CN108768018A - 一种用于新能源汽车的无刷轮毂电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于新能源汽车的无刷轮毂电机，由左、右超簿轴承、O型外转子和O型内定子组成超薄O型无刷电机，超薄O型无刷电机安装在轮圈内圆组成轮圈电机，轮圈内原有的制动机构不变，O型外转子包括转子本体和永磁体组，转子本体上设置有环形槽，导磁圈左端内圆紧配合安装左超簿轴承，导磁圈右端内圆松配合安装右超簿轴承，左、右超簿轴承内圆设置O型内定子，所述O型内定子包括定子本体、电磁线圈绕组铁芯组和电机轴。本发明结构简单、稳定可靠，还使轮圈电机体积、重量及成本减少，对于普遍使用的燃油汽车进行升级、改造、转型有重要意义。

Description

一种用于新能源汽车的无刷轮毂电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体为一种用于新能源汽车的无刷轮毂电机。

背景技术

目前新能源汽车驱动电机广泛使用的是一种与发动机一体的电机驱动装置，随着新能源汽车的迅速发展，驱动电机也在不断进步，为了适应新能源汽车的发展要求，市场上出现各种设置在轮边的电机驱动装置，它们虽然都具有各自不同的优点，但是缺点在于：它们均属独立于车轮以外的轮边电机，均要设置减速器才能满足要求，使得整机结构复杂、成本增加，有的电动汽车上使用了无刷无齿大轮毂电机，缺点是电机体积大，不能安装可靠的制动部件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于新能源汽车的无刷轮毂电机，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种用于新能源汽车的无刷轮毂电机，由左、右超簿轴承、O型外转子和O型内定子组成超薄O型无刷电机，超薄O型无刷电机安装在轮圈内圆组成轮圈电机，轮圈内原有的制动机构不变；

所述O型外转子包括转子本体和永磁体组，转子本体上设置有环形槽，电磁线圈绕组铁芯组位于环形槽的槽体内部，永磁体组固设在环形槽内正对铁芯位置，永磁体组固为环形永磁体，环形永磁体由若干条形永磁体拼成，条形永磁体是用钕铁硼材料制造的强磁体，条形永磁体的极性是径向的，若干条形永磁体的数量在40块以上，且是偶数，每块条形永磁体的极性相邻互为相反，交替排列组成环形，用AB胶使导磁圈内圆与环形永磁体粘连为一体；

所述导磁圈左端内圆紧配合安装左超簿轴承，导磁圈右端内圆松配合安装右超簿轴承，左、右超簿轴承内圆设置O型内定子，所述O型内定子包括定子本体、电磁线圈绕组铁芯组和电机轴，电机轴设置在O型内定子上，O型内定子套装在电机轴上，电磁线圈绕组铁芯组由若干个相互独立布置的铁芯、电磁线圈组成，若干个铁芯以电机轴为圆心、沿圆周方向排列布置，铁芯侧部与O型内定子固定连接，电磁线圈绕设在铁芯上。

进一步的，所述O型内定子设有圈架，圈架左端松配合安装在左超簿轴承内圆，圈架右端紧配合安装在右超簿轴承内圆，圈架中部紧配合安装定子铁芯，所述定子铁芯是用硅钢片制造的周边有若干齿牙和齿槽的O型铁芯，O型铁芯的槽数不等于但是接近于若干条形永磁体的数量，O型铁芯的槽数是大于或者小于若干条形永磁体的数量，O型铁芯的齿槽内绕制三相线圈，三相线圈连接为Y形式的电路输出，O型铁芯圆周的齿槽内分别设置三个霍尔传感器，三个霍尔传感器的位置均相差120度的电角度，三相输出线和三个霍尔传感器的输出线合并一股电缆连接到输出插座，所述输出插座设置在圈架左下端的安装孔内，输出插座下端设置输出插头，输出插头引出线连接到车内的智能控制器。

进一步的，所述圈架下端设置连接板，连接板下端设置锁定螺丝钉，所述O型外转子和O型内定子由左、右超簿轴承定位，O型内定子静止，O型外转子转动，所述O型铁芯与环形永磁体之间保持很小的均匀的磁场气隙，形成若干径向的闭合磁路，O型外转子和O型内定子分离后，O型外转子左端连接左超簿轴承，O型内定子右端连接右超簿轴承，O型外转子与O型内定子安装时，O型内定子左端对准O型外转子右端，依靠环形永磁体的磁力将O型内定子吸入O型外转子内自动到位并且依靠磁力锁定，由此组成的O型无刷电机安装在轮圈内圆。

