專利名稱：插軸式輪轂電機(jī)和電動(dòng)汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種輪轂電機(jī)和使用輪轂電機(jī)的電 動(dòng)汽車。
技術(shù)背景輪轂電機(jī)己是成熟的機(jī)電產(chǎn)品，在電動(dòng)自行車上得到了廣泛的應(yīng)用，在電 動(dòng)汽車領(lǐng)域的應(yīng)用也己開(kāi)始起步。利用輪轂電機(jī)的電動(dòng)汽車，由于其輪轂電機(jī) 的定子直接固設(shè)在汽車輪軸上，位于定子外圍并兼做電機(jī)外殼的輪轂轉(zhuǎn)子也是 通過(guò)兩側(cè)的軸承轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在該輪軸上，使得汽車輪軸成為了輪轂電機(jī)必不可少 的安裝基架，這種結(jié)構(gòu)的輪轂電機(jī)在完成部件組裝后，輪轂電機(jī)就無(wú)法自如地 從輪軸上整體拆下，因?yàn)橐坏┎鹣拢嗇炿姍C(jī)的定子和轉(zhuǎn)子就會(huì)失去安裝基架 而相互錯(cuò)位散架，不成一體。電動(dòng)汽車采用這樣的輪轂電機(jī)就使得驅(qū)動(dòng)輪的裝卸很不方便，不便于大批量生產(chǎn)和日常維修；另外，這種輪轂電機(jī)的所有導(dǎo)線 都是從汽車輪軸內(nèi)部的穿線孔或者其他地方穿出電機(jī)體外，與裸露在外的控制 器線接插件連接，不僅多了一道人工連接的工序，同時(shí)也降低了電連接的可靠 性。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種可在電動(dòng)汽車輪軸上整體裝卸的適于電動(dòng)汽車使 用的插軸式輪轂電機(jī)。本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種使用插軸式輪轂電機(jī)做驅(qū)動(dòng)輪、便于輪胎 和輪轂電機(jī)裝卸、維修的電動(dòng)汽車。為實(shí)現(xiàn)第一個(gè)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案插軸式輪轂電機(jī)，包括定子和位于定子外圍并兼做電機(jī)外殼的輪轂轉(zhuǎn)子， 還包括軸套，軸套內(nèi)壁上設(shè)有軸向貫通的鍵槽和與電機(jī)線圈電連接的彈性電連 接端子；所述定子固裝于軸套外壁上，定子兩側(cè)的軸套外壁上還分別裝有軸承， 輪轂轉(zhuǎn)子安裝在軸承上。所述輪轂轉(zhuǎn)子的一側(cè)壁上設(shè)有剎車碟或者剎車鼓。所述彈性電連接端子為彈性壓觸端子，其彈性壓觸部位突出于軸套內(nèi)壁。 軸套內(nèi)壁的中段于鍵槽相對(duì)的部位設(shè)有沉槽，彈性電連接端子嵌裝于該沉 槽內(nèi)；在沉槽一端設(shè)有與該沉槽連通的、并徑向穿透軸套壁的導(dǎo)線過(guò)孔，電機(jī) 線圈引出線穿過(guò)導(dǎo)線過(guò)孔與彈性電連接端子連接，導(dǎo)線過(guò)孔用絕緣防水材料予 以密封。為實(shí)現(xiàn)第二個(gè)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案電動(dòng)汽車，包括汽車控制器、驅(qū)動(dòng)輪和車輪軸，驅(qū)動(dòng)輪上的輪轂電機(jī)包括 定子和位于定子外圍并兼做電機(jī)外殼的輪轂轉(zhuǎn)子，汽車輪胎安裝在輪轂轉(zhuǎn)子上， 輪轂電機(jī)還包括軸套，定子固裝于軸套外壁，定子兩側(cè)的軸套外壁上還分別裝 有軸承，輪轂轉(zhuǎn)子安裝在軸承上，驅(qū)動(dòng)輪通過(guò)軸套插裝在車輪軸的對(duì)應(yīng)位置； 軸套內(nèi)壁上設(shè)有軸向貫通的鍵槽和與電機(jī)線圈電連接的第一彈性電連接端子， 車輪軸上對(duì)應(yīng)設(shè)有與鍵槽相配合的鍵和與汽車控制器電連接的第二彈性電連接 端子，第一、第二彈性電連接端子在驅(qū)動(dòng)輪安裝到位后自動(dòng)形成電連接。