电动汽车轮毂电机(轮毂电机)

背景介绍：

随着使用电力驱动的汽车越来越普及，国内外各汽车厂商纷纷在电动汽车研究领域发力。就驱动方案而言，从中央集中式电机到轮边电机以及轮毂电机，涌现出各式各样的实现方案。从布置后整车空间来看，轮毂电机直接跟悬架转向节相连，布置在车轮轮圈内部，和需要布置在专门的前桥或后桥车架上的中央集中式电机或轮边电机相比较，省去了减速器、差速器、传动轴等部件，无疑是一种最节省车底部空间的方案。除此之外，搭载轮毂电机的车辆还具有中央集中式电机车辆所不具备的分布式驱动功能。因此轮毂电机驱动方案无疑是一种潜力十足的驱动方案。

然而在相关技术提供的轮毂电机中，制动器、定子、转子的主要集成通过轮毂轴承连接，制动盘和制动卡钳位于定子和转子形成的密封腔体之间，当需要更换制动盘或者制动片时则需要将定子和转子分离，耗时耗力，增大了维修的难度和成本，也容易影响密封。

因此，奇瑞发明专利提供了一种轮毂电机，包括电机转子、电机定子、芯轴组件、转向节和制动器。电机转子包括第一轮辐部，电机定子包括第二轮辐部，第一轮辐部和第二轮辐部同轴套设在芯轴组件上，且第一轮轴部和第二轮轴部均位于芯轴组件的第一端部。转向节位于芯轴组件的第二端部，且转向节与电机定子固定连接。制动器位于转向节朝向芯轴组件的第一端部的内侧。本发明只需要将转向节拆除后，制动器就能暴露出来，在对制动器进行维修和更换时，无需对电机定子和电机转子进行分离，操作简单，有利于降低轮毂电机中制动器的维修难度和维修成本。

轮毂电机的组成：

轮毂电机包括电机转子、电机定子、芯轴组件、转向节和制动器。轮毂电机为内转子电机或外转子式电机，当轮毂电机为外转子电机时，电机转子布置在外，电机定子布置在内。电机转子和电机定子均可分为轮圈、轮辐和轮毂三部分，其中轮圈为电机转子或电机定子中最外圈的环形结构，轮毂为电机转子或电机转子与芯轴组件连接的结构，轮辐为连接轮圈和轮毂的盘形结构。

转向节包括连接结构，转向节通过连接结构与电机定子连接。连接结构的数量为多个，多个连接结构沿芯轴组件的轴线呈周向间隔布置，从而在周向多个位置上实现转向节与电机定子的稳定可靠性的连接。

1、电机转子，2、电机定子，4、转向节，43、连接结构，6、卡钳固定结构。

轮毂电机还包括卡钳固定结构，卡钳固定结构位于转向节的内侧面，制动卡钳连接于卡钳固定结构上。利用卡钳固定结构，能够将制动卡钳与转向节稳定可靠的连接在一起。卡钳固定结构包括连接柱和连接螺钉，其中连接柱的一端与制动卡钳连接，连接柱的另一端延伸到转向节的内侧面，连接螺钉从转向节外侧面穿至转向节的内侧面，并与连接柱螺纹连接，实现制动卡钳与转向节的连接。

芯轴组件与电机转子连接，芯轴组件随电机转子同步转动。制动器连接于转向节和芯轴组件之间。通过上述布置，芯轴组件与电机转子连接，并随电机转子同步转动，制动器连接在转向节和芯轴组件之间，转向节和芯轴组件又分别与电机定子和电机转子连接，从而通过制动器消耗或限制转向节和芯轴组件之间的相对转动，就能实现对电机转子和电机定子之间的制动。

3、芯轴组件，34、止推轴承，5、制动器，7-8、第一-二密封圈。

制动器包括但不限于鼓式制动器和盘式制动器。其中，鼓式制动器摩擦副中的旋转元件为制动鼓，其工作表面为圆柱面；盘式制动器的旋转元件则为旋转的制动盘，以端面为工作表面。制动器中的旋转元件与电机转子或电机定子中的其中一个连接，制动器中的摩擦元件与电机转子或电机定子中的其中另一个连接，当电机转子和电机定子相对旋转时，摩擦元件压紧在旋转元件表面，利用摩擦做功消耗电机转子和电机定子之间的能量，实现刹车制动效果。

制动器包括制动盘和制动卡钳，制动盘与芯轴组件连接，制动卡钳与转向节连接。通过上述布置，制动卡钳与转向节连接，转向节与电机定子连接，从而制动卡钳与电机定子间接连接，制动盘与芯轴组件连接，芯轴组件与电机转子连接，从而芯轴组件与电机转子间接连接。制动卡钳包括分别布置在制动盘的两侧面的两个摩擦部位，当制动器执行制动操作时，两个摩擦部位呈钳形收紧，将制动盘夹紧，从而实现制动效果。

11-21、第一-二轮辐部，12-22、第一-二轮圈部，301-302、第一-二端部，51、制动盘，52、制动卡钳。

电机转子包括第一轮辐部，电机定子包括第二轮辐部。第一轮辐部和第二轮辐部同轴套设在芯轴组件上，且第一轮轴部和第二轮轴部均位于芯轴组件的第一端部。第一轮辐部被构造为边缘凸起，中心凹陷的结构，从而第一轮辐部与芯轴组件的第一端部连接后，芯轴组件的第一端部下沉式布置，芯轴组件的第一端部被第一轮辐部的凸起的边缘部分所保护，有利于确保轮毂电机的工作可靠性。第二轮辐部被构造为边缘凸起，中心凹陷的结构，从而第二轮辐部与芯轴组件的第二端部连接后，芯轴组件的第二端部下沉式布置。转向节位于芯轴组件的第二端部，且转向节与电机定子固定连接。制动器位于转向节朝向芯轴组件的第一端部的内侧。电机转子的第一轮辐部连接于芯轴组件的第一端部，电机定子的第二轮辐部连接于第一轮辐部的内侧的芯轴组件上，即第二轮辐部位于第一轮辐部的朝向芯轴组件的第二端部的一侧。

