專利名稱：電動車輛使用的由雙電機構(gòu)成的一種輪轂電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及用于電力驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動行駛的車輛使用的、由雙電機構(gòu)造而成的一種輪轂電機。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，電力驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動行駛的車輛(包括電動車、混合動力車、燃料電池車等)，其構(gòu)造一般是由車載大電機帶動變速箱、聯(lián)軸器、傳動軸等傳動機械，來驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動；或者是把小功率電機安裝在車軸上，再由電機驅(qū)動車輪轂來帶動車輪轉(zhuǎn)動，并可以使用變頻技術(shù)、調(diào)壓技術(shù)等來控制車速。但是，大功率電動機及與其配套使用的變速箱、聯(lián)軸器、傳動軸等機械傳動系統(tǒng)，既碩大笨重、占用車內(nèi)空間，又浪費能源；而小電機的功率又不能滿足車輛使用的需要，因為電機功率增大會導(dǎo)致其形體增大，很不方便電機在車軸上的安裝固定和車輛的行駛；這是制約環(huán)保型電動車輛推廣應(yīng)用的現(xiàn)實技術(shù)難點之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種直接由電力控制驅(qū)動的輪轂電機，因其是機電一體化設(shè)計制作，結(jié)構(gòu)簡單可靠、緊湊、輕巧、成本低、制作安裝很方便；不僅可以節(jié)省去掉電機鑄鐵外殼、機械變速箱、聯(lián)軸器、傳動軸等機械傳動部件，而且能使用高科技的計算機技術(shù)、變頻技術(shù)、調(diào)壓技術(shù)等來控制、調(diào)整車速，以推動電動車輛更迅猛地發(fā)展進步和普及應(yīng)用。
本發(fā)明的技術(shù)方案，就是利用平面圓環(huán)旋轉(zhuǎn)電機的初級定子、次級轉(zhuǎn)子和電磁場氣隙空間的平面圓環(huán)形狀，與其轉(zhuǎn)軸心線相互垂直的特性，來構(gòu)造成一種直接設(shè)置在車軸上的輪轂電機，以供電動車輛直接驅(qū)動車輪行駛。如附圖所示，平面圓環(huán)旋轉(zhuǎn)電機平面圓環(huán)形狀的雙初級定子1，被其背面的外圓環(huán)緊固鋼圈10夾緊固定；緊固鋼圈10的內(nèi)圓環(huán)12，被以銷、鍵傳統(tǒng)機械方式設(shè)置固定在車軸9上。平面圓環(huán)形狀的雙次級轉(zhuǎn)子2，被設(shè)計制作成輪轂電機兩側(cè)的2個輪輻圓面體結(jié)構(gòu)，它的內(nèi)圓環(huán)部分是被設(shè)置固定在寬軸承5上，并與寬軸承5一同被以傳統(tǒng)機械方式設(shè)置固定在車軸9上。電機初、次級的兩個平面圓環(huán)1與2相互靠得很近，在它們之間構(gòu)成了電機雙平面圓環(huán)形狀的旋轉(zhuǎn)電磁場氣隙空間3。電機雙次級轉(zhuǎn)子平面圓環(huán)2的外圓圈邊上的兩個外圓環(huán)面，被設(shè)計制作成14所示的垂直相交或近似垂直相交，并能承重的外圓環(huán)面形狀，與輪轂電機的外圓圈輪箍11及其兩邊上的兩個相互垂直或近似垂直的圓環(huán)面構(gòu)成的限定機械位置不變化的正交環(huán)面圈14緊密配合，構(gòu)成了機電一體化的一個完整的輪轂電機。