JP2545733B2 - Electric vehicle drive - Google Patents
Electric vehicle driveInfo
- Publication number
- JP2545733B2 JP2545733B2 JP5253619A JP25361993A JP2545733B2 JP 2545733 B2 JP2545733 B2 JP 2545733B2 JP 5253619 A JP5253619 A JP 5253619A JP 25361993 A JP25361993 A JP 25361993A JP 2545733 B2 JP2545733 B2 JP 2545733B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- drum
- electric vehicle
- brake
- gear
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
- B60G2202/20—Type of damper
- B60G2202/25—Dynamic damper
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電気モータによって減
速機構を介して車輪が駆動されるようになっている電気
自動車の駆動装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive device for an electric vehicle in which wheels are driven by an electric motor through a speed reduction mechanism.
【０００２】[0002]
【従来の技術】内燃機関の代わりに電気モータを備えた
電気自動車の駆動装置は、従来から色々提案されてい
る。例えば電気モータを車輪の内部に組み込んだインホ
イールモータ駆動方式、このインホイールモータ駆動方
式において電気モータの回転軸と車両の回転軸との間に
自動変速機を設けた駆動装置、卷線式のアウターロータ
型の直流モータのロータに車輪のリムを直結した直流モ
ータ型ダイレクト駆動方式、この直流モータ型ダイレク
ト駆動方式と略同じ構造をし、モータがブラシレス直流
モータであるいわゆるブラシレス直流モータ型ダイレク
ト駆動方式等が提案されている。2. Description of the Related Art Various drive devices for electric vehicles equipped with an electric motor instead of an internal combustion engine have been proposed. For example, an in-wheel motor drive system in which an electric motor is incorporated inside a wheel, and in this in-wheel motor drive system, a drive device in which an automatic transmission is provided between the rotary shaft of the electric motor and the rotary shaft of the vehicle; DC motor type direct drive system in which the wheel rim is directly connected to the rotor of the outer rotor type DC motor, which has almost the same structure as this DC motor type direct drive system, and the so-called brushless DC motor type direct drive in which the motor is a brushless DC motor. Methods have been proposed.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記のいずれの駆動方
式によっても電気自動車を駆動することはできる。特に
インホイール駆動方式は、駆動系が車輪の中に収納され
ているので、車体側の有効な空間を広げることができ、
また車体重量も比較的軽くすることができる等の利点は
認められる。またダイレクト駆動方式によると車体重量
を小さくすることもできる。しかしながら、従来の駆動
方式には色々な問題点もある。例えば、インホイールモ
ータ駆動方式による直流モータ型ダイレクト駆動方式の
ような電気モータによって直接車輪を駆動するダイレク
ト駆動方式は、充分な駆動力は得られるにしても、加速
時と回生時におけるモータのエネルギ効率を高くするこ
とができず、発進・停止が頻繁に必要な市街地走行での
１充電当たりの走行距離が伸びないという欠点がある。
これに対し、電気モータの回転軸と車両の回転軸との間
に自動変速機を設けると、加・減速時のモータのエネル
ギ効率はよくなるが自動変速機の重量が大きく、駆動装
置全体の効率は悪くなる。したがって、本発明は電気モ
ータと車輪との間に減速機構は設けられているが、軽量
で、且つ全体の効率の良い電気自動車の駆動装置を提供
することを目的としている。An electric vehicle can be driven by any of the above driving methods. Especially in the in-wheel drive system, since the drive system is housed in the wheels, it is possible to expand the effective space on the vehicle body side,
Moreover, the advantage that the weight of the vehicle body can be relatively reduced is recognized. The direct drive system can also reduce the weight of the vehicle body. However, the conventional driving method has various problems. For example, a direct drive system that directly drives wheels by an electric motor, such as a direct-current motor type direct drive system using an in-wheel motor drive system, can provide sufficient driving force, but the energy of the motor during acceleration and regeneration can be obtained. There is a drawback in that the efficiency cannot be increased and the mileage per charge in city driving, which often requires starting and stopping, does not increase.
On the other hand, if an automatic transmission is installed between the rotating shaft of the electric motor and the rotating shaft of the vehicle, the energy efficiency of the motor during acceleration / deceleration is improved, but the weight of the automatic transmission is large and the efficiency of the entire drive device is increased. Will get worse. Therefore, it is an object of the present invention to provide a drive device for an electric vehicle that is light in weight and has high overall efficiency, although a reduction mechanism is provided between the electric motor and the wheels.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、電気モータによって、減速機構を介して
駆動されるようになっている電気自動車の駆動装置であ
って、前記減速機構は、電気モータの回転軸に取り付け
られているサンギヤ、このサンギヤと噛み合うプラネタ
リーギヤ、このプラネタリーギヤが噛み合うリングギヤ
とからなり、前記プラネタリーギヤあるいはリングギヤ
の出力軸は、ドラムブレーキのドラムに結合され、前記
ドラムには車輪のハブが直結されていると共に、前記電
気モータ、サンギヤ、プラネタリーギヤ、リングギヤお
よびドラムブレーキは、車輪のホイール内に納められて
いる。請求項２記載の発明は、請求項１記載の電気モー
タが、ブラシレス直流モータあるいは誘導モータのイン
ナーロータ型であり、請求項３記載の発明は、請求項１
または２記載のドラムブレーキのドラムと協働するブレ
ーキシューのアンカーピン等の静止部材が、電気モータ
の電機子が固定されている外枠に接続されている。そし
て請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの項
に記載の電気モータの電機子の外枠が、サスペンション
アームに取り付けられている。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is a drive device for an electric vehicle, which is driven by an electric motor through a reduction mechanism. Consists of a sun gear attached to the rotary shaft of the electric motor, a planetary gear that meshes with this sun gear, and a ring gear that meshes with this planetary gear.The planetary gear or the output shaft of the ring gear is connected to the drum of the drum brake. The wheel hub is directly connected to the drum, and the electric motor, the sun gear, the planetary gear, the ring gear, and the drum brake are housed in the wheel. According to a second aspect of the invention, the electric motor according to the first aspect is an inner rotor type of a brushless DC motor or an induction motor, and the invention according to the third aspect is directed to the first aspect.
