CN216943439U - 一种电动车轮毂和电动助力车 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电动车轮毂和电动助力车，该电动车轮毂可以包括主轴；具有收容腔体的且可绕所述主轴旋转的轮毂壳体；收容于所述收容腔体内的且具有定子和转子的电机组件；以及收容于所述收容腔体内的且与所述主轴固定的电池组件；其中，所述电池组件与所述电机组件电性连接，所述定子与所述主轴固定，所述转子与所述主轴转动连接，且所述转子被配置在所述定子的外围区域。该电动车轮毂的电池组件与电动车轮毂的主轴固定，而该主轴可以被固定在自行车或电动助力车等交通工具的车架上而不会相对地面转动，因此该电动车轮毂的电池组件将可以免受离心甩动的不利影响，大大增加了电池寿命。

Description

一种电动车轮毂和电动助力车

技术领域

本申请大体涉及电动助力车技术领域，尤其涉及一种电动车轮毂和电动助力车。

背景技术

中国实用新型专利CN211266665U公开了一种轮毂电机，包括轮轴、转动地套接于轮轴上的轮毂、以及设置于轮毂内的电机与减速器，所述电机包括转动地套设于轮轴上的转子以及环套所述转子的定子，所述减速器传动连接所述转子与轮毂，减速器的减速比大于1，所述定子固定设置于轮毂内并随轮毂同步转动，该实用新型轮毂电机的定子固定于轮毂内并环绕转子设置，定子与内置电源之间相对静止。

中国发明专利CN101856948B公开了一种电动自行车轮毂，包括主轴，所述主轴上通过轮毂外壳轴承安装有轮毂外壳，轮毂外壳内安装有电机和用以带动轮毂外壳旋转的行星轮减速机构，所述电机采用外定子内转子结构，所述定子固定在轮毂外壳内壁上并可随轮毂外壳一同旋转，所述转子与行星轮减速机构相连。

这些现有技术中的可用于助力车或助力自行车上的轮毂电机采用内转子外定子结构，尽管输出扭矩可以进一步增大，但是其轮毂上固定配套的电池跟随轮毂长期处于旋转状态，其电池内部容易被离心力影响，损害电池寿命，而且这些轮毂中的控制器或电路板等等与轮毂固定配套的器件也长期处于离心旋转状态，也容易被损坏。

实用新型内容

本申请有鉴于上述现有技术中的一些状况而完成的，其目的是提供一种电动车轮毂，以至少解决现有技术中内转子外定子结构的轮毂电机所带来的电池容易被损坏的问题。

为实现上述目的，本申请在第一方面提供了一种电动车轮毂，其可以包括：主轴；具有收容腔体的且可绕所述主轴旋转的轮毂壳体；收容于所述收容腔体内的且具有定子和转子的电机组件；以及收容于所述收容腔体内的且与所述主轴固定的电池组件；其中，所述电池组件与所述电机组件电性连接，所述定子与所述主轴固定，所述转子与所述主轴转动连接，且所述转子被配置在所述定子的外围区域。

该电动车轮毂的电池组件与电动车轮毂的主轴固定，而该主轴可以被固定在自行车或电动助力车等交通工具的车架上而不会相对地面转动，因此该电动车轮毂的电池组件将可以免受离心甩动的不利影响，大大增加了电池寿命。

在一些实施例中，该电动车轮毂，还包括减速器，其具有输入端和转速小于所述输入端的输出端，该减速器被配置为对所述转子的输出转速进行减速；其输入端与所述转子固定并随所述转子同步转动，其输出端与所述轮毂壳体固定并带动所述轮毂壳体转动。

在一些实施例中，所述减速器为行星齿轮减速器，其包括在径向上依次分布的太阳轮、行星齿轮以及外齿圈盘，该行星齿轮同时与该太阳轮和外齿圈盘啮合，该太阳轮作为减速器输入端与所述转子固定并随所述转子同步转动，该外齿圈盘作为减速器输出端与所述轮毂壳体固定并带动所述轮毂壳体转动，

在一些实施例中，所述轮毂壳体具有第一端盖和第二端盖，所述第二端盖通过第一轴承与所述主轴转动连接，所述第一端盖与所述外齿圈盘固定连接，所述太阳轮通过第二轴承与所述主轴转动连接。

