本实用新型涉及轮电动汽车技术领域，尤其是涉及一种轮毂电机及电动汽车。
背景技术：
电动汽车现在已经成为汽车行业颇具前瞻性的领域，作为其驱动装置的轮毂电机也备受关注。轮毂电机也被称为车轮内装电机，它最大的特点就是将动力装置、传动装置和制动装置都整合在一起到轮毂内，可以将电动汽车的机械部分大大简化。轮毂电机驱动系统根据电机的转子型式主要分成两种结构型式：内转子式和外转子式。
目前轮毂电机都是单转子电机，其输出动力不大。当电动汽车对动力需求较高时，轮毂电机不能满足电动汽车的动力需求。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种轮毂电机及电动汽车，以解决现有技术中存在的因电动汽车输出动力较小而不能满足电动汽车较大动力需求的技术问题。
第一方面，本实用新型提供的一种轮毂电机，包括：定子、在所述定子内部转动的内转子和环绕在所述定子外部旋转的外转子；所述定子同轴套设在内转子上，所述外转子同轴套设在所述定子上；
所述定子内侧设置有内绕组，所述定子外侧设置有外绕组。
进一步地，所述内绕组由第一电路控制系统控制，所述外绕组由第二电路控制系统控制。
进一步地，所述定子的第一端固定连接有第一支撑板，所述第一支撑板用于固定连接汽车底盘；所述定子第二端固定连接有第二支撑板，所述第二支撑板与所述第一支撑板共同对所述内转子进行轴向限位。
进一步地，所述内转子与穿设与内转子的支撑轴固定连接，所述支撑轴的两端分别与所述第一支撑板和第二支撑板轴承连接。
进一步地，所述支撑轴与所述外转子的第一端通过外转子连接板固定连接。
进一步地，所述外转子连接板与轮毂固定连接。
进一步地，所述外转子的第二端与所述第一支撑板轴承连接。
进一步地，所述外转子上设置有散热装置。
第二方面，本实用新型提供一种电动汽车,其特征在于，安装有上述第一方面可能的实施方式中的任一种轮毂电机。
本实用新型提供的一种轮毂电机，定子固定，在定子内部设置有相对定子同轴转动的内转子，环绕在定子外部设置有相对定子同轴转动的外转子。根据通电线圈在磁场中受力的原理，固定的定子产生磁场，带动内转子和外转子同时转动时，轮毂电机的输出动力大大增加。该轮毂电机输出动力大，可以满足安装有该轮毂电机的电动汽车更大的动力要求，且结构简单、效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。
图1为本实用新型实施例提供的一种轮毂电机的结构示意图。
附图标记：
100-定子；201-内转子；202-外转子；
301-第一支撑板；302-第二支撑板；400-支撑轴；
500-外转子连接板；600-散热片。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型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做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。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。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中的具体含义。
如图1所示，本实施例提供的一种轮毂电机，包括定子100、在定子100内部转动的内转子201和环绕在定子100外部旋转的外转子202；定子100同轴套设在外转子202上，外转子202同轴套设在定子100上。根据通电导线在磁场中受力的原理，当定子100产生磁场带动内转子201和外转子202同时转动时，该轮毂电机的输出动力大大增加。可见，该轮毂电机输出动力大，可以满足电动汽车更大的动力要求，且结构简单、效率高。
本实施例的轮毂电机也被称为车轮内装电机，即装在车轮内的电机。与传统汽车电机相比，轮毂电机最大的特点就是将动力装置、传动装置和制动装置都整合一起到轮毂内，得以将电动车辆的机械部分大为简化。轮毂电机相较于传统电机，具有很多优点。
首先，轮毂电机省略了大量的传统部件，精简了车辆的结构。对于传统汽车来讲，离合器、变速器、传动轴、差速器甚至分动器都是必不可少的，这些部件不但增加了车辆的重量，复杂化了车辆的结构，还需要定期维护排出故障。轮毂车轮精简的结构就解决了这些问题，除此之外，采用轮毂电机驱动的车辆可以获得更好的空间利用率，同时，还在一定程度上增加了传动的效率。
其次，轮毂电机可以实现多种复杂的驱动方式。因为轮毂电机具备单个车轮独立驱动的特性，所以无论是前驱、后驱还是四驱形式，它都可以轻松实现，全时四驱在轮毂电机驱动的车辆上实现起来非常容易。同时轮毂电机可以通过左右车轮的不同转速甚至反转实现类似履带式车辆的差动转向，大大减小车辆的转弯半径，在特殊情况下几乎可以实现原地转向，对于特种车辆有很大的价值。
