電動汽車輪轂電機智能離合器的製作方法
2023-05-17 14:11:11 3
專利名稱：電動汽車輪轂電機智能離合器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電動汽車動力傳遞裝置，確切地說是一種電動汽車輪轂電機智能
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背景技術：
隨著電動汽車在全世界範圍內的研發熱潮推動下，更多形式的驅動電機被開發出來，這當中更為簡捷合理的當屬輪轂電機，它結構簡單，只需將電機裝在汽車輪轂內，省去了昂貴而繁瑣的機械傳動部分，佔用汽車空間小，汽車加裝方便，尤其適合油電兩用車。但是輪轂電機也有不可忽視的缺點，尤其是高速行駛過程中出現電機繞組嚴重短路的故障時，會出現電機抱死的現象，這時候車輪卡死不能轉動或很難轉動，汽車行駛方向會偏移， 危及人的安全，且如果拖動汽車還有引起火災的危險。有些電動自行車輪轂電機採用自動單相離合器方案，電機啟動自行車前進時離合器自動結合，電機不輸出驅動力時即自行車滑行時，離合器自動分離，以減少滑行時自行車對電機拖動帶來的阻力，增加續航裡程。但這種方案不能用於電動汽車，因為此方案在車輛滑行或電機倒轉時離合器自動分離，汽車失去了倒車功能，且滑行時不能拖動電機發電，能量回收也就無從談起。讓汽車滑行時擺脫電機的阻力會節約能源，這一優點顯而易見，但失去了倒擋和能量回收功能的電機斷然不能被電動汽車採用。
發明內容
鑑於上述自動離合式電機的優點和缺陷，本發明的目的是提供一種具備實用性的電動汽車輪轂電機智能離合器，在不損失電動汽車任何功能的前提下，只能控制電機與車輪之間的動力傳遞狀態，既體現了汽車滑行時不拖動電機而延長滑行距離的優點，又具備了倒車功能，同時在剎車時還能實現能量回收。為實現上述目的，本發明採用了如下技術方案電動汽車輪轂電機智能離合器，由正向離合器和反向離合器構成，正向離合器由設在主動輪上的滾珠16、斜向滾珠滑道17、滾珠彈簧18及設在被動輪上的滾珠軌道23構成；反向離合器由離合器活動臂20、反向離合器活動臂軸21、電磁鐵4、彈性杆22、碳刷15、導電銅環14及設在被動輪上的斜向齒槽M組成，其特徵是主動輪2與電機轉子安裝在一起，被動輪1外部裝有車輪，正向離合器為單相自動離合器，主動輪2按驅動汽車前進的方向轉動且速度高於被動輪1轉速時，被動輪1對於主動輪2向相對反方向運動，受滾珠與被動輪滾珠軌道之間摩擦力的作用，滾珠16向主動輪2轉動的反方向運動，滾珠運動的力在斜向滑道17的作用下分解出一個向被動輪滾珠軌道方向的擠壓力，當這個力所造成的滾珠與被動輪滾珠滑道面之間的摩擦力大於被動輪負載的時候，主動輪和被動輪結合聯動，主動輪將機械能傳遞給被動輪即正向離合器自動呈結合狀態；當主動輪反向轉動或主動輪轉速小於被動輪轉速即汽車倒車或滑行時，滾珠在被動輪滾珠軌道摩擦力的作用下會向上述滾珠運動方向相反的方向運動，由於滾珠運動時不再受到斜向滑道壁的擠壓，故而不產生向被動輪方向的擠壓力，主動輪與被動輪不能聯動，主動輪不能將機械能傳遞給被動輪即正向離合器自動變為分離狀態；反向離合器為受外部管理系統自動控制的電控離合器，自動控制信號經碳刷和導電銅環對安裝在主動輪上的電磁鐵進行控制，進而帶動離合器活動臂動作，從而控制離合器在電機驅動汽車前進時為分離狀態，在倒車或者剎車時為結合狀態，以實現倒車和能量回收功能及汽車滑行時減少阻力的效果。本發明與現有的技術相比有顯著的優點和有益效果。由以上技術方案可知，汽車輪轂電機採用了上述技術方案後，電機驅動汽車前進時，正向離合器自動結合，電機將機械能傳遞給車輪；在汽車踏板復位，電機停止驅動即汽車滑行時，正向離合器自動分離，電機與車輪互不傳遞能量，汽車不會因為拖動電機轉動而增加阻力、減少滑行距離；倒車時，反向離合器結合，倒車自如；剎車車時，反向離合器結合，車輪帶動電機轉動發電，實現能量回收。