在一些实施例中，所述第一端盖上固定有支撑轴，所述外齿圈盘上设置有通孔，所述支撑轴可穿过所述通孔，且所述行星齿轮与所述支撑轴转动连接。

在一些实施例中，所述电池组件被配置在所述转子的径向外侧，所述电池组件包括电池壳体和环形均匀装配于该电池壳体内的多个电芯。

在一些实施例中，所述主轴上固定有圆盘状的支撑架，所述电池壳体与所述支撑架固定。

在一些实施例中，该电动车轮毂还包括可绕所述主轴转动的飞轮；以及同时连接所述轮毂壳体和飞轮的扭矩传递组件，其被配置为至少将扭矩从所述飞轮传递至所述轮毂壳体并测量该传递过程中的扭矩值。

在一些实施例中，所述扭矩传递组件包括通过第三轴承与所述主轴转动连接的传递架和与所述传递架同轴连接的且配置有应变式传感器的传递环，所述飞轮可拆卸地连接至该传递架。

在一些实施例中，所述传递环具有第一端部与第二端部，所述第一端部具有多个围绕所述传递环的中心轴线沿周向均匀分布的第一凸起，所述第二端部具有多个围绕所述传递环的中心轴线沿周向均匀分布的第二凸起；所述传递架具有多个绕所述传递环的中心轴线沿周向均匀分布的且与所述多个第一凸起一一对应的第一固定孔。

在一些实施例中，所述第一端盖具有多个绕所述传递环的中心轴线沿周向均匀分布的且与所述多个第二凸起一一对应的第二固定孔；所述多个第一凸起可对应插入所述多个第一固定孔以将所述传递架与所述传递环紧固连接，所述多个第二凸起可对应插入所述多个第二固定孔以将所述第一端盖与所述传递环紧固连接。

在一些实施例中，该电动车轮毂还包括收容于所述收容腔体内的控制组件，其与所述电池组件、电机组件以及扭矩传递组件电性连接，该控制组件被配置为可响应于所述扭矩传递组件测量的扭矩值而控制所述电机组件输出扭矩。

本申请在第二方面提供了一种电动助力车，其可以包括如前所述的电动车轮毂。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1是本申请实施例涉及的电动车轮毂的示意图；

图2是本申请实施例涉及的电动车轮毂的结构展开示意图；

图3是本申请实施例涉及的电动车轮毂的一个剖视图；

图4是本申请实施例涉及的电动车轮毂又一个结构展开图；

图5是本申请实施例涉及的飞轮和第一端盖的示意图；

图6是本申请实施例涉及的扭矩传递组件的示意图；

图7是本申请实施例涉及的减速器的示意图；

图8是本申请实施例涉及的第一端盖和外齿圈盘的配合示意图；

图9是本申请实施例涉及的传递架和第一端盖的结构示意图。

具体实施方式

现在将详细参考本申请的示例性实施例，其在附图中示出以便理解和实施本申请并实现技术效果。可以理解，以下描述仅通过示例的方式进行，而不是限制本申请。在不冲突的情况下，本申请的各种实施例和实施例中的各种特征可以以各种可能的方式组合和重新布置而至少得到可在权利要求中被保护的相关技术方案。在不脱离本申请的精神和范围的情况下，本申请的修改、等同或改进对于本领域技术人员来说是可以理解的，并且旨在包含在本申请的范围内。

应当注意，申请文件中对“一个实施例”、“实施例”、“示范性实施例”、“一些实施例”、“一些示例”等的引用指示描述的实施例可以包括特定特征、结构、或特性，但是每一个实施例不必然包括该特定特征、结构、或特性。此外，该短语不必然指相同的实施例。此外，当联系某一或某些实施例描述特定特征、结构或特性时，不管是否明确描述，与其它实施例相联系来实现该特征、结构或特性都在本领域技术人员的知识范围内。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上侧”、“下侧”、“前侧”、“后侧”、“整体定向”、“平行”、“延伸方向”、“垂直”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，本申请涉及的“连接”、“安装”、“环设”等表示动作的描述用语应该结合本申请的发明概念做广义的理解，例如应至少可以理解为直接实现、间接实现、固定实现、可活动地实现等方式，以“安装”为例，其可以理解为直接安装和例如通过第三方元件而间接安装的意思，以及固定安装和可活动地安装的意思，可活动地安装可以例如是铰接等方式。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

参考图1，在一些实施例中，本申请涉及一种电动车轮毂10(本申请中可以简称为轮毂10)，该轮毂10可以安装在自行车、电动车等代步车或代步交通工具中以提供一定的动力，该轮毂10大体呈规则的圆筒形，其可以具有一根大体从该轮毂10中心贯穿的主轴11，该主轴11的中心轴线J可以作为该轮毂10的对称中心轴线

