一种集成轮毂电机与制动的车轮总成的制作方法

1.本发明属于电动轮结构技术领域，特别涉及一种集成轮毂电机与制动的车轮总成。


背景技术：

2.电动轮驱动汽车是一种由内置在车轮轮毂中的电机直接驱动的汽车，它简化掉了传统汽车中的变速器、离合器、传动轴、差速器等，直接将驱动力传递给车轮，使得车辆的空间利用率和传动效率大大提高。采用电动轮驱动已经成为了未来新一代电动汽车驱动系统发展的重要方向，而电动轮作为电动轮驱动技术的关键总成，具有重要的研究意义。
3.轮毂电机集成于车轮内，导致轮内制动器布置困难，传统电动轮的转向节、电机与轮毂为独立结构，制动器、电机和轮毂同轴并排布置，导致转向节、制动器、轮毂电机形成的总成轴向尺寸大，明显增大轮胎偏距，恶化车辆稳定性，同时在轮距限制条件下使悬架布置困难。另外簧下质量的大幅增加，影响车辆稳定性。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种集成轮毂电机与制动的车轮总成，其能够提高电动轮的集成度，减小电动轮装置占用的空间。
5.本发明提供的技术方案为：
6.一种集成轮毂电机与制动的车轮总成，包括：
7.轮毂机构，其包括轮辋、转轴和辐板；
8.其中，所述轮辋同轴套设在所述转轴上，所述辐板固定连接在所述轮辋和所述转轴之间；所述轮辋、转轴和辐板形成容纳空间；
9.电机定子，其包括定子支架、多个定子铁芯和多个电机绕组；
10.其中，所述转轴可旋转的支撑在所述定子支架中；所述定子支架具有筒状的安装架，所述安装架同轴设置在所述容纳空间中；
11.所述多个定子铁芯固定设置在所述安装架的外壁上，并且沿所述安装架的外壁周向间隔布设，所述电机绕组一一对应的缠绕在所述定子铁芯上；
12.多个永磁体，其固定安装在所述轮辋的内壁上，并且沿所述轮辋的内壁周向间隔布设；
13.其中，所述多个永磁体和所述轮毂机构组成电机转子；
14.制动盘，其同轴固定套接在所述转轴上；
15.多个制动卡钳，其固定安装在所述定子支架的筒状内壁上，并且围绕所述制动盘的周向间隔设置。
16.优选的是，所述定子支架具有端盖，所述端盖同轴固定连接在所述安装架的一端，并且所述端盖与所述辐板相对设置；还包括：
17.第一密封圈，其设置在所述轮辋的内壁与所述端盖之间；
18.第二密封圈，其设置在所述辐板与所述安装架之间；
19.使所述端盖、所述安装架、所述辐板、及所述轮辋围合形成密封的电机腔。
20.优选的是，所述端盖的内侧具有圆环形向内侧延伸的第一凸台，所述第一凸台同轴设置在所述轮辋中，并且与所述轮辋的内壁间隙配合，所述第一密封圈设置在所述第一凸台与所述轮辋的内壁之间。
21.优选的是，所述辐板的内侧具有圆柱状向内侧延伸的第二凸台，所述转轴同轴固定连接在所述第二凸台上；
22.其中，所述第二凸台同轴设置在所述安装架内，并且与所述安装架的内壁间隙配合，所述第二密封圈设置在所述第二凸台与所述安装架的内壁之间。
23.优选的是，所述安装架的外壁上开设有多个凹槽，所述凹槽沿所述安装架的周向阵列；
24.其中，所述定子铁芯一一对应的匹配安装在所述凹槽中。
25.优选的是，所述转轴上安装有轮毂轴承，并通过所述轮毂轴承支撑在所述定子支架上。
26.优选的是，所述制动盘与所述转轴通过键连接；
27.其中，转轴的一端具有轴肩，并且在所述转轴上安装有套筒；所述制动盘的两侧分别抵靠在所述轴肩和所述套筒上。
28.优选的是，所述端盖的外侧固定连接有两个支臂，所述两个支臂间隔设置，用于连接悬架机构。
29.优选的是，轮辋包括：衬板和轮胎安装板，所述衬板为圆筒状；所述衬板同轴固定连接在所述轮胎安装板的内侧，并且所述衬板的一端与所述轮胎安装板一端之间形成凹槽；
