CN201092258Y - 无齿轮车桥电机驱动电动汽车 - Google Patents
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Abstract
一种无齿轮车桥电机驱动电动汽车。在电动汽车的两个前车轮或两个后轮之间装有无齿轮车桥电机，作为电动汽车的驱动动力，车载蓄电池通过变频器向车桥电机提供三相交流电，采用车桥电机改变磁极对数的方式结合变频器变频的方式实现电动汽车的变速调节。采用前驱方式时，两台车桥电机安装在电动汽车前部横梁上，并连接前传动轴的外端，通过内花键或连接器连接前传动轴的内端，带动车轮运转。采用后驱方式时，两个车桥电机外侧通过异形端盖颈部的电机座，安装在电动汽车两侧相应的弹簧钢板上，内侧通过连接桥连接，形成一个电机车桥，直接与两侧车轮的相关部件对接，用传动半轴或者直接用电机轴带动车轮运转。
Description
所属技术领域
本实用新型涉及一种电动汽车，具体的说是一种无齿轮车桥电机驱动电动汽车。
背景技术
作为清洁能源汽车，电动汽车的发展受到了广泛的关注。轮毂电机直接驱动的电动汽车，因为无传动系统，能效比高，是最先进驱动方式，但是其轮毂电机与车轮悬架的连接方式以及用变频器调速的方式，技术上尚不够成熟，目前尚处于研究和试制阶段，走向市场的很少。而且这种电动汽车也有很大的缺陷，就是因为轮毂电机受安装空间限制较大，不能生产制造较大荷载的电动汽车。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种无齿轮车桥电机驱动电动汽车，具有轮毂电机驱动电动汽车同样的驱动方式的先进性，并能有效的解决上述问题。
本实用新型包括车载蓄电池、变频器、车桥电机、车轮、轮辋，所采用的技术方案是：电动汽车的两个前车轮或两个后车轮之间，安装有两台内花键型或外花键型车桥电机作为电动汽车的驱动动力，车载蓄电池为电动汽车的总电源，通过变频器向车桥电机提供三相交流电源，并控制车桥电机驱动电动汽车行驶，采用后轮驱动方式驱动，两台内花键型或外花键型车桥电机外侧通过异形端盖颈部所设的电机座，分别安装在电动汽车两侧相应的弹簧钢板上，内侧通过连接桥互相连接固定，形成一个电机车桥，代替传统的汽车后桥，选择采用内花键型车桥电机作动力时，在异形端盖的颈部内周安装空心轴，在空心轴上安装轮毂，将轮辋和制动鼓安装在轮毂上，制动底板安装在异形端盖外端的法兰盘上，车桥电机通过传动半轴带动车轮运转，选择采用外花键车桥电机作动力时，轮辋和制动鼓安装在电机轴外端的连接器上，制动底板安装在异形端盖外端的法兰盘上，电机轴直接带动车轮运转。
所述电动汽车也可采用前轮驱动方式驱动，两台内花键型或外花键型车桥电机通过外壳两侧的电机座安装在电动汽车前部的横梁上，车轮安装在前悬架所设置的空心羊角轴上，并与前传动轴的外端连接，选择采用内花键型车桥电机作动力时，前传动轴的内端插进电机轴外端的内花键，实现车桥电机与车轮之间的传动连接，选择采用外花键型车桥电机作动力时，前传动轴的内端与电机轴外端的连接器连接，实现车桥电机与车轮之间的传动连接。
所述电动汽车采用外花键型车桥电机作动力、并且采用后轮驱动方式驱动时，也可以采用制动盘制动，制动盘与车轮一起安装在电机轴外端的连接器上，制动钳支架安装在异形端盖外端的法兰盘上。
所述电动汽车在对起步和低速性能要求不高的情况下，也可以单独采用变频器变频的方式，实现电动汽车的变速调节。
所述电动汽车也可采用前轮和后轮共同驱动。
