分布式动力单元、电动车及航行器的制作方法

1.本实用新型涉及电驱动技术领域，尤其涉及一种分布式动力单元、电动车及航行器。


背景技术：

2.现有电动的动力系统通常采用单电机或双电机并配置减速装置，这种结构形式的动力性能与功能较为单一，无法兼顾不同工况下的动力输出，即使使用双电机，双电机之间也难以高效配合进行动力输出，从而影响动力系统的效率及可靠性。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种分布式动力单元、电动车及航行器，用以解决或改善现有电动的动力系统存在动力性能与功能单一而无法兼顾不同工况下动力输出的问题。
4.本实用新型提供一种分布式动力单元，包括：第一电机组件、第二电机组件、内转轴、外转轴、双离合组件及输出轴；所述外转轴为空心轴，所述外转轴可转动地套设于所述内转轴上，所述第一电机组件与所述第二电机组件沿所述内转轴的径向排布，所述第一电机组件与所述内转轴连接，所述第二电机组件与所述外转轴连接；所述双离合组件与所述内转轴和所述外转轴当中的至少一者连接或分离，所述双离合组件与所述输出轴连接。
5.根据本实用新型提供的一种分布式动力单元，所述第一电机组件包括第一定子体、第一转子体及第一永磁体；所述第二电机组件包括第二定子体、第二转子体及第二永磁体；所述第一转子体、所述第一定子体、所述第二转子体及所述第二定子体沿所述内转轴的径向由内向外依次排布，所述第一转子体与所述内转轴连接，所述第二转子体与所述外转轴连接，所述第一永磁体设于所述第一转子体靠近所述第一定子体的一侧，所述第二永磁体设于所述第二转子体靠近所述第二定子体的一侧。
6.根据本实用新型提供的一种分布式动力单元，还包括：外壳体与内壳体；所述第一电机组件、所述第二电机组件及所述内壳体设于所述外壳体内，所述内壳体设于所述第一定子体与所述第二转子体之间；所述第一定子体与所述内壳体连接，所述第二定子体与所述外壳体连接。
7.根据本实用新型提供的一种分布式动力单元，所述第一电机组件包括第三定子体、第三转子体及第三永磁体；所述第二电机组件包括第四定子体、第四转子体及第四永磁体；所述第三转子体、所述第三定子体、所述第四定子体及所述第四转子体沿所述内转轴的径向由内向外依次排布，所述第三转子体与所述内转轴连接，所述第四转子体与所述外转轴连接，所述第三永磁体设于所述第三转子体靠近所述第三定子体的一侧，所述第四永磁体设于所述第四转子体靠近所述第四定子体的一侧。
8.根据本实用新型提供的一种分布式动力单元，所述第三定子体与所述第四定子体为一体式结构，所述一体式结构包括多个定子片，所述定子片呈环状，多个所述定子片沿所述内转轴的轴向排布。
9.根据本实用新型提供的一种分布式动力单元，所述定子片的外周边缘与内周边缘均设有多个定子绕线齿槽。
10.根据本实用新型提供的一种分布式动力单元，所述双离合组件包括第一离合器与第二离合器；所述外转轴的一端设有第一飞轮，所述内转轴的一端设有第二飞轮；所述第一飞轮与所述第一离合器可分离式连接，所述第二飞轮与所述第二离合器可分离式连接。
11.根据本实用新型提供的一种分布式动力单元，还包括：第三离合器；所述第三离合器与所述内转轴背离所述双离合组件的一侧可分离式连接，所述第三离合器用于与液压系统、空压系统、热泵系统及转向助力系统当中至少一者的输入端连接。
12.本实用新型还提供一种电动车，包括：多个行驶轮与多个如上所述的分布式动力单元；多个所述行驶轮与多个所述分布式动力单元一一对应设置，所述分布式动力单元的输出轴与对应的所述行驶轮连接。
13.本实用新型还提供一种航行器，包括：多个推进单元与多个如上所述的分布式动力单元；多个所述推进单元与多个所述分布式动力单元一一对应设置，所述分布式动力单元的输出轴与对应的所述推进单元连接；其中，所述推进单元包括叶桨或涡扇。