所述輪轂轉(zhuǎn)子鄰近汽車中心的一側(cè)壁上設(shè)有剎車碟或者剎車鼓，剎車碟或 者剎車鼓上裝有相應(yīng)的蝶式剎車裝置或者鼓式剎車裝置。第一彈性電連接端子為彈性壓觸端子，其彈性壓觸部位突出于軸套內(nèi)壁； 第二彈性電連接端子為彈性壓觸端子，其彈性壓觸部位突出于其安裝部位的車 輪軸表面。軸套內(nèi)壁的中段于鍵槽相對(duì)的部位設(shè)有第一沉槽，第一彈性電連接端子嵌 裝于該沉槽內(nèi)，在第一沉槽一端設(shè)有與該沉槽連通的、并徑向穿透軸套壁的導(dǎo) 線過(guò)孔，電機(jī)線圈引出線穿過(guò)導(dǎo)線過(guò)孔與第一彈性電連接端子電連接，導(dǎo)線過(guò) 孔用絕緣防水材料予以密封；車輪軸的表面對(duì)應(yīng)位置設(shè)有第二沉槽，第二彈性 電連接端子嵌裝于該沉槽內(nèi)，車輪軸內(nèi)設(shè)有一端與外界連通、 一端與第二沉槽 連通的導(dǎo)線穿孔，從汽車控制器引出的電機(jī)控制線穿過(guò)導(dǎo)線穿孔與第二彈性電 連接端子電連接，在導(dǎo)線穿孔的兩端開(kāi)口處用絕緣防水材料予以密封。車輪軸上設(shè)有驅(qū)動(dòng)輪定位軸肩，車輪軸軸端部設(shè)有驅(qū)動(dòng)輪軸向鎖緊裝置， 在軸肩及鎖緊裝置與輪轂電機(jī)之間設(shè)有防水裝置。所述電動(dòng)汽車是四輪車，為雙后輪驅(qū)動(dòng)或者雙前輪驅(qū)動(dòng)或者前后四輪驅(qū)動(dòng)， 每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的輪轂電機(jī)都分別與汽車控制器獨(dú)立電連接；所述汽車控制器為一 個(gè)差速控制器，差速控制器還分別與電動(dòng)汽車的電池組、調(diào)速腳踏板控制的調(diào) 速器、剎車腳踏板控制的斷電剎車器、方向盤控制的方位器和倒車開(kāi)關(guān)電連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是所提供的插軸式輪轂電機(jī)，其定子和轉(zhuǎn)子均安裝在軸套上，形成了一個(gè)整 體獨(dú)立的產(chǎn)品，在使用時(shí)可以直接插裝在與之相配的汽車輪軸上，使得輪轂電 機(jī)往車輪軸上的裝卸非常方便，更適合兩輪以上的電動(dòng)車輛使用。電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)輪采用這種插軸式輪轂電機(jī)，當(dāng)輪轂電機(jī)在車輪軸上插裝 到位后，在軸套內(nèi)壁及車輪軸上對(duì)應(yīng)設(shè)置的彈性電連接端子同時(shí)形成電連接， 接通電機(jī)定子線圈與汽車控制器的電路，而不用在電機(jī)體外設(shè)置裸露的接插件， 使電路連接變得簡(jiǎn)單、可靠，同時(shí)使電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)輪的生產(chǎn)、安裝及使用拆修都十分方便。防水裝置的設(shè)置使軸套內(nèi)壁與車輪軸間的電連接端子不會(huì)遇水短 路，提高了整車的防水性能。每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的輪轂電機(jī)均與共同的一個(gè)差速控制器單獨(dú)連接，車子的轉(zhuǎn)向 差速、啟動(dòng)加速、剎車減速及前進(jìn)倒退均由駕駛員直接操控方向盤、加速踏板、 剎車踏板、倒車開(kāi)關(guān)等來(lái)給差速控制器輸送相應(yīng)的控制信號(hào)，再由差速控制器 根據(jù)輸入的相應(yīng)信號(hào)操控各驅(qū)動(dòng)輪的輪轂電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，省去了發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、 差速器、傳動(dòng)軸等沉重的機(jī)械部件，使整車操控容易，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)動(dòng)輕便。


