本实用新型涉及车辆技术，特别是一种新型电机车轮的电动车。 背景技术
传统的车辆，以汽油、柴油、天然气、煤气、液化气、氩等为燃料的内 燃机作为发动机，通过机械变速传动机构驱动车轮，人操纵机械方向控制机 构、变速机构及制动机构驾驶车辆，因而效率低、能耗大、噪音大和尾气污
染环境。
现代电动汽车，减少了机械传动机构，主要通过占空间很小的导线实现，
减小了振动和噪音，车轮电机工作效率高，因而整车效率高；应用电力电子 器件进行无级变速，操作简便，无机械变档过程中冲击和摩擦造成的动力间 断和能量损失；车轮电机在低速时，能有较高的转矩，因而车起步、加速或 爬坡性能优越；现代电动车制动时，通过车轮电机制动发电，并回收电能； 现代电动汽车易保养维修，可靠性高，寿命长。所以传统的车辆将逐渐被现 代电动车取代。
现代电动车有两种， 一种是用电池系统蓄存的电能驱动车轮电动机，它 没有机械变速传动机构，用电子变频技术调控车轮电动机的转速或转矩，因 而效率高，振动和噪音极小，且无污染，但是现有电池系统储能量与电池体 积或重量之比值小，车有效载重小，连续行驶里程受限；另一种是用内燃机 通过机械增速器带动发电机发电，进而用电子变频技术调控车轮电动机，并 通过机械减速器驱动车轮，这种车无前种车的缺点，同等条件下相比，这种 车比前种车功率大，但这种车仍有内燃机，有机械增速器和减速器，振动、 噪音、尾气污染都不小，效率不很高。
现代电动车大都采用功率密度高的永磁同步电机作为车轮电动机。永磁 电机有比传统的电机效率高、体积小等优点，但电枢铁心中产生涡流和磁滞 效应，这里的涡流和磁滞效应必然产生铁损和有害的热量，既耗能又影响电
机的寿命。
发明内容
本实用新型公开一种新型电动车，克服现有电动车的缺陷，并利用现代 电力电子技术及软件对车的各种工况进行控制。 本实用新型按下述技术方案实现。
本实用新型由车主体和控制系统构成。车主体由车体和电机车轮构成， 控制系统由控制计算机、总线、电力电子器件、传感器、电池系统及软件组成。
电机车轮由定子、车轮、轴承构成，车轮就是转子，车轮围着定子。在
径向充》兹的圓环形7JOf兹体每端固套一个轴向充f兹的圓盘形永》兹体，所述的三
个永磁体围成的U形环槽磁场是一个单极性磁场；按前述方法再制作一个li 形环槽单极性磁场，但其极性与前一个相反，将两个U形环槽磁场的永磁体 外表面用圓盘形和圆环形导磁体组合联接起来，两个U形环槽磁场的永磁体 与导磁体相贴的面是异极性的，因而磁力线相接通；导磁圓环及导磁圓盘与 非磁性圆环的内圆或非磁性轴的外圓联结，在非磁性圓环或非磁性轴两端联 接带有中孔的非磁性圓盘，非磁性圓盘与非磁性圓环联接，而非磁性圆盘与 非磁性轴是通过轴承联接的，非磁性圓盘的中孔与轴承外圈的外圓联接，轴 承内圈的内圓与非磁性轴的外圓联接；非磁性圓环实际上是一个轮毂，在非 磁性圓环外圓套轮胎；以上所述的磁体组件，磁性及非磁性联接件，轮胎构
成本实用新型的车轮。
在非磁性绝缘圆环上绕带绝缘包皮的非磁性导线制成电枢线圈，电枢线 圈用非磁性绝缘圆环固定之，非磁性绝缘圓环与另 一非磁性绝缘圓环的内圓 或非磁性绝缘轴的外圓联结，就构成了本实用新型的定子。
将电枢线圈两端面的大部分及外圓或内圆插入到转子U形环槽磁场内， 并与永磁体围成的U形环槽的壁离开一间隙；固定电枢线圈的非磁性绝缘圓
环的端面与非磁性圆盘内端面联接或与轴承内圈的内端面相接，将轴承的外 圏与非石兹性圓盘的中孔过盈配合并联接；与转子外圓或内圆相对应的定子的 内圓或外圆之间有一间隙，与转子外端面或内端面相对应的定子的内端面或
外端面之间有一间隙；电枢线圈的输入端、输出端用带绝缘包皮的导线连接 引到电机的外面，并分别接电源的正极、负极，要求使左右电枢线圈横截面 中电流的流转方向相反。
联接或联系所述定子与转子的轴承为通用的机械轴承或磁悬浮轴承。 所述电枢线圈与围成U形环槽磁场的永磁体组组数相等，根据实际情况， 可"&计成若干组，j旦最少为两组。
