專利名稱：輪轂電機驅(qū)動超微型電動轎車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動汽車，具體的說是一種輪轂電機驅(qū)動超微型 電動轎車。
背景技術(shù)：
全國城鄉(xiāng)家庭摩托車的擁有量非常巨大，由于摩托車能耗高，噪 聲和廢氣污染嚴重，而且頻發(fā)交通事故，許多城市已經(jīng)開始禁止摩托 車行駛。消費者期待一種能替代摩托車的大眾交通工具。市場上有一 種輕型電動汽車，采用單排雙座雙門設(shè)置，車體較大，且造價較高， 同時采用的主動力電機加傳動裝置的驅(qū)動方式，能效比低，實用性較 差。輪轂電機驅(qū)動電動轎車，減少了發(fā)動機和傳動裝置，能提高能效 比，并且有利于電動轎車的小型化，但由于輪轂電機驅(qū)動電動轎車的 變速方式和上坡、重載時的起步和低速行駛性能有待改進，輪轂電機 的驅(qū)動方式及其與車輪、懸架的安裝連接方式在技術(shù)上不夠成熟，所 以輪轂電機驅(qū)動、性能優(yōu)良的小型電動轎車沒有能真正的走向市場。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提供一種輪轂電機驅(qū)動超微型電動轎車， 其能效比較高，變速方式使電動轎車的上坡、重載起步和低速性能更好，安裝驅(qū)動方式牢固可靠，且較為先進；采用的、單側(cè)門和雙排 三座或雙座的超小車體設(shè)計，使制造成本更低、更實用，是一種可替 代摩托車的大眾交通工具。
本發(fā)明包括蓄電池、變頻器、車輪、輪輞，所采用的技術(shù)方案 是電動轎車的車輪,上安裝有專門設(shè)計配套的輪轂電機，蓄電池為電 動轎車總電源，通過變頻器為輪轂電機提供三相交流電源，并控制輪
轂i4機驅(qū)動電動轎車行駛；電動轎車采用內(nèi)定子型輪轂電機作動力， 通過電機軸內(nèi)側(cè)端，將輪轂電機安裝在懸架上，用電機軸的內(nèi)側(cè)端支 撐、固定輪轂電機；制動方式采用制動盤式制動器或制動鼓式制動器 制動，選擇采用制動盤式制動器時，輪輞安裝在內(nèi)側(cè)端蓋的外沿上， 或是安裝在輪轂電機外殼內(nèi)側(cè)部位設(shè)置的法蘭盤上，制動盤安裝在內(nèi)
側(cè)端蓋的外側(cè)端，制動鉗支架安裝在懸架上；選擇采用制動鼓式制動 器時，輪輞和制動鼓一起安裝在內(nèi)側(cè)端蓋的外沿上，或是一起安裝在 輪轂電機外殼上設(shè)置的法蘭盤上，制動底板安裝在懸架下端的開口軸 套上。
所述內(nèi)定子型輪轂電機安裝固定時，電機軸的內(nèi)端插進懸架上所 設(shè)置的開口軸套內(nèi)，用具有定位功能的銷釘螺栓緊固。
所述電動轎車也可采用外定子型輪轂電機作動力，通過電機座將 輪轂電機安裝在懸架上，輪輞和制動盤或制動鼓一起安裝在電機軸外 端所裝設(shè)的車輪連接器上，制動鉗支架或制動底板安裝在外側(cè)端蓋 上。根據(jù)制動方式的不同，選擇輪輞與制動盤配合安裝或與制動鼓配 合安裝。
輪轂電機驅(qū)動超微型電動轎車的箱體所采用的技術(shù)方案是；箱體 只在一側(cè)設(shè)一個單開門，另一側(cè)只設(shè)相對應的車窗；車內(nèi)座位為前后 雙排設(shè)置，前車座為單座，后車座為雙座或單座，后車座的靠背上段 可后折平放。
所述箱體的尾端上部設(shè)有從車內(nèi)、外均可打開的、向上開啟的應 急門，下部設(shè)有向下開啟并可平放固定的蓄電池箱門，蓄電池置放在 箱體的后箱內(nèi)。
所述箱體的另一側(cè)還設(shè)有從車外取、放備胎的備胎箱。 輪轂電機驅(qū)動超微型電動轎車的電控變速箱所采用的技術(shù)方案 是輪轂電機為三相異步交流電機，采用改變輪轂電機的極數(shù)，或交