電機雙次級轉(zhuǎn)子2平面圓環(huán)的外圓圈部分，與輪轂電機的外圓圈輪箍11的聯(lián)結(jié)固定，既可以如附圖所示的全部使用螺栓13聯(lián)結(jié)；也可以將其中一個電機次級轉(zhuǎn)子2平面圓環(huán)的外圓圈部分，與輪轂電機的外圓圈輪箍11的一邊制作成一個機械整體，而僅使另一個電機次級轉(zhuǎn)子2平面圓環(huán)的外圓圈部分，與輪轂電機的外圓圈輪箍11的另一邊及其上面的正交環(huán)面圈14緊密配合，并用螺栓13聯(lián)結(jié)緊固；或者是使用其它的傳統(tǒng)機械方式將它們聯(lián)結(jié)緊固成一個機械整體。人們就可以很方便地在其外圓圈輪箍11的外面裝配車輪外鋼圈及充氣車輪胎等。該輪轂電機，既可以是制作成一個密閉整體，以防塵埃和雨水進入；也可以是在電機雙平面圓環(huán)形氣隙空間3以外的、電機雙次級轉(zhuǎn)子2平面圓環(huán)的外圈上，開設(shè)通風(fēng)散熱孔，以便電機散熱；此時的輪轂電機外面車軸9上，也可以加裝防護裝飾面罩。輪轂電機的供電導(dǎo)線和壓縮空氣導(dǎo)管，都是通過車軸9上開設(shè)的淺槽8，被設(shè)置進入電機內(nèi)部2個圓環(huán)形空間的。在電機雙初級定子平面圓環(huán)1和電機雙次級轉(zhuǎn)子平面圓環(huán)2之間的車軸9周圍構(gòu)造形成的2個圓環(huán)形空間里面，供電導(dǎo)線是可以直接與電機雙初級定子線圈組接線。壓縮空氣導(dǎo)管，則是沿著車軸9的圓周圍分布，在對準(zhǔn)電機雙平面圓環(huán)形氣隙空間3的內(nèi)圓環(huán)周邊的位置上，開設(shè)有若干個空氣導(dǎo)管吹氣嘴，以便使用高壓空氣流去除電機氣隙空間平面圓環(huán)3里面可能會進入的塵埃、水汽等，同時也是為了使電機更好地散熱。在車軸淺槽8上面設(shè)有保護里面導(dǎo)電線和導(dǎo)氣管的薄蓋子。軸承5的內(nèi)端蓋7和外端蓋6，分別被螺絲固定在電機雙次級轉(zhuǎn)子平面圓環(huán)2的內(nèi)圓環(huán)部分的里邊和外邊。在外端蓋6外面的車軸上，可以加裝端蓋的外防護圈，以保護外端蓋與車軸之間的裸露縫隙。電機雙初級定子平面圓環(huán)1上的線圈槽孔4里，是用于嵌入導(dǎo)電線圈繞組的。留露在其定子矽鋼片周邊槽孔4外面的導(dǎo)電線圈繞組部分，可以使用絕緣漆、環(huán)氧樹脂類絕緣材料密封固定保護。
本發(fā)明輪轂電機的優(yōu)點1、制造成本低因為節(jié)省了約占電機一半以上重量的鑄鐵外殼的制造、加工、生產(chǎn)成本和原材料采購成本等，而電機的其它部件組裝加工方法簡單，便于機械化流水線等低成本生產(chǎn)。2、減輕了整車重量因為本輪轂電機可以節(jié)省去電機鑄鐵外殼，及車輛變速箱、聯(lián)軸器、傳動軸、等機械傳動部件而大大地減輕了整車的重量。3、節(jié)省了電力能源不僅是因為整車重量減輕而減少了耗能，而且是因為取消了機械變速齒輪等的傳動磨損功耗而節(jié)省了大量的電力能源。4、增加了整車可使用的電機功率不僅是為了成倍地增加每一個輪轂電機的使用功率，就采用了由雙電機并用制作構(gòu)成單個輪轂電機，而且是因為整車是從2個輪子至10個以上的車輪子，都是可以很方便地同時全部使用這種輪轂電機所致。5、提高了車速不僅是因為整車重量減輕了可以跑得更快，而且是因為整車的電機功率加大了能提高車速。6、增加了車輛的行駛距離因為節(jié)省了電力能源和增加了整車可使用的電機功率，故而就增加了車輛的行駛距離。