[发明专利]拖拉机、汽车大功率高转矩轮毂电机

说明书

技术领域

本发明属于轮毂电机领域，尤其是一种应用于汽车、拖拉机、矿山机械、工程机械、农业机械和机械工业的大功率高转矩轮毂电机。

背景技术

现代电子技术，可以对电机进行精确的控制。例如数控机床，加工精度完全取决于电机运动控制。用电机驱动汽车，控制效果可以做到和数控机床相媲美。采用单电机、带有差速器的驱动系统，与传统的驱动性质没有区别，不能实现精确的智能控制。如果采用4个独立控制的轮毂电机，实现2轮驱动或4轮驱动，并且对每个电机都进行动态监控、调整，就可以实现经济性、安全性、通过能力、牵引力同时兼顾，各项指标都可优于机械全时4驱，届时高性能、亲民价格的4驱车将会得到普及。

遗憾的是，大功率轮毂电机发展水平，远落后于电机控制技术。目前市场上还没有高功率(10Kw至300Kw)、低价格、高质量的商品轮毂电机可供大型车辆选择。以下是轮毂电机的现状。

2Kw以下小功率轮毂直驱电机，品种繁多，技术成熟可靠，价格低廉，已广泛应用在电动摩托、电动自行车和电动三轮车领域。尤其是减速轮毂电机，更是具有功率密度大、重量轻、价格低的优势，占有了绝大多数轮毂电机市场，需求旺盛。

反观需要大功率的电动汽车领域，轮毂电机应用却寥寥无几，在其他领域，例如：矿山机械、工程机械、农林机械(单机扭矩超过2000Nm-20000Nm)范围内，则几乎是空白。究其原因如下：

1外转子直驱轮毂电机

磁能利用系数低，体积和重量庞大，成本高，簧下质量太大影响减震。最主要是功率密度低，在有限轮毂直径的情况下，功率和扭矩都被限制在小马力的范畴，很难突破500Nm，即使勉强做到，也是代价高昂，没有使用价值。

2减速轮毂电机

减速轮毂电机可以提高功率密度，降低成本，是当前轮毂电机的主流。为了提高功率密度，电机的频率和转速愈来愈高，体积重量也越来越小。

现有的减速轮毂电机结构，多采用：电机→行星减速器→轮辋的轴向串联传动模式，电机和减速器相互需要占有一段轴向尺寸。在大功率(>10Kw～300Kw)、高转矩(>1000Nm)的领域，高速电机若继续采用行星减速器，则需要加至三级或以上。减速器的体积和重量，特别是损耗发热，将抵消高速电机的所有优势，甚至不能使用。电动轮边减速器与多级行星原理雷同，不做赘述。

功率和速更比大时，使用多级齿轮减速器，即：中心电机→中心齿轮→径向齿轮组→轮辋，多级齿轮减速电机的结构十分复杂，需要专门研发生产大直径超薄、超窄轴承和密封元件，除非涉及国计民生，非一般场合可用。

谐波减速器和摆线减速器都存在制造困难，尤其是摆线减速器，制造成本高，使用寿命短，机械传动比的调节范围狭窄，实际应用的商品几乎没有。

因此，依照现有的、流行的结构原理，很难做出大功率、高转矩和可持续满负荷工作的、廉价的轮毂电机。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种拖拉机、汽车大功率高转矩轮毂电机，其通过将3K行星差动减速机构，与外转子永磁电机同轴并联排列，减速器位于电动机定子内孔中，利用电动机内闲置的空间安置减速器，组合成减速轮毂电机，具有体积小、功率大、速比范围大等优点。

通过采用上述技术方案，本发明取得以下有益效果：

该轮毂电机包括一电机外壳、一内壳体、一密封水冷套、一永磁无刷电机组件、一差动减速器组件、传动支撑组件和一驻车制动组件；

所述电机外壳和内壳体起到支撑作用，用以所有部件均以电机外壳和内壳固定装配；

所述密封水冷套设置于内壳体外，用于电机的降温；

所述永磁无刷电机组件设置于电机外壳和内壳体之间，包括电机绕组、磁铁、铁芯和转子杯，提供行走的动力；

所述差动减速器组件设置于内壳体内，包括一级行星减速器、输出星轮、星轮支架、输出齿圈和星轮轴；且所述输出星轮、星轮支架、输出齿圈和星轮轴与一级行星减速器协同作用；

所述传动组件包括轮辋接盘、输出主轴，承担动力传动作用；

所述驻车制动组件包括制动蹄和制动轮，用以驻车制动作用。

本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：所述一级行星减速器包括太阳轮、输入星轮、固定齿圈；所述输入星轮分别与太阳轮和固定齿圈啮合，所述固定齿圈固定到内壳体的内壁上。