CN107171488A - 热增强轮毂马达 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了热增强轮毂马达。涉及具有增强的热特性的轮毂马达的装置和方法可以包括具有定子的轮毂马达，该定子包括钢和中心轴(例如，芯轴和轴杆)，该中心轴包括具有大体上比定子(例如，铝)的热导率高的热导率的材料。热可以从定子穿过马达的轴传递至外部散热器。热增强轮毂马达的制造可以包括涉及中心芯轴和轴杆的挤压成形和/或低温配合方法。

Description

热增强轮毂马达
交叉引用
为了所有目的下面的相关申请和材料以其整体并入本文：美国专利第9,101,817号，以及美国专利申请第14/934,024号。
领域
本公开涉及用于增强适合于在自稳定电动交通工具中使用的轮毂马达的热特性的系统和方法。
引言
电马达是普遍存在的，可以从家用电器和玩具到高性能汽车的每件事物中发现。这些马达有各种形式和种类。磁轮毂马达包括驱动电流施加至其的中心静止定子，和围绕该定子旋转的外部转子。这些马达对于驱动风扇、交通工具的轮以及类似物是有用的。然而，部分地由于定子通常是封闭的，所以这些马达具有经历热积聚的可能性。在定子中的该热积聚意味着不能利用马达的全部能力。例如，能够实现数千瓦的已知的轮毂马达可能具有被限于大约500瓦至1000瓦的功率输出。因此利用这些马达的交通工具和其它设备也受到限制。
概述
本文公开的涉及热增强轮毂马达(thermally enhanced hub motor)的装置和方法通过改善的轴的几何形状、材料，和/或制造工艺克服了上面描述的问题。益处可以包括延长马达的性能极限(performance envelope)、减少马达的重量、降低操作温度、增加功率输出，和/或延长马达的寿命。相应的益处适用于由这些马达驱动的交通工具或其它设备。
因此，本公开提供涉及热增强轮毂马达的系统、装置以及方法。在一些实施方案中，电动交通工具可以包括板，该板包括支撑第一平台部分和第二平台部分的框架，每个平台部分构造成接纳大致定向为与板的行进方向垂直的骑行者的左脚或右脚；轮组件，其包括布置在第一平台部分与第二平台部分之间并在第一平台部分与第二平台部分之上延伸的可旋转的接触地面的元件；轮毂马达，其构造成使接触地面的元件旋转以推动该电动交通工具，该轮毂马达包括转子；定子，其布置在转子内；马达外壳，其容纳转子和定子；以及轴，其从定子延伸穿过马达外壳，该轴联接至板的框架；其中，轴包括铝。
在一些实施方案中，电动交通工具可以包括板，该板包括支撑第一平台部分和第二平台部分的框架，每个平台部分构造成接纳大致定向为与板的行进方向垂直的骑行者的左脚或右脚；轮组件，其包括布置在第一平台部分与第二平台部分之间并在第一平台部分与第二平台部分之上延伸的可旋转的接触地面的元件；轮毂马达，其构造成使接触地面的元件旋转以推动该电动交通工具，该轮毂马达包括转子、定子和轴部分(axle portion)，该定子同心地布置在转子内，使得转子构造成围绕定子旋转，该轴部分联接至板的框架，该轴部分具有从同心地固定在定子内的芯轴(mandrel)轴向地延伸的中心轴杆(centralshaft)，该芯轴的外表面与定子直接接触；其中，该中心轴杆和芯轴一起形成单元，该单元由具有大体上比定子高的热导率的单一的材料组成。
在一些实施方案中，电动交通工具可以包括板，该板包括支撑第一平台部分和第二平台部分的框架，每个平台部分构造成接纳大致定向为与板的行进方向垂直的骑行者的左脚或右脚；轮组件，其包括布置在第一平台部分与第二平台部分之间并在第一平台部分与第二平台部分之上延伸的可旋转的接触地面的元件；轮毂马达，其构造成使接触地面的元件旋转以推动该电动交通工具，该轮毂马达包括同心地布置在接触地面的元件内的定子，和具有从同心地固定在定子内的芯轴轴向地延伸的中心轴杆的轴部分，该芯轴的外表面与定子直接接触，该中心轴杆和芯轴包括铝；其中，轮毂马达的轴部分与板的框架热连通。
在本公开的各种实施方案中可以独立地实现特征、功能以及优点，或可以在还有的其它实施方案中组合特征、功能以及优点，参考下面的描述和附图可以看出该特征、功能以及优点的另外的细节。
附图简述
图1是具有热增强轮毂马达的说明性的电动交通工具的等轴侧视图。
图2是适合于在图1的电动交通工具以及其它应用中使用的说明性的轮毂马达的等轴侧视图。
图3描绘图2的轮毂马达，其中移除了端部钟状物部分(end bell portion)和马达绕组以示出各种马达部件。
图4是图3的轮毂马达的端视图。
图5是说明性的轴部分，其适合于在轮毂马达，例如在2-4中示出的轮毂马达中使用。
图6是联接至一对说明性的框架构件的图4的轴部分的等轴侧视图。
图7是图5的轴部分和框架构件的平面图。
