CN109802521A - 一种包含控制器和水冷系统自带减速齿轮轮毂电机 - Google Patents

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赵鹏
赵甜甜
田博文
宋同健
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李兴辉
张广斌
商启越
孙浩
王帅
邢昊
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Abstract

本发明设计了一种包含控制器和水冷系统自带减速齿轮轮毂电机，包括外部的电机壳体、电机壳体内部的动力机构、电机壳体内部的减速机构和安装在轮毂电机侧面的控制器和水冷系统，所述的外部的电机壳体包括与汽车内侧车架连接的左端壳体、安装轮毂一侧的右端壳体组和电机整体外包围结构的环形壳体，所述的电机壳体内部的减速机构包括中心齿轮、行星齿轮组、外层的齿圈和与行星齿轮组连接的行星架。本发明的减速齿轮轮毂电机，将驱动动力集成在轮毂内，采用分布式驱动的方式给电动汽车提供动力，节省电动汽车布置空间，缩短传动距离，提高传动效率，同时设计减速机构增大轮毂电机的输出扭矩，提高电动汽车的爬坡能力等。

Description

一种包含控制器和水冷系统自带减速齿轮轮毂电机
技术领域
本发明涉及一种电机，具体地说，涉及一种包含控制器和水冷系统自带减速齿轮轮毂电机。
背景技术
新能源电动汽车的广泛应用大大推动了电机驱动、动力电池等技术的发展，然而传统集中式驱动的电机驱动方式，虽然取代了燃油汽车的发动机和离合器，但是仍然依靠变速器、差速器、传动轴、半轴、万向节等部件传送动力，传递距离较长，传动环节较多，能量损耗相对就会较大，从而造成传动效率降低。现有的应用比较广泛的轮毂电机大部分为电机直接驱动，扭矩低，爬坡能力差，电机效率低。
发明内容
本发明的目的在于设计一种包含控制器和水冷系统自带减速齿轮轮毂电机，将驱动动力集成在轮毂内，采用分布式驱动的方式给电动汽车提供动力，节省电动汽车布置空间，缩短传动距离，提高传动效率，同时设计减速机构增大轮毂电机的输出扭矩，提高电动汽车的爬坡能力等，电机包含控制器可节省整车布置空间，水冷系统可有效降低电机和控制器的运行温度，更好地发挥性能，且该减速齿轮轮毂电机可较方便地安装应用在大部分电动汽车上。
为了达到上述目的，本发明的一种包含控制器和水冷系统自带减速齿轮轮毂电机，包括外部的电机壳体、电机壳体内部的动力机构、电机壳体内部的减速机构和安装在轮毂电机侧面的控制器和水冷系统，所述的外部的电机壳体包括与汽车内侧车架连接的左端壳体、安装轮毂一侧的右端壳体组和电机整体外包围结构的环形壳体，所述的电机壳体内部的动力机构包括电机定子、电机转子和电机中心轴，所述的电机壳体内部的减速机构包括中心齿轮、行星齿轮组、外层的齿圈和与行星齿轮组连接的行星架，所述的控制器为一圆环形，其内部包含电路板和水冷系统。
所述的左端壳体为一圆形端盖，与所述的环形壳体通过螺栓连接，其内侧安装左端壳体轴承，该轴承另一侧与电机中心轴连接，所述的左端壳体外侧为一法兰盘，其上均布安装螺栓，可与汽车转向节、后桥悬挂等固定连接。
所述的右端壳体组包括与所述的环形壳体通过螺栓连接的右端壳体、安装在右端壳体上的右端盖和安装轮毂的轮毂法兰；所述的右端壳体为圆形端盖形，其中间有通孔，用于电机输出轴做动力输出的位置，其内侧安装右端壳体轴承，该轴承右端安装所述的右端盖；所述的轮毂法兰内侧为花键孔，外侧为安装螺栓，可以通过更换不同螺栓型号的轮毂法兰的方式来安装不同的轮毂。
所述的环形壳体为电机的整体外包围结构，所述的环形壳体内部有一圈环形凸沿，将该环形壳体内部空间分为两部分，左侧为安装所述的动力机构部分，右侧为安装所述的减速机构部分。