Alternatively, a stationary member such as an anchor pin of a brake shoe that cooperates with the drum of the drum brake described in 2 is connected to the outer frame to which the armature of the electric motor is fixed. In the invention according to claim 4, the outer frame of the armature of the electric motor according to any one of claims 1 to 3 is attached to the suspension arm.
【０００５】[0005]
【作用】例えばアクセルペダルを踏む。そうすると、踏
み込んだ量に比例して、モータのコイルに通電される。
そうするとモータの回転軸が回転し、サンギヤが回転す
る。サンギヤが回転するので。サンギヤと噛み合ってい
るプラネタリーギヤは、リングギヤ２４と噛み合いなが
らサンギヤの周りを決められた減速比で公転する。した
がって、プラネタリーギヤの出力軸によりドラムブレー
キのドラムが回転駆動される。ドラムブレーキのドラム
と一体の車輪のハブも徐々に回転し、電気自動車はゆっ
くりと発車する。踏み込んだ量に比例して、回転軸の回
転数が上がり加速される。アクセルペダルを離し、ブレ
ーキペダルを踏むと、回生制動がかかり、モータから回
生電流が流れて電池に再充電される。緊急時にはドラム
ブレーキのドラムに制動がかかる。[Function] For example, the accelerator pedal is depressed. Then, the coil of the motor is energized in proportion to the amount of depression.
Then, the rotating shaft of the motor rotates and the sun gear rotates. Because the sun gear rotates. The planetary gear that meshes with the sun gear revolves around the sun gear at a predetermined reduction ratio while meshing with the ring gear 24. Therefore, the drum of the drum brake is rotationally driven by the output shaft of the planetary gear. The wheel hub integrated with the drum of the drum brake also gradually rotates, and the electric vehicle starts slowly. The number of rotations of the rotary shaft rises and is accelerated in proportion to the amount of depression. When the accelerator pedal is released and the brake pedal is depressed, regenerative braking is applied, and a regenerative current flows from the motor to recharge the battery. In an emergency, the drum of the drum brake is braked.
【０００６】[0006]
【実施例】本発明は色々な形で実施することができる。
例えば電気モータには誘導モータも適用できるし、ブラ
シレス直流モータで実施することもできる。また、ブレ
ーキには構造的に単純なドラムブレーキを適用するのが
望ましい。電気自動車では回生ブレーキで制動エネルギ
のほとんどが回生されるので、重量の大きいディスクブ
レーキを適用する必要がないからである。このとき、ド
ラムブレーキのブレーキシューは、アンカーピンで車体
側の部材に固定される。本実施例では、これらのブレー
キシューは、電気モータを固定している外枠に直接ある
いはステイを介して取り付けられている。本発明は乗用
車にもトラックにも適用できる。本実施例の電気自動車
も、アクセルペダルを備えている。そしてこのアクセル
ペダルを踏むと、踏み込んだ量に比例してモータに電流
が流れるようになっている。またブレーキペダルも備
え、このブレーキペダルを踏むと回生制動がかかり、さ
らに踏み込むと、ドラムブレーキのドラムに制動がかか
るようになっている。しかしながら、これらのペダル類
の具体的な例は図には示されていない。また、以下の実
施例の説明から明らかなように、モータの出力をプラネ
タリーギヤから取り出す代わりに、リングギヤから取る
こともできる。しかしながら、この例も図には示されて
いない。以上のように、本発明は色々な形で実施するこ
とができるが、以下ブラシレス直流モータを車輪の内部
に組み込んだインホイール駆動方式モータの出力を、プ
ラネタリーギヤから取り出した実例を、図１により説明
する。The present invention can be implemented in various forms.
For example, an induction motor can be applied to the electric motor, or a brushless DC motor can be used. It is also desirable to apply a structurally simple drum brake. This is because in an electric vehicle, most of the braking energy is regenerated by the regenerative brake, so that it is not necessary to apply a heavy disk brake. At this time, the brake shoe of the drum brake is fixed to the member on the vehicle body side by the anchor pin. In the present embodiment, these brake shoes are attached directly or via a stay to the outer frame fixing the electric motor. The invention can be applied to both passenger cars and trucks. The electric vehicle of this embodiment also includes an accelerator pedal. When the accelerator pedal is depressed, a current flows through the motor in proportion to the amount of depression. A brake pedal is also provided. When the brake pedal is depressed, regenerative braking is applied, and when the brake pedal is further depressed, the drum of the drum brake is braked. However, specific examples of these pedals are not shown in the figure. Further, as is clear from the description of the embodiments below, the output of the motor can be taken from the ring gear instead of being taken from the planetary gear. However, this example is also not shown in the figure. As described above, although the present invention can be implemented in various forms, the output of an in-wheel drive type motor in which a brushless DC motor is incorporated inside a wheel is taken out from a planetary gear as shown in FIG. Will be described.