30.其中，所述凹槽位于车轮的内侧。
31.优选的是，所述辐板和所述端盖在对应所述安装架内部的部分分别开设有多个通孔。
32.本发明所述的有益效果是：
33.(1)本发明提供的集成轮毂电机与制动的车轮总成，将轮毂电机、制动器和车轮集成在一起，具有质量小、占用空间小、集成度高的优点。
34.(2)本发明提供的集成轮毂电机与制动的车轮总成，将轮毂机构与电机转子集成为一体，将定子支架与转向节集成为一体，从而减少了电机转子支架和转向节两个构件，大幅减小了电动轮装置的质量和轴向空间占用。
35.(3)本发明提供的集成轮毂电机与制动的车轮总成，将制动器布置在定子支架与车轮轮毂形成的空腔内，减小了电动轮装置对轴向空间的占用，便于悬架系统和转向系统的布置。
附图说明
36.图1为本发明所述的集成轮毂电机与制动的车轮总成的全剖轴侧图。
37.图2为本发明所述的集成轮毂电机与制动的车轮总成的内部结构剖面图。
38.图3为本发明所述的集成轮毂电机与制动的车轮总成的爆炸图。
39.图4为本发明所述的轮毂机构的轴测图。
40.图5为本发明所述的定子支架的内侧示意图。
41.图6为本发明所述的定子支架的外侧示意图。
具体实施方式
42.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
43.如图1
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3所示，本发明提供了一种集成轮毂电机与制动的车轮总成，主要包括：轴承盖板1，螺母2，轮毂轴承3，定子支架4，电机绕组5，第一密封圈6，定子铁芯7，永磁体8，制动盘9，制动卡钳10，第二密封圈11，套筒12及轮毂机构13。
44.如图4所示，轮毂机构13包括轮辋13a、转轴13b和辐板13c。其中，轮辋13a同轴套设在转轴13b上，辐板13c固定连接在轮辋13a和转轴13b之间，并且位于轮辋13a和转轴13b的一端(对应车轮的外侧的一端)。
45.如图5
‑
6所示，定子支架4包括安装架4a、端盖4b、支臂4c和支臂4d。安装架4a为圆筒状；端盖4b为圆盘状，端盖4b中心处具有通孔4ba。安装架4a的一端同轴固定连接在端盖4b的内侧。两个支臂4c和4d固定连接在端盖4b的外侧，并且两个支臂4c和4d间隔设置，分别用于连接悬架机构；设置两个支臂4c和4d分别连接悬架机构的上下横臂，起到了转向节的作用，从而代替了现有的转向节结构，实现了转向节与定子支架的集成。
46.安装架4a同轴设置在轮辋13a中，并且安装架4a位于转轴13b和轮辋13a之间；端盖4b与辐板13c相对设置。通孔4ba固定设置有轮毂轴承3，轮毂机构13的转轴13b通过轮毂轴承3可旋转的支撑在定子支架4中。轴承盖板1通过螺栓连接的方式固定在通孔4aa中，用于固定轮毂轴承3。其中，在端盖4b上围绕通孔4aa开设有多个螺纹孔4h，用于安装固定轴承盖板1的螺栓。
47.多个定子铁芯7固定设置在安装架4a的外壁上，并且沿安装架4a的周向间隔布设，电机绕组5一一对应的缠绕在定子铁芯7上。其中，定子支架4、定子铁芯7和电机绕组5共同组成电机定子。
48.在本实施例中，安装架4a的外壁上开设有多个凹槽4aa，凹槽4aa沿安装架4a的周向阵列；定子铁芯7一一对应的匹配安装在凹槽4aa中；以提高定子铁芯7的稳定性。
49.多个永磁体8固定安装在轮辋13a的内壁上，并且永磁体8沿轮辋13a的内壁周向均匀间隔设置。其中，多个永磁体8和轮毂机构13共同组成电机转子。
