一种轮毂系统、车轮及车辆的制作方法

1.本技术涉及车辆技术领域，具体涉及一种轮毂系统、车轮及车辆。


背景技术：

2.车轮轮毂在旋转时产生的螺旋桨滑流扭转效应，是车辆行驶阻力的重要组成部分之一，并且高度行驶状态下，还能够降低车辆的nvh(noise、vibration、harshness，噪声、振动与声振粗糙度)性能。
3.将车轮轮毂制造成全封闭的可降低螺旋桨滑流扭转效应，降低风阻，并提高传统车辆的燃油经济性、电动车辆的续航里程、驾驶稳定性以及车辆nvh性能，但是若将轮毂全封闭，会影响制动系统的散热，在短时快速多次进行制动或高速紧急刹车时，制动系统的高热可能会使得制动系统热衰退，导致刹车失效，引发车祸风险。
4.因此，如何降低风阻能够提高传统车辆的燃油经济性、电动车辆的续航里程以及车辆nvh性能，同时不会影响制动系统的散热，是本领域技术人员所需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本技术的目的是提供一种轮毂系统、车轮及车辆，能够降低风阻、提高传统车辆的燃油经济性、电动车辆的续航里程以及车辆nvh性能，同时不会影响制动系统的散热。
6.为解决上述技术问题，本技术提供一种轮毂系统，包括轮辋、轮毂、轮辐和调节部；所述轮毂设于所述轮辋内，所述轮毂和所述轮辋之间沿周向间隔布置有若干所述轮辐，相邻两个所述轮辐之间形成镂空空间；所述调节部包括驱动件和叶片组件，所述驱动件用于驱动所述叶片组件展开和折叠，以调节所述叶片组件遮挡所述镂空空间的面积。
7.该轮毂系统通过调节部调节镂空空间的大小，具体通过叶片组件的展开面积的大小，调节叶片组件对镂空空间的遮挡面积的大小，调节风阻和散热效果，以获得最佳状态。
8.具体的，当制动系统的温度较高并超过预设值，此时，需要保证该制动系统的散热效果，调节叶片组件以减小对镂空空间的遮挡，当制动系统的温度并没有很高，并且没有超过预设值，此时，可优先考虑降低风阻，调节叶片组件以增大对镂空空间的遮挡。具体的，预设值可根据制动系统的散热情况以及车辆自身情况确定即可。
9.也就是说，通过驱动件驱动叶片组件折叠和展开，并通过调节展开程度调节该叶片组件对镂空空间的遮挡面积的大小，从而在风阻和散热之间进行平衡调节，进而实现能量消耗和散热效能的动态最优解。
10.当发生短时快速多次进行制动或高速紧急刹车时，散热需求高，此时，可通过驱动件驱动叶片组件折叠，以减小叶片组件对镂空空间的遮挡，提高散热效果；当散热需求低时，可通过驱动件驱动叶片组件展开，以对镂空空间进行遮挡，减小镂空空间，降低风阻，从而能够提高传统车辆的燃油经济性、电动车辆的续航里程、驾驶稳定性以及车辆nvh性能。
11.可选地，所述叶片组件包括至少两片叶片，各所述叶片可在所述驱动件的驱动作用下展开和折叠，各所述叶片处于展开状态时，所述叶片组件能够封堵所述镂空空间。
12.可选地，所述叶片组件包括固定叶片和动力叶片，所述固定叶片与所述轮辐相对固定，所述动力叶片与所述驱动件连接，所述动力叶片可在所述驱动件的驱动作用下绕所述轮毂的轴线转动至与所述固定叶片折叠或展开。
13.可选地，所述叶片组件还包括设于所述固定叶片和所述动力叶片之间的联动叶片，相邻两个叶片之间，在相对的一侧壁面还分别设有相互适配的限位结构，所述动力叶片能够在所述驱动件的驱动作用下，通过所述限位结构带动所述联动叶片绕所述轮毂的轴线转动。
