CN220786044U - 一种新型轮毂电机无级变速装置 - Google Patents

Abstract

本申请属于电动自行车技术领域，具体涉及一种新型轮毂电机无级变速装置，包括主轴、电机组件、轮毂、行星排组件和飞轮；轮毂、行星排组件和飞轮依次套设在主轴，行星排组件沿其轴向至少包括相互连接的第一行星排和第二行星排，第一行星排和第二行星排均包括外齿圈、太阳轮、行星轮和行星架；第一行星排的太阳轮一端伸入轮毂内部与电机组件连接；第一行星排的行星架穿过其行星轮，第一行星排的行星架的一端与轮毂连接，另一端与第二行星排的太阳轮连接；第二行星排的行星架的一端与其行星轮连接，另一端与飞轮连接。本申请将飞轮和电机的动力耦合经轮毂输出到车轮，实现助力和无级变速功能，实现大速比和电机组件高转速小扭矩，有利于机构轻量化。

Description

一种新型轮毂电机无级变速装置

技术领域

本实用新型属于电动自行车技术领域，具体而言，涉及一种新型轮毂电机无级变速装置。

背景技术

一般助力自行车的电机设置在中轴或后轮毂，并在后轮毂的飞轮上设有手动调节的变速器。设置在中轴的电机位于变速器前端，传动路径长，效率低，但电机速比可调节。设置在轮毂上的电机位于变速器后端，传动路径短，效率高，但电机速比不可调节。变速器在飞轮上设置有多级齿轮，通过拨叉拨动链条换档。变速器裸露在空气中，齿轮油与环境交叉污染，齿轮沾灰尘和泥沙后影响传动效率。

专利CN201410145608.3公开了电动自行车轮毂电机装置，其技术方案为将变速器和电机同时集成在轮毂，用行星机构(WW型)将电机、飞轮的动力耦合输出到车轮，实现助力和无级变速功能。参阅说明书附图1，电动自行车轮毂电机装置包括定子A1、转子A2、轮毂A3、行星轮一A4、行星轮二A5、行星架A6、飞轮一A7、太阳轮一A8、太阳轮二A9和主轴一A10。定子A1、转子A2、行星轮一A4、行星轮二A5、行星架A6、太阳轮一A8、太阳轮二A9、主轴一A10安装在轮毂A3内，飞轮一A7安装在轮毂A3外侧，轮毂A3与主轴一A10转动连接。

行星轮一A4和行星轮二A5为一体，并同轴安装在行星架A6上，行星架A6与轮毂A3连接并输出动力，定子A1固定在主轴一A10上，太阳轮一A8与转子A2连接并与行星轮一A4啮合，太阳轮二A9与飞轮一A7连接并与行星轮二A5啮合。该行星机构的传动关系通过下式确定：

其中，n_s1、n_s2分别是太阳轮一A8、行星架A6、太阳轮二A9的转速，同时也为转子A2、轮毂A3和飞轮一A7的转速；k₀为行星轮一A4、行星轮二A5和行星架A6组成的行星排组件的速比；/> 分别是太阳轮一A8、太阳轮二A9、行星轮一A4和行星轮二A5的齿数。

该技术方案的存在以下问题：1.太阳轮一A8和太阳轮二A9相对于行星架A6的转动方向相同，根据机械原理可知该技术方案的WW型行星机构为正号机构，整车工作过程传动效率低，各零部件的负荷增加，导致工作过程中摩擦和磨损加剧，影响零件寿命，增加维护成本；2.受行星排组之间的结构约束，一般根据式(1)和式(2)可得，k₀≤5，且当n_s2＝0时，/>即，电机到车轮的速比最大等于5，由于最大速比较小，因此电机转速低、扭矩大，根据公式电机总转矩/>式中：L为电机转子的长度；D为电机转子直径；A为单位宽度流过的电流；B为径向磁通密度；由此可见，D²L与电机转子的体积成正比，通过确定转子的体积和载荷(载荷与A、B相关)确定转矩，电机的总体积由转矩确定，因此电机转矩大，电机体积也相对增大，导致电动自行车轮毂电机装置的整体结构笨重，电机装置驱动负荷增加。因此需要一种能够解决现有问题的助力自行车的变速装置。

