專利名稱：電動車輪轂動力輸出裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電動車技術領域，涉及電動車的輪轂，尤其是涉及一種電動機正轉或反轉時 分別能夠實現(xiàn)同一方向低速或高速動力輸出的電動車輪轂動力輸出裝置。
背景技術：
電動車的輪轂是電動車動力系統(tǒng)中的重要組成部分，目前市場上的動車輪轂動力裝置， 大都采用無刷低速輪轂電機直接驅動。在電動車啟動、爬坡及重載時只能加大電流，令電機 在過載情況下工作，以獲得較大的轉矩。此時，不僅電機的能耗大、效率低，也大大地降低 了電動車的續(xù)航距離。
目前，電機所用的變速裝置主要有兩種， 一種是電子式無級控制器變速，另一種是機械 式變速方式。電子式無級控制器變速能獲得從O至電機的最高轉速，有很好的變速曲線，但 是它所輸出的轉矩大小直接與電機的輸入電流大小變化相一致，(在電壓不變時)也就是電機 負載越大電流就越大。機械式變速方式可以是有級變速式，也可以是無級變速式。機械式變 速方式最主要的一點是能獲得不同大小的輸出轉矩，也就是在輸入電流不變時，通過機械式 減速能使轉矩增大，或者增速時使轉矩減小。單一的由小齒輪帶動大齒輪得到大力矩，在不 另外增加變檔機構時這種結構只能獲得一個檔，而無法實現(xiàn)多檔輸出。例如，中國專利文獻 公開了一種電動車用變檔電機[申請?zhí)?00720035462. 2]，它具有電機和齒輪減速箱，齒輪減 速箱內有兩內齒圈及兩級行星齒輪，在需要上坡時選擇變檔，通過兩級行星齒輪的運行，使得 電動車在原來正常行駛的基礎上減小速度，增加了扭矩，滿足了電動車載重上坡的任務，從而 減少了因載重可能出現(xiàn)的一系列問題。但是，機械變速仍然存在著下述問題首先，普通的 機械式變速通常需要機械操縱才能實現(xiàn)變速，使用起來不夠方便。另一方面，機械變速的各 個檔位之間的傳動比一般相差不大，即變速幅度不大，難以滿足實際應用所需。
顯然，上述方案在一定程度提高了電動車輪轂的工作性能，但是仍無法克服上述缺陷。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對上述問題，提供一種電動機正轉或反轉時分別能夠實現(xiàn)同一方向低 速或高速的動力輸出，有效節(jié)省電能，延長續(xù)航時間的電動車輪轂動力輸出裝置。為達到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術方案本電動車輪轂動力輸出裝置，設置在輪 轂上且與固定在輪轂上的電動機相聯(lián)接，其特征在于，本裝置包括驅動齒輪和輸出齒輪，所 述的電動機與驅動齒輪相聯(lián)且能帶動驅動齒輪轉動，在驅動齒輪和輸出齒輪之間設有當驅動 齒輪轉動時能單向帶動輸出齒輪轉動的單向低速傳動機構，在驅動齒輪和輸出齒輪之間還設 有當驅動齒輪反向轉動時能帶動輸出齒輪轉動的單向高速傳動機構，上述的單向低速傳動機 構和單向高速傳動機構的傳動方向相反，且單向低速傳動機構與輸出齒輪的傳動比小于單向 高速傳動機構與輸出齒輪的傳動比。
