[發明專利]電能驅動輪轂系統

有效

• 申請號: 201210242933.2
• 申請日: 2012-07-15
• 公開（公告）號: CN102874097B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發明（設計）人: 高野正;松田篤志
• 申請（專利權）人: 高野正
• 主分類號: B60K7/00
• 分類號: B60K7/00;B60B27/02;B60B37/10
• 代理公司: 深圳市睿智專利事務所 44209
• 代理人: 陳鴻蔭

技術領域

本發明涉及用于驅使車、船位移的、驅動用于連接輪胎或者槳葉的輪轂的電能驅動系統；尤其是用于電動車輛上的電動車輪系統，特別是針對車軸載荷重的大型公交乘用車、火車，以及高性能電動車的電動車輪系統。

背景技術

近年，使用機械效率良好的輪轂電機的電動汽車開發很活躍。現有技術輪轂電機是以電機的轉矩輸出軸直接承擔車重、路面沖擊載荷，不適合自身車重較重，承擔沖擊載荷較強的大型車輛。現有技術對電動車輛的開發還停留在提高電氣效率方面，對于支撐車重、承受路面沖擊載荷等基本機械性能的研究開發較為遲緩，還沒有展開符合實際使用工況的、并降低成本的應對策略方面的研究。

現有技術輪轂電機是轉子直接驅動車軸旋轉，并且在轉子上安裝輪轂，車軸不僅承擔轉子重量、輪胎輪轂重量，還承受行駛過程中路面上的沖擊載荷。為了減緩車軸的彎曲載荷、沖擊載荷并傳遞旋轉力矩會遇到以下問題：

1.?車軸需要使用高強度材料，造成成本升高；

2.?為了確保車軸強度，可以將車軸設計更粗，但同時帶來重量增加，行駛性能下降問題；

3.?行駛時沖擊載荷直接傳遞給驅動電機的轉子，導致轉子微動，從而轉子與定子間隙不能很小，電機輸出不能提高；同時為了控制轉子微動和變形，需要提高各零件的強度，導致制造成本和車身重量增加；

4.?為了在同等重量條件下提高彎曲強度，就要加大車軸直徑，按照力學常識可以將車軸制成管狀，但是電機內徑有限，令加大車軸直徑很難實現；

5.?在輪轂內安裝碟式剎車裝置或者鼓式剎車裝置，剎車裝置的重量增加車軸的負擔，導致制造成本和車身重量增加；

6.?車輛大型化、通過剎車大型化提高車輛制動力、提高車輛行駛在不平路面的性能時，都因為車軸強度限制而令設計自由度窄，電動汽車的前景受限；?

7.?為提高電機輸出，可以提高轉子外徑，由于輪轂內徑有限，電機輸出提高度小；并且如果加大輪轂，車軸也要加粗，致使車重增加，行駛性能下降；不能制成符合市場需求的小型高性能電動車；

8.?為控制車軸變形，提高車軸強度，令車軸沒有彈性變形，車軸支撐直接受到沖擊載荷，從而要提高車軸強度，就導致制造成本和車身重量增加；

9.?如果增加車軸及其周邊部件強度，造成緩沖彈簧承受重量增加，行駛性能下降很多，只能高性能的緩沖裝置，導致制造成本提高；

10.?以上生長成本提高導致銷售價格上升，大大妨礙電動車普及，令車軸周邊的生產成本、組裝實施性、性能很難與燃油車企業一樣；

11.?以上造成重量增加時，直接影像燃料消費率，這對以提高能源使用效率的電動車來言是致命的。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于避免現有技術的不足之處而提出一種電能驅動輪轂系統，將輪轂電機移至輪轂外，令車重，以及行駛時從路面受到的沖擊載荷不由車軸承擔，而由車軸支撐件承受，從而車軸只用于在電機與輪轂間傳遞轉矩。

本發明解決所述技術問題可以通過采用以下技術方案來實現：

設計、制造一種電能驅動輪轂系統，用于安裝在被驅動體（5、22）上驅使該被驅動體（5、22）位移，包括設置有定子（19）和轉子（18、32）的驅動電機，用于傳遞所述驅動電機的輸出轉矩的驅動軸（3），以及借助所述驅動軸（3）接收驅動電機的輸出轉矩的輪轂（13）；尤其是，還包括管狀的車軸支撐件（2），所述驅動電機的轉子（18、32）和輪轂（13）分別在所述車軸支撐件（2）的軸向兩端的管壁上旋轉，所述驅動軸（3）沿軸向在車軸支撐件（2）的管內旋轉，所述驅動軸（3）的兩端分別固定連接所述驅動電機的轉子（18、32）和輪轂（13），從而令說話數驅動軸（3）僅用于傳遞所述驅動電機的輸出轉矩至輪轂（13），而被驅動物的重量和輪轂受到的的沖擊載荷由所述車軸支撐件（2）承擔。

所述被驅動體（5、22）是指用于裝載并運輸人和/或貨物的機動車輛的車體。

所述驅動軸（3）借助驅動軸軸承（9）在車軸支撐件（2）的管內旋轉。

所述驅動電機的轉子（18、32）借助轉子軸承（21、31）在所述車軸支撐件（2）的端部管壁上旋轉。

所述驅動電機的定子（18）被直接固定安裝在所述被驅動體（5、22）上，或者借助支架（4）被固定安裝在所述被驅動體（22）上。

所述輪轂（13）借助輪轂軸承（10）在所述車軸支撐件（2）的端部管壁上旋轉。

關于驅動軸的結構，所述驅動軸（3）是具有一直線段邊的平面繞該直線段邊旋轉一周形成的實心旋轉體。