CN111193347A - 一种组合动密封内转子轮毂电机驱动装置 - Google Patents

一种组合动密封内转子轮毂电机驱动装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种组合动密封内转子轮毂电机驱动装置，包括线束冷却水管、动密封组合密封圈以及同轴设置的内转子组件、轮胎组件、外定子组件和轮毂轴承，所述的内转子组件与轮胎组件固定连接，且设置于外定子组件内，所述的轮毂轴承设置于外定子组件内，且分别与外定子组件和内转子组件连接，所述的动密封组合密封圈设置于内转子组件和外定子组件之间，所述的线束冷却水管与外定子组件连接，与现有技术相比，本发明具有既能保证散热有能保证良好动密封且结构简单等优点。

Description

一种组合动密封内转子轮毂电机驱动装置
技术领域
本发明涉及电动汽车轮毂电机驱动领域，尤其是涉及一种组合动密封内转子轮毂电机驱动装置。
背景技术
相比于传统汽车，电动汽车在节能及环保上的优势使其成为了汽车领域未来发展的主流。电动汽车按照动力总成的结构形式可以分为集中式驱动和分布式轮边驱动两类，分布式轮边驱动电动汽车的主要结构特征是将驱动电机直接安装在驱动轮内或驱动轮附近，具有驱动传动链短、高效、紧凑等突出优点。轮毂电机驱动系统根据电机的转子型式主要分为两种：内转子式和外转子式。内转子轮毂电机通常工作于高转速工况，具有较高的比功率和效率。
轮毂电机技术最大的特点就是将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内，将电动车辆的机械部分大大简化。由于结构、空间的限制，制动器、转向节、轮辋等轮端构件与轮毂电机的集成设计给轮毂电机设计带来困难。此外，轮毂电机工作的环境恶劣，在密封方面也有较高要求。
中国专利CN201910256999.9公开了一种内转子电动轮一体化集成结构及装配方法，该专利虽然考虑了内转子轮毂电机的密封和冷却问题，但是其结构复杂。
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既能保证散热有能保证良好动密封且结构简单的组合动密封内转子轮毂电机驱动装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种组合动密封内转子轮毂电机驱动装置，包括线束冷却水管、动密封组合密封圈以及同轴设置的内转子组件、轮胎组件、外定子组件和轮毂轴承，所述的内转子组件与轮胎组件固定连接，且设置于外定子组件内，所述的轮毂轴承设置于外定子组件内，且分别与外定子组件和内转子组件连接，所述的动密封组合密封圈设置于内转子组件和外定子组件之间，所述的线束冷却水管与外定子组件连接。
进一步地，所述的动密封组合密封圈包括齿形滑环和O型橡胶圈，所述的齿形滑环与内转子组件接触，所述的O型橡胶圈与外定子组件接触，所述的齿形滑环和O型橡胶圈在内转子组件旋转时实现动密封。
进一步优选地，所述的齿形滑环为增强聚四氟乙烯滑环，包括主密封唇和副密封唇，用于阻隔和防尘，所述的O型橡胶圈用于提供弹力和外定子组件与齿形滑环之间的静密封。
进一步地，所述的轮毂轴承包括轴承内圈和轴承外圈，所述的轴承内圈底部为圆形底座，所述的圆形底座与外定子组件固定连接，所述的轴承外圈的顶部为环形顶座，所述的环形顶座与内转子组件固定连接。
进一步地，所述的外定子组件包括相互连接形成空腔的定子壳体和定子盖板以及分别安装于定子壳体上的水冷套、绕组和电子元件，所述的定子壳体呈脸盆状，且与轴承内圈的圆形底座固定连接，所述的定子盖板包括相互连接的连接部和密封部，所述的连接部与定子壳体固定连接，所述的密封部中间开设通孔，所述的动密封组合密封圈设置于密封部和内转子组件之间。