图8是通过说明性的制造工艺中的中间步骤生产的所挤压成形的长形构件的等轴侧视图。
图9是图8的长形构件的端部正视图。
图10示出了在具有钢轴的现有技术中的已知的轮毂马达中的热的热模拟的说明性结果。
图11示出了在根据本公开的方面的增强的轮毂马达中的热的热模拟的说明性结果。
图12是描绘了用于制造电轮毂马达的说明性的方法中的步骤的流程图。
图13是描绘了用于减少轮毂马达中的热的说明性的方法中的步骤的流程图。
描述
在下面描述了并且在相关的附图中图示了具有高热导率的中心轴的电轮毂马达和利用这样的轮毂马达的交通工具以及相关的方法的各方面和示例。除非另有注明，否则包括热增强轮毂马达的交通工具和/或该交通工具的各种部件可以但并非必需包含本文中所描述的、示出的和/或所并入的结构、部件、功能和/或变型中的至少一个。另外，除非明确排除，否则本文结合本教导描述、图示、和/或并入的工艺步骤、结构、部件、功能、和/或变型可以包括在其它类似的设备和方法中，该其它类似的设备和方法包括在所公开的实施方案之间的可互换的设备和方法。各种示例的以下描述本质上仅仅是说明性的，而绝非意图限制本公开、本公开的应用或用途。另外，下面描述的由示例和实施方案提供的优点在本质上是说明性的，且并不是所有的示例和实施方案提供相同的优点或相同程度的优点。
定义
材料的“热导率”指量化材料传导热的能力的特性。热导率在本文可以缩写为k，且通常以瓦每米每开尔文(W/(mK))的单位测量。热传递穿过具有较低的k的材料以较低的速率发生，且穿过具有较高的k的材料以较高的速率发生。在金属中，热导率可以随温度变化。因此，不同的材料之间的比较应当在大体上相同的温度或温度范围的背景下来理解。
综述
通常，热增强轮毂马达可以包括相对于马达的定子的k的高k中心轴，其中，轴的芯轴过盈配合到定子。轴的芯轴和轴杆具有大体上比定子的热导率高的热导率，使得热将会从定子穿过芯轴和轴杆传递。该热然后可以传递至在马达的外部的散热器。
轮毂马达的定子主体通常包括多个钢叠片。根据本教导的中心轴可以由铝或镁合金构成，因此具有大体上比叠片堆层的热导率高的热导率。外部散热器可以包括铝合金或其它合适的材料，且可以包括装置的马达安装至其的一部分(例如，框架)。因此，来自定子的热将容易地从定子穿过中心轴的芯轴和轴杆流动到散热器，从而冷却定子并促进改善的马达性能特征。
例如，具有热增强轮毂马达的交通工具或其它的装置可以包括马达直接地或间接地联接至其的框架。如在轮毂马达中是典型的，电马达包括转子和同心地布置在转子内的定子，使得该转子构造成围绕定子旋转。在一些示例中，轮胎或其它接触地面的元件联接至转子，以允许马达驱使该交通工具跨过支撑表面。
轮毂马达可以包括联接至交通工具的框架的轴部分。轴部分的中心轴杆可以从同心地固定在定子内的较大的芯轴轴向地延伸。该芯轴的外表面可以直接接触定子以促进在芯轴的外表面与定子之间的热传递。中心轴杆和芯轴可以是整体的。换言之，该轴杆和芯轴可以形成由单一材料制成的单元。下面描述的芯轴大致是圆柱形的。然而，芯轴的外部形状可以具有其它的形状(例如，八边形或六边形棱柱)，具有键接合(例如，齿形的(castellated))的表面，和/或类似物，或这些的任何的组合。回旋状的(convoluted)或成形的芯轴表面可以有助于对齐，或有助于增加芯轴和定子的相应的内表面之间的接触表面区域，从而改变热传递和/或扭矩传递特性。
示例、部件以及替代物
以下部分描述了示例性热增强轮毂马达以及相关的装置、系统以及方法的选定的方面。这些部分中的示例旨在说明且不应该理解为限制本公开的整个范围。每个部分可以包括一个或多个独特的发明，和/或上下文的或相关的信息、功能，和/或结构。
具有热增强轮毂马达的说明性的交通工具
如图1-5中所示，本部分描述具有热增强轮毂马达的说明性的交通工具10。
交通工具10是独轮式、自稳定的滑板，其大体上类似于在美国专利第9,101,817号('817专利)中描述的电动交通工具，为了所有的目的该美国专利的整体据此并入本文。因此，交通工具10包括具有框架14的板12，框架14支撑第一平台部分16和第二平台部分18。每个平台部分16、18构造成接纳大致定向为垂直于板的行进方向的骑行者的左脚或右脚，所述行进方向总体上以20表示。
交通工具10还包括轮组件22。轮组件22包括可旋转的接触地面的元件24(例如，轮胎、轮，或连续的轨道)和轮毂马达26，该可旋转的接触地面的元件24布置在第一平台部分16和第二平台部分18之间并在第一平台部分16和第二平台部分18之上延伸，该轮毂马达26构造成使接触地面的元件24旋转以驱动该交通工具。如图1中所示，交通工具10可以恰好包括一个接触地面的元件。
框架14可以包括任何合适的结构，该合适的结构构造成刚性地支撑平台部分并联接至轮组件的轴，使得骑行者的重量可以支撑在可倾斜的板12上，该可倾斜的板12具有在轮组件轴处的支轴。框架14可以包括一个或多个框架构件28，平台部分16和18可以安装在该一个或多个框架构件上，且该一个或多个框架构件还可以支撑交通工具的另外的元件和特征，例如，充电端口30，和端部保险杠32、34，以及照明组件、电池以及电系统、电子元件、控制器，和类似物(未示出)。
平台部分16和18可以包括构造成支撑骑行者的脚的任何合适的结构，例如，防滑表面、以及例如骑行者检测系统的交通工具控制特征，和类似物。在'817专利中以及在美国专利申请第14/934,024号中描述了包括合适的骑行者检测系统的说明性的平台部分，为了所有的目的该美国专利申请第14/934,024号的整体据此包括在本文中。
如图1中所示，轮毂马达26的轴部分38的轴杆36联接至框架14。轴杆36联接至框架14使得轮毂马达的轴部分与板的框架热连通。例如，该轴杆可以直接附接至框架14(见下面图6-7的描述)，或该轴杆可以通过连接或安装块40(也称为轮安装件)联接至框架。轴杆36可以螺栓连接至或以其它方式固定至安装块40，该安装块40进而可以螺栓连接至或固定至框架14(例如，通过螺栓42、44)。通孔46可以设置在框架14中，以用于接近轴杆36至块40的连接器。将轴杆36联接至框架14有助于将框架14用作散热器。
转向图2-4，轮毂马达26被示出为与交通工具10的其余部分分离。轮毂马达26适合于在任何数量的交通工具或其它装置中使用，且轮毂马达26并不限于本上下文中的示例。轮毂马达26是无刷的、直接驱动式电马达，且轮毂马达26可以使用任何合适的电控制器和布线来操作。例如，当在交通工具10中使用时，相导线(未示出)可以将马达的一个或多个电线圈与交通工具10的一个或多个其它电部件，例如功率级、马达控制器、电池，和类似物(未示出)电连接。该一个或多个电部件可基于骑行者的输入驱动轮毂马达26，以推进交通工具10并且主动地使交通工具10平衡。例如，该一个或多个电部件可构造成感测板12围绕俯仰轴的倾斜，并且驱动轮毂马达26以使元件24在围绕俯仰轴的类似方向上旋转。
轮毂马达26具有外部马达外壳48，该外部马达外壳48包括螺栓连接至中心圆柱形部分54的一对端部钟状物50和52。轴杆36从马达26的定子56延伸穿过外壳48，且该外壳通过一个或多个轴承58支撑在轴杆上。除了形成用于马达26的外部壳体和用于接触地面的元件24的安装表面，外壳48的圆柱形部分54是轮毂马达26的转子60的外壁。因此，当马达运行时，圆柱形部分54和外壳48作为整体构造成围绕定子56旋转。
转子60是大致圆柱形结构，其具有围绕内壁64固定地布置的多个磁体62。磁体62可以是永磁体，且可以是大致矩形的，该磁体的长轴沿转子的长度延伸。转子60可以构造成围绕定子56旋转，在该两个结构之间留下气隙66。
定子56是大致圆柱形结构，其具有在其间形成狭槽的多个突出部(projection)68(还称为齿)。突出部68构造成保持电绕组或线圈(未示出)。激励线圈建立旋转磁场，该旋转磁场在磁体62上施加力，从而旋转转子。定子56包括金属(通常为钢)片材或层叠在一起的叠片70，其最外部在图4中可见。这些叠片通常包括所谓的电工钢或硅钢，且这些叠片共同称为叠片堆层。电工钢和叠片拓扑功能用于产生磁性地可穿过的结构，同时减小由中断感应涡流导致的磁芯损耗。然而，该钢结构具有低的热导率，且倾向于保持热，特别是当被包围在马达外壳48中时。
轴部分38以过盈配合的形式同心地布置在定子56内。轴部分38包括芯轴部分72和轴杆36，该芯轴部分72的外表面74直接接触定子。继续参考图2-4，图5是与轮毂马达26的其余部分分离开的轴部分38的芯轴和轴杆的等轴侧视图。如图3-5中所示，芯轴部分72可以具有比轴部分的轴杆大的直径。轴杆36是从芯轴部分72轴向地延伸的中心轴杆，该芯轴部分同心地固定在定子内。中心轴杆和芯轴一起形成单元，该单元可以包括具有比定子的热导率大体上高的热导率的单一材料。在一些示例中，该单元由铝制成，或由单一的铝合金制成。在一些示例中，该单元由镁制成，或由单一的镁合金制成。
例如，铝具有比定子56的钢的热导率显著更高的热导率，铝的热导率大约为205W/(mK)，然而钢的热导率通常小于100W/(mK)。类似地，镁具有大约156W/(mK)的热导率。在一些例子中，定子的热导率小于约100W/(mK)，且由中心轴杆和芯轴形成的单元的热导率大于约125W/(mK)(例如，大于约150W/(mK))。
芯轴部分72具有两个相对的端部部分76、78，且中心轴杆36从芯轴的两个端部部分轴向地延伸。在一些示例中，轴杆36可以仅从端部部分中的一个延伸，例如当轮毂马达侧向安装至支撑结构，从而留下一侧是自由的时。
