提供了一种用于车辆的车轮系统，该车轮系统包括定子、转子、旋转轴承和轮内电机。轮内电机包括电机定子和电机转子。转子经由旋转轴承联接到定子以围绕旋转轴线旋转。电机定子连接到定子。电机转子连接到转子，以与电机定子配合产生电磁力，从而使转子相对于定子围绕旋转轴线旋转。电机定子具有限定中心平面的中心，该中心平面延伸穿过中心并垂直于旋转轴线。中心平面具有内侧和外侧。在操作使用中，内侧面向车辆的中心，并且外侧背对车辆的中心。转子具有配置用于连接到车轮轮辋的安装表面。安装表面布置在内侧。转子仅经由内侧将安装表面联接到定子。接到定子。接到定子。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于车辆的车轮系统、车辆和车轮轮辋
[0001]本专利技术涉及一种用于车辆的车轮系统、包括该车轮系统的车辆以及用在该车轮系统中的车轮轮辋。
[0002]导致本申请的项目已经获得欧盟地平线2020研究和创新计划的资助，拨款协议号为848620。
技术介绍
[0003]尽管用于车辆的车轮系统已为人所知几个世纪，但仍存在改进现有车轮系统的正在进行的开发。
[0004]车轮系统通常连接到具有弹簧和阻尼器的悬架系统。悬架系统的一侧连接到车辆的底盘。悬架系统的另一侧支撑车轮系统。悬架系统至少部分地将底盘与由在不平坦表面(诸如隆起物和孔)上行驶引起的振动和力隔离。
[0005]车轮系统的重要特性是所谓的簧下质量。簧下质量是由悬架系统支撑的部件的组合质量，例如转子、轮辋和轮胎的组合质量。在一些情况下，悬架系统的一部分增加了簧下质量。悬架系统不能将簧下质量与由在不平坦表面上行驶引起的振动和力隔离，这是因为簧下质量位于不平坦表面(例如道路)与悬架系统之间。当在隆起物上行驶时，只有轮胎为簧下质量提供一些隔离。
[0006]当在隆起物上行驶时，簧下质量被强力地向上加速，而底盘由于悬架系统而更平缓地向上加速。因为簧下质量被强力地向上加速，所以可在道路与轮辋之间产生大的接触力。当以高速在陡峭的隆起物上行驶时，接触力特别大。大的接触力可能对轮胎造成损坏，诸如泄漏，和/或对轮辋造成损坏，诸如塑性变形或开裂。簧下质量越小，在车辆的特定速度下针对特定隆起物的接触力越小。例如，已经开发了轻质合金轮辋，其具有比相同尺寸的钢轮辋更小的质量，以减少簧下质量。此外，较小的簧下质量通常改善车辆驾驶行为和舒适性。
[0007]正在进行的另一开发是轮内电机的开发。轮内电机是布置在车轮内部的电动机。轮内电机具有不需要传动系统的优点，这显著降低了车辆的重量。此外，可以单独控制具有轮内电机的每个车轮，这改善了车辆的性能。
[0008]从德国专利申请DE19548117A1中已知一种轮内电机。已知的轮内电机具有定子和转子。转子沿着电机轴线相对于定子旋转。轮辋经由连接螺栓连接到转子。提供磁体、线圈和金属片堆叠体以产生电磁力来旋转转子。
[0009]已知的轮内电机的缺点是簧下质量大，这是因为轮内电机布置在车轮中。磁体和金属片堆叠体是重的部件。在不平坦的表面上(诸如在路缘上或通过坑洞)驾驶具有已知的轮内电机的车辆可能导致对轮胎、轮辋或转子的损坏。
技术实现思路
[0010]本专利技术的目的是减小车轮系统的簧下质量。
[0011]本专利技术的目的通过一种用于车辆的车轮系统来实现，其中车轮系统包括定子、转子、旋转轴承以及包括电机定子和电机转子的轮内电机。转子经由旋转轴承联接到定子以围绕旋转轴线旋转。电机定子连接到定子。电机转子连接到转子，以与电机定子配合产生电磁力，从而使转子相对于定子围绕旋转轴线旋转。电机定子具有限定中心平面的中心，该中心平面延伸穿过中心并垂直于旋转轴线。中心平面具有内侧和外侧。在操作使用中，内侧面向车辆的中心，并且外侧背对车辆的中心。转子具有配置为连接到车轮轮辋的安装表面。安装表面布置在内侧。转子仅经由内侧将安装表面联接到定子。
[0012]车辆具有车轮系统以承载车辆的重量并使车辆在期望的方向上转向。因此，力经由车轮系统被施加在道路与车辆的底盘之间。底盘或底盘的至少大部分位于内侧。因此，通过将安装表面布置在内侧，并且通过仅经由内侧将安装表面连接到定子，道路与底盘之间的力沿着尽可能短的路径传递。因为这些力沿着尽可能短的路径传递，所以轮辋和转子需要较少的材料来以可接受的变形和应力传递这些力。
[0013]相比之下，在DE19548117A1的已知轮内电机中，轮辋经由连接螺栓连接在转子的最外侧轴向表面上。靠近最外侧轴向表面的旋转轴承将转子支撑在定子上。定子朝悬架系统一直延伸穿过轮内电机。车辆的重量在轮辋上产生径向力。径向力首先需要在外侧方向上从轮辋的轴向表面传递。然后，径向力从轮辋传递到转子的最外侧轴向表面。然后，在径向力朝内侧方向传递之前，力从转子传递到定子的最外侧部分。因此，与根据本专利技术的轮内电机相比，已知的轮内电机的轮辋和定子需要更多的材料来实现可接受的变形和应力。