替使用不同極數(shù)的輪轂電機的方式，結(jié)合用變頻器變頻的方式，實現(xiàn)
電動轎車的變速調(diào)節(jié)；以輪轂電機變極調(diào)速為初級調(diào)速，分高速和低 速兩個檔位，在此基礎(chǔ)上，變頻器調(diào)整輪轂電機的電源頻率，控制其 轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)電動轎車進一步的均勻調(diào)速。 '
輪轂電機驅(qū)動超微型電動轎車的電子差速器所采用的技術(shù)方案 是在電動轎車方向機轉(zhuǎn)向臂的相對應部位，安裝左轉(zhuǎn)信號元件和右
轉(zhuǎn)信號元件，電動轎車向左轉(zhuǎn)彎時，轉(zhuǎn)向臂移向左轉(zhuǎn)信號元件使其產(chǎn) 生電信號，通過左輪控制器，降低左電驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速，或通過右輪控
制器提高右電驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速；電動轎車右轉(zhuǎn)彎時，轉(zhuǎn)向臂移向右轉(zhuǎn)信 號元件，使其產(chǎn)生電信號，通過右輪控制器降低右電驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速， 或通過左輪控制器提高左電驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速。
所述左轉(zhuǎn)信號元件和右轉(zhuǎn)信號元件是電阻型元件、電容型元件或
電感型元件。
所述電子差速器也可采用安裝與方向機連動的機械裝置，并在相 對應部位安裝左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)兩個信號元件，用機械裝置使左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)信 號元件產(chǎn)生電信號，通過左輪或右輪控制器降低或提高左或右電驅(qū)動 輪的轉(zhuǎn)速。
本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在采用輪轂電機直接驅(qū)動，減少了變速 箱、差速器等傳動部分，從而減少了動力傳遞過程中的損耗，提高了 能效比，同時減少了噪聲和廢氣污染，有利于環(huán)境保護。輪轂電機所 采用的安裝方式，使之拆卸安裝方便，更加牢固可靠。車輪和制動盤 或制動鼓安裝在輪轂電機內(nèi)側(cè)的方式，使車輪軸外端受力較小，受力 更加合理，使車輪和制動裝置之間整體性更好，耐沖擊能力更強。輪 轂電機變極結(jié)合變頻器變頻的變速方式，使電動轎車調(diào)速范圍更寬， 低速、重載起步和爬坡性能更好。電動轎車的單側(cè)單開門、雙排三座 或雙座的超小車體，使之行駛靈活，停放方便。蓄電池置放在后箱， 可安裝較多的蓄電池，增加電動轎車的行駛里程，并可以防止沖撞引 起蓄電池的爆炸。輪轂電機直接驅(qū)動方式和超小車體設(shè)計，簡化了結(jié) 構(gòu)，可大幅降低制造成本，本發(fā)明以其優(yōu)良的動力性能和低價位優(yōu) 勢，可以取代摩托車成為新一代大眾交通工具。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳述。
圖l為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為主要部件布置平面示意圖。
