本發明涉及交通工具的技術領域，尤其是涉及一種輪轂電機、電動車以及電動車的供電、充電和制動方法。

背景技術：

輪轂電機通常包括同軸設置的輪轂殼體、轉子和定子，輪轂殼體分別與輪胎、轉子固定連接，轉子包括能產生磁場的永磁體或勵磁線圈，定子包括定子繞組，定子繞組在通電后也能產生磁場，在定子磁場和轉子磁場的相互作用下轉子旋轉，進而帶動輪轂殼體和輪胎轉動。

輪轂電機將動力機構、傳動機構和制動機構都整合到車輪內，省略了大量的傳動部件，使得電動車的機械部分大為簡化，提高了電動車的空間利用率和傳動效率；同時可以實現多種復雜的驅動方式，使得電動車的設計更容易實現模塊化和個性化。因此，輪轂電機在電動車領域有著廣泛的發展前景。

但是現有的輪轂電機只能靠外接電源提供電力，無法為電動車補充電力，這就使得電動車的充電頻率較高，而且在充一次電后行駛的距離也比較短，在很大程度上限制了電動車的推廣使用。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種輪轂電機和電動車，以改善現有技術中的輪轂電機只能靠外接電源提供電力，無法為電動車補充電力的技術問題。

本發明的目的還在于提供一種電動車的供電方法，以改善現有的電動車的供電方法耗電快，電源損耗大的技術問題。

本發明的目的還在于提供一種電動車的充電方法，以改善現有的電動車的充電方法充電頻繁的技術問題。

本發明的目的還在于提供一種電動車的制動方法，以改善現有的電動車的制動方法制動時對制動部件磨損嚴重的技術問題。

本發明提供了一種輪轂電機，包括轉子和第一定子，所述第一定子被通電后產生磁場，所述轉子在所述第一定子的磁場下相對所述第一定子旋轉，所述輪轂電機還包括第二定子；

所述第二定子切割所述轉子轉動產生的旋轉磁場，而產生感應電勢。

進一步地，所述轉子環繞在所述第一定子外部，所述第二定子在所述轉子外且將所述轉子環繞在內；或者所述轉子環繞在所述第二定子外部，所述第一定子在所述轉子外且將所述轉子環繞在內。

進一步地，所述第一定子和第二定子為線圈繞組；所述第一定子與電源連接，所述第二定子與蓄電器連接。

進一步地，所述輪轂電機還包括輪轂殼體和定子殼體；

所述輪轂殼體具有環形的轉子容納腔，所述轉子固定設置在所述轉子容納腔內；

所述定子殼體具有環形的定子容納腔，所述第一定子和所述第二定子分別設置在所述定子容納腔的兩個側壁上；

所述輪轂殼體和所述定子殼體相互扣合，將所述轉子嵌合在所述第一定子和所述第二定子之間。

進一步地，所述輪轂電機還包括驅動接線盤和發電接線盤；

所述驅動接線盤用于連接所述第一定子和電源；

所述發電接線盤用于連接所述第二定子和蓄電器。

進一步地，所述輪轂電機還包括軸承；所述軸承的內圈與所述定子殼體連接，外圈與所述輪轂殼體連接。

本發明還提供了一種電動車，所述電動車的輪胎上安裝有上述任一項所述的輪轂電機。

本發明還提供了一種電動車的供電方法，所述電動車包括多個電源，多個所述電源與所述輪轂電機連接，且多個所述電源彼此并聯；

所述電動車的供電方法包括：

S1，電量高于預設電量的電源擇一地與所述輪轂電機連接，向所述輪轂電機供電；

S2，檢測與所述輪轂電機連接的電源的電量是否高于預設電量；

S3，若與所述輪轂電機連接的電源的電量低于預設電量，則重復步驟S1；若與所述輪轂電機連接的電源的電量高于預設電量，則所述電源繼續向所述輪轂電機供電。

進一步地，多個所述電源包括控制電源和驅動電源；所述步驟S1包括下述步驟：

若所述控制電源和所述驅動電源的電量均高于預設電量，則所述驅動電源與所述輪轂電機連接，向所述輪轂電機供電；若所述驅動電源的電量低于預設電量，則所述控制電源與所述輪轂電機連接，向所述輪轂電機供電。

