本發(fā)明屬于車輛技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電動(dòng)車，特別是一種電動(dòng)車輪轂電機(jī)。

本發(fā)明屬于車輛技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電動(dòng)車輪轂電機(jī)，特別是一種電動(dòng)車輪轂電機(jī)控制方法。

背景技術(shù)：

電動(dòng)車，即電力驅(qū)動(dòng)車輛。電動(dòng)車是以電池作為能量來(lái)源，通過(guò)控制器、電機(jī)等部件，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能運(yùn)動(dòng)。按車的性質(zhì)，電動(dòng)車可分為二輪電動(dòng)車，三輪電動(dòng)車和電動(dòng)汽車。輪轂電機(jī)主要應(yīng)用在二輪電動(dòng)車和三輪電動(dòng)車中。

輪轂電機(jī)的變速裝置主要有兩種，一種是電子式無(wú)級(jí)控制器變速，即以控制電流大小改變速度的車輛；另一種是機(jī)械式變速，機(jī)械式變速能獲得不同大小的輸出轉(zhuǎn)矩，減速能使轉(zhuǎn)矩增大，增速時(shí)使轉(zhuǎn)矩減小。如中國(guó)專利文獻(xiàn)記載的變速驅(qū)動(dòng)輪轂(申請(qǐng)公告號(hào)cn104482075a)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員希望能提出不同結(jié)構(gòu)的電動(dòng)車輪轂電機(jī)，以滿足不同消費(fèi)者的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種電動(dòng)車輪轂電機(jī)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何提出另一種結(jié)構(gòu)的電動(dòng)車輪轂電機(jī)。

本發(fā)明提出了一種電動(dòng)車輪轂電機(jī)控制方法，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何提出一種適合實(shí)際電動(dòng)車行駛的電動(dòng)車輪轂電機(jī)控制方法。

本發(fā)明的要解決的技術(shù)問題可通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：本電動(dòng)車輪轂電機(jī)，包括輪轂和穿設(shè)在輪轂中心處的固定軸，輪轂與固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，固定軸上套設(shè)有一臺(tái)內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)、一臺(tái)外轉(zhuǎn)子電機(jī)和一組行星齒輪組件；外轉(zhuǎn)子電機(jī)套設(shè)在內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)的外側(cè)，外轉(zhuǎn)子電機(jī)的定子和內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)的定子均與固定軸固定連接；行星齒輪組件的太陽(yáng)輪的軸部與內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)的轉(zhuǎn)子固定連接；固定軸上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有外轉(zhuǎn)子支架，外轉(zhuǎn)子電機(jī)的轉(zhuǎn)子和行星齒輪組件的外齒圈均與外轉(zhuǎn)子支架固定連接；行星齒輪組件的行星架與輪轂固定連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本電動(dòng)車輪轂電機(jī)中具有兩個(gè)電機(jī)，作為優(yōu)選，兩個(gè)電機(jī)的功率和最大輸出轉(zhuǎn)速不同；因而根據(jù)電動(dòng)車不同的行駛速度可啟用不同的電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。本電動(dòng)車輪轂電機(jī)既利用電機(jī)的電子式無(wú)級(jí)控制器變速，又利用行星齒輪組件進(jìn)行機(jī)械式變速。綜上所述，本發(fā)明不僅提供了另一種結(jié)構(gòu)的電動(dòng)車輪轂電機(jī)，而且本電動(dòng)車輪轂電機(jī)還具有電能與機(jī)械能之間轉(zhuǎn)換效率高的優(yōu)點(diǎn)。

本電動(dòng)車輪轂電機(jī)控制方法包括低速前行控制方法、前行速度大于低速前行速度的二檔前行控制方法、前行速度大于二檔前行速度的三檔前行控制方法和前行速度大于三檔前行速度的高速前行控制方法中的一種或多種；

