專利名稱：電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)智能離合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車動(dòng)力傳遞裝置，確切地說(shuō)是一種電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)智能
宦A典
兩口命ο
背景技術(shù)：
隨著電動(dòng)汽車在全世界范圍內(nèi)的研發(fā)熱潮推動(dòng)下，更多形式的驅(qū)動(dòng)電機(jī)被開發(fā)出來(lái)，這當(dāng)中更為簡(jiǎn)捷合理的當(dāng)屬輪轂電機(jī)，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需將電機(jī)裝在汽車輪轂內(nèi)，省去了昂貴而繁瑣的機(jī)械傳動(dòng)部分，占用汽車空間小，汽車加裝方便，尤其適合油電兩用車。但是輪轂電機(jī)也有不可忽視的缺點(diǎn)，尤其是高速行駛過(guò)程中出現(xiàn)電機(jī)繞組嚴(yán)重短路的故障時(shí)，會(huì)出現(xiàn)電機(jī)抱死的現(xiàn)象，這時(shí)候車輪卡死不能轉(zhuǎn)動(dòng)或很難轉(zhuǎn)動(dòng)，汽車行駛方向會(huì)偏移， 危及人的安全，且如果拖動(dòng)汽車還有引起火災(zāi)的危險(xiǎn)。有些電動(dòng)自行車輪轂電機(jī)采用自動(dòng)單相離合器方案，電機(jī)啟動(dòng)自行車前進(jìn)時(shí)離合器自動(dòng)結(jié)合，電機(jī)不輸出驅(qū)動(dòng)力時(shí)即自行車滑行時(shí)，離合器自動(dòng)分離，以減少滑行時(shí)自行車對(duì)電機(jī)拖動(dòng)帶來(lái)的阻力，增加續(xù)航里程。但這種方案不能用于電動(dòng)汽車，因?yàn)榇朔桨冈谲囕v滑行或電機(jī)倒轉(zhuǎn)時(shí)離合器自動(dòng)分離，汽車失去了倒車功能，且滑行時(shí)不能拖動(dòng)電機(jī)發(fā)電，能量回收也就無(wú)從談起。讓汽車滑行時(shí)擺脫電機(jī)的阻力會(huì)節(jié)約能源，這一優(yōu)點(diǎn)顯而易見，但失去了倒擋和能量回收功能的電機(jī)斷然不能被電動(dòng)汽車采用。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述自動(dòng)離合式電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種具備實(shí)用性的電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)智能離合器，在不損失電動(dòng)汽車任何功能的前提下，只能控制電機(jī)與車輪之間的動(dòng)力傳遞狀態(tài)，既體現(xiàn)了汽車滑行時(shí)不拖動(dòng)電機(jī)而延長(zhǎng)滑行距離的優(yōu)點(diǎn)，又具備了倒車功能，同時(shí)在剎車時(shí)還能實(shí)現(xiàn)能量回收。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)智能離合器，由正向離合器和反向離合器構(gòu)成，正向離合器由設(shè)在主動(dòng)輪上的滾珠16、斜向滾珠滑道17、滾珠彈簧18及設(shè)在被動(dòng)輪上的滾珠軌道23構(gòu)成；反向離合器由離合器活動(dòng)臂20、反向離合器活動(dòng)臂軸21、電磁鐵4、彈性桿22、碳刷15、導(dǎo)電銅環(huán)14及設(shè)在被動(dòng)輪上的斜向齒槽M組成，其特征是主動(dòng)輪2與電機(jī)轉(zhuǎn)子安裝在一起，被動(dòng)輪1外部裝有車輪，正向離合器為單相自動(dòng)離合器，主動(dòng)輪2按驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)且速度高于被動(dòng)輪1轉(zhuǎn)速時(shí)，被動(dòng