7、增大了車內(nèi)可以使用的空間因為車輛內(nèi)部取消了碩大體積的電機鑄鐵外殼、車輛變速箱、聯(lián)軸器、傳動軸等機械傳動部件所致。8、有利于環(huán)境保護因為輪轂電機是使用電力驅(qū)動，而不會排放污染物和有害氣體。9、幾乎無噪音行駛因無內(nèi)燃機、無大型機械齒輪嚙合、離合、變速，聯(lián)軸器、傳動軸傳動等大的機械噪聲，而使車輛是幾乎無噪音行駛。10、方便操縱控制車速因為本輪轂電機的新結(jié)構(gòu)，是可以使用高科技的計算機技術(shù)、變頻技術(shù)、調(diào)壓技術(shù)等，來直接控制電力驅(qū)動輪轂電機旋轉(zhuǎn)的，即是可以很方便地操縱、控制和調(diào)整車速的。11、方便車輛由直行變橫行因為輪轂電機既可以是與車橋共軸安裝，也可以是不共軸安裝，故只要加上四輪轉(zhuǎn)向裝置，就可以使車輛很方便地由前后直行變?yōu)樽笥覚M行(或斜行)；這就方便了特殊情況下的使用需求。12、方便進行整車二次開發(fā)，提高了車輛的科技含量與檔次可對機電一體化的高科技輪轂電機進行整車二次開發(fā)，也就提高了整車的科技含量與檔次。


如附圖所示，其中1是平面圓環(huán)形狀的電機雙初級定子。2是平面圓環(huán)形狀的電機雙次級轉(zhuǎn)子。3是電機雙初級定子1與雙次級轉(zhuǎn)子2之間構(gòu)造形成的2個平面圓環(huán)形狀的旋轉(zhuǎn)電磁場氣隙空間。4是電機平面圓環(huán)形狀的雙初級定子1里面安裝導(dǎo)電線圈繞組的孔槽。5是為電機雙次級轉(zhuǎn)子平面圓環(huán)2特制的能承受重力的寬形軸承，電機雙次級轉(zhuǎn)子平面圓環(huán)2的內(nèi)圓環(huán)部分，即與其軸承安裝聯(lián)結(jié)的部分也相應(yīng)地加寬加厚了，以便能在該寬軸承上面承載較大的重力并高速旋轉(zhuǎn)。6是軸承5的外端蓋。7是軸承5的內(nèi)端蓋。8是在車軸9上面專門開設(shè)的一個安裝動力導(dǎo)電線和壓縮空氣導(dǎo)管的淺槽，上面安裝有保護淺槽的薄蓋子。9是安裝構(gòu)造輪轂電機的車輪軸。10是平面圓環(huán)旋轉(zhuǎn)電機的平面圓環(huán)形狀的雙初級定子1背面的外圓環(huán)緊固鋼圈。11是輪轂電機的外圓圈輪箍。12是與車軸聯(lián)結(jié)的緊固鋼圈10的內(nèi)圓環(huán)部分。13是聯(lián)結(jié)螺栓。14是在輪轂電機的外圓圈輪箍11上面和電機雙次級轉(zhuǎn)子2平面圓環(huán)的外圓圈部分上面專門設(shè)置的起限位作用的正交環(huán)面圈，是用來確保電機雙初級定子1與雙次級轉(zhuǎn)子2之間的相對位置不變化。
具體實施例方式
下面再結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步的詳細(xì)說明說明書附圖是本發(fā)明的一個實施例。車軸9上的兩個電機初級定子平面圓環(huán)1，是背靠背地聯(lián)結(jié)成一個整體地設(shè)置固定在輪轂電機的中心，而兩個電機次級轉(zhuǎn)子平面圓環(huán)2，則是被分別設(shè)置固定在輪轂電機兩邊外面位置的車軸9上，并被設(shè)計制作成輪轂電機兩側(cè)的2個輪輻圓面體結(jié)構(gòu)。聯(lián)結(jié)螺栓13，聯(lián)結(jié)固定這兩個次級轉(zhuǎn)子平面圓環(huán)2與輪轂電機的外圓圈輪箍11及其上面的限位正交環(huán)面圈14，而構(gòu)造成了一個完整的機械整體。