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专利号: 2015104539769
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种四轮驱动电动汽车的双转子轮毂电机,其特征在于,包括电机组和行星齿轮机构,电机组和行星齿轮机构通过离合器连接,电机组和行星齿轮机构均位于机壳(17)内;

所述电机组包括内转子(4)、外转子(1)和定子支架(18),所述定子支架(18)一端固定连接机壳(17)一端,所述内转子(4)设于定子支架(18)内部中心轴线,且与定子支架(18)转动连接,所述外转子(1)转动连接于定子支架(18)的外侧;

所述定子支架(18)外侧壁设有定子外绕组(2),定子外绕组(2)电性连接第二直流/交流转换器(16),定子支架(18)内侧壁设有与定子外绕组(2)相对应的定子内绕组(3),定子内绕组(3)电性连接第一直流/交流转换器(14),第一直流/交流转换器(14)和第二直流/交流转换器(16)均电性连接储电装置(15);

所述内转子(4)上设有与定子内绕组(3)相对应的永磁体;

所述外转子(1)内侧壁设有与定子外绕组(2)相对应的永磁体;

所述内转子(4)的输出端和外转子(1)的输出侧通过第二离合器(12)连接;

行星齿轮机构设于双转子轮毂电机的输出侧,行星齿轮机构由齿圈(7)、输出轴(8)、太阳轮(9)、行星轮和行星架(10)组成;输出轴(8)与太阳轮(9)同轴固连;太阳轮(9)与内转子(4)同轴连接且中间设有第二制动器(6)和第一离合器(11),行星架(10)与外转子(1)的输出侧连接且中间设置第一制动器(5)和第三离合器(13);

所述的四轮驱动电动汽车的双转子轮毂电机的动力传递方法,包括驱动模式、缓速制动模式和差速模式;

一、驱动模式:

A、启动:

第一离合器(11)接合,第二离合器(12)和第三离合器(13)松开,第一制动器(5)制动,第二制动器(6)不制动,定子内绕组(3)通电,动力通过储电装置(15)、第一直流/交流转换器(14)、定子内绕组(3)、内转子(4)、太阳轮(9)、齿圈(7)、输出轴(8),最终传递到车轮;

B、转矩耦合:

第一离合器(11)、第二离合器(12)接合,第三离合器(13)松开,第一制动器(5)制动,第二制动器(6)不制动,定子外绕组(2)和定子内绕组(3)均通电,动力分两路传递,一路通过储电装置(15)、第一直流/交流转换器(14)、定子内绕组(3)、内转子(4)、第一离合器(11)和太阳轮(9),另一路通过储电装置(15)、第二直流/交流转换器(16)、定子外绕组(2)、外转子(1)、第二离合器(12)、内转子(4)、第一离合器(11)和太阳轮(9),实现转矩耦合,提高转矩输出;

C、单电机驱动,包括C1内电机驱动或C2外电机驱动两种情况:

C1:第一离合器(11)接合,第二离合器(12)、第三离合器(13)松开,第一制动器(5)制动,第二制动器(6)不制动,定子内绕组(3)通电,动力通过储电装置(15)、第一直流/交流转换器(14)、定子内绕组(3)、内转子(4)、第一离合器(11)、太阳轮(9)、齿圈(7)和输出轴(8),最终传递到车轮;

C2:第三离合器(13)接合,第一离合器(11)、第二离合器(12)松开,第二制动器(6)制动,第一制动器(5)不制动,定子外绕组(2)通电,动力通过储电装置(15)、第二直流/交流转换器(16)、定子外绕组(2)、外转子(1)、第三离合器(13)、行星架(10)、齿圈(7)和输出轴(8),最终传递到车轮;

D、转速耦合:第一离合器(11)和第三离合器(13)接合,第二离合器(12)松开,第一制动器(5)、第二制动器(6)均不制动,定子外绕组(2)和定子内绕组(3)均通电,动力分两路传递,一路通过储电装置(15)、第一直流/交流转换器(14)、定子内绕组(3)、内转子(4)、第一离合器(11)、太阳轮(9)和齿圈(7),另一路通过储电装置(15)、第二直流/交流转换器(16)、定子外绕组(2)、外转子(1)、行星架(10)和齿圈(7),通过行星齿轮机构实现转速耦合,提高输出转速;

二、缓速制动模式,包括如下A或B两种情况:

A:第一离合器(11)接合,第二离合器(12)和第三离合器(13)松开,第一制动器(5)制动,第二制动器(6)不制动,定子内绕组(3)短路,动力从输出轴(8)、齿圈(7)、太阳轮(9)输入到内电机,定子内绕组(3)受内转子永磁体产生的旋转磁场作用,产生制动力矩,实现汽车的缓速制动;

B:第三离合器(13)接合,第一离合器(11)和第二离合器(12)松开,第二制动器(6)制动,第一制动器(5)不制动,定子外绕组(2)短路,动力从输出轴(8)、齿圈(7)、行星架(10)输入到外电机,定子外绕组(2)受外转子永磁体产生的旋转磁场作用,产生制动力矩,实现汽车的缓速制动;

三、差速模式:

第一离合器(11)、第三离合器(13)接合,第二离合器(12)松开,第一制动器(5)、第二制动器(6)均不制动,定子内绕组(3)和定子外绕组(2)均通电,动力分两路传递,一路通过储电装置(15)、第一直流/交流转换器(14)、定子内绕组(3)、内转子(4)、第一离合器(11)、太阳轮(9)、齿圈(7),另一路通过储电装置(15)、第二直流/交流转换器(16)、定子外绕组(2)、外转子(1)、行星架(10)、齿圈(7),内外转子通过行星齿轮机构实现转速耦合,改变输出轴转速,实现左右车轮转速变换,实现差速。

2.根据权利要求1所述的一种四轮驱动电动汽车的双转子轮毂电机,其特征在于,所述第二离合器(12)的从动盘固定连接于外转子(1)输出侧的外侧壁,所述第三离合器(13)的从动盘固定连接于外转子(1)输出侧的外侧壁。

3.根据权利要求2所述的一种四轮驱动电动汽车的双转子轮毂电机,其特征在于,所述第二离合器(12)和第三离合器(13)的从动盘的固定连接方式均为螺栓连接。

4.根据权利要求1所述的一种四轮驱动电动汽车的双转子轮毂电机,其特征在于,所述外转子(1)和内转子(4)均通过轴承与定子支架(18)转动连接。

5.根据权利要求1所述的一种四轮驱动电动汽车的双转子轮毂电机,其特征在于,所述储电装置(15)为动力电池。

6.根据权利要求1所述的四轮驱动电动汽车的双转子轮毂电机,其特征在于,所述动力传递方法还包括再生制动模式,所述再生制动模式包括单电机再生制动和双电机再生制动;

一、单电机再生制动,包括如下A或B两种情况:

A:第一离合器(11)接合,第二离合器(12)、第三离合器(13)松开,第一制动器(5)制动,第二制动器(6)不制动,动力从输出轴(8)、齿圈(7)、太阳轮(9)输入到内电机,定子内绕组(3)受内转子永磁体产生的旋转磁场作用,产生制动力矩,并将产生的感应电流经第一直流/交流转换器(14)回收到储电装置(15),实现汽车的再生制动;

B:第三离合器(13)接合,第一离合器(11)、第二离合器(12)松开,第二制动器(6)制动,第一制动器(5)不制动,动力从输出轴(8)、齿圈(7)、行星架(10)输入到外电机,定子外绕组(2)受外转子永磁体产生的旋转磁场作用,产生制动力矩,并将产生的感应电流经第二直流/交流转换器(16)回收到储电装置(15),实现汽车的再生制动;

二、双电机再生制动:

第一离合器(11)、第二离合器(12)接合,第三离合器(13)松开,第一制动器(5)制动,第二制动器(6)不制动,动力从输出轴(8)、齿圈(7)、太阳轮(9)传递到内外电机,定子外绕组(2)受外转子永磁体产生的旋转磁场作用,产生制动力矩,定子内绕组(3)受内转子永磁体产生的旋转磁场作用,产生制动力矩,制动力矩由内、外两电机通过转矩耦合叠加产生,定子外绕组(2)将产生的感应电流经第二直流/交流转换器(16)回收到储电装置(15),定子内绕组(3)将产生的感应电流经第一直流/交流转换器(14)回收到储电装置(15),实现汽车的再生制动。