本实用新型的有益效果体现在：由于采用了无齿轮车桥电机直接驱动，减少了发动机、变速箱、传动轴、星形齿轮和后桥，简化了结构，降低了制造成本，减少了维修工作量和维修费，同时减少了动力传递过程中的损耗，提高了能效比，噪声小、无废气污染。采用车桥电机改变磁极对数的方式结合变频器变频的方式，实现电动汽车的变速调节，使之起步和低速性能更好。由于无齿轮车桥电机受安装空间限制较小，可以安装较大容量的车桥电机，所以本实用新型既可制造小型电动汽车，也可以制造较大载荷的中型电动汽车，两台无齿轮车桥电机组成的电机车桥，取代传统的后车桥，保留了与车轮的传统的安装连接方式，可以直接和车轮连接，能很方便的实现对燃油动力汽车的电动力改装。
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详述。
附图1、5为本实用新型结构示意图。
附图2、6车桥电机安装状态示意图。
附图3为内花键型车桥电机传动连接示意图。
附图4为外花键型车桥电动传动连接示意图。
图中：1、电动汽车，2、车载蓄电池，3、变频器，4、车桥电机，5、车轮，6、轮辋，7、电机座，8、弹簧钢板，9、传动半轴，10、连接桥，11、异形端盖，12、制动底板，13、法兰盘，14、空心轴，15、轮毂，16、制动鼓，17、电机轴，18、连接器，19、横梁，20、前悬架，21、前传动轴。
具体实施方式
附图1、5实施例中，电动汽车1的两个前车轮(5)或两个后车轮(5)之间，安装有两台内花键型或外花键型车桥电机4作为电动汽车1的驱动动力，车载蓄电池2为电动汽车总电源，通过变频器3向加桥电机4提供三相交流电源，并控制车桥电机4驱动电动汽车1行驶，电动汽车1采用前轮驱动或后轮驱动，或者是采用前后轮共同驱动，车桥电机4为交流三相异步电机，采用改变车桥电机4的磁极对数的方式结合变频器3变频的方式实现电动汽车1的变速调节。电动汽车1在对起步和低速行驶性能要求不高的情况下，也可以单独采用变频器变频的方式实现电动汽车的变速控制。
附图1、2中，电动汽车采用后轮驱动方式，两台内花键型或外花键型车桥电机4外侧通过异形端盖11颈部所设的电机座7，分别安装在电动汽车1两侧相应的弹簧钢板8上，内侧通连接桥10互相连接固定，形成一个电机车桥，替代传统的汽车后桥，保留了与车轮的传统的安装连接方式。
附图3中，采用内花键车桥电机4作动力，在异形端盖11颈部内周安装空心轴14，通过固定螺母在空心轴14上安装轮毂15，将车辋6和制动鼓
16安装在轮毂15上，制动底板12安装在异形端盖11外端的法兰盘13上，车桥电机4通过传动半轴9带动车轮5运转。
附图4中，采用外花键型车桥电机4作动力，轮辋6和制动鼓16安装在机轴17外端的连接器18上，制动底板12安装在异形端盖11外端的法兰盘13上，电机轴17直接带动车轮运转。
附图5、6中，电动汽车1采用前驱动方式，两台内花键型或外花键型车桥电机4通过外壳两侧的电机座7，安装在电动汽车1前部的横梁19上，车轮5安装在悬架20上所设置的羊角轴上，并与前传动轴21的外端连接，前传动轴21的外端与前车轮5的连接方式以及与相关部件的安装连接完全是传统技术，故没有用专门的附图表示，仅在此加以说明。前传动轴21内端的连接方式是，选择采用内花键型车桥电机4作动力时，前传动轴21的内端插进电机轴17外端的内花键，实现车桥电机4与车轮5之间的传运连接，选择采用外花键型车桥电机4作动力时，前传动轴21的内端通过球笼与电机轴17外端的连接器18连接，实现车桥电机4与车轮5之间的传动连接。
电动汽车1采用外花键型车桥电机4作动力、并且采用后轮驱动方式时，也可以采用制动盘制动，制动盘和车轮5一起安装在连接器18上，制动钳支架安装在异形端盖11外端的法兰盘13上。
本实用新型实施时，需要说明的问题：
1、变速调节与变频器
一般的情况下，变频调速完全可以满足电动汽车的调速要求，因为车用变频器在低频时都采用很有效的补偿功能，如电压补偿，可以满足起步和低速行驶的要求。本实用新型采用变频结合电机变极的方式实现电动汽车的变速调节，其原理是交流三相异步电机，多磁极低转速时转矩更大，电动汽车起步或低速行驶时，车桥电机调为多磁极低转速运转，变频器不用调到过低的频率。可以减少功率的衰减，使电动轿车的起步和低速性能更好。正常行驶时轮毂电机采用正常转速运转。
