專利名稱:電動汽車使用的由外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)電機(jī)構(gòu)成的一種輪轂電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明申請,涉及一種由外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)電機(jī)構(gòu)成的、機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)的輪轂電機(jī),用它可 以很方便地構(gòu)成電動汽車專用的輪轂電機(jī)車輪動力系統(tǒng)。
技術(shù)背景現(xiàn)有的電動汽車動力系統(tǒng), 一般是以大功率電機(jī)通過機(jī)械變速箱驅(qū)動車軸、再帶動車輪 旋轉(zhuǎn)前進(jìn);或者是把小功率電機(jī)安裝在車底盤上,以旋轉(zhuǎn)的電機(jī)軸直接驅(qū)動車輪轂旋轉(zhuǎn)來推 動車輪前進(jìn)。顯然,大電機(jī)加上機(jī)械變速箱、聯(lián)軸器、傳動軸等機(jī)械傳動系統(tǒng),既大又笨重, 既占用了車內(nèi)的寶貴空間,又白白消耗浪費了寶貴的車載電能。小功率電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩不夠 用,大功率電機(jī)又受體積限制而無法安裝在車底盤上使用。這就是目前制約電動汽車動力系 統(tǒng)發(fā)展的現(xiàn)實技術(shù)難點之一,它極大地阻礙了電動汽車的迅速發(fā)展、進(jìn)步和推廣使用。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明申請,就是提供了一種直接由計算機(jī)、變頻調(diào)壓技術(shù)等操縱的電力,來控制驅(qū)動 的輪轂電機(jī);它是專門安裝、構(gòu)造在車輪轂里面,即充分地利用了車輪轂里面的空間。因為 它能節(jié)省、去掉電機(jī)鑄鐵外殼、機(jī)械變速箱、聯(lián)軸器、傳動軸等機(jī)械傳動部件系統(tǒng),故節(jié)省 了車內(nèi)的寶貴空間和大量的寶貴電能。它能輸出足夠大的轉(zhuǎn)矩,來滿足電動汽車的使用需求。 它機(jī)電一體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計很特別,構(gòu)思新穎,設(shè)計巧妙,技術(shù)先進(jìn),非常實用;它簡單可靠、 緊湊、輕巧、結(jié)實、經(jīng)久、耐用,成本低、制作安裝很方便。用它能組成電動汽車專用的輪 轂電機(jī)車輪動力系統(tǒng),以推動電動汽車的發(fā)展進(jìn)步和普及應(yīng)用。 技術(shù)方案本發(fā)明申請,是可以使用各種傳統(tǒng)的電動機(jī)來設(shè)計改造應(yīng)用的。我們可以把傳統(tǒng)的電動 機(jī)占其重量一半以上的鑄鐵外殼去掉,把傳統(tǒng)的電機(jī)初級定子在外面、電機(jī)次級轉(zhuǎn)子在里面 的兩個圓筒形狀面相對旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu),改造成為電機(jī)次級轉(zhuǎn)子在外面、電機(jī)初級定子在里面的 兩個圓筒形狀面相對旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu),即構(gòu)造成為一種外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。如附圖所示,外 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電機(jī)初級定子2,是通過定子機(jī)架6、機(jī)架座5、銷、鍵等,被安裝在車軸l 上,并與車軸1聯(lián)結(jié)固定成為一個靜止不動的機(jī)械整體。