單獨(dú)內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)輸出時(shí)輪轂的最大轉(zhuǎn)速與單獨(dú)外轉(zhuǎn)子電機(jī)輸出時(shí)輪轂的最大轉(zhuǎn)速不相等；

低速前行控制方法為啟動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)和外轉(zhuǎn)子電機(jī)且使行星齒輪組件中外齒圈與太陽(yáng)輪的旋轉(zhuǎn)方向相反；

二檔前行控制方法為單獨(dú)啟動(dòng)與輪轂的最大轉(zhuǎn)速較低相對(duì)應(yīng)的那個(gè)電機(jī)；且另一個(gè)電機(jī)處于鎖止?fàn)顟B(tài)；

三檔前行控制方法為單獨(dú)啟動(dòng)與輪轂的最大轉(zhuǎn)速較高相對(duì)應(yīng)的那個(gè)電機(jī)；且另一個(gè)電機(jī)處于鎖止?fàn)顟B(tài)；

高速前行控制方法為啟動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)和外轉(zhuǎn)子電機(jī)且使行星齒輪組件中外齒圈與太陽(yáng)輪的旋轉(zhuǎn)方向相相同。

具有本輪轂電機(jī)和本輪轂電機(jī)控制方法的電動(dòng)車向前行駛時(shí)，除具有輪轂電機(jī)能量轉(zhuǎn)換效率高優(yōu)點(diǎn)之外，還由于進(jìn)行多檔機(jī)械變速以及電子無(wú)級(jí)變速，因而直線加速過(guò)程中速度接近線性變化，具有加速平順，保證行車舒適性。由于電動(dòng)車處于低速行駛時(shí)兩個(gè)電機(jī)均處于輸出狀態(tài)，因而具有輸出作用力大的優(yōu)點(diǎn)，換言之電動(dòng)車具有起步穩(wěn)，爬坡能力強(qiáng)的特點(diǎn)。

由于電動(dòng)車處于高速行駛時(shí)兩個(gè)電機(jī)均處于輸出狀態(tài)，且兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輪轂的轉(zhuǎn)速相加，因而電動(dòng)車的最高行車速度值大的特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本電動(dòng)車輪轂電機(jī)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本電動(dòng)車輪轂電機(jī)的左視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖2中a-a的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本電動(dòng)車輪轂電機(jī)中隱去輪轂及部分部件后的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、輪轂；1a、輪輞；1b、中心管；1c、輪輻；2、固定軸；3、內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)；3a、定子；3b、轉(zhuǎn)子；4、外轉(zhuǎn)子電機(jī)；4a、定子；4b、轉(zhuǎn)子；5、行星齒輪組件；5a、太陽(yáng)輪；5b、外齒圈；5c、行星架；5d、行星輪；6、輸出軸；7、第一軸承；8、第一密封圈；9、鎖緊螺母；10、定子支架；11、第二軸承；12、外轉(zhuǎn)子支架；13、第三軸承；14、第四軸承；15、第二密封圈；16、第五軸承；17、防塵罩；18、第三密封圈。

具體實(shí)施方式

以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。

如圖1至圖4所述，本電動(dòng)車輪轂電機(jī)包括一個(gè)輪轂1、一根固定軸2、一臺(tái)內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3、一臺(tái)外轉(zhuǎn)子電機(jī)4和一組行星齒輪組件5。

輪轂1包括輪輞1a、中心管1b和輪輻1c，輪輻1c偏離輪輞1a中心面。固定軸2為本電動(dòng)車輪轂電機(jī)與電動(dòng)車車架相連的部件。

固定軸2穿設(shè)在輪轂1的中心管1b內(nèi)，固定軸2的一端部套設(shè)有輸出軸6，輸出軸6與固定軸2之間采用第一軸承7相連接且輸出軸6與固定軸2之間設(shè)有第一密封圈8。中心管1b套設(shè)在輸出軸6上且中心管1b與輸出軸6之間采用鍵連接，輸出軸6上螺紋連接有鎖緊螺母9，因而輪轂1相對(duì)于固定軸2能穩(wěn)定且靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)。該結(jié)構(gòu)還具有便于輪轂1拆卸的優(yōu)點(diǎn)。