芯轴部分72通过多个径向连接器76(还称为连接构件)连接至轴杆36，该多个径向连接器延伸芯轴部分72的长度并在其间形成多个纵向腔78。径向连接器76可以与芯轴部分和中心轴杆是整体的，且径向连接器76可以由相同的材料(例如，铝合金)制成。尽管轴部分38在附图中示出为具有五个这样的径向连接器76，但是可以使用更多或更少的径向连接器。在一些示例中，芯轴部分72可以与轴杆36是径向连续的，形成不具有任何腔78的实心结构。
轴杆36可以包括可以是有螺纹的一个或多个端部孔口80、端部倒角82、一个或多个阶梯状接合部(stepped abutment)84，和/或横向凹部86。端部孔口80和/或倒角82可以用于促进轴杆36附接至例如安装块40或框架14的安装结构(见下面关于图6-7的另外的讨论)。接合部84可以包括在轴杆36的直径上的微小的阶梯状变化，且该接合部84可以用于正确地定位并接合例如轴承58的一个或多个轴承。最后，横向凹部86可以充当用于一个或多个电部件的安装表面和/或用于电布线(当安装在轮毂马达26中时)的通道(through-way)。
说明性的框架安装
如图6-7中所示，本部分描述了在轮毂马达26和框架或其它安装表面之间的可选的联接。轮毂马达的轴部分在图6和图7中示出，该轮毂马达的轴部分与上面描述的轴部分38大体上相同。因此，图6和图7中的轴部分将称为轴部分38'，其中带撇的参考编号用于对应于轴部分38中的那些的该轴部分的组成元件。下面未直接描述的轴部分38'的特征和组成元件应理解为大体上和上面描述的一样。
轴部分38'可以包括端部螺栓88、90，其用于将轮毂马达的轴杆36'直接联接至框架或其它安装支撑结构。在图6和图7中示出的示例中，轴部分38'附接至一对框架构件92和94。框架构件92和94可以包括形成更大的装置的一部分(或附接至)的任何合适的支撑结构，从而提供用于通过轴部分38'传导的热的散热器。框架构件92和94可以包括与轴部分38'的材料相同的材料，例如铝或镁合金，以进一步增强热传递。
如在图6和图7中描绘的，框架构件92和94各自具有开口96、98，该开口96、98具有构造成接纳轴杆36'的对应的倒角端部的成角度的壁100。螺栓88和90用于将轴杆对应的端部引导至开口中。在该示例中，开口96和98的深度使得倒角82'在该轴杆的端部抵靠框架构件到达最低点之前将紧靠成角度的壁100。换言之，间隙102存在于轴杆的端部和框架构件的内壁之间。因此，端部螺栓的拧紧导致轴杆更牢固地楔入至开口中。倒角82'和成角度的壁100构造成使得当轴杆36'固定至框架构件92和94时，轴部分和轮毂马达的定子相对于该装置的其余部分适当地定向并维持在适当的定向中。
说明性的中间的制造物品
如图8-9中所示，本部分描述适合于在用于热增强轮毂马达的芯轴和轴的轴杆的制造中使用的中间的制造物品。
图8是具有外表面202、长轴线204以及外径206的长形圆柱体200的等轴侧视图。图9是圆柱体200的端部正视图，图9示出圆柱体200的各种尺寸。如下面描述的，圆柱体200可以以图8中示出的形式作为单件被挤压成形，且圆柱体200可以包括铝或镁。在一些示例中，圆柱体200由铝合金或镁合金制成。
圆柱体200包括外管208，外管208具有内径210，包围并连接至内轴杆212。至少一个纵向腔或间隙214形成在外管和内轴杆之间。外管208通过多个径向构件216(还称为径向连接器或辐条)连接至内轴杆212。内轴杆212具有外径218，外径218比外径206和内径210小。内轴杆212是中空的，其具有纵向的轴向孔口220。
返回参考图5的轴部分38，可以理解的是，圆柱体200具有与芯轴部分72相同的结构形式。类似地，可以理解的是，圆柱体200的所挤压成形的外形可以被机械加工以移除外管208和径向构件216的一部分以产生轴杆36。因此，所挤压成形的圆柱体200可以是轴部分38制造中的中间物品，或类似物。
热模拟结果
如图10-11中所示，本部分描述当与根据本教导的热增强轮毂马达对比时，具有钢轴的标准构造的轮毂马达中的热效应的模拟结果。还描述了另外的特征和益处。
假定现有技术马达300(见图10)和热增强轮毂马达400(见图11)中的每一个中的总输出为500瓦(W)来进行该模拟。马达300包括具有磁体304的转子302和具有中心钢轴308的钢定子306。马达400包括具有磁体404的转子402，和具有包括大体上如上面描述的芯轴和轴杆的铝合金轴部分408的钢定子406。
该500W在每个马达中的27个线圈/绕组中均分，使得相应的定子的每个突出部具有所施加的18.5W。环境温度假定为25℃，且稳态均衡条件被模拟。
