一種輪轂電機驅動裝置的制作方法

本發明涉及一種輪轂電機驅動裝置，更確切地說，本發明涉及一種外轉子輪轂電機與懸架集成的結構方案，屬于新能源汽車輪轂電機技術領域。

背景技術：

傳統的電動汽車以集中式電機驅動為主，用電機代替傳統的發動機，仍保留減速器，驅動軸等傳動機構。而輪轂電機電動車用電機直接驅動車輪，可實現四輪的獨立控制、四輪轉向、扭矩矢量控制等功能，并且輪轂電機電動車省卻了傳動機構，極大地提高了工作效率，由以上可以看出輪轂電機電動車與傳統汽車相比優勢明顯，儼然成為下一代電動車的發展方向。

傳統車輛的制動系統一般為X配管結構，當制動系統出現故障時，前后對側輪的制動器同時失效，然而制動系統沒有失效的前后對側車輪，產生的前輪制動力一般大于后輪制動力，從而會對車體扭矩，車輛會產生跑偏。主銷偏置距一般設計為負值，形成一個制動力的力臂，制動器沒失效車輪的制動力與上述力臂形成一個反向的轉向扭矩，使車輪向制動器失效輪一側轉向，可以抵消上述車體的跑偏。

輪轂電機車輛每個車輪由一個電機獨立驅動控制，如果出現制動系統故障時，可以利用控制左右輪電機扭矩大小，產生相應的轉向扭矩來穩定車輛的行駛。

另外，最重要的一點，傳統車的驅動力作用在輪心處，然而輪轂電機驅動輪的驅動力作用在輪胎接地點處，制動力也作用在輪胎接地點上，將主銷偏置距設置為0時，驅動力與制動力對轉向輪不會產生扭矩，在車輛行駛或者制動過程中即便出現左右輪電機扭矩不均衡的狀態也能保證車輛的穩定性。

除此之外，輪轂電機車輛主銷偏置距為0時，在左右輪電機扭矩相同的情況下不會產生額外的內力矩，使電機及懸架系統各部件受力減小，減少損耗。

針對這一技術領域，國內外各大汽車企業開展了大量研究，如日本三菱公司提出的“輪轂電機”(特開2006199107)和比亞迪股份公司提出的發明名稱為“一種輪轂電機系統和包括該輪轂電機系統的車輛”(授權公告號CN 201549972 U)的實用新型專利。雖然這些專利都解決了輪轂電機系統與底盤集成的問題，但是這些專利的內容的特點是將制動系統與輪轂電機集成布置或者緊湊布置，這種方式沒能充分利用輪內空間，很難滿足電機及制動系統的尺寸、性能以及系統的散熱效果，并且下控制臂外點球頭不能布置在合適的位置從而滿足主銷偏置距為0，所以不能保證車輛驅動和制動時的穩定性，并且會增加懸架部件所受的內力矩，產生損耗。

因此，亟待出現一種能夠滿足電機及制動系統的尺寸、性能以及系統的散熱效果并能夠使得主銷偏置距為0，以保證車輛驅動和制動時的穩定性的輪轂電機驅動系統。

技術實現要素：

針對上述技術問題，本發明提供一種輪轂電機驅動裝置，該裝置將制動系統布置在轉向節的內側，與電機間隔一定距離，為電機和制動系統布置了足夠的空間，保證了電機及制動系統的尺寸、性能以及系統的散熱效果，并能夠使得主銷偏置距為0，保證了車輛驅動和制動時的穩定性。

本發明采用的技術方案為：

本發明的實施例提供一種輪轂電機驅動裝置，包括輪轂電機、轉向節、法蘭、制動器，從所述輪轂電機的軸線位置延伸有轉軸，所述轉向節設置在所述輪轂電機和所述制動器之間，所述轉向節固定在所述輪轂電機上，在中心形成有通孔和在邊緣形成有繞過所述制動器而與車輛的前懸架的下控制臂的最外點的控制臂球頭連接的第一連接部，所述第一連接部與所述控制臂球頭的連接位置位于所述電機和所述制動器之間使得車輛的轉向主銷的主銷偏置距為0的位置，所述轉軸通過所述通孔與所述法蘭的一端連接，所述法蘭的另一端與所述制動器連接。