【０００７】本実施例に係わる駆動装置は、図１に示さ
れているように、ブラシレス直流モータ１を備えてい
る。このブラシレス直流モータ１は、固定子である電機
子２を外周部に、そして内側に界磁３を有する。界磁３
には希土類元素から形成されている永久磁石５が固定さ
れている。またブラシレス直流モータ１はエンコーダ４
も備えている。このエンコーダ４により、界磁３の位置
が検出され、その位置に応じて電機子２のコイル６、６
に給電される。電機子２は、外枠１０内に固定されてい
る。そして外枠１０はボールジョイント１１、１１を介
してサスペンションアーム１２、１２に取り付けられて
いる。サスペンションアーム１２、１２の端部は、車体
を支持しているので固定部材である。したがって、外枠
１０内に固定されている電機子２は固定され、電機子２
と対をなす界磁３が回転することになる。なお、図中の
符号１３はショックアブソーバを示している。As shown in FIG. 1, the driving device according to this embodiment includes a brushless DC motor 1. This brushless DC motor 1 has an armature 2 which is a stator on the outer peripheral portion and a field magnet 3 on the inner side. Field 3
A permanent magnet 5 made of a rare earth element is fixed to the. The brushless DC motor 1 is an encoder 4
Is also equipped. The position of the field 3 is detected by the encoder 4, and the coils 6, 6 of the armature 2 are detected according to the position.
Is powered. The armature 2 is fixed inside the outer frame 10. The outer frame 10 is attached to the suspension arms 12, 12 via ball joints 11, 11. The ends of the suspension arms 12, 12 support the vehicle body and are therefore fixed members. Therefore, the armature 2 fixed in the outer frame 10 is fixed, and the armature 2
The field 3 forming a pair rotates with. Reference numeral 13 in the figure indicates a shock absorber.
【０００８】外枠１０は、電機子２とコイル６、６とを
包むようにして半径中心方向に延び、その先端部は軸受
部１４、１４となっている。そしてこの軸受部１４、１
４によって、界磁３を支持している回転部材２０が回転
自在に軸受けされている。回転部材２０の一方からは回
転軸２１が一体的に延び、この回転軸２１に減速機構を
構成しているサンギヤ２２が固定されている。減速機構
は、上記のサンギヤ２２と、このサンギヤ２２に噛み合
いサンギヤ２２の周りを公転する複数個のプラネタリー
ギヤ２３、２３、…と、プラネタリーギヤ２３、２３、
…が公転するように噛み合っているリングギヤ２４とか
ら構成されている。そしてプラネタリーギヤ２３、２
３、…のキャリヤ２５、２５、…は、ブレーキドラム３
０を回転駆動するように、このブレーキドラム３０に取
り付けられている。リングギヤ２４は、摩擦部材２６を
介して外枠１０に固定されている。したがってブレーキ
ドラム３０は、プラネタリーギヤ２３、２３、…の公転
によりキャリヤ２５、２５、…により減速されて回転駆
動されることになる。The outer frame 10 extends in the radial center direction so as to enclose the armature 2 and the coils 6 and 6, and the tip portions thereof serve as bearing portions 14 and 14. And these bearing parts 14, 1
The rotating member 20 supporting the field magnet 3 is rotatably supported by the motor 4. A rotary shaft 21 extends integrally from one side of the rotary member 20, and a sun gear 22 constituting a speed reduction mechanism is fixed to the rotary shaft 21. The reduction mechanism includes the sun gear 22, a plurality of planetary gears 23, 23, ... Revolving around the sun gear 22, which meshes with the sun gear 22, and the planetary gears 23, 23.
, And a ring gear 24 meshing with each other so as to revolve. And planetary gears 23, 2
The carrier 25, 25, ... of the brake drum 3 is a brake drum 3.
It is attached to this brake drum 30 so as to rotate 0. The ring gear 24 is fixed to the outer frame 10 via a friction member 26. Therefore, the brake drum 30 is rotationally driven by being decelerated by the carriers 25, 25, ... By the revolution of the planetary gears 23, 23 ,.
【０００９】ブレーキドラム３０と対をなすブレーキシ
ュー３１は、ブレーキドラム３０の内側に設けられ、そ
の端部はアンカーピン３２により外枠１０のステー１５
に取り付けられている。このブレーキシュー３１は、流
体シリンダ３５で拡径されブレーキドラム３０のブレー
キパット３３に接し制動がかかる。車輪のハブ４０は、
ブレーキドラム３０に同心状に固定されている。そして
この車輪のハブ４０にはホイール４１がボルト４２、４
２、…でタイヤ４０が取り付けられている。ホイール４
１の外周部には、周知のようにタイヤ４３が取り付けら
れている。A brake shoe 31 forming a pair with the brake drum 30 is provided inside the brake drum 30, and an end portion of the brake shoe 31 is fixed to the stay 15 of the outer frame 10 by an anchor pin 32.
Attached to. The brake shoe 31 is expanded in diameter by the fluid cylinder 35 and comes into contact with the brake pad 33 of the brake drum 30 for braking. The wheel hub 40
It is fixed concentrically to the brake drum 30. And the wheel 41 has bolts 42, 4 on the hub 40 of this wheel.
The tire 40 is attached at 2, ... Wheel 4
As is well known, a tire 43 is attached to the outer peripheral portion of 1.