现有技术还存在以下问题：中轴电机只能单向输出动力，如果通过车轮驱动中轴电机转动，脚踏会脱离脚部，违反自行车的骑行习惯，引起安全问题。普通轮毂电机可实现滑行回馈发电，但不能变速，车辆性能不佳。中轴电机及普通轮毂电机系统配置的变速器裸露在空气中，齿轮油与环境交叉污染，齿轮沾灰尘和泥沙后影响传动效率。现有技术的轮毂电机内变速器在滑行回馈发电时，脚部需要施力保持飞轮转速为零，违反自行车的骑行习惯，容易引起安全问题。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术缺陷，提出一种新型轮毂电机无级变速装置，采用的行星排组件将飞轮(飞轮为输入端)和电机的动力耦合，经轮毂(轮毂为输出端)输出到车轮，通过飞轮转速、电机转速共同决定车轮的转速，可以同时实现助力和无级变速功能，能够实现大速比，电机组件高转速、小扭矩，有利于机构轻量化。

为实现本实用新型的技术目的，本实用新型将采取以下的技术方案：

一种新型轮毂电机无级变速装置，包括主轴、电机组件、轮毂、行星排组件和飞轮；轮毂、行星排组件和飞轮依次套设在主轴上，电机组件套设在主轴上、且位于轮毂内部；

行星排组件沿其轴向至少包括相互连接的第一行星排和第二行星排，第一行星排和第二行星排均包括外齿圈、位于外齿圈中心的太阳轮、位于外齿圈和太阳轮之间的多个行星轮以及行星架；

第一行星排的太阳轮的一端伸入轮毂内部与电机组件连接；第一行星排的行星架穿过其内部的行星轮，第一行星排的行星架的一端与轮毂连接，另一端与第二行星排的太阳连接；第二行星排的行星架的一端与其内部的行星轮连接，另一端与飞轮连接；第一行星排的外齿圈和第二行星排的外齿圈固定连接。

进一步地，第一行星排的行星轮的中心孔设有轴承，第一行星排的行星架具有多个行星轮柱，多个行星轮柱采用圆柱杆，多个行星轮柱分别对应穿过第一行星排的行星轮的中心孔；

第二行星排的行星轮和行星架具有与第一行星排的行星轮和行星架相同的连接结构。

进一步地，还包括单向离合器一、单向离合器二和制动器；

单向离合器一分别连接第二行星排的太阳轮和第二行星排的行星架，单向离合器二分别连接飞轮和主轴，制动器同时与第一行星排的外齿圈和第二行星排的外齿圈连接；

单向离合器一用于新型轮毂电机无级变速装置的起步工况，单向离合器二用于新型轮毂电机无级变速装置的滑行回馈发电工况，制动器用于新型轮毂电机无级变速装置的高速纯人力骑行工况。

进一步地，新型轮毂电机无级变速装置的助力比λ通过下式确定：

式中：λ表示助力比；P_MG表示电机组件的输入功率；P_FW表示飞轮的输入功率；T_MG表示电机组件的扭矩；T_FW表示飞轮的扭矩；n_MG表示电机组件的转速；n_FW表示飞轮的转速；k表示行星排组件的总速比。

进一步地，行星排组件的总速比k通过下式确定：

k＝k₁+k₁/k₂

式中：k₁表示第一行星排的速比；k₂表示第二行星排的速比。

进一步地，新型轮毂电机无级变速装置的电机组件、轮毂和飞轮的转速关系通过下式确定：

n_MG+k*n_FW＝(1+k)n_W

式中：n_MG表示电机组件的转速；n_FW表示飞轮的转速；n_W表示轮毂的转速。

进一步地，新型轮毂电机无级变速装置的电机组件、轮毂和飞轮的扭矩关系通过下式确定：

T_MG:T_FW:T_W＝1:k:(k+1)

式中：T_MG表示电机组件的扭矩；T_FW表示飞轮的扭矩；T_W表示轮毂的扭矩。

进一步地，电机组件包括电机转子和电机定子；电机定子套设在主轴上固定，电机转子与第一行星排的太阳轮连接。

本实用新型的有益效果是：

第一、本实用新型的行星机构通过引入第二行星排，并与第一行星排特殊连接，耦合出比单行星排更大的速比，且行星排之间没有功率环；行星机构通过与电机、飞轮、轮毂的特殊连接，获得电机到车轮高速比，飞轮到车轮高速比的双重收益；根据公式n_MG+k*n_FW＝(1+k)n_W的原理，本实施例的新型轮毂电机无级变速装置的轮毂转速由电机转速和飞轮转速共同决定，可以实现连续无级调节；根据公式 的原理，对于速比为k的行星机构，其λ与电机组件和飞轮的转速比相匹配，可以实现调节不同路况、加速度下的助力比λ；

