电动汽车轮毂发电机装置

技术领域

本发明涉及电动汽车技术，具体涉及一种电动汽车轮毂发电机装置。

背景技术

公知的，汽车制动系统通过刹车钳和刹车盘的摩擦将动能转换为热能以实现汽车的制动，显然的，汽车具有大量的制动动能，现有技术中均以热能的形式直接耗散到空气中了，电动汽车由于其电池容量的有效性，部分电动汽车在汽车轮毂上设置发电机以回收部分制动动能，其通过汽车的制动过程带动轮毂发电机发电，将制动的动能转化为电能予以回收利用。

如公开号为CN103051108A，名称为《盘式励磁多极无刷单相交流轮毂汽车发电机》，公开日为2013年4月17的发明专利申请，其包括轮毂、制动盘、连接盘、车轴和轴套和发电机；连接盘固定在轮毂的一侧，制动盘固定在轮毂的另一侧，轮毂内设有放置发电机的内腔；连接盘的中部与车轴通过锁紧螺栓连接，车轴外设有轴套，制动盘及轮毂分别通过轴承与轴套连接；所述发电机包括机壳、线圈铁芯、线圈、磁极、电枢铁芯及线圈绕组，所述线圈铁芯、线圈、磁极、电枢铁芯及线圈绕组设在机壳内；所述机壳固定在轴套上，磁极设在电枢铁芯及线圈绕组和线圈之间，一端固定在轮毂上。其在车辆制动或滑行时，励磁电路接通，利用车辆惯性发电，车辆的惯性动能转化为电能，向电瓶充电，形成能量转换，节约了能源，减少了车辆的运行成本。

现有技术中，轮毂发电机的定子的线圈在发电过程中会产生大量的热，为了进行冷却，定子内具有冷却腔，冷却腔内具有冷却液，线圈浸没于线圈中以实现散热，但是为了对冷却液进行冷却循环，需要通过管道将冷却液连接到车体内，现有技术中采用了两种方法，其一在轮轴上开中心贯穿孔，通过中心贯穿孔布置管道以将冷却液送入冷却循环，其二设置一个专用的悬置管道，通过悬置管道将冷却液送入冷却循环。显然的，轮轴为核心的承载和传动结构，其上开孔增加了车辆的风险，而悬置管道位于车底，所处环境较为复杂，容易损坏磨损，这两种散热方式均存在明显的不足之处。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动汽车轮毂发电机装置，以解决现有技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电动汽车轮毂发电机装置，包括轮轴、制动机构、轮毂以及发电机，所述制动机构包括制动盘以及制动钳，所述发电机包括定子、转子，所述轮毂、制动盘以及转子均固接于轮轴上，

所述定子包括封闭壳，所述封闭壳内密封腔，所述密封腔内通过冷却液浸没有线圈绕组，所述封闭壳的其中一个侧板为导热板，所述导热板上设置有导热伸缩棱，所述导热伸缩棱贯穿所述制动钳，所述导热伸缩棱的另一端设置有散热片，所述散热片通过连接组件连接所述制动钳的摩擦片以使得当所述摩擦片贴合所述制动盘时，所述散热片也贴合所述制动盘。

上述的电动汽车轮毂发电机装置，所述制动钳上设置有贯穿孔，所述导热伸缩棱固接于所述制动钳上，所述导热伸缩棱的伸缩部分位于所述制动钳和所述制动盘之间。

上述的电动汽车轮毂发电机装置，所述制动钳的材质为散热材质且所述制动钳上设置有散热凸起部。

上述的电动汽车轮毂发电机装置，所述散热片上设置有滚动轮，当所述散热片贴合所述制动盘时，所述滚动轮滚动于所述制动盘上。

上述的电动汽车轮毂发电机装置，所述连接组件包括弹性杆件，所述弹性杆件的两端分别连接所述散热片和摩擦片。

上述的电动汽车轮毂发电机装置，所述连接组件包括弹簧、传动盘以及连接杆，所述传动盘与所述散热片平行设置且两者之间连接有所述弹簧，所述连接杆的两端分别连接所述传动盘和摩擦片。

上述的电动汽车轮毂发电机装置，所述传动盘上背离所述散热片的一侧设置有条状槽，所述条状槽的延伸方向与所述传动盘的运动方向一致，所述连接杆的端部抵接于所述条状槽的底壁上。