圖1為電動汽車輪轂電機智能離合器在輪轂電機上安裝位置示意圖。圖2是正向離合器結構示意圖。圖3是反向離合器結構示意圖。圖4是被動輪滾珠軌道及斜向滑道橫剖面示意圖。附圖主要部件標記說明圖1至圖4中，1被動輪，2主動輪，3被動輪端蓋，4電磁鐵，5主動輪軸承，6被動輪軸承，7電機軸，8出線孔，9剎車盤固定螺釘，10車輪固定螺釘，11電機定子繞組，12電機轉子永磁體，13導電銅環絕緣板，14導電銅環，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正向離合器頂杆，20反向離合器活動臂，21反向離合器活動臂軸，22彈性杆，23滾珠軌道，M斜向齒槽。
具體實施例方式以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的其具體實施方式
、結構、特徵及其功效，詳細說明如下。請參閱圖1至圖4所示，本發明電動汽車輪轂電機智能離合器，由正向離合器和反向離合器構成，正向離合器由設在主動輪上的滾珠16、斜向滾珠滑道17、滾珠彈簧18及設在被動輪上的滾珠軌道23構成；反向離合器由離合器活動臂20、反向離合器活動臂軸21、 電磁鐵4、碳刷15、導電銅環14及設在被動輪上的斜向齒槽M組成，其特徵是主動輪2與電機轉子安裝在一起，被動輪1外部裝有車輪，正向離合器與反向離合器分別設在被動輪兩個端蓋內側的空間內，主動輪與被動輪之間留有五百微米的間隙。請參閱圖2、圖4，正向離合器為自動單向離合器，正向離合器的活動部件彈簧18、 頂杆19和圓柱形滾珠16安裝於主動輪2外圓邊緣的斜向滾珠滑道17內，滑道和過滑道與被動輪外圓交點的切線夾角為10度，圓柱形滾珠的直徑為10毫米，頂杆為一長方體，滾珠始終受彈簧作用下的頂杆的推動，保持與被動輪滾珠軌道的接觸。當主動輪2按照箭頭所指的方向轉動且速度高於被動輪1轉速時，被動輪1對於主動輪2向相對反方向運動，受滾珠與被動輪滾珠軌道之間摩擦力的作用，滾珠16向主動輪2轉動的反方向運動，滾珠運動的力在斜向滑道17的作用下分解出一個向被動輪滾珠軌道方向的擠壓力，這個力會增大滾珠與被動輪滾珠滑道面之間的摩擦力，當這個力所造成的滾珠與被動輪滾珠滑道面之間的摩擦力大於被動輪負載的時候，主動輪和被動輪結合聯動，主動輪對被動輪的拖動力越大，這個結合力越大，主動輪將機械能傳遞給被動輪即正向離合器自動呈結合狀態；當主動輪反向轉動或主動輪轉速小於被動輪轉速即汽車倒車或滑行時，滾珠在被動輪滾珠軌道摩擦力的作用下會向上述滾珠運動方向相反的方向運動，由於滾珠運動時不再受到斜向滑道壁的擠壓，故而不產生向被動輪滾珠軌道方向的擠壓力，主動輪與被動輪不能聯動，主動輪不能將機械能傳遞給被動輪即正向離合器自動變為分離狀態。此時即使電機不轉汽車也可以繼續滑行。行駛中電機繞組短路時即使電機轉子抱死也不會造成車輪抱死，減少了行車的危險性，也給拖動故障的汽車帶來方便，行車時的滑行狀態也會節省大量電能。請參閱圖3，反向離合器為受外部管理系統自動控制的電控離合器，反向離合器中的電磁鐵4安裝在主動輪2上，控制線經碳刷15和導電銅環14引出機外，反向離合器臂20 的一端有反向離合器臂軸21固定在主動輪2上，且反向離合器臂20可以繞反向離合器臂軸軸轉動，反向離合器臂的與彈性杆用連接軸連接，連接杆可以繞此連接軸大角度轉動，彈性杆的另一端與電磁鐵活動連接，被動輪的反向離合器一側，對應反向離合器活動臂位置的圓周內側設有多個與反向離合器臂外形對應的斜向齒槽，電磁鐵的固定在主動輪上，電磁鐵的兩根控制引線中一根直接搭鐵，另一根經過導電銅環14和碳刷15引出機外，主動輪相對被動輪向箭頭所示方向運動即倒車或汽車行駛中剎車時，外部的管理系統自動控制電磁鐵將反向離合器臂推向被動輪齒槽內，主動輪與被動輪結合聯動，機械能經反向離合器臂在主動輪與被動輪之間傳遞，外部的管理系統令電磁鐵拉回反向離合器臂，反向離合器分離，主動輪與被動輪之間無機械能傳遞。