所述的电机壳体内部动力机构的电机定子包括电机定子铁芯和铁芯上的漆包线绕组，所述的电机定子铁芯为硅钢片叠压制成，所述的漆包线绕组按照设计的绕线方式进行绕制；所述的电机壳体内部动力机构的电机转子包括电机转子铁芯和镶嵌在铁芯上的永磁体，所述的电机转子铁芯与所述的电机中心轴为过盈安装。
所述的电机壳体内部动力机构的电机中心轴，其上左段设有滚花花纹，与所述的电机转子铁芯过盈安装，其上右段设有键槽，与所述的中心齿轮通过平键连接，带动中心齿轮转动，所述的滚花花纹左侧设有轴肩，轴肩左侧安装左端壳体轴承，与所述的左端壳体连接。
所述的电机壳体内部减速机构的中心齿轮，其中心通孔上设有键槽，通过平键连接和所述的电机中心轴配合安装，所述的中心齿轮安装时左侧靠所述的电机中心轴上的轴肩定位，右侧靠轴用挡圈定位。
所述的电机壳体内部减速机构的行星齿轮组包括行星齿轮、行星齿轮内部两个对称安装的行星齿轮轴承和行星齿轮轴，所述的行星齿轮内部为通孔，中间设有凸沿，用来定位行星齿轮轴承，该行星齿轮轴承与行星齿轮为过盈安装，所述的行星齿轮轴两端连接在所述的行星架上，一端靠轴肩定位，一端靠轴用挡圈定位；
所述的齿圈为内啮合齿轮，其上均布有安装孔，可通过螺栓安装固定在所述的环形壳体内部的环形凸沿上。
所述的行星架包括左行星架和右行星架，所述的左行星架和右行星架之间通过螺栓连接，其中间有定位销进行定位，其上安装行星齿轮组的位置设有凸沿，用来对行星齿轮轴承进行定位；所述的行星架通过两个行星架轴承与所述的电机中心轴连接；所述的右行星架为电机的动力输出，其右侧为花键轴，可与所述的轮毂法兰连接，其右端设有螺纹孔，可通过螺栓固定所述的轮毂法兰。
所述的控制器为一圆环形，其内部包含电路板和水冷系统；所述的控制器包括低压控制线插头接口、直流电接线口、交流三相线接口、进水口接头和出水口接头；所述的水冷系统布置在控制器和左端壳体之间，为一组均布覆盖控制器内部的水冷管，水冷管内部流通冷却液体，可同时对控制器内部和电机绕组进行冷却控温。
本发明的有益效果是：本发明的包含控制器和水冷系统自带减速齿轮轮毂电机内侧的安装法兰可通过定制不同的螺栓距离和尺寸，方便的安装在电动汽车转向节和后桥上，改装简捷，安装方便且牢固，安全性较好，其外侧的轮毂法兰也可以更换不同的型号尺寸，以适应安装不同尺寸的轮毂。本发明的包含控制器和水冷系统自带减速齿轮轮毂电机，将驱动动力集成在轮毂内，采用分布式驱动的方式给电动汽车提供动力，节省电动汽车布置空间，缩短传动距离，提高传动效率，同时设计减速机构增大轮毂电机的输出扭矩，提高电动汽车的爬坡能力等，电机包含控制器可节省整车布置空间，水冷系统可有效降低电机和控制器的运行温度，更好地发挥性能。
附图说明
图1为一种包含控制器和水冷系统自带减速齿轮轮毂电机局部剖开结构示意图。
图2为一种包含控制器和水冷系统自带减速齿轮轮毂电机壳体内部的动力机构示意图。
图3为一种包含控制器和水冷系统自带减速齿轮轮毂电机动力机构和减速机构局部剖开结构示意图。
图4为一种包含控制器和水冷系统自带减速齿轮轮毂电机行星架和右端壳体组局部示意图。
图5为一种包含控制器和水冷系统自带减速齿轮轮毂电机未安装控制器时局部剖开结构示意图。
图6为一种包含控制器和水冷系统自带减速齿轮轮毂电机控制器和水冷系统接口示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、优点和技术方案更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步的说明。需指出本发明的实施例是为了对本发明做进一步的解释说明，而非对本发明的保护范围限制。
请一并参阅图1至图6，本发明的一种包含控制器和水冷系统自带减速齿轮轮毂电机，包括外部的电机壳体1、电机壳体1内部的动力机构2、电机壳体内部的减速机构3和安装在轮毂电机侧面的控制器和水冷系统4，所述的外部的电机壳体1包括与汽车内侧车架连接的左端壳体11、安装轮毂一侧的右端壳体组12和电机整体外包围结构的环形壳体13，所述的电机壳体1内部的动力机构2包括电机定子21、电机转子22和电机中心轴23，所述的电机壳体1内部的减速机构3包括中心齿轮31、行星齿轮组32、外层的齿圈33和与行星齿轮组32连接的行星架34，所述的控制器4为一圆环形，其内部包含电路板和水冷系统（图中未显示）。
