CN104283373A - 具有优异散热性的一体式电机与控制器组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有优异散热性的一体式电机与控制器组件，包括电机壳，所述电机壳后端为敞口并且内部具有圆柱形的第一腔体，所述第一腔体内安装有定子、转子和电机轴，所述电机壳沿周向开设有多个第一螺纹孔，这种具有优异散热性的一体式电机与控制器组件结构简洁紧凑，将电机部分和控制器部分紧靠设置，降低电缆和插件的使用量，从而降低了生产成本，提高了生产效率，电缆基本无外露部分，避免与车厢因接触而磨损损坏和雨水的侵蚀，降低了故障率；同时它还具有良好的散热性能，能很快的将热量散发出去，有效控制控制器的环境温度，保证控制器的正常运行，而且散热简单，易于实施，散热成本低。

Description

具有优异散热性的一体式电机与控制器组件

技术领域

    本发明涉及电机及电机控制技术领域，尤其涉及一种具有优异散热性的一体式电机与控制器组件。

背景技术

目前电动自行车、摩托车和拖拉车大多使用直流无刷电机，直流无刷电机的调速、欠压保护、电机过流保护、刹车断电、电量显示等功能需要依靠霍尔传感器和控制器来实现；现在大部分电动车中的电机和控制器采用分离式设置在车体的不同位置，电机与控制器之间需要使用较长的电缆和较多的插件进行连接，不仅会提高生产成本和降低生产效率，而且电缆盒插件的外露容易受到磨损和水的腐蚀，造成故障率过高；目前市面上也存在一体式的电机与控制器组件，由于电机的发热量较大，控制器本身也具有一定的发热量，一体式的结构存在最大的问题就是如何将电机和控制器产生的热量尽快的散出去，控制器的耐热性不高，如果热量积聚，很容易对控制器造成损坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：由于现有技术中电动车所使用的电机和控制器是分离式结构，散热性能不佳导致控制器容易被烧坏的问题，本发明提供了一种具有优异散热性的一体式电机与控制器组件来解决上述问题。 

    本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有优异散热性的一体式电机与控制器组件，包括：

    电机壳，所述电机壳后端为敞口并且内部具有圆柱形的第一腔体，所述第一腔体内安装有定子、转子和电机轴，所述电机壳沿周向开设有多个第一螺纹孔；

    后端盖，所述后端盖对应所述多个第一螺纹孔沿周向开设有多个第一通孔，所述后端盖与电机壳通过多个第一螺钉与所述多个第一通孔和多个第一螺纹孔的配合固定连接，所述后端盖上还具有朝后凸起的第一定位柱，所述第一定位柱与所述第一腔体连通；

    控制器壳，所述控制器壳包括控制器侧罩和前盖板，所述前盖板遮盖所述控制器侧罩的前端并与所述控制器侧罩为一体结构，所述控制器壳具有第二腔体，所述第二腔体中安装有控制电路，所述前盖板具有对应所述第一定位柱设置的第二定位柱，所述第二定位柱的内径与所述第一定位柱的外径相匹配，所述第二定位柱与所述第二腔体连通，所述控制器壳对应所述多个第一螺钉的螺帽还具设置有多个第三定位柱，所述第三定位柱的内径与所述第一螺钉的螺帽的外径相匹配，所述控制器侧罩靠近尾盖处还开设有U型槽所述前盖板的；

其中，所述前盖板的前端面上沿周向间隔凸起有若个散热片，所述散热片包括连为一体的第一凸部和第二凸部，所述第一凸边位于所述第二凸边与所述前盖板的中轴之间；

所述第一凸部的凸起高度低于所述第二凸部的凸起高度，以使所述前盖板与所述后端盖固定时：所述第一凸部与所述后端盖之间形成间隔，所述第二凸部顶靠在所述后端盖上。

作为优选，所述若干个散热片沿周向均匀分布在所述前盖板上，所述散热片所在平面垂直于所述前盖板且与所述前盖板的中轴共面，所述第二凸部紧靠所述前盖板的边缘设置。

作为优选，所述控制器侧罩的外壁上沿周向均布有若干个第一散热柱，所述第一散热柱与所述控制器侧罩为一体结构。

作为优选，所述控制器侧罩沿周向开设有多个第二螺纹孔，所述控制器侧罩的后端还设置有尾盖，所述尾盖对应所述多个第二螺纹孔开设有多个第二通孔，所述控制器壳与所述尾盖通过多个第二螺钉与所述多个第二通孔和多个第二螺纹孔固定连接，所述尾盖的后端面上排列设置有多个第二散热柱，所述第二散热柱与所述尾盖为一体结构。