當電動車啟動、爬坡及重載時，采用低速擋輸出，此時轉速低、轉矩大，電機處于高效 率工作區(qū)，電流小、能耗低。當電動車在平路上正常行駛時，可采用高速擋輸出，電機同樣 處于高效率工作區(qū)。可見，本發(fā)明是一種較為理想的高效、節(jié)能型電動車輪轂動力輸出裝置 。當電動機帶動驅動件正轉時，第一單向傳動機構能使驅動齒輪帶動輸出齒輪轉動；而此時 第二單向傳動機構不會使驅動齒輪帶動輸出齒輪轉動。當電動機帶動驅動齒輪反轉時，第一 單向傳動機構不會使驅動齒輪帶動輸出齒輪轉動，而此時第二單向傳動機構能使驅動齒輪帶 動輸出齒輪轉動。也就是說，第一單向傳動機構和第二單向傳動機構的單向傳動方向相反。 不管電動機是正轉還是反轉，都能夠使輸出齒輪具有同一方向的動力輸出。 一般地，單向低 速傳動機構與輸出齒輪的傳動比為4.6;單向高速傳動機構與輸出齒輪的傳動比為9.92。當 然，傳動比可以根據(jù)實際需要進行設計。本發(fā)明中，低速檔和高速檔的變速幅度大，變檔過 程也非常方便，無需機械操縱。
在上述的電動車輪轂動力輸出裝置中，所述的輪轂上還設有能檢測輸出齒輪轉動速度的 速度傳感器，所述的速度傳感器與中央控制器相連，且當輸出齒輪的轉動速度達到設定值時 中央控制器能控制電動機反轉。
速度傳感器和中央控制器等控制電路是為了實現(xiàn)自動換擋，提高使用的便利性和可控性 。當速度低于設定值時，電動機正向轉動；當速度超過設定值時，電動機反向轉動；當電動 機再次低于設定值是電動機重新正向轉動。 一般地，速度設定值為18km/小時。因此，通過 這種結構在實際應用過程中能夠實現(xiàn)自動換擋，操作使用非常方便。
在上述的電動車輪轂動力輸出裝置中，所述的單向高速傳動機構包括相互聯(lián)接的單向傳 動結構和換向結構，所述的驅動齒輪與換向結構相聯(lián)接，所述的輸出齒輪與單向傳動結構相 聯(lián)接。單向傳動結構用于實現(xiàn)單向傳動，換向結構用于使動力反向以便于在電動機反轉時也 能同電動機正轉一樣在同一方向輸出動力。
在上述的電動車輪轂動力輸出裝置中，所述的單向傳動結構包括同軸設置的齒輪一和齒輪二，所述的換向結構為換向齒輪，在齒輪一和齒輪二之間設有第二超越離合器，所述的換 向齒輪分別與驅動齒輪和齒輪一相嚙合，所述的齒輪二與輸出齒輪相嚙合。這種結構先實現(xiàn) 換向，然后實現(xiàn)單向傳動。
作為單向高速傳動機構的另一種方案，在上述的電動車輪轂動力輸出裝置中，所述的單 向高速傳動機構包括相互聯(lián)接的單向傳動結構和換向結構，所述的驅動齒輪與單向傳動結構 相聯(lián)接，所述的輸出齒輪與換向結構相聯(lián)接。
在上述的電動車輪轂動力輸出裝置中，所述的單向傳動結構包括同軸設置的齒輪一和齒 輪二，所述的換向結構為換向齒輪，在齒輪一和齒輪二之間設有第二超越離合器，所述的驅 動齒輪與齒輪一相嚙合，所述的換向齒輪分別與齒輪二和輸出齒輪相嚙合。這種結構先實現(xiàn) 單向傳動，然后實現(xiàn)換向。
在上述的電動車輪轂動力輸出裝置中，所述的單向低速傳動機構包括同軸設置的第一齒 輪和第二齒輪，在第一齒輪和第二齒輪之間設有第一超越離合器，所述的驅動齒輪與第一齒 輪相嚙合，所述的輸出齒輪與第二齒輪相嚙合。
作為另一種單向低速傳動機構，在上述的電動車輪轂動力輸出裝置中，所述的單向低速 傳動機構為設置在驅動齒輪和輸出齒輪之間的第一超越離合器。
在上述的電動車輪轂動力輸出裝置中，所述的第一超越離合器和第二超越離合器的傳動 方向相同。