圖l是本發(fā)明插軸式輪轂電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1中軸套的橫截面放大圖； 圖3是本發(fā)明電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是圖3中一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的剖視圖；圖5是圖4中軸套和車輪軸的橫截面放大圖。
具體實(shí)施方式
圖l、圖2所示的插軸式輪轂電機(jī)，包括軸套5，軸套外壁上固設(shè)有定子， 定子包括線圈3和安裝在軸套上的定子支架4，在定子兩側(cè)的軸套外壁上還分 別裝有軸承8，位于定子外圍并兼做電機(jī)外殼的輪轂轉(zhuǎn)子1安裝在軸承8上， 輪轂轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁上有磁鋼2。軸套內(nèi)壁上設(shè)有軸向貫通的鍵槽6，軸套內(nèi)壁的 中段于鍵槽相對(duì)的部位設(shè)有沉槽，在沉槽一端設(shè)有與該沉槽連通的、并徑向穿 透軸套壁的導(dǎo)線過(guò)孔，沉槽內(nèi)嵌裝有彈性電連接端子7，電機(jī)線圈引出線9穿 過(guò)導(dǎo)線過(guò)孔與彈性電連接端子7電連接，彈性電連接端子7為彈性壓觸端子， 其彈性壓觸部位突出于軸套內(nèi)壁；為了防止在使用中彈性電連接端子部位進(jìn)水 短路，在導(dǎo)線過(guò)孔處采用絕緣防水材料予以密封。在輪轂轉(zhuǎn)子的一側(cè)壁上還設(shè) 有剎車碟10，當(dāng)然也可以是剎車鼓。該電機(jī)使用安裝方便，應(yīng)用于電動(dòng)車輛 后，驅(qū)動(dòng)輪的裝卸和維修更加方便，特別適合于兩輪以上電動(dòng)車輛使用。圖3、圖4和圖5所示的是四輪電動(dòng)汽車，包括汽車控制器14、四個(gè)驅(qū)動(dòng) 輪12、 18和車輪軸，每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪上的輪轂電機(jī)都采用上述的插軸式輪轂電機(jī)， 汽車輪胎27安裝在輪轂轉(zhuǎn)子1上。車輪軸21上設(shè)有驅(qū)動(dòng)輪定位軸肩，驅(qū)動(dòng)輪 通過(guò)輪轂電機(jī)的軸套5插裝在車輪軸21軸頭的對(duì)應(yīng)位置上，車輪軸21軸端部 安裝驅(qū)動(dòng)輪的軸向鎖緊裝置，該軸向鎖緊裝置包括墊圈及螺母等，在軸肩與軸 套5之間設(shè)有防水密封墊22，在鎖緊裝置與軸套之間設(shè)有防水密封墊24和密 封擋圈25。輪轂轉(zhuǎn)子1鄰近汽車中心的一側(cè)壁上設(shè)有剎車碟10，剎車碟10 上裝有相應(yīng)的蝶式剎車裝置(圖中未示出)，當(dāng)然，剎車碟及蝶式剎車裝置也 可以由其他形式的剎車裝置替代，比如剎車鼓及鼓式剎車裝置。軸套內(nèi)壁上設(shè)有軸向貫通的鍵槽，軸套內(nèi)壁的中段于鍵槽相對(duì)的部位設(shè)有第一沉槽，第一沉槽內(nèi)嵌裝有第一電連接端子7，在第一沉槽一端設(shè)有與該沉 槽連通的、并徑向穿透軸套壁的導(dǎo)線過(guò)孔，電機(jī)線圈引出線9穿過(guò)導(dǎo)線過(guò)孔與 第一彈性電連接端子7電連接；車輪軸21軸頭部位對(duì)應(yīng)設(shè)有與鍵槽相配合的 鍵23和與第一沉槽相對(duì)的第二沉槽，該沉槽內(nèi)嵌裝有第二彈性電連接端子26， 在車輪軸內(nèi)設(shè)有一端與外界連通、 一端與第二沉槽連通的導(dǎo)線穿孔，從汽車控 制器14引出的電機(jī)控制線29穿過(guò)導(dǎo)線穿孔與第二彈性電連接端子26電連接。 為了防止在使用中彈性電連接端子部位進(jìn)水短路，在導(dǎo)線穿孔的兩端開(kāi)口處和 導(dǎo)線過(guò)孔處均采用絕緣防水材料予以密封。