参考图1-图4，轮毂10具有一个可绕主轴11旋转的轮毂壳体12，该轮毂壳体 12具有一收容腔体129，该收容腔体129主要是指轮毂壳体12所限定的一内部空间，以用于收容相关轮毂10的组件/元件，例如在该收容腔体129内收容有电机组件和电池组件，该电池组件可以与主轴11固定连接，这样，由于该轮毂10的电池组件与轮毂10的主轴11固定，而该主轴可以被固定在自行车或电动助力车等交通工具的车架上而不会相对地面转动，因此该电动车轮毂的电池组件13将可以免受离心甩动的不利影响，大大增加了电池组件的寿命。

另外，电池组件可以与电机组件电性连接，这样以便对电机组件供能和实现可能涉及的信号传输，此处“电性连接”一词可理解为轮毂10中电池组件与电机组件之间通过铜箔或导线(均未图示)等可传输电信号和电力的实体线路进行连接的线路构造形式。另外，电性连接可以指电池组件与电机组件直接通过导线等实体线路直接电性连接，也可以指电池组件与电机组件通过中间部件/ 组件/电气元件而间接的电性连接。

值得说明的是，电机组件的类型没有特别限制，其主要作用是给轮毂10提供输出扭矩，例如可以为常见的无刷电机，其进一步可以包括定子130和转子 131，该电机组件、定子130以及转子131的中心轴线都可以前述中心轴线J，在本申请中，中心轴线J的延伸方向设为轴向，将以中心轴线J为中心的径向简称为“径向”，将以中心轴线J为中心的周向、即绕中心轴线J的方向简称为“周向”。

在一些实施例中，定子130可以与主轴11固定，进而可以是电机组件静止不动的部分，其可以包括定子铁芯、定子绕组等部分(均未图示)，其主要作用是在接受电池组件的电力组件14的电力供应后产生旋转磁场，进而转子131在该旋转磁场中可以受力旋转而输出扭矩。值得说明的是，该定子130主体部分可以与主轴11一体成型制造。

在一些实施例中，参考图3，转子131可以与主轴11转动连接，例如通过第四轴承132与主轴11转动连接，这样转子131可以相对于主轴11旋转而输出扭矩，进一步的，该转子131可以被配置在定子130的外围区域，该外围区域主要是指定子130的切向外侧的区域，这种配置实现的即是较为普通和常规的内定子外转子电机结构，此处不再赘述。

在一些实施例中，参考图1-图7，轮毂10还可以包括一减速器15，该减速器 15的类别没有特别限制，其主要作用是对转子131的输出转速进行减速，进而在输出转速减小的同时增加电机的输出扭矩，具体的，减速器15可以具有输入端和转速小于输入端的输出端，其输入端可以与转子131固定并随转子131同步转动，也即减速器15输入端的转速跟转子131的输出转速相同，而其输出端可以与轮毂壳体12固定并带动轮毂壳体12转动，也即减速器15输出端的转速与轮毂壳体12相同，又由于输出端的转速小于输入端，所以能实现对转子131的输出转速进行减速。

在一些实施例中，所述减速器15可以为行星齿轮减速器，其可以包括在径向上依次分布的太阳轮150、行星齿轮151以及外齿圈盘152，该行星齿轮151可以同时与该太阳轮150和外齿圈盘151啮合，该太阳轮150可以作为减速器15的输入端与转子131固定，例如通过螺钉固定，进而可以随转子131同步转动，该外齿圈盘152可以作为减速器15的输出端与轮毂壳体12固定并带动该轮毂壳体12 转动，这样轮毂壳体12的转速可以小于转子131的转速，但轮毂壳体12对外输出的扭矩却增大了。

在一些实施例中，参考图1或图3，轮毂壳体12可以具有第一端盖120和第二端盖121，第二端盖121可以通过第一轴承123与主轴11转动连接，这样可以部分支持轮毂壳体12相对于主轴11发生转动。第一端盖120可以与外齿圈盘152固定连接，例如通过螺钉固定，这样外齿圈盘152可以把相对于转子131较小的转速传递给轮毂壳体，但相对于转子131的直接对外输出扭矩的方式，外齿圈盘152 此时输出给轮毂壳体12的扭矩却增大了。

在一些实施例中，前述太阳轮150可以通过第二轴承154与主轴11转动连接，这样，主轴11可以对太阳轮150提供一定的支撑，保证了轮毂10结构的稳定。

在一些实施例中，参考图5-图8，第一端盖120上可以固定有支撑轴124，其数量不限制，例如可以为三个，而外齿圈盘152上设置有通孔155，该通孔155是跟支撑轴134一一对应的，因此数量也是三个，通孔155一方面让第一端盖120上的支撑轴124穿过外齿圈盘152，另一方面也间接为将第一端盖120与外齿圈盘152的固定提供了一些紧固作用。