車輪轂9是安裝固定在車軸1上的 軸承7上面,并且是罩在車軸1上的電機(jī)初級定子2的外面。在面對電機(jī)初級定子2的外圓 環(huán)面的車輪轂9里面,安裝固定有電機(jī)次級轉(zhuǎn)子3的內(nèi)圓環(huán)體。并且電機(jī)初級定子2的外圓 環(huán)面,與其次級轉(zhuǎn)子3的內(nèi)圓環(huán)面之間靠得很近,構(gòu)成了外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)電機(jī)的圓,體形旋轉(zhuǎn)電 磁場氣隙空間4,并且其間隙4符合電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸結(jié)構(gòu)要求。在車軸l表面上開設(shè)有 一個淺槽8,上面裝有保護(hù)淺槽8的薄蓋子。只要對這個車軸1上的電機(jī)初級定子2的導(dǎo)電線圈繞組ll通電控制,這個車輪轂9里面的電機(jī)次級轉(zhuǎn)子3的內(nèi)圓環(huán)體,就會被圓環(huán)體形旋轉(zhuǎn)電磁場氣隙空間4推動旋轉(zhuǎn),也即帶動車軸1上的軸承7與其上面的車輪轂9及車輪胎一同旋轉(zhuǎn),并且是會按照所接受到的通電指令要求飛速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)需要增大使用電機(jī)功率時,可以把電機(jī)初級定子2的外圓環(huán)體、電機(jī)次級轉(zhuǎn)子3的內(nèi)圓環(huán)體,及其圓環(huán)體形旋轉(zhuǎn)電磁場氣隙空間4,平行于車軸并同時向車內(nèi)方向延伸,以至于可以超出車輪轂9的內(nèi)邊沿10?;蛘呤窃陔姍C(jī)次級轉(zhuǎn)子3內(nèi)圓環(huán)體的外圓環(huán)面,與車輪轂9的內(nèi)圓環(huán)面之間,加裝一個用于聯(lián)結(jié)電機(jī)次級轉(zhuǎn)子3與車輪轂9的內(nèi)圓環(huán)體,使其超出車輪轂9的內(nèi)邊沿10,并被安裝固定在車輪轂9的內(nèi)圓環(huán)面里面。再在該用于聯(lián)結(jié)電機(jī)次級轉(zhuǎn)子3與車輪轂9的內(nèi)圓環(huán)體里面,安裝固定延伸長了的電機(jī)次級轉(zhuǎn)子3的內(nèi)圓環(huán)體,并使其對齊這著延伸長了的電機(jī)初級定子2的外圓環(huán)體和同樣是延伸長了的圓環(huán)體形旋轉(zhuǎn)電磁場氣隙空間4。同時,要把電機(jī)初級定子2的定子機(jī)架6、機(jī)架座5、銷、鍵、與車軸上的淺槽8等,一起做相應(yīng)的長度延伸和調(diào)整,這樣就可以達(dá)到增加電機(jī)功率的目的。在某些特殊需要的情況下,也可以將鋼鐵、鋁合金、鋁材構(gòu)成的車輪轂9內(nèi)圓環(huán)表面精細(xì)加工制作,以使其內(nèi)圓環(huán)面與電機(jī)初級定子2的外圓環(huán)面之間,構(gòu)成的圓環(huán)體形旋轉(zhuǎn)電磁場氣隙空間間隙4,符合電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸結(jié)構(gòu)要求;則這個車輪轂9的內(nèi)圓環(huán)面,就可以充當(dāng)電機(jī)的次級轉(zhuǎn)子3的內(nèi)圓環(huán)面,而被其通電的電機(jī)初級定子2直接推動旋轉(zhuǎn),故也就可以節(jié)省去——即不再需要安裝使用原電機(jī)的次級轉(zhuǎn)子3 了。 ,發(fā)明優(yōu)點本發(fā)明申請的優(yōu)點1、完全消除了電動汽車動力系統(tǒng)與內(nèi)燃機(jī)汽車動力系統(tǒng),在總功率 方面的差距。因為本輪轂電機(jī)是充分利用了車輪轂里面的空間,可以制作出大功率的輪轂電 機(jī),并輸出大的轉(zhuǎn)矩。2、完全消除了電動汽車動力系統(tǒng)與內(nèi)燃機(jī)汽車動力系統(tǒng),在汽車行駛 速度方面的差距。