如在图10和图11中以及下面的表1中所示的，发现两个马达的热性能之间存在显著的不同。在标准轮毂马达300中的平均定子温度是大约64℃，然而在热增强马达400中的平均定子温度是大约55.6℃。此外，由于更薄的壁和铝构造，定子306中的温度范围比定子406中的温度范围宽得多。如图10和图11中所示，标准马达中的温度范围是约2℃，然而增强马达400以小于1摄氏度的一半变化。相比于磁体304，热增强马达400还经历了磁体404的减小的平均温度。
另外的益处存在于热增强轮毂马达中。相比于将用于相同的应用的标准轮毂马达，轮毂马达400适合在例如交通工具10的交通工具中使用，且轮毂马达400具有大体上减小的定子、轴以及组合的质量。见表1。
表1
马达300:标准钢轴 马达400:铝合金芯轴
平均定子温度(℃) 64 55.6
平均磁体温度(℃) 48 43.1
定子质量(g) 2627 1888
轴质量(g) 545 296
总质量(kg) 3.17 2.18
说明性的制造方法
本部分描述了用于制造轮毂马达的说明性的方法的步骤；见图12。上面描述的交通工具、轮毂马达，和/或中间的制造物品的方面可以在下面描述的方法步骤中使用。在适当的情况下，可以参考可用于执行每个步骤的先前所描述的部件和系统。这些参考是为了说明，且并不旨在限制执行该方法中的任何具体的步骤的可能的方式。
图12是示出了在说明性的方法中执行的步骤的流程图，并且可以不陈述完整的过程或该方法中的所有步骤。图12描绘总体上以500表示的方法的多个步骤，该方法可以结合根据本公开的方面的热增强轮毂马达来执行。虽然在下面描述了并且在图12中描绘了方法500的各种步骤，但这些步骤没有必要全部执行，并且在一些情况下可以按与所示顺序不同的顺序来执行。
方法500的步骤502包括由相对高k的材料，例如铝合金或镁合金挤压成形长形构件。该长形构件可以是圆柱形的，且该长形构件可以包括外表面、长轴线以及第一外径。图8的圆柱体200是可以从步骤502产生的长形构件的示例。因此，所挤压成形的构件可以包括包围内轴杆并连接至内轴杆的外管，使得至少一个纵向腔或间隙形成在外管和内轴杆之间。该外管可以通过多个径向构件连接至内轴杆，该多个径向构件还可以称为连接器、连接构件、翅片，或辐条。
例如，与铸造方法相比，该长形构件的挤压成形允许以其它方式利用不可行的铝合金或镁合金。这些合金可能具有较高的热导率。该挤压成形工艺还导致金属中的更均匀的晶粒结构，其进一步增强材料的热传递能力。
方法500的步骤504包括加工所挤压成形的构件的第一端部部分以产生从该长形构件的其余未加工部分同轴延伸的轴杆。该轴杆可以具有比第一外径小的第二外径。步骤504可以包括另外的机械加工、铣削、车削，和/或类似的，且步骤504可以产生例如在图5中示出的整体式芯轴和轴杆的物品。
方法500的步骤506包括将该长形构件插入至电马达的定子部分中的相应的中心开口中。该长形构件被插入，使得该长形构件以同心过盈配合的方式联接至定子部分。如在图3的示例中示出的，当插入时，该轴杆延伸超出该定子部分。
在一些示例中，步骤506可以包括通过将长形构件按压到定子的开口中将该长形构件(例如，芯轴)插入至定子中。在一些示例中，步骤506可以替代地包括压缩冷缩配合，该压缩冷缩配合还称为低温配合。在压缩冷缩配合的示例中，该长形构件在插入至定子的开口中之前可以使用冷冻剂(例如，液态氮)冷却。对该长形构件冷却使其微小地收缩，从而产生缩小的外径。在插入之后，该成形构件随后恢复至环境温度导致该长形构件扩大至其原始尺寸。定子开口的内径构造成使得该长形构件的朝外/横向扩大引起该两个部件之间的紧过盈配合。该方法可以优选地为过压配合，由于其引起更少的磨损、划痕，以及对部件的匹配表面的损害，从而产生更好的热传递。
方法500的可以是任选的步骤508可以包括将连接的定子部分和长形构件安装至电马达中。步骤508可以包括将定子组件同心地插入至马达的外部转子内。步骤508可以包括将转子和定子封闭在马达外壳中，使得长形构件的轴杆(多个轴杆)穿过马达外壳突出。
说明性的热减少方法
本部分描述用于减少轮毂马达中的热的说明性的方法的步骤；见图13。上面描述的交通工具、轮毂马达，和/或中间的制造物品的方面可以在下面描述的方法步骤中使用。在适当的情况下，可以参考可用于执行每个步骤的先前描述的部件和系统。这些参考是为了说明，且并不旨在限制执行该方法中的任何具体的步骤的可能的方式。
图13是示出在说明性的方法中执行的步骤的流程图，且可以不陈述完整的过程或该方法中的所有步骤。图13描绘总体上以600表示的方法的多个步骤，该方法可以结合根据本公开的方面的热增强轮毂马达来执行。虽然在下面描述了并且在图13中描绘了方法600的各种步骤，但这些步骤没有必要全部执行，并且在一些情况下可以按与所示顺序不同的顺序来执行。
方法600的步骤602包括运行轮毂马达，使得外部转子围绕轮毂马达的内部定子旋转，从而在定子中产生热。该轮毂马达联接至设备，该设备可以包括例如上面描述的交通工具10的交通工具。在一些示例中，轮毂马达可以构造成使交通工具的轮旋转。