上述的电动汽车轮毂发电机装置，所述连接组件包括传动盘以及连接杆，所述传动盘连接于所述散热片上，所述连接杆的两端分别连接所述传动盘和摩擦片；

所述传动盘上背离所述散热片的一侧设置有条状槽，所述条状槽的延伸方向与所述传动盘的运动方向一致，所述连接杆的端部抵接于所述条状槽的底壁上。

上述的电动汽车轮毂发电机装置，所述导热伸缩棱上设置有传热盘，所述传热盘与所述制动钳集成为一体式结构。

上述的电动汽车轮毂发电机装置，所述导热板上设置有散热翅片。

在上述技术方案中，本发明提供的一种电动汽车轮毂发电机装置，定子内线圈绕组产生的热量加热冷却液，冷却液将热量依次通过导热板、导热导热伸缩棱以及传递给散热片传递给制动钳和制动盘，依靠制动钳和制动盘实现散热，而制动钳和制动盘自身具有良好的散热效果，如此无需对冷却液布置专用的散热循环管道，避免了车轴上开孔和车底悬置的散热循环管道。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的电动汽车轮毂发电机装置的结构示意图；

图2为本发明一种实施例提供的散热片的结构示意图；

图3为本发明另一种实施例提供的散热片和连接组件的结构示意图；

图4为本发明再一种实施例提供的散热片和连接组件的结构示意图；

图5为本发明再一种实施例提供的导热铜盘和玻璃陶瓷环的结构示意图。

附图标记说明：

1、轮轴；2、轮毂；3、制动盘；4、制动钳；4.1、摩擦片；5、定子；5.1、封闭壳；5.2、密封腔；5.3、线圈绕组；5.4、导热板；5.41、散热翅片；5.5、冷却液；6、转子；7、导热伸缩棱；8、散热片；9、滚动轮；10、连接组件；10.1、弹簧；10.2、传动盘；10.3、连接杆；11、条状槽；12、传热盘；13、玻璃陶瓷环；14、导热铜盘；15、弹性垫；16、；17、；

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

如图1-4所示，本发明实施例提供的一种电动汽车轮毂2发电机装置，包括轮轴1、制动机构、轮毂2以及发电机，所述制动机构包括制动盘3以及制动钳4，所述发电机包括定子5、转子6，所述轮毂2、制动盘3以及转子6均固接于轮轴1上，所述定子5包括封闭壳5.1，所述封闭壳5.1内密封腔5.2，所述密封腔5.2内通过冷却液5.5浸没有线圈绕组5.3，所述封闭壳5.1的其中一个侧板为导热板5.4，所述导热板5.4上设置有导热伸缩棱7，所述导热伸缩棱7贯穿所述制动钳4，所述导热伸缩棱7的另一端设置有散热片8，所述散热片8通过连接组件10连接所述制动钳4的摩擦片4.1以使得当所述摩擦片4.1贴合所述制动盘3时，所述散热片8也贴合所述制动盘3。

具体的，轮毂2、制动盘3以及转子6均直接或者间接的固接于轮轴1上，一般而言，轮毂2直接连接到轮轴1上，转子6连接于轮毂2上，而制动盘3通过连接结构连接到轮轴1，如此实现轮轴1的转动带动轮毂2、制动盘3以及转子6的转动，这几者同步转动，而定子5通过轴承连接于车轴上，车轴转动而定子5不动，通过定子5和转子6间的相对旋转实现发电机的发电，优选的，在制动或滑行时接通负载(一般为汽车的蓄电池)从而发电，而正常行驶时断开负载定子5和转子6间仅相对旋转而不发电。以上均为轮毂2发电机的现有技术，不赘述。本实施例的创新点之一在于，定子5的壳体至少其中一个侧板为导热板5.4，定子5整体大概呈圆盘状，其至少一个端部的侧板为导热板5.4，导热板5.4上设置有导热伸缩棱7，导热伸缩棱7长度可调的棱条，如活动套接的导热套和导热柱，导热伸缩棱7贯穿制动钳4，导热伸缩棱7活动套接于制动钳4上开设的通孔中，或者固接于制动钳4上，导热伸缩棱7的另一端设置有散热片8，散热片8通过连接组件10连接制动钳4的摩擦片4.1，连接组件10为将散热片8连接到摩擦片4.1上的结构，优选的为一个杆件，其作用在于使得散热片8与摩擦片4.1同步运动，而且散热片8和摩擦片4.1并列设置，两个的端面基本处于同一竖直面上，如此当摩擦片4.1运动贴合制动盘3进行制动时，散热片8也贴合制动盘3，本实施例中，导热板5.4、导热伸缩棱7以及散热片8均为导热效果的结构，如铝合金、铜合金或者其它的导热材料，后续其它的导热结构优选的均为铝合金、铜合金或者其它的导热材料。