14.可选地，所述叶片朝向展开方向的一侧设有第一凸起，且各所述叶片朝向折叠方向的一侧设有第二凸起，所述第一凸起和所述第二凸起形成相互适配的限位结构；所述动力叶片可在所述驱动件的驱动作用下向展开方向转动，并通过所述第一凸起和所述第二凸起带动所述联动叶片向展开方向转动。
15.可选地，所述轮辋的内周壁还设置有阶梯式的引导槽，所述叶片组件的各所述叶片能够与所述阶梯式引导槽对应滑动配合。
16.可选地，所述驱动件包括电机和连接件，所述电机用于驱动所述连接件绕所述轮毂的轴线转动，所述连接件沿周向分别与各所述叶片组件的动力叶片连接。
17.可选地，所述驱动件还包括弹性件，所述弹性件与所述轮毂相对固定，并用于驱动所述连接件转动至所述叶片组件处于折叠状态。
18.可选地，还包括控制部，所述控制部包括中央处理单元以及分别与所述中央处理单元连接的控制器、速度传感器和制动系统温度传感器，所述速度传感器用于检测车辆速度，所述制动系统温度传感器用于检测制动系统的温度，所述中央处理单元用于根据所述车辆速度和制动系统的温度控制控制器，使控制器控制驱动件驱动所述叶片组件折叠或展开。
19.本技术还提供了一种车轮，包括如上所述的轮毂系统。
20.本技术还提供了一种车辆，包括如上所述的车轮。
21.包括上述轮毂系统的车轮，以及包括上述车轮的车辆，技术效果与上述轮毂系统的技术效果类似，为节约篇幅，在此不再赘述。
附图说明
22.图1是轮毂系统未设置有调节部时的结构示意图；
23.图2是本技术实施例所提供的轮毂系统中，调节部的叶片组件处于折叠状态的结构示意图；
24.图3是图2中叶片组件的结构示意图；
25.图4是轮毂系统中，叶片组件处于部分展开时的结构示意图；
26.图5是图4中叶片组件的结构示意图；
27.图6是轮毂系统中，叶片组件处于完全展开时的结构示意图；
28.图7是图6中叶片组件的结构示意图；
29.图8是图2中调节部的结构示意图；
30.图9是轮毂系统的控制部的结构框图。
31.附图1-图9中，附图标记说明如下：
32.100-调节部；200-轮辋；300-轮毂；400-轮辐；500-镂空空间；
33.1-叶片组件，11-固定叶片，12-动力叶片，13-联动叶片，14-第一凸起，15-第二凸起；
34.2-驱动件；
35.3-控制盒。
具体实施方式
36.为了使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细说明。
37.本实施例提供了一种轮毂系统、车轮和车辆，其中，车辆包括车轮，车轮包括轮毂系统，具体的，轮毂系统包括轮辋200、轮毂300和轮辐400，如图1所示，轮毂300位于轮辋200内，轮毂300和轮辋200之间沿周向间隔布置有多个轮辐400，并且相邻两个轮辐400之间形成镂空空间500。
38.该轮毂系统在旋转时产生的螺旋桨滑流扭转效应，是车辆行驶阻力的重要组成部分之一，还会导致车辆的nvh(noise、vibration、harshness，噪声、振动与声振粗糙度)性能降低，影响用户体验，并且，随着车轮转速的提高，阻力增大、nvh影响更大，减小镂空空间500的面积可降低风阻，并提高传统车辆的燃油经济性、电动车辆的续航里程、驾驶稳定性以及车辆nvh性能。
39.但是若镂空空间500减小，可能会影响制动系统的散热，在短时快速多次进行制动或高速紧急刹车时，制动系统的高热可能会使得制动系统热衰退，导致刹车失效，引发车祸风险。
40.因此，如图2所示，本实施例所提供的轮毂系统还包括调节部100，该调节部100用于调节镂空空间500的大小，并根据实际情况对风阻进行调节，以在保证制动系统散热效果的同时，提高传统车辆的燃油经济性、电动车辆的续航里程、驾驶稳定性以及车辆nvh性能。