最后，轮毂电机可以与多种新能源汽车技术相结合。新能源车型不少采用电驱动，因此轮毂电机驱动也就大有可为。无论是纯电动还是燃料电池电动车，亦或是增程电动车，都可以用轮毂电机作为主要驱动力。即便是对于混合动力车型，也可以采用轮毂电机作为起步或者急加速时的助力，实现一机多用。同时，新能源汽车的很多技术，比如制动能量回收也可以在轮毂电机驱动的车型上轻松实现。
电机一般由电机定子和电机转子两部分组成，是用来实现电能与机械能的转换装置。
现有轮毂电机的驱动系统根据电机的转子型式主要分为两种结构型式：内转子式和外转子式。其中，外转子式一般采用低速外转子电机，电机的最高转速在1000-1500r/min,无减速装置，车轮的转速与电机相同。而内转子式则一般采用高速内转子电机，配备固定传动比的减速器，为获得较高的功率密度，电机的转速可高达10000r/min。
本实施例提供的轮毂电机有两个相对定子100同轴转动的转子，分别是内转子201和外转子202。其中，固定的定子100同轴套设在内转子201上，外转子202同轴套设在定子100上。
这样的结构在减小设备的体积和重量的基础之上，提高了工作效率，大大增加了输出动力，可以很好地满足节能和调速的要求，并且有着优越的运行性能。
该定子100内侧设置有内绕组，其外侧设置有外绕组。
电机包括电机定子和电机转子两大部分，静止不动的部分就是电机定子，其作用主要是产生磁场。运行时相对电机定子转动的就是电机转子，其主要作用就是产生电磁扭矩和感应电动势，是电机进行能量转换的枢纽。
其中，电机定子是通过设置在其上的绕组产生磁场的。对电动机定子上的绕组通电，定子产生磁场。电子转子上的通电线圈感应到磁场并产生安培力，驱动转子转动。
本实施例中有内转子201和外转子202两个电机转子，为了达到两个转子可以独立转动的目的，在定子的内侧设置有与内转子201相互作用的内绕组，在定子的外侧设置有与外转子202相互作用的外绕组。
这样的结构，可以轻松实现内转子201和外转子202的独立旋转。在电动汽车需要较大的动力时，对内转子201和外转子202同时通电，由于定子100产生的磁场对内转子201和外转子202产生安培力，内转子201和外转子202转动，输出动能。而当汽车不需要大的动力时，可以只给内转子201供电，内转子201在定子100产生的磁场对其的安培力作用下转动输出动能。或只对外转子202供电，外转子202在定子100产生的磁场对其的安培力作用下转动输出动能。从而，输出的动力就会降低，满足电动汽车的动力需求，同时节约能源。
需要说明的是，在实际实施中，这样的设置还可以实现动力回收。具体地，在不需要较大的输出动力的情况下，只给内转子201供电不给外转子202供电，内绕组产生的磁场对内转子201有安培力的作用，内转子201转动。当内转子201和外转子202连接在一起时，内转子201带动外转子202转动，在磁场中外转子202转动切割磁感线，利用电磁感应原理产生电流，可以实现发电作用，对整个系统供电，实现动力回收，反之则反。
其中内绕组由第一电路控制系统控制，外绕组由第二电路控制系统控制。
电路控制系统就是实现电机的启动、反转、制动、调速和保护，控制主牵引电源与电机之间能量传递。一般而言，电动汽车电机的电路控制系统由控制信号接口电路、电机控制电路和驱动电路组成。其中，电机控制器是电路控制系统中最重要的部件。
电机控制器作为整个制动系统的控制中心，它由逆变器和控制器两部分组成。逆变器接收电池输送过来的电能，为汽车电机提供电源。控制器接收电机转速等信号反馈到仪表，当发生制动或者加速行为时，控制器控制变频器频率的升降，从而达到加速或者减速的目的。
电动控制器的设计品质、特性、所采用的微处理器的功能、功率开关器件电路以及周边器件布局等，直接关系到整车的性能和运行状态，也影响电机控制器本身的性能和效率。
同时，电路控制器还具有保护功能。具体而言，主要有制动断电保护、欠压保护、过流保护、过载保护、欠速保护等功能。
要实现内绕组和外绕组分别控制内转子201和外转子202，本实施例的内绕子由第一电路控制系统控制，而外绕组则由第二电路控制系统控制。
定子100的第一端固定连接有第一支撑板301，第一支撑板301用于固定连接汽车底盘；定子100第二端固定连接有第二支撑板302，第二支撑板302与第一支撑板301共同对内转子201进行轴向限位。
如图1所示，定子100的第一端与第一支撑板301固定连接，第一支撑板301与汽车底盘固定连接。该第一支撑板301是整个轮毂电机的支撑结构。
定子100的第二端固定连接第二支撑板302。第一支撑板301、定子100和第二支撑板302构成一个容纳空间。与定子100同轴的内转子201设置于该容纳空间，相对定子100转动。第一支撑板301和第二支撑板302在轴向上对内转子201进行限位。