行星齒輪組件5、內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3和外轉(zhuǎn)子電機(jī)4均套設(shè)在固定軸2上且行星齒輪組件5、內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3和外轉(zhuǎn)子電機(jī)4均位于輪輞1a的內(nèi)側(cè)；外轉(zhuǎn)子電機(jī)4套設(shè)在內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3的外側(cè)；行星齒輪組件5位于中心管1b與內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3之間。該布置結(jié)構(gòu)顯然充分利用輪輞1a內(nèi)側(cè)的空間，使本電動(dòng)車輪轂電機(jī)具有布置合理且結(jié)構(gòu)緊湊性的優(yōu)點(diǎn)。

固定軸2的另一端部通過(guò)螺栓固定有定子支架10，定子支架10中具有位于內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3和外轉(zhuǎn)子電機(jī)4之間的安裝管部；外轉(zhuǎn)子電機(jī)4的定子4a固定在安裝管部的外側(cè)面上，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3的定子3a固定在安裝管部的內(nèi)側(cè)面上；該結(jié)構(gòu)既實(shí)現(xiàn)外轉(zhuǎn)子電機(jī)4的定子4a和內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3的定子3a均與固定軸2固定連接，安裝管部又能起隔磁作用，有效降低外轉(zhuǎn)子電機(jī)4的定子4a和內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3的定子3a之間相互影響。通過(guò)拆卸定子支架10，便將外轉(zhuǎn)子電機(jī)4的定子4a和內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3的定子3a一起卸下，進(jìn)而便于維護(hù)。

行星齒輪組件5的太陽(yáng)輪5a具有呈管狀的軸部，太陽(yáng)輪5a與固定軸2之間采用第二軸承11相連接，因而太陽(yáng)輪5a能穩(wěn)定且靈活地旋轉(zhuǎn)。內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3的轉(zhuǎn)子3b套設(shè)在太陽(yáng)輪5a的軸部上且內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3的轉(zhuǎn)子3b與太陽(yáng)輪5a的軸部固定連接，進(jìn)而內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3的轉(zhuǎn)子3b也能穩(wěn)定且靈活地旋轉(zhuǎn)，同時(shí)內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3的轉(zhuǎn)子3b帶動(dòng)太陽(yáng)輪5a同步旋轉(zhuǎn)且具有傳動(dòng)效率高的優(yōu)點(diǎn)。

外轉(zhuǎn)子電機(jī)4的轉(zhuǎn)子4b兩側(cè)均設(shè)有外轉(zhuǎn)子支架12，位于外轉(zhuǎn)子電機(jī)4的轉(zhuǎn)子4b一側(cè)的外轉(zhuǎn)子支架12和太陽(yáng)輪5a的軸部之間通過(guò)第三軸承13相連接；位于外轉(zhuǎn)子電機(jī)4的轉(zhuǎn)子4b另一側(cè)的外轉(zhuǎn)子支架12和固定軸2之間通過(guò)第四軸承14相連接且該外轉(zhuǎn)子支架12和固定軸2之間設(shè)有第二密封圈15。外轉(zhuǎn)子電機(jī)4的轉(zhuǎn)子4b和行星齒輪組件5的外齒圈5b均與外轉(zhuǎn)子支架12固定連接；該結(jié)構(gòu)使外轉(zhuǎn)子電機(jī)4的轉(zhuǎn)子4b和外齒圈5b均能穩(wěn)定且靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)。該結(jié)構(gòu)還具有外轉(zhuǎn)子電機(jī)4與行星齒輪組件5的外齒圈5b之間傳動(dòng)效率高的優(yōu)點(diǎn)。

