本發明涉及電動汽車電機領域，具體而言涉及一種能夠切換扭力的輪轂電機及其扭力切換方法。

背景技術：

電動汽車(bev)是指以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。由于對環境影響相對傳統汽車較小，其前景被廣泛看好。一般而言，現有電動汽車的工作原理為：蓄電池--電流--電力調節器--電動機--動力傳動系統--驅動汽車行駛。

現有技術的電動汽車，電動機轉動后通過動力傳動系統將動力傳遞給車輪，驅動汽車行駛。動力傳動過程中，會造成能量損失，影響汽車的續航里程。

現有技術的電動自行車，電動機直接裝入車輪之中，即采用輪轂電機，省略了動力傳動系統，避免了動力傳動過程中的能量損失。

但是，對于電動汽車來說，需要具有換擋/變速功能。通常，換擋/變速功能都是由動力傳動系統來完成。如果電動汽車使用現有技術的輪轂電機，就無法實現汽車的換擋/變速功能。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明提供了一種能夠切換扭力的輪轂電機及其扭力切換方法，以達到如下目的：在功率恒定的情況下，改變輪轂電機的扭力，實現等同于換擋/變速的功能。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

根據本發明的一樣態，一種能夠切換扭力的輪轂電機，包括定子、繞組、轉子、永磁體，其中：所述定子位于電機的中心，轉子環繞于定子周圍，可以圍繞定子轉動，定子上的繞組按a相繞組、b相繞組、c相繞組的順序依次循環排列，a相繞組、b相繞組、c相繞組都至少2個且數量相等，每個a相繞組、b相繞組和c相繞組上，分別有至少2個線圈且各相線圈數量相等，每個線圈的線頭都連接到驅動器，驅動器位于定子的中心，驅動器可以控制上述線圈的電壓、電流及同一相線圈之間的串聯和并聯形式；所述轉子為環形結構，內側交替排列永磁體和勵磁線圈，其中相鄰永磁體的極性相反。

并且，所述的能夠切換扭力的輪轂電機，其中：所述轉子外側可以安裝輪胎。

并且，所述的能夠切換扭力的輪轂電機，其中：所述驅動器上具有a相接線柱、b相接線柱、c相接線柱、n相接線柱以及信號接口，其中a相接線柱、b相接線柱、c相接線柱和n相接線柱用于輸入三相變交流電，信號接口用于接收控制信號。

根據本發明的另一樣態，一種輪轂電機扭力切換方法，其中：當所述輪轂電機需要較大扭力時，由驅動器控制同一相繞組中的線圈串聯個數減少和并聯個數增加；當所述輪轂電機需要較小扭力時，由驅動器控制同一相繞組中的線圈串聯個數增加和并聯個數減少；勵磁線圈通電時能夠使轉子產生額外的磁場，進一步增大電機的扭力。

根據本發明的能夠切換扭力的輪轂電機及其扭力切換方法，能夠在功率恒定的情況下，改變輪轂電機的扭力，實現等同于換擋/變速的功能。使電動汽車能夠不使用動力傳動系統，避免了動力傳動過程中的能量損失，延長電動汽車的續航里程，結構簡單，易于生產和維修，降低了電動汽車的成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還能根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據本發明構思的示例性實施例的能夠切換扭力的輪轂電機的結構示意圖；

圖2是根據本發明構思的示例性實施例的能夠切換扭力的輪轂電機的驅動器的接口的示意圖。

【附圖標記說明】

100：輪胎200：轉子

210：勵磁線圈220：永磁體

300：定子310：繞組

400：驅動器410：a相接線柱

420：b相接線柱430：c相接線柱

440：n相接線柱450：信號接口

具體實施方式

下面，將結合附圖對本發明的實施例進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例?；诒景l明的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

圖1是根據本發明構思的示例性實施例的能夠切換扭力的輪轂電機的結構示意圖；圖2是根據本發明構思的示例性實施例的能夠切換扭力的輪轂電機的驅動器的接口的示意圖。

參照圖1，根據本發明構思的示例性實施例的能夠切換扭力的輪轂電機，為三相永磁伺服電機，其采用外轉子結構，即定子300位于電機的中心，轉子200環繞于定子300周圍，可以圍繞定子300轉動，定子300上的繞組310按a相繞組、b相繞組、c相繞組的順序依次循環排列，共有4個a相繞組、4個b相繞組、4個c相繞組，每個a相繞組、b相繞組和c相繞組上，分別有3個線圈，即每一相繞組共有12個線圈，a、b、c三相共有36個線圈，每個線圈的線頭未圖示都連接到驅動器400，驅動器400位于定子300的中心，驅動器可以控制上述線圈的電壓、電流及同一相線圈之間的串聯和并聯形式。轉子200為環形結構，內側交替排列永磁體220和勵磁線圈210，其中相鄰永磁體220的極性相反。

參照圖1，轉子200外側可以安裝輪胎100。

參照圖2，驅動器400上具有a相接線柱410、b相接線柱420、c相接線柱430、n相接線柱440以及信號接口450，其中a相接線柱410、b相接線柱420、c相接線柱430和n相接線柱440用于輸入三相變交流電，信號接口450用于接收控制信號。

應當注意的是，上述實施例中所述，每相繞組的數量以及繞組上線圈的數量都是示例性的。符合每相繞組為至少2個且數量相等、每個繞組上的線圈也為至少2個且數量相等的其他技術方案均在本發明的保護范圍之內。

以上，對根據本發明構思的示例性實施例的能夠切換扭力的輪轂電機的構成進行了說明。接著，對根據本發明構思的示例性實施例的扭力切換方法說明如下。

因為，功率＝扭力×速度，即功率恒定時，汽車速度越低，輸出的扭力越大，速度越高，輸出的扭力越小。常規動力汽車的換擋操作，即為根據汽車的速度切換不同大小的扭力的操作。對于采用輪轂電機的電動汽車而言，由于省略了動力傳動系統，若想切換扭力的大小，就需要通過輪轂電機自身來實現。

根據本發明構思的示例性實施例的能夠切換扭力的輪轂電機，所有繞組線圈的線頭都連接到驅動器400，驅動器400可以通過控制同一相線圈中的一部分相互串聯和一部分相互并聯，并聯的線圈越多，扭力越大，串聯的線圈越多，扭力越小，以適應電動汽車在不同速度下運行的扭力需求。

根據本發明構思的示例性實施例的能夠切換扭力的輪轂電機，轉子200上具有勵磁線圈210，勵磁線圈210通電時可以使轉子200產生額外的磁場，進一步增大電機的扭力。

根據本發明的一種能夠切換扭力的輪轂電機及其扭力切換方法，能夠在功率恒定的情況下，改變輪轂電機的扭力，實現等同于換擋/變速的功能。使電動汽車能夠不使用動力傳動機系統，避免了動力傳動過程中的能量損失，延長電動汽車的續航里程，結構簡單，易于生產和維修，降低了電動汽車的成本。

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，上面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行了清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件能以各種不同的配置來布置和設計。