进一步的，所述O型外转子的导磁圈右端圆周设有上、下、左、右4个螺丝孔，由上、下、左、右4个螺丝钉将导磁圈拧在轮圈右端4个螺母孔内，轮圈左端设置花架，花架右端设置轮毂，轮毂左、右端安装小轴承和大轴承，大、小轴承内圆设置塔型轴，所述轮毂左端面设置连接圈，连接圈圆周设置上、下、左、右4个螺母孔，由上、下、左、右4个车轮螺丝钉将花架固定在连接圈左端，所述轮毂外圆设置制动碟片，制动碟片上端设置制动器，制动器右端设置L型连接架，L型连接架右下端设置连接孔，连接孔连接在所述塔型轴右端，制动器左上端设置螺母孔，所述锁定螺丝钉将圈架下端的连接板锁定在制动器左上端，所述轮圈外圆安装轮胎，拆卸车轮时，首先从花架空间将所述锁定螺丝钉拆除，将输出插头拔出，再将上、下、左、右4个车轮螺丝钉拆除，既可将车轮拆卸。

进一步的，所述车内的智能控制器设置无刷电机换相控制电路、电磁制动反充电控制电路、调速控制电路、智能模式转换控制电路，使新能源汽车在智能控制器设定程序控制下，低速行驶时转换为轮圈电机驱动，高速行驶时转换为发动机驱动，同时轮圈电机自动给蓄电池充电，制动时，控制为轮圈电机的电磁制动加反充电，紧急制动时，控制为制动器制动，蓄电池充足电时，自动转换为轮圈电机驱动，蓄电池亏电时自动转换为发动机驱动。

进一步的，所述的O型内定子上设置有散热通孔。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1)、本发明轮圈电机是超薄O型，占用空间小，不影响制动部件的安装和轮胎的拆卸。

2)、O型外转子和O型内定子的直径大，驱动面积大，扭矩大，无刷、无齿，满足直接驱动车轮要求，发动机驱动后轮的车辆，本轮圈电机安装在左、右前轮，发动机驱动前轮的车辆，本轮圈电机安装在左、右后轮，实现新能源汽车混合动力、四轮驱动、智能转换功能。

3)、本轮圈电机安装在车轮的轮圈内圆，不承受车体载荷，只承受驱动时的扭力，因此所述左、右轴承可选用超薄轴承，使本轮圈电机结构简单、稳定可靠，还使轮圈电机体积、重量及成本减少。

4)、在O型内定子上设置有散热通孔，散热通孔连通铁芯、电磁线圈位置，可在运行过程中进行气流的引导，实现电机散热。

5)、本发明设置有若干个铁芯，每个铁芯独立布置，铁芯侧部固定在内定子上，从而将铁芯两端外露，当铁芯上的电磁线圈通入电流后，能再铁芯上形成独立的磁场，而每个铁芯之间不会产生干扰，同时，铁芯侧部和内定子连接，将铁芯两端空出，与外转子上的环形槽结构相配合，为利用留下空间。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的左视结构示意图；

