紧凑的分布式驱动电机系统及具有分布式驱动电机系统的车辆的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电机驱动系统，具体而言涉及车辆的驱动电机系统、电机牵引系统，尤其是应用于新能源车辆、分布式驱动车辆的分布式驱动电机系统。
【背景技术】
[0002]新能源车辆，例如燃气汽车(液化天然气、压缩天然气)、纯电动汽车(BEV)、氢能源动力汽车、燃料电池动力汽车、超级电容电动汽车、混合动力汽车(油气混合、油电混合)、太阳能汽车和其他新能源(如高效储能器)汽车等，不需要依赖或者不完全依赖不可再生的燃油资源，而且更加环保和清洁，越来越被社会所关注，并且大家对其进行了越来越多的研究。
[0003]新能源车辆由于在驱动方式、能源供应和控制上的特殊设计，其所使用的驱动电机除了传统的电动机，更多是是采用轮边电机或者轮毂电机。由于轮毂电机的使用可以将车辆的机械部分大大简化、支持实现多种复杂的驱动方式以及便于采用多种新能源车技术等优点，轮毂电机的分布式驱动方式将成为未来新能源车辆驱动系统的发展方向。
[0004]轮毂电机安装在悬架下方，虽然节约车身空间，但同时也带来了簧下质量增加的问题，导致车辆对于路面适应性的下降。
【发明内容】
[0005]本发明的第一方面提出一种分布式驱动电机系统，包括:电机，具有定子、转子和转子轴，转子被设置通过转子轴转动提供扭矩输出；电机驱动器，被设置用于驱动所述电机运行；制动器，其被制动部与前述电机的转子轴连接；变速机构，其输入端与前述转子轴连接；扭矩输出轴，其一端被设置成连接至所述变速机构的输出端，另一端被设置成用于连接至车辆的轮毂/传动轴；其中，所述制动器的被制动部或者电机的转子所提供的扭矩均通过电机的转子轴传递至变速机构，并由变速机构进行扭矩变化后输出到扭矩输出轴，由扭矩输出轴将扭矩施加到车辆的轮毂/传动轴上。
[0006]应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。
[0007]结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的【具体实施方式】的实践中得知。
【附图说明】
[0008]附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中:
[0009]图1是根据本发明某些实施例的分布式驱动电机系统的示意图。
【具体实施方式】
[0010]为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
[0011]在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
[0012]图1中示例性地说明了根据本发明某些实施例的分布式驱动电机系统的结构示意，根据本发明的实施例，分布式驱动电机系统100，通过将电机输出轴(转子轴)与制动器的被制动部分(例如制动盘、制动鼓)连接并同轴配置，电机输出轴与变速机构(一般为减速机构)输入端连接，电机和制动器产生的扭矩共同作用于动力输出轴，经变速装置后对外提供扭矩。如此，制动盘或电机转子的扭矩经电机输出轴进入变速机构输入端，经变速(例如齿轮变速)后，扭矩由变速机构输出端输出到扭矩输出轴，如此以提供驱动扭矩使车辆运动，或者制动扭矩使得车辆制动。
[0013]由此，利用该电机系统进行车辆(例如分布式驱动车辆)的牵引和制动实现时，例如以轮毂电机组件或者轮边电机组件的形式应用于车辆时，尤其是新能源车辆(例如纯电动车辆、混合动力电动车辆、燃料电池车辆等)时，驾驶者只需要施加一个相对较小的脚踏力(例如施加到制动踏板上)，通过例如液压、气动或者电磁的方式推动制动器的被制动部分(如制动盘、制动鼓等)，通过变速机构的作用，即可获得较大的制动力。在一些利用本发明实施例的车辆中，可实现以较小的制动盘即可得到较大的制动力，甚至可以取消现有车辆上用于制动助力的机构。
[0014]同时，来自上位E⑶发出的驱动控制信号给电机驱动器以后，电机驱动器据此驱动电机运行，电机转子转动输出的扭矩通过转子轴输出，并通过变速机构的作用，实现大扭矩输出，采用这样的驱动电机系统时，有利于将电机集成在轮毂或者轮边，实现对车辆的行进驱动和制动，大幅提高了轮毂电机驱动单元/轮边电机驱动单元的集成度，大幅降低重量。
[0015]下面结合图示，更加具体地描述本发明实施例的分布式驱动电机系统的各个方面的实例。
[0016]如图1所示，根据本发明的某些实施例，分布式驱动电机系统100，包括:具有定子102、转子103以及转子轴104的电机、制动器、扭矩输出轴108、变速机构110以及电机驱动器 130。
[0017]制动器，具有一个被制动部105和一个制动执行部106。这些将在以下的内容中加以更加详细的说明。
[0018]车辆一般具有复数个这样的制动器，例如对应于车辆的轮毂的数量或者传动轴数量。
[0019]电机驱动器130，例如基于IGBT或者MOSFET的驱动电路(例如驱动芯片)等，根据来自上位ECU的电机驱动控制信号来驱动电机运行，例如上位ECU根据来自车辆的加速踏板的踩踏程度而确定的驾驶者的加速需求而发出的电机驱动控制信号而驱动电机运行。
[0020]在一些例子中，这样的电机驱动器130可以是与电机集成在一起，或者与上位E⑶集成，又或者与二者均集成。
[0021]前述的电机还具有一电机壳101，容纳所述的定子102、转子103以及转子轴104。转子轴104至少部分地容纳在电机壳101内。转子103被设置通过转子轴104的转动提供扭矩输出。
[0022]例如，电机收到来自于车辆的ECU发送的控制信号，使得电机旋转以输出驱动车辆前进或者后退的扭矩。
[0023]结合图1，制动器的被制动部105，例如盘式刹车机构的制动盘105、鼓式刹车机构的制动鼓等，与前述电机的转子轴104连接。
[0024]车辆的制动器还包括制动执行部，例如盘式刹车机构的制动卡钳106、鼓式刹车的刹车蹄片(或称为衬片)等。
[0025]在车辆制动时，通过该制动执行部(例如在制动助力/增压机构的驱动下)发生动作而抵接被制动部，通过摩擦产生制动扭矩，使车辆制动。
[0026]在另一些例子中，制动器还可以是外抱块式制动器、内胀蹄式制动器、双蹄式制动器、多蹄式制动器等，前述的被制动部尤其是指这些制动器中的运动部件，也即随着车辆的轮毂一起运动的部分，当制动器的制动执行部动作时，通过与这些运动部件的作用而产生制动扭矩，使车辆制动。
[0027]结合图1，变速机构110，用于变速，其输入端与前述转子轴104连接。
[0028]来自电机转子103或者来自制动器的被制动部105的扭矩，共同作用于转子轴104上，再经由该变速机构110进行扭矩变化后输出到扭矩输出轴108。
[0029]扭矩输出轴108，被设置成连接在变速机构110的输出端以及车辆的轮毂/传动轴之间，以传递扭矩，实现对车辆的驱动或者制动。
[0030]如图1所示，该扭矩输出轴108的一端与所述变速机构110的输出端连接，另一端可连接至车辆的轮毂或者传动轴。
[0031]结合图1