第二、在优选实现方式中，本实用新型的双行星排机构提高了电机转速，降低了电机扭矩，因此电机体积小，有利于结构轻量化；本实用新型的双行星排均为NGW型行星排，属于负号机构，行星排之间没有功率环，传动效率高，有效解决了现有技术电机体积大，机构笨重和传动效率低的问题；

第三、在优选实现方式中，本实用新型具备滑行回馈发电功能，在飞轮和主轴间增加单向离合器，在滑行工况，电机施加负扭矩，飞轮被主轴反向锁止，电机回馈发电不影响骑行习惯；

第四、在优选实现方式中，本实用新型具备纯人力两档功能，低速档速比为1，高速档速比为k₂+1，在第二行星架和第二太阳轮间设有单向离合器一，飞轮转速高于轮毂转速时单向离合器一结合，为无电机助力条件下，提供纯人力骑行低速档。

第五、在优选实现方式中，本实用新型在双行星排的齿圈上设有制动器，增加纯人力骑行高速档，当达到限制电机助力车速时，制动器结合，电机空转，自行车可通过飞轮输入动力，继续骑行；

第六、在优选实现方式中，本实用新型的纯人力两档功能还可以为系统提供跛行功能，当助力系统出现故障时，可人力骑行，避免抛锚。

第七、本实用新型的行星排机构由外壳封闭安装在主轴上，可取消链条传动，采用皮带传动或封闭的轴传动，避免传动系统与环境的交叉污染，提高使用中的传动效率。

附图说明

图1是现有技术的轮毂电机无级变速装置的结构示意图；

图2本实用新型的实施例1的新型轮毂电机无级变速装置的结构示意图；

图3是本实用新型的实施例1的新型轮毂电机无级变速装置的助力工况矢量图；

图4是实用新型的实施例2的新型轮毂电机无级变速装置的结构示意图；

图5是本实用新型的实施例2的新型轮毂电机无级变速装置的起步工况矢量图；

图6是本实用新型的实施例2的新型轮毂电机无级变速装置的滑行回馈工况矢量图；

图7是本实用新型的实施例2的新型轮毂电机无级变速装置的高速无助力工况矢量图。

其中，A1-定子；A2-转子；A3-轮毂；A4-行星轮一；A5-行星轮二；A6-行星架；A7-飞轮一；A8-太阳轮一；A9-太阳轮二；A10-主轴一；1-主轴；2-电机组件；20-电机转子；21-电机定子；3-轮毂；4-第一行星排；40-第一齿圈；41-第一行星轮；42-第一太阳轮；43-第一行星架；5-第二行星排；50-第二齿圈；51-第二行星轮；52-第二行星架；53-第二太阳轮；6-飞轮；7-单向离合器一；8-单向离合器二；9-制动器。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。

本申请中，术语“安装”、“相连”、“相接”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是一体地连接，也可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信，也可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元器件内部的联通，也可以是两个元器件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

参阅说明书附图2，一种新型轮毂电机无级变速装置，包括主轴1、电机组件2、轮毂3、行星排组件和飞轮6。主轴1穿过轮毂3、且与轮毂3转动连接，电机组件2安装在轮毂3内部，行星排组件的内部设置有多排沿其轴向方向相啮合的行星齿轮机构，行星机构至少设有两排、且为第一行星排4和第二行星排5，行星排组件套设在主轴1上、且位于轮毂3的一侧，第一行星排4与电机组件2连接，第二行星排5与飞轮6连接，第一行星排4和第二行星排5相互连接，通过电机组件2与飞轮6带动行星排组件旋转，进而带动轮毂3转动。

电机组件2包括电机转子20和电机定子21；第一行星排4包括第一齿圈40、第一行星轮41、第一太阳轮42和第一行星架43；第二行星排5包括第二齿圈50、第二行星轮51、第二行星架52和第二太阳轮53。

第一行星排4通过第一太阳轮42和第一行星架43套设在主轴1上，第二行星排5通过第二行星架52和第二太阳轮53套设在主轴1上。第一行星轮41具有多个，第一太阳轮42位于第一齿圈40的中心，多个第一行星轮41均布在第一太阳轮42和第一齿圈40之间、且同时与第一太阳轮42的外齿和第一齿圈40的内齿啮合，第一行星架43具有多个行星轮柱，第一行星架43的多个行星轮柱分别穿过多个第一行星轮41，第一行星架43的一端与轮毂3的一侧固定，另一端与第二太阳轮53固定连接。