圖3、 4為內(nèi)定子型輪轂電機安裝示意圖。 圖5、 6為外定子型輪轂電機安裝示意圖。 圖7為輪轂電機外殼設(shè)置法蘭盤示意圖。 圖8為電子差速器控制原理示意圖。
圖中1、輪轂電機，2、蓄電池，3、變頻器，4、車輪，5、輪 輞，6、箱體，7、單開門，8、前車座，9、后車座，10、應急門， 11、蓄電池箱門，12、備胎箱，13、制動鉗支架，14、電機軸，15、 開口軸套，16、銷釘螺栓，17、內(nèi)側(cè)端蓋，18、制動盤，19、懸架， 20、制動底板，21、制動鼓，22、車輪連接器，23、電機座，24、外 側(cè)端蓋，25、法蘭盤，26、轉(zhuǎn)向臂，27、左轉(zhuǎn)信號元件，28、右轉(zhuǎn)信 號元件，29、左輪控制器，30、右輪控制器，31、左電驅(qū)動輪，32、
右電驅(qū)動輪。
具體實施例方式
圖l、 2中，電動轎車的前車輪4上安裝有專門設(shè)計配套的輪轂 電機l作為驅(qū)動動力，蓄電池2為電動轎車的總電源，安裝在電動轎 車尾部的蓄電池箱內(nèi)，變頻器3安裝在電動轎車的前箱，前箱還用于 安裝制動泵，空調(diào)機、方向機等其他設(shè)備。電動轎車箱體6只在一側(cè) 設(shè)一個單開門7，另一側(cè)設(shè)有帶箱門的備胎箱12，備胎箱12寬于備 胎，留有一個較大的空間，便于降下車窗玻璃，取、放備胎前須充分 升起車窗玻璃。箱體6尾端的上部設(shè)有應急門10，應急門10向上開 啟，從車內(nèi)、外均可打開，箱體6尾端的下部設(shè)有蓄電池箱門11，蓄 電池箱門ll向下開啟，平放固定后，可用于臨時裝載較大體積的輕 拋物品蓄電池2置放在箱體6的后箱內(nèi)，車內(nèi)座位采用雙排設(shè)置，前 車座8為駕駛單座，后車座9為乘員雙座或單座，后車座9的靠背上 段可后折平放，與打開后的應急門IO形成通向車外的應急通道，以 備轎車側(cè)翻時應急使用。
圖3中，輪轂電機l為內(nèi)定子型，采用減震器一減震彈簧組合懸 架，制動盤制動，輪輞5安裝在內(nèi)側(cè)端蓋17的外沿上，制動盤18安 裝在內(nèi)側(cè)端蓋17的外側(cè)端，制動鉗支架13安裝在懸架19上，電機 軸14的內(nèi)端插進懸架19下端所設(shè)置的開口軸套15內(nèi)，用具有定位 功能的銷釘螺栓16緊固。
圖4中，輪轂電機l為內(nèi)定子型，采用彈簧鋼板一后橋組合懸 架，制動鼓制動，輪輞5和制動鼓21—起安裝在內(nèi)側(cè)端蓋17的外沿 上，制動底板20安裝在開口軸套15上，電機軸14的內(nèi)端插進懸架 19所設(shè)置的開口軸套15內(nèi)，用具有定位動能的銷釘螺栓16緊固。'
圖5、 6中，輪轂電機l為外定子型，通過電機座23將輪轂電機 1安裝在懸架19上，采用制動盤或制動鼓制動，輪輞5和制動盤18 或制動鼓21安裝在電機軸14外端所設(shè)置的車輪連接器22上，制動 鉗支架13或制動底板20安裝在輪轂電機1的外側(cè)端蓋24上。
圖7中，輪轂電機1外殼設(shè)有法蘭盤25，采用制動盤制動時，輪 輞5安裝在法蘭盤25上，制動盤18安裝在內(nèi)側(cè)端蓋17的外側(cè)端； 采用制動鼓制動時，輪輞5和制動鼓21—同安裝在法蘭盤25上，法 蘭盤25靠近輪轂電機1內(nèi)側(cè)部位設(shè)置，以減輕電機軸14外端的受 力。