41.具体的，如图2和图8所示，调节部100包括驱动件2和叶片组件1，其中，叶片组件1的数量与镂空空间500的数量相同，并且各叶片组件1分别一一对应地设于各镂空空间500，驱动件2用于驱动叶片组件1展开或者折叠，当叶片组件1折叠时(如图2所示)，该叶片组件1对镂空空间500的遮挡面积最小，此时，散热效果最好，当叶片组件1在镂空空间500内展开时，该叶片组件1能够对镂空空间500进行遮挡，如图4和图5所示，叶片组件1部分展开时，对镂空空间500进行部分遮挡，如图6和图7所示，叶片组件1完全展开时，该叶片组件1能够封闭镂空空间500。
42.该轮毂系统通过调节部100调节镂空空间500的大小，具体通过叶片组件1的展开面积的大小，调节叶片组件1对镂空空间500的遮挡面积的大小，调节风阻和散热效果，以获得最佳状态。
43.具体的，当制动系统的温度较高并超过预设值，此时，需要保证该制动系统的散热效果，调节叶片组件1以减小对镂空空间500的遮挡，当制动系统的温度并没有很高，并且没有超过预设值，此时，可优先考虑降低风阻，调节叶片组件1以增大对镂空空间500的遮挡。具体的，预设值可根据制动系统的散热情况以及车辆自身情况确定即可。
44.也就是说，通过驱动件2驱动叶片组件1折叠和展开，并通过调节展开程度调节该
叶片组件1对镂空空间500的遮挡面积的大小，从而在风阻和散热之间进行平衡调节，进而实现能量消耗和散热效能的动态最优解。
45.当发生短时快速多次进行制动或高速紧急刹车时，散热需求高，此时，可通过驱动件2驱动叶片组件1折叠，以减小叶片组件1对镂空空间500的遮挡，提高散热效果；当散热需求低时，可通过驱动件2驱动叶片组件1展开，以对镂空空间500进行遮挡，减小镂空空间500，降低风阻，从而能够提高传统车辆的燃油经济性、电动车辆的续航里程、驾驶稳定性以及车辆nvh性能。
46.叶片组件1包括至少两片叶片，这两片叶片能够在驱动件2的驱动作用下展开或折叠，以对镂空空间500的遮挡面积进行调节。
47.当然，本实施例中，也可以将叶片组件1设置为包括一片叶片的结构，此时，该叶片可以是内嵌于轮辐400内或与轮辐400重叠，通过驱动件2驱动该叶片转动，并调节叶片伸出轮辐400外的面积，叶片伸出轮辐400外的部分能够对镂空空间500进行遮挡。或者，一片叶片为柔性叶片，该叶片可通过折弯实现自身折叠均可，如该柔性叶片可以通过柔性塑料或者类似雨布用的聚丙烯或聚乙烯材质制备均可。
48.而将叶片组件1设置为包括至少两片叶片时，可以选用金属叶片或硬质塑料叶片，各叶片可折叠或展开，可保证该叶片的结构强度，保证使用寿命，同时简化叶片的空间布置要求。
49.若叶片组件1仅包括两片叶片时，这两片叶片分别为固定叶片11和动力叶片12，其中，固定叶片11与轮辐400相对固定，驱动件2能够作用于动力叶片12，并驱动动力叶片12相对于固定叶片11绕轮毂300的中心转动，以实现动力叶片12和固定叶片11的折叠或展开。通过动力叶片12的转动调节其对镂空空间500的遮挡面积，结构简单且成本低。
50.当叶片组件1包括至少三片叶片时，如图3、图5和图7所示，该叶片组件1还包括联动叶片13，联动叶片13的数量为至少一片，并且联动叶片13设置在固定叶片11和动力叶片12之间，相邻两个叶片(具体包括固定叶片11和联动叶片13之间、相邻两个联动叶片13之间、联动叶片13和动力叶片12之间)相对的一侧壁面还分别设有相互适配的限位结构，动力叶片12在驱动件2的作用下能够绕轮毂300的轴线转动，当动力叶片12完全展开时，能够通过限位结构带动与其相邻的第一个联动叶片13转动，当第一个联动叶片13完全展开时，能够通过限位结构带动与其相邻的第二个联动叶片13转动，依次类推，当与固定叶片11相邻的联动叶片13完全展开时，能够通过固定叶片11和限位结构限位，此时，该叶片组件1达到完全展开的状态。
