一种多相电动机轮式驱动系统技术方案

本实用新型专利技术为一种多相电动机轮式驱动系统，包括轮毂电动机、中央监控器、动力驱动控制器，所述中央监控器与动力驱动控制器连接，动力驱动控制器接收中央监控器的指令，对轮毂电动机驱动控制，其特征在于：所述轮毂电动机外壳与车轮轮辋连接，由轮毂电动机直接带动车轮运动；所述轮毂电动机为多相无铁心永磁同步盘式电动机。本实用新型专利技术具有低速驱动、运转高效和结构紧凑的特点，同时克服了体积大、重量大、损耗大、振动噪声大等问题。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种多相电动机轮式驱动系统
本技术涉及一种新型多相电动机轮式驱动系统，该驱动系统所采用的驱动 电动机是多相盘式无铁心永磁同步电动机。
技术介绍
电动汽车具有节能、环保和低噪声特点，行驶舒适性要优于内燃机汽车，是当 前研发取代内燃机汽车的首选新能源车型。现代电动汽车常用的轮式驱动系统主要采用 高速型径向磁通电动机，其与行星齿轮减速器共同组成电动轮毂，但减速机构占据了轮 毂一定的空间，同时增加了电动汽车的质量。盘式永磁电动机具有低速驱动、运转高 效和结构紧凑的特点，适合作为轮毂电动机，但传统盘式永磁电动机通常选用高磁导率 的硅钢片叠压制成铁心，从而使电动机出现体积大、重量大、损耗大、振动噪声大等问 题。
技术实现思路
为了克服当前电动汽车所采用的驱动系统以及驱动电动机所存在的不足，本实 用新型提出一种采用以多相无铁心永磁同步盘式电动机为轮毂驱动电动机的多相电动机 轮式驱动系统。本技术包括如下技术特征一种多相电动机轮式驱动系统，包括轮毂电动 机、中央监控器、动力驱动控制器，所述中央监控器与动力驱动控制器连接，动力驱动 控制器接收中央监控器的指令，对轮毂电动机驱动控制，其特征在于所述轮毂电动机 外壳与车轮轮辋连接，由轮毂电动机直接带动车轮运动；所述轮毂电动机为多相无铁心 永磁同步盘式电动机。本技术其中一个方案是所述轮毂电动机包括电机外壳、永磁体转子盘、 制动盘、定子绕组盘、电动机轴和绕组导线；所述电动机外壳与轮辋连接，永磁体转子 盘连接在外壳内表面与外壳一齐转动，从而带动车轮转动；所述制动盘通过固定螺栓与 电动机外壳相连，直接注塑而成的定子绕组盘与电动机轴相连，绕组导线从电动机轴引 出，定子与转子通过轴承相连。本技术第二个方案是所述轮毂电动机包括电机外壳、永磁体转子盘、制 动盘、定子绕组盘、电动机轴和绕组导线；所述永磁体转子盘与电动机轴连接作为电动 机的转子，电动机轴、制动盘、轮辋三者固定相连，直接带动车轮转动，定子绕组与电 动机外壳连接在一起，定子外壳通过固定螺栓与车体相连固定。本技术第三个方案是在第二个方案基础上更进一步的，所述定子绕组为与 外壳相连的是盘式定子注塑绕组，与电动机轴相连的是永磁体转子盘。本技术第四个方案是在第二个方案基础上更进一步的，所述定子绕组为盘 式定子注塑绕组，定子与电动机外壳连接，电动机转子是二个永磁体转子盘，所述二个 永磁体转子盘分别设于盘式定子注塑绕组两侧，并且所述永磁体转子盘与电动机轴相连。本技术第五个方案是在第二个方案基础上更进一步的，所述轮毂电动机所 述定子绕组为盘式定子注塑绕组，定子与电动机外壳连接；所述电动机转子为与电动机 轴相连的永磁体转子盘；所述永磁体转子盘为两个或两个以上，所述盘式定子注塑绕组 和永磁体转子盘分别交错设置。更进一步的，所述动力驱动控制器为电子差速控制系统，所述电子差速控制系 统在控制车轮转速的基础上以车轮的滑移率为控制目标，以驱动轮的转矩为控制变量， 在保证汽车操纵稳定性和平顺性的前提下，当汽车直线行驶时，平均分配驱动轮的转速 和转矩；在汽车转向时，用中央监控器中的微处理器对电动轮进行差速控制，计算出 内、外侧车轮的不同转速和转矩，由动力驱动控制器控制各个车轮之间的差速转动。所述电子差速控制系统为双前轮驱动模式、双后轮驱动模式及四轮驱动模式。