50.所述电机定子和所述电机转子共同组成了集成于轮毂机构内的外转子的轮毂电机。
51.作为进一步的优选，端盖4b的内侧具有圆环形的第一凸台4bb，第一凸台4bb靠近端盖4b的外缘设置，并且第一凸台4bb同轴设置在轮辋13a中，第一凸台4bb的外壁与轮辋13a的内壁形成间隙配合，第一密封圈6设置在第一凸台4bb的外壁与轮辋13a的内壁之间。辐板13c的内侧具有圆柱状的第二凸台13ca，13b转轴固定连接在第二凸台13ca上。其中，第二凸台13ca同轴设置在安装架4a内，并且与安装架4a的内壁间隙配合；第二密封圈11设置在第二凸台13ca与安装架4a的内壁之间。通过设置第一密封圈6和第二密封圈11将轮毂电机的电机定子和转子部分密封在由端盖4b、安装架4a、辐板13c及轮辋13a围合形成的电机
腔中，对轮毂电机起到防护作用。
52.辐板13c、转轴13b、安装架4a内壁和端盖4b围合形成制动器腔；在所述制动器腔中，制动盘9同轴固定套接在转轴13b上；多个制动卡钳10固定安装在定子支架4的内壁上，并且多个制动卡钳10围绕所述制动盘9的周向间隔设置。
53.在本实施例中，制动器腔中布置有两个制动卡钳10和一个制动盘9，并且两个制动卡钳10对称设置。制动卡钳10通过螺栓连接在定子支架4上；其中，端盖4b的内侧开设有安装凹槽4g，用于嵌入制动卡钳10；同时在安装凹槽4g内(安装凹槽4g处的端盖4b上)开设有螺纹通孔4f用于固定制动卡钳10。
54.转轴13b的一端具有轴肩，并且在转轴13b上安装有套筒12；制动盘9的两端分别抵靠在所述轴肩和套筒12上；从而实现了制动盘的轴向定位。转轴13b的另一端安装有螺母2，轮毂轴承3位于螺母2和套筒12之间；通过轴承盖板1和螺母2与套筒12实现了轮毂轴承3的轴向定位和预紧。
55.作为进一步的优选，如图4所示，轮辋13a包括：衬板13aa和轮胎安装板13ab，所述衬板13aa为圆筒状；衬板13aa同轴固定连接在轮胎安装板13ab的内侧(衬板13aa的内壁即为轮辋13a的内壁)，并且衬板13aa的一端与轮胎安装板13ab一端之间形成凹槽13d，以防止轮辋13a受力变形影响电机气隙。其中，凹槽13ac位于车轮的内侧。
56.定子支架4的支臂4c和支臂4d上分别开有通孔4ca和4da，用于与悬架机构配合安装；定子支架4在端盖4b(对应安装架4a内部的部分)上还开有若干通孔4e，用于减轻重量和使制动器的液压管路穿过。轮毂机构13的幅板13c的第二凸台上13ca(对应安装架4a内部的部分)上开有若干通孔13e，用于减轻重量和便于制动盘9的散热。
57.下面结合图1
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2对本发明工作方式进行说明：
58.如图1
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2所示，本发明所述的集成轮毂电机与制动的车轮总成整体上是将传统电动轮的车轮轮毂机构和电机转子集成为一体、将定子支架和转向节集成为一体，并将制动器集成到定子支架和车轮轮毂之间形成的空腔中；其中定子支架4为固定件，当驱动时，永磁体8受到电机绕组5和定子铁芯7形成的磁场作用力，带动轮毂机构13同步转动，驱动汽车行驶；当制动时，一方面，通过轮毂电机产生电磁制动力，另一方面，高压制动液进入制动卡钳10，推动制动片紧贴制动盘9，产生机械制动力，电磁制动力和机械制动力共同作用，阻止车轮转动。
59.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。