本实施例中，由于大部分情况下发电机仅在制动时进行发电，而在制动时摩擦片4.1与制动盘3贴合带动散热片8与制动盘3进行贴合，制动盘3为优秀的散热构造，如此将线圈绕组5.3的热量通过冷却液5.5、导热板5.4、导热伸缩棱7以及散热片8传递给制动盘3实现散热。同时，导热板5.4自身也具有散热效果，制动钳4散热效果同样优越，导热伸缩棱7也可以将部分热量传递给制动钳4进行散热。而且，由于发电机依靠的原先转化为热能的动能进行的发电，所以制动钳4以及制动盘3的散热效率对线圈绕组5.3而言绰绰有余，如原先100个单位的转化为摩擦片4.1与制动钳4的热能的动能，发电机可能回收了70个单位(所有数据均为定性的假设，并非指代具体实际的能量转化效率)，而实际发电可能仅50个单位，还有20个单位是线圈绕组5.3的发热，此时，其中可能仅10个单位由制动盘3予以散热，其余的10个由导热板5.4、导热伸缩棱7以及散热片8等予以散热，实际上，就是说原先需要散热100个单位的制动盘3和摩擦片4.1，现在仅仅需要散热40个单位，原先全部热耗散的动能部分发电回收了，部分通过中间结构热耗散了，对于制动机构而言，其具有充足的能力作为散热结构。另外，在摩擦片4.1不工作的时候例如滑行时产生的热量相对较小，则有导热板5.4、导热伸缩棱7、散热片8、制动钳4以及摩擦片4.1予以散热。

本发明实施例提供的一种电动汽车轮毂2发电机装置，定子5内线圈绕组5.3产生的热量加热冷却液5.5，冷却液5.5将热量依次通过导热板5.4、导热导热伸缩棱7以及传递给散热片8传递给制动钳4和制动盘3，依靠制动钳4和制动盘3实现散热，而制动钳4和制动盘3自身具有良好的散热效果，如此无需对冷却液5.5布置专用的散热循环管道，避免了车轴上开孔和车底悬置的散热循环管道。

本发明提供的另一个实施例中，优选的，所述制动钳4上设置有贯穿孔，导热伸缩棱7的固定部分如外套筒固接于制动钳4上，所述导热伸缩棱7的伸缩部分如内部的伸缩柱位于制动钳4和制动盘3之间，如此设置的作用在于，将导热伸缩棱7与制动钳4设置为固接，如此提升两者之间的导热效果，提升制动钳4的散热量。

更进一步的，导热伸缩棱7上设置有传热盘12，传热盘12与制动钳4集成为一体式结构，也即导热伸缩棱7通过传热盘12这样一个盘状的较大的结构连接到制动钳4上，进一步的提升散热效果。

本发明提供的再一个实施例中，优选的，所述导热板5.4上设置有散热翅片5.41，通过散热翅片5.41提升导热板5.4自身的散热效果。

本发明提供的再一个实施例中，优选的，所述制动钳4的材质为散热材质且所述制动钳4上设置有散热凸起部，通过散热凸起不提升制动钳4的散热效果，使得即使在不接触制动盘3的情况下制动钳4也具有良好的散热效果。

本发明提供的再一个实施例中，进一步的，所述散热片8上设置有滚动轮9，当所述散热片8贴合所述制动盘3时，所述滚动轮9滚动于所述制动盘3上，滚动轮9降低散热片8与制动盘3间的相对运动阻力，减小产生的摩擦热。

