CN108173401A - 轮边驱动桥用盘式电机及轮边驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种轮边驱动桥用盘式电机及轮边驱动系统，其中，轮边驱动桥用盘式电机包括壳体、两个转子盘组件、定子组件、法兰装置以及冷却通道系统，壳体包括设于内端的内端盖、外端的外端盖以及机壳，法兰装置设于机壳上，用于与轮边驱动系统中的齿轮箱相连，以将壳体的内端容置于齿轮箱的安装槽内，冷却通道系统包括设置在内端盖上的第一冷却通道、以及对应设置在机壳上的第二冷却通道。本发明提供的技术方案中，轮边驱动桥用盘式电机的显著优点在于转矩密度、功率密度较传统永磁电机大幅提高，如此可以缩小电机的体积和轴向尺寸,机壳和内端盖采用并联水路轴向连通，使得电机对外水路接口只有一进一出口，电机具有较好的冷却效果。

Description

轮边驱动桥用盘式电机及轮边驱动系统

技术领域

本发明涉及电动车技术领域，特别涉及一种轮边驱动桥用盘式电机及轮边驱动系统。

背景技术

当前电动车的动力结构布置仍延续传统汽车，只是将传统的发动机替换成电机系统，该布置结构不能充分发挥电机系统的体积小，可灵活布置等优势，电驱桥可省略大量传动部件，将电动机、变速器、传动轴、车桥等整合集成，具有自重轻、能量利用率高、方便布置等多项优点。

近年来，轮边电驱桥受到广泛的关注，对于高性能轮边电驱动系统而言，要求轮边驱动装置的轴向尺寸不能过长，否则可能会造成悬架与转向等机构的干涉；同时，要求车辆的簧下质量尽可能小，以提高汽车的加速，稳定性以及操控性。

对于轮边电驱桥而言，省略了传统车常用的变速箱，车速的提升主要靠电机的转速提升获得；当前的轮边电驱桥采用的电机主要是永磁同步电机和交流异步机，在满足大转矩、高转速的需求的前提下，缩小电机体积、尤其是缩短其轴向尺寸存在技术瓶颈。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种轮边驱动桥用盘式电机及盘式电机，旨在优化缩小现有轮边电驱用电机的体积，缩短电机的轴向尺寸。

为实现上述目的，本发明提出的轮边驱动桥用盘式电机，用于轮边驱动系统，所述轮边驱动桥用盘式电机的传动端为内端，非传动端为外端，所述轮边驱动桥用盘式电机包括：

壳体,包括设于内端的内端盖、外端的外端盖以及机壳，所述机壳呈沿内外向贯设有通腔的环形设置，所述内端盖和所述外端盖分别安装于所述壳体的内外两端；

两个转子盘组件，所述两个转子盘组件安装在所述壳体内；

定子组件，安装在所述壳体内且位于所述两个转子盘组件之间；

法兰装置，设于所述机壳上，用于与轮边驱动系统中的齿轮箱相连，以将所述壳体的内端容置于所述齿轮箱的安装槽内；以及，

冷却通道系统，包括设置在所述内端盖上的第一冷却通道、以及对应设置在所述机壳上的第二冷却通道。

优选地，所述冷却通道系统具有设于所述机壳上的通道进口和通道出口。

优选地，所述通道进口和所述通道出口相邻且呈并行设置。

优选地，所述内端盖分为两个半圆形板区，所述第一冷却通道包括分别分布在所述两个半圆形板区的两个冷却通道段，每一所述冷却通道段沿着相应所述半圆形板区的周向来回弯曲设置，所述两个冷却通道段的靠近所述内端盖中心的一端相连通，所述两个冷却通道段的另一端呈相邻设置，且对应连通所述通道进口和所述通道出口。

优选地，所述第二冷却通道沿着所述机壳的轴向来回弯曲设置。

优选地，所述定子组件的外周面与所述机壳之间填充有第一导热胶，所述第一导热胶用以将所述定子组件的热量传导至所述第二冷却通道。

优选地，所述机壳的周向延伸的环形凹槽，所述环形凹槽内填充有所述第一导热胶。

本发明还提出一种轮边驱动系统，包括：

轮边驱动桥用盘式电机，所述轮边驱动桥用盘式电机的传动端为内端，非传动端为外端，所述轮边驱动桥用盘式电机包括壳体、两个转子盘组件、定子组件、法兰装置以及冷却通道系统，所述壳体包括设于内端的内端盖、外端的外端盖以及机壳，所述机壳呈沿内外向贯设有通腔的环形设置，所述内端盖和所述外端盖分别安装于所述壳体的内外两端，所述两个转子盘组件安装在所述壳体内，所述定子组件安装在所述壳体内且位于所述两个转子盘组件之间，所述法兰装置设于所述机壳上，用于与轮边驱动系统中的齿轮箱相连，以将所述壳体的内端容置于所述齿轮箱的安装槽内，所述冷却通道系统包括设置在所述内端盖上的第一冷却通道、以及对应设置在所述机壳上的第二冷却通道；以及，