51.也就是说，叶片组件1在展开过程中，各叶片是逐个完全展开的，动力叶片12完全展开后，与其相邻的第一个联动叶片13才会展开，而其余的叶片仍处于折叠状态。限位结构实现带动展开和限位的作用，并且，驱动件2仅需驱动动力叶片12即可实现所有叶片的联动展开和折叠，可简化整体结构并降低生产成本。
52.叶片的展开方向和折叠方向如图3、图5和图7中的箭头所示，叶片朝向展开方向的一侧设有第一凸起14，叶片朝向折叠方向的一侧设有第二凸起15，其中，叶片朝向展开方向转动能够实现叶片组件1的展开，叶片朝向折叠方向转动能够实现叶片组件1的折叠。相邻两个叶片之间，相对的一侧壁面分别通过第一凸起14和第二凸起15限位，该第一凸起14和第二凸起15能够形成上述限位结构。
53.通过第一凸起14和第二凸起15的结构设置，可简化该限位结构的设置，并且各叶片(包括固定叶片11、动力叶片12和联动叶片13)的结构均相同，如此可简化加工工艺，通用性高。
54.或者，本实施例中，还可以将相互适配的限位结构设置为凸起和凹槽，凸起能够在凹槽内滑动，当凸起滑动至凹槽的端部时，能够与凹槽的侧壁抵接限位，当然，该凹槽也可以设置为条形孔，通过凸起和凹槽(或条形孔)实现各叶片之间的连带作用和限位。
55.轮辋200的内周壁设有阶梯式引导槽，不难理解，该阶梯式引导槽包括至少两个导槽，各导槽依次层叠布置，并且相邻两个导槽之间能够形成台阶结构。具体的，导槽的数量与叶片组件1的叶片数量一致，叶片组件1位于镂空空间500内，每个叶片的端部都对应地位于一个导槽内，叶片在转动过程中，叶片的端部沿导槽滑动，该阶梯式引导槽能够对叶片的转动提供导向，保证稳定性。
56.如图2和图3所示的，当叶片组件1处于折叠状态时，该叶片组件1也是遮挡部分镂空空间500的，固定叶片11位于镂空空间500内，并与轮辐400固定。当然，本实施例中，还可以将所有的叶片都设置为能够绕轮毂300的轴线转动，此时，叶片组件1包括动力叶片12和联动叶片13，并且当叶片组件1折叠后能够与轮辐400重叠，或者轮辐400的侧壁设有容纳腔，叶片组件1折叠后能够位于该容纳腔内。此时，叶片组件1在折叠后，可使得镂空空间500的面积更大。
57.驱动件2包括电机和连接件，其中，电机用于驱动连接件绕轮毂300的轴线转动，连接件沿周向分别与各叶片组件1的动力叶片12连接。也就是说，电机通过连接件同时驱动所有叶片组件1折叠和展开，如此设置相较于各叶片组件1分别设置有电机驱动的方式来说，能够简化整体结构、减小整体体积并降低成本。
58.具体的，为便于电机的空间布置，电机和连接件之间还可通过齿轮组件、齿轮齿条组件或者带轮组件实现动力传递均可，在此不做具体限制。
59.驱动件2还包括弹性件，该弹性件可以是发条弹簧或扭簧，该弹性件的一端与轮毂300相对固定，具体可以是与轮毂300固定、也可以是轮辐400固定，弹性件的另一端与连接件连接，当连接件带动叶片组件1展开时，该弹性件处于变形状态，电机的动力撤除后，弹性件的恢复力会作用于连接件，使得连接件带动动力叶片12回转至叶片组件1处于折叠状态。