行星齒輪組件5的行星架5c一側(cè)部與太陽(yáng)輪5a的軸部之間通過(guò)第五軸承16相連接；行星架5c的另一側(cè)部與輸出軸6之間固定連接。行星齒輪組件5的行星輪5d與行星架5c轉(zhuǎn)動(dòng)連接。該結(jié)構(gòu)既保證行星輪5d和行星架5c穩(wěn)定且靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)，保證行星齒輪組件5運(yùn)行穩(wěn)定且高效，同時(shí)保證動(dòng)力高效地被傳輸出去。

輪輻1c和外轉(zhuǎn)子支架12之間設(shè)有防塵罩17，行星齒輪組件5位于防塵罩17和外轉(zhuǎn)子支架12之間，防塵罩17與外轉(zhuǎn)子支架12固定連接，防塵罩17與中心管1b的外側(cè)面之間設(shè)有第三密封圈18。本電動(dòng)車輪轂電機(jī)通過(guò)設(shè)置第一密封圈8、第二密封圈15和第三密封圈18，有效避免雨水和灰塵進(jìn)入內(nèi)腔，進(jìn)而保證零部件轉(zhuǎn)動(dòng)靈活以及使用壽命。

本電動(dòng)車輪轂電機(jī)控制方法包括前行控制方法和倒車控制方法，前行控制方法又包括低速前行控制方法、前行速度大于低速前行速度的二檔前行控制方法、前行速度大于二檔前行速度的三檔前行控制方法和前行速度大于三檔前行速度的高速前行控制方法；電動(dòng)車根據(jù)實(shí)際情況在低速前行控制方法、二檔前行控制方法、三檔前行控制方法和高速前行控制方法中選擇一種或多種方法執(zhí)行前行控制。

通過(guò)所需的電動(dòng)車行車速度以及確定的行星齒輪組件5傳動(dòng)比計(jì)算出內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3和外轉(zhuǎn)子電機(jī)4的最高輸出轉(zhuǎn)速。根據(jù)實(shí)際情況，內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3和外轉(zhuǎn)子電機(jī)4的可以相同，也可以不相同，總之保證單獨(dú)內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3輸出時(shí)輪轂1的最大轉(zhuǎn)速與單獨(dú)外轉(zhuǎn)子電機(jī)4輸出時(shí)輪轂1的最大轉(zhuǎn)速不相等即可。

假設(shè)內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3與輸出軸6之間傳動(dòng)比為3.8，外轉(zhuǎn)子電機(jī)4與輸出軸6之間傳動(dòng)比為1.4，輪轂1上安裝的輪胎外徑為420mm；內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3的最高轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘，外轉(zhuǎn)子電機(jī)4的最高轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分鐘。那么單獨(dú)內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3輸出時(shí)輪轂1的最大轉(zhuǎn)速為263轉(zhuǎn)/分鐘，單獨(dú)外轉(zhuǎn)子電機(jī)4輸出時(shí)輪轂1的最大轉(zhuǎn)速為428.6轉(zhuǎn)/分鐘。

電動(dòng)車的行車方向包括前行和倒車，根據(jù)電動(dòng)車的行車方向可確定內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3中轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子電機(jī)4中轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向。

安裝有本電動(dòng)車輪轂電機(jī)的電動(dòng)車還包括控制電路和用于監(jiān)測(cè)輪轂1轉(zhuǎn)速的傳感器，傳感器、內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3和外轉(zhuǎn)子電機(jī)4均與控制電路電連接；控制電路中還電連接有行車方向控制按鈕和行車速度控制轉(zhuǎn)把。通過(guò)操控行車方向控制按鈕進(jìn)而實(shí)現(xiàn)前行控制方法和倒車控制方法之間切換；行車速度控制轉(zhuǎn)把用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。

本實(shí)施例給出的前行控制方法同時(shí)選擇低速前行控制方法、二檔前行控制方法、三檔前行控制方法和高速前行控制方法執(zhí)行，通過(guò)闡述安裝有本電動(dòng)車輪轂電機(jī)的二輪電動(dòng)車且進(jìn)行直線加速前行方式進(jìn)一步說(shuō)明本電動(dòng)車輪轂電機(jī)和電動(dòng)車輪轂電機(jī)控制方法的作用與優(yōu)點(diǎn)：