方法600的步骤604包括将热的至少一部分从定子传递至马达外部的散热器。这通过将热经由马达的轴从定子传导至散热器来实现。该轴具有大体上比定子的热导率高的热导率，且该散热器包括该设备的轮毂马达安装至其的一部分。例如，轴可以包括铝或铝合金，同时定子包括钢，例如具有低得多的热导率(k)的电工钢。
可以是设备或交通工具的一部分的散热器可以包括具有大体上类似于轴的k的k的材料。例如，该设备的该部分可以充当散热器，且该设备的该部分可以包括铝(例如，铝合金)。该散热器可以提供显著的体积和/或面积，用于消散通过轴传递至其的热。
说明性示例、特征、组合
本部分描述热增强轮毂马达的另外的方面和特征，以及相关的方法，以一系列段落呈现，但没有限制，为了清楚和效率，其中的一些或全部可以由字母数字表示。这些段落中的每个段落可以以任何合适的方式与一个或多个其它段落结合，和/或与本申请中其它部分的公开内容结合，包括通过引用并入到交叉引用中的材料。以下段落中的一些明确引用并且进一步限制其他段落，从而提供合适组合中的一些的示例而没有限制。
A0.一种电动交通工具，包括：
板，其包括支撑第一平台部分和第二平台部分的框架，每个平台部分构造成接纳大致定向为垂直于该板的行进方向的骑行者的左脚或右脚；
轮组件，其包括布置在第一平台部分和第二平台部分之间并在第一平台部分与第二平台部分之上延伸的可旋转的接触地面的元件；
轮毂马达，其构造成使接触地面的元件旋转以推动电动交通工具，轮毂马达包括：
转子；
定子，其布置在转子内；
马达外壳，其容纳转子和定子；和
轴，其从定子延伸穿过马达外壳，该轴联接至板的框架；
其中，该轴包括铝。
A1.根据A0所述的交通工具，其中，轴从转子的相对侧面延伸。
A2.根据段落A0至A1中的任一个所述的交通工具，其中，框架包括铝。
A3.根据段落A0至A2中的任一个所述的交通工具，其中，轴包括铝合金。
A4.根据段落A0至A3中的任一个所述的交通工具，其中，定子包括钢。
A5.根据段落A0至A4中的任一个所述的交通工具，其中，轴以过盈配合的方式同心地布置在定子内。
A6.根据A5所述的交通工具，其中，轴包括芯轴部分和轴杆部分，芯轴部分具有比轴杆部分大的直径并直接接触定子。
B0.一种电动交通工具，包括：
板，其包括支撑第一平台部分和第二平台部分的框架，每个平台部分构造成接纳大致定向为垂直于板的行进方向的骑行者的左脚或右脚；
轮组件，其包括布置在第一平台部分和第二平台部分之间并在第一平台部分与第二平台部分之上延伸的可旋转的接触地面的元件；
轮毂马达，其构造成使接触地面的元件旋转以推动电动交通工具，轮毂马达包括：
转子；
定子，其同心地布置在转子内，使得转子构造成围绕定子旋转，和
轴部分，其联接至板的框架，轴部分具有从同心地固定在定子内的芯轴轴向地延伸的中心轴杆，芯轴的外表面直接接触定子；
其中，中心轴杆和芯轴一起形成单元，该单元由具有大体上比定子高的热导率的单一材料组成。
B1.根据B0所述的交通工具，其中，定子包括钢，并且由中心轴杆和芯轴形成的单元包括铝合金。
B2.根据段落B0至B1中的任一个所述的交通工具，其中，芯轴通过与芯轴和中心轴杆成整体的多个径向连接构件连接至中心轴杆。
B3.根据段落B0至B2中的任一个所述的交通工具，其中，芯轴是圆柱形的。
B4.根据段落B0至B3中的任一个所述的交通工具，其中，轴部分还包括安装块，中心轴杆通过安装块连接至框架。
B5.根据段落B0至B4中的任一个所述的交通工具，其中，中心轴杆直接接触框架。
B6.根据段落B0至B5中的任一个所述的交通工具，其中，框架包括与由中心轴杆和芯轴形成的单元相同的材料。
B7.根据段落B0至B6中的任一个所述的交通工具，其中，芯轴具有两个相对的端部部分，且中心轴杆从芯轴的两个端部部分轴向地延伸。
B8.根据段落B0至B7中的任一个所述的交通工具，其中，定子的热导率小于约100瓦每米每开尔文(W/mK)，且由中心轴杆和芯轴形成的单元的热导率大于约150W/mK。
C0.一种电动交通工具，包括：
板，其包括支撑第一平台部分和第二平台部分的框架，每个平台部分构造成接纳大致定向为垂直于板的行进方向的骑行者的左脚或右脚；
轮组件，其包括布置在第一平台部分和第二平台部分之间并在第一平台部分与第二平台部分之上延伸的可旋转的接触地面的元件；
轮毂马达，其构造成使接触地面的元件旋转以推动电动交通工具，轮毂马达包括：
定子，其同心地布置在接触地面的元件内，和
轴部分，其具有从同心地固定在定子内的芯轴轴向地延伸的中心轴杆，芯轴的外表面直接接触定子，中心轴杆与芯轴包括铝；
其中，轮毂马达的轴部分与板的框架热连通。
C1.根据C0所述的交通工具，其中，中心轴杆和芯轴包括铝合金。
C2.根据段落C0至C1中的任一个所述的交通工具，其中，板的框架包括铝。