所述的左端壳体11为一圆形端盖，与所述的环形壳体13通过螺栓连接，其内侧安装左端壳体轴承，该轴承另一侧与电机中心轴23连接，所述的左端壳体11外侧为一法兰盘，其上均布安装螺栓，可与汽车转向节、后桥悬挂等固定连接。
所述的右端壳体组12包括与所述的环形壳体13通过螺栓连接的右端壳体121、安装在右端壳体121上的右端盖122和安装轮毂的轮毂法兰123；所述的右端壳体121为圆形端盖形，其中间有通孔，用于电机输出轴做动力输出的位置，其内侧安装右端壳体轴承，该轴承右端安装所述的右端盖122；所述的轮毂法兰123内侧为花键孔，外侧为安装螺栓，可以通过更换不同螺栓型号的轮毂法兰123的方式来安装不同的轮毂。
所述的环形壳体13为电机的整体外包围结构，所述的环形壳体13内部有一圈环形凸沿，将该环形壳体13内部空间分为两部分，左侧为安装所述的动力机构2的部分，右侧为安装所述的减速机构3的部分。
所述的电机壳体1内部动力机构2的电机定子21包括电机定子铁芯211和铁芯上的漆包线绕组（图上未显示），所述的电机定子铁芯211为硅钢片叠压制成，所述的漆包线绕组按照设计的绕线方式进行绕制；所述的电机壳体1内部动力机构2的电机转子22包括电机转子铁芯221和镶嵌在铁芯上的永磁体（图上未显示），所述的电机转子铁芯221与所述的电机中心轴23为过盈安装。
所述的电机壳体1内部动力机构2的电机中心轴23，其上左段设有滚花花纹，与所述的电机转子铁芯221过盈安装，其上右段设有键槽，与所述的中心齿轮31通过平键连接，带动中心齿轮31转动，所述的滚花花纹左侧设有轴肩，轴肩左侧安装左端壳体轴承，与所述的左端壳体11连接。
所述的电机壳体1内部减速机构3的中心齿轮31，其中心通孔上设有键槽，通过平键连接和所述的电机中心轴23配合安装，所述的中心齿轮31安装时左侧靠所述的电机中心轴23上的轴肩定位，右侧靠轴用挡圈定位。
所述的电机壳体1内部减速机构3的行星齿轮组32包括行星齿轮321、行星齿轮内部两个对称安装的行星齿轮轴承和行星齿轮轴322，所述的行星齿轮321内部为通孔，中间设有凸沿，用来定位行星齿轮轴承，该行星齿轮轴承与行星齿轮321为过盈安装，所述的行星齿轮轴322两端连接在所述的行星架34上，一端靠轴肩定位，一端靠轴用挡圈定位。
所述的齿圈33为内啮合齿轮，其上均布有安装孔，可通过螺栓安装固定在所述的环形壳体13内部的环形凸沿上。
所述的行星架34包括左行星架341和右行星架342，所述的左行星架341和右行星架342之间通过螺栓连接，其中间有定位销进行定位，其上安装行星齿轮组32的位置设有凸沿，用来对行星齿轮轴承进行定位；所述的行星架34通过两个行星架轴承与所述的电机中心轴23连接；所述的右行星架342为电机的动力输出，其右侧为花键轴，可与所述的轮毂法兰123连接，其右端设有螺纹孔，可通过螺栓固定所述的轮毂法兰123。
所述的控制器4为一圆环形，其内部包含电路板和水冷系统（图中未显示）；所述的控制器4包括低压控制线插头接口41、直流电接线口42、交流三相线接口43、进水口接头44和出水口接头45；所述的水冷系统布置在控制器和左端壳体之间的，为一组均布覆盖控制器内部的水冷管，水冷管内部流通冷却液体，可同时对控制器内部和电机绕组进行冷却控温。

Claims (10)

1.一种包含控制器和水冷系统自带减速齿轮轮毂电机，包括外部的电机壳体、电机壳体内部的动力机构、电机壳体内部的减速机构和安装在轮毂电机侧面的控制器和水冷系统，所述的外部的电机壳体包括与汽车内侧车架连接的左端壳体、安装轮毂一侧的右端壳体组和电机整体外包围结构的环形壳体，所述的电机壳体内部的动力机构包括电机定子、电机转子和电机中心轴，所述的电机壳体内部的减速机构包括中心齿轮、行星齿轮组、外层的齿圈和与行星齿轮组连接的行星架，所述的控制器为一圆环形，其内部包含电路板和水冷系统。