电机转子还包括第一轮圈部，电机定子还包括第二轮圈部，第一轮圈部和第二轮圈部同轴的套设在一起，第一轮圈部和第二轮圈部中的其中一个上布置线圈绕组，第一轮圈部和第二轮圈部中的另一个上布置永磁体，线圈绕组和永磁体产生电磁相互作用，从而推动电机转子相对于电机定子旋转。第一轮圈部和第二轮圈部之间的环形腔体密封布置，环形腔体的轴向一段布置第一密封圈，环形腔体的轴向另一端布置第二密封圈，从而可以确保轮毂电机的线圈绕组和永磁体的电磁工作空间密封洁净，提高轮毂电机的工作可靠性。第一轮圈部、第二轮圈部、第一密封圈和第二密封圈围成的环形密封腔内充注有油液，油液包括但不限于润滑油、冷却液等等。

芯轴组件包括芯轴件，芯轴件的端部设有第一防转结构，第一轮辐部设有第二防转结构，第一防转结构和第二防转结构止转连接，通过上述布置，芯轴件能够随电机转子同步旋转。第一防转结构可以为机械传动中的键结构，第二防转结构为开设在第一轮辐部上的键槽结构，键结构于键槽结构配合能够实现芯轴件与第一轮辐部之间的周向固定以传递扭矩。芯轴组件还包括锁紧螺母，锁紧螺母位于第一轮辐部的外侧，且锁紧螺母与芯轴件的第一端部螺纹连接，将第一轮辐部锁紧在芯轴件上。

31、芯轴件，32-111、第一-二防转结构，33、凸肩结构，35、轮毂轴承，36、锁紧螺母。

芯轴件上设有凸肩结构，制动盘连接在凸肩结构的朝向芯轴组件的第二端部的侧面上，制动盘通过多个螺钉紧固件连接在凸肩结构上，凸肩结构沿芯轴件表面向外凸起便于制动盘的装配。此外凸肩结构可以为芯轴件的一体成型部位，也可以为芯轴件上的装配部位。利用布置在芯轴表面的凸肩结构，制动盘能够与芯轴件稳定可靠的同轴连接，同时制动盘布置在凸肩结构上朝向芯轴组件的第二端部的侧面上，从而可以直接从芯轴组件的第二端部所在侧对制动盘进行安装和拆卸，操作更加简单。

芯轴组件还包括止推轴承和轮毂轴承，转向节通过止推轴承与芯轴件转动连接，第二轮辐部通过轮毂轴承与芯轴件转动连接。通过上述布置，实现了芯轴组件中的芯轴件与转向节和第二轮辐部即电机定子的转动连接。利用芯轴件和转向节之间的止推轴承，可以增加转向节对芯轴件的轴向侧推力，增强轮毂电机的侧向受力能力。

13、第一轮毂部，34、止推轴承，35、轮毂轴承，41、定位沉孔，42、轴承座。

电机转子还包括第一轮毂部，电机定子还包括第二轮毂部，电机转子通过第一轮毂部连接于轮毂轴承的外圈，轮毂轴承的内圈连接于芯轴件，从而电机转子实现了与芯轴件的转动连接。此外，由于电机定子需要与芯轴件止转连接，电机定子通过第二轮毂部与芯轴件直接连接。第一轮毂部与第一轮辐部连接，并朝向芯轴组件的第二端部延伸，以构建足够的环形配合面，用于配合轮毂轴承的外圈。利用第一轮毂部能够增加电机定子与轮毂轴承的配合支撑面积，提高芯轴组件绕电机定子旋转的稳定性。此外第一轮毂部由第一轮辐部向芯轴组件的第二端部延伸，不会对制动器的更换维护造成干涉，还能够为制动器预留足够的安装空间。

转向节的内侧面设有定位沉孔，芯轴组件的第二端部位于定位沉孔内。通过定位沉孔能够为芯轴组件的第二端部提供定位，提高芯轴组件与转向节的定位和转动精度。定位沉孔内设有轴承座，利用轴承座与止推轴承连接，有利于提高止推轴承的止推效果。

综上所述：本发明的轮毂电机，电机转子和电机定子分别通过第一轮辐部和第二轮辐部同轴套设在芯轴组件的第一端部，制动器则布置在位于芯轴组件的第二端部的转向节内侧，从而当转向节拆除后，制动器就能暴露出来，可以对制动器进行维修和更换，无需对电机定子和电机转子进行分离，操作简单，有利于降低轮毂电机中制动器的维修难度和维修成本。

总结：

奇瑞汽车轮毂电机包括电机转子、电机定子、芯轴组件、转向节和制动器。电机转子包括第一轮辐部，电机定子包括第二轮辐部，第一轮辐部和第二轮辐部同轴套设在芯轴组件上，且第一轮轴部和第二轮轴部均位于芯轴组件的第一端部。转向节位于芯轴组件的第二端部，且转向节与电机定子固定连接。制动器位于转向节朝向芯轴组件的第一端部的内侧。本发明只需要将转向节拆除后，制动器就能暴露出来，在对制动器进行维修和更换时，无需对电机定子和电机转子进行分离，操作简单，有利于降低轮毂电机中制动器的维修难度和维修成本。