本發明結構簡單，生產、使用方便，有效地解決了電動汽車行駛中由於輪轂電機繞組短路的致使車輪抱死而帶來的安全問題，滑行過程節約電能，剎車時自動控制車輪帶動電機發電，向電池儲能，增加電動汽車的續航裡程。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式和結構上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種電動汽車輪轂電機智能離合器，由正向離合器和反向離合器構成，正向離合器由設在主動輪上的滾珠16、斜向滾珠滑道17、滾珠彈簧18及設在被動輪上的滾珠軌道23 構成；反向離合器由離合器活動臂20、反向離合器活動臂軸21、電磁鐵4、彈性杆22、碳刷 15、導電銅環14及設在被動輪上的斜向齒槽M組成，其特徵是主動輪2與電機轉子安裝在一起，被動輪1外部裝有車輪，正向離合器為單相自動離合器，主動輪2按驅動汽車前進的方向轉動的速度高於被動輪1轉速時，被動輪1對於主動輪2向相對反方向運動，受滾珠與被動輪滾珠軌道面之間摩擦力的作用，滾珠16向主動輪2轉動的反方向運動，滾珠運動的力在斜向滑道17的作用下分解出一個向被動輪方向的擠壓力，於是主動輪和被動輪在這個力的作用下結合聯動，主動輪對被動輪的拖動力越大，這個結合力越大，主動輪將機械能傳遞給被動輪即正向離合器自動呈結合狀態；當主動輪反向轉動或主動輪轉速小於被動輪轉速即汽車倒車或滑行時，滾珠在被動輪滾珠軌道摩擦力的作用下會向上述滾珠運動方向相反的方向運動，由於滾珠運動時不再受到斜向滑道壁的擠壓，故而不產生向被動輪方向的擠壓力，主動輪與被動輪不能聯動，主動輪不能將機械能傳遞給被動輪即正向離合器自動變為分離狀態；反向離合器為受外部管理系統自動控制的電控離合器，自動控制信號經碳刷和導電銅環對安裝在主動輪上的電磁鐵進行控制，進而帶動離合器活動臂動作，從而控制離合器在電機驅動汽車前進時為分離狀態，在倒車或者剎車時為結合狀態，以實現倒車和能量回收功能及汽車滑行時減少阻力的效果。
2.根據權利要求1所述的電動汽車輪轂電機智能離合器，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杆的推動，保持與被動輪滾珠軌道面的接觸。
3.根據權利要求1所述的電動汽車輪轂電機智能離合器，所述的主動輪與被動輪之間設有五百微米的間隙以防止主動輪與被動輪相互摩擦。
4.根據權利要求1所述的電動汽車輪轂電機智能離合器，所述的正向離合器與反向離合器分別設在被動輪兩個端蓋內側的空間內，反向離合器組件之一的電磁鐵安裝在主動輪上，控制線經碳刷和導電銅環引出機外。
全文摘要
一種電動汽車輪轂電機智能離合器，包括正向離合器和反向離合器，正向離合器為單相自動離合器，反向離合器為單相電控離合器，受外部的控制系統自動控制，電機驅動汽車前進時，正向離合器自動處於結合狀態，主動輪通過離合器將動力傳遞給被動輪；汽車滑行時，正向離合器自動轉為分離狀態，此時車輪自由轉動，不會對電機產生拖動力；反向離合器只有倒車和剎車時才為結合狀態，其餘時刻為分離狀態。倒車時反向離合器受外部指令控制變為結合狀態，主動輪帶動被動輪反轉；在剎車時，正向離合器處於分離狀態，此時反向離合器受外部指令控制變為結合狀態，車輪通過反向離合器帶動輪轂電機轉動發電，回收能量。
文檔編號B60K17/02GK102390252SQ20111027660
公開日2012年3月28日 申請日期2011年9月19日 優先權日2011年9月19日
發明者尹永河 申請人:尹永河