14.本实用新型提供的分布式动力单元、电动车及航行器，双离合组件可单独与内转轴连接，则由第一电机组件单独驱动输出轴，或者，双离合组件单独与外转轴连接，则由第二电机组件单独驱动输出轴，或者，双离合组件同时与内转轴和外转轴连接，则由第一电机组件和第二电机组件共同驱动输出轴，即该分布式动力单元具有三种不同的动力输出方式，可根据实际需求将其中一个电机组件设置成高转速电机，以满足输出轴的高转速输出需求，将另一个电机组件设置成中低转速的大扭矩电机，以满足输出轴的大扭矩输出需求，通过两个电机组件的相互配合，以实现多种模式下的动力输出，从而满足不同工况下的动力输出，相应地，保证了动力系统的效率与可靠性。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是本实用新型提供的分布式动力单元的结构示意图之一；
17.图2是本实用新型提供的分布式动力单元的结构示意图之二；
18.图3是本实用新型提供的定子片的结构示意图；
19.图4是本实用新型提供的电动车的结构示意图。
20.附图标记：
21.1：分布式动力单元；
22.11：第一电机组件；111：第一定子体；112：第一转子体；113：第一永磁体；114：第三定子体；115：第三转子体；116：第三永磁体；
23.12：第二电机组件；121：第二定子体；122：第二转子体；123：第二永磁体；124：第四定子体；125：第四转子体；126：第四永磁体；
24.13：内转轴；131：第二飞轮；
25.14：外转轴；141：第一飞轮；
26.15：双离合组件；151：第一离合器；152：第二离合器；
27.16：输出轴；
28.171：外壳体；172：内壳体；
29.18：定子片；181：定子绕线齿槽；
30.19：第三离合器；
31.2：行驶轮。
具体实施方式
32.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
35.下面结合图1至图4描述本实用新型提供的一种分布式动力单元、电动车及航行器。
36.如图1和图2所示，本实施例所示的分布式动力单元1包括：第一电机组件11、第二电机组件12、内转轴13、外转轴14、双离合组件15及输出轴16。
37.外转轴14为空心轴，外转轴14可转动地套设于内转轴13上，第一电机组件11与第二电机组件12沿内转轴13的径向排布，第一电机组件11与内转轴13连接，第二电机组件12与外转轴14连接；双离合组件15与内转轴13和外转轴14当中的至少一者连接或分离，双离合组件15与输出轴连接，可以理解的是，双离合组件15可单独与内转轴13连接，则由第一电机组件11单独驱动输出轴16，或者，双离合组件15单独与外转轴14连接，则由第二电机组件12单独驱动输出轴16，或者，双离合组件15同时与内转轴13和外转轴14连接，则由第一电机组件11和第二电机组件12共同驱动输出轴16，即该分布式动力单元1具有三种不同的动力输出方式，可根据实际需求将其中一个电机组件设置成高转速电机，以满足输出轴16的高转速输出需求，将另一个电机组件设置成中低转速的大扭矩电机，以满足输出轴16的大扭矩输出需求，通过两个电机组件的相互配合，以实现多种模式下的动力输出，从而满足不同工况下的动力输出，相应地，保证了动力系统的效率与可靠性。
38.图1和图2分别示意了分布式动力单元1的两种结构形式，下面将分别对这两种结构形式进行说明。
39.在一些实施例中，如图1所示，本实施例所示的第一电机组件11包括第一定子体111、第一转子体112及第一永磁体113；第二电机组件12包括第二定子体121、第二转子体122及第二永磁体123；第一转子体112、第一定子体111、第二转子体122及第二定子体121沿内转轴13的径向由内向外依次排布，第一转子体112与内转轴13连接，第二转子体122与外转轴14连接，第一永磁体113设于第一转子体112靠近第一定子体111的一侧，第二永磁体123设于第二转子体122靠近第二定子体121的一侧。
