近环形定子13的部位。电机控制器15设计成包含多个小逆变器，可对每个线圈或由数个线圈构成的分绕组进行单独控制，由此提高了轮内电机1的可靠性和故障容错能力。显然，电机控制器15也可布置在轮内电机1内部的其它合适位置处。

在一种优选的实施方式中，如图1和图2所示，制动装置，包括：制动盘31、制动卡钳32和卡钳支架33；制动盘31安设在轮毂盘42的制动盘凸台421上，制动卡钳32安设在卡钳支架33上，卡钳支架33固接在固定圈22上。

可以在固定圈22的外端设置外花键段和螺纹段，在卡钳支架33的安装孔内对应设置内花键段，卡钳支架33通过安装孔套设在固定圈22的外花键段上并通过锁紧螺母固接在固定圈22上。

在制动盘31上设置制动盘凸耳311，通过浮动螺栓安装在制动盘凸台421上，以克服制动盘31发热时引起的热膨胀。显然，也可以选择其它浮动安装方式来实现制动盘31和轮毂盘42之间的联接，并不以此为限。

其中，制动盘凸台外径D6设置地应尽可能大，以支撑大直径的制动盘31，但并不超过轮辋内径D3，以避免对轮辋41的安装或拆卸造成阻碍或不便，因此，制动盘凸台外径D6应略小于轮辋内径D3。

制动装置可以采用两个制动卡钳32。在对制动盘31提供相同夹紧力的条件下，双卡钳方案中的制动卡钳32的尺寸比单制动卡钳的小，特别是轴向尺寸可以更小，以便于布置在轴向尺寸受到限制的外腔室44中。

此外，还可以对称设置双制动卡钳32，并可同时提供大小相等的夹紧力，在制动盘31上将产生一对大小基本相等而方向相反的摩擦力，该对摩擦力作用在双制动卡钳32上的反作用力的合力就抵消了，而由其形成的制动转矩的反作用转矩则通过卡钳支架33传递到轮毂单元2的固定圈22上，然后通过车轮托架6传递到悬架8，改善了传力路径上的各零件的受力条件。

制动盘31可以为环形制动盘，制动卡钳32为内制动卡钳，这种方式可以获得的有效摩擦半径比常规的内盘外卡钳方式大约15％，也减小了制动卡钳32所需提供的夹紧力，如此使得尺寸较小的制动卡钳32也能满足要求，但并不以此为限。

制动装置3也可以采用常用的内盘外卡钳方式来实现，在制动盘31的径向内侧设置制动盘凸耳311，仍然通过浮动螺栓安装在制动盘凸台421上。

制动装置3也可以采用鼓式制动器来实现，制动鼓安装在制动盘凸台421上，包含制动蹄等零件的底板与轮毂单元2的固定圈22相联接即可。

通常，电动汽车的制动装置在电池系统或电驱动系统出现故障时，也能保证车辆所需的制动性能。对于轿车，前后制动力的分配比例通常为70％～60％：30％～40％。因此，如果前轮上的车轮驱动系统采用双制动卡钳32，则后轮上的车轮驱动系统可以采用单制动卡钳32，如此使得只要采用一种制动卡钳32，通过选择合适的数量就可以分别满足前轮和后轮上的制动装置的需求，减少了零部件的数量。

在一种优选的实施方式中，如图1、图4、图5和图6所示，在外腔室44的开口外侧还罩设有空气动力学罩7。空气动力学罩7上还设置有进气口71和排气口72。其中，进气口71将外界空气导入空气动力学罩7内对制动装置3进行冷却，排气口72将空气动力学罩7内的热空气导出。

如果轮内电机1设置在外腔室44中，则空气动力学罩7固接在定子托架14上。此外，空气动力学罩7还可以固接在外腔室44中的任何其它非旋转部件上，例如轮毂单元2的固定圈22上，并不以此为限。

空气动力学罩7上还可以包括：至少一种指示灯，和/或至少一种传感器。具体地，由于空气动力学罩7不随车轮4转动，因此其还可以作为一个平台，在该空气动力学罩7上设置各种指示灯、传感器等辅助器件，例如可以设置用于查看道路上的车道标线的摄像头，识别出车道标线后用于实现辅助驾驶系统中的车道保持功能、自动泊车功能等。