内转子201与支撑轴400固定连接，支撑轴400的两端分别与第一支撑板301和第二支撑板302轴承连接。
本实施例提供的轮毂电机的定子100、内转子201和外转子202都环绕着支撑轴400周向转动，支撑轴400与内转子201固定连接。
支撑轴400可以和内转子201为一体的，也可以是通过其他的部件连接在一起，例如，两者之间可以为销连接。本实施例中，支撑轴400与内转子201是一体的。
支撑轴400的两端分别与第一支撑板301和第二支撑板302连接，优选为轴承连接。
轴承是机械中重要的固定构件，主要功能是支撑机械旋转体，即承担径向载荷，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。按照运动员兼摩擦性质的不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。
滚动轴承是将运转的轴与轴之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体和保持架四个部分组成。其中，内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转。外圈的作用是与轴承座相配合，起支撑作用。滚动条是借助于保持架均匀地将滚动体均匀地分布在内圈和外圈之间，其大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命。保持架能使滚动体均匀分布，放置滚动体脱落，引导滚动体旋转起到润滑作用。
本实施例优选采用滚动轴承，因为滚动轴承运转精度较高，摩擦系数比滑动轴承小，并且滚动轴承已经实现了标准化、系列化、通用化，使用和维修十分方便。
需要说明的是，在本实施例的轴承使用中，要对轴承做好润滑工作。
支撑轴400与外转子202的第一端通过外转子202连接板固定连接。
外转子202同轴套设置定子100上，绕着支撑轴400同轴转动。外转子202的第一端通过外转子连接板500与支撑轴400连接在一起。
外转子连接板500与轮毂固定连接。
轮毂电机将电能转化为动能输出到电动汽车的轮毂上，带动电动汽车的车轮转动。本实施例中，将外转子连接板500直接与电动汽车车轮的轮毂采用螺钉连接，实现传动。
外转子202的第二端与所述第一支撑板轴承连接。
外转子202的第二端与第一支撑板连接，其连接方式为轴承连接。定子100、内转子201和外转子202通过支撑轴400、第一支撑板301、第二支撑板302和外转子连接板500连接在一起，实现整个系统的传动。
外转子202上设置有散热装置。
电机在运转过程中，电能转换为动能，总会有一定的能量损失，而且由于会有铜、铁损耗等原因，会产生很大的热量。如果这些热量不能及时通过传导等方式传到电机表面，并通过热对流或热辐射等方法散发到周围介质中，电机内部的绕组的温度就会持续升高，导致电机不能正常工作，甚至烧毁。同时，电机内部还有耐热能力较为薄弱的绝缘材料，温度过高将使绝缘材料的电性能、机械性能和化学性能显著变差，大大缩短电机的使用寿命。在电机发热量恒定的状态下，要想使电机绕组的温度降低，提高电机内外部的传导、散热能力是关键。轮毂电机又有较高的密封性要求，故而散热更加不易。
考虑到轮毂电机密封性要求比较高，在本实施例中，在外转子202上设置有散热片600。散热片600是散热装置的一种，多由铝合金、黄铜或青铜做成板状、片状、多片状等。
第二方面，本实用新型提供一种电动汽车,其特征在于，安装有上述第一方面可能的实施方式中的任一种轮毂电机。
本实施例提供的电动汽车的四个车轮上分别安装有上述轮毂电机，不但可以实现多种驱动方式，还可以满足电动汽车不同的动力需求。
在电动汽车需要较大动力时，四个轮毂电机可以同时运转。定子100上的内绕组和外绕组同时通电产生磁场，其内部的内转子201和外转子202均受到磁场的安培力驱动转动产生动力并输出，满足了电动汽车的动力需求。当电动汽车不需要太大动力时，四个轮毂电机可以不同时工作，节省能量。并且，还可以实现整个轮毂电机的动力回收。
具体地，当只对轮毂电机定子100上的内转子201单独通电，定子100的内绕组产生磁场，此时，相应地只有内转子201受到磁场安培力的作用转动而输出动能，此时输出动能较小。由于支撑轴400、第一支撑板301、第二支撑板302和外转子连接板500的连接固定作用，内转子201会带动外转子202转动。外转子202转动，在外绕组产生的磁场中运动，切割磁感线，电磁感应产生电能。这时，轮毂电机可以产生电能，实现动力回收。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。