40.其中，第一定子体111靠近第一转子体112的一侧以及第二定子体121靠近第二转子体122的一侧均设有齿槽，齿槽内用于布置线圈，在第一定子体111上的线圈通电的情况下产生旋转的磁场，从而通过第一永磁体113带动第一转子体112转动，进而实现内转轴13的转动；在第二定子体121上的线圈通电的情况下产生旋转的磁场，从而通过第二永磁体123带动第二转子体122转动，进而实现外转轴14的转动。
41.在一些实施例中，如图1所示，本实施例所示的分布式动力单元1还包括：外壳体171与内壳体172；第一电机组件11、第二电机组件12及内壳体172设于外壳体171内，内壳体172设于第一定子体111与第二转子体122之间；第一定子体111与内壳体172连接，第二定子体121与外壳体171连接。
42.具体地，通过内壳体172对第一定子体111进行固定，从而保证了第一转子体112与内转轴13转动的稳定性，通过外壳体171对第二定子体121进行固定，从而保证了第二转子体122与外转轴14转动的稳定性，同时，内壳体172将第一电机组件11与第二电机组件12隔开，使得第一电机组件11与第二电机组件12互不干扰。
43.在一些实施例中，如图2所示，本实施例所示的第一电机组件11包括第三定子体114、第三转子体115及第三永磁体116；第二电机组件12包括第四定子体124、第四转子体125及第四永磁体126；第三转子体115、第三定子体114、第四定子体124及第四转子体125沿内转轴13的径向由内向外依次排布，第三转子体115与内转轴13连接，第四转子体125与外转轴14连接，第三永磁体116设于第三转子体115靠近第三定子体114的一侧，第四永磁体126设于第四转子体125靠近第四定子体124的一侧。
44.具体地，本实施例所示的结构相较于图1所示的结构而言，工作原理相同，而区别在于相应的定子体与转子体沿径向的排列顺序不同。
45.在一些实施例中，如图2和图3所示，本实施例所示的第三定子体114与第四定子体124为一体式结构，该一体式结构包括多个定子片18，定子片18呈环状，多个定子片18沿内转轴13的轴向排布，多个定子片18通过叠压的方式形成一体式结构
46.其中，定子片18由硅钢片冲压形成。
47.在一些实施例中，如图3所示，本实施例所示的定子片18的外周边缘与内周边缘均设有多个定子绕线齿槽181，定子绕线齿槽181内用于绕设线圈，定子绕线齿槽181的尺寸和数量可根据需求灵活设置。
48.在一些实施例中，如图1和图2所示，本实施例所示的双离合组件15包括第一离合器151与第二离合器152；外转轴14的一端设有第一飞轮141，内转轴13的一端设有第二飞轮131；第一飞轮141与第一离合器151可分离式连接，第二飞轮131与第二离合器152可分离式
连接。
49.具体地，通过第一飞轮141与第一离合器151的耦合，以实现外转轴14与输出轴16的连接；通过第二飞轮131与第二离合器152的耦合，以实现内转轴13与输出轴16的连接；在由第二电机组件12单独驱动输出轴16的情况下，第一离合器151与第一飞轮141连接，第二离合器152与第二飞轮131分离，第二电机组件12通过外转轴14带动输出轴16转动；在由第一电机组件11单独驱动输出轴16的情况下，第二离合器152与第二飞轮131连接，第一离合器151与第一飞轮141分离，第一电机组件11通过内转轴13带动输出轴16转动；在由第一电机组件11和第二电机组件12共同驱动输出轴16的情况下，第一离合器151与第一飞轮141连接，第二离合器152与第二飞轮131连接，从而实现第一电机组件11与第二电机组件12共同带动输出轴16转动。