第一彈性電連接端子7為彈性壓觸端子，其彈性壓觸部位突出于軸套內(nèi) 壁；第二彈性電連接端子26也為彈性壓觸端子，其彈性壓觸部位突出于其安 裝部位的車輪軸表面；第一、第二彈性電連接端子在驅(qū)動(dòng)輪安裝到位后自動(dòng)形 成電連接。所述汽車控制器14是一個(gè)差速控制器，每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的輪轂電機(jī)都通過(guò)導(dǎo)線 13、 15與差速控制器的對(duì)應(yīng)端單獨(dú)電連接，差速控制器還分別與電動(dòng)汽車的電 池組ll、調(diào)速腳踏板控制的調(diào)速器17、剎車腳踏板控制的斷電剎車器20、方向 盤控制的方位器19和倒車開(kāi)關(guān)16電連接，由差速控制器根據(jù)調(diào)速器、方位器、 倒車開(kāi)關(guān)、斷電剎車器等輸入的操控信號(hào)來(lái)統(tǒng)一控制驅(qū)動(dòng)輪的快慢、差速、進(jìn) 退和斷電。上述插軸式輪轂電機(jī)與車輪軸既能夠自如插合又能相互分離，在驅(qū)動(dòng)輪安 裝到車輪軸上的同時(shí)，輪轂電機(jī)與控制器的連線也能夠同時(shí)自動(dòng)接通，使驅(qū)動(dòng) 輪能夠在車輪軸上自由裝卸。上述實(shí)施例中，電動(dòng)汽車為前后四個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，在 實(shí)施時(shí)，電動(dòng)汽車也可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)成雙后輪驅(qū)動(dòng)或者雙前輪驅(qū)動(dòng)，當(dāng)然上 述的四輪電動(dòng)汽車還可以設(shè)計(jì)成三輪微型電動(dòng)車。
權(quán)利要求
1.插軸式輪轂電機(jī)，包括定子和位于定子外圍并兼做電機(jī)外殼的輪轂轉(zhuǎn)子，其特征在于還包括軸套，軸套內(nèi)壁上設(shè)有軸向貫通的鍵槽和與電機(jī)線圈電連接的彈性電連接端子；所述定子固裝于軸套外壁上，定子兩側(cè)的軸套外壁上還分別裝有軸承，輪轂轉(zhuǎn)子安裝在軸承上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的插軸式輪轂電機(jī)，其特征在于所述輪轂轉(zhuǎn) 子的一側(cè)壁上設(shè)有剎車碟或者剎車鼓。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的插軸式輪轂電機(jī)，其特征在于所述彈 性電連接端子為彈性壓觸端子，其彈性壓觸部位突出于軸套內(nèi)壁。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的插軸式輪轂電機(jī)，其特征在于軸套內(nèi)壁的 中段于鍵槽相對(duì)的部位設(shè)有沉槽，彈性電連接端子嵌裝于該沉槽內(nèi)；在沉槽一端設(shè)有與該沉槽連通的、并徑向穿透軸套壁的導(dǎo)線過(guò)孔，電機(jī)線圈引出線穿過(guò) 導(dǎo)線過(guò)孔與彈性電連接端子連接，導(dǎo)線過(guò)孔用絕緣防水材料予以密封。
5. 電動(dòng)汽車，包括汽車控制器、驅(qū)動(dòng)輪和車輪軸，驅(qū)動(dòng)輪上的輪轂電機(jī)包括定子和位于定子外圍并兼做電機(jī)外殼的輪轂轉(zhuǎn)子，汽車輪胎安裝在輪轂轉(zhuǎn)子上，其特征在于輪轂電機(jī)還包括軸套，定子固裝于軸套外壁，定子兩側(cè)的軸套外壁上還分別裝有軸承，輪轂轉(zhuǎn)子安裝在軸承上，驅(qū)動(dòng)輪通過(guò)軸套插裝在車輪軸的對(duì)應(yīng)位置；軸套內(nèi)壁上設(shè)有軸向貫通的鍵槽和與電機(jī)線圈電連接的第一彈性電連接端子，車輪軸上對(duì)應(yīng)設(shè)有與鍵槽相配合的鍵和與汽車控制器電 連接的第二彈性電連接端子，第一、第二彈性電連接端子在驅(qū)動(dòng)輪安裝到位后 