因為電動汽車動力系統(tǒng)的總功率大大地增加了,并大大地減輕了整車的重量,故可以大大地提高電動汽車的行政速度。3、完全消除了電動汽車動力系統(tǒng)與內(nèi)燃機(jī)汽車動力系統(tǒng),在汽車行駛距離方面的差距。因為大大地減輕了整車的重量,即節(jié)省了大量的電 能,又可以節(jié)省了傳動機(jī)械系統(tǒng)磨損功耗的大量電能,故可以大大地增加電動汽車的行駛距離。4、減輕了電動汽車的整車重量。因為由本輪轂電機(jī)構(gòu)成了電動汽車的車輪^力系統(tǒng)以后, 首先是去掉了占電機(jī)重量一半以上的鑄鐵外殼,其次是去掉了沉重的機(jī)械齒輪變速箱、聯(lián)軸 器、傳動軸等等大批機(jī)械傳動部件,而使整車減輕了的重量,可以達(dá)到約200kg 500kg以 上。5、節(jié)省了車載蓄電池里的大量電能。因為減輕了整車的重量,節(jié)省了傳動機(jī)械磨損功耗
的大量電能消耗,還可以磁阻剎車制動回收電能,以及節(jié)省等紅燈消耗的電能,等等。6、使電動汽車的生產(chǎn)制造成本大大降低。因為不僅是節(jié)省了電機(jī)鑄鐵外殼的加工、制造、生產(chǎn)成 本和原材料采購成本等,并使電機(jī)其它部件加工組裝方法更簡單,更便于機(jī)械化流水線等低成本生產(chǎn);而且是因為去掉了最昂貴的機(jī)械齒輪變速箱,以及去掉了聯(lián)軸器、傳動軸等大批 機(jī)械傳動部件的制造、加工、生產(chǎn)成本、原材料采購成本和時間成本等,致使電動汽車的生 產(chǎn)制造成本大大地降低了。 7、增加了電動汽車可以使用的電機(jī)最大功率值。因為整車從2 個 IO個以上的車輪,都可以很方便地同時全部使用這種輪轂電機(jī)車輪,即可以成倍地增 加了電動汽車動力系統(tǒng)使用電機(jī)的最大功率值。8、增大了電動汽車可以使用的車內(nèi)空間。因 為所有被去掉的電機(jī)鑄鐵外殼、機(jī)械齒輪變速箱、等等傳動部件體積之和,就是節(jié)省出來的 車內(nèi)空間,即大大地增加了電動汽車可以使用的車內(nèi)空間。9、提高了電動汽車制動的可靠性。 因為剎車片是安裝在輪轂電機(jī)車輪的內(nèi)邊沿上的,它的剎車力矩,要比它安裝在輪轂里面大 一倍以上,故明顯地提高了電動汽車制動的可靠性。10、輪轂電機(jī)可以自然風(fēng)冷。因為輪轂 電機(jī)的開放結(jié)構(gòu)和它是被安裝在空氣中的車輪里,故它可以自然風(fēng)冷,而無須使用水箱循環(huán) 水冷。11、有利于環(huán)境保護(hù)。因為輪轂電機(jī)使用電力而不排放污染物和有害氣體。12、無噪 音運行。因電動汽車內(nèi)無內(nèi)燃機(jī)、無大型機(jī)械齒輪離合、聯(lián)軸傳動、變速等大的機(jī)械噪聲源。 13、便于使用高科技的計算機(jī)技術(shù)、逆變技術(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(jī)調(diào)整車速。
如附圖所示,其中1是安放在車輪轂里的車軸。2是電機(jī)外圓環(huán)形狀的初級定子。3是電 機(jī)內(nèi)圓環(huán)形狀的次級轉(zhuǎn)子。4是電機(jī)的圓環(huán)體形旋轉(zhuǎn)電磁場氣隙空間。5是電機(jī)初級定子的機(jī) 架座。6是電機(jī)初級定子的機(jī)架。7是車輪轂里面的車軸上安裝固定的車軸承。8是在車軸表 面上開設(shè)的安裝高壓空氣導(dǎo)管的淺槽及其薄蓋子。9是安裝在車軸上的車輪轂。10是車輪轂 的內(nèi)邊沿。ll是電機(jī)初級定子的導(dǎo)電線圈繞組。
具體實施方式