60.也就是说，本实施例中，通过电机驱动连接件转动，以带动叶片组件1展开，通过弹性件驱动连接件转动以带动叶片组件1折叠。当然，可以是叶片组件1通过双向电机驱动连接件顺时针和逆时针转动，以带动叶片组件1折叠和展开。而通过电机和弹性件配合作用时，能够降低对电机的需求，同时能够节省动力、降低成本。
61.进一步的，本实施例所提供的轮毂系统还包括控制部，控制部包括中央处理单元以及分别与中央处理单元连接的控制器、传感器和制动系统温度传感器，其中，中央处理单元可以采用整车控制单元，速度传感器用于对车辆的速度进行实时监测，制动系统温度传感器用于对制动系统的温度进行实时监测，中央处理单元能够接收速度传感器所检测的车速以及制动系统温度传感器检测的温度，并根据车速和温度进行分析，确定叶片组件1所需展开的面积，指令经中央处理单元发送至控制器，控制器根据指令控制电机驱动连接件转动，并带动叶片组件1折叠或展开，以使得叶片组件1的各叶片转动至所需的最佳位置。
62.控制部还包括电源模块和存储模块，其中，电源模块用于对该控制部的各电气元
件进行供电，存储模块用于存储调节信息，具体包括收集每一次通过调节部100调整镂空空间500大小时，两个传感器输入值、叶片组件1的展开情况、下一计算分析频次前若干时间内制动系统温度传感器的反馈信息，供中央处理单元进行机器学习。以不断调整算法优化，不断迭代获得更优的响应分析控制。
63.该控制部还包括控制盒3，控制盒3内设置有电路板，上述电气元件，包括中央处理单元、控制器、存储模块、电源模块集成于该电路板，控制盒3能够对各电气元件提供防护，并且便于该控制部的安装。
64.本实施例所提供的轮毂系统，能够结合车速、制动系统的温度，根据设定频率进行响应控制，同时进行机器学习，不断迭代算法获得更优的车速和制动系统散热效能的分析模型，以实现能量消耗和散热效能的动态最优解，以智能调整叶片组件1的位置状态，降低车辆在行驶时的轮毂300螺旋桨滑流扭转效应，达到降低风阻、减少车辆的能量消耗、提高车辆高速驾驶稳定性和车辆nvh性能，更使制动系统在行车过程中能够得到充分散热的目的。
65.速度传感器和制动系统温度传感器的采样频率、中央处理单元的处理频率可根据需求设定。具体，可通过调整车辆速度传感器和制动系统温度传感器的采样频率，并设定中央处理单元的处理频率，加快行车速度和制动系统散热效能的综合分析频率，以实现能量消耗和散热效能的动态最优解，以进行实时的叠式扇片位置信息计算获取，并予以及时响应控制。
66.具体的，中央处理单元如何实现获取传感器的检测结果、根据检测结果如何计算镂空空间500的大小，以及叶片组件1的展开情况，是本领域技术人员所熟知的现有技术，为节约篇幅，在此不再赘述。
67.以上仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。

技术特征：
1.一种轮毂系统，其特征在于，包括轮辋(200)、轮毂(300)、轮辐(400)和调节部(100)；所述轮毂(300)设于所述轮辋(200)内，所述轮毂(300)和所述轮辋(200)之间沿周向间隔布置有若干所述轮辐(400)，相邻两个所述轮辐(400)之间形成镂空空间(500)；所述调节部(100)包括驱动件(2)和叶片组件(1)，所述驱动件(2)用于驱动所述叶片组件(1)展开和折叠，以调节所述叶片组件(1)遮挡所述镂空空间(500)的面积。2.根据权利要求1所述的轮毂系统，其特征在于，所述叶片组件(1)包括至少两片叶片，各所述叶片可在所述驱动件(2)的驱动作用下展开和折叠，各所述叶片处于展开状态时，所述叶片组件(1)能够封堵所述镂空空间(500)。