具體來(lái)說(shuō)，操控行車方向控制按鈕保證控制電路控制內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3和外轉(zhuǎn)子電機(jī)4使車輛處于前行狀態(tài)。停車狀態(tài)時(shí)傳感器監(jiān)測(cè)的輪轂1轉(zhuǎn)速為0。轉(zhuǎn)動(dòng)行車速度控制轉(zhuǎn)把至極限值且一直保證該狀態(tài)直至電動(dòng)車到底最高速，此過(guò)程可認(rèn)為上述的電動(dòng)車直線加速前行方式。

轉(zhuǎn)動(dòng)行車速度控制轉(zhuǎn)把后，首先進(jìn)入低速前行控制方法，即控制電路根據(jù)行車速度控制轉(zhuǎn)把的動(dòng)作控制內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3的轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子電機(jī)4的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反。在此過(guò)程中輪轂1轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速不斷上升；在低速前行控制方法中輪轂1的最高轉(zhuǎn)速為165.6轉(zhuǎn)/分鐘，相當(dāng)于13km/h。

控制電路中設(shè)定有低速閾值，低速閾值略低于低速前行控制方法中輪轂1的最高轉(zhuǎn)速，畢竟機(jī)械傳動(dòng)存在能量消耗，如低速閾值為158轉(zhuǎn)/分鐘；那么該電動(dòng)車的變檔速度為12.5km/h。

當(dāng)傳感器監(jiān)測(cè)到輪轂1的轉(zhuǎn)速達(dá)到低速閾值時(shí)，進(jìn)入二檔前行控制方法，即控制電路控制內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3單獨(dú)向行星齒輪組件5的外齒圈5b輸入動(dòng)力，且控制外轉(zhuǎn)子電機(jī)4處于鎖止?fàn)顟B(tài)。在此過(guò)程中輪轂1轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速不斷上升；在二檔前行控制方法中，輪轂1的最高轉(zhuǎn)速為263轉(zhuǎn)/分鐘，相當(dāng)于20.8km/h。控制電路中設(shè)定有中速閾值，中速閾值略低于二檔前行控制方法中輪轂1的最高轉(zhuǎn)速，如中速閾值為252.8轉(zhuǎn)/分鐘；那么該電動(dòng)車的變檔速度為20km/h。

當(dāng)傳感器監(jiān)測(cè)到輪轂1的轉(zhuǎn)速達(dá)到中速閾值時(shí)，進(jìn)入三檔前行控制方法，即控制電路控制外轉(zhuǎn)子電機(jī)4單獨(dú)向行星齒輪組件5的太陽(yáng)輪5a輸入動(dòng)力，且控制內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3處于鎖止?fàn)顟B(tài)。

在此過(guò)程中輪轂1轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速不斷上升；在三檔前行控制方法中，輪轂1的最高轉(zhuǎn)速為428.6轉(zhuǎn)/分鐘，相當(dāng)于34km/h?？刂齐娐分性O(shè)定有高速閾值，高速閾值略低于三檔前行控制方法中輪轂1的最高轉(zhuǎn)速，如高速閾值為417轉(zhuǎn)/分鐘；那么該電動(dòng)車的變檔速度為33km/h。

當(dāng)傳感器監(jiān)測(cè)輪轂1的轉(zhuǎn)速達(dá)到高速閾值時(shí)，進(jìn)入高速前行控制方法，即控制電路控制內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)3的轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子電機(jī)4的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相同。在此過(guò)程中輪轂1轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速不斷上升；在高速前行控制方法中，輪轂1的理論最高轉(zhuǎn)速為691.6轉(zhuǎn)/分鐘，相當(dāng)于54.7km/h。