本实用新型的电机车轮实质上是一个直流电机，其工作原理是：电磁学 揭露，磁场中的通电导体会受到作用力，作用力的大小由关系式F-BIL计算， 其中B表示磁感应强度，I表示导体中的电流强度，L表示与磁场的磁力线垂 直的导体在^f兹场中的总长度尺寸，对线绕电枢线圏，L等于电枢线圈匝数与 每圈平均周长之积；作用力的方向依左手定则判定，即伸开左手，使大拇指 与其余四指在同一手掌平面内垂直，让手心正对磁场的N极，四指指向与导
体中的电流方向一致，这时大拇指就指示出导体的受力方向。在本实用新型 中，如图l示，若给左电枢线圈通入的直流电在电枢线圏剖面的上部看是顺 时针方向的，而在下部看就是逆时针方向的，同时，给右电枢线圈通入的同 样大小的直流电在电枢线圈剖面的上部看是逆时针方向的，而在下部看就是 顺时针方向的，用左手定则容易判定出，两个电枢线圈上半部分在磁场中每 边受到的作用力方向都离开观看者而去，即垂直指向纸里，而两个电枢线圈 下半部分在磁场中每边受到的作用力方向都向着观看者而来，即垂直指向纸 夕卜，这样，两个电枢线圈同时产生相对转子的同向转矩，但电枢线圏被固定， 所以转子将相对电枢线圈转动。若同时改变两个电枢线圈中的电流方向，转 子转动方向就改变。所述的电机车轮， 一旦造就，B、 L就为相对的定值，
显然，只改变I的大小就可改变转子的转速，而改变I的大小是容易实现的 技术。
当所述转子运行时切断电源后，转子有惯性运动，那么电枢线圏中的感 生电流的磁场与转子永磁场相互作用，将阻碍转子转动动，因而只要减小电 枢线圏中的电流强度，不但减少了动力，而且同时产生制动力。所以本实用 新型的电机车轮能实现再生制动，即制动的同时发电。
以上所述电枢线圏还可以用非磁性导电材料制作成整体的，去掉非磁性 绝缘圆环。
所述永磁体也可以用超导磁体。
所述电枢线圈用超导线制作，本实用新型的电机车轮成为超导电机车轮。 本实用新型的控制系统控制电机车轮的启、停、转速及转矩而行车，且 通过控制系统控制电机车轮实现再生制动，回收再生制动能量。
本实用新型有益的效果是：
1、 本实用新型具有现有电动车的所有优点，且克服了它们的缺陷；
2、 本实用新型的电机车轮无换向器，无电刷，无硅钢片叠成的铁心，所 以结构简单，造价低，寿命长；
3、 涡流损耗和磁滞损耗，即铁损，只发生在电机车轮电机启停过程或 调速过程中，车以某一速度行驶时，处在恒定磁场中的电枢线圈中的电流是 恒稳的或波动极小，无铁损或铁损极小，所以节能、效率极高；
4、 所述超导电机车轮车极节电且不生热；
5、 本实用新型造价低，不产生有害气体，振动小，噪音小，发热极少或 不生热。
附图说明
图1为本实用新型车主体的一种结构示意图； 图2为本实用新型车主体的另一种结构示意图； 图3为本实用新型的又一种结构示意图；
图4为本实用新型控制系统示意图。 具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例一：如图1所示。本实用新型的电机车轮，其车轮即转子这样构 成：在径向充磁的圆环形7lcf兹体4两端固结轴向充磁的圓盘形永磁体3、 6, 永磁体3、 4、 6围成的U形环槽》兹场是一个单N (或S )极磁场；在径向充》兹 的圆环形永磁体8两端固结轴向充磁的圓盘形永磁体7、 10，永磁体8、 7、 10围成的U形环槽》兹场是一个单S (或N )极磁场；将两个U形环槽》兹场的 永磁体外表面用导磁圓盘19、 22、 25及导磁圓环5、 9等导磁件组合联结起 来，所述两个U形环槽磁场的永磁体与导磁体相贴的面是异极性的，因而导 磁件中的磁力线相接通，如图中虚线示；将导磁圆环5、 9和导磁圆盘19、 22、 25固套在非磁性圓环26的内圓，在导磁圓盘19、 25的外端面放置非磁 性垫圈18、 27，在非磁性圓环26的端面联接非磁性圓盘17、 42，非磁性垫 圈18、 27的外端面与非磁性圓盘17、 42的内端面相贴；非磁性圓环26实际 上作为轮毂，轮胎2套在非磁性圆环26的外圆；制动（刹车）盘40和垫圈 30与非磁性圓盘42联接；风扇14与非磁性圆盘17联接。