【００１０】次に上記実施例の作用について説明する。
例えばアクセルペダルを踏む。そうすると、踏み込んだ
量に比例して、ブラシレス直流モータ１のコイル６、６
に電流が通電される。そうすると界磁３は、軸受部１
４、１４により外枠１０に対して軸受けされているの
で、車軸２７の周りを回転する。これと一体の回転軸２
１も車軸２７の周りを回転する。したがって、サンギヤ
２２が回転する。サンギヤ２２と噛み合っているプラネ
タリーギヤ２３、２３、…は、リングギヤ２４の周りを
決められた減速比で公転する。したがって、プラネタリ
ーギヤ２３、２３、…のキャリヤ２５、２５、…により
ブレーキドラム３０は回転駆動される。ブレーキドラム
３０と一体の車輪のハブ４０も徐々に回転し、電気自動
車はゆっくりと発車する。踏み込んだ量に比例して、界
磁３のトルクが上がり加速される。アクセルペダルを離
し、例えばブレーキペダルを踏む。そうすると回生制動
がかかり、ブレーキペダルの踏み込み量に応じてブラシ
レス直流モータ１より回生電流が流れて電池に再充電さ
れる。それに伴って電気自動車は減速あるいは停止す
る。以下前述したようにして発車、走行、停車する。緊
急時にさらにブレーキペダルを踏み込むと、流体シリン
ダ３５に例えば圧縮空気が供給されブレーキシュー３１
がブレーキパット３３に接し、機械的な制動がかかる。Next, the operation of the above embodiment will be described.
For example, depress the accelerator pedal. Then, the coils 6, 6 of the brushless DC motor 1 are proportional to the stepped amount.
Is supplied with current. Then, the field 3 becomes the bearing 1
Since the bearings 4 and 14 support the outer frame 10, they rotate around the axle 27. Rotating shaft 2 integrated with this
1 also rotates around axle 27. Therefore, the sun gear 22 rotates. The planetary gears 23, 23, ... That mesh with the sun gear 22 revolve around the ring gear 24 at a predetermined reduction ratio. Therefore, the brake drum 30 is rotationally driven by the carriers 25, 25, ... Of the planetary gears 23, 23 ,. The hub 40, which is a wheel integrated with the brake drum 30, also gradually rotates, and the electric vehicle starts slowly. The torque of the field magnet 3 increases and is accelerated in proportion to the amount of depression. Release the accelerator pedal and step on the brake pedal, for example. Then, regenerative braking is applied, a regenerative current flows from the brushless DC motor 1 according to the amount of depression of the brake pedal, and the battery is recharged. As a result, the electric vehicle slows down or stops. The vehicle starts, runs, and stops as described above. When the brake pedal is further depressed in an emergency, for example, compressed air is supplied to the fluid cylinder 35 and the brake shoe 31
Comes into contact with the brake pad 33 and is mechanically braked.
【００１１】本実施例によると、色々な効果が得られる
が、以下ブラシレス直流モータを使用した場合の効果
を、数式を用いて説明する。一般に、ブラシレス直流モ
ータの効率ηBは次式（１）で表される。 ηB＝１／（１＋ＡＴ／ｎ＋Ｂｎ0.6／Ｔ） （１） 上式において、Ａは卷線抵抗とトルク定数に依存するモ
ータの定数、Ｂはモータの鉄損に依存するモータの定数
である。またＴはモータのトルク、ｎは回転数である。
なお、式（１）の分母の第２項の「ＡＴ／ｎ」は銅損に
基づくもので、また第３項の「Ｂｎ0.6／Ｔ」鉄損に基
づくものである。インホイールモータ駆動方式の電気自
動車においてブラシレス直流モータの回転軸を車輪に直
接接続した従来の駆動方式の効率ηDは、（１）式を変
形して次式（２）で表される。 ηD＝１／（１＋ＡＴ／ｎＮ＋Ｂｎ0.6Ｎ／Ｔ） （２） ここでＮは駆動輪の数である。According to the present embodiment, various effects can be obtained, but the effects of using a brushless DC motor will be described below using mathematical expressions. Generally, the efficiency η B of a brushless DC motor is expressed by the following equation (1). η B = 1 / (1 + AT / n + Bn 0.6 / T) (1) In the above formula, A is a motor constant that depends on the winding resistance and torque constant, and B is a motor constant that depends on the iron loss of the motor. Further, T is the torque of the motor, and n is the rotation speed.
The second term “AT / n” in the denominator of the equation (1) is based on the copper loss, and the third term “Bn 0.6 / T” is the iron loss. The efficiency η D of the conventional drive system in which the rotating shaft of the brushless DC motor is directly connected to the wheels in the electric vehicle of the in-wheel motor drive system is expressed by the following formula (2) by modifying the formula (1). η D = 1 / (1 + AT / nN + Bn 0.6 N / T) (2) Here, N is the number of drive wheels.
