CN104837663A - 轮毂电机,具有这种电机的两轮车 - Google Patents

轮毂电机,具有这种电机的两轮车 Download PDF

Info

Publication number
CN104837663A
CN104837663A CN201380063729.7A CN201380063729A CN104837663A CN 104837663 A CN104837663 A CN 104837663A CN 201380063729 A CN201380063729 A CN 201380063729A CN 104837663 A CN104837663 A CN 104837663A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hub motor
wheel hub
rotor
stator
permanent magnet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201380063729.7A
Other languages
English (en)
Inventor
M.迪特里希
C.施陶登曼
程凤妹
N.马丁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of CN104837663A publication Critical patent/CN104837663A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K7/0007—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor being electric
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K2007/0038—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor moving together with the wheel axle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K2007/0092—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor axle being coaxial to the wheel axle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/10—Road Vehicles
    • B60Y2200/12—Motorcycles, Trikes; Quads; Scooters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/10—Road Vehicles
    • B60Y2200/12—Motorcycles, Trikes; Quads; Scooters
    • B60Y2200/126—Scooters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/22—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating around the armatures, e.g. flywheel magnetos

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明涉及一种轮毂电机、尤其用于特别是两轮的单辙车辆的轮毂马达（4），所述轮毂电机具有定子（5）和转子（6），其中所述定子（5）具有至少五十一个、尤其正好五十一个槽，在所述槽中布置有至少双层的绕组（7），并且其中所述转子（6）具有多个在圆周上均匀分布地布置的永磁体（9）。在此规定，所述转子具有五十六个永磁体（9）。