下面再結(jié)合附圖,對本發(fā)明申請的具體實施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)說明附圖所示,是本發(fā)明申請的一個實施例。按圖中所示,通過使用銷、鍵等傳統(tǒng)的機(jī)械聯(lián)結(jié)方式,把車軸1與電機(jī)初級定子2、電機(jī)初級定子機(jī)架6、電機(jī)初級定子機(jī)架座5等,聯(lián)結(jié) 固定成為一個靜止不動的機(jī)械整體。在車輪轂9里面先安裝固定好電機(jī)次級轉(zhuǎn)子3。在車軸1 上的適當(dāng)位置安裝固定好車軸承7;再在車軸承7上安裝固定好車輪轂9,使車輪轂9里面的 電機(jī)次級轉(zhuǎn)子3的內(nèi)圓環(huán)面,對準(zhǔn)車軸1上面的電機(jī)初級定子2的外圓環(huán)面,以使它們之間構(gòu)成的圓環(huán)體形旋轉(zhuǎn)電磁場氣隙空間的間隙4,符合電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸結(jié)構(gòu)要求;并使車 輪轂9在車軸承7上面可以輕巧旋轉(zhuǎn)。當(dāng)我們給電機(jī)初級定子2的導(dǎo)電線圈繞組11通電時, 電機(jī)次級轉(zhuǎn)子3,就會被電機(jī)的圓環(huán)體形旋轉(zhuǎn)電磁場推動旋轉(zhuǎn),并帶動著車輪轂9及車輪胎 一同旋轉(zhuǎn)。在車軸1上面預(yù)先開設(shè)好的淺槽8里面,安放好壓縮空氣導(dǎo)管后,蓋好槽蓋子并 密封好僅在車輪轂9、車軸l、電機(jī)初級定子2及電機(jī)次級轉(zhuǎn)子3圍成的圓環(huán)舉狀的內(nèi)部空 間里,對著電機(jī)圓環(huán)體形旋轉(zhuǎn)電磁場氣隙空間間隙4的內(nèi)圈,沿著車軸1設(shè)置有一圈高壓空 氣導(dǎo)管吹氣嘴。淺槽8里的高壓空氣導(dǎo)管及其吹氣嘴里吹出去的高壓空氣流,是專為防止和 吹出誤入電機(jī)氣隙空間里的微小塵埃的。本發(fā)明申請的最佳實施方案之一,就是上述的這個實施例。
權(quán)利要求
1、 電動汽車使用的由外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)電機(jī)構(gòu)成的一種輪轂電機(jī),是用車軸、車輪轂、外轉(zhuǎn)子 旋轉(zhuǎn)電機(jī)的初級定子、次級轉(zhuǎn)子和其旋轉(zhuǎn)電磁場氣隙空間等,構(gòu)造成的電動汽車專用的機(jī)電 一體化的輪轂電機(jī),其特征在于外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電機(jī)初級定子(2),是通過定子機(jī)架(6)、 機(jī)架座(5)、銷、鍵等,被安裝在車軸(1)上,并與車軸(1)聯(lián)結(jié)固定成為一個靜止不動 的機(jī)械整體;車輪轂(9)是安裝固定在車軸(1)上的軸承(7)上面,并且是罩在車軸(1) 上的電機(jī)初級定子(2)的外面;在面對電機(jī)初級定子(2)的外圓環(huán)面的車輪轂(9)里面, 安裝固定有電機(jī)次級轉(zhuǎn)子(3)的內(nèi)H1環(huán)體;并且電機(jī)初級定子(2)的外圓環(huán)面,與其次級 轉(zhuǎn)子(3)的內(nèi)圓環(huán)面之間靠得很近,構(gòu)成了外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)電機(jī)的圓環(huán)體形旋轉(zhuǎn)電磁場氣隙空間(4),并且其間隙(4)符合電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸結(jié)構(gòu)要求;在車軸(1)表面上開設(shè)有一個 淺槽(8),上面裝有保護(hù)淺槽(8)的薄蓋子;只要對這個車軸(1)上的電機(jī)初級定子(2) 的導(dǎo)電線圈繞組(11)通電控制,這個車輪轂(9)里面的電機(jī)次級轉(zhuǎn)子(3)的內(nèi)圓環(huán)體, 就會被圓環(huán)體形旋轉(zhuǎn)電磁場氣隙空間(4)推動旋轉(zhuǎn),也即帶動車軸(1)上的軸承(7)與其 