通常车用变频器内配套有逆变器，不需单独设逆变器。
2、车轮之间的转速差
三相异步交流电机转速和负载之间的关系是电机负载增加时，转速会相对下降，负载减轻时会相对上升，以此原理，便可自动补偿车轮之间的转速差别，例如：当左侧的车轮转速低于右侧车轮时，其左侧轮毂电机的负载会相应减轻，便会自动提高转速，而右侧的轮毂电机负载会相应加重，也会自动降低转速，直到达到平衡，前后轮之间也是如此。如果转速差别过大，势必造成内侧电机的过载，如大角度转向时，这种情况可向内侧车轮实施自动转速补偿，以提高转速。
3、轮毂电机的过载
采用对轮毂电机实行最大运行电流限制保护，过载时间超过一定的限度设有信号警示和过载断电保护。
Claims (6)
1.一种无齿轮车桥电机驱动电动汽车，包括车载蓄电池(2)、变频器(3)、车桥电机(4)、车轮(5)、轮辋(6)，其特征是：电动汽车(1)的两个前车轮(5)或两个后车轮(5)之间，安装有两台内花键型或外花键型车桥电机(4)作为电动汽车(1)的驱动动力，车载蓄电池(2)为电动汽车(1)的总电源，通过变频器(3)向车桥电机(4)提供三相交流电源，并控制车桥电机(4)驱动电动汽车(1)行驶，采用后轮驱动方式驱动，两台内花键型或外花键型车桥电机(4)外侧通过异形端盖(11)颈部所设的电机座(7)，分别安装在电动汽车(1)两侧相应的弹簧钢板(8)上，内侧通过连接桥(10)互相连接固定，形成一个电机车桥，替代传统的汽车后桥，选择采用内花键型车桥电机(4)作动力时，在异形端盖(11)颈部内周安装空心轴(14)，在空心轴(14)上安装轮毂(15)，将轮辋(6)和制动鼓(16)安装在轮毂(15)上，制动底板(12)安装在异形端盖(11)外端的法兰盘(13)上，车桥电机(4)通过传动半轴(9)带动车轮(5)运转，选择采用外花键型车桥电机(4)作动力时，轮辋(6)和制动鼓(16)安装电机轴(17)外端的连接器(18)上，制动底板(12)安装在异形端盖(11)外端的法兰盘(13)上，电机轴(17)直接带动车轮运转。
2.根据权利要求1所述的无齿轮车桥电机驱动电动汽车，其特征是：电动汽车(1)也可采用前轮驱动方式驱动，两台内花键型或外花键型车桥电机(4)通过外壳两侧的电机座(7)安装在电动汽车(1)前部的横梁(19)上，车轮(5)安装在前悬架(20)所设置的空心羊角轴上，并与前传动轴(21)的外端连接，选择采用内花键型车桥电机(4)作动力时，前传动轴(21)的内端插进电机轴(17)外端的内花键，实现车桥电机(4)与车轮(5)之间的传动连接，选择采用外花键型车桥电机(4)作动力时，前传动轴(21)的内端与电机轴(17)外端的连接器(18)连接，实现车桥电机(4)与车轮(5)之间的传动连接。
3.根据权利要求1所述的无齿轮车桥电机驱动电动汽车，其特征是：车桥电机(4)为交流三相异步电机，用改变车桥电机(4)磁极对数的方式结合变频器(3)变频的方式，实现电动汽车的变速调节。
4.根据权利要求1所述的无齿轮车桥电机驱动电动汽车，其特征是：采用外花键型车桥电机(4)作动力、并且采用后轮驱动的方式时，也可以采用制动盘制动方式，制动盘与车轮(5)一起安装在电机轴(17)外端的连接器(18)上，制动钳支架安装在异形端盖(11)外端的法兰盘(13)上。
5.根据权利要求1所述的无齿轮车桥电机驱动电动汽车，其特征是：电动汽车(1)在对起步和低速行驶性要求不高的情况下，也可以单独采用变频器(3)变频的方式，实现电动汽车的变速调节。
6.根据权利要求1所述的无齿轮车桥电机驱动电动汽车，其特征是：电动汽车(1)也可采用前轮和后轮共同驱动。
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