本發明還提供了一種電動車的充電方法，所述電動車包括多個電源，多個所述電源與所述輪轂電機連接，且多個所述電源彼此并聯；

所述電動車的充電方法包括：

S1，所述輪轂電機擇一地與電源連接，向所述電源充電；

S2，檢測與所述輪轂電機連接的電源的電量是否高于預設電量；

S3，若與所述輪轂電機連接的電源的電量高于預設電量，則重復步驟S1；若與所述輪轂電機連接的電源的電量低于預設電量，則所述輪轂電機繼續向所述電源充電。

進一步地，所述步驟S1包括下述步驟：

若所述驅動電源的電量高于預設電量，則所述輪轂電機與所述控制電源連接，向所述控制電源充電；若所述驅動電源的電量低于預設電量和/或所述控制電源充滿電，則所述輪轂電機與所述驅動電源連接，向所述驅動電源充電。

本發明還提供了一種電動車的制動方法，所述電動車的制動方法包括：在觸發制動動作時，切換所述第一定子中的電流的方向，以產生反向磁場，所述轉子在所述第一定子的反向磁場的作用下產生反向扭矩，減小車輪轉速的步驟。

本發明提供的輪轂電機和電動車，其中輪轂電機包括轉子和第一定子，第一定子通電產生磁場，轉子在第一定子的磁場下相對第一定子旋轉，從而帶動與轉子固定連接的輪胎轉動；輪轂電機還包括第二定子，第二定子切割轉子轉動產生的旋轉磁場，而產生感應電勢，通過導線將第二定子與電動車的蓄電器連接，即可產生電流，實現對電動車的充電。本發明提供的輪轂電機，在驅動輪胎旋轉的同時，可以產生一定的感應電勢，補充電動車電量的消耗，改善現有技術中的輪轂電機只能靠外接電源提供電力，無法為電動車補充電力的技術問題，有效延長了電動車的行駛時間和充電周期。

本發明提供的電動車的供電方法，電動車上的多個電源并聯設置，并且擇一地與輪轂電機連接，向輪轂電機供電，與現有的電動車采用多個電源串聯的方式為電動車供電相比，避免了多個電源串聯供電導致所有電源同時受到損耗的現象，有效改善了現有的電動車的供電方法耗電快，電源損耗大的技術問題，延長了電源的使用壽命。

本發明提供的電動車的充電方法，在電動車行駛過程中通過輪轂電機向電源充電，以彌補電動車電源電量的消耗，有效延長了電源的使用時間，改善了現有的電動車的充電方法充電頻繁的技術問題，并且還能達到延長行駛距離的效果。

本發明提供的電動車的制動方法，是通過改變第一定子中的電流的方向從而達到減小車速的目的，可以有效減少現有的機械制動產生的熱量，以及在制動過程對制動相關部件的磨損，改善了現有的電動車的制動方法在制動時對制動部件磨損嚴重的技術問題，延長了制動部件的使用壽命。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，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，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例1提供的輪轂電機的第一種結構示意圖；

圖2為本發明實施例1提供的輪轂電機的第二種結構示意圖；

圖3為圖2所示的輪轂電機輪轂殼體的結構示意圖；

圖4為圖2所示的輪轂電機定子殼體的結構示意圖；

圖5為圖2所示的輪轂電機的爆炸圖；

圖6為圖2所示的輪轂電機的剖視圖；

圖7為本發明實施例2提供的電動車的輪胎的結構示意圖；

圖8為本發明實施例3或4提供的電動車電路圖；

圖9為本發明實施例3提供的電動車供電方法的流程圖；

圖10為本發明實施例4提供的電動車充電方法的流程圖。

圖標：10-轉子；20-第一定子；30-第二定子；40-輪轂殼體；50-定子殼體；60-驅動接線盤；70-發電接線盤；80-軸承；90-端蓋；100-輪胎本體；110-控制電源；120-驅動電源；130-驅動控制器；140-總控制器；150-其他用電設備。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、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。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動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。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