【００１２】本実施例において駆動系の効率ηHは、ブ
ラシレス直流モータの効率ηBにサンギヤ、プラネタリ
ーギヤ２３、２３、…、リングギヤ２４等からなる減速
機構の効率ηGを掛け合わせて次式（３） ηH＝ηG／｛１＋ＡＴ／（ｎＮｉ2）＋Ｂ（ｎｉ）0.6Ｎ／（ｉ／Ｔ）｝（３ ） で与えられる。ここでｉはギヤ比である。一般に減速機
構の効率ηGは、１にかなり近い値となる。電気自動車
のモータが特に加速状態であったり、時速４０ｋｍ程度
の低速走行においては、モータの鉄損は銅損よりかなり
小さい。したがって、（２）、（３）式における効率η
D、ηHは銅損が主である。（２）、（３）式の銅損を比
較すると、すなわち従来の駆動方式の銅損と本実施例の
銅損とを比較すると、本実施例の銅損はギヤ比ｉの２乗
分だけ小さい。したがって、卷線抵抗とトルク定数に依
存するモータの定数Ａと、駆動輪の数Ｎとが同一であれ
ば、本実施例の銅損は従来の駆動方式の銅損の１／ｉ2
となる。また（２）、（３）式において同じ銅損になる
ようにすると、（３）式の卷線抵抗とトルク定数に依存
するモータの定数Ａまたは駆動輪の数Ｎを小さくするこ
とができる。このことは、ブラシレス直流モータのサイ
ズを小さくすること、または駆動輪の数Ｎを減らすこと
が可能であることを示している。すなわち本実施例によ
ると、従来の駆動方式に比較してブラシレス直流モータ
のサイズを小さくすることができ、または駆動輪の数Ｎ
を減らすことができることを意味している。In this embodiment, the efficiency η H of the drive system is calculated by multiplying the efficiency η B of the brushless DC motor by the efficiency η G of the speed reducing mechanism including the sun gear, planetary gears 23, 23, ... Formula (3) η H = η G / {1 + AT / (nNi 2 ) + B (ni) 0.6 N / (i / T)} (3) Here, i is a gear ratio. Generally, the efficiency η G of the speed reduction mechanism is a value very close to 1. The iron loss of the electric vehicle is considerably smaller than the copper loss, especially when the motor of the electric vehicle is in an accelerated state or when traveling at a low speed of about 40 km / h. Therefore, the efficiency η in the equations (2) and (3)
D and η H are mainly copper loss. Comparing the copper losses of the equations (2) and (3), that is, comparing the copper loss of the conventional driving method with the copper loss of the present embodiment, the copper loss of the present embodiment is equal to the square of the gear ratio i. small. Therefore, if the motor constant A, which depends on the winding resistance and the torque constant, and the number N of drive wheels are the same, the copper loss of this embodiment is 1 / i 2 of the copper loss of the conventional drive system.
Becomes Further, if the same copper loss is used in the equations (2) and (3), the motor constant A or the number N of driving wheels depending on the winding resistance and the torque constant in the equation (3) can be reduced. This indicates that it is possible to reduce the size of the brushless DC motor or reduce the number N of drive wheels. That is, according to the present embodiment, the size of the brushless DC motor can be reduced as compared with the conventional drive system, or the number N of drive wheels can be reduced.
Means that can be reduced.
【００１３】今具体的な例として（２）式に対応する電
気自動車と、（３）式に対応する本実施例の電気自動車
について検討する。これらの電気自動車に搭載されるモ
ータは共にブラシレス直流モータとし、これらのモータ
の個数、ギヤ比等はそれぞれ表１に示すものとする。表
１においてモータ（２）は（２）式に対応し、モータ
（３）は（３）式に対応し重量は略同一とする。また、
電気自動車に搭載されるモータは、（２）式に対応する
電気自動車には４個、（３）式に対応する本実施例の電
気自動車には２個とする。本実施例の電気自動車のギヤ
比は４.４とした。 表１（モータの特性） モータ（２） モータ（３） トルク定数（Ｎｍ／Ａ） １.９６ ０.３８２２ 一相当りの電機子抵抗（Ω） ０.０６７５ ０.００６４ 漂遊付加損 １.１５ １.１５ 無負荷損失係数 ０.００４７７ ０.００１２ １ コントローラ損失ー１ ０.０１５６ ０.００７８ （電流の自乗に比例） コントローラ損失ー２（電流に比例） ９.０２ ４.５１ 電池の回生時内部抵抗（Ω） １.１１２ ０.５５６ 電池の放電時内部抵抗（Ω） ０.８６４ ０.４３２ 最大電流（Ａ） ２１２ ４８０ 電池電圧（Ｖ） ３２９ ３２９ ギヤ比 １ ４.４ ギヤの伝達効率 １ ０.９５ モータ個数 ４ ２As a concrete example, an electric vehicle corresponding to the equation (2) and an electric vehicle of this embodiment corresponding to the equation (3) will be examined. The motors mounted on these electric vehicles are brushless DC motors, and the numbers of these motors, gear ratios, etc. are shown in Table 1, respectively. In Table 1, the motor (2) corresponds to the equation (2), the motor (3) corresponds to the equation (3), and the weights thereof are substantially the same. Also,
The number of motors mounted on the electric vehicle is four for the electric vehicle corresponding to the expression (2) and two for the electric vehicle of the present embodiment corresponding to the expression (3). The gear ratio of the electric vehicle of this embodiment was set to 4.4. Table 1 (Motor characteristics) Motor (2) Motor (3) Torque constant (Nm / A) 1.96 0.3822 Equivalent armature resistance (Ω) 0.0675 0.00064 Stray additional loss 1.15 1.15 No-load loss coefficient 0.004777 0.0012 1 Controller loss-1 0.0156 0.0078 (Proportional to current square) Controller loss-2 (Proportional to current) 9.02 4.51 When regenerating battery Internal resistance (Ω) 1.112 0.556 Battery discharge internal resistance (Ω) 0.864 0.432 Maximum current (A) 212 480 Battery voltage (V) 329 329 Gear ratio 1 4.4 Gear transmission efficiency 1 0.95 Number of motors 4 2
【００１４】上記条件のモータを、電池重量が５３１ｋ
ｇ、４人乗りの電気自動車に搭載するものとする。また
車体の総重量は（２）式に対応する電気自動車に比較し
て本実施例に係わる電気自動車の総重量は、モータおよ
びコントローラが４個から２個に減った分だけ軽くなっ
たものとする。このような条件の下でそれぞれの電気自
動車の仕様の例を表２に示す。なお、表２において車両
（２）は、モータ（２）を、そして車両（３）はモータ
（３）を搭載した電気自動車とする。 表２（電気自動車の特性） 車両（２） 車両（３） 前面投影面積（ｍ2） １.８３ １.８３ 空気抵抗係数 ０.２５ ０.２５ 転がり摩擦係数 ０.００７２ ０.００７２ 回転部分相当重量 １.０３ １.０２５ タイヤ直径（ｍ） ０.６３３ ０.６３３ 総重量（ｋｇ） １６６０ １５６０ 電池のエネルギ密度（Ｗｈ／ｋｇ） ５６.７ ５６.７ 電池重量（ｋｇ） ５３１.２ ５３１.２ 電池の種類 ＮｉＣｄ ＮｉＣｄ A motor of the above conditions has a battery weight of 531k.