在該輪轂電機內(nèi)部的2個圓環(huán)形空間里面，安裝有供電導(dǎo)線、壓縮空氣導(dǎo)管及導(dǎo)管吹氣嘴等，共同構(gòu)造成了一個雙電機并用結(jié)構(gòu)的輪轂電機。其中，兩個初級定子平面圓環(huán)1的背靠背，可以是貼得很緊而沒有縫隙，或者是制造構(gòu)成的一個電機初級定子雙平面圓環(huán)1的機械整體。其背面外圓環(huán)緊固鋼圈10，可以是由兩個外圓環(huán)緊固鋼圈10并攏聯(lián)結(jié)構(gòu)成的一個機械整體，也可以就是一個整體的外圓環(huán)緊固鋼圈10。兩個初級定子平面圓環(huán)1的背靠背貼得不緊，或是留有一條縫隙，則是用兩個外圓環(huán)緊固鋼圈10來分別設(shè)置固定這兩個初級定子1，也可以用一個整體的外圓環(huán)緊固鋼圈10來設(shè)置固定這兩個初級定子1。電機次級轉(zhuǎn)子平面圓環(huán)2的制造材料，宜選用高導(dǎo)磁率的鋼鐵、高導(dǎo)電率的鋁銅，或者是它們的復(fù)合材料等來制造。供電導(dǎo)線向輪轂電機初級定子線圈組連續(xù)通電時，雙初級定子平面圓環(huán)1與雙次級轉(zhuǎn)子平面圓環(huán)2之間的雙氣隙空間平面圓環(huán)3里面，產(chǎn)生了雙倍的平面圓環(huán)方向的旋轉(zhuǎn)電磁場力，就不停地推動著雙次級轉(zhuǎn)子平面圓環(huán)2帶動著其外圓圈輪箍11上面安裝的車輪胎，圍繞著車軸9旋轉(zhuǎn)即使車輛前進。
本申請的最佳實施方案之一，就是附圖所示的雙電機并用構(gòu)造而成的輪轂電機。該輪轂電機詳細(xì)具體的技術(shù)數(shù)據(jù)、零部件選材、規(guī)格尺寸等，應(yīng)按實際的具體使用要求來設(shè)計制訂。
權(quán)利要求
1.電動車輛使用的由雙電機構(gòu)成的一種輪轂電機，是用車輪軸充當(dāng)電機軸，與平面圓環(huán)旋轉(zhuǎn)電機的初級定子、次級轉(zhuǎn)子、電磁場氣隙空間和輪轂電機外圓圈輪箍等，共同構(gòu)造而成；其特征在于利用平面圓環(huán)旋轉(zhuǎn)電機的初級定子、次級轉(zhuǎn)子和電磁場氣隙空間的平面圓環(huán)形狀，與其轉(zhuǎn)軸心線相互垂直的特性，來構(gòu)造成一種直接設(shè)置在車軸上的雙電機構(gòu)成的輪轂電機，以供電動車輛直接驅(qū)動車輪行駛；如附圖所示，平面圓環(huán)旋轉(zhuǎn)電機平面圓環(huán)形狀的雙初級定子(1)，被其背面的外圓環(huán)緊固鋼圈(10)夾緊固定；緊固鋼圈(10)的內(nèi)圓環(huán)(12)，被以銷、鍵傳統(tǒng)機械方式設(shè)置固定在車軸(9)上；平面圓環(huán)形狀的雙次級轉(zhuǎn)子(2)，被設(shè)計制作成輪轂電機兩側(cè)的2個輪輻圓面體結(jié)構(gòu)，它的內(nèi)圓環(huán)部分是被設(shè)置固定在寬軸承(5)上，并與寬軸承(5)一同被以傳統(tǒng)機械方式設(shè)置固定在車軸(9)上；電機初、次級的兩個平面圓環(huán)(1)與(2)相互靠得很近，在它們之間構(gòu)成了電機平面圓環(huán)形狀的雙旋轉(zhuǎn)電磁場氣隙空間(3)；電機雙次級轉(zhuǎn)子平面圓環(huán)(2)的外圓圈邊上的兩個外圓環(huán)面，被設(shè)計制作成(14)所示的垂直相交或近似垂直相交，并能承重的外圓環(huán)面形狀，與輪轂電機的外圓圈輪箍(11)及其兩邊上的兩個相互垂直或近似垂直的圓環(huán)面構(gòu)成的限定機械位置不變化的正交環(huán)面(14)緊密配合，構(gòu)成了機電