C3.根据段落C0至C2中的任一个所述的交通工具，其中，芯轴具有比中心轴杆大的外径。
C4.根据C3所述的交通工具，其中，芯轴是圆柱形的。
C5.根据段落C0至C4中的任一个所述的交通工具，其中，芯轴通过多个径向连接器连接至中心轴杆，形成在芯轴与中心轴杆之间的多个纵向腔。
C6.根据段落C0至C5中的任一个所述的交通工具，其中，轮毂马达的轴部分直接联接至板的框架。
C7.根据段落C0至C6中的任一个所述的交通工具，其中，轮毂马达的轴部分还包括连接块，且中心轴杆通过该连接块联接至板的框架。
D0.一种用于减少轮毂马达中的热的方法，该方法包括：
运行轮毂马达，使得外部转子围绕轮毂马达的内部定子旋转，从而在定子中产生热；和
通过将热经由马达的轴从定子传导至散热器，将热的至少一部分从定子传递至马达外部的散热器，该轴具有比定子大体上高的热导率；
其中，散热器包括设备的轮毂马达安装至其的一部分。
D1.根据D0所述的方法，其中，定子包括钢且轴包括铝。
D2.根据D1所述的方法，其中，该设备的该部分包括铝。
D3.根据段落D0至D2中的任一个所述的方法，其中，该设备是交通工具，且轮毂马达构造成使交通工具的轮旋转。
E0.一种制造电轮毂马达的方法，该方法包括：
挤压成形具有外表面、轴线以及第一外径的长形构件，该长形构件包括铝；
加工所挤压成形的构件的第一端部部分以产生从长形构件的其余未加工部分同轴地延伸的轴杆，轴杆具有小于第一外径的第二外径；和
将长形构件插入至电马达的定子部分中的相应的中心开口中，使得长形构件以同心的过盈配合的方式联接至定子部分，并且轴杆延伸超出定子部分。
E1.根据E0所述的方法，还包括将定子部分和长形构件安装至电马达中。
E2.根据段落E0至E1中的任一个所述的方法，其中，将长形构件插入至定子部分中包括压缩冷缩配合。
E3.根据E2所述的方法，其中，使用冷冻剂来冷却长形构件。
E4.根据E3所述的方法，其中，冷冻剂包括液态氮。
E5.根据段落E0至E4中的任一个所述的方法，其中，长形构件是圆柱形的。
E6.根据段落E0至E5中的任一个所述的方法，其中，长形构件包括包围内轴杆并连接至内轴杆的外管，使得至少一个纵向间隙形成在外管和内轴杆之间。
E7.根据E6所述的方法，其中，外管通过多个径向构件连接至内轴杆。
F0.一种电轮毂马达，包括：
转子；
定子，其布置在转子内；
马达外壳，其容纳转子和定子；和
轴，其从定子延伸穿过马达外壳；
其中，轴包括铝。
F1.根据F0所述的马达，其中，轴从转子的相对侧面延伸。
F2.根据段落F0至F1中的任一个所述的马达，其中，马达通过轴联接至装置的框架构件。
F3.根据F2所述的马达，其中，框架构件包括铝。
F4.根据段落F0至F3中的任一个所述的马达，其中，轴包括铝合金。
F5.根据段落F0至F4中的任一个所述的马达，其中，定子包括钢。
F6.根据段落F0至F5中的任一个所述的马达，其中，轴以过盈配合的方式同心地布置在定子内。
F6.根据F5所述的马达，其中，轴包括芯轴部分和轴杆部分，芯轴部分具有比轴杆部分大的直径并直接接触定子。
G0.一种装置，包括：
框架部分；和
电马达，其包括：
转子；
定子，其同心地布置在转子内，使得转子构造成围绕定子旋转，和
轴部分，其联接至框架部分，轴部分具有从同心地固定在定子内的芯轴轴向地延伸的中心轴杆，芯轴的外表面直接接触定子；
其中，中心轴杆和芯轴一起形成单元，该单元由具有比定子大体上高的热导率的单一材料组成。
G1.根据G0所述的装置，其中，定子包括钢，并且由中心轴杆和芯轴形成的单元包括铝合金。
G2.根据段落G0至G1中的任一个所述的装置，其中，芯轴通过与芯轴和中心轴杆成整体的多个径向连接构件连接至中心轴杆。
G3.根据段落G0至G2中的任一个所述的装置，其中，芯轴是圆柱形的。
G4.根据段落G0至G3中的任一个所述的装置，其中，轴部分还包括安装块，中心轴杆通过安装块连接至框架部分。
G5.根据段落G0至G4中的任一个所述的装置，其中，中心轴杆直接接触框架部分。
G6.根据段落G0至G5中的任一个所述的装置，其中，框架部分包括与由中心轴杆和芯轴形成的单元相同的材料。
G7.根据段落G0至G6中的任一个所述的装置，其中，芯轴具有两个相对的端部部分，且中心轴杆从芯轴的两个端部部分轴向地延伸。
G8.根据段落G0至G7中的任一个所述的装置，其中，定子的热导率小于约100W/(mK)，且由中心轴杆和芯轴形成的单元的热导率大于约150W/(mK)。
结论