It shall be installed in a four-seater electric vehicle. In addition, the total weight of the electric vehicle according to the present embodiment is lighter than that of the electric vehicle corresponding to the formula (2) by reducing the number of motors and controllers from four to two. To do. Table 2 shows an example of specifications of each electric vehicle under such conditions. In Table 2, the vehicle (2) is an electric vehicle equipped with the motor (2) and the vehicle (3) is an electric vehicle equipped with the motor (3). Table 2 (Characteristics of electric vehicles) Vehicle (2) Vehicle (3) Front projected area (m 2 ) 1.83 1.83 Air resistance coefficient 0.25 0.25 Rolling friction coefficient 0.0072 0.0072 Rotating part equivalent Weight 1.03 1.025 Tire diameter (m) 0.633 0.633 Total weight (kg) 1660 1560 Battery energy density (Wh / kg) 56.7 56.7 Battery weight (kg) 531.2 531. 2 Battery type NiCd NiCd
【００１５】表２の仕様に基づき、それぞれの電気自動
車の１充電当たりの走行距離、加速性能、最高速度等を
計算し、次の表３に示す。 表３（電気自動車の性能） 車両（２） 車両（３） ４０ｋｍ／ｈ定速走行時の１充電走行距離 ５５７ｋｍ ５６６ｋｍ １００ｋｍ／ｈ定速走行時の１充電走行距離 ２７２ｋｍ ２６４ｋｍ ４モードパターン速走行時の１充電走行距離 ２３２ｋｍ ３４９ｋｍ １０モードパターン速走行時の１充電走行距離 １９８ｋｍ ３０６ｋｍ ０から５０ｋｍ／ｈまでの加速時間 ４.６５ｓ ４.７５ｓ ０から４００ｍ走行に要する時間 １７.９ｓ １７.４ｓ 最高速度 １６６ｋｍ／ｈ １８８ｋｍ／ ｈ 上記表３から明らかなように、定速走行時には一充電当
たりの走行距離において両車両（２）、（３）の間に格
別差はないが、パターン走行において性能に大きな差が
出ることが理解される。その理由は、銅損の大きさが特
に影響を与える加速および回生の条件では、本実施例の
駆動方式の効率が大きいためである。また従来のブラシ
レス直流モータを車輪に直結する方式に比較して、モー
タ数を減らすことができる経済的な効果もある。Based on the specifications of Table 2, the mileage per charge, acceleration performance, maximum speed, etc. of each electric vehicle are calculated and shown in Table 3 below. Table 3 (Performance of electric vehicle) Vehicle (2) Vehicle (3) 40 km / h 1-charging mileage at constant speed driving 557 km 566 km 100 km / h 1-charging driving distance at constant speed driving 272 km 264 km 4 mode Pattern speed driving 1 charge mileage 232km 349km 10 mode pattern speed 1 charge mileage when running 198km 306km 0 to 50km / h acceleration time 4.65s 4.75s 0 to 400m time required to run 17.9s 17.4s maximum speed 166km / h 188km / h As is clear from Table 3 above, there is no particular difference between the two vehicles (2) and (3) in the mileage per charge when traveling at a constant speed, but the performance is large in pattern traveling. It is understood that there is a difference. The reason is that the efficiency of the drive system of the present embodiment is large under the conditions of acceleration and regeneration in which the magnitude of copper loss has a particular influence. Further, there is an economical effect that the number of motors can be reduced as compared with the conventional method in which a brushless DC motor is directly connected to wheels.