實施例1

本實施例提供一種輪轂電機，如圖1或圖2所示，包括轉子10和第一定子20，第一定子20被通電后產生磁場，轉子10在第一定子20產生的磁場下相對第一定子20旋轉；輪轂電機還包括第二定子30，第二定子30切割轉子10轉動產生的旋轉磁場，而產生感應電勢。

在本實施例中，轉子10在第一定子20的磁場下相對第一定子20旋轉，從而帶動與轉子10固定連接的輪胎轉動，同時第二定子30切割轉子10旋轉產生的磁場，而產生感應電勢，通過導線將第二定子30與電動車的蓄電器連接，即可產生電流，實現對電動車的充電。本實施例提供的輪轂電機，在驅動輪胎旋轉的同時，可以產生一定的感應電勢，補充電動車電量的消耗，改善現有技術中的輪轂電機只能靠外接電源提供電力，無法為電動車補充電力的技術問題，有效延長了電動車的行駛時間和充電周期，進而延長了電動車的行駛距離，有力推動了電動車的推廣應用。

在本實施例中，優選地，轉子10、第一定子20以及第二定子30同軸設置。如圖1所示，第一定子20和第二定子30可以設置在轉子10的兩端，均環繞在轉子10的外部或者內部，這樣設置第一定子20和第二定子30之間的相互影響干擾較小，能夠保持很好的保持各自的工作狀態。

轉子10、第一定子20和第二定子30之間還可以采用下述方式設置：如圖2所示，轉子10環繞在第一定子20外部，第二定子30在轉子10外且將轉子10環繞在內；或者轉子10環繞在第二定子30外部，第一定子20在轉子10外且將轉子10環繞在內。

在本實施例中，具體地，第一定子20和第二定子30為線圈繞組，第一定子20與電源連接，第二定子30與蓄電器連接。通過下述方式將轉子10、第一定子20和第二定子30連接起來。

如圖3和圖4所示，輪轂電機還包括輪轂殼體40和定子殼體50，輪轂殼體40具有環形的轉子容納腔，轉子10固定設置在轉子容納腔內；定子殼體50具有環形的定子容納腔，第一定子20和第二定子30分別設置在定子容納腔的兩個側壁上；輪轂殼體40和定子殼體50相互扣合，將轉子10嵌合在第一定子20和第二定子30之間。用定子殼體50代替常規的定子支架，可以有效減小輪轂電機的體積，使輪轂電機的結構更為緊湊。

在本實施例中，優選地，轉子10為永磁體轉子，永磁體轉子不需要勵磁電流就可以產生磁場，能量轉換效率高，而且能夠簡化輪轂電機的結構。永磁體轉子的厚度為5-7厘米，既能保證第一定子20和第二定子30能各自正常工作，又能避免輪轂電機的尺寸過大，而增加電動車的裝配難度。當然，其他能夠代替永磁體轉子的轉子如勵磁線圈也應當在本實施例的保護范圍內。

在本實施例中，優選地，輪轂殼體40和定子殼體50均采用鋁合金材料制成，鋁合金材料具有密度低、強度高、優良的導熱性和抗蝕性等優點。

在本實施例中，當第二定子30環繞在轉子10外部，第一定子20環繞在轉子10內部時，第二定子30上的發電線圈的圈數可以設置的更多，從而產生較大的感應電勢，可以更好地彌補電動車電量的損失，在相同的車速下，行駛時間更長，行駛距離更遠。當第二定子30環繞在轉子10內部，第一定子20環繞在轉子10外部時，第一定子20上的驅動線圈的圈數可以設置的更多，通過驅動線圈的電流強度更強，可以使轉子10的轉速更快，加速到相同車速時，所用的加速時間更短。

進一步地，如圖5和圖6所示，輪轂電機還包括驅動接線盤60和發電接線盤70；驅動接線盤60用于連接第一定子20和電源；發電接線盤70用于連接第二定子30和蓄電器。其中，電源和蓄電器可以是可充電的鋰電池，鋰電池具有比能量大、比功率高、自放電小、可快速放電、效率高等優點。