在一些实施例中，行星齿轮151可以与支撑轴124转动连接，例如通过其他轴承(未图示)，这样行星齿轮151一方面可以围绕太阳轮150旋转，另一方面也可以围绕支撑轴124旋转。

在一些实施例中，电池组件的类别没有特别限制，其主要是给轮毂10提供电力，其进一步可以被配置在转子131的径向外侧，进一步的，从主轴11的径向上由内向外地看出去，依次分布的是主轴11、定子130、转子131、电池组件以及轮毂壳体12，这些依次分布的部件/元件的中心轴线都是J，这样的分布配置有助于在整体上提升对轮毂壳体12的收容腔体129的利用的充分性和紧凑性。

在一些实施例中，电参图4，池组件14可以包括电池壳体140和环形均匀装配于该电池壳体140内的多个电芯141，电芯141的环形配置可以更充分的利用收容腔体129，以安装足够多的电芯。

在一些实施例中，主轴11上可以固定有圆盘状的支撑架110，电池壳体140 与该支撑架110固定，例如通过螺钉固定，这样，电池组件可以与主轴11实现固定，当然，在其他实施例中，支撑架110可以与主轴11一体成型。

在一些实施例中，该电动车轮毂10还包括可绕主轴11转动的飞轮16，以及同时连接轮毂壳体12和飞轮16的扭矩传递组件17，该扭矩传递组件17可以被配置为至少将扭矩从飞轮16传递至轮毂壳体12并测量该传递过程中的扭矩值。

具体的，例如在将电动车轮毂10组装到自行车后车架时，飞轮16上可以套有相应的传动链条，骑者踩踏自行车的踏板则可以带动链条转动，链条进而又带动飞轮16转动，飞轮16则可以通过扭矩传递组件17将扭矩传递至轮毂壳体12，轮毂壳体12上可以安装有自行车辐条和轮胎，进而自行车即被驱动前进了，在这个过程中扭矩传递组件17是可以实时测量由飞轮16传来的扭矩的大小值，根据这种扭矩值即可以判断人体踩踏力的大小，进而通过控制组件(后文介绍) 来控制电机组件输出合适的扭矩来帮助骑者骑行，从而实现助力，这种助力一般发生在自行车的上坡等较为吃力的骑行环境中。

在一些实施例中，参考图4-图9，扭矩传递组件17可以包括通过第三轴承170 与主轴11转动连接的传递架171和与传递架171同轴连接的且配置有应变式传感器(未图示)的传递环172，该应变式传感器的类型没有特别限制，其主要作用是测量来自飞轮的扭矩/力矩/转矩，其较为优选的实施方式就是应变片传感器，关于应变片侧扭矩的原理本领域技术人员已经相当熟悉，此处不再赘述。

在一些实施例中，飞轮16可以可拆卸地连接至该传递架171，例如通过螺纹连接来实现飞轮16可拆卸地连接至该传递架171。

在一些实施例中，传递环172具有第一端部173与第二端部174，该第一端部 173具有多个围绕传递环172的中心轴线沿周向均匀分布的第一凸起175，这里，传递环172的中心轴线也即是中心轴线J，更具体的，飞轮16、传递架171、传递环172以及第一端盖120的中心轴线均是中心轴线J。

在一些实施例中，第二端部174可以具有多个围绕传递环172的中心轴线沿周向均匀分布的第二凸起176；而传递架171具有多个绕传递环172的中心轴线沿周向均匀分布的且与多个第一凸起175一一对应的第一固定孔177。

在一些实施例中，第一端盖120具有多个绕传递环172的中心轴线沿周向均匀分布的且与多个第二凸起176一一对应的第二固定孔178。

此处，多个第一凸起175可对应插入多个第一固定孔177以将传递架171与传递环172紧固连接，多个第二凸起176可对应插入多个第二固定孔178以将第一端盖120与传递环172紧固连接，这样，当飞轮16转动时可以带动传递架171转动，进而带动传递环172转动，传递环172进而再带动与其紧固连接的第一端盖120转动，进而轮毂10也转动起来，在这个过程中中，传动环172本身有一定的弹性，可以受力变形，因而传动环172上的应变式传感器可以感受到传动环172的变形，进而实时测量经过传动环172传递的来自飞轮的扭矩值的大小。

在一些实施例中，该电动车轮毂10还可以包括收容于收容腔体129内的控制组件18，其与电池组件、电机组件以及扭矩传递组件17可以电性连接，该控制组件17被配置为可响应于扭矩传递组件17测量的扭矩值而控制电机组件输出扭矩，具体的，前述传动环172可以与该控制组件17电性连接，进而应变式传感器测量到的扭矩值数据可以被控制组件18实时接收，进而控制组件18可以直接或间接的控制转子131转动以输出合适的扭矩实现对安装了轮毂10的自行车或电动车进行助力。