作为优选，所述控制电路包括铝基板，所述前盖板上开设有四个第四螺纹孔，所述铝基板通过四个第四螺钉与所述前盖板固定，所述铝基板的散热界面与前盖板紧密贴合。

作为优选，所述电机壳中还安装有温度传感器，所述温度传感器设置在所述定子的线圈上，所述温度传感器与所述控制电路连接。

作为优选，所述电机壳包括电机侧罩和设置在所述电机侧罩前端的前端盖，所述多个第一螺纹孔沿周向设置在所述前端盖上，所述电机侧罩对应所述多个第一螺纹孔沿周向设置有多个第三通孔，所述第一螺钉依次贯穿所述第一通孔和第三通孔再与所述第一螺纹孔连接，所述电机侧罩的外壁上沿周向均布有若干个第三散热柱，所述第三散热柱与所述电机侧罩为一体结构。

作为优选，所述后端盖居中开设有第一安装孔，所述第一安装孔中设置有第一轴承，所述电机轴的后端与所述第一轴承同轴固定并且还同轴连接有磁钢固定圈，所述磁钢固定圈沿周向设置有多个磁片，所述后端盖从前至后依次设有与所述第一安装孔同轴的第一凹槽和第二凹槽，所述磁钢固定圈设置在所述第一凹槽中，所述第二凹槽中固定有霍尔传感器。 

作为优选，所述前端盖居中开设有第二安装孔，所述第二安装孔中设置有第二轴承，所述电机轴的前端从所述第二轴承中伸出并与所述第二轴承同轴固定。

本发明的有益效果是，这种具有优异散热性的一体式电机与控制器组件结构简洁紧凑，将电机部分和控制器部分紧靠设置，降低电缆和插件的使用量，从而降低了生产成本，提高了生产效率，电缆基本无外露部分，避免与车厢因接触而磨损损坏和雨水的侵蚀，降低了故障率；同时它还具有良好的散热性能，能很快的将热量散发出去，有效控制控制器的环境温度，保证控制器的正常运行，而且散热简单，易于实施，散热成本低；一体式的机构使得电机或者控制器发生故障时，统一退回至生产厂家进行维修，不会出现误退的情况，也大大的降低了生产厂家的售后成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明具有优异散热性的一体式电机与控制器组件的最优实施例的爆炸视图。

图2是本发明具有优异散热性的一体式电机与控制器组件的局部爆炸视图。

图3是本发明具有优异散热性的一体式电机与控制器组件的电机侧罩的结构视图。

图4是本发明具有优异散热性的一体式电机与控制器组件的局部爆炸视图。

图5是本发明具有优异散热性的一体式电机与控制器组件的局部爆炸视图。

图6是本发明具有优异散热性的一体式电机与控制器组件的局部爆炸视图。

图7是图5中的A的放大示意图。

    图中1、前端盖，2、电机侧罩，3、后端盖，4、前盖板，5、控制器侧罩，6、尾盖，7、电机轴，8、第一螺钉，9、第二螺钉，100、第四螺钉，200、霍尔固定板，300、铝基板，400、第二轴承，500、第一轴承，600、磁钢固定圈，11、第一螺纹孔，12、第二安装孔，21、第一连接柱，22、第三通孔，23、第三散热柱，31、第一通孔，32、第一定位柱，33、第二凹槽，34、第一凹槽，35、第四定位柱，36、第一安装孔，41、第三定位柱，42、第四螺纹孔，43、第二定位柱，44、散热片，51、第二连接柱，52、第二螺纹孔，53、U型槽，54、第一散热柱，61第二通孔，62、第二散热柱，441、第一凸部，442、第二凸部。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