Description

轮毂电机,具有这种电机的两轮车
技术领域
本发明涉及一种轮毂电机，尤其用于特别是两轮的单辙车辆的轮毂马达，所述轮毂电机具有电机，所述电机具有定子和转子，其中所述定子具有至少五十一个、尤其正好五十一个槽，在所述槽中布置有至少双层的绕组，并且其中所述转子具有多个在圆周上均匀分布地布置的永磁体。
本发明还涉及一种具有至少两个车轮的单辙车辆，所述两个车轮中的至少一个车轮具有如之前所描述的轮毂电机。
背景技术
轮毂电机通常用于两轮的单辙车辆、尤其是所谓的电动轻便摩托车（Elektroroller）。在低于2kW功率等级的情况下，部分情况下也超过2kW，在这样的单辙车辆的后轮上通常设置无传动装置的轮毂马达。在这种情况中，通常它指的是永励的、无刷的、电整流的同步电机。典型地，它具有包括较高槽数的轴固定的定子，在所述定子中将绕组布置在至少两层中。例如，这样的定子具有用于绕组的、数目为五十一个的槽。在所述转子上通常规定多个永磁体，其中例如使用四十六个永磁体。在这种情况中，所述槽以及所述永磁体均均匀分布地布置在转子或者说定子的圆周方向上。尤其当将稀土磁体用作永磁体时，用于永磁体的材料量贡献了这样的轮毂电机的总成本的较高的份额。
发明内容
具有权利要求1的特征的轮毂电机具有的优点是，在定子保持不变的情况下，用于永磁体的材料量能够被降低到50%，而不减小轮毂电机的输出功率或者说输出力矩。根据本发明规定，所述轮毂电机具有均匀分布地布置在转子的圆周方向上的五十六个永磁体。在相对于通常数目而增大了永磁体的数目的情况下，甚至能够更小地构造所述磁体，从而虽然所述轮毂电机的功率保持不变，也可在总体上减小用于磁体的材料量。优选地，由稀土磁性材料制造所述永磁体。因为定子上的槽的数目保持相同，那么能够在没有任何改变的情况下采用现有技术中的定子。
优选规定，沿着圆周方向观察，转子的永磁体相互间隔地布置。通过这种所谓的分隔，不是平齐地、而是相互间隔地（沿着圆周方向观察）布置所述永磁体。优选地，在临近的永磁体之间的间距计为在所述转子和所述定子之间的径向气隙厚度的至少两倍。经由所述永磁体相互之间的间距，切向的阻力反作用于所述永磁体之间的散射流（Streufluss），所述阻力将流动损失降低到近似零，并由此在没有所述磁体之间的径向间距的情况下，允许减少大约在流动损失的数量级中的所置入的磁量，而不由此减小所述轮毂马达的输出功率或者输出力矩。通过该措施，相对于具有平齐贴靠的永磁体的轮毂电机，将所使用的磁性材料量减小20%到25%。
按照本发明的一种有利的变型方案规定，所述永磁体布置在电机的铁制的止回环上。尤其优选地，所述止回环具有凹部，所述永磁体分别局部地插入到所述凹部中。
优选地规定，将所述轮毂电机构造为轮毂马达。
按照本发明的一种有利的变型方案规定，将所述轮毂电机构造为内转子马达或者说内转子电机。为此目的，所述转子具有比定子更小的直径并且可转动地支承布置在定子中。
按照本发明的一种有利的变型方案规定，所述轮毂电机构造为外转子马达或者说外转子电机。在这种情况中，所述定子具有比转子更小的直径，从而布置所述定子到转子的内部，并且所述转子围绕所述定子可转动地支承。在该实施方式中特别优选地规定，所述转子构造为用于车辆、尤其是单辙车辆的车轮的轮圈。由此，所述转子同时承担两个功能，从而将所述轮毂电机尤其节约结构空间地设置在车辆上、尤其单辙车辆上。
根据本发明的、具有权利要求7的特征的单辙车辆的特征在于如之前所述的轮毂电机。由此得出了已经提到的优点。
附图说明
下文借助于附图具体地阐释本发明。其中：
图1是轮毂马达的俯视图；
图2是轮毂马达的简化的细节视图；并且
图3是按照一种根据本发明的实施例的轮毂马达的简化的细节视图。
具体实施方式
图1在俯视图中示出了用于两轮的单辙车辆的车轮单元1，所述单辙车辆构造为电动轻便摩托车（Elektroroller）。所述车轮单元1不仅能够应用为前轮单元，也能够应用为后轮单元。所述车轮单元1具有轮胎2、轮圈3以及轮毂马达4。所述轮胎2固定地布置在所述轮圈3上并且所述轮毂马达4基本上布置在所述轮圈3中。所述轮毂马达还具有定子5，轴线固定地布置或者说能够布置所述定子。此外，所述轮毂马达4具有转子6，该转子具有比所述定子5更大的直径并且与所述定子5同轴地布置，从而所述定子5完全布置在所述转子6内部。根据当前的实施例，所述转子6同时构成所述轮圈3。因此，所述轮毂马达4构造为外转子电机11。
图2示出了所述轮毂马达4的俯视图，正如其已知被构造的那样。所述定子5具有定子绕组7，该定子绕组进入所述定子5的槽8中。所述定子5总共具有五十一个槽，所述槽构造在其外罩外表面上。所述绕组7至少两层地置入所述槽8中。所述绕组7针对性地指的是两层的单齿绕组（Einzelzahnwicklung）并且具有0.944的缠绕因数。所述轮毂马达4构造为永磁激励的、无刷的、电整流的同步电机。
所述转子6在其外罩内侧上具有四十六个永磁体9，所述永磁体平齐地相互贴靠（沿着圆周方向观测）并且构造为稀土磁体。所述永磁体固定地布置在所述转子6的铁制的止回环10，其中根据当前的实施例所使用的量，具有450g的磁性材料。这种稀土磁性材料量贡献了对所述轮毂马达4的整体成本来说的最高份额。从五十一的槽8以及四十六个永磁体9的数目中得出0.944的缠绕因数。
图3在简化的细节视图中示出了所述轮毂马达4的根据本发明的实施例。当所述定子5如之前所描述地构造并且尤其具有五十一个槽8时，那么就将所述永磁体9的数目提高到五十六个永磁体9，所述绕组7进入所述槽中。在这里，由于对称性的原因再次得出0.944的绕组系数。通过提高所述永磁体9的数目并且据此提高极对数，那么按照以下方程便提高了所述轮毂马达4在电枢（或者说转子）调节区域中（场没有被减弱的情况下）的转矩：
其中Nph相当于相位的数目，
Zp相当于极的数目，
kd相当于线圈分布因数，
kp相当于线圈节距因数，
ks相当于倾斜因数，
Bgap,av相当于平均的气隙场，
L相当于马达长度，
Rro相当于转子半径，
Nslpp相当于每个极的槽的数目，
ns 相当于每个线的绕组的数目并且
iRMS相当于相位电流。
尽管具有五十一个槽和五十个永磁体的拓扑结构具有稍微更高的缠绕因数，但是该拓扑结构并不优选，因为极对数的提高不足够用于由此导致马达额定力矩（Motorgrundmoment）的升高和磁体质量的相应的降低。此外，一种拓扑结构不能摆脱径向合成力的影响，在该拓扑结构中齿数和磁体数仅仅相差一，所述力会在所述轮毂马达4的不利的声音方面的激励中起作用。
槽8并因此定子齿的较高的数目尽管基本上是可能的，但是该数目提高了绕组7缠绕时的周期并且甚至在有待达到的铜填充因数的方面同时提高了对缠绕工艺的要求。此外，由此所引起的定子电感的提高基本上减小了空转转速，这必须通过所述绕组7的适配而再次地补偿，从而再次失去转矩增长。
此外正如从图3中可见，减小所述磁体9，并且沿着圆周方向观察所述磁体相互间隔地布置，以便使得气隙流均衡。如此进一步地减小所述永磁体,从而保证在电动轻便摩托车的使用中的所述轮毂马达4的必要的退磁强度。根据图2，所使用的磁体质量相比于现有技术中的磁体质量的差别优选地计为49%。在临近的磁体之间的间距优选地计为所设计的定子5和转子6之间的径向气隙厚度的至少二倍。经由所述永磁体9之间的切向间距，切向的阻力反作用于所述永磁体之间的散射流，所述阻力将流动损失降低到近似零，并由此在没有所述磁体之间的径向间距的情况下，允许减少大约在流动损失的数量级中的、所置入的磁量，而不由此减小所述轮毂马达4的功率或者转矩。
所述轮毂马达4的转矩曲线不会或者至少不明显地通过所述轮毂马达4的根据本发明的实施方式而改变。虽然磁体质量显著地几乎减小了一半，但是根据本发明的轮毂马达4在运行相关的区域中具有达到大约400U/min的几乎相同的转矩曲线。对效率来说，通过所述变型方案同样不得出显著的差别。
根据本发明的轮毂马达4允许的是，在没有任何改变的情况下能够采用从现有技术中已知的具有五十一个槽的定子5并且不必改变装配过程。因此总体上，以简单的方式和方法提供轮毂马达4，所述轮毂马达相比现有技术具有相同的功率，但是尤其由于材料成本而比到目前为止的轮毂马达显著在成本上有利。