)輪1對(duì)于主動(dòng)輪2向相對(duì)反方向運(yùn)動(dòng)，受滾珠與被動(dòng)輪滾珠軌道之間摩擦力的作用，滾珠16向主動(dòng)輪2轉(zhuǎn)動(dòng)的反方向運(yùn)動(dòng)，滾珠運(yùn)動(dòng)的力在斜向滑道17的作用下分解出一個(gè)向被動(dòng)輪滾珠軌道方向的擠壓力，當(dāng)這個(gè)力所造成的滾珠與被動(dòng)輪滾珠滑道面之間的摩擦力大于被動(dòng)輪負(fù)載的時(shí)候，主動(dòng)輪和被動(dòng)輪結(jié)合聯(lián)動(dòng)，主動(dòng)輪將機(jī)械能傳遞給被動(dòng)輪即正向離合器自動(dòng)呈結(jié)合狀態(tài)；當(dāng)主動(dòng)輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)或主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速小于被動(dòng)輪轉(zhuǎn)速即汽車倒車或滑行時(shí)，滾珠在被動(dòng)輪滾珠軌道摩擦力的作用下會(huì)向上述滾珠運(yùn)動(dòng)方向相反的方向運(yùn)動(dòng)，由于滾珠運(yùn)動(dòng)時(shí)不再受到斜向滑道壁的擠壓，故而不產(chǎn)生向被動(dòng)輪方向的擠壓力，主動(dòng)輪與被動(dòng)輪不能聯(lián)動(dòng)，主動(dòng)輪不能將機(jī)械能傳遞給被動(dòng)輪即正向離合器自動(dòng)變?yōu)榉蛛x狀態(tài)；反向離合器為受外部管理系統(tǒng)自動(dòng)控制的電控離合器，自動(dòng)控制信號(hào)經(jīng)碳刷和導(dǎo)電銅環(huán)對(duì)安裝在主動(dòng)輪上的電磁鐵進(jìn)行控制，進(jìn)而帶動(dòng)離合器活動(dòng)臂動(dòng)作，從而控制離合器在電機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)時(shí)為分離狀態(tài)，在倒車或者剎車時(shí)為結(jié)合狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)倒車和能量回收功能及汽車滑行時(shí)減少阻力的效果。本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比有顯著的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，汽車輪轂電機(jī)采用了上述技術(shù)方案后，電機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)時(shí)，正向離合器自動(dòng)結(jié)合，電機(jī)將機(jī)械能傳遞給車輪；在汽車踏板復(fù)位，電機(jī)停止驅(qū)動(dòng)即汽車滑行時(shí)，正向離合器自動(dòng)分離，電機(jī)與車輪互不傳遞能量，汽車不會(huì)因?yàn)橥蟿?dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而增加阻力、減少滑行距離；倒車時(shí)，反向離合器結(jié)合，倒車自如；剎車車時(shí)，反向離合器結(jié)合，車輪帶動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)能量回收。


圖1為電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)智能離合器在輪轂電機(jī)上安裝位置示意圖。圖2是正向離合器結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是反向離合器結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是被動(dòng)輪滾珠軌道及斜向滑道橫剖面示意圖。附圖主要部件標(biāo)記說(shuō)明圖1至圖4中，1被動(dòng)輪，2主動(dòng)輪，3被動(dòng)輪端蓋，4電磁鐵，5主動(dòng)輪軸承，6被動(dòng)輪軸承，7電機(jī)軸，8出線孔，9剎車盤固定螺釘，10車輪固定螺釘，11電機(jī)定子繞組，12電機(jī)轉(zhuǎn)子永磁體，13導(dǎo)電銅環(huán)絕緣板，14導(dǎo)電銅環(huán)，15碳刷，16正向離合器滾珠，17正向離合器滾珠斜向滑道，18正向離合器滾珠彈簧，19正向離合器頂桿，20反向離合器活動(dòng)臂，21反向離合器活動(dòng)臂軸，22彈性桿，23滾珠軌道，M斜向齒槽。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如下。請(qǐng)參閱圖1至圖4所示，本發(fā)明電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)智能離合器，由正向離合器和反向離合器構(gòu)成，正向離合器由設(shè)在主動(dòng)輪上的滾珠16、斜向滾珠滑道17、滾珠彈簧18及設(shè)在被動(dòng)輪上的滾珠軌道23構(gòu)成；反向離合器由離合器活動(dòng)臂20、反向離合器活動(dòng)臂軸21、 電磁鐵4、碳刷15、導(dǎo)電銅環(huán)14及設(shè)在被動(dòng)輪上的斜向齒槽M組成，其特征是主動(dòng)輪2與電機(jī)轉(zhuǎn)子安裝在一起，被動(dòng)輪1外部裝有車輪，正向離合器與反向離合器分別設(shè)在被動(dòng)輪兩個(gè)端蓋內(nèi)側(cè)的空間內(nèi)，主動(dòng)輪與被動(dòng)輪之間留有五百微米的間隙。請(qǐng)參閱圖2、圖4，正向離合器為自動(dòng)單向離合器，正向離合器的活動(dòng)部件彈簧18、 頂桿19和圓柱形滾珠16安裝于主動(dòng)輪2外圓邊緣的斜向滾珠滑道17內(nèi)，滑道和過(guò)滑道與被動(dòng)輪外圓交點(diǎn)的切線夾角為10度，圓柱形滾珠的直徑為10毫米，頂桿為一長(zhǎng)方體，滾珠始終受彈簧作用下的頂桿的推動(dòng)，保持與被動(dòng)輪滾珠軌道的接觸。當(dāng)主動(dòng)輪2按照箭頭所指的方向轉(zhuǎn)動(dòng)且速度高于被動(dòng)輪1轉(zhuǎn)速時(shí)，被動(dòng)輪1對(duì)于主動(dòng)輪2向相對(duì)反方向運(yùn)動(dòng)，受滾珠與被動(dòng)輪滾珠軌道之間摩擦力的作用，滾珠16向主動(dòng)輪2轉(zhuǎn)動(dòng)的反方向運(yùn)動(dòng)，滾珠運(yùn)動(dòng)的力在斜向滑道17的作用下分解出一個(gè)向被動(dòng)輪滾珠軌道方向的擠壓力，這個(gè)力會(huì)增大滾珠與被動(dòng)輪滾珠滑道面之間的摩擦力，當(dāng)這個(gè)力所造成的滾珠與被動(dòng)輪滾珠滑道面之間的摩擦力大于被動(dòng)輪負(fù)載的時(shí)候，主動(dòng)輪和被動(dòng)輪結(jié)合聯(lián)動(dòng)，主動(dòng)輪對(duì)被動(dòng)輪的拖動(dòng)力越大，這個(gè)結(jié)合力越大，主動(dòng)輪將機(jī)械能傳遞給被動(dòng)輪即正向離合器自動(dòng)呈結(jié)合狀態(tài)；當(dāng)主動(dòng)輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)或主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速小于被動(dòng)輪轉(zhuǎn)速即汽車倒車或滑行時(shí)，滾珠在被動(dòng)輪滾珠軌道摩擦力的作用下會(huì)向上述滾珠運(yùn)動(dòng)方向相反的方向運(yùn)動(dòng)，由于滾珠運(yùn)動(dòng)時(shí)不再受到斜向滑道壁的擠壓，故而不產(chǎn)生向被動(dòng)輪滾珠軌道方向的擠壓力，主動(dòng)輪與被動(dòng)輪不能聯(lián)動(dòng)，主動(dòng)輪不能將機(jī)械能傳遞給被動(dòng)輪即正向離合器自動(dòng)變?yōu)榉蛛x狀態(tài)。此時(shí)即使電機(jī)不轉(zhuǎn)汽車也可以繼續(xù)滑行。