图1是本发明具有优异散热性的一体式电机与控制器组件的最优实施例的爆炸视图，其中磁钢固定圈、霍尔传感器和控制电路都未示出。

如图1~7所示，本发明提供了一种具有优异散热性的一体式电机与控制器组件，包括前端盖1、前后两段为敞口的电机侧罩2和后端盖3，电机侧罩2沿周向开设有六个第三通孔22，这里有两种选择，如果电机侧罩2的厚度足够，可以直接在电机侧罩2上开设第三通孔22，但是厚度过大会影响电机的散热性，因此在这里电机侧罩2的厚度在不影响结构强度和牢固度的前提下尽量薄，而在电机侧罩2的外壁沿周向设置六个与电机侧罩2一体结构的第一连接柱21，第三通孔22则开设在第一连接柱21上；电机侧罩2的外壁上沿周向均布有若干个第三散热柱23，它们与电机侧罩2为一体结构，而且均匀的间隔分布，第三散热柱23不仅有利于散出电机侧罩2的热量，而且在拆装电机时功能可以借此更好的握住电机侧罩2；前端盖1和后端盖3设置在电机侧罩2的前后两端，前端盖1上对应六个第三通孔22沿周向开设有六个第一螺纹孔11，后端盖3对应六个第三通孔22沿周向开设有六个第一通孔31，与第一连接柱21的对应的，第一通孔31和第一螺纹孔11分别开设在后端盖3和前端盖1的额外凸出部分；使用长度足够的第一螺钉8依次贯穿第一通孔31和第三通孔22再与第一螺纹孔11连接，从而将前端盖1、电机侧罩2和后端盖3固定于一体并形成圆柱形的第一腔体，第一腔体内安装有定子、转子和电机轴7；前端盖1居中开设有第二安装孔12，第二安装孔12中设置有第二轴承400，电机轴7的前端从第二轴承400中伸出并与第二轴承400同轴固定，后端盖3居中开设有第一安装孔36，第一安装孔36中设置有第一轴承500，电机轴7的后端与第一轴承500同轴固定并且还同轴连接有磁钢固定圈600，磁钢固定圈600沿周向设置有多个磁片，后端盖3从前至后依次设有与第一安装孔36同轴的第一凹槽34和第二凹槽33，第一凹槽34和第二凹槽33的槽底为圆环形，槽壁为圆柱形，而第一凹槽34的槽壁与第二凹槽33的槽底相连呈现为阶梯状，磁钢固定圈设置在第一凹槽34中，霍尔传感器包括霍尔固定板200，第二凹槽33的槽底沿周向设置有四个第四定位柱35，第四定位柱35开设有第三螺纹孔，霍尔固定板200通过四个第三螺钉与四个第四定位柱35固定连接。

具有优异散热性的一体式电机与控制器组件还包括前盖板4、后端为敞口并且前端与前盖板4连为一体的控制器侧罩5和尾盖6，与第一连接柱21的设置意图相同，控制器侧罩5沿周向设置有六个第二连接柱51，第二连接柱51的后端开设有第二螺纹孔52，对应六个第二连接柱51尾盖6上开设有六个第二通孔61，控制器侧罩5与尾盖6通过六个第二螺钉9与六个第二通孔61和六个第二螺纹孔52固定连接；控制电路设置在控制器侧罩5内的第二腔体中，控制电路包括铝基板300，前盖板4上开设有四个第四螺纹孔42，铝基板300通过四个第四螺钉100与前盖板4固定，铝基板300的散热界面与前盖板4紧密贴合，控制器侧罩5靠近尾盖6处还开设有U型槽53，用于过线；前盖板4的前端面上沿周向间隔凸起有若个散热片44，它们沿周向均匀分布在前盖板4上，散热片44所在平面垂直于前盖板4且与前盖板4的中轴共面，散热片44包括连为一体的第一凸部441和第二凸部442，第一凸边位于第二凸边与前盖板4的中轴之间，第二凸部442紧靠前盖板4的边缘设置，第一凸部441的凸起高度低于第二凸部442的凸起高度，以使前盖板4与后端盖3固定时：第一凸部441与后端盖3之间形成间隔，间隔之间形成气流道，将热量从前盖板4很快的散出，而第二凸部442顶靠在后端盖3上；为了进一步提高控制器整个壳体的散热性，控制器侧罩5的外壁上沿周向均布有若干个第一散热柱54，第一散热柱54与控制器侧罩为一体结构，尾盖6的后端面上排列设置有多个第二散热柱62，第二散热柱62与尾盖6为一体结构；电机壳中还安装有温度传感器，温度传感器设置在定子的线圈上，温度传感器与控制电路连接，电动车在实际使用过程中，很容易超载，尤其在重载、爬坡的情况下，电机极易过热烧毁，目前电机烧毁的比例极大，达到5%-8%，通过温度传感器对电机温度进行监控，当堵转、过载造成电机温度过高时，由控制器通过电信号，控制变速箱降档，对电机起到有效的保护作用并有效控制档位，极大地降低电机过载烧毁的比例。

    在后端盖3上开设有用于过线的第四通孔，第四通孔向后延伸形成与第一腔体连通的第一定位柱32，前盖板4上对应第一定位柱32开设有用于过线的第五通孔，第五通孔向前延伸形成形成与第二空腔连通的第二定位柱43，第一定位柱32的外径与第二定位柱43的外径相匹配；第二连接柱51向前延伸，凸出前盖板4部分为第三定位柱41，在设置第二连接柱51的位置时与第一螺钉8的螺帽相对应，而且第三定位柱41的具有直径与第一螺钉8的螺帽直径相匹配的圆柱形槽，后端盖3在与前盖板4的连接则通过第一定位柱32与第二定位柱43的对位连接以及第一螺钉8的螺帽与第三定位柱41的对位连接来实现。

    以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种具有优异散热性的一体式电机与控制器组件，其特征在于：包括：