以上所阐述的公开内容可涵盖具有独立实用性的多个不同的示例。虽然这些示例中的每一个都以其优选形式公开，但是如在本文所公开和图示的具体实施方案不应在限制的意义上来理解，因为许多变化是可能的。就各部分标题在本公开中使用来说，这样的标题仅用于组织目的。本发明(多个发明)的主题包括本文所公开的各种元件、特征、功能和/或特性的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。以下权利要求特别指出被视为新颖和非显而易见的某些组合和子组合。特征、功能、要素和/或特性的其它组合和子组合可以在要求本申请或相关申请的优先权的申请中来要求保护。无论在范围上比原始权利要求更宽、更窄、相等或不同，这样的权利要求也视为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种电动交通工具，包括：
板，其包括支撑第一平台部分和第二平台部分的框架，每个平台部分构造成接纳大致定向为垂直于所述板的行进方向的骑行者的左脚或右脚；
轮组件，其包括布置在所述第一平台部分和所述第二平台部分之间并且在所述第一平台部分与所述第二平台部分之上延伸的可旋转的接触地面的元件；
轮毂马达，其构造成旋转所述接触地面的元件以推动所述电动交通工具，所述轮毂马达包括：
转子；
定子，其布置在所述转子内；
马达外壳，其容纳所述转子和所述定子；和
轴，其从所述定子延伸穿过所述马达外壳，所述轴联接至所述板的所述框架；
其中，所述轴包括铝。
2.根据权利要求1所述的交通工具，其中，所述轴从所述转子的相对侧面延伸。
3.根据权利要求1所述的交通工具，其中，所述框架包括铝。
4.根据权利要求1所述的交通工具，其中，所述轴包括铝合金。
5.根据权利要求1所述的交通工具，其中，所述轴以过盈配合的方式同心地布置在所述定子内。
6.根据权利要求5所述的交通工具，其中，所述轴包括芯轴部分和轴杆部分，所述芯轴部分直接接触所述定子并且具有比所述轴杆部分大的直径。
7.一种电动交通工具，包括：
板，其包括支撑第一平台部分和第二平台部分的框架，每个平台部分构造成接纳大致定向为垂直于所述板的行进方向的骑行者的左脚或右脚；
轮组件，其包括布置在所述第一平台部分和所述第二平台部分之间并且在所述第一平台部分与所述第二平台部分之上延伸的可旋转的接触地面的元件；
轮毂马达，其构造成旋转所述接触地面的元件以推动所述电动交通工具，所述轮毂马达包括：
转子；
定子，其同心地布置在所述转子内，使得所述转子构造成围绕所述定子旋转，和
轴部分，其联接至所述板的所述框架，所述轴部分具有中心轴杆，所述中心轴杆从同心地固定在所述定子内的芯轴轴向地延伸，所述芯轴的外表面直接接触所述定子；
其中，所述中心轴杆和所述芯轴一起形成单元，所述单元由具有大体上比所述定子高的热导率的单一材料组成。
8.根据权利要求7所述的交通工具，其中，所述定子包括钢，并且由所述中心轴杆和所述芯轴形成的所述单元包括铝合金。
9.根据权利要求7所述的交通工具，其中，所述芯轴通过与所述芯轴和所述中心轴杆成整体的多个径向连接构件连接至所述中心轴杆。
10.根据权利要求7所述的交通工具，其中，所述芯轴是圆柱形的。
11.根据权利要求7所述的交通工具，其中，所述中心轴杆直接接触所述框架。
12.根据权利要求7所述的交通工具，其中，所述芯轴具有两个相对的端部部分，并且所述中心轴杆从所述芯轴的两个所述端部部分轴向地延伸。
13.一种电动交通工具，包括：
板，其包括支撑第一平台部分和第二平台部分的框架，每个平台部分构造成接纳大致定向为垂直于所述板的行进方向的骑行者的左脚或右脚；
轮组件，其包括布置在所述第一平台部分和所述第二平台部分之间并在所述第一平台部分与所述第二平台部分之上延伸的可旋转的接触地面的元件；
轮毂马达，其构造成使所述接触地面的元件旋转以推动所述电动交通工具，所述轮毂马达包括：
定子，其同心地布置在所述接触地面的元件内，和
轴部分，其具有从同心地固定在所述定子内的芯轴轴向地延伸的中心轴杆，所述芯轴的外表面直接接触所述定子，所述中心轴杆与所述芯轴包括铝；
其中，所述轮毂马达的所述轴部分与所述板的所述框架热连通。
14.根据权利要求13所述的交通工具，其中，所述中心轴杆和所述芯轴包括铝合金。
15.根据权利要求13所述的交通工具，其中，所述板的所述框架包括铝。
16.根据权利要求13所述的交通工具，其中，所述芯轴具有比所述中心轴杆大的外径。
17.根据权利要求16所述的交通工具，其中，所述芯轴是圆柱形的。
18.根据权利要求13所述的交通工具，其中，所述芯轴通过多个径向连接器连接至所述中心轴杆，在所述芯轴与所述中心轴杆之间形成多个纵向腔。
19.根据权利要求13所述的交通工具，其中，所述轮毂马达的所述轴部分直接联接至所述板的所述框架。
20.根据权利要求13所述的交通工具，其中，所述轮毂马达的所述轴部分还包括连接块，且所述中心轴杆通过所述连接块联接至所述板的所述框架。
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