行駛中電機(jī)繞組短路時(shí)即使電機(jī)轉(zhuǎn)子抱死也不會(huì)造成車輪抱死，減少了行車的危險(xiǎn)性，也給拖動(dòng)故障的汽車帶來(lái)方便，行車時(shí)的滑行狀態(tài)也會(huì)節(jié)省大量電能。請(qǐng)參閱圖3，反向離合器為受外部管理系統(tǒng)自動(dòng)控制的電控離合器，反向離合器中的電磁鐵4安裝在主動(dòng)輪2上，控制線經(jīng)碳刷15和導(dǎo)電銅環(huán)14引出機(jī)外，反向離合器臂20 的一端有反向離合器臂軸21固定在主動(dòng)輪2上，且反向離合器臂20可以繞反向離合器臂軸軸轉(zhuǎn)動(dòng)，反向離合器臂的與彈性桿用連接軸連接，連接桿可以繞此連接軸大角度轉(zhuǎn)動(dòng)，彈性桿的另一端與電磁鐵活動(dòng)連接，被動(dòng)輪的反向離合器一側(cè)，對(duì)應(yīng)反向離合器活動(dòng)臂位置的圓周內(nèi)側(cè)設(shè)有多個(gè)與反向離合器臂外形對(duì)應(yīng)的斜向齒槽，電磁鐵的固定在主動(dòng)輪上，電磁鐵的兩根控制引線中一根直接搭鐵，另一根經(jīng)過(guò)導(dǎo)電銅環(huán)14和碳刷15引出機(jī)外，主動(dòng)輪相對(duì)被動(dòng)輪向箭頭所示方向運(yùn)動(dòng)即倒車或汽車行駛中剎車時(shí)，外部的管理系統(tǒng)自動(dòng)控制電磁鐵將反向離合器臂推向被動(dòng)輪齒槽內(nèi)，主動(dòng)輪與被動(dòng)輪結(jié)合聯(lián)動(dòng)，機(jī)械能經(jīng)反向離合器臂在主動(dòng)輪與被動(dòng)輪之間傳遞，外部的管理系統(tǒng)令電磁鐵拉回反向離合器臂，反向離合器分離，主動(dòng)輪與被動(dòng)輪之間無(wú)機(jī)械能傳遞。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)、使用方便，有效地解決了電動(dòng)汽車行駛中由于輪轂電機(jī)繞組短路的致使車輪抱死而帶來(lái)的安全問題，滑行過(guò)程節(jié)約電能，剎車時(shí)自動(dòng)控制車輪帶動(dòng)電機(jī)發(fā)電，向電池儲(chǔ)能，增加電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式和結(jié)構(gòu)上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)智能離合器，由正向離合器和反向離合器構(gòu)成，正向離合器由設(shè)在主動(dòng)輪上的滾珠16、斜向滾珠滑道17、滾珠彈簧18及設(shè)在被動(dòng)輪上的滾珠軌道23 構(gòu)成；反向離合器由離合器活動(dòng)臂20、反向離合器活動(dòng)臂軸21、電磁鐵4、彈性桿22、碳刷 15、導(dǎo)電銅環(huán)14及設(shè)在被動(dòng)輪上的斜向齒槽M組成，其特征是主動(dòng)輪2與電機(jī)轉(zhuǎn)子安裝在一起，被動(dòng)輪1外部裝有車輪，正向離合器為單相自動(dòng)離合器，主動(dòng)輪2按驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)的速度高于被動(dòng)輪1轉(zhuǎn)速時(shí)，被動(dòng)輪1對(duì)于主動(dòng)輪2向相對(duì)反方向運(yùn)動(dòng)，受滾珠與被動(dòng)輪滾珠軌道面之間摩擦力的作用，滾珠16向主動(dòng)輪2轉(zhuǎn)動(dòng)的反方向運(yùn)動(dòng)，滾珠運(yùn)動(dòng)的力在斜向滑道17的作用下分解出一個(gè)向被動(dòng)輪方向的擠壓力，于是主動(dòng)輪和被動(dòng)輪在這個(gè)力的作用下結(jié)合聯(lián)動(dòng)，主動(dòng)輪對(duì)被動(dòng)輪的拖動(dòng)力越大，這個(gè)結(jié)合力越大，主動(dòng)輪將機(jī)械能傳遞給被動(dòng)輪即正向離合器自動(dòng)呈結(jié)合狀態(tài)；當(dāng)主動(dòng)輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)或主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速小于被動(dòng)輪轉(zhuǎn)速即汽車倒車或滑行時(shí)，滾珠在被動(dòng)輪滾珠軌道摩擦力的作用下會(huì)向上述滾珠運(yùn)動(dòng)方向相反的方向運(yùn)動(dòng)，由于滾珠運(yùn)動(dòng)時(shí)不再受到斜向滑道壁的擠壓，故而不產(chǎn)生向被動(dòng)輪方向的擠壓力，主動(dòng)輪與被動(dòng)輪不能聯(lián)動(dòng)，主動(dòng)輪不能將機(jī)械能傳遞給被動(dòng)輪即正向離合器自動(dòng)變?yōu)榉蛛x狀態(tài)；反向離合器為受外部管理系統(tǒng)自動(dòng)控制的電控離合器，自動(dòng)控制信號(hào)經(jīng)碳刷和導(dǎo)電銅環(huán)對(duì)安裝在主動(dòng)輪上的電磁鐵進(jìn)行控制，進(jìn)而帶動(dòng)離合器活動(dòng)臂動(dòng)作，從而控制離合器在電機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)時(shí)為分離狀態(tài)，在倒車或者剎車時(shí)為結(jié)合狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)倒車和能量回收功能及汽車滑行時(shí)減少阻力的效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)智能離合器，所述的滾珠為直徑10毫米的圓柱體滾珠，始終受彈簧作用下的頂桿的推動(dòng)，保持與被動(dòng)輪滾珠軌道面的接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)智能離合器，所述的主動(dòng)輪與被動(dòng)輪之間設(shè)有五百微米的間隙以防止主動(dòng)輪與被動(dòng)輪相互摩擦。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)智能離合器，所述的正向離合器與反向離合器分別設(shè)在被動(dòng)輪兩個(gè)端蓋內(nèi)側(cè)的空間內(nèi)，反向離合器組件之一的電磁鐵安裝在主動(dòng)輪上，控制線經(jīng)碳刷和導(dǎo)電銅環(huán)引出機(jī)外。
全文摘要
一種電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)智能離合器，包括正向離合器和反向離合器，正向離合器為單相自動(dòng)離合器，反向離合器為單相電控離合器，受外部的控制系統(tǒng)自動(dòng)控制，電機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)時(shí)，正向離合器自動(dòng)處于結(jié)合狀態(tài)，主動(dòng)輪通過(guò)離合器將動(dòng)力傳遞給被動(dòng)輪；汽車滑行時(shí)，正向離合器自動(dòng)轉(zhuǎn)為分離狀態(tài)，此時(shí)車輪自由轉(zhuǎn)動(dòng)，不會(huì)對(duì)電機(jī)產(chǎn)生拖動(dòng)力；反向離合器只有倒車和剎車時(shí)才為結(jié)合狀態(tài)，其余時(shí)刻為分離狀態(tài)。倒車時(shí)反向離合器受外部指令控制變?yōu)榻Y(jié)合狀態(tài)，主動(dòng)輪帶動(dòng)被動(dòng)輪反轉(zhuǎn)；在剎車時(shí)，正向離合器處于分離狀態(tài)，此時(shí)反向離合器受外部指令控制變?yōu)榻Y(jié)合狀態(tài)，車輪通過(guò)反向離合器帶動(dòng)輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，回收能量。
文檔編號(hào)B60K17/02GK102390252SQ20111027660
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者尹永河 申請(qǐng)人:尹永河