CN111130249A - 一种纯电动汽车轮毂电机端盖结构 - Google Patents

Abstract

一种纯电动汽车轮毂电机端盖结构，包括内圈单元、外圈单元和多个加强筋模块，所述的内圈单元和外圈单元同心设置并且通过加强筋互相连接，每个加强筋模块包括第一加强筋和第二加强筋，所述的第一加强筋和第二加强筋沿着内圈直径的延长线左右对称分布，均一端连接外圈单元内沿，另一端连接内圈单元外沿，第一加强筋和第二加强筋延长线的夹角为45度。与现有技术相比，本发明最大化地降低端盖的重量，最终减小轮毂电机在整车中的簧下质量，保证了电机在多种工况下的可靠性并减轻了电机的实际质量，提升了整车的不平顺度、舒适度和车内实际使用空间，增大了汽车实际传动效率。

Description

一种纯电动汽车轮毂电机端盖结构

技术领域

本发明涉及电动汽车轮毂电机机械领域，尤其是涉及一种纯电动汽车轮毂电机端盖结构。

背景技术

作为新能源驱动电机的轮毂电机具有很多优点，比如，可直接装在车轮的轮辋内部，直接驱动汽车行驶，节省了汽车动力系统所占空间，降低了整车重量和结构复杂度。这种驱动方式可以缩短动力的传动路径，取消了全部的动力传送系统，从而提高了车辆的传动效率。

但是，轮毂电机集成在轮辋上之后，会导致簧下质量增加，从而造成电动汽车垂直方向振动幅度增大，影响轮胎的附着性能，而这会对汽车的控制不利，同时这样也降低了车辆的平顺性和乘坐舒适性，所以需要对轮毂电机进行轻量化。另一方面，由于轮毂电机主要通过端盖与轮辋连接在一起，端盖外部承受载荷工况恶劣，所以如何保证轮毂电机端盖可靠性的前提下，尽可能的减轻轮毂电机的质量优化轮毂电机的端盖外部结构是一个急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种纯电动汽车轮毂电机端盖结构。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种纯电动汽车轮毂电机端盖结构，包括内圈单元、外圈单元和多个加强筋模块，所述的内圈单元和外圈单元同心设置并且通过加强筋互相连接，每个加强筋模块包括第一加强筋和第二加强筋，所述的第一加强筋和第二加强筋沿着内圈直径的延长线左右对称分布，均一端连接外圈单元内沿，另一端连接内圈单元外沿，第一加强筋和第二加强筋延长线的夹角为45度。

进一步地，所述的外圈单元上均匀分布有多个沉孔，沉孔内设有外转子螺栓孔。

进一步地，所述的外转子螺栓孔的数量为28～35个。

进一步地，所述的内圈单元上均匀分布有多个轮毂螺栓孔。

进一步地，所述的内圈单元、加强筋模块和外圈单元由铝合金一体成型生成。

进一步地，所述铝合金采用7075铝合金。

进一步地，所述的加强筋模块数量为10～15个。

进一步地，所述的第一加强筋和第二加强筋均采用两端粗中间细的台阶式结构。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明通过加强筋模块、内圈单元和外圈单元的组合在满足其结构强度的情况下最大化地降低端盖的重量，最终减小轮毂电机在整车中的簧下质量，保证了电机在多种工况下的可靠性并减轻了电机的实际质量，提升了整车的不平顺度、舒适度和车内实际使用空间，增大了汽车实际传动效率。

2、本发明采用了倾斜式和对称周向分布设计的加强筋，加强筋之间的夹角为 45度，能够有效的提高轮毂电机承受扭转和径向力，提升轮毂电机的整机强度，满足在多种不同恶劣工况下的使用。

3、本发明的外圈单元采用周向分布设计的沉孔和外转子螺栓孔，端盖外部螺栓需要承受较大扭矩，沉孔用于减少螺栓的长度，降低螺栓孔的实际承受力，提高螺栓的使用寿命。

4、本发明的台阶式结构的加强筋能够在满足其结构强度的情况下进一步降低端盖的重量，减小轮毂电机在整车中的簧下质量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的立体结构示意图；

图3为本发明的剖视结构示意图；

附图标记：1、内圈单元，2、加强筋模块，3、外圈单元，11、轮毂螺栓孔， 21、第一加强筋，22、第二加强筋，31、沉孔，32、外转子螺栓孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1～图3所示，本实施例提供了一种纯电动汽车轮毂电机端盖结构，主要用于新能源纯电动汽车轮毂电机中，包括内圈单元1、外圈单元3和多个加强筋模块2。