50.在一些实施例中，如图1和图2所示，本实施例所示的第一飞轮141的端面凹设有第一容纳槽，第二飞轮131设于第一容纳槽内，即相当于第一飞轮141包覆第二飞轮131，相应地减小了第二飞轮131的占用空间；第一离合器151的端面凹设有第二容纳槽，第二离合器152设于第二容纳槽内，即相当于第一离合器151包覆第二离合器152，相应地减小了第二离合器152的占用空间。
51.在一些实施例中，如图1和图2所示，本实施例所示的分布式动力单元1还包括：第三离合器19；第三离合器19与内转轴13背离双离合组件15的一侧可分离式连接，第三离合器19用于与液压系统、空压系统、热泵系统及转向助力系统当中至少一者的输入端连接。
52.具体地，在第三离合器19与内转轴13连接的情况下，由第一电机组件11通过内转轴13为液压系统、空压系统、热泵系统及转向助力系统提供动力。
53.如图4所示，本实施例还提供一种电动车，包括：多个行驶轮2与多个如上所述的分布式动力单元1，多个行驶轮2与多个分布式动力单元1一一对应设置，分布式动力单元1的输出轴16与对应的行驶轮2连接，从而分别驱动对应的行驶轮2转动，在行驶轮2的数量为四个的情况下，该电动车为四驱动力，在行驶轮2的数量为六个的情况下，该电动车为六驱动力；本实施例所示的电动车包括且不限于四驱动力和六驱动力。
54.下面以四驱动力为例对电动车的多种动力输出方式进行说明，在电动车的行驶过程中，两个前轮的动力相同，两个后轮的动力相同，即前置的两个分布式动力单元1的动力输出应相同，后置的两个分布式动力单元1的动力输出应相同。
55.在单独由两个前轮驱动时，两个前轮对应的分布式动力单元1的动力输出方式有三种，分别为由第一电机组件11单独驱动，第二电机组件12单独驱动，以及第一电机组件11和第二电机组件12共同驱动。
56.在单独由两个后轮驱动时，两个后轮对应的分布式动力单元1的动力输出方式有三种，分别为由第一电机组件11单独驱动，第二电机组件12单独驱动，以及第一电机组件11和第二电机组件12共同驱动。
57.在由两个前轮和两个后轮共同驱动时，前轮的动力输出方式有三种，后轮的动力输出方式有三种，相应的排列组合方式则有九种。
58.由此，四驱动力的电动车总共具有十五种不同的动力输出方式，从而能够满足高速行驶、长程爬坡、快速启动、超车、低速复杂地面及自重负荷较大等工况，拓宽了动力输出的运行区间，提升了动力的输出效率，增加了续航的里程，相应地降低了成本。
59.同理，六驱动力的电动车具有至少三十六种不同的动力输出方式。
60.相应地，在电动车通过滑行进行能量回收时，每个分布式动力单元1均具有三种不同的回收方式，分别为通过第一电机组件11回收，通过第二电机组件12回收，以及通过第一电机组件11与第二电机组件12共同回收。
61.需要说明的是，输出轴16可与变速器的输入轴连接，变速器的输出轴与行驶轮2或差速器连接。
62.本实施例还提供一种航行器，包括多个推进单元与多个如上所述的分布式动力单元1，多个推进单元与多个分布式动力单元1一一对应设置，分布式动力单元1的输出轴16与对应的推进单元连接，其中，推进单元包括叶桨或涡扇，即分布式动力单元1的输出轴与对应的叶桨或涡扇连接。
63.其中，航行器包括航空器与航海器，通过分布式动力单元驱动对应的叶桨，从而实现动力的高效输出，保证了航行器的安全容错性。