優選地，所述轉向節通過螺栓固定在所述輪轂電機的定子外端面上。

優選地，所述定子外端面上設置有高壓線端口。

優選地，所述轉向節上還設置有與轉向拉桿連接的第二連接部。

優選地，所述轉向節上還設置有與所述前懸架的減震器連接的第三連接部。

優選地，所述制動器為盤式制動器。

優選地，所述法蘭與所述盤式制動器的制動盤通過螺栓連接。

優選地，所述轉向節上還設置有與所述盤式制動器的制動卡鉗通過螺栓連接的第四連接部。

優選地，所述輪轂電機為外轉子直驅式輪轂電機。

與現有技術相比，本發明的有益效果至少包括：

1.本發明將輪轂電機系統的制動系統與電機部分結構上進行了分離，從而滿足了電機以及制動系統的尺寸、性能。

2.本發明中的制動系統布置于轉向節內側，增加了其與空氣的對流面積，增加了制動盤的散熱能力。

3.本發明中的下控制臂外點球頭可以布置在電機與制動系統之間，能夠使主銷偏置距為0，保證了車輛驅動與制動時的穩定性，減少了懸架部件所受的內力矩。

附圖說明

圖1為本發明一實施例的輪轂電機驅動裝置的結構示意圖。

圖2為本發明一實施例的輪轂電機驅動裝置的爆炸示意圖。

(符號說明)

1.輪轂電機；1a.電機轉子；1b.定子外端面；2.高壓線端口；3.轉軸；

4.花鍵；5.轉向節；5a.轉向節固定點螺紋孔；5b.通孔；6.上節臂；

7.減震器固定點螺紋孔；8.卡鉗安裝臂；9.卡鉗固定點螺紋孔；10.轉向臂；

11.下節臂；12.法蘭；13.制動盤固定點螺紋孔；14.制動盤；15.制動卡鉗；

16.制動盤盤帽；17.轉向拉桿；18.轉向球頭；19.下控制臂；

20.控制臂球頭；21.減震器；22.連接支架；23.減震器支架螺紋孔；

24.輪胎中心面；25.主銷接地點；26.轉向主銷。

具體實施方式

為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。

【本發明的技術思想】

本發明的技術思想是調整電機、制動器、轉向節和懸架之間的位置關系，即將轉向節布置在電機和制動器之間，將制動器由原來的輪內位置調整到的位于轉向節的內側位置，而電機布置在輪內靠外的位置，這樣能夠保證轉向節與懸架的布置空間。同時，本發明中的電機外殼體與電機轉子相連，屬于運動部件，制動盤同屬于運動部件，而轉向節屬于固定部件，這樣將轉向節與電機定子端面相連，夾在電機與制動器之間，從而能夠保證并且提高車輛底盤各個部件的性能及整體性能。

【本發明的技術方案】

圖1為本發明一實施例的輪轂電機驅動裝置的結構示意圖。圖2為本發明一實施例的輪轂電機驅動裝置的爆炸示意圖。

如圖1和圖2所示，本發明提供的輪轂電機驅動裝置主要包括外轉子輪轂電機1、轉向節5、法蘭12、制動器，從輪轂電機的軸線位置延伸有轉軸3，所述轉向節5布置在所述輪轂電機1和所述制動器之間，所述轉向節5固定在所述電機1上，所述轉軸3通過所述通孔與所述法蘭12的一端連接，即該轉軸3的內側通過所述轉向節5并一直延伸到該轉向節5的內側，所述法蘭12的另一端與所述制動器連接，本發明對法蘭12的具體類型和結構沒有特別限制，只要是能夠起到連接作用的法蘭均可以。

本發明的輪轂電機1可為外轉子直驅式輪轂電機，屬于傳統技術范疇，與現有技術的輪轂電機的區別之處在于電機布置在輪內靠外的位置，即車輪和外轉子電機的轉子固定在轉軸3的外端，從而能夠保證轉向節與懸架的布置空間，電機內部構型做了更改，將電機殼體與轉向節固定連接起來。可包括車輪、輪輞、電機轉子1a、電機定子1b、密封圈、軸承、控制器、永磁鐵、電機繞組等，在電機定子1b的外端面安裝有為電機供電的高壓線端口2。為簡便起見，在此避免對其詳細結構進行描述。