本实用新型的电机车轮，其定子这样构成：在非磁性绝缘圆环20、 23 上同方向绕带绝缘包皮的非磁性导线制成电枢线圏21、 24，电枢线圏21、 24， 用非磁性绝缘圓环12、 13、 11、 39、 28固定之，它们的内圓与非磁性绝缘定 轴36的外圓过盈配合，并固定之；轴承的内圈15、 38过盈套在非磁性绝缘 定轴36的外圆并联接之，轴承的外圈16、 29过盈放入非磁性圓盘圆17、 42 的内圓并联接之；非磁性绝缘圆环ll、 12、 28的外圆离开转子的最小内圆一 间隙，电枢线圈21、 24放入U形环槽磁场内，但每面都离开永磁体一间隙； 将电枢线圏24的输入端与电枢线圈21的输出端接在一起，将电枢线圏24 的输出端与电枢线圈21的输入端接在一起。
所述定子和转子组成一个电机车轮。本实用新型设置四个电机车轮，四 个电机车轮在车的底盘布置同传统的四轮驱动车一样。
车体1用弹簧37与定轴36联接。
固定在车底盘或定轴36上的制动抓手41与制动盘40组成机械摩擦制动 机构。
本实用新型的控制系统：
如图4所示。控制系统由控制计算机、CAN总线或MIC总线及连接在总 线上的电子测控器件组成。控制计算机带有操作键盘和鼠标；总线用C线D 线表示，连接在总线上的电子测控器件有显示器、定位导航系统、综合控制 器、电池系统、车辆信息采集器及其它控制器（如空调控制器、冷却控制器、 安全系统控制器、无线电i殳备控制器等）；
控制计算机装有4喿作系统和本实用新型的控制系统软件，控制系统软件 能监控所述电子测控器件，且实现总线通讯；
显示器能显示操作界面及其信息、定位导航界面及信息、综合控制信息、 电源系统界面及信息、车的工况信息、其它控制器控制界面及信息；
定位导航系统包括GPS及地理信息系统、摄像及视景识别系统；
驾驶模式按钮的自主模式端与综合控制器连接，手动模式端与操纵机构 连接；操纵机构包括方向盘、离合器踏板、制动或刹车踏板、加速踏板（相 当于油门踏板）及与它们相配置的助力装置、传感器、电子放大器等，传感 器将方向盘及各踏板运动和位置信号传给电子放大器；操纵机构的电子放大 器与综合控制器连接；
综合控制器连接着四个调控器35 (相当于车轮控制器）和机械制动驱动 器。调控器35通过接线35-1和35-2与综合控制器连接，每个调控器35从 电池系统34接电，根据综合控制器的命令给相应的电机车轮的定子线圈21 和24通相应大小的电流或者断电；机械制动驱动器为电子驱动器件，与它相 连的驱动机构（如控制压缩气体或^a流体的电磁阀等）与机械制动抓手41 联系；
在图1中与定子线圈21、 24、与整流调压器33相连接的开关32及与调 控器35连接的开关31均受综合控制器的控制；
如图1、图4所示，各整流调压器33均与电池系统34连接，整流调压 器33具有充电保护功能，即电池系统34充满电时，整流调压器33停止充电；
如图1、图4所示，每个电机车轮的定子线圏21、 24与相应的开关31 及调控器35连接，每个电机车轮的定子线圏21、 24还与相应的开关32及整 流调压器33连接，整流调压器33、电池系统34、调控器35依次用导线连接；
综合控制器对电机车轮进行综合控制，实现车的行驶。控制内容为电机 车轮的转速、转动方向、转矩及制动（刹车）等，同时同量地改变四个电机 车轮的转速，使车的直行速度改变；同时不同量地分别控制左右侧的电机车 轮的转速，以控制车的行驶方向；改变电机车轮的转速或转矩，或同时改变 电机车轮的转速及转矩，均能改变电机车轮的输出功率，从而改变车的牵引 力，使车的加速度改变；停止电机车轮的能量供给后，先采取再生制动，即 利用电机车轮转动惯性（惯量）发电制动，当其转速P争低到适当程度后，再 采取机械摩擦制动使其转速迅速减小或减到零；紧急情况时，可同时实施再 生制动和机械摩擦制动或单独的机^^擦制动。对所述的控制内容的控制指 令，设计一套软件嵌入控制计算机控制系统软件中；