自動(dòng)形成電連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動(dòng)汽車，其特征在于所述輪轂轉(zhuǎn)子鄰近汽車中心的一側(cè)壁上設(shè)有剎車碟或者剎車鼓，剎車碟或者剎車鼓上裝有相應(yīng)的 蝶式剎車裝置或者鼓式剎車裝置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的電動(dòng)汽車，其特征在于第一彈性電連 接端子為彈性壓觸端子，其彈性壓觸部位突出于軸套內(nèi)壁；第二彈性電連接端 子為彈性壓觸端子，其彈性壓觸部位突出于其安裝部位的車輪軸表面。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動(dòng)汽車，其特征在于軸套內(nèi)壁的中段于鍵槽相對(duì)的部位設(shè)有第一沉槽，第一彈性電連接端子嵌裝于該沉槽內(nèi)，在第一 沉槽一端設(shè)有與該沉槽連通的、并徑向穿透軸套壁的導(dǎo)線過(guò)孔，電機(jī)線圈引出 線穿過(guò)導(dǎo)線過(guò)孔與第一彈性電連接端子電連接，導(dǎo)線過(guò)孔用絕緣防水材料予以密封；車輪軸的表面對(duì)應(yīng)設(shè)有第二沉槽，第二彈性電連接端子嵌裝于該沉槽內(nèi)， 車輪軸內(nèi)設(shè)有一端與外界連通、 一端與第二沉槽連通的導(dǎo)線穿孔，從汽車控制器引出的電機(jī)控制線穿過(guò)導(dǎo)線穿孔與第二彈性電連接端子電連接，在導(dǎo)線穿孔 的兩端開(kāi)口處用絕緣防水材料予以密封。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的電動(dòng)汽車，其特征在于車輪軸上設(shè)有驅(qū)動(dòng)輪定位軸肩，車輪軸軸端部設(shè)有驅(qū)動(dòng)輪軸向鎖緊裝置，在軸肩及鎖緊裝置 與輪轂電機(jī)之間設(shè)有防水裝置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的電動(dòng)汽車是四輪車，為雙后輪驅(qū)動(dòng)或者雙前輪驅(qū)動(dòng)或者前后四輪驅(qū)動(dòng)，其特征在于每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的輪轂電機(jī)都分別與 汽車控制器獨(dú)立電連接；所述汽車控制器為一個(gè)差速控制器，差速控制器還分 別與電動(dòng)汽車的電池組、調(diào)速腳踏板控制的調(diào)速器、剎車腳踏板控制的斷電剎 車器、方向盤控制的方位器和倒車開(kāi)關(guān)電連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及插軸式輪轂電機(jī)和使用該電機(jī)的電動(dòng)汽車，插軸式輪轂電機(jī)包括軸套，定子固裝于軸套外壁，定子兩側(cè)的軸套外壁上還分別裝有軸承，輪轂轉(zhuǎn)子安裝在軸承上，驅(qū)動(dòng)輪通過(guò)軸套插裝在車輪軸的對(duì)應(yīng)位置；軸套內(nèi)壁上設(shè)有軸向貫通的鍵槽和與電機(jī)線圈電連接的第一彈性電連接端子，車輪軸上對(duì)應(yīng)設(shè)有與鍵槽相配合的鍵和與汽車控制器電連接的第二彈性電連接端子，第一、第二彈性電連接端子在驅(qū)動(dòng)輪往車軸上安裝到位后自動(dòng)形成電連接，接通電機(jī)定子線圈與汽車控制器的電路，使電路連接變得簡(jiǎn)單、可靠，同時(shí)使電動(dòng)汽車上的輪轂電機(jī)及驅(qū)動(dòng)輪的裝卸及使用維修都十分方便。
文檔編號(hào)B60K1/02GK101257233SQ20071019307
公開(kāi)日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2007年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月6日
發(fā)明者董建國(guó) 申請(qǐng)人:董建國(guó)