與現(xiàn)有的技術相比，本電動車輪轂動力輸出裝置的優(yōu)點在于1、電動機正轉時能輸出 低速運動；電動機反轉時能輸出高速運動，高、低速擋切換靈活，適用范圍廣，能夠有效節(jié) 約能源。2、整體結構簡單、緊湊，布局合理，傳動效率高，工作噪音小。3、工作穩(wěn)定性好 ，使用壽命長，生產(chǎn)成本較低。4、自動化程度高，操作使用方便，此外檔位之間的變速幅 度大。


圖l是本發(fā)明提供的電動車輪轂工作原理圖。
圖2是本發(fā)明提供的電動車輪轂剖視圖。
圖3是本發(fā)明提供的電結構框圖。
圖4是本發(fā)明提供的立體圖。
圖5是本發(fā)明提供的另一視角的立體圖。
圖6是本發(fā)明提供的側視圖。圖7是本發(fā)明提供的俯視圖。 圖8是本發(fā)明提供的仰視圖。
圖中，輪轂l、電動機2、驅動齒輪3、輸出齒輪4、齒輪一51、齒輪二52、換向齒輪53、 第二超越離合器54、第一齒輪61、第二齒輪62、第一超越離合器63、速度傳感器7、中央控 制器8、輸出法蘭9、固定軸IO。
具體實施方式
實施例l:
如圖1和圖2所示，本電動車輪轂動力輸出裝置設置在輪轂l上且與固定在輪轂l上的電動 機2相聯(lián)接。輪轂1上設有固定軸10，以便于與車體固連。電動機2的輸出軸與驅動齒輪3固連 ，且能帶動驅動齒輪3轉動，輸出齒輪4與輸出法蘭9固連。在驅動齒輪3和輸出齒輪4之間設 有當驅動齒輪3轉動時能單向帶動輸出齒輪4轉動的單向低速傳動機構，在驅動齒輪3和輸出 齒輪4之間還設有當驅動齒輪3反向轉動時能帶動輸出齒輪4轉動的單向高速傳動機構，上述 的單向低速傳動機構和單向高速傳動機構的傳動方向相反，且單向低速傳動機構與輸出齒輪 4的傳動比小于單向高速傳動機構與輸出齒輪4的傳動比。
如圖3所示，輪轂1上還設有能檢測輸出齒輪4轉動速度的速度傳感器7，該速度傳感器7 與中央控制器8相連，且當輸出齒輪4的轉動速度達到設定值時中央控制器8能控制電動機2反 轉。
如圖4-8所示，本實施例中單向高速傳動機構包括相互聯(lián)接的單向傳動結構和換向結構 ，驅動齒輪3與換向結構相聯(lián)接，輸出齒輪4與單向傳動結構相聯(lián)接。更具體地說，單向傳動 結構包括同軸設置的齒輪一51和齒輪二52，換向結構為換向齒輪53，在齒輪一51和齒輪二 52之間設有第二超越離合器54。換向齒輪53分別與驅動齒輪3和齒輪一51相嚙合，齒輪二52 與輸出齒輪4相嚙合。單向低速傳動機構包括同軸設置的第一齒輪61和第二齒輪62，在第一 齒輪61和第二齒輪62之間設有第一超越離合器63，所述的驅動齒輪3與第一齒輪61相嚙合， 所述的輸出齒輪4與第二齒輪62相嚙合。這里的第一超越離合器63和第二超越離合器54的傳 動方向相同。
本實施例中，速度設定值為18km/小時。單向低速傳動機構與輸出齒輪4的傳動比為4.6 ;單向高速傳動機構與輸出齒輪4的傳動比為9.92。當然，傳動比可以根據(jù)實際需要進行設 計。
工作時，在低速行駛階段，電動機2帶動驅動齒輪3轉動，驅動齒輪3又帶動第一齒輪61轉動。由于在第一齒輪61和第二齒輪62之間設有第一超越離合器63，第一齒輪61又能帶動第 二齒輪62轉動，從而帶動輸出齒輪4轉動。此時，驅動齒輪3也能帶動換向齒輪53轉動，但是 由于此時在齒輪一51和齒輪二52的第二超越離合器54的作用，齒輪一51不能帶動齒輪二52轉 動。當速度達到設定值，處于高速行駛階段，電動機2反向轉動帶動驅動齒輪3轉動，驅動齒 輪3帶動換向齒輪53轉動，而換向齒輪53又帶動齒輪一51轉動。由于齒輪一51和齒輪二52之 間的第二超越離合器54的作用，齒輪一51能夠帶動齒輪二52轉動，從而帶動輸出齒輪4轉動 。此時，驅動齒輪3也能帶動第一齒輪61轉動，但是由于第一齒輪61和第二齒輪62之間設有 第一超越離合器63，第一齒輪61在該轉動方向不能帶動第二齒輪62轉動。通過上述結構，當 電動車啟動、爬坡及重載時，采用低速擋輸出，此時轉速低、轉矩大，電機處于高效率工作
