一种磁齿轮复合轮毂电机和包含其的汽车制造技术

本发明专利技术公开了一种磁齿轮复合轮毂电机和包含其的汽车，属于汽车传动技术领域。其中，该复合轮毂电机包括：轮毂；轮毂内部设置有轮毂支撑轴、磁齿轮减速传动装置和行星齿轮减速装置；磁齿轮减速传动装置，套设于轮毂支撑轴上，用于在通电时产生一旋转力，围绕轮毂支撑轴旋转；行星齿轮减速装置，行星齿轮减速装置，设置于磁齿轮减速传动装置和轮毂之间，且套设于磁齿轮减速传动装置上，与轮毂啮合连接，在旋转力的带动下围绕轮毂支撑轴旋转。本发明专利技术能避免汽车制动过程中产生的高温对磁齿轮永磁体性能的影响。

Magnetic gear composite hub motor and automobile containing the same

The invention discloses a magnetic gear composite hub motor and a vehicle containing the magnetic gear, belonging to the technical field of automobile transmission. Among them, the composite wheel motor includes: wheel; hub is arranged inside the wheel support shaft, magnetic gear transmission and planetary gear deceleration device; magnetic gear transmission device is sleeved on the wheel support shaft, used to produce a rotating force when energized, around a hub supporting shaft; planetary gear reducer, planetary gear device, is arranged in the magnetic gear transmission device and the hub, and is sheathed on the magnetic gear transmission device, connected with the wheel meshing, the rotating force driven wheel around the supporting shaft. The invention can avoid the influence of high temperature produced by the braking process of the motor on the performance of the magnetic gear permanent magnet.