圖8中，電動轎車轉(zhuǎn)彎時方向機帶動轉(zhuǎn)向臂26移動，使左轉(zhuǎn)信 號元件27或右轉(zhuǎn)信號元件28產(chǎn)生電信號。采用降低轉(zhuǎn)彎時的內(nèi)側(cè)電 驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速的方法實施差速調(diào)節(jié)，其控制程序是，左轉(zhuǎn)彎時，左轉(zhuǎn)信 號元件27產(chǎn)生電信號，通過左輪控制器29降低左電驅(qū)動輪31的轉(zhuǎn) 速，右轉(zhuǎn)彎時，右轉(zhuǎn)信號元件28產(chǎn)生電信號，通過右輪控制器30， 降低右電驅(qū)動輪32的轉(zhuǎn)速；采用提高轉(zhuǎn)彎時的外側(cè)電驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速的 方法實施差速調(diào)節(jié)，其控制程序是，左轉(zhuǎn)彎時，左轉(zhuǎn)信號元件27產(chǎn) 生電信號，通過右輪控制器30，提高右電驅(qū)動輪32的轉(zhuǎn)速，右轉(zhuǎn)彎 時，右轉(zhuǎn)信號元件28產(chǎn)生電信號，通過左輪控制器29，提高左電驅(qū) 動輪31的轉(zhuǎn)速，圖中的虛線連接，表示采用提高轉(zhuǎn)彎時的外側(cè)電驅(qū) 動輪轉(zhuǎn)速的方法時的控制程序。 電子差速器的控制原理簡述
電動轎車轉(zhuǎn)彎時，左、右側(cè)電驅(qū)動輪處于不同半徑的行駛弧線 上，其內(nèi)側(cè)電驅(qū)動輪的輪轂電機負荷增加，外側(cè)電驅(qū)動輪的輪轂電機 負荷減輕，根據(jù)電機的輪距特性，負載增加時轉(zhuǎn)矩加大，轉(zhuǎn)速下降， 負荷減輕時轉(zhuǎn)矩減小，轉(zhuǎn)速上升，以此原理，電驅(qū)動輪便可以在電動 轎車轉(zhuǎn)彎時自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，即自動適應差速調(diào)節(jié)。而這種自適應調(diào)
節(jié)，無法滿足頻繁轉(zhuǎn)彎、且轉(zhuǎn)彎幅度大的復雜道路，因此需要進行有 控差速調(diào)節(jié)。本發(fā)明采用的電子差速器，以轉(zhuǎn)向角度信號控制實現(xiàn)電 驅(qū)動輪的差速調(diào)節(jié)，須以兩側(cè)電驅(qū)動輪間的差速比為依據(jù)，這種差速 比因車型、輪距不同而不同，因轉(zhuǎn)向角度變化而變化，差速比的變化 與轉(zhuǎn)向角度的變化成正比，轉(zhuǎn)向角度大，差速比就大，轉(zhuǎn)向角度小， 差速比就小。電器元件所產(chǎn)生的電信號也因轉(zhuǎn)向角的變化而變化，兩 者之間可成正比，也可成反比，根據(jù)需要而設(shè)定，根據(jù)差速比的變化 曲線，設(shè)定與之基本相同的電信號的變化曲線，用轉(zhuǎn)向角度信號通過 控制器調(diào)整轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)電取得輪的差速調(diào)節(jié)。實施時，轉(zhuǎn)向輪 前束的調(diào)節(jié)，必須在轉(zhuǎn)向橫拉桿的兩端進行等值的調(diào)節(jié)，以使電動轎 車直線行駛時，轉(zhuǎn)向臂處于兩電器元件之間正中的位置。 電控變速器原理簡述
三相異步電機多磁極低轉(zhuǎn)速時要比少磁極高轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)矩大，利用 這一特性，電動轎車低速行駛時，輪轂電機采用多磁極低轉(zhuǎn)速運行， 配合使用的變頻器不必調(diào)至過低的頻率，可以減少功率的衰減，使電 動轎車的重載起歩和低速行駛性能更好；輪轂電機采用少磁極高轉(zhuǎn)速