第二行星轮51具有多个，第二太阳轮53位于第二齿圈50的中心，多个第二行星轮51均布在第二太阳轮53和第二齿圈50之间、且同时与第二太阳轮53的外齿和第二齿圈50的内齿啮合，第二齿圈50和第一齿圈40沿轴向固定连接，第二行星架52具有多个行星轮柱，第二行星架52的多个行星轮柱分别穿过多个第二行星轮51、且与第二行星轮51转动连接，第二行星架52的一侧与飞轮6固定连接，飞轮6外围安装链条。

具体的，第一行星轮41和第二行星轮51中心孔内具有轴承，第一行星架43和第二行星架52的多个行星轮柱采用圆柱杆，第一行星架43和第二行星架52的多个行星轮柱分别穿过第一行星轮41和第二行星轮51的中心孔的轴承。

进一步地，电机定子21套设在主轴1上于其固定，第一太阳轮42的一端伸入轮毂3内部与电机转子20连接。轮毂3的一端套设在主轴1的外围、且与主轴1转动连接，轮毂3的另一端套设在第一太阳轮42的外围、且与第一太阳轮42转动连接。

优选的，飞轮6或者自行车的中轴上安装有转速传感器，转速传感器与助力自行车的控制系统通过信号线通讯连接，电机组件2与助力自行车的控制系统电连接，转速传感器将飞轮6转速反馈至助力自行车的控制系统，控制系统进而控制电机组件2的转速。

需要说明的是，本实施例的行星排组件位于轮毂3的外部，通过外壳封闭安装在主轴1上，飞轮位于外壳外侧通过链条传动，避免变速器与环境的交叉污染，提高使用中的传动效率。另一实施例中，取消飞轮6的链条传动，采用皮带传动或封闭的轴传动，可进一步地提高传动效率，减少环境污染。

本实施例的第一行星排4和第二行星排5均为负号机构，负号机构能够提高新型轮毂电机无级变速装置的传动效率。

具体的，根据第一行星排4和第二行星排5的工作原理，新型轮毂电机无级变速装置的电机组件2、轮毂3和飞轮6的转速关系通过下式确定：

n_MG+k*n_FW＝(1+k)n_W (1)

式中：n_MG表示电机组件2的转速；n_FW表示飞轮6的转速和n_W表示轮毂3的转速。

新型轮毂电机无级变速装置的电机组件2、轮毂3和飞轮6的扭矩关系通过下式确定：

T_MG:T_FW:T_W＝1:k:(k+1) (2)

式中：T_MG表示电机组件2的扭矩；T_FW表示飞轮6的扭矩；T_W表示轮毂3的扭矩。

新型轮毂电机无级变速装置的电机组件2、轮毂3和飞轮6的速比关系通过下式确定：

k＝k₁+k₁/k₂ (3)

式中：k₁表示第一行星排4的速比；k₂表示第二行星排5的速比；k表示行星排组件的总速比。

基于上述公式，本实施例优选k₁＝5，k₂＝1.6，则k＝8.125；n_MG+8.125n_FW＝9.125n_W，T_MG:T_FW:T_W＝1:8.125:9.125，当n_FW＝0时，轮毂3与电机组件2的速比为最大值9.125。

进一步地，本实施例的第一行星排4和第二行星排5组成功率分流装置，功率分流装置的功率流通过下式确定：

P_W＝P_MG+P_FW (4)

式中：P_W表示轮毂3的输出功率；P_MG表示电机组件2的输入功率；P_FW表示飞轮6的输入功率。

通过调节新型轮毂电机无级变速装置的助力比以适应不同路况，结合上述公式(1)-(4)，新型轮毂电机无级变速装置的助力比通过下式确定：

式中：λ表示助力比。

下面通过电动助力自行车在低速小负荷工况时为例，对新型轮毂电机无级变速装置的工作原理进行说明。

参阅说明书附图3，图3中MG表示电机组件2，W表示轮毂3，FW表示飞轮6，S1表示第一太阳轮42，C1表示第一行星架43，R1表示第一齿圈40，S2表示第二太阳轮53，C2表示第二行星架52，R2表示第二齿圈50。工况1为某一低速平衡工况，随着骑行者脚踏频率的增加，即飞轮6转速增加，控制系统获得了加速的意图，提升电机组件2转速，自行车处于加速状态；工况2为当骑行者脚踏频率稳定时，电机组件2不再增加，此时保持当前车速状态。