齿轮箱，所述齿轮箱上设有安装槽，所述轮边驱动桥用盘式电机通过所述法兰装置安装至所述安装槽的口缘，以将所述壳体的内端容置于所述安装槽内。

本发明提供的技术方案中，所述轮边电驱用盘式电机的显著优点在于转矩密度、功率密度较传统永磁电机大幅提高，相同体积下测算，其转矩密度、功率密度能提高一倍以上，有效的缩小了电机体积；同时，电机的轴向尺寸可减少至同级别径向磁通永磁电机轴向尺寸的50％，相对传统电机而言，可以大大缩短轮边驱动系统的轮边Y向、Z向尺寸，有利于提高轮边驱动系统与整车结构匹配度。并且，电机法兰面能与所述齿轮箱紧密贴合，将传统电机悬臂式安装更改成中置法兰嵌入式安装，安装方便的同时，电机安装的对中性能得到保证，同时降低电机高速运行工况下的振动噪声，满足整车NVH要求。电机轴向的部分结构是可直接安装于所述齿轮箱的内部，可进一步缩小电机在轮边驱动系统的外露部分，悬挂部分短更有利于减少力矩的力臂长度，能满足长期振动和冲击工况环境下的运行，对电机轴系有效进行保护，避免造成不可恢复的损伤与破坏。并且内端盖中的冷却水路可以有效降低与齿轮箱靠近的内端盖轴承的温度，延长电机轴承的使用寿命，同时，机壳和内端盖采用并联水路轴向连通，使得电机对外水路接口只有一进一出口，电机具有较好的冷却效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的轮边驱动系统的一实施例的部分结构立体分解示意图；

图2为图1的立体结构剖视示意图；

图3为图2中的内端盖的立体结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	轮边驱动桥用盘式电机	4	法兰装置
1	壳体	51	第一冷却通道
				11	内端盖	52	第二冷却通道
12	外端盖	53	通道进口
				13	机壳	54	通道出口
14	转轴孔	55	冷却通道段
				15	环形凸起	56	环形连接通道
2	转子盘组件	200	齿轮箱
				3	定子组件	201	安装槽

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提供一种轮边驱动系统，图1至图3均为本发明提供的轮边驱动系统的一实施例。

请参阅图1至图2，在本实施例中，所述轮边驱动系统包括轮边驱动桥用盘式电机100以及齿轮箱200，所述齿轮箱200上设有安装槽201，所述轮边驱动桥用盘式电机100的传动端为内端，非传动端为外端，所述轮边驱动桥用盘式电机100包括壳体1、两个转子盘组件2、定子组件3、法兰装置4以及冷却通道系统，所述壳体1包括设于内端的内端盖11、外端的外端盖12以及机壳13，所述机壳13呈沿内外向贯设有通腔的环形设置，所述内端盖11和所述外端盖12分别安装于所述壳体1的内外两端，所述两个转子盘组件2安装在所述壳体1内，所述定子组件3安装在所述壳体1内且位于所述两个转子盘组件2之间，所述法兰装置4设于所述机壳13上，所述轮边驱动桥用盘式电机100通过所述法兰装置4安装至所述安装槽201的口缘，以将所述壳体1的内端容置于所述安装槽201内，所述冷却通道系统包括设置在所述内端盖11上的第一冷却通道51、以及对应设置在所述机壳13上的第二冷却通道52。