2.根据权利要求1所述的一种包含控制器和水冷系统自带减速齿轮轮毂电机，其特征在于：所述的左端壳体为一圆形端盖形，与所述的环形壳体通过螺栓连接，其内侧安装左端壳体轴承，该轴承另一侧与电机中心轴连接，所述的左端壳体外侧为一法兰盘，其上均布安装螺栓，可与汽车转向节、后桥悬挂等固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种包含控制器和水冷系统自带减速齿轮轮毂电机，其特征在于：所述的右端壳体组包括与所述的环形壳体通过螺栓连接的右端壳体、安装在右端壳体上的右端盖和安装轮毂的轮毂法兰；所述的右端壳体为圆形端盖形，其中间有通孔，用于电机输出轴做动力输出的位置，其内侧安装右端壳体轴承，该轴承右端安装所述的右端盖；所述的轮毂法兰内侧为花键孔，外侧为安装螺栓，可以通过更换不同螺栓型号的轮毂法兰的方式来安装不同的轮毂。
4.根据权利要求1所述的一种包含控制器和水冷系统自带减速齿轮轮毂电机，其特征在于：所述的环形壳体为电机的整体外包围结构，所述的环形壳体内部有一圈环形凸沿，将该环形壳体内部空间分为两部分，左侧为安装所述的动力机构部分，右侧为安装所述的减速机构部分。
5.根据权利要求1所述的一种包含控制器和水冷系统自带减速齿轮轮毂电机，其特征在于：所述的电机壳体内部动力机构的电机定子包括电机定子铁芯和铁芯上的漆包线绕组，所述的电机定子铁芯为硅钢片叠压制成，所述的漆包线绕组按照设计的绕线方式进行绕制；所述的电机壳体内部动力机构的电机转子包括电机转子铁芯和镶嵌在铁芯上的永磁体，所述的电机转子铁芯与所述的电机中心轴为过盈安装。
6.根据权利要求1所述的一种包含控制器和水冷系统自带减速齿轮轮毂电机，其特征在于：所述的电机壳体内部动力机构的电机中心轴，其上左段设有滚花花纹，与所述的电机转子铁芯过盈安装，其上右段设有键槽，与所述的中心齿轮通过平键连接，带动中心齿轮转动，所述的滚花花纹左侧设有轴肩，轴肩左侧安装左端壳体轴承，与所述的左端壳体连接。
7.根据权利要求1所述的一种包含控制器和水冷系统自带减速齿轮轮毂电机，其特征在于：所述的电机壳体内部减速机构的中心齿轮，其中心通孔上设有键槽，通过平键连接和所述的电机中心轴配合安装，所述的中心齿轮安装时左侧靠所述的电机中心轴上的轴肩定位，右侧靠轴用挡圈定位。
8.根据权利要求1所述的一种包含控制器和水冷系统自带减速齿轮轮毂电机，其特征在于：所述的电机壳体内部减速机构的行星齿轮组包括行星齿轮、行星齿轮内部两个对称安装的行星齿轮轴承和行星齿轮轴，所述的行星齿轮内部为通孔，中间设有凸沿，用来定位行星齿轮轴承，该行星齿轮轴承与行星齿轮为过盈安装，所述的行星齿轮轴两端连接在所述的行星架上，一端靠轴肩定位，一端靠轴用挡圈定位；
所述的齿圈为内啮合齿轮，其上均布有安装孔，可通过螺栓安装固定在所述的环形壳体内部的环形凸沿上。
9.根据权利要求1所述的一种包含控制器和水冷系统自带减速齿轮轮毂电机，其特征在于：所述的行星架包括左行星架和右行星架，所述的左行星架和右行星架之间通过螺栓连接，其中间有定位销进行定位，其上安装行星齿轮组的位置设有凸沿，用来对行星齿轮轴承进行定位；所述的行星架通过两个行星架轴承与所述的电机中心轴连接；所述的右行星架为电机的动力输出，其右侧为花键轴，可与所述的轮毂法兰连接，其右端设有螺纹孔，可通过螺栓固定所述的轮毂法兰。
10.根据权利要求1所述的一种包含控制器和水冷系统自带减速齿轮轮毂电机，其特征在于：所述的控制器为一圆环形，其内部包含电路板和水冷系统；所述的控制器包括低压控制线插头接口、直流电接线口、交流三相线接口、进水口接头和出水口接头；所述的水冷系统布置在控制器和左端壳体之间，为一组均布覆盖控制器内部的水冷管，水冷管内部流通冷却液体，可同时对控制器内部和电机绕组进行冷却控温。
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