運行時，可以使電動轎車獲得更高的行駛速度。因此，采用變極結(jié)合 變頻的方式，可以使電動轎車獲得更寬的調(diào)速范圍。輪轂電機變極時 引出線較多，接線有一定的難度，因此也可選擇采用在電動轎車前、 后輪安裝兩種不同極數(shù)的輪轂電機，根據(jù)變速需要，兩種不同極數(shù)的 輪轂電機交替使用，配合變頻器調(diào)頻，實施電動轎車的變速調(diào)節(jié)。兩 種選擇的控制原理是相同的。
本發(fā)明在實際使用中，輪轂電機的電機軸，即為超微型電動轎車 的車輪軸，車輪軸與車輪間的間隙和普通轎車一樣，可以通過調(diào)隙螺
母進行調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種輪轂電機驅(qū)動超微型電動轎車，包括車載蓄電池(2)、變頻器(3)，車輪(4)、輪輞(5)，其特征是電動轎車的車輪(4)上安裝有專門設(shè)計配套的輪轂電機(1)，蓄電池(2)為電動轎車的總電源，通過變頻器(3)為輪轂電機(1)提供三相交流電源，并控制輪轂電機(1)驅(qū)動電動轎車行駛；電動轎車采用內(nèi)定子型輪轂電機(1)作動力，通過電機軸(14)內(nèi)側(cè)端將輪轂電機(1)安裝在懸架(19)上；制動方式采用制動盤式制動器或鼓制動式制動器制動，選擇采用制動盤式制動器時，輪輞(5)安裝在內(nèi)側(cè)端蓋(17)的外沿上，或者安裝在輪轂電機(1)外殼上設(shè)置的法蘭盤(25)上，制動盤(18)安裝在內(nèi)側(cè)端蓋(17)的外側(cè)端，制動鉗支架(13)安裝在懸架(19)上；選擇采用制動鼓式制動器時，輪輞(5)和制動鼓(21)一起安裝在內(nèi)側(cè)端蓋(17)的外沿上，或者是一起安裝在輪轂電機(1)外殼內(nèi)側(cè)部位設(shè)置的法蘭盤(25)上，制動底板(20)安裝在懸架(19)下端的開口軸套(15)上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的輪轂電機驅(qū)動超微型電動轎車，其特 征是內(nèi)定子型輪轂電機(1)在安裝固定時，電機軸(14)的內(nèi)側(cè) 端插進懸架(19)上所設(shè)置的開口軸套(15)內(nèi)，用具有定位功能的 銷釘螺栓(16)緊固。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的輪轂電機驅(qū)動超微型電動轎車，其特 征是電動轎車也可采用外定子型輪轂電機(1)做動力，通過電機 座(23)將輪轂電機(1)安裝在懸架(19)上，輪輞(5)和制動盤(18)或制動鼓(21) —起安裝在電機軸(14)外端所裝設(shè)的車輪連 接器(22)上，制動鉗支架13或制動底板(20)安裝在外側(cè)端蓋 (24)上。
4、 一種輪轂電機驅(qū)動超微型電動轎車箱體，其特征是箱體(6) 只在一側(cè)設(shè)一個單開門(7)，另一側(cè)只設(shè)相對應的車窗；車內(nèi) 座位為前后雙排設(shè)置，前車座(8)為單座，后車座(9)為雙座或單 座，后車座(9)的靠背上段可后折平放。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的輪轂電機驅(qū)動超微型電動轎車箱體， 其特征是箱體(6)的尾端上部設(shè)有從車內(nèi)、外均可打開的向上開 啟的應急門(io)，下部設(shè)有向下開啟并可平放固定的蓄電池箱門(11) ，蓄電池(2)置放在箱體(6)的后箱內(nèi)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的輪轂電機驅(qū)動超微型電動轎車箱體， 其特征是箱體(6)的另一側(cè)還設(shè)有從車外取、放備胎的備胎箱(12) 。
