专利名称：用于轻型电动车的电机驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明专利涉及一种用于轻型电动车的电机驱动装置，适用于电动摩托车以上的轻型电动车(不包括电动自行车)，属机电产品动力装置领域。
背景技术：
目前国内所有的电动摩托车电机驱动装置，都是采用低速电机直接驱动，例如低速无刷电机驱动装置，低速有刷电机驱动装置，其典型结构如图1所示，其中1是轮毂，电机的外转子2固定安装在轮毂1内，车胎4随电机外转子2和轮毂1一起旋转，3是电机定子，它的固定轴5固定在车架6上。这类低速电机由于线圈多，内阻大，因此性能很差，电机效率仅能达到70～75％，机械特性β值仅能达到12～15(rpm/Nm)，由于受到原理和结构特点的限制，再也无法提高。在实际使用中，表现为爬坡能力差(输出力矩小)，续驶里程短(平路行驶电流大)，成为电动摩托车发展中的一个技术瓶颈。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于轻型电动车的电机驱动装置，采用直流高速电机与齿轮减速相结合的方法，即高效稀土永磁直流盘式电机和高效齿轮传动系统相结合，以使驱动装置的爬坡能力强，续驶里程远。
本发明提出的轻型电动车的电机驱动装置，有两种结构，其中的第一种结构包括电机、传动系统和机箱；所述的电机安装在箱体上，传动系统置于箱体内，并与箱体外的电动车车轮的轮毂相连；所述的传动系统包括小齿轮、中间齿轮、大齿轮和超越离合器，小齿轮与电机的输出轴相连，小齿轮通过中间齿轮与大齿轮联动，大齿轮通过超越离合器与电动车的驱动轴相连。
第二种结构包括电机、传动系统；所述的电机安装在电动车车胎的轮毂外，传动系统固定在电动车车胎轮毂内的固定轴上；所述的传动系统包括小齿轮、中间齿轮、大齿轮和超越离合器，所述的小齿轮通过连接杆与电机的输出轴相连，同时通过中间齿轮与大齿轮联动，所述的大齿轮通过超越离合器与电动车车胎轮毂相连。
本发明提出的轻型电动车的电机驱动装置，其最大的优点在于其机械特性特别硬，已有的低速电机式的电动摩托车车轮，在空转时转速为530rpm，加上正常负载(10Nm)，转速立刻降到400rpm，降低130转(相当于β＝13rpm/Nm)，机械特性“软”；用本发明的电机驱动装置配置的电摩车胎，在空转时转速为420rpm，加上同样的正常负载(10Nm)，转速降到400rpm，转速仅下降20转(相当于β＝2rpm/Nm)，机械特性“硬”。可以看出，β值越小，表示特性越硬。对于驱动装置来说，特性硬就意味着省电，爬坡能力强，续驶里程远等一系列优点；对于低速电机来说，只能单纯追求效率高一些，(也难以达到很高)，但是绝对无法提高其机械特性β值。
本发明的驱动装置，在400～2000W的功率范围内，与各种轻型电动车的功率相适应，其系统效率可接近90％，其机械特性β值可达2(rpm/Nm)。这是目前在轻型电动车方面其它形式的驱动装置尚不能实现的效果。因此，这种新型驱动装置在目前轻型电动车的驱动技术中，有突出的使用效果。
图1是已有的用于电动摩托车驱动的低速电机式驱动装置的结构示意图。
图2是本发明的轻型电动车的电机驱动装置第一种结构示意图。
图3是本发明的轻型电动车的电机驱动装置第二种结构示意图。
图1～图3中，1是轮毂，2是电机外转子，3是电机定子，4是车胎，5是固定轴，6是车架，7是高速电机，8是机箱，9是小齿轮，10是中间齿轮，11是大齿轮，12是超越离合器，13是驱动轴，14是滚动轴承，15是传动轴，16是连接杆，17是固定轴。
具体实施例方式