[0014]通过将安装表面布置在内侧并且通过仅经由内侧将安装表面联接到定子，定子可以制造得更短。定子不必在轮内电机的外侧延伸以经由旋转轴承支撑转子。相反，定子仅需要延伸到外侧足够远以支撑电机定子。在一示例中，定子延伸到轮内电机的外侧，但是因为定子确实将转子支撑在轮内电机的外侧，所以定子可以具有比已知轮内电机的定子更轻的构造。因为定子不在外侧延伸超过轮内电机以支撑转子，所以转子不在外侧支撑轮辋。转子不具有将力从轮辋经由外侧传递到定子的结构部件。因此，可以从外侧的转子移除材料，使得转子比已知轮内电机的转子轻。从外侧移除的一些材料可以被添加以加强内侧的转子。在示例中，所有从外侧移除的材料被添加以加强内侧的转子。结果是转子更能抵抗损坏或变形，而不是实现转子的质量减小。
[0015]因为安装表面在内侧，所以轮辋不需要在轮辋的外侧的轴向表面，该轴向表面具有足够坚固的构造以承载车辆的重量。相反，轮辋更朝向内侧安装在转子上，因此轮辋不需要外侧的轴向表面上的材料。
[0016]在根据本专利技术的轮内电机中，定子例如被提供有连接装置以连接到车辆的悬架系统。例如，定子具有安装表面以将定子螺栓连接到悬架系统的主体上。定子具有例如管状形状。悬架系统具有圆形开口以接收定子的管状形状。在另一示例中，悬架系统具有轴。定子的管状形状安装在悬架系统的轴上。定子例如与悬架系统集成。例如，定子可连接到减震器。
[0017]转子经由旋转轴承联接到定子以围绕旋转轴线旋转。旋转轴线是车轮围绕其旋转使得车辆可以移动的轴线。在本专利申请中，诸如“径向”、“轴向”和“切向”的术语涉及旋转轴线，除非另有说明。表述“径向方向”和“轴向方向”是相对于旋转轴线的方向，即，分别相对于旋转轴线径向和相对于旋转轴线轴向。轴向方向沿着轴线的纵向方向。
[0018]表述“内侧”和“外侧”用于表示部件或平面的分别最靠近车辆中心或最远离车辆中心的一侧。
[0019]转子从旋转轴线径向向外延伸。在一示例中，转子径向地包围定子。轮内电机布置在由转子形成的包围件中。在一个示例中，转子基本上具有盘形。盘形在径向方向上延伸。盘形例如从旋转轴承经由定子的内侧延伸到安装表面。例如，安装表面配置在盘形的轴向表面上。轴向表面至少部分地面向轴线的轴向方向。电机转子在盘形的轴向表面上联接到转子。安装表面和电机转子联接到盘形的相同轴向表面或盘形的不同轴向表面。转子是轴对称的或旋转对称的。在转子是旋转对称的示例中，转子例如被提供有在旋转轴承与安装表面之间延伸的肋。转子可以具有3个或4个或5个或6个或任何合适数量的肋。肋可以为转子提供径向和轴向刚度。转子具有例如在肋之间切向延伸并且在转子的轴向方向上具有比肋更小的厚度的材料。该材料可以为转子提供切向刚度，以在电机转子与车轮轮辋之间传递驱动扭矩。尽管该材料在转子本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于车辆的车轮系统(100)，所述车轮系统包括：定子(120)；转子(130)；旋转轴承(160)；以及轮内电机(210)，包括电机定子(212)和电机转子(214)，其中所述转子(130)经由所述旋转轴承(160)联接到所述定子(120)，以围绕旋转轴线(112)旋转，其中所述电机定子(212)连接到所述定子(120)，其中所述电机转子(214)连接到所述转子(130)，以与所述电机定子(212)配合产生电磁力，从而使所述转子(130)相对于所述定子(120)围绕所述旋转轴线(120)旋转，其中所述电机定子(212)具有限定中心平面(216)的中心，所述中心平面(216)延伸穿过所述中心并垂直于所述旋转轴线(112)，其中所述中心平面(216)具有内侧(202)和外侧(204)，其中，在操作使用中，所述内侧(202)面向所述车辆的中心，并且所述外侧(204)背对所述车辆的所述中心，其中所述转子(130)具有配置用于连接到车轮轮辋(140)的安装表面(232)，其中所述安装表面(232)布置在所述内侧(202)，其中所述转子(130)仅经由所述内侧(202)将所述安装表面(232)联接到所述定子(120)。2.根据权利要求1所述的车轮系统(100)，其中所述安装表面(232)在所述电机转子(214)的径向外侧。3.根据权利要求1或2所述的车轮系统(100)，其中所述电机定子(212)包括多个线圈(260)，其中所述线圈(260)配置用于在通过所述线圈(260)的电流的控制下与所述电机转子(214)配合以产生所述电磁力，其中所述中心平面(216)延伸穿过所述线圈(260)的中心。4.根据权利要求3所述的车轮系统(100)，其中所述电机转子(214)包括多个磁体(262)，以与所述多个线圈(260)配合来产生所述电磁力。5.根据前述权利要求中任一项所述的车轮系统(100)，其中所述轮内电机(210)是轴向磁通电机和径向磁通电机中的一种。6.根据前述权利要求中任一项所述的车轮系统(100)，包括连接到所述转子(130)的盖板(238)，其中所述盖板(238)布置在所述中心平面(216)的所述外侧(204)，其中所述盖板(238)配置用于轴向地覆盖所述轮内电机(210)。7.根据前述权利要求中任一项所述的车轮系统，其中所述转子(130)径向...
【专利技术属性】
技术研发人员：沃特，
申请(专利权)人：阿特拉斯科技控股有限公司，
类型：发明
国别省市：
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