3.根据权利要求2所述的轮毂系统，其特征在于，所述叶片组件(1)包括固定叶片(11)和动力叶片(12)，所述固定叶片(11)与所述轮辐(400)相对固定，所述动力叶片(12)与所述驱动件(2)连接，所述动力叶片(12)可在所述驱动件(2)的驱动作用下绕所述轮毂(300)的轴线转动至与所述固定叶片(11)折叠或展开。4.根据权利要求3所述的轮毂系统，其特征在于，所述叶片组件(1)还包括设于所述固定叶片(11)和所述动力叶片(12)之间的联动叶片(13)，相邻两个叶片之间，在相对的一侧壁面还分别设有相互适配的限位结构，所述动力叶片(12)能够在所述驱动件(2)的驱动作用下，通过所述限位结构带动所述联动叶片(13)绕所述轮毂(300)的轴线转动。5.根据权利要求4所述的轮毂系统，其特征在于，所述叶片朝向展开方向的一侧设有第一凸起(14)，且各所述叶片朝向折叠方向的一侧设有第二凸起(15)，所述第一凸起(14)和所述第二凸起(15)形成相互适配的限位结构；所述动力叶片(12)可在所述驱动件(2)的驱动作用下向展开方向转动，并通过所述第一凸起(14)和所述第二凸起(15)带动所述联动叶片(13)向展开方向转动。6.根据权利要求3所述的轮毂系统，其特征在于，所述轮辋(200)的内周壁还设置有阶梯式的引导槽，所述叶片组件(1)的各所述叶片能够与所述阶梯式引导槽对应滑动配合。7.根据权利要求3-6任一项所述的轮毂系统，其特征在于，所述驱动件(2)包括电机和连接件，所述电机用于驱动所述连接件绕所述轮毂(300)的轴线转动，所述连接件沿周向分别与各所述叶片组件(1)的动力叶片(12)连接。8.根据权利要求7所述的轮毂系统，其特征在于，所述驱动件(2)还包括弹性件，所述弹性件与所述轮毂(300)相对固定，并用于驱动所述连接件转动至所述叶片组件(1)处于折叠状态。9.根据权利要求1-6任一项所述的轮毂系统，其特征在于，还包括控制部，所述控制部包括中央处理单元以及分别与所述中央处理单元连接的控制器、速度传感器和制动系统温度传感器，所述速度传感器用于检测车辆速度，所述制动系统温度传感器用于检测制动系统的温度，所述中央处理单元用于根据所述车辆速度和制动系统的温度控制控制器，使控制器控制驱动件(2)驱动所述叶片组件(1)折叠或展开。10.一种车轮，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的轮毂系统。11.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求10所述的车轮。

技术总结
本申请涉及一种轮毂系统、车轮及车辆，其中，轮毂系统包括轮辋、轮毂、轮辐和调节部；所述轮毂设于所述轮辋内，所述轮毂和所述轮辋之间沿周向间隔布置有若干所述轮辐，相邻两个所述轮辐之间形成镂空空间；所述调节部包括驱动件和叶片组件，所述驱动件用于驱动所述叶片组件展开和折叠，以调节所述叶片组件遮挡所述镂空空间的面积。该轮毂系统通过调节部调节镂空空间的大小，并根据具体情况降低风阻、提高传统车辆的燃油经济性、电动车辆的续航里程以及车辆NVH性能，同时不会影响制动系统的散热。同时不会影响制动系统的散热。同时不会影响制动系统的散热。


技术研发人员：谢环宇 李旭伟 顾天烨 崔忠荣 李琪 周戴戴 陈旭 段少东 谢奇
受保护的技术使用者：上海汽车集团股份有限公司
技术研发日：2023.04.17
技术公布日：2023/6/27