Claims (9)

1.轮毂电机、尤其是用于特别是两轮的单辙车辆的轮毂马达（4），所述轮毂电机具有定子（5）和转子（6），其中所述定子（5）具有至少五十一个、尤其正好五十一个槽（8），在所述槽中布置有至少两层的绕组（7），并且其中所述转子（6）具有多个在圆周上均匀分布地布置的永磁体（9），其特征在于，所述转子具有56个永磁体（9）。
2.按照权利要求1所述的轮毂电机，其特征在于，沿圆周方向观察，所述永磁体（9）是相互间隔地布置。
3.按前述权利要求中任一项所述的轮毂电机，其特征在于，在所述永磁体（9）之间的沿着圆周方向的间距至少是在所述转子（6）和所述定子（5）之间的径向气隙的两倍。
4.按前述权利要求中任一项所述的轮毂电机，其特征在于，所述永磁体（9）布置在所述转子（6）的铁制的止回环（10）上。
5.按照前述权利要求中任一项所述的轮毂电机，其特征在于，所述轮毂电机构造为轮毂马达（4）。
6.按照前述权利要求中任一项所述的轮毂电机，其特征在于，所述轮毂电机构造为内转子电机。
7.按前述权利要求中任一项所述的轮毂电机，其特征在于，所述轮毂电机构造为外转子电机（11），其中尤其所述转子（6）构造为轮圈（3）。
8.按照前述权利要求中任一项所述的轮毂电机，其特征在于，所述转子（6）的铁制的止回环（10）构造为轮圈（3）。
9.车辆、尤其单辙车辆，所述车辆具有至少两个车轮，其中所述车轮至少其中之一配备有按照前述权利要求中一项或多项所述的轮毂电机。
CN201380063729.7A 2012-12-06 2013-10-07 轮毂电机,具有这种电机的两轮车 Pending CN104837663A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210222446 DE102012222446A1 (de) 2012-12-06 2012-12-06 Radnabenmaschine, Einspurfahrzeug
DE102012222446.7 2012-12-06
PCT/EP2013/070793 WO2014086514A2 (de) 2012-12-06 2013-10-07 Radnabenmaschine, einspurfahrzeug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104837663A true CN104837663A (zh) 2015-08-12

Family

ID=49304969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380063729.7A Pending CN104837663A (zh) 2012-12-06 2013-10-07 轮毂电机,具有这种电机的两轮车