综合控制器受控于控制计算机和司机。综合控制器接受司机选择驾驶模 式命令，在司机选择手动驾驶模式时接收司机通过操纵机构（包括方向盘、
离合器踏板、制动或刹车踏板、加速踏板等）及相应的传感器发出的控制信 号，并在控制计算机管理下工作，在司机选择自主驾驶模式时，综合控制器 接收控制计算机的指令，在控制计算机监控下工作；
电池系统34向控制系统和车的其它所有电子测控器件、仪器、仪表及设 备稳定供电，相应的传感器反馈上述各用电单元供电参数给电池系统34，电 池系统34将其显示，并进行监控；电池系统34的显控装置还监控电池系统
34的蓄电池电流和电压值；电池系统34还具有过流、过压、欠压及短路保 护跳闸功能，自恢复供电功能，故障和蓄电池亏电报警功能等。电池系统34 的管理软件软件嵌入控制计算机控制系统软件中；电池系统34中的蓄电池是 化学能的、太阳能的、燃料型的、储能飞轮型或其它型的任一种，或者是多 种电池的组合体；
各种传感器（图中未画出）均与车信息采集器连接，车信息采集器采集各 种传感器反馈车的工况信息给控制计算机进行分析处理，控制计算机并根据 其结果给综合控制器和所有测控器件下达命令。
本实用新型工作原理：
本实用新型的电机车轮的工作原理已在发明内容中阐述，车轮转动时， 风扇24通过定轴36的中孔将定子工作时产生的焦耳热抽出；通过调控器35 还可控制线圏21、 24中的电流的大小以改变转子的转矩。启动时，车轮的转 动方向由调控器35控制线圏21、 24中的电流方向确定。电机车轮运行时， 综合控制器使开关32打开，同时使开关31闭合；制动转子时，综合控制器 使开关31打开，同时使开关32闭合；车轮转动时，打开的线圈21、 24产生 感应电动势，若线圈21、 24是闭合的，线圏21、 24中就有感生电流，感生 电流的磁场将阻止转子转动，此时电机车轮处于制动发电（即所谓的再生制 动）状态，发出的电通过整流调压器33充给电池系统34。
要车减速或减速到停止过程中的制动，采取使线圏21、 24断电，再酌情 灵活使用再生制动和机械制动。 一般情况下，在高速时先采取再生制动，降 低速度后再采取机械制动，这由综合控制器控制调控器35和机械制动机构协 调配合实施。车下坡时，采取再生制动，能回收更多的能量。
本实用新型车的四个电机车轮同速度转动时，车就直驶。但由于各电机 车轮受到道路的摩擦力往往不同，造成各电机车轮的转速差，为了使车稳定 直驶，必须采集转速差信号，并进行补偿控制。
车行方向的控制，通过控制车的左右侧电机车轮，使它们的转速不等来
实现，而电机车轮的转速控制由综合控制器控制调控器35和机械制动机构协 调配合实施。
总之，车的直驶、制动（刹车）、转向等控制，通过设计一套软件，嵌入 到控制系统软件，由控制计算机控制实现。 电池系统34亏电时，从车外充电。
本实施例的车不限于四个电机车轮，根据实际情况，可配置多个电机车 轮，结构和工作原理同前述的四个电^L车轮车。
实施例二：如图2所示，将实施例一所述的轴向充磁圆盘形永》兹体6、 7 及导磁圓盘22用一个轴向充磁圆盘形永磁体43代替，;将导磁圓环5、 9用导 i兹圓筒44代替。
实施例三：如图3所示，在非磁性圆盘（42)的左端面制作齿圏成为齿 盘（47)，设置发电机45,并用齿轮46传动，发电机45发出的电用导线输 给整流调压器33，从而构成一种超导电机车轮车。
实施例三：将实施例一所述新型电动车前面两个电机车轮用普通非动力 车轮代替，就成为后轮驱动的四轮车。