图3为本发明中铁芯的结构图。

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做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。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种用于新能源汽车的无刷轮毂电机，由左、右超簿轴承、O型外转子和O型内定子组成超薄O型无刷电机，超薄O型无刷电机安装在轮圈内圆组成轮圈电机，轮圈内原有的制动机构不变；所述O型外转子包括转子本体和永磁体组，转子本体上设置有环形槽，电磁线圈绕组铁芯组位于环形槽的槽体内部，永磁体组固设在环形槽内正对铁芯位置，永磁体组固为环形永磁体，环形永磁体由若干条形永磁体拼成，条形永磁体是用钕铁硼材料制造的强磁体，条形永磁体的极性是径向的，若干条形永磁体的数量在40块以上，且是偶数，每块条形永磁体的极性相邻互为相反，交替排列组成环形，用AB胶使导磁圈内圆与环形永磁体粘连为一体；所述导磁圈1左端内圆紧配合安装左超簿轴承，导磁圈右端内圆松配合安装右超簿轴承，左、右超簿轴承内圆设置O型内定子，所述O型内定子包括定子本体、电磁线圈绕组铁芯组和电机轴，电机轴设置在O型内定子上，O型内定子套装在电机轴上，电磁线圈绕组铁芯组由若干个相互独立布置的铁芯、电磁线圈组成，若干个铁芯以电机轴为圆心、沿圆周方向排列布置，铁芯侧部与O型内定子固定连接，电磁线圈绕设在铁芯上；用AB胶使导磁圈内圆与环形永磁体粘连为一体，导磁圈左端内圆紧配合安装左超簿轴承3，导磁圈右端内圆松配合安装右超簿轴承4，左、右超簿轴承内圆设置O型内定子，所述O型内定子设有圈架5，圈架左端松配合安装在左超簿轴承内圆，圈架右端紧配合安装在右超簿轴承内圆，圈架中部紧配合安装定子铁芯6，所述定子铁芯是用硅钢片制造的周边有若干齿牙和齿槽的O型铁芯，O型铁芯的槽数不等于但是接近于若干条形永磁体的数量，O型铁芯的槽数是大于或者小于若干条形永磁体的数量，O型铁芯的齿槽内绕制三相线圈7，三相线圈连接为Y型的电路输出，O型铁芯圆周的齿槽内分别设置三个霍尔传感器8，三个霍尔传感器的位置均相差120度的电角度，三相输出线和三个霍尔传感器的输出线合并一股电缆连接到输出插座9，所述输出插座设置在圈架左下端的安装孔内，输出插座下端设置输出插头10，输出插头引出线11连接到车内的智能控制器12，所述圈架下端设置连接板13，连接板下端设置锁定螺丝钉14，所述O型外转子和O型内定子由左、右超簿轴承定位，O型内定子静止，O型外转子转动，所述O型铁芯与环形永磁体之间保持很小的均匀的磁场气隙，形成若干径向的闭合磁路，O型外转子和O型内定子分离后，O型外转子左端连接左超簿轴承，O型内定子右端连接右超簿轴承，O型外转子与O型内定子安装时，O型内定子左端对准O型外转子右端，依靠环形永磁体的磁力将O型内定子吸入O型外转子内自动到位并且依靠磁力锁定，由此组成的O型无刷电机安装在轮圈内圆，O型外转子的导磁圈右端圆周设有上、下、左、右4个螺丝孔，由上、下、左、右4个螺丝钉15将导磁圈拧在轮圈右端4个螺母孔内，轮圈左端设置花架16，花架右端设置轮毂17，轮毂左、右端安装小轴承18和大轴承19，大、小轴承内圆设置塔型轴20，所述轮毂左端面设置连接圈21，连接圈圆周设置上、下、左、右4个螺母孔，由上、下、左、右4个车轮螺丝钉22将花架固定在连接圈左端，所述轮毂外圆设置制动碟片23，制动碟片上端设置制动器24，制动器右端设置L型连接架25，L型连接架右下端设置连接孔，连接孔连接在所述塔型轴右端，制动器左上端设置螺母孔，所述锁定螺丝钉13将圈架下端的连接板锁定在制动器左上端，所述轮圈外圆安装轮胎26，拆卸车轮时，首先从花架空间将所述锁定螺丝钉拆除，将输出插头拔出，再将上、下、左、右4个车轮螺丝钉拆除，既可将车轮拆卸。

本实施例中，所述车内的智能控制器设置无刷电机换相控制电路、电磁制动反充电控制电路、调速控制电路、智能模式转换控制电路，使新能源汽车在智能控制器设定程序控制下，低速行驶时转换为轮圈电机驱动，高速行驶时转换为发动机驱动，同时轮圈电机自动给蓄电池充电，制动时，控制为轮圈电机的电磁制动加反充电，紧急制动时，控制为制动器制动，蓄电池充足电时，自动转换为轮圈电机驱动，蓄电池亏电时自动转换为发动机驱动。

终上所述，本发明的优势在于，

1)、本发明轮圈电机是超薄O型，占用空间小，不影响制动部件的安装和轮胎的拆卸。

2)、O型外转子和O型内定子的直径大，驱动面积大，扭矩大，无刷、无齿，满足直接驱动车轮要求，发动机驱动后轮的车辆，本轮圈电机安装在左、右前轮，发动机驱动前轮的车辆，本轮圈电机安装在左、右后轮，实现新能源汽车混合动力、四轮驱动、智能转换功能。

3)、本轮圈电机安装在车轮的轮圈内圆，不承受车体载荷，只承受驱动时的扭力，因此所述左、右轴承可选用超薄轴承，使本轮圈电机结构简单、稳定可靠，还使轮圈电机体积、重量及成本减少。

4)、在O型内定子上设置有散热通孔，散热通孔连通铁芯、电磁线圈位置，可在运行过程中进行气流的引导，实现电机散热。

5)、本发明设置有若干个铁芯，每个铁芯独立布置，铁芯侧部固定在内定子上，从而将铁芯两端外露，当铁芯上的电磁线圈通入电流后，能再铁芯上形成独立的磁场，而每个铁芯之间不会产生干扰，同时，铁芯侧部和内定子连接，将铁芯两端空出，与外转子上的环形槽结构相配合，为利用留下空间。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于新能源汽车的无刷轮毂电机，其特征在于：由左、右超簿轴承、O型外转子和O型内定子组成超薄O型无刷电机，超薄O型无刷电机安装在轮圈内圆组成轮圈电机，轮圈内原有的制动机构不变；