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN104837663A (zh)
DE (1) DE102012222446A1 (zh)
WO (1) WO2014086514A2 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106976391A (zh) * 2017-02-22 2017-07-25 安徽易威斯新能源科技股份有限公司 一种能够切换扭力的轮毂电机及其扭力切换方法
CN112272650A (zh) * 2018-03-09 2021-01-26 马斯洛格公司 电动车辆中的装置和托盘搬运车

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113078746B (zh) * 2021-03-25 2022-12-16 温岭市九洲电机制造有限公司 一种电动车轮毂电机用定子及其轮毂电机

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101262151A (zh) * 2005-08-31 2008-09-10 北京中科三环高技术股份有限公司 低速大转矩永磁无刷电机的分数槽绕组
CN201113598Y (zh) * 2007-10-12 2008-09-10 深圳市深铃车业有限公司 电动车大转矩高效电机
CN101920759A (zh) * 2010-08-11 2010-12-22 颜金龙 纯自发电无电瓶环保电动自行车
CN202455181U (zh) * 2012-02-21 2012-09-26 天津雅迪实业有限公司 新型电动车无刷轮毂电机定转子结构

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4029817B2 (ja) * 2003-10-10 2008-01-09 日産自動車株式会社 回転電機の磁気回路構造
JP4745857B2 (ja) * 2006-02-20 2011-08-10 三菱電機株式会社 電気機械
WO2010013444A1 (ja) * 2008-07-28 2010-02-04 株式会社日立製作所 永久磁石同期電動機
DE102013202137A1 (de) * 2013-02-08 2014-08-14 Robert Bosch Gmbh Läuferanordnung für eine elektrische Maschine
CN103368351A (zh) * 2013-05-16 2013-10-23 天津雅迪实业有限公司 一种定转子配合的高效率无刷轮毂电机

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101262151A (zh) * 2005-08-31 2008-09-10 北京中科三环高技术股份有限公司 低速大转矩永磁无刷电机的分数槽绕组
CN201113598Y (zh) * 2007-10-12 2008-09-10 深圳市深铃车业有限公司 电动车大转矩高效电机
CN101920759A (zh) * 2010-08-11 2010-12-22 颜金龙 纯自发电无电瓶环保电动自行车
CN202455181U (zh) * 2012-02-21 2012-09-26 天津雅迪实业有限公司 新型电动车无刷轮毂电机定转子结构

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106976391A (zh) * 2017-02-22 2017-07-25 安徽易威斯新能源科技股份有限公司 一种能够切换扭力的轮毂电机及其扭力切换方法
CN112272650A (zh) * 2018-03-09 2021-01-26 马斯洛格公司 电动车辆中的装置和托盘搬运车

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014086514A2 (de) 2014-06-12
DE102012222446A1 (de) 2014-06-12
WO2014086514A3 (de) 2015-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8217544B2 (en) Motor-generator having stator and inner and outer rotors
US9302577B2 (en) Halbach array electric motor with substantially contiguous electromagnetic cores
US10491067B2 (en) Rotor for an electric motor or generator
US7462968B2 (en) Electric wheel
US10218249B2 (en) Brushless DC motorization apparatus
CN103683593A (zh) 电机的转子、具有该转子的同步电机及绕线转子同步电机
CN100384058C (zh) 双馈电混合励磁轴向磁场永磁电机
EP2099114A3 (en) Rotary electric machine and electric vehicle
CN201947073U (zh) 径向结构外转子双凸极电机
CN102570753B (zh) 一种永磁谐波电机
CN102355101A (zh) 电动车用无铁芯、轴向磁场永磁直流电动机
CN107834800A (zh) 一种无控制器自启动永磁辅助同步磁阻电机
CN106877539B (zh) 无铁芯无刷无齿大轮毂电机
CN104837663A (zh) 轮毂电机,具有这种电机的两轮车
CN201975870U (zh) 铁氧体三相永磁电机
CN105914981B (zh) 一种电动车混合励磁轮毂电机
CN103141009B (zh) 具有双励磁转子的同步旋转电机
CN107482848A (zh) 电动车用带制动盘的轮毂电机
CN103404002B (zh) 电机
CN1299925C (zh) 一种电动车的驱动轮毂
CN108768018A (zh) 一种用于新能源汽车的无刷轮毂电机
CN201041960Y (zh) 双凸极永磁轮毂电机
CN107846126A (zh) 电动汽车直驱轮毂电机
TWI525964B (zh) 同步型驅動馬達及驅動單元
CN105580252A (zh) 用于制造电机的组合件系统和方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150812

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication