一體化電機組件及分布式驅動車輛的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電機驅動系統，具體而言涉及一種用于驅動和制動車輛的一體化電機組件，尤其用于新能源車輛、分布式驅動車輛的一體化電機組件及分布式驅動車輛。
【背景技術】
[0002]新能源車輛，例如燃氣汽車(液化天然氣、壓縮天然氣)、純電動汽車(BEV)、氫能源動力汽車、燃料電池動力汽車、超級電容電動汽車、混合動力汽車(油氣混合、油電混合)、太陽能汽車和其他新能源(如高效儲能器)汽車等，不需要依賴或者不完全依賴不可再生的燃油資源，而且更加環保和清潔，越來越被社會所關注，并且大家對其進行了越來越多的研究。
[0003]新能源車輛由于在驅動方式、能源供應和控制上的特殊設計，其所使用的驅動電機除了傳統的電動機，更多是是采用輪邊電機或者輪轂電機。由于輪轂電機的使用可以將車輛的機械部分大大簡化、支持實現多種復雜的驅動方式以及便于采用多種新能源車技術等優點，輪轂電機的分布式驅動方式將成為未來新能源車輛驅動系統的發展方向。
[0004]輪轂電機安裝在懸架下方，雖然節約車身空間，但同時也帶來了簧下質量增加的問題，導致車輛對于路面適應性的下降。
【發明內容】
[0005]本發明的第一方面提出一種用于驅動和制動車輛的電機組件，包括:電機，具有定子、轉子和轉子軸，轉子被設置通過轉子軸轉動提供動力輸出；制動器的被制動部，與前述電機的轉子軸連接；變速機構，其輸入端與前述轉子軸連接；扭矩輸出軸，被設置成連接在所述變速機構的輸出端以及車輛的輪轂/傳動軸之間，以傳遞扭矩；其中，所述制動器的被制動部與電機的轉子同軸配置，制動器或電機所產生的扭矩均作用于轉子軸，并通過變速機構和扭矩輸出軸輸出扭矩。
[0006]本發明的第二方面還提出一種包括前述用于驅動和制動車輛的電機組件的車輛，尤其是新能源車輛，例如純電動車輛、混動動力電動車輛等。
[0007]本發明的第三方面還提出一種驅動或制動車輛的方法，該方法包括:
[0008]籍由車輛的制動器或者電機的轉子所產生的扭矩共同作用至前述電機的轉子軸上，其中，前述制動器的被制動部以及電機的轉子同軸配置；
[0009]通過轉子軸傳遞扭矩至一變速機構；
[0010]變速機構最后輸出的扭矩作用于車輛的輪轂/傳動軸上，驅動或制動車輛。
[0011]應當理解，前述構思以及在下面更加詳細地描述的額外構思的所有組合只要在這樣的構思不相互矛盾的情況下都可以被視為本公開的發明主題的一部分。另外，所要求保護的主題的所有組合都被視為本公開的發明主題的一部分。
[0012]結合附圖從下面的描述中可以更加全面地理解本發明教導的前述和其他方面、實施例和特征。本發明的其他附加方面例如示例性實施方式的特征和/或有益效果將在下面的描述中顯見，或通過根據本發明教導的【具體實施方式】的實踐中得知。
【附圖說明】
[0013]附圖不意在按比例繪制。在附圖中，在各個圖中示出的每個相同或近似相同的組成部分可以用相同的標號表示。為了清晰起見，在每個圖中，并非每個組成部分均被標記。現在，將通過例子并參考附圖來描述本發明的各個方面的實施例，其中:
[0014]圖1是根據本發明某些實施例的用于制動車輛的電機驅動組件的示意圖。
【具體實施方式】
[0015]為了更了解本發明的技術內容，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。
[0016]在本公開中參照附圖來描述本發明的各方面，附圖中示出了許多說明的實施例。本公開的實施例不必定意在包括本發明的所有方面。應當理解，上面介紹的多種構思和實施例，以及下面更加詳細地描述的那些構思和實施方式可以以很多方式中任意一種來實施，這是因為本發明所公開的構思和實施例并不限于任何實施方式。另外，本發明公開的一些方面可以單獨使用，或者與本發明公開的其他方面的任何適當組合來使用。
[0017]圖1中示例性地說明了根據本發明某些實施例的用于驅動和制動車輛的電機組件的結構示意，根據本發明的實施例，用于驅動和制動車輛的電機組件100，為一種一體化的電機組件，通過將電機輸出軸(轉子軸)與制動器的被制動部分(例如制動盤、制動鼓)連接并同軸配置，電機輸出軸與變速機構(一般為減速機構)輸入端連接，電機和制動器產生的扭矩共同作用于動力輸出軸，經變速裝置后對外提供扭矩。如此，制動盤或電機轉子的扭矩經電機輸出軸進入變速機構輸入端，經變速(例如齒輪變速)后，扭矩由變速機構輸出端輸出到扭矩輸出軸，如此以提供驅動扭矩使車輛運動，或者制動扭矩使得車輛制動。
[0018]由此，利用該電機組件進行車輛(例如分布式驅動車輛)的牽引和制動實現時，例如以輪轂電機組件或者輪邊電機組件的形式應用于車輛時，尤其是新能源車輛(例如純電動車輛、混合動力電動車輛、燃料電池車輛等)時，駕駛者只需要施加一個相對較小的腳踏力(例如施加到制動踏板上)，通過例如拉索、液壓、氣動或者電磁的方式推動制動器的被制動部分，如制動盤、制動鼓，通過變速機構的作用，即可獲得較大的制動力。在一些利用本發明實施例的車輛中，可實現以較小的制動盤即可得到較大的制動力，甚至可以取消現有車輛上用于制動助力的機構。
[0019]本發明下述實施例所描述的電機組件，作為一體式的電機組件，尤其可用在分布式驅動車輛中。
[0020]下面結合圖示，更加具體地描述本發明實施例的電機驅動組件的各個方面的實例。
[0021]如圖1所示，根據本發明的某些實施例，用于驅動和制動車輛的電機組件100，包括:具有定子102、轉子103以及轉子軸104的電機、制動器的被制動部105、扭矩輸出軸108、變速機構110。
[0022]前述的電機還具有一電機殼101，容納所述的定子102、轉子103以及轉子軸104。轉子軸104至少部分地容納在電機殼101內。轉子103被設置通過轉子軸104的轉動提供扭矩輸出。
[0023]例如，電機收到來自于車輛的ECU發送的控制信號，使得電機旋轉以輸出驅動車輛前進或者后退的扭矩。
[0024]結合圖1，制動器的被制動部105，例如盤式剎車機構的制動盤105、鼓式剎車機構的制動鼓等，與前述電機的轉子軸104連接。
[0025]車輛的制動器還包括制動執行部，例如盤式剎車機構的制動卡鉗106、鼓式剎車的剎車蹄片(或稱為襯片)等。
[0026]在車輛制動時，通過該制動執行部(例如在制動助力/增壓機構的驅動下)發生動作而抵接被制動部，通過摩擦產生制動扭矩，使車輛制動。
[0027]在另一些例子中，制動器還可以是外抱塊式制動器、內脹蹄式制動器、雙蹄式制動器、多蹄式制動器等，前述的被制動部尤其是指這些制動器中的運動部件，也即隨著車輛的輪轂一起運動的部分，當制動器的制動執行部動作時，通過與這些運動部件的作用而產生制動扭矩，使車輛制動。
[0028]車輛一般具有復數個這樣的制動器，例如對應于車輛的輪轂的數量或者傳動軸數量。
[0029]結合圖1，變速機構110，用于變速，其輸入端與前述轉子軸104連接。
[0030]來自電機轉子103或者來自制動器的被制動部105的扭矩，共同作用于轉子軸104上，再經由該變速機構I1變速后輸出到扭矩輸出軸108。
[0031]扭矩輸出軸108，被設置成連接在變速機構110的輸出端以及車輛的輪轂/傳動軸之間，以傳遞扭矩，實現對車輛的驅動或者制動。
[0032]如圖1所示，該扭矩輸出軸108的一端與所述變速機構110的輸出端連接，另一端可連接至車輛的輪轂或者傳動軸。
[0033]如此，通過將制動器的被制動部105與電機的轉子軸104同軸配置，制動器或電機所產生的扭矩均作用于轉子軸104上，并通過變速機構后輸出以用來制動或驅動車輛。
[0034]制動器的被制動部與電機轉子同軸配置，且共同經過減速機構與車輪/傳動軸相連，可使得電機輸出的驅動扭矩或者來自被制動部(例如制動盤)的制動扭矩經由變速機構而傳輸到車輪上(如前述的通過扭矩輸出軸)，以減小車輛制動時所需要的制動力，降低對助力裝置的要求，尤其是在新能源車輛上，甚至可以取消制動助力裝置的設計。因此，大幅提高輪轂電機或者輪邊電機驅動單元的集成度，大幅降低體積和重量。
[0035]在一些例子中，前述變速機構110構造為一個減速機構，例如行星齒輪減速機