一體化的一個完整的輪轂電機；電機雙次級轉(zhuǎn)子(2)平面圓環(huán)的外圓圈部分，與輪轂電機的外圓圈輪箍(11)的聯(lián)結(jié)固定，既可以如附圖所示的全部使用螺栓13聯(lián)結(jié)，也可以將其中一個電機次級轉(zhuǎn)子(2)平面圓環(huán)的外圓圈部分，與輪轂電機的外圓圈輪箍(11)的一邊制作成一個機械整體，而僅使另一個電機次級轉(zhuǎn)子(2)平面圓環(huán)的外圓圈部分，與輪轂電機的外圓圈輪箍(11)的另一邊及其上面的正交環(huán)面(14)緊密配合，并用螺栓(13)聯(lián)結(jié)緊固，或者是使用其它的傳統(tǒng)機械方式將它們聯(lián)結(jié)緊固成一個機械整體；人們就可以很方便地在其外圓圈輪箍(11)的外面裝配車輪外鋼圈及充氣車輪胎等；該輪轂電機，既可以是制作成一個密閉整體，以防塵埃和雨水進入，也可以是在電機雙平面圓環(huán)形氣隙空間(3)以外的、電機雙次級轉(zhuǎn)子(2)平面圓環(huán)的外圈上，開設(shè)通風(fēng)散熱孔，以便電機散熱，此時的輪轂電機外面車軸(9)上，也可以加裝防護裝飾面罩；輪轂電機的供電導(dǎo)線和壓縮空氣導(dǎo)管，都是通過車軸(9)上開設(shè)的淺槽(8)，被設(shè)置進入電機內(nèi)部2個圓環(huán)形空間的；在電機雙初級定子平面圓環(huán)(1)和電機雙次級轉(zhuǎn)子平面圓環(huán)(2)之間的車軸(9)周圍構(gòu)造形成的2個圓環(huán)形空間里面，供電導(dǎo)線是可以直接與電機雙初級定子線圈組接線；壓縮空氣導(dǎo)管，則是沿著車軸(9)的圓周圍分布，在對準(zhǔn)電機雙平面圓環(huán)形氣隙空間(3)的內(nèi)圓環(huán)周邊的位置上，開設(shè)有若干個空氣導(dǎo)管吹氣嘴，以便使用高壓空氣流去除電機氣隙空間平面圓環(huán)(3)里面可能會進入的塵埃、水汽等，同時也是為了使電機更好地散熱；在車軸淺槽(8)上面設(shè)有保護里面導(dǎo)電線和導(dǎo)氣管的薄蓋子；軸承(5)的內(nèi)端蓋(7)和外端蓋(6)，分別被螺絲固定在電機雙次級轉(zhuǎn)子平面圓環(huán)(2)的內(nèi)圓環(huán)部分的里邊和外邊；在外端蓋(6)外面的車軸上，可以加裝端蓋的外防護圈，以保護外端蓋與車軸之間的裸露縫隙；電機雙初級定子平面圓環(huán)(1)上的線圈槽孔(4)里，是用于嵌入導(dǎo)電線圈繞組的；留露在其定子矽鋼片周邊槽孔(4)外面的導(dǎo)電線圈繞組部分，可以使用絕緣漆、環(huán)氧樹脂類絕緣材料密封固定保護。
全文摘要
本申請電動車輛使用的由雙電機構(gòu)成的一種輪轂電機，是把2個平面圓環(huán)旋轉(zhuǎn)電機的雙定子、雙轉(zhuǎn)子和雙電磁場氣隙空間，都直接安裝在車軸上，來構(gòu)成機電一體化的一種輪轂電機。它結(jié)構(gòu)簡單可靠、功率大、成本低、易安裝使用。去掉了電機鑄鐵外殼及機械變速箱、聯(lián)軸器、傳動軸等機械傳動部件和使用計算機、變頻、調(diào)壓技術(shù)等，來直接控制輪轂電機驅(qū)動車輪，故能增加電動車輛的內(nèi)部使用空間、增大電機使用功率、增加車輛行駛距離、提高車速、節(jié)省能源、無噪音運行和有利于環(huán)境保護，……。
文檔編號H02K7/14GK1852008SQ20061001900
公開日2006年10月25日 申請日期2006年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月8日
發(fā)明者任海 申請人:任海