值得说明的是，该控制组件18的类型没有特别限制，其也可以被称为控制器，其至少可以包括电路板和位于电路板上的处理器芯片和相关控制电路。

本申请在第二方面提供了一种电动助力车，其可以包括如前所述的电动车轮毂10。

Claims (13)

1.一种电动车轮毂，其特征在于，包括：

主轴；

具有收容腔体的且可绕所述主轴旋转的轮毂壳体；

收容于所述收容腔体内的且具有定子和转子的电机组件；以及

收容于所述收容腔体内的且与所述主轴固定的电池组件；

其中，所述电池组件与所述电机组件电性连接，所述定子与所述主轴固定，所述转子与所述主轴转动连接，且所述转子被配置在所述定子的外围区域。

2.如权利要求1所述的一种电动车轮毂，其特征在于，还包括：

减速器，其具有输入端和转速小于所述输入端的输出端，该减速器被配置为对所述转子的输出转速进行减速；

其输入端与所述转子固定并随所述转子同步转动，其输出端与所述轮毂壳体固定并带动所述轮毂壳体转动。

3.如权利要求2所述的一种电动车轮毂，其特征在于，

所述减速器为行星齿轮减速器，其包括在径向上依次分布的太阳轮、行星齿轮以及外齿圈盘，该行星齿轮同时与该太阳轮和外齿圈盘啮合，该太阳轮作为减速器输入端与所述转子固定并随所述转子同步转动，该外齿圈盘作为减速器输出端与所述轮毂壳体固定并带动所述轮毂壳体转动。

4.如权利要求3所述的一种电动车轮毂，其特征在于，

所述轮毂壳体具有第一端盖和第二端盖，所述第二端盖通过第一轴承与所述主轴转动连接，所述第一端盖与所述外齿圈盘固定连接，所述太阳轮通过第二轴承与所述主轴转动连接。

5.如权利要求4所述的一种电动车轮毂，其特征在于，

所述第一端盖上固定有支撑轴，所述外齿圈盘上设置有通孔，所述支撑轴可穿过所述通孔，且所述行星齿轮与所述支撑轴转动连接。

6.如权利要求1所述的一种电动车轮毂，其特征在于，

所述电池组件被配置在所述转子的径向外侧，所述电池组件包括电池壳体和环形均匀装配于该电池壳体内的多个电芯。

7.如权利要求6所述的一种电动车轮毂，其特征在于，

所述主轴上固定有圆盘状的支撑架，所述电池壳体与所述支撑架固定。

8.如权利要求4所述的一种电动车轮毂，其特征在于，还包括：

可绕所述主轴转动的飞轮；以及

同时连接所述轮毂壳体和飞轮的扭矩传递组件，其被配置为至少将扭矩从所述飞轮传递至所述轮毂壳体并测量该传递过程中的扭矩值。

9.如权利要求8所述的一种电动车轮毂，其特征在于，

所述扭矩传递组件包括通过第三轴承与所述主轴转动连接的传递架和与所述传递架同轴连接的且配置有应变式传感器的传递环，所述飞轮可拆卸地连接至该传递架。

10.如权利要求9所述的一种电动车轮毂，其特征在于，

所述传递环具有第一端部与第二端部，所述第一端部具有多个围绕所述传递环的中心轴线沿周向均匀分布的第一凸起，所述第二端部具有多个围绕所述传递环的中心轴线沿周向均匀分布的第二凸起；所述传递架具有多个绕所述传递环的中心轴线沿周向均匀分布的且与所述多个第一凸起一一对应的第一固定孔。

11.如权利要求10所述的一种电动车轮毂，其特征在于，

所述第一端盖具有多个绕所述传递环的中心轴线沿周向均匀分布的且与所述多个第二凸起一一对应的第二固定孔；所述多个第一凸起可对应插入所述多个第一固定孔以将所述传递架与所述传递环紧固连接，所述多个第二凸起可对应插入所述多个第二固定孔以将所述第一端盖与所述传递环紧固连接。

12.如权利要求1所述的一种电动车轮毂，其特征在于，还包括：

收容于所述收容腔体内的控制组件，其与所述电池组件、电机组件以及扭矩传递组件电性连接，该控制组件被配置为可响应于所述扭矩传递组件测量的扭矩值而控制所述电机组件输出扭矩。

13.一种电动助力车，其特征在于，

包括如权利要求1-12任意一项所述的电动车轮毂。

Images