64.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种分布式动力单元，其特征在于，包括：第一电机组件、第二电机组件、内转轴、外转轴、双离合组件及输出轴；所述外转轴为空心轴，所述外转轴可转动地套设于所述内转轴上，所述第一电机组件与所述第二电机组件沿所述内转轴的径向排布，所述第一电机组件与所述内转轴连接，所述第二电机组件与所述外转轴连接；所述双离合组件与所述内转轴和所述外转轴当中的至少一者连接或分离，所述双离合组件与所述输出轴连接。2.根据权利要求1所述的分布式动力单元，其特征在于，所述第一电机组件包括第一定子体、第一转子体及第一永磁体；所述第二电机组件包括第二定子体、第二转子体及第二永磁体；所述第一转子体、所述第一定子体、所述第二转子体及所述第二定子体沿所述内转轴的径向由内向外依次排布，所述第一转子体与所述内转轴连接，所述第二转子体与所述外转轴连接，所述第一永磁体设于所述第一转子体靠近所述第一定子体的一侧，所述第二永磁体设于所述第二转子体靠近所述第二定子体的一侧。3.根据权利要求2所述的分布式动力单元，其特征在于，还包括：外壳体与内壳体；所述第一电机组件、所述第二电机组件及所述内壳体设于所述外壳体内，所述内壳体设于所述第一定子体与所述第二转子体之间；所述第一定子体与所述内壳体连接，所述第二定子体与所述外壳体连接。4.根据权利要求1所述的分布式动力单元，其特征在于，所述第一电机组件包括第三定子体、第三转子体及第三永磁体；所述第二电机组件包括第四定子体、第四转子体及第四永磁体；所述第三转子体、所述第三定子体、所述第四定子体及所述第四转子体沿所述内转轴的径向由内向外依次排布，所述第三转子体与所述内转轴连接，所述第四转子体与所述外转轴连接，所述第三永磁体设于所述第三转子体靠近所述第三定子体的一侧，所述第四永磁体设于所述第四转子体靠近所述第四定子体的一侧。5.根据权利要求4所述的分布式动力单元，其特征在于，所述第三定子体与所述第四定子体为一体式结构，所述一体式结构包括多个定子片，所述定子片呈环状，多个所述定子片沿所述内转轴的轴向排布。6.根据权利要求5所述的分布式动力单元，其特征在于，所述定子片的外周边缘与内周边缘均设有多个定子绕线齿槽。7.根据权利要求1所述的分布式动力单元，其特征在于，所述双离合组件包括第一离合器与第二离合器；所述外转轴的一端设有第一飞轮，所述内转轴的一端设有第二飞轮；所述第一飞轮与所述第一离合器可分离式连接，所述第二飞轮与所述第二离合器可分离式连接。8.根据权利要求1所述的分布式动力单元，其特征在于，还包括：第三离合器；所述第三离合器与所述内转轴背离所述双离合组件的一侧可分离式连接，所述第三离
合器用于与液压系统、空压系统、热泵系统及转向助力系统当中至少一者的输入端连接。9.一种电动车，其特征在于，包括：多个行驶轮与多个如权利要求1至8任一项所述的分布式动力单元；多个所述行驶轮与多个所述分布式动力单元一一对应设置，所述分布式动力单元的输出轴与对应的所述行驶轮连接。10.一种航行器，其特征在于，包括：多个推进单元与多个如权利要求1至8任一项所述的分布式动力单元；多个所述推进单元与多个所述分布式动力单元一一对应设置，所述分布式动力单元的输出轴与对应的所述推进单元连接；其中，所述推进单元包括叶桨或涡扇。

技术总结
本实用新型涉及电驱动技术领域，提供一种分布式动力单元、电动车及航行器，所述分布式动力单元包括：第一电机组件、第二电机组件、内转轴、外转轴、双离合组件及输出轴；外转轴为空心轴，外转轴可转动地套设于内转轴上，第一电机组件与第二电机组件沿内转轴的径向排布，第一电机组件与内转轴连接，第二电机组件与外转轴连接；双离合组件与内转轴和外转轴当中的至少一者连接或分离，双离合组件与输出轴连接；本实用新型通过第一电机组件与第二电机组件的配合，实现多种模式下的动力输出，保证了动力的输出效率与可靠性。力的输出效率与可靠性。力的输出效率与可靠性。


技术研发人员：冯家任 田立红 冯海曦
受保护的技术使用者：南通大任永磁电机制造有限公司
技术研发日：2023.02.13
技术公布日：2023/6/27