本發明的轉向節5具體可固定在電機定子的外端面，可通過螺栓固定到該外端面上，為此轉向節5在周圍部分均勻形成有3個螺紋孔5a，然后通過螺栓固定到電子定子的外端面1b上。本發明的轉向節5需要滿足一定的剛度/強度，保證其可靠性/耐久性，對材料沒有特別限制，考慮其成本/重量等因素，可選擇鑄鐵/鍛鋁來進行制造，此外，本發明的轉向節5可適用于多種懸架結構，對其具體結構沒有限制，可根據不同的使用情況來進行配置，例如，可根據輪轂電機驅動裝置所連接的懸架類型不同而具有不同的結構。作為一示意性實施例，本發明使用麥弗遜懸架(以下簡稱懸架)為例進行說明，但絕不是限制的目的，本領域的技術人員能夠輕易地根據本發明的實施例和轉向節所連接的懸架類型而對轉向節的結構(包括尺寸、位置和具體形狀等)進行適當調整。

如圖1所示，本發明的轉向節5在周邊位置(邊緣)形成有一體形成的第一連接部11、第二連接部10和第三連接部6(在本實施例中，第一連接部11、第二連接部10和第三連接部6具體可分別被稱作下節臂11、轉向臂10和上節臂6)，第一連接部11繞過所述制動器而與車輛的懸架的下控制臂19的最外點的控制臂球頭20連接，所述第一連接部11與所述控制臂球頭20的連接位置位于所述電機和所述制動器之間使得車輛的轉向主銷26的主銷偏置距為0的位置，本發明中的主銷偏置距為0是指轉向主銷26與輪胎中心面24的交點跟主銷接地點25重合，如圖1所示，這樣能夠保證輪轂電機車輛驅動及制動時的穩定性。第二連接部10用于繞過制動器與轉向系的轉向拉桿17連接，第三連接部6用于繞過制動器與懸架的減震器21連接。本發明中的“繞過”是指與第一連接部、第二連接部和第三連接部的連接的控制臂球頭、轉向拉桿和減震器的運動不會與制動器產生干涉，即不受制動器的限制，如此，制動器可設置在第一連接部、第二連接部和第三連接部所圍成的空間中。第二連接部10可設置在轉向節5的一側，可形成為自轉向節5的邊緣向右(圖面方向)延伸的彎曲臂的形式，可在端部具有通孔，通過螺柱等連接件與轉向拉桿17的最外點的轉向球頭18連接，第一連接部11和第三連接部6可根據使用的懸架類型而不具有不同的結構，在該實施例中，第一連接部11和第三連接部6可分別位于轉向節5的在豎直方向上的上側和下側，可分別形成為自轉向節5的邊緣向下延伸和向上延伸的彎曲臂的形式，具體地，第一連接部11可在端部具有通孔，通過螺柱等連接件與下控制臂19的最外點的控制臂球頭20連接，第三連接部6的端部可形成有2個固定螺紋孔7，在減震器21上固定有連接支架22，該連接支架22上設置有與第三連接部6上的固定螺紋孔7一一對應的支架螺紋孔23，這樣，第三連接部6可通過螺柱與減震器連接在一起。此外，在轉向節5的中心形成有供轉軸3通過的通孔5b，如圖2所示，轉軸3通過通孔5b通過花鍵4而與法蘭12的一端(頸部)連接，法蘭12的另一端(圓盤部)與制動器連接。

本發明的制動器可為盤式制動器，盤式制動器可包括制動盤14、安置制動盤14的制動盤盤帽16和制動卡鉗15。法蘭12的圓盤部上可形成有均勻分布的多個螺紋孔13，例如5個螺紋孔，在盤式制動器的制動盤盤帽16上可設置與之對應的多個螺紋孔，例如能夠實現穩固連接的5個螺紋孔，由此，可通過螺栓將法蘭12和制動盤14連接起來。在轉向節5的另一側(第二連接部10的對側)還形成有兩個連接制動卡鉗15的第四連接部8，第四連接部8可形成為自轉向節5的邊緣向左(圖面方向)延伸的彎曲臂形式(以下可稱為卡鉗安裝臂8)，在每個卡鉗安裝臂8的端部設置一個固定螺紋孔9，如此可通過螺栓將每個卡鉗安裝臂8與制動卡鉗15連接起來。

綜上，本發明的電機1和制動器可分別布置在轉向節5的兩側，下控制臂19與轉向拉桿17在空間上可繞過制動器與轉向節相連，如此能夠提高各部件的布置自由度，特別是下控制臂的控制臂球頭20的位置不會受到制動器的位置限制，能夠滿足主銷偏置距為0，從而保證輪轂電機車輛驅動及制動時的穩定性，減少了懸架部件所受的內力。此外，電機與制動器分離布置，增大了空氣的對流面積，增加了制動器的散熱能力。

以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。