區(qū)，電流小、能耗低。當電動車在平路上正常行駛時，可采用高速擋輸出，電機同樣處于高 效率工作區(qū)。
實施例2:
本實施例中，單向高速傳動機構包括相互聯(lián)接的單向傳動結構和換向結構，驅動齒輪3 與單向傳動結構相聯(lián)接，輸出齒輪4與換向結構相聯(lián)接。單向傳動結構包括同軸設置的齒輪 一51和齒輪二52，換向結構為換向齒輪53，在齒輪一51和齒輪二52之間設有第二超越離合器 54，驅動齒輪3與齒輪一51相嚙合，換向齒輪53分別與齒輪二52和輸出齒輪4相嚙合。其余均 與實施例l類同，本文不做贅述。
實施例3:
本實施例中，單向低速傳動機構為設置在驅動齒輪3和輸出齒輪4之間的第一超越離合器 63。本實施例具有結構更為簡單、緊湊的特點，其余均與實施例1或2類同，本文不做贅述。
本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術領域的技 術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不 會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
盡管本文較多地使用了輪轂l、電動機2、驅動齒輪3、輸出齒輪4、齒輪一51、齒輪二 52、換向齒輪53、第二超越離合器54、第一齒輪61、第二齒輪62、第一超越離合器63、速度 傳感器7、中央控制器8、輸出法蘭9、固定軸10等術語，但并不排除使用其它術語的可能性 。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質；把它們解釋成任何一種附加 的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
權利要求
1.一種電動車輪轂動力輸出裝置，設置在輪轂(1)上且與固定在輪轂(1)上的電動機(2)相聯(lián)接，其特征在于，本裝置包括驅動齒輪(3)和輸出齒輪(4)，所述的電動機(2)與驅動齒輪(3)相聯(lián)且能帶動驅動齒輪(3)轉動，在驅動齒輪(3)和輸出齒輪(4)之間設有當驅動齒輪(3)轉動時能單向帶動輸出齒輪(4)轉動的單向低速傳動機構，在驅動齒輪(3)和輸出齒輪(4)之間還設有當驅動齒輪(3)反向轉動時能帶動輸出齒輪(4)轉動的單向高速傳動機構，上述的單向低速傳動機構和單向高速傳動機構的傳動方向相反，且單向低速傳動機構與輸出齒輪(4)的傳動比小于單向高速傳動機構與輸出齒輪(4)的傳動比。
2.根據(jù)權利要求l所述的電動車輪轂動力輸出裝置，其特征在于，所 述的輪轂(1)上還設有能檢測輸出齒輪(4)轉動速度的速度傳感器(7)，所述的速度傳 感器(7)與中央控制器(8)相連，且當輸出齒輪(4)的轉動速度達到設定值時中央控制 器(8)能控制電動機(2)反轉。