進一步地，如圖5和圖6所示，輪轂電機還包括軸承80；軸承80的內圈與定子殼體50連接，外圈與輪轂殼體40連接，以保證輪轂殼體40能夠在轉子10的帶動下相對于定子殼體50轉動，同時方便跟電動車上的連接軸連接。

進一步地，如圖5和圖6所示，輪轂電機還包括端蓋90，用于封閉輪轂電機，防止水、灰塵等進入到輪轂電機中，同時端蓋90上設置有連接孔，將驅動接線盤60和發電接線盤70上的線頭與外部電源連接。

綜上所述，本實施例提供的輪轂電機，包括轉子10和第一定子20，第一定子20通電產生磁場，轉子10在第一定子20的磁場下相對第一定子20旋轉，從而帶動與轉子10固定連接的輪胎轉動；輪轂電機還包括第二定子30，第二定子30切割轉子10轉動產生的旋轉磁場，從而產生感應電勢，通過導線將第二定子30與電動車的蓄電器連接，即可產生電流，實現對電動車的充電。本實施例提供的輪轂電機，在驅動輪胎旋轉的同時，可以產生一定的感應電勢，補充電動車電量的消耗，改善現有技術中的輪轂電機只能靠外接電源提供電力，無法為電動車補充電力的技術問題，有效延長了電動車的行駛時間和充電周期。

實施例2

本實施例提供一種電動車，所述電動車的輪胎上安裝有實施例1所述的輪轂電機。

在本實施例中，如圖7所示，輪轂殼體40和輪胎本體100固定連接。

在本實施例中，可以在電動車的所有輪胎上均安裝輪轂電機，也可以只安裝在其中一個或幾個輪胎上，以滿足不同的駕駛需求。

綜上所述，本實施例提供的電動車，由于其輪胎上安裝有實施例1所述的輪轂電機，在行駛過程中，可以產生一定的感應電勢，以補充電動車電量的消耗，有效延長了電動車的行駛時間和充電周期，從而節約了成本。

實施例3

本實施例提供一種電動車的供電方法，該方法是基于實施例2所述電動車實施的，如圖8所示，所述電動車包括多個電源，多個所述電源與輪轂電機連接，且多個電源彼此并聯；

如圖9所示，所述電動車的供電方法包括：

S1，電量高于預設電量的電源擇一地與輪轂電機連接，向輪轂電機供電；

S2，檢測與輪轂電機連接的電源的電量是否高于預設電量；

S3，若與輪轂電機連接的電源的電量低于預設電量，則重復步驟S1；若與輪轂電機連接的電源的電量高于預設電量，則電源繼續向輪轂電機供電。

與現有的電動車的電源采用串聯的方式為電動車供電不同，本實施例中，電動車上的多個電源并聯設置，并且擇一地與輪轂電機連接，向輪轂電機供電，避免了多個電源串聯供電導致多個電源同時受到損耗的現象，有效改善了現有的電動車的供電方法耗電快，電源損耗大的技術問題，延長了電源的使用壽命。

進一步地，如圖8所示，多個電源包括控制電源110和驅動電源120；上述步驟S1包括下述步驟：

若控制電源110和驅動電源120的電量均高于預設電量，則驅動電源120與輪轂電機連接，向輪轂電機供電；若驅動電源120的電量低于預設電量，則控制電源110與輪轂電機連接，向輪轂電機供電。

控制電源110和驅動電源120的數量可以根據實際需要設置，例如，如圖8所示，本實施例設置了一個控制電源110和四個驅動電源120，其中，控制電源110向電動車上的驅動控制器130、總控制器140以及其他用電設備150供電；四個驅動電源120向輪轂電機供電。當四個驅動電源120的電量均低于預設電量或出現其他故障，無法向輪轂電機供電時，則可以切換控制電源110向輪轂電機供電。在本實施例中，可以對四個驅動電源120依次編號為一號電源、二號電源、三號電源和四號電源，依次向輪轂電機供電，這樣設置更方便使用者觀察各個驅動電源120的電量情況。