本技术与现有技术相比，具有如下有益效果(1)整车驱动采用分散驱动布置；完全脱离了内燃机汽车传统的集中驱动模 式，电动机嵌装于电动轮毂之中，能够减少汽车簧载质量，并腾出了传动系统所占据的 空间来布置动力电池组和其他零部件等；(2)采用盘式多相无铁心永磁同步电动机作为轮毂驱动电机；无刷无铁心的制 造工艺使电动机无铁损，可靠性更高，绕组线圈内阻极少，降低电动机发热量，多相设 计使电动机具有大转矩惯量比和良好的低速运行性能特性，可降低电池组电压等级；C3)电子差速控制；由中央监控器直接控制各个电动轮按车辆行驶的要求作等 速转动或差速转动，不需要其他任何形式的机械差速器装置，并可控制车辆在很小的转 弯半径内进行转弯，还可实现倒车。附图说明图1是本技术基本方案中电动轮毂结构图。图2是本技术衍生方案中电动轮毂的单转双定结构图。图3是本技术衍生方案中电动轮毂的单定单转结构图。图4是本技术衍生方案中电动轮毂的单定双转内转型结构图。图5是本技术衍生方案中电动轮毂的多盘式结构图。图6是Halbach永磁体阵列按照45度充磁规则确定充磁方向的示意图。图7是Halbach永磁体阵列按照60度充磁规则确定充磁方向的示意图。图8是Halbach永磁体阵列按照90度充磁规则确定充磁方向的示意图。图9是方案1的六相无铁心盘式永磁同步电动机的简单三维模型图。图10是方案1的六相无铁心盘式永磁同步电动机的绕组分布图。图11是本技术实现双前轮驱动模式电动汽车的原理示意图。图12是本技术实现双后轮驱动模式电动汽车的原理示意图。图13是本技术实现四轮驱动模式电动汽车的原理示意图。具体实施方式以下结合说明书附图对本技术的具体结构特征和工作原理作出简要说明。图1是本技术基本方案中电动轮毂结构图。图1中包括轮胎1，轮辋2，定 子注塑绕组3，是永磁体转子盘4，电动机外壳5，轴承6，电动机轴7，制动盘8，固定 螺栓9，电动机绕组引出线10。如图1所示，电动机外壳5与轮辋2连成一体，永磁体转子盘4粘结在外壳内表 面与外壳一齐转动，从而带动车轮1转动，制动盘8通过固定螺栓9与电动机外壳相连， 直接注塑而成的定子绕组盘3与电动机轴7相连，绕组导线10从电动机轴7右方引出， 定子与转子通过轴承6相连。与电池组相连的电动机驱动控制器通过电动机绕组引出线10向定子注塑绕组3 供电，产生旋转磁场，该旋转磁场作用于粘结在电动机外壳内侧的永磁体转子盘4，使电 动机外壳5转动并输出电动机功率，电动机外壳5带动与车轮1连成一体，同步转动，车 轮转动通过中央监控器对其作出电子差速控制。本技术具有其他的衍生方案，如图2至图5所示。如图2所示，此方案所采用的轮毂盘式电动机结构是内转子型结构，永磁体转 子盘4与电动机轴7连成一体作为电动机的转子，电动机轴7、制动盘8、轮辋2三者固 定相连，直接带动车轮1转动，定子绕组3与电动机外壳5粘结在一起，定子外壳通过固 定螺栓11与车体相连固定。如图3所示，此方案为单定单转结构，该结构是在图2方案的基础上，与外壳相 连的是盘式定子注塑绕组3、与电动机轴7相连的是永磁体转子盘4。如图4所示，此方案为单定双转内转型结构，该结构是在图2方案的基础上，定 子是盘式定子注塑绕组3，定子与电动机外壳5连成一个整体，电动机转子是两个永磁体 转子盘4，与电动机轴7相连。如图5所示，此方案为多盘式结构，该结构是在图2的方案的基础上，由多个盘 式结构部件组成的，图中盘式定子注塑绕组3共有三个绕组盘，均与电动机外壳连成一 体，永磁体转子盘4共两个，均与电动机轴相连，其中所述盘式定子注塑绕组3和永磁体 转子盘4分别交错设置。该实施例中盘式定子注塑绕组3有三个，永磁体转子盘4有两 个；但是在不影响组装的前提下，所述永磁体转子盘4可以为两个或两个以上，而且所 述盘式定子注塑绕组3和永本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多相电动机轮式驱动系统，包括轮毂电动机、中央监控器、动力驱动控制器，所述中央监控器与动力驱动控制器连接，动力驱动控制器接收中央监控器的指令，对轮毂电动机驱动控制，其特征在于：所述轮毂电动机外壳与车轮轮辋连接，由轮毂电动机直接带动车轮运动；所述轮毂电动机为多相无铁心永磁同步盘式电动机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李君，黄韵强，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]