内圈单元1和外圈单元3同心设置并且通过加强筋互相连接，每个加强筋模块 2包括第一加强筋21和第二加强筋22。第一加强筋21和第二加强筋22沿着内圈直径的延长线左右对称分布，均一端连接外圈单元3内沿，另一端连接内圈单元1 外沿。第一加强筋21和第二加强筋22延长线的夹角为45度，从而更有利轮毂电机承受扭转力和径向冲击力。在加强筋末端增强端盖内表面的厚度，用于提升该部位的强度，保证端盖与轮辋连接处的结构强度。同时，在每个加强筋上进行尺寸优化，第一加强筋21和第二加强筋22均采用两端粗中间细的台阶式结构，在满足前述轮毂电机端盖在不同工况下承载能力的情况下，尽可能的降低加强筋的实际质量。

外圈单元3上均匀分布有多个沉孔31，沉孔31内设有外装子螺栓孔32，外装子螺栓孔32的数量一般为28～35个，本实施例为32个，轮毂电机实际会提供较大扭矩，所以设计外装子螺栓孔32数量为32个，在整个圆周表面按照圆周对称方式进行均布，这样会使每个螺栓的受力减小且分布均匀。

内圈单元1上均匀分布有多个轮毂螺栓孔11。在轮辋螺栓孔附近不采用传统的加强筋方式，而是使用内圈单元1提升实际结构强度。

沉孔31的主要作用是减少螺栓的长度，并且沉孔31的实际尺寸主要通过优化得出，保证其在不影响端盖强度的前提下降低螺栓孔的实际承受力，提高螺栓的使用寿命。

加强筋采用45度角的倾斜式主要作用是提高加强筋抵抗扭转变形的能力，使得端盖在承受车重的情况下能承受扭转作用力，同时多个加强筋模块2来周向分布以进一步减小每个加强筋的承载力，最终提高电机的实际承重能力。加强筋模块2 一般为10～15个，本实施例取12个。

内圈单元1、加强筋模块2和外圈单元3由7075铝合金一体成型生成，进一步提高轮毂电机的强度并减轻轮毂电机的实际重量。

本实施例的设计过程为：首先利用多密度拓扑结构优化算法，对端盖采用形状优化算法，对加强筋部分采用尺寸优化算法，以满足不同工况下电机的强度和刚度可靠性以及固定外部约束为约束目标，对端盖部分进行优化；其次，利用有限元分析软件优化结果进行进一步的优化及验算，以进一步优化结构，使得该轮毂电机具备在最大扭矩和最大刹车作用力下整机的强度和刚度可靠性，保证电机实际工作。在整个设计过程中，通过ANSYSWorkbench等有限元仿真软件和实际加工，进一步验证该优化方案的有效性和可靠性。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种纯电动汽车轮毂电机端盖结构，其特征在于，包括内圈单元(1)、外圈单元(3)和多个加强筋模块(2)，所述的内圈单元(1)和外圈单元(3)同心设置并且通过加强筋互相连接，每个加强筋模块(2)包括第一加强筋(21)和第二加强筋(22)，所述的第一加强筋(21)和第二加强筋(22)沿着内圈直径的延长线左右对称分布，均一端连接外圈单元(3)内沿，另一端连接内圈单元(1)外沿，第一加强筋(21)和第二加强筋(22)延长线的夹角为45度。

2.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车轮毂电机结构，其特征在于，所述的外圈单元(3)上均匀分布有多个沉孔(31)，沉孔(31)内设有外转子螺栓孔(32)。

3.根据权利要求2所述的一种纯电动汽车轮毂电机结构，其特征在于，所述的外转子螺栓孔的数量为28～35个。

4.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车轮毂电机结构，其特征在于，所述的内圈单元(1)上均匀分布有多个轮毂螺栓孔(11)。

5.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车轮毂电机结构，其特征在于，所述的内圈单元(1)、加强筋模块(2)和外圈单元(3)由铝合金一体成型生成。

6.根据权利要求5所述的一种纯电动汽车轮毂电机结构，其特征在于，所述铝合金采用7075铝合金。

7.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车轮毂电机结构，其特征在于，所述的加强筋模块(2)数量为10～15个。

8.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车轮毂电机结构，其特征在于，所述的第一加强筋(21)和第二加强筋(22)均采用两端粗中间细的台阶式结构。

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