本发明提供的技术方案中，所述轮边电驱用盘式电机100的显著优点在于转矩密度、功率密度较传统永磁电机大幅提高，相同体积下测算，其转矩密度、功率密度能提高一倍以上，有效的缩小了电机体积；同时，电机的轴向尺寸可减少至同级别径向磁通永磁电机轴向尺寸的50％，相对传统电机而言，可以大大缩短轮边驱动系统的轮边Y向、Z向尺寸，有利于提高轮边驱动系统与整车结构匹配度。并且，电机法兰面能与所述齿轮箱紧密贴合，将传统电机悬臂式安装更改成中置法兰嵌入式安装，安装方便的同时，电机安装的对中性能得到保证，同时降低电机高速运行工况下的振动噪声，满足整车NVH要求。电机轴向的部分结构是可直接安装于所述齿轮箱的内部，可进一步缩小电机在轮边驱动系统的外露部分，悬挂部分更短有利于减少力矩的力臂长度，能满足长期振动和冲击工况环境下的运行，对电机轴系有效进行保护，避免造成不可恢复的损伤与破坏。并且所述壳体1中的冷却水路可以有效降低与所述齿轮箱200靠近的内端盖轴承的温度，延长电机轴承的使用寿命，同时，机壳13和内端盖11采用并联水路轴向连通，使得电机对外水路接口只有一进一出口，电机具有较好的冷却效果。

对于轮边驱动系统而言，高速工况下，电机、轴系、齿轮箱等长期高速运行，由于轮边驱动系统高集成设计，转动部件散热的难度不断加大，如果电机、齿轮箱等散热问题不能有效地得以解决，不利于轮边驱动系统产业化的发展，故请参阅图2和图3，在本实施例中，所述轮边驱动桥用盘式电机100还包括冷却通道系统，所述冷却通道系统包括设置在所述内端盖11上的第一冷却通道51、以及对应设置在所述机壳13上的第二冷却通道52，并且，所述冷却通道系统具有设于所述机壳13上的通道进口53和通道出口54，如此，使得电机对外水路接口只有一进一出口，电机具有较好的冷却效果。

通过所述冷却通道系统的设置，对所述壳体1的内端进行冷却，通过所述通道进口53将冷却介质导入，完成热交换后，从所述通道出口54将热量导出，即可完成电机热交换，结构紧凑，工艺简单，冷却效果好，适合大批量生产，同时，因为所述壳体1的内端是位于所述齿轮箱200的安装槽201内的，所述齿轮箱200的热量也能传递至所述轮边驱动桥用盘式电机100的壳体1，通过所述壳体1的内端对所述齿轮箱200进行散热，从而提高所述轮边驱动系统整体使用寿命。

为了便于所述通道出口54与所述通道进口53的集中布设，所述通道进口53和所述通道出口54相邻且呈并行设置，使得整个所述轮边驱动桥用盘式电机100结构更紧凑，也便于优化外部管路的结构设置。

所述第一冷却通道51对所述内端盖11的热量进行热交换，为了保证密封及热交换的效率，所述第一冷却通道51为整体成型，流阻小，对应的所述内端盖11有较大的热交换面积，具体地，所述内端盖11分为两个半圆形板区，所述第一冷却通道51包括分别分布在所述两个半圆形板区的两个冷却通道段55，每一所述冷却通道段55沿着相应所述半圆形板区的周向来回弯曲设置，所述两个冷却通道段55的靠近所述内端盖11中心的一端相连通，所述两个冷却通道段55的另一端呈相邻设置，且对应连通所述通道进口53和所述通道出口54，采用特殊的环绕方式设计，所述第一冷却通道51进出口不存在分支及交叉，流阻较低，便于进出水口的集中布置，另外，该环绕设置的方式使得所述第一冷却通道51在所述内端盖11上占有较大的面积，使得热交换更充分，当然，也不限制所述第一冷却通道51内的冷媒介质，如可以是水或冷却液，只要是可以高效地进行热交换的介质都属于本方案的内容。

同理，所述第二冷却通道52沿着所述机壳13的轴向来回弯曲设置，如此设置，使得所述第二冷却通道52在所述机壳13上占有较大的面积，使得热交换更充分。

所述轮边驱动桥用盘式电机100在高速转动过程中，所述轮边驱动桥用盘式电机100的转轴转动安装处会产生大量的热量，为了对此处进行有效散热，请参阅图2和图3，在本实施例中，所述内端盖11设有转轴孔14，所述转轴孔14用于供所述轮边驱动桥用盘式电机100的传动轴安装，所述内端盖11环绕所述转轴孔14设有环形凸起15，所述第一冷却通道51还包括环绕所述转轴孔14设置的环形连接通道56，所述环形连接通道56连接所述两个冷却通道段55的靠近所述内端盖11中心的一端，所述环形连接通道56一部分设于所述内端盖11设有所述环形凸起15的区域，且另一部分沿着轴向延伸而布设至所述环形凸起15内，如此通过所述环形连接通道56能对转轴安装处进行有效的散热，并且通过对所述环形连接通道56路径的优化设计，增加了有效散热面积，提升了对转轴安装处的散热效果。