空气动力学罩7可以固接在外腔室44中的卡钳支架33上，其中，可以选用螺栓联接或弹性卡口来固接空气动力学罩7，当然，其它可拆卸联接方式也是可选的，并不以此为限。

另外，与用于装饰目的且固接到车轮上的车轮饰盖根本不同，空气动力学罩7不随车轮4一起转动，主要用于改善车轮4附近的空气流场以减小车轮风阻，而前者随车轮一起转动，不能起到有效减小车轮风阻的目的。此外，由于液压管路或者动力电缆、水冷管路和控制线等外露设置在外腔室44中，因此空气动力学罩7还对这些零部件起到保护作用，避免有意或者无意的损害。

空气动力学罩7可以具有圆盘形状，也可以具有其它合适的形状，但并不以此为限。空气动力学罩外径D7可以略大于轮辋外径D4，也可以略小于轮辋内径D3，前者可以提供更好的减小车轮风阻的效果，但轮胎漏气更换轮辋41时需要拆下再装上空气动力学罩7，而后者则不需要，因此可以根据具体情况选择合适的空气动力学罩外径D7。

如果轮内电机1设置在外腔室44中，由于通常采用的是水冷电机以提高功率密度，并不需要借助于外界空气对其进行冷却，因此空气动力学罩7上也可以不设置进气口71和排气口72。

空气动力学罩7可以选用工程塑料、碳纤维、镁铝合金或薄钢板等材料制成，以实现减小车轮风阻、对制动装置3进行冷却、保护外腔室44中外露的各种管路和电缆等零部件、安装指示灯和传感器等功能。

以下，以一种具体的实施方式进行说明，需要指出的是，以下实施方式中所描述之结构、工艺、选材仅用以说明实施方式的可行性，并无限制本实用新型保护范围之意图。

本实施例提供的一种车轮驱动系统，包括：轮内电机、制动装置以及车轮；所述车轮，包括轮辋和轮毂盘，其中所述轮毂盘将所述轮辋的内腔分隔成空气不连通的两个腔室；所述轮内电机安设在所述两个腔室的其中一个腔室中，所述制动装置安设在所述两个腔室的另一个腔室中；所述轮辋与所述轮毂盘通过车轮螺栓在直径大于所述驱动电机或所述制动装置外径的部位联接，且所述轮辋的内径大于所述轮内电机或所述制动装置的外径，在车胎漏气时，只需要更换包含安设有轮胎的所述轮辋，因此提供了一种易于更换车胎的车轮驱动系统。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种车轮驱动系统，其特征在于，包括：

车轮，所述车轮包括轮辋和轮毂盘，所述轮毂盘布置在所述轮辋的内腔内，且将所述轮辋的内腔分隔成空气不连通的两个腔室，所述轮辋与所述轮毂盘的外缘通过车轮螺栓连接；

轮内电机，所述轮内电机布置在所述轮辋的一所述腔室内，且所述轮内电机与所述轮毂盘的一端面连接，所述轮内电机的外径小于所述轮辋的内径；

制动装置，所述制动装置布置在所述轮辋的另一所述腔室内，且所述制动装置与所述轮毂盘的另一端面连接，所述制动装置的外径小于所述轮辋的内径。

2.根据权利要求1所述的一种车轮驱动系统，其特征在于，所述轮内电机包括：环形转子、转子托架、环形定子和定子托架；所述环形转子设置在所述转子托架上，所述环形定子设置在所述定子托架上,所述环形转子套设在所述环形定子的外侧。

3.根据权利要求2所述的一种车轮驱动系统，其特征在于，还包括轮毂单元，所述轮毂单元与车轮托架连接；所述轮毂单元包括：转动圈和固定圈，所述转动圈套设在所述固定圈上；所述转动圈、所述轮毂盘以及所述转子托架固定联接；所述固定圈和所述定子托架固定联接。

4.根据权利要求3所述的一种车轮驱动系统，其特征在于，所述轮辋内侧的槽底设置有若干槽底凸台，每一所述槽底凸台沿所述槽底宽度方向设有通孔，在所述轮毂盘上设置若干与所述通孔对应的车轮螺栓，所述车轮螺栓分别贯穿在对应的所述通孔中，将所述轮辋与所述轮毂盘固定联接。

5.根据权利要求2所述的一种车轮驱动系统，其特征在于，所述两个腔室分别为内腔室和外腔室，所述轮内电机安设在所述内腔室中，所述制动装置安设在所述外腔室中。

6.根据权利要求3所述的一种车轮驱动系统，其特征在于，所述制动装置包括：制动盘、制动卡钳和卡钳支架；所述制动盘安设在所述轮毂盘的制动盘凸台，所述制动卡钳安设在所述卡钳支架，所述卡钳支架固接在所述固定圈。

7.根据权利要求5所述的一种车轮驱动系统，其特征在于，在所述外腔室的开口外侧还罩设有空气动力学罩。