    电机壳，所述电机壳后端为敞口并且内部具有圆柱形的第一腔体，所述第一腔体内安装有定子、转子和电机轴，所述电机壳沿周向开设有多个第一螺纹孔；

    后端盖，所述后端盖对应所述多个第一螺纹孔沿周向开设有多个第一通孔，所述后端盖与电机壳通过多个第一螺钉与所述多个第一通孔和多个第一螺纹孔的配合固定连接，所述后端盖上还具有朝后凸起的第一定位柱，所述第一定位柱与所述第一腔体连通；

    控制器壳，所述控制器壳包括控制器侧罩和前盖板，所述前盖板遮盖所述控制器侧罩的前端并与所述控制器侧罩为一体结构，所述控制器壳具有第二腔体，所述第二腔体中安装有控制电路，所述前盖板具有对应所述第一定位柱设置的第二定位柱，所述第二定位柱的内径与所述第一定位柱的外径相匹配，所述第二定位柱与所述第二腔体连通，所述控制器壳对应所述多个第一螺钉的螺帽还具设置有多个第三定位柱，所述第三定位柱的内径与所述第一螺钉的螺帽的外径相匹配，所述控制器侧罩靠近尾盖处还开设有U型槽所述前盖板的；

其中，所述前盖板的前端面上沿周向间隔凸起有若个散热片，所述散热片包括连为一体的第一凸部和第二凸部，所述第一凸边位于所述第二凸边与所述前盖板的中轴之间；

所述第一凸部的凸起高度低于所述第二凸部的凸起高度，以使所述前盖板与所述后端盖固定时：所述第一凸部与所述后端盖之间形成间隔，所述第二凸部顶靠在所述后端盖上。

2.   如权利要求1所述的具有优异散热性的一体式电机与控制器组件，其特征在于：所述若干个散热片沿周向均匀分布在所述前盖板上，所述散热片所在平面垂直于所述前盖板且与所述前盖板的中轴共面，所述第二凸部紧靠所述前盖板的边缘设置。

3.如权利要求1所述的具有优异散热性的一体式电机与控制器组件，其特征在于：所述控制器侧罩的外壁上沿周向均布有若干个第一散热柱，所述第一散热柱与所述控制器侧罩为一体结构。

4.如权利要求1所述的具有优异散热性的一体式电机与控制器组件，其特征在于：所述控制器侧罩沿周向开设有多个第二螺纹孔，所述控制器侧罩的后端还设置有尾盖，所述尾盖对应所述多个第二螺纹孔开设有多个第二通孔，所述控制器壳与所述尾盖通过多个第二螺钉与所述多个第二通孔和多个第二螺纹孔固定连接，所述尾盖的后端面上排列设置有多个第二散热柱，所述第二散热柱与所述尾盖为一体结构。

5.如权利要求1所述的具有优异散热性的一体式电机与控制器组件，其特征在于：所述控制电路包括铝基板，所述前盖板上开设有四个第四螺纹孔，所述铝基板通过四个第四螺钉与所述前盖板固定，所述铝基板的散热界面与前盖板紧密贴合。

6.如权利要求1所述的具有优异散热性的一体式电机与控制器组件，其特征在于：所述电机壳中还安装有温度传感器，所述温度传感器设置在所述定子的线圈上，所述温度传感器与所述控制电路连接。

7.如权利要求1~6任一项所述的具有优异散热性的一体式电机与控制器组件，其特征在于：所述电机壳包括电机侧罩和设置在所述电机侧罩前端的前端盖，所述多个第一螺纹孔沿周向设置在所述前端盖上，所述电机侧罩对应所述多个第一螺纹孔沿周向设置有多个第三通孔，所述第一螺钉依次贯穿所述第一通孔和第三通孔再与所述第一螺纹孔连接，所述电机侧罩的外壁上沿周向均布有若干个第三散热柱，所述第三散热柱与所述电机侧罩为一体结构。

8.如权利要求7所述的具有优异散热性的一体式电机与控制器组件，其特征在于：所述后端盖居中开设有第一安装孔，所述第一安装孔中设置有第一轴承，所述电机轴的后端与所述第一轴承同轴固定并且还同轴连接有磁钢固定圈，所述磁钢固定圈沿周向设置有多个磁片，所述后端盖从前至后依次设有与所述第一安装孔同轴的第一凹槽和第二凹槽，所述磁钢固定圈设置在所述第一凹槽中，所述第二凹槽中固定有霍尔传感器。

9.如权利要求8所述的具有优异散热性的一体式电机与控制器组件，其特征在于：所述前端盖居中开设有第二安装孔，所述第二安装孔中设置有第二轴承，所述电机轴的前端从所述第二轴承中伸出并与所述第二轴承同轴固定。