【００１６】[0016]
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
ると、車輪を駆動する減速機構が、電気モータの回転軸
に取り付けられているサンギヤ、このサンギヤと噛み合
うプラネタリーギヤ、このプラネタリーギヤが噛み合う
リングギヤとから構成されているので、駆動装置の効率
を高めることが可能で、従来の方式に比較して駆動用の
モータ数を減らすことができる。また、軽量なモータを
適用することもできる。さらには、プラネタリーギヤあ
るいはリングギヤの出力軸は、ドラムブレーキのドラム
に結合されて、このドラムには車輪のハブが直結されて
いるので、さらには電気モータ、サンギヤ、プラネタリ
ーギヤ、リングギヤおよびドラムブレーキが、車輪のホ
イール内に納められているので、構造が簡単で、全体が
コンパクトにまとめられ、したがって軽量で、電気エネ
ルギの消費も少なくて済む、電気自動車の駆動装置が得
られるという本発明特有の効果が得られる。請求項２記
載の発明によると、上記効果に加えて電気モータがイン
ナーロータ型であるので、アウターロータ型の電気モー
タに比較して同じ重量で銅損を小さくできる効果が得ら
れる。また、請求項３記載の発明によると、ドラムブレ
ーキのドラムと協働するブレーキシューのアンカーピン
等の静止部材が、電気モータの電機子が固定されている
外枠に接続されているので、駆動装置全体の構造を簡単
にし、軽量化することができ、したがって電気エネルギ
の消費が少なくて済む利点が得られる。請求項４記載の
発明によると、電気モータの電機子の外枠は、サスペン
ションアームに取り付けられているので、同様に駆動装
置全体の構造を簡単にし、且つ軽量化することができ
る。したがって電気エネルギの消費が少なくて済む利点
が得られる。As described above, according to the first aspect of the invention, the sun gear in which the speed reducing mechanism for driving the wheels is attached to the rotating shaft of the electric motor, the planetary gear meshing with the sun gear, and the planetary gear Since the gears are composed of the meshing ring gears, the efficiency of the driving device can be increased and the number of driving motors can be reduced as compared with the conventional method. Also, a lightweight motor can be applied. Furthermore, since the output shaft of the planetary gear or ring gear is connected to the drum of the drum brake and the hub of the wheel is directly connected to this drum, the electric motor, sun gear, planetary gear, ring gear and drum are further connected. Since the brake is housed within the wheel of the wheel, the invention provides a drive for an electric vehicle, which is simple in construction, compact in size and therefore lightweight and consumes less electrical energy. A unique effect can be obtained. According to the second aspect of the present invention, in addition to the above effects, since the electric motor is the inner rotor type, it is possible to obtain the effect of reducing the copper loss with the same weight as compared with the outer rotor type electric motor. According to the third aspect of the invention, the stationary member such as the anchor pin of the brake shoe that cooperates with the drum of the drum brake is connected to the outer frame to which the armature of the electric motor is fixed. The overall structure of the device can be simplified and made lighter, and therefore the advantage of lower consumption of electrical energy is obtained. According to the invention described in claim 4, since the outer frame of the armature of the electric motor is attached to the suspension arm, the structure of the entire driving device can be similarly simplified and the weight can be reduced. Therefore, there is an advantage that the consumption of electric energy is small.
【図１】本発明の１実施例を模式的に示す断面図であ
る。FIG. 1 is a sectional view schematically showing an embodiment of the present invention.
１ ブラシレス直流モータ ３ 界磁 １０ 外枠 １１ ボールジョイント １２ サスペンションアーム ２１ 回転軸 ２２ サンギヤ ２３ プラネタリーギヤ ２４ リングギヤ ２５ キャリヤ ３０ ブレーキドラム ４０ 車輪のハブ ４１ ホイール 1 Brushless DC Motor 3 Field 10 Outer Frame 11 Ball Joint 12 Suspension Arm 21 Rotating Shaft 22 Sun Gear 23 Planetary Gear 24 Ring Gear 25 Carrier 30 Brake Drum 40 Wheel Hub 41 Wheel
Claims (4)
駆動されるようになっている電気自動車の駆動装置であ
って、 前記減速機構は、電気モータの回転軸に取り付けられて
いるサンギヤ、このサンギヤと噛み合うプラネタリーギ
ヤ、このプラネタリーギヤが噛み合うリングギヤとから
なり、 前記プラネタリーギヤあるいはリングギヤの出力軸は、
ドラムブレーキのドラムに結合され、 前記ドラムには車輪のハブが直結されていると共に、前
記電気モータ、サンギヤ、プラネタリーギヤ、リングギ
ヤおよびドラムブレーキは、車輪のホイール内に納めら
れていることを特徴とする電気自動車の駆動装置。1. A drive device for an electric vehicle, which is driven by an electric motor via a speed reduction mechanism, wherein the speed reduction mechanism is a sun gear attached to a rotating shaft of the electric motor, and the sun gear is a sun gear. A planetary gear meshing with the planetary gear, and a ring gear meshing with the planetary gear, wherein the planetary gear or the output shaft of the ring gear is
It is connected to the drum of the drum brake, the hub of the wheel is directly connected to the drum , and the front
Electric motor, sun gear, planetary gear, ring gear
Wheels and drum brakes should be stored inside the wheels.
A drive device for an electric vehicle, which is characterized in that
ス直流モータあるいは誘導モータのインナーロータ型で
ある、電気自動車の駆動装置。2. A drive device for an electric vehicle, wherein the electric motor according to claim 1 is an inner rotor type of a brushless DC motor or an induction motor.
ドラムと協働するブレーキシューのアンカーピン等の静
止部材が、電気モータの電機子が固定されている外枠に
接続されている、電気自動車の駆動装置。3. A drum brake according to claim 1 or 2.
A drive device for an electric vehicle in which a stationary member such as an anchor pin of a brake shoe that cooperates with a drum is connected to an outer frame to which an armature of an electric motor is fixed.