本发明提供的再一个实施例中，进一步的，所述连接组件10包括弹性杆件，所述弹性杆件的两端分别连接所述散热片8和摩擦片4.1，弹性杆件的作用在于，使得散热片8与制动盘3间的挤压力较小，当挤压力较大时两者自身产生的热量较小，防止散热片8也产生类似于制动的效果。

本发明提供的再一个实施例中，进一步的，所述连接组件10包括弹簧10.1、传动盘10.2以及连接杆10.3，所述传动盘10.2与所述散热片8平行设置且两者之间连接有所述弹簧10.1，所述连接杆10.3的两端分别连接传动盘10.2和摩擦片4.1，连接杆10.3带动传动盘10.2，传动盘10.2通过弹簧10.1将散热片8挤压到制动盘3上，弹簧10.1可以选择阻力较小的，如仅为几十牛不到一百牛的弹簧10.1，如此散热片8与制动盘3之间的摩擦力较小，减小散热片8与制动盘3之间产生的摩擦热。

更进一步的，传动盘10.2上背离所述散热片8的一侧设置有条状槽11，条状槽11的延伸方向与传动盘10.2的运动方向一致，此时传动盘10.2垂直的设置一个条状件，条状件上设置条状槽11，所述连接杆10.3的端部抵接于所述条状槽11的底壁上，此时，当摩擦片4.1向制动盘3制动运动时，其抵接条状槽11的槽壁以驱动散热片8贴向制动盘3，而当摩擦片4.1离开制动盘3时，其沿着条状槽11离开而不会带动散热片8同步离开，如此延长散热片8与制动盘3的接触时间，提升散热效果。

再进一步的，导热伸缩棱7的伸缩部分上设置一个导热铜盘14，导热铜盘14上环绕有弹性垫15，同时制动钳4上通过一个绝热架如绝热筒或者绝热杆连接一个玻璃陶瓷环13，散热片8跟随连接组件10接触制动盘3时，导热铜盘14穿过玻璃陶瓷环13，导热铜盘14的尺寸被配置为，当温度低于第一预设值时，第一预设值介于50-80度之间，导热铜盘14及弹性垫15的尺寸小于玻璃陶瓷环13的内径，而当温度高于第二预设值时，第二预设值大于120度，导热铜盘14及弹性垫15的尺寸大于玻璃陶瓷环13的内径，由于铜的热膨胀系数较大，120与50度之间相差50度以上，根据热膨胀系数的公式，其具有较大的变形幅度，而玻璃陶瓷环13几乎不变形，如此设置的作用在于，当起始制动时，摩擦片4.1通过连接组件10、条状槽11、传动盘10.2以及导热伸缩棱7的伸缩部分向制动盘3的方向运动，此时由于起始时发热量较小，导热铜盘14尺寸较小，伸缩部分的运动带动导热铜盘14穿过玻璃陶瓷环13，而当持续的刹车后，随着发电机的工作，一系列的传热使得导热铜盘14温度升高，尺寸变大，其无法通过玻璃陶瓷环13，通过导热铜盘14与玻璃陶瓷环13的抵接限位使得散热片8持续的贴合到制动盘3上进行散热，直至温度下降到第一预设值以下，导热铜盘14变小，在弹簧10.1恢复力的作用下使得导热铜盘14穿过玻璃陶瓷环13，恢复原状，如此设置的最大优点在于，通过温度实现控制和限位，高温需要散热时，散热片8会持续的贴合在制动盘3上，直至温度降低到目标温度以下才离开，实现较为精确的散热。

本发明提供的再一个实施例中，进一步的，所述连接组件10包括传动盘10.2以及连接杆10.3，所述传动盘10.2连接于所述散热片8上，所述连接杆10.3的两端分别连接所述传动盘10.2和摩擦片4.1；所述传动盘10.2上背离所述散热片8的一侧设置有条状槽11，所述条状槽11的延伸方向与所述传动盘10.2的运动方向一致，所述连接杆10.3的端部抵接于所述条状槽11的底壁上，相比前一实施例，由于未设置弹簧10.1，散热片8会持续的贴合摩擦片4.1上，直至两者之间的摩擦力近似于0，处于贴合与不贴合的混合状态，极大的提升接触时间，提升散热效果。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。