在本實施例中，通過驅動控制器130對驅動電源120工作狀態和電量高低進行實時監測與控制，并將有關數據傳送至總控制器140中，總控制器140根據數據對電動車各個設備進行監控和調整，比如根據實際情況實時調整輪轂電機的工作狀態，切換多個電源與輪轂電機之間的連接等等。

綜上所述，本實施例提供一種電動車的供電方法，電動車上的多個電源并聯設置，并且擇一地與輪轂電機連接，向輪轂電機供電，避免了多個電源串聯供電導致所有電源同時受到損耗的現象，有效改善了現有的電動車的供電方法耗電快，電源損耗大的技術問題，延長了電源的使用壽命。

實施例4

本實施例提供了一種電動車的充電方法，該方法是基于實施例2所述電動車實施的，如圖8所示，所述電動車包括多個電源，多個電源與輪轂電機連接，且多個電源彼此并聯；

如圖10所示，所述電動車的充電方法包括：

S1，輪轂電機擇一地與電源連接，向電源充電；

S2，檢測與輪轂電機連接的電源的電量是否高于預設電量；

S3，若與輪轂電機連接的電源的電量高于預設電量，則重復步驟S1；若與輪轂電機連接的電源的電量低于預設電量，則輪轂電機繼續向電源充電。

采用本實施例提供的電動車的充電方法，在電動車行駛過程中通過輪轂電機向電源充電，以彌補電動車電源電量的消耗，有效延長了電源的使用時間，改善了現有的電動車的充電方法充電頻繁的技術問題，并且還能達到延長行駛距離的效果。

需要說明的是，本實施例提供的充電方法是一種輔助充電方法，與現有技術中通過充電樁等外接電源向電動車充電相配合，可以有效延長充電的頻率，而且在充電后的行駛距離更長。

進一步地，如圖8所示，多個電源包括控制電源110和驅動電源120；

上述步驟S1包括下述步驟：

若驅動電源120的電量高于預設電量，則輪轂電機與控制電源110連接，向控制電源110充電；若驅動電源120的電量低于預設電量和/或控制電源110充滿電，則輪轂電機與驅動電源120連接，向驅動電源120充電。

控制電源110和驅動電源120的數量可以根據實際需要設置，例如，如圖8所示，本實施例設置了一個控制電源110和四個驅動電源120，當其中一個驅動電源120的電量低于預設電量時，就可以控制輪轂電機與該驅動電源120連接，向該驅動電源120充電，以保證電動車的正常行駛。在本實施例中，還可以對四個驅動電源120依次編號為一號電源、二號電源、三號電源和四號電源，輪轂電機從一號電源開始依次向各個驅動電源120供電。

在本實施例中，通過驅動控制器130對驅動電源120工作狀態和電量高低進行實時監測與控制，并將有關數據傳送至總控制器140中，總控制器140對電動車各個設備進行監控和調整，比如根據實際情況實時調整輪轂電機的工作狀態，切換多個電源與輪轂電機之間的連接等等。

綜上所述，本實施例提供的電動車的充電方法，在電動車行駛過程中通過輪轂電機向電源充電，以彌補電動車電源電量的消耗，有效延長了電源的使用時間，改善了現有的電動車的充電方法充電頻繁的技術問題，并且還能達到延長行駛距離的效果。

實施例5

本實施例提供了一種電動車的制動方法，該方法是基于實施例2所述電動車實施的，所述電動車的制動方法包括：在觸發制動動作時，切換所述第一定子中的電流的方向，以產生反向磁場，所述轉子在所述第一定子的反向磁場的作用下產生反向扭矩，減小車輪轉速的步驟。

駕駛員可以通過總控制器140檢測電動車是否觸發制動動作，也可以通過自身的觀察判斷是否需要對電動車進行制動。

本實施例提供的制動方法也可以與現有的機械制動相結合使用，進一步保證制動的有效性。

綜上所述，本實施例提供的電動車的制動方法，是通過改變第一定子中的電流的方向從而達到減小車速的目的，可以有效減少現有的機械制動產生的熱量，以及在制動過程對制動部件的磨損，改善了現有的電動車的制動方法在進行制動時對制動部件磨損嚴重的技術問題，延長了制動部件的使用壽命。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。