モータの電機子の外枠が、サスペンションアームに取り
付けられている、電気自動車の駆動装置。4. A drive device for an electric vehicle, wherein an outer frame of an armature of an electric motor according to any one of claims 1 to 3 is attached to a suspension arm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5253619A JP2545733B2 (en) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | Electric vehicle drive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5253619A JP2545733B2 (en) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | Electric vehicle drive |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0781430A JPH0781430A (en) | 1995-03-28 |
| JP2545733B2 true JP2545733B2 (en) | 1996-10-23 |
Family
ID=17253883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5253619A Expired - Lifetime JP2545733B2 (en) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | Electric vehicle drive |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2545733B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005081871A (en) * | 2003-09-04 | 2005-03-31 | Toyota Motor Corp | In-wheel motor |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010035552A (en) * | 1999-10-01 | 2001-05-07 | 윤문수 | Dynamics Wheel |
| JP3440082B2 (en) * | 2001-02-19 | 2003-08-25 | 科学技術振興事業団 | In-wheel motor for electric vehicles |
| WO2002083446A1 (en) * | 2001-04-16 | 2002-10-24 | Kabushiki Kaisha Bridgestone | Fixing method of in-wheel motor and in-wheel motor system |
| JP3840461B2 (en) * | 2003-05-15 | 2006-11-01 | 清水 浩 | 8-wheel drive electric vehicle |
| JP4113506B2 (en) | 2003-09-30 | 2008-07-09 | トヨタ自動車株式会社 | Wheel support device |
| US7703780B2 (en) | 2003-09-30 | 2010-04-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Wheel supporting apparatus improving ride comfort of vehicle |
| JP4276579B2 (en) | 2004-05-17 | 2009-06-10 | トヨタ自動車株式会社 | Mounting structure of components installed in in-wheel motor |
| JP4139353B2 (en) | 2004-05-25 | 2008-08-27 | トヨタ自動車株式会社 | Wheel support device |
| JP5204833B2 (en) * | 2010-11-15 | 2013-06-05 | 本田技研工業株式会社 | Brake structure of wheel rotation device |
| CN102416857B (en) * | 2011-10-10 | 2015-10-07 | 潍柴动力股份有限公司 | Bulldozer and hybrid power system |
| CN102602280B (en) * | 2012-03-22 | 2015-05-20 | 上海中科深江电动车辆有限公司 | In-wheel motor and off-vehicle charging hybrid vehicle carrying same |
| JP6128582B2 (en) * | 2012-11-02 | 2017-05-17 | 株式会社ササキコーポレーション | Walking blade snow blower |
| CN103640470B (en) * | 2013-12-10 | 2016-01-20 | 江苏大学 | The double-rotor machine structure driven for vehicle hub and transmission of power pattern thereof |
| CN111845319B (en) * | 2019-04-28 | 2022-03-18 | 浙江万安科技股份有限公司 | Drive-brake integrated electric wheel integrating disc type hub motor and speed reducer and automobile |
| CN111845320B (en) * | 2019-04-28 | 2022-03-18 | 浙江万安科技股份有限公司 | Drive-brake integrated electric wheel integrating disc type hub motor and speed reducer and automobile |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT978258B (en) * | 1972-01-22 | 1974-09-20 | Cav Ltd | CONTROL UNIT FOR WHEELS |
| DE2357451C2 (en) * | 1973-11-17 | 1981-09-24 | Carl Hurth Maschinen- und Zahnradfabrik GmbH & Co, 8000 München | Wheel hub drive with brake |
| JPS62175217A (en) * | 1986-01-29 | 1987-07-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Electric wheel driving gear |
| JPH0626931B2 (en) * | 1986-03-20 | 1994-04-13 | 三菱重工業株式会社 | Electric wheel drive device |
| JPH01172027A (en) * | 1987-12-25 | 1989-07-06 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | Wheel drive device |
| US5087229A (en) * | 1991-05-06 | 1992-02-11 | General Motors Corporation | Independently suspended steerable motor wheel apparatus |
-
1993
- 1993-09-17 JP JP5253619A patent/JP2545733B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005081871A (en) * | 2003-09-04 | 2005-03-31 | Toyota Motor Corp | In-wheel motor |
| JP4689949B2 (en) * | 2003-09-04 | 2011-06-01 | トヨタ自動車株式会社 | In-wheel motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0781430A (en) | 1995-03-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2545733B2 (en) | Electric vehicle drive | |
| JP3394771B2 (en) | Two-input continuously variable transmission integrated motor and transmission | |
| JP3141262B2 (en) | Hybrid vehicle | |
| JP4093515B2 (en) | Front and rear wheel drive vehicle | |
| CN101376335B (en) | Hybrid-power car | |
| JP4189089B2 (en) | Drive unit for electric vehicles | |
| JP4441869B2 (en) | Traveling body having electric wheels | |
| JP2018052482A (en) | Bearing device for wheel with auxiliary power unit and auxiliary power unit | |
| US10836247B2 (en) | Vehicle power assist system | |
| CN103373342B (en) | Distinguish the system and method for the moment of torsion between wheel | |
| US20110168465A1 (en) | Hub wheel motor | |
| JP3515628B2 (en) | Electric vehicle drive mechanism | |
| US20120067676A1 (en) | Vehicle wheel braking system | |
| JP4433504B2 (en) | Electric vehicle | |
| JP3052820B2 (en) | Vehicle drive device and drive control method thereof | |
| US5721473A (en) | Electric motorized vehicular wheel with adjuncts | |
| JP2002321680A (en) | Operating device of power-assisted bicycle | |
| JP6997571B2 (en) | Bearing device for wheels with generator | |
| JPH10313505A (en) | Hybrid automobile | |
| JP2004129389A (en) | In-wheel motor | |
| JP2000069608A (en) | Driving unit for vehicle | |
| CN201217386Y (en) | Hybrid-power car | |
| JP3273172B2 (en) | Electric vehicle using rotary inertia | |
| CN101462480A (en) | Non-power consumption loss self-charging voltage-stabilizing oil electric motorcycle | |
| JP2000224715A (en) | Electric motor |