上面的車輪轂(9)及車輪胎一同旋轉(zhuǎn),并且是會按照所接受到的通電指令要求飛速旋轉(zhuǎn)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動汽車使用的由外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)電機(jī)構(gòu)成的一種輪轂電機(jī),其特 征在于電機(jī)初級定子(2)的外圓環(huán)體、電機(jī)次級轉(zhuǎn)子(3)的內(nèi)圓環(huán)體,及其圓環(huán)體形旋 轉(zhuǎn)電磁場氣隙空間(4),是同時平行于車軸并向車內(nèi)方向延伸長了,以至于可以超出車輪轂(9)的內(nèi)邊沿(10);或者是在電機(jī)次級轉(zhuǎn)子(3)內(nèi)圓環(huán)體的外圓環(huán)面,與車輪轂(9)的 內(nèi)圓環(huán)面之間,加裝了一個用于聯(lián)結(jié)電機(jī)次級轉(zhuǎn)子(3)與車輪轂(9)的內(nèi)圓環(huán)體,該內(nèi)圓 環(huán)體是超出了車輪轂(9)的內(nèi)邊沿(10),并被安裝固定在車輪轂(9)的內(nèi)圓環(huán)面里面;在 該用于聯(lián)結(jié)電機(jī)次級轉(zhuǎn)子(3)與車輪轂(9)的內(nèi)圓環(huán)體里面,安裝固定延伸長了的電機(jī)次 級轉(zhuǎn)子(3)的內(nèi)圓環(huán)體;該電機(jī)次級轉(zhuǎn)子(3)的內(nèi)圓環(huán)體,是對齊著延伸長了的電機(jī)初級 定子(2)的外圓環(huán)體和同樣是延伸長了的圓環(huán)體形旋轉(zhuǎn)電磁場氣隙空間(4);電機(jī)初級定子(2)的定子機(jī)架(6)、機(jī)架座(5)、銷、鍵、與車軸上的淺槽(8)等,是一起做了相應(yīng)的 長度延伸和調(diào)整。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動汽車使用的由外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)電機(jī)構(gòu)成的一種輪轂電機(jī),其特 征在于可以將鋼鐵、鋁合金、鋁材構(gòu)成的車輪轂(9)內(nèi)表面精細(xì)加工制作,以使其內(nèi)圓環(huán) 面與電機(jī)初級定子(2)的外圓環(huán)面之間,構(gòu)成的圓環(huán)體形旋轉(zhuǎn)電磁場氣隙空間間隙(4),符 合電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸結(jié)構(gòu)要求;則這個車輪轂(9)的內(nèi)圓環(huán)面,就可以充當(dāng)電機(jī)的次級轉(zhuǎn) 子(3)的內(nèi)圓環(huán)面,而被其通電的電機(jī)初級定子(2)直接推動旋轉(zhuǎn),故也就可以節(jié)省去掉 ——即不再需要安裝使用原電機(jī)的次級轉(zhuǎn)子(3) 了。
全文摘要
本發(fā)明申請電動汽車使用的由外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)電機(jī)構(gòu)成的一種輪轂電機(jī),是把去掉電機(jī)鑄鐵外殼的電機(jī)初級定子安裝在車軸上,把次級轉(zhuǎn)子安裝在車輪轂里面,構(gòu)成一種直接由計算機(jī)操縱、控制、驅(qū)動的輪轂電機(jī),它能輸出足夠大的轉(zhuǎn)矩。它機(jī)電一體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計很特別,構(gòu)思新穎,設(shè)計巧妙,技術(shù)先進(jìn),非常實用;它簡單可靠、緊湊、輕巧、結(jié)實、經(jīng)久、耐用,成本低、制作安裝很方便。用它能組成電動汽車專用的輪轂電機(jī)車輪動力系統(tǒng)。
文檔編號H02K21/22GK101145722SQ20071002969
公開日2008年3月19日 申請日期2007年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月13日
發(fā)明者海 任 申請人:海 任