采用本实施例的这种结构，能够实现大速比，电机组件2高转速、小扭矩，有利于机构轻量化；根据公式n_MG+k*n_FW＝(1+k)n_W的原理，本实施例的新型轮毂电机无级变速装置的轮毂转速由电机转速和飞轮转速共同决定，可以实现连续无级调节；根据助力比的原理，对于速比为k的行星机构，其λ与电机组件2和飞轮6的转速比相匹配，通过控制电机组件2和飞轮6的转速比，可以实现调节不同路况、加速度下的助力比λ。

实施例2：

参阅说明书附图4，本实施例包含实施例1的全部结构，并且还包括单向离合器一7、单向离合器二8和制动器9。

单向离合器一7、单向离合器二8和制动器9采用常规结构。单向离合器一7分别连接第二太阳轮53和第二行星架52，单向离合器二8分别连接飞轮6和主轴1；由于第二齿圈50和第一齿圈40沿轴向固定连接，制动器9同时与第一齿圈40和第二齿圈50连接。制动器9与助力自行车的控制系统通过信号线通讯连接，接收控制系统的控制指令并动作。

本实施例的新型轮毂电机无级变速装置至少具备纯人力骑行低速档、滑行回馈发电和纯人力骑行高速档三种功能。在第二行星架52和第二太阳轮53之间单向离合器一7，增加纯人力骑行低速档功能，以提升起步响应；在第二行星架52与主轴1之间增加单向离合器二8，实现滑行回馈发电功能；在第一齿圈40和第二齿圈50上增加制动器9，以增加纯人力骑行高速档，解决部分国家或地区法规要求车速高于限值后，限制电机扭输出的要求。

单向离合器一7、单向离合器二8和制动器9相互独立，根据用户实际需求，通过分别安装单向离合器一7、单向离合器二8和制动器9，实现某一功能或者多种功能。

下面通过介绍不同工况对本实施例进一步说明：

参阅说明书附图5，为新型轮毂电机无级变速装置的起步工况，此工况的新型轮毂电机无级变速装置装有单向离合器一7，单向离合器一7工作，单向离合器二8未装或处于超越分离状态，制动器9未装或未结合。

起步瞬间，第二行星架52转速大于第二太阳轮53转速，单向离合器一7结合，使得第二行星架52和第二太阳轮53固定连接，第一行星排4和第二行星排5均处于抱死状态，与第二行星架52连接的飞轮6以及与第一行星架43连接的轮毂3实现动力直接传递，此时行星排组件的总速比k＝1，电机组件2、轮毂3和飞轮6的转速均相同。

工况1的电机组件2通过控制系统识别自行车为起步状态，电机组件2随即进入助力模式，电机组件2的转速增大，推动轮毂3的转速提高，当轮毂3的转速大于飞轮6的转速，单向离合器一7自动分离，使得第一行星排4和第二行星排5进入功率分流模式，轮毂3通过电机组件2和飞轮6的动力共同驱动行驶。

参阅说明书附图6，为新型轮毂电机无级变速装置的滑行回馈发电工况，此工况的新型轮毂电机无级变速装置装有单向离合器二8，单向离合器二8结合，单向离合器一7未装或处于超越分离状态，制动器9未装或未结合。

工况1是在某车速下骑行，此时的电机组件2处于助力状态。当需要减速时，骑行人员停止踩动脚踏，此时飞轮6的转速为零，自行车进入滑行状态，电机组件2由正扭矩逐渐变成0扭矩后，电机组件2变为空转状态；当电机组件2施加负扭矩时，倒拖飞轮6，飞轮6发生反转后，单向离合器二8结合，单向离合器二8将飞轮6与主轴1锁死，此时电机组件2发电回收自行车的动能。

工况2由于单向离合器二8的作用，飞轮6与主轴1锁死，不会带动踏板反转，因此回馈发电过程不影响骑行者的控制意图，不影响骑行安全。

参阅说明书附图7，为新型轮毂电机无级变速装置的高速纯人力骑行工况，此工况的新型轮毂电机无级变速装置装有制动器9，制动器9结合，单向离合器一7和单向离合器二8未装或处于超越分离状态。