【技术实现步骤摘要】
一种磁齿轮复合轮毂电机和包含其的汽车
本专利技术涉及汽车传动
，特别涉及一种磁齿轮复合轮毂电机和包含其的汽车。
技术介绍
在各种形式驱动的电动汽车中，轮毂电机将是电动汽车的最终驱动形式。轮毂电机的快速响应特性可提高电动汽车的动态控制能力，使汽车在驱动、制动、转向等多种工况下均具有较好的表现。轮毂电机不但可以进行防抱死控制、牵引力控制、转矩矢量控制，还可以进行主动平顺性控制，因此轮毂电机可以替代传统汽车底盘中绝大部分执行机构。目前，对轮毂电机来说，最重要的技术是将电动机、传动系统、制动系统和悬架系统共同嵌入到车轮中，而体积过大时轮毂电机电动汽车普及的一个障碍。近年来，国内外电机专家学者相继提出了多种不同结构的磁性齿轮传动装置，取得了一定的研究成果。现有复合轮毂电机技术方案主要包括以下三种：第一种方案如图1(a)所示，X1-1为电机定子，电机外转子与轮毂相结合形成结构X1-2，永磁体X1-3嵌入轮毂内侧圆环中。第二种方案如图1(b)所示，在第一种方案的基础上增加了磁性齿轮减速装置，存在三层气隙，由两圈永磁体X2-1、调磁极块X2-2，磁齿轮内转子X2-3，电机外转子X2-4，磁齿轮外转子和轮毂相结合形成的结构X2-5组成。第三种方案如图1(c)所示，这种方案相对于第二种方案，将磁齿轮的内转子和电机外转子结合形成X3-1，使方案二中的三层气隙减少为两层。上述现有复合轮毂电机技术均存在有不同程度的缺陷：方案一无任何减速装置，车轮转速与电机相同，无法提供大的转矩；方案二中增加了磁齿轮减速装置，但是这种方案具有三层气隙，电机结构及制造工艺复杂；而且大部分磁力线可以穿过这三层气隙，直接在永磁体的边缘或者转子轭部闭合，这些是电机的漏磁部分，对转矩的传输没有意义并产生功率损耗。方案三将磁齿轮内转子与电机的转子永磁体相结合，磁齿轮的外转子与汽车轮毂相结合，轮胎直接置于磁齿轮外转子上变为两层气隙，该方案虽然较方案一和方案二进行了改进，但仍存在一定的缺陷，即：该方案采用磁齿轮外转子与轮毂相结合的结构，永磁体嵌入轮毂内侧圆环中，这种结构看似简化了系统结构，实则存在很大的性能隐患，特别是在制动时的产生的高温会对永磁体的性能产生严重的影响，从而影响轮毂电机的整体性能。目前，磁性齿轮传动装置根据电机的转子型式主要分成两种：外转子型和内转子型。外转子结构为直接驱动轮毂结构，即转子直接带动轮毂旋转，因而转速较低，体积比较大；内转子结构型式则为间接驱动电机，转速高且通过行星齿轮机构实现减速，带动轮毂旋转，电机尺寸和重量较小，但机械齿轮箱的磨损和振动噪声使系统的效率有所降低。上述传统轮毂电机应用于电动汽车，具有各自的弊端，因此，开发新型的具有高效率、高功率、低速大转矩的电动车用轮毂电机成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种包括磁齿轮减速装置和行星齿轮减速装置两部分减速装置的复合轮毂电机，不仅能够简化制造工艺，减少永磁体用量，避免由磁齿轮内转子带来的震动和噪声，还能避免汽车制动过程中产生的高温对磁齿轮永磁体性能的影响。根据本专利技术实施例的一个方面，提供一种磁齿轮复合轮毂电机，包括：轮毂；轮毂内部设置有轮毂支撑轴、磁齿轮减速传动装置和行星齿轮减速装置，磁齿轮减速传动装置，套设于轮毂支撑轴上，用于在通电时产生一旋转力，围绕轮毂支撑轴旋转；行星齿轮减速装置，行星齿轮减速装置，设置于磁齿轮减速传动装置和轮毂之间，且套设于磁齿轮减速传动装置上，与轮毂啮合连接，在旋转力的带动下围绕轮毂支撑轴旋转。根据本专利技术实施例的另一个方面，提供一种汽车，利用复合轮毂电机进行调速以驱动车轮。本专利技术实施例提供的复合轮毂电机，通过将磁齿轮内转子与电机外转子组合共用，使传统的三层气隙结构变为两层气隙结构，依靠调磁环对磁场的调制作用传递转矩，简化了制造工艺；铁芯采用嵌入电机外转子和磁齿轮外转子的结构，减少了永磁体的用量，使得在转矩传递过程中所有的永磁体都能够参与转矩传递，有效地提高了永磁体的利用率。同时使用行星齿轮减速装置将磁齿轮外转子与轮毂隔离开，避免了由磁齿轮内转子带来的震动和噪声，同时也避免了汽车制动过程中产生高温对磁齿轮永磁体性能的影响。附图说明图1(a)是现有技术中第一种实施方式的复合轮毂电机的原理示意图；图1(b)是现有技术中第二种实施方式的复合轮毂电机的原理示意图；图1(c)是现有技术中第三种实施方式的复合轮毂电机的原理示意图；图2是是本专利技术实施例提供的一种磁齿轮复合轮毂电机的剖面图；图3是本专利技术实施例中行星齿轮减速装置的剖面图；图4是本专利技术实施例提供的一种转矩传递方法的流程示意图。附图标记：X1-1、定子，X1-2、电机外转子与轮毂结合的结构，X1-3、永磁体，X2-1、环状永磁体，X2-2、调磁极块，X2-3、磁齿轮内转子，X2-4、电机外转子，X2-5、磁齿轮外转子与轮毂结合的结构，X3-1、电机外转子与磁齿轮内转子结合的结构，1-轮毂，2-轮毂支撑轴，21-第一中心轴段，211-第一台阶段，212-第二台阶段，213-第三台阶段，22-第二中心轴段，23-第三中心轴段，24-第四中心轴段，25-第五中心轴段，251-第四台阶段，252-第五台阶段，3-磁齿轮减速传动装置，31-定子，32-电枢绕组，33-电机外转子，34-磁齿轮外转子，341-太阳轮支撑轴，35-第一永磁体，36-调磁环，361-调磁极块，362-永磁体条，37-第二永磁体，38-第三永磁体，4-行星齿轮减速装置，41-太阳轮，42-行星齿轮，5-弹性组件，6-轮胎，7-容纳腔。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。请参照图2，本专利技术实施例的一种磁齿轮复合轮毂电机，包括轮毂1和设置在轮毂1内部的轮毂支撑轴2、磁齿轮减速传动装置3和行星齿轮减速装置4。其中，磁齿轮减速传动装置3套设于轮毂支撑轴2上。磁齿轮减速传动装置3在通电时产生一旋转力，该旋转力使得磁齿轮减速传动装置3围绕轮毂支撑轴2进行旋转。行星齿轮减速装置4套设于磁齿轮减速传动装置3上，且与轮毂1啮合连接。行星齿轮减速装置4在磁齿轮减速传动装置3的带动下围绕轮毂支撑轴旋转。本专利技术实施例通过两部分的减速装置(行星齿轮减速装置4和磁齿轮减速传动装置3)来增大转矩，并且行星齿轮减速装置4设置于磁齿轮减速传动装置和汽车的轮毂之间，还能够将磁齿轮减速传动装置中的磁齿轮外转子与汽车的轮毂1有效地隔离开，从而避免了汽车制动过程中轮毂升温对磁齿轮减速传动装置中永磁体性能的影响。其中，磁齿轮减速传动装置包括：定子31、电枢绕组32、电机外转子33、磁齿轮外转子34、第一永磁体35、调磁环36和第二永磁体37。定子31、电机外转子33和磁齿轮外转子34，依序套设于轮毂支撑轴2上。电枢绕组32，绕设于定子31上，用于在不同的电压下，产生相应的气隙磁场。第一永磁体35、调磁环36、第二永磁体37，设置于电机外转子33和磁齿轮外转子34之间，以对气隙磁场进行调节，电机外转子33在气隙磁场与电机外转子33的外壁上嵌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁齿轮复合轮毂电机，其特征在于，包括：轮毂(1)；所述轮毂(1)内部设置有轮毂支撑轴(2)、磁齿轮减速传动装置(3)和行星齿轮减速装置(4)；磁齿轮减速传动装置(3)，套设于所述轮毂支撑轴(2)上，用于在通电时产生一旋转力，围绕所述轮毂支撑轴(2)旋转；行星齿轮减速装置(4)，设置于所述磁齿轮减速传动装置(3)和轮毂(1)之间，且套设于所述磁齿轮减速传动装置(3)上，与所述轮毂(1)啮合连接，在所述旋转力的带动下围绕所述轮毂支撑轴(2)旋转。

【技术特征摘要】
1.一种磁齿轮复合轮毂电机，其特征在于，包括：轮毂(1)；所述轮毂(1)内部设置有轮毂支撑轴(2)、磁齿轮减速传动装置(3)和行星齿轮减速装置(4)；磁齿轮减速传动装置(3)，套设于所述轮毂支撑轴(2)上，用于在通电时产生一旋转力，围绕所述轮毂支撑轴(2)旋转；行星齿轮减速装置(4)，设置于所述磁齿轮减速传动装置(3)和轮毂(1)之间，且套设于所述磁齿轮减速传动装置(3)上，与所述轮毂(1)啮合连接，在所述旋转力的带动下围绕所述轮毂支撑轴(2)旋转。2.如权利要求1所述的一种磁齿轮复合轮毂电机，其特征在于，所述磁齿轮减速传动装置(3)包括：定子(31)，套设于所述轮毂支撑轴(2)上；电枢绕组(32)，绕设于所述定子(31)上，用于在不同的电压下，产生相应的气隙磁场；电机外转子(33)、磁齿轮外转子(34)，沿其径向由内至外依次套设于所述定子(31)上；第一永磁体(35)、调磁环(36)、第二永磁体(37)，设置于所述电机外转子和所述磁齿轮外转子之间，以对所述气隙磁场进行调节，所述电机外转子在所述气隙磁场与所述电机外转子外壁上嵌设的永磁体的相互作用下旋转，进而带动所述磁齿轮外转子(34)旋转。3.如权利要求2所述的一种磁齿轮复合轮毂电机，其特征在于，所述第一永磁体(35)包括多个永磁体块，嵌设于所述电机外转子(33)的外壁。4.如权利要求2所述的一种磁齿轮复合轮毂电机，其特征在于，所述第二永磁体(37)包括多个永磁体块，嵌设于所述磁齿轮外转子(34)的内壁。5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕艳军，金猛，
申请(专利权)人：北京龙微智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11