3.根據(jù)權利要求2所述的電動車輪轂動力輸出裝置，其特征在于，所 述的單向高速傳動機構包括相互聯(lián)接的單向傳動結構和換向結構，所述的驅動齒輪(3)與 換向結構相聯(lián)接，所述的輸出齒輪(4)與單向傳動結構相聯(lián)接。
4.根據(jù)權利要求3所述的電動車輪轂動力輸出裝置，其特征在于，所 述的單向傳動結構包括同軸設置的齒輪一 (51)和齒輪二 (52)，所述的換向結構為換向齒 輪(53)，在齒輪一 (51)和齒輪二 (52)之間設有第二超越離合器(54)，所述的換向齒 輪(53)分別與驅動齒輪(3)和齒輪一 (51)相嚙合，所述的齒輪二 (52)與輸出齒輪(4 )相嚙合。
5.根據(jù)權利要求2所述的電動車輪轂動力輸出裝置，其特征在于，所 述的單向高速傳動機構包括相互聯(lián)接的單向傳動結構和換向結構，所述的驅動齒輪(3)與 單向傳動結構相聯(lián)接，所述的輸出齒輪(4)與換向結構相聯(lián)接。
6.根據(jù)權利要求5所述的電動車輪轂動力輸出裝置，其特征在于，所述的單向傳動結構包括同軸設置的齒輪一 (51)和齒輪二 (52)，所述的換向結構為換向齒 輪(53)，在齒輪一 (51)和齒輪二 (52)之間設有第二超越離合器(54)，所述的驅動齒 輪(3)與齒輪一 (51)相嚙合，所述的換向齒輪(53)分別與齒輪二 (52)和輸出齒輪( 4)相嚙合。
7.根據(jù)權利要求3或4或5或6所述的電動車輪轂動力輸出裝置，其特 征在于，所述的單向低速傳動機構包括同軸設置的第一齒輪(61)和第二齒輪(62)，在第 一齒輪(61)和第二齒輪(62)之間設有第一超越離合器(63)，所述的驅動齒輪(3)與 第一齒輪(61)相嚙合，所述的輸出齒輪(4)與第二齒輪(62)相嚙合。
8.根據(jù)權利要求3或4或5或6所述的電動車輪轂動力輸出裝置，其特 征在于，所述的單向低速傳動機構為設置在驅動齒輪(3)和輸出齒輪(4)之間的第一超越 離合器(63)。
9.根據(jù)權利要求7所述的電動車輪轂動力輸出裝置，其特征在于，所 述的第一超越離合器(63)和第二超越離合器(54)的傳動方向相同。
10.根據(jù)權利要求8所述的電動車輪轂動力輸出裝置，其特征在于， 所述的第一超越離合器(63)和第二超越離合器(54)的傳動方向相同。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電動車輪轂動力輸出裝置，屬于電動車技術領域。它解決了現(xiàn)有電動車輪轂動力輸出裝置使用不方便、變速幅度不大等問題。本裝置設置在輪轂上且與固定在輪轂上的電動機相聯(lián)接，它包括驅動齒輪和輸出齒輪，電動機與驅動齒輪相聯(lián)且能帶動驅動齒輪轉動，在驅動齒輪和輸出齒輪之間設有當驅動齒輪轉動時能單向帶動輸出齒輪轉動的單向低速傳動機構，在驅動齒輪和輸出齒輪之間還設有當驅動齒輪反向轉動時能帶動輸出齒輪轉動的單向高速傳動機構，單向低速傳動機構和單向高速傳動機構的傳動方向相反，且單向低速傳動機構與輸出齒輪的傳動比小于單向高速傳動機構與輸出齒輪的傳動比。它具有高、低速擋切換靈活，傳動效率高等優(yōu)點。
文檔編號B60L15/20GK101618685SQ200910305629
公開日2010年1月6日 申請日期2009年8月14日 優(yōu)先權日2009年8月14日
發(fā)明者李躍巖, 阮岳峰 申請人:臺州市黃巖華陽機電科技有限公司