工况1为在某车速助力工况下骑行。工况2当车速达到限止助力阀值时，控制系统控制制动器9结合，第一齿圈40、第二齿圈50停止转动，控制系统控制电机组件2卸载空转，切断电机组件2与第一太阳轮42动力传递，骑行人员踩踏踏板的动力传递至飞轮6输入到第二行星排5，并且飞轮6带动第一行星排4和电机组件2空转，通过第一行星架43将动力输送到轮毂3。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种新型轮毂电机无级变速装置，包括主轴(1)、电机组件(2)、轮毂(3)、行星排组件和飞轮(6)；其特征在于，轮毂(3)、行星排组件和飞轮(6)依次套设在主轴(1)上，电机组件(2)套设在主轴(1)上、且位于轮毂(3)内部；

行星排组件沿其轴向至少包括相互连接的第一行星排(4)和第二行星排(5)，第一行星排(4)和第二行星排(5)均包括外齿圈、位于外齿圈中心的太阳轮、位于外齿圈和太阳轮之间的多个行星轮以及行星架；

第一行星排(4)的太阳轮的一端伸入轮毂(3)内部与电机组件(2)连接；第一行星排(4)的行星架穿过其内部的行星轮，第一行星排(4)的行星架的一端与轮毂(3)连接，另一端与第二行星排(5)的太阳连接；第二行星排(5)的行星架的一端与其内部的行星轮连接，另一端与飞轮(6)连接；第一行星排(4)的外齿圈和第二行星排(5)的外齿圈固定连接。

2.根据权利要求1所述的新型轮毂电机无级变速装置，其特征在于，第一行星排(4)的行星轮的中心孔设有轴承，第一行星排(4)的行星架具有多个行星轮柱，多个行星轮柱采用圆柱杆，多个行星轮柱分别对应穿过第一行星排(4)的行星轮的中心孔；

第二行星排(5)的行星轮和行星架具有与第一行星排(4)的行星轮和行星架相同的连接结构。

3.根据权利要求1所述的新型轮毂电机无级变速装置，其特征在于，还包括单向离合器一(7)、单向离合器二(8)和制动器(9)；

单向离合器一(7)分别连接第二行星排(5)的太阳轮和第二行星排(5)的行星架，单向离合器二(8)分别连接飞轮(6)和主轴(1)，制动器(9)同时与第一行星排(4)的外齿圈和第二行星排(5)的外齿圈连接；

单向离合器一(7)用于新型轮毂电机无级变速装置的起步工况，单向离合器二(8)用于新型轮毂电机无级变速装置的滑行回馈发电工况，制动器(9)用于新型轮毂电机无级变速装置的高速纯人力骑行工况。

4.根据权利要求1所述的新型轮毂电机无级变速装置，其特征在于，新型轮毂电机无级变速装置的助力比λ通过下式确定：

式中：λ表示助力比；P_MG表示电机组件(2)的输入功率；P_FW表示飞轮(6)的输入功率；T_MG表示电机组件(2)的扭矩；T_FW表示飞轮(6)的扭矩；n_MG表示电机组件(2)的转速；n_FW表示飞轮(6)的转速；k表示行星排组件的总速比。

5.根据权利要求4所述的新型轮毂电机无级变速装置，其特征在于，行星排组件的总速比k通过下式确定：

k＝k₁+k₁/k₂

式中：k₁表示第一行星排(4)的速比；k₂表示第二行星排(5)的速比。

6.根据权利要求5所述的新型轮毂电机无级变速装置，其特征在于，新型轮毂电机无级变速装置的电机组件(2)、轮毂(3)和飞轮(6)的转速关系通过下式确定：

n_MG+k*n_FW＝(1+k)n_W

式中：n_MG表示电机组件(2)的转速；n_FW表示飞轮(6)的转速；n_W表示轮毂(3)的转速。

7.根据权利要求5所述的新型轮毂电机无级变速装置，其特征在于，新型轮毂电机无级变速装置的电机组件(2)、轮毂(3)和飞轮(6)的扭矩关系通过下式确定：

T_MG:T_FW:T_W＝1:k:(k+1)

式中：T_MG表示电机组件(2)的扭矩；T_FW表示飞轮(6)的扭矩；T_W表示轮毂(3)的扭矩。

8.根据权利要求1所述的新型轮毂电机无级变速装置，其特征在于，电机组件(2)包括电机转子(20)和电机定子(21)；电机定子(21)套设在主轴(1)上固定，电机转子(20)与第一行星排(4)的太阳轮连接。