所述O型外转子包括转子本体和永磁体组，转子本体上设置有环形槽，电磁线圈绕组铁芯组位于环形槽的槽体内部，永磁体组固设在环形槽内正对铁芯位置，永磁体组固为环形永磁体，环形永磁体由若干条形永磁体拼成，条形永磁体是用钕铁硼材料制造的强磁体，条形永磁体的极性是径向的，若干条形永磁体的数量在40块以上，且是偶数，每块条形永磁体的极性相邻互为相反，交替排列组成环形，用AB胶使导磁圈内圆与环形永磁体粘连为一体；

所述导磁圈左端内圆紧配合安装左超簿轴承，导磁圈右端内圆松配合安装右超簿轴承，左、右超簿轴承内圆设置O型内定子，所述O型内定子包括定子本体、电磁线圈绕组铁芯组和电机轴，电机轴设置在O型内定子上，O型内定子套装在电机轴上，电磁线圈绕组铁芯组由若干个相互独立布置的铁芯、电磁线圈组成，若干个铁芯以电机轴为圆心、沿圆周方向排列布置，铁芯侧部与O型内定子固定连接，电磁线圈绕设在铁芯上。

2.根据权利要求1所述的一种用于新能源汽车的无刷轮毂电机，其特征在于：所述O型内定子设有圈架，圈架左端松配合安装在左超簿轴承内圆，圈架右端紧配合安装在右超簿轴承内圆，圈架中部紧配合安装定子铁芯，所述定子铁芯是用硅钢片制造的周边有若干齿牙和齿槽的O型铁芯，O型铁芯的槽数不等于但是接近于若干条形永磁体的数量，O型铁芯的槽数是大于或者小于若干条形永磁体的数量，O型铁芯的齿槽内绕制三相线圈，三相线圈连接为Y形式的电路输出，O型铁芯圆周的齿槽内分别设置三个霍尔传感器，三个霍尔传感器的位置均相差120度的电角度，三相输出线和三个霍尔传感器的输出线合并一股电缆连接到输出插座，所述输出插座设置在圈架左下端的安装孔内，输出插座下端设置输出插头，输出插头引出线连接到车内的智能控制器。

3.根据权利要求2所述的一种用于新能源汽车的无刷轮毂电机，其特征在于：所述圈架下端设置连接板，连接板下端设置锁定螺丝钉，所述O型外转子和O型内定子由左、右超簿轴承定位，O型内定子静止，O型外转子转动，所述O型铁芯与环形永磁体之间保持很小的均匀的磁场气隙，形成若干径向的闭合磁路，O型外转子和O型内定子分离后，O型外转子左端连接左超簿轴承，O型内定子右端连接右超簿轴承，O型外转子与O型内定子安装时，O型内定子左端对准O型外转子右端，依靠环形永磁体的磁力将O型内定子吸入O型外转子内自动到位并且依靠磁力锁定，由此组成的O型无刷电机安装在轮圈内圆。

4.根据权利要求1所述的一种用于新能源汽车的无刷轮毂电机，其特征在于：所述O型外转子的导磁圈右端圆周设有上、下、左、右4个螺丝孔，由上、下、左、右4个螺丝钉将导磁圈拧在轮圈右端4个螺母孔内，轮圈左端设置花架，花架右端设置轮毂，轮毂左、右端安装小轴承和大轴承，大、小轴承内圆设置塔型轴，所述轮毂左端面设置连接圈，连接圈圆周设置上、下、左、右4个螺母孔，由上、下、左、右4个车轮螺丝钉将花架固定在连接圈左端，所述轮毂外圆设置制动碟片，制动碟片上端设置制动器，制动器右端设置L型连接架，L型连接架右下端设置连接孔，连接孔连接在所述塔型轴右端，制动器左上端设置螺母孔，所述锁定螺丝钉将圈架下端的连接板锁定在制动器左上端，所述轮圈外圆安装轮胎，拆卸车轮时，首先从花架空间将所述锁定螺丝钉拆除，将输出插头拔出，再将上、下、左、右4个车轮螺丝钉拆除，既可将车轮拆卸。

5.根据权利要求2所述的一种用于新能源汽车的无刷轮毂电机，其特征在于：所述车内的智能控制器设置无刷电机换相控制电路、电磁制动反充电控制电路、调速控制电路、智能模式转换控制电路，使新能源汽车在智能控制器设定程序控制下，低速行驶时转换为轮圈电机驱动，高速行驶时转换为发动机驱动，同时轮圈电机自动给蓄电池充电，制动时，控制为轮圈电机的电磁制动加反充电，紧急制动时，控制为制动器制动，蓄电池充足电时，自动转换为轮圈电机驱动，蓄电池亏电时自动转换为发动机驱动。

6.根据权利要求1所述的一种用于新能源汽车的无刷轮毂电机，其特征在于：所述的O型内定子上设置有散热通孔。