本发明提出的轻型电动车的驱动装置，有两种结构，其中的第一种结构，如图2所示，包括电机7、传动系统和机箱8。电机安装在机箱上，传动系统置于机箱8内，并与机箱外的电动车车轮的轮毂1相连。传动系统包括小齿轮9、中间齿轮10、大齿轮11和超越离合器12，小齿轮9与电机7的输出轴相连，小齿轮9通过中间齿轮10与大齿轮11联动，大齿轮11通过超越离合器12与电动车的驱动轴13相连。
本发明的第二种结构，如图3所示，包括电机7和传动系统。电机7固定在电动车车胎的轮毂1的外侧，传动系统安装在电动车车胎轮毂1内的固定轴17上。传动系统包括小齿轮9、中间齿轮10、大齿轮11和超越离合器12。小齿轮9通过连接杆16与电机7的输出轴相连，同时通过中间齿轮10与大齿轮11联动，大齿轮11通过超越离合器12与电动车车胎轮毂1相连。
本发明的工作原理和结构说明如下驱动装置包括电机7、齿轮传动系统和车胎4，其中的电机是一种稀土永磁直流盘式电机，其特点是转速高、效率高、特性硬。电机通过齿轮传动系统作减速传动，传动系统包括小齿轮9、中间齿轮10和大齿轮11，该传动系统是一种高精度、高效率、低噪音的定轴式减速传动系统。大齿轮通过超越离合器12带动电动车的车胎4，从而实现大力矩、硬特性的传动。超越离合器12的作用在于当电机7断电后，电动车可以继续运行(向前滑行)，而不带动电机7转动，减小了滑行的机械阻力。
箱体式结构中，电机7和齿轮传动系统安装在箱体8中，车胎4和轮毂1悬臂安装在箱体8一侧，大齿轮11通过超越离合器12带动驱动轴13再带动轮毂1和车胎4转动；所说的轮毂式结构中，齿轮传动系统安装在车胎4的轮毂1中，通过最后一个大齿轮11中的超越离合器12带动轮毂1和车胎4转动，电机7固定安装在轮毂的外侧，通过连接杆16传动小齿轮9，这种结构的特点是把传统系统集成到轮毂内部，减少了驱动装置所占的体积。
上述两种结构都已作出了样机并进行了实验，验证了所述效果。
上述两种结构形式在不同的电动摩托车上采用，在同样使用条件下，比起已有的低速电机式驱动装置来，爬坡能力提高了1-2倍，续驶里程延长了1倍(在同样的电池条件下)。
本发明的电机驱动装置不仅适用于电动摩托车，也适用于电动三轮车、电动四轮车及高尔夫球车等各种轻型电动车辆。
权利要求
1.一种轻型电动车的电机驱动装置，其特征在于该装置包括电机、传动系统和箱体；所述的电机安装在箱体上，传动系统置于箱体内，并与箱体外的电动车车轮的轮毂相连；所述的传动系统包括小齿轮、中间齿轮、大齿轮和超越离合器，小齿轮与电机的输出轴相连，小齿轮通过中间齿轮与大齿轮联动，大齿轮通过超越离合器与电动车的驱动轴相连。
2.一种轻型电动车的电机驱动装置，其特征在于该装置包括电机、传动系统；所述的电机安装在电动车车胎的轮毂外，传动系统安装在电动车车胎轮毂内的固定轴上；所述的传动系统包括小齿轮、中间齿轮、大齿轮和超越离合器，所述的小齿轮通过连接杆与电机的输出轴相连，同时通过中间齿轮与大齿轮联动，所述的大齿轮通过超越离合器与电动车车胎轮毂相连。
全文摘要
本发明涉及一种轻型电动车的电机驱动装置，属机电产品动力装置领域。本驱动装置中，传动系统置于箱体内，并与箱体外的电动车车轮的轮毂相连，传动系统包括小齿轮、中间齿轮、大齿轮和超越离合器，小齿轮与电机的输出轴相连，小齿轮通过中间齿轮与大齿轮联动，大齿轮通过超越离合器与电动车的驱动轴相连。电机也可以安装在电动车车胎的轮毂外，传动系统安装在电动车车胎轮毂内的固定轴上，通过超越离合器直接驱动轮毂和电动车车胎。本发明的驱动装置，机械特性“硬”，省电，爬坡能力强，续驶里程远，在目前轻型电动车的驱动技术中，有突出的使用效果。
文档编号B62M11/04GK1559821SQ200410007528
公开日2005年1月5日 申请日期2004年3月12日 优先权日2004年3月12日
发明者黄靖远, 黄华星, 权英华, 堵广智, 黄小晗, 沈世英, 姚维荣, 居秀琴, 杨桂民, 邹伯南 申请人:清华大学