7、 一種輪轂電機驅(qū)動超微型電動轎車的電控變速器，其特征是輪轂電機(i)為三相異步交流電機，采用改變輪轂電機a)的 極數(shù)，或交替使用不同極數(shù)的輪轂電機(1)的方式，結(jié)合用變頻器(3)變頻的方式，實現(xiàn)電動轎車的變速調(diào)節(jié)；以輪轂電機(1)變極 調(diào)速為初級調(diào)速，分高速和低速兩個檔位，在此基礎(chǔ)上，變頻器(3)調(diào)整輪轂電機(1)的電源頻率，實現(xiàn)電動轎車進一步的均勻調(diào) 速。
8、 一種輪轂電機驅(qū)動超微型電動轎車的電子差速器，其特征是在電動轎車方向機轉(zhuǎn)向臂(26)的相對應部位，安裝左轉(zhuǎn)信號元件(27)和右轉(zhuǎn)信號元件(28)，電動轎車向左轉(zhuǎn)彎時，轉(zhuǎn)向臂 (26)移向左轉(zhuǎn)信號元件(27)，使其產(chǎn)生電信號，通過左輪控制器 (29)降低左電驅(qū)動輪(31)的轉(zhuǎn)速，或通過右輪控制器(30)提高 右電驅(qū)動輪(32)的轉(zhuǎn)速；電動轎車右轉(zhuǎn)彎時，轉(zhuǎn)向臂(26)移向右 轉(zhuǎn)信號元件(28)，使其產(chǎn)生電信號，通過右輪控制器(30)降低右 電驅(qū)動輪(32)的轉(zhuǎn)速，或通過左輪控制器(29)提高左電驅(qū)動輪 (31)的轉(zhuǎn)速。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的輪轂電機驅(qū)動超微型電動轎車的電子 差速器，其特征是左轉(zhuǎn)信號元件(27)和右轉(zhuǎn)信號元件(28)是電 阻型元件、電容型元件或電感型元件。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的輪轂電機驅(qū)動超微型電動轎車的電子差速器，其特征是也可采用安裝與方向機連動的機械裝置，并在相 對應部位安裝左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)兩個信號元件，用機械裝置使左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)信 號元件產(chǎn)生電信號，通過左輪或右輪控制器，降低或提高左或右電驅(qū) 動輪的轉(zhuǎn)速。
全文摘要
本發(fā)明提供一種輪轂電機驅(qū)動超微型電動轎車。在電動轎車的車輪上安裝有專門設(shè)計配套的輪轂電機，無變速箱和傳動裝置，直接驅(qū)動電動轎車行駛，其能效比高，噪聲小、無廢氣污染。采用輪轂電機變極結(jié)合變頻器變頻的方式，進行電動轎車的變速調(diào)節(jié)，使電動轎車的調(diào)速范圍更寬，爬坡、重載起步和低速性能更好。采用將車輪與制動盤或制動鼓安裝在輪轂電機的內(nèi)側(cè)端蓋的外沿上，或安裝在電機外殼內(nèi)側(cè)部位的法蘭盤上的方式，使車輪軸外端受力較小，受力分配更為合理，使車輪和制動裝置之間整體性更好，耐沖擊力的能力更強。采用單側(cè)單開門和雙排三座或雙排雙座的超小車體設(shè)計，使整車的結(jié)構(gòu)更簡潔，制造成本降低，可取代摩托車成為新型大眾交通工具。
文檔編號B60L11/18GK101372205SQ200810108330
公開日2009年2月25日 申請日期2008年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月24日
發(fā)明者魯泊凡 申請人:魯泊凡