所述轮边驱动桥用盘式电机100工作过程中，所述定子组件3会产生大量的热量，从而会影响到所述轮边驱动桥用盘式电机100的工作性能，在本实施例中，所述定子组件3的外周面与所述机壳13之间填充有第一导热胶(未在图中示出)，所述第一导热胶用以将所述定子组件3的热量传导至所述第二冷却通道52，如此，不但可以将所述定子组件3产生的热量通过所述第一导热胶，传递到所述机壳13上，最终通过所述第二冷却通道52将热量传导至外界，实现了有效散热，结构简单，散热效果明显，并且所述第一导热胶还能起到对所述定子组件3固定的效果，可以简化对所述定子组件3固定安装工艺，适用于批量生产。

进一步，所述机壳13的周向延伸的环形凹槽，所述环形凹槽内填充有所述第一导热胶，如此设置，不但增加所述第一导热胶与所述机壳13之间的有效热接触面积，提升了通过所述第一导热胶对所述定子组件3进行散热的效果，并且，通过所述环形凹槽与所述第一导热胶之间形成相互干涉，进一步提升了通过所述第一导热胶对所述定子组件3进行固定的效果。

同上理，还可以在所述壳体1的内端与所述安装槽201的内壁面之间填充有第二导热胶，所述第二导热胶用以将所述齿轮箱200的热量传导至所述壳体1的内端，如此设置，增加所述壳体1的内端与所述齿轮箱200之间传热速度，加大了两者之间的有效热接触面积，提升了通过所述壳体1的内端对所述齿轮箱200进行散热的效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种轮边驱动桥用盘式电机，用于轮边驱动系统，其特征在于，所述轮边驱动桥用盘式电机的传动端为内端，非传动端为外端，所述轮边驱动桥用盘式电机包括：

壳体,包括设于内端的内端盖、外端的外端盖以及机壳，所述机壳呈沿内外向贯设有通腔的环形设置，所述内端盖和所述外端盖分别安装于所述壳体的内外两端；

两个转子盘组件，所述两个转子盘组件安装在所述壳体内；

定子组件，安装在所述壳体内且位于所述两个转子盘组件之间；

法兰装置，设于所述机壳上，用于与轮边驱动系统中的齿轮箱相连，以将所述壳体的内端容置于所述齿轮箱的安装槽内；以及，

冷却通道系统，包括设置在所述内端盖上的第一冷却通道、以及对应设置在所述机壳上的第二冷却通道。

2.如权利要求1所述的轮边驱动桥用盘式电机，其特征在于，所述冷却通道系统具有设于所述机壳上的通道进口和通道出口。

3.如权利要求2所述的轮边驱动桥用盘式电机，其特征在于，所述通道进口和所述通道出口相邻且呈并行设置。

4.如权利要求1所述的轮边驱动桥用盘式电机，其特征在于，所述内端盖分为两个半圆形板区，所述第一冷却通道包括分别分布在所述两个半圆形板区的两个冷却通道段，每一所述冷却通道段沿着相应所述半圆形板区的周向来回弯曲设置，所述两个冷却通道段的靠近所述内端盖中心的一端相连通，所述两个冷却通道段的另一端呈相邻设置，且对应连通所述通道进口和所述通道出口。

5.如权利要求1所述的轮边驱动桥用盘式电机，其特征在于，所述第二冷却通道沿着所述机壳的轴向来回弯曲设置。

6.如权利要求1所述的轮边驱动桥用盘式电机，其特征在于，所述定子组件的外周面与所述机壳之间填充有第一导热胶，所述第一导热胶用以将所述定子组件的热量传导至所述第二冷却通道。

7.如权利要求6所述的轮边驱动桥用盘式电机，其特征在于，所述机壳的周向延伸的环形凹槽，所述环形凹槽内填充有所述第一导热胶。

8.一种轮边驱动系统，其特征在于，包括：

轮边驱动桥用盘式电机，所述轮边驱动桥用盘式电机为如权利要求1至7任意一项所述的轮边驱动桥用盘式电机；以及，

齿轮箱，所述齿轮箱上设有安装槽，所述轮边驱动桥用盘式电机通过所述法兰装置安装至所述安装槽的口缘，以将所述壳体的内端容置于所述安装槽内。