更进一步地，所述的水冷套安装于定子壳体的内侧壁上，所述的绕组安装于水冷套上，所述定子壳体底部开设通孔，所述的线束冷却水管穿过该通孔与绕组和水冷套连接，所述的电子元件安装于定子壳体底部外侧。
更进一步地，所述的密封部上开设两个正对内转子组件的密封凹槽，所述动密封组合密封圈设置于密封凹槽内。
进一步地，所述的内转子组件包括转子支架和永磁体，所述的转子支架包括相互连接的第一圆筒和第二圆筒，所述的第一圆筒的直径小于第二圆筒的直径，所述的第一圆筒的顶部分别与轮胎组件和轴承外圈的环形顶座连接，所述的第二圆筒的顶部与密封凹槽位置配合，所述的永磁体贴设于第二圆筒的外侧壁上，所述的永磁体与绕组的位置配合，产生交变磁场驱动转子转动。
所述的轮胎组件包括轮胎和轮辋，所述的轮辋与轮胎内圈固定连接，且与转子支架同轴固定连接。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明通过设计特定的结构和形状的转子支架和定子盖板，将动密封组合密封圈布置于电机轴线附近，使其旋转线速度较小，能够有效提升动密封可靠性，同时由于为外定子，可以方便地通过定子壳体上的通孔导出电机线束和冷却管路，且结构简单，制造方便；
2)本发明通过设计特定结构和形状的外定子组件，在外定子组件内部空间集成电子元器件和冷却系统，便于集成散热；
3)本发明通过在定子盖板和转子支架之间设置动密封组合密封圈，该组合密封圈采用密封唇像齿形的增强聚四氟乙烯滑环和O形橡胶圈组合而成，实现阻隔、防尘并能够提供一定的弹性形变，实现更好的密封效果。
附图说明
图1为本发明的结构剖面图；
图2为A部的放大图。
其中，1、轮胎，2、轮辋，3a、定子盖板，31a、密封部，32a、连接部，3b、定子壳体，4、转子支架，4a、第一圆筒，4b、第二圆筒，5a、轴承外圈，5b、轴承内圈，6、动密封组合密封圈，61、齿形滑环，62、O型橡胶圈，7、水冷套，8、绕组，9、线束冷却水管，10、永磁体，11、电子元件。
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。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
实施例
如图1所示，本发明提供一种组合动密封内转子轮毂电机驱动装置，包括线束冷却水管9、动密封组合密封圈6以及同轴设置的内转子组件、轮胎组件、外定子组件和轮毂轴承，内转子组件与轮胎组件固定连接，且设置于外定子组件内，带动轮胎1转动，轮毂轴承设置于外定子组件内，且分别与外定子组件和内转子组件连接，动密封组合密封圈6设置于内转子组件和外定子组件之间，线束冷却水管9与外定子组件连接。
轮胎组件包括轮胎1和轮辋2，轮辋2与轮胎1内圈固定连接。轮毂轴承包括轴承内圈5b和轴承外圈5a，轴承内圈5b底部为圆形底座，轴承外圈5a的顶部为环形顶座。
外定子组件包括相互连接形成空腔的定子壳体3b和定子盖板3a以及水冷套7、绕组8和电子元件11，定子盖板3a包括相互连接的连接部32a和密封部31a，连接部32a与定子壳体3b固定连接，密封部31a中间开设通孔，密封部31a上开设两个正对内转子组件的密封凹槽，动密封组合密封圈6设置于密封凹槽内。定子壳体3b呈脸盆状，其底部与轴承内圈5b的圆形底座固定连接，水冷套7安装于定子壳体3b的内侧壁上，绕组8安装于水冷套7上，定子壳体3b底部开设通孔，线束冷却水管9穿过该通孔与绕组8和水冷套7连接，电子元件11安装于定子壳体3b底部外侧。
内转子组件包括转子支架4和永磁体10，转子支架4包括相互连接的第一圆筒4a和第二圆筒4b，第一圆筒4a的直径小于第二圆筒4b的直径，第一圆筒4a的顶部分别与轮辋2和轴承外圈5a的环形顶座连接，第二圆筒4b的顶部与密封凹槽位置配合，永磁体10贴设于第二圆筒4b的外侧壁上，永磁体10与绕组8的位置配合，产生交变磁场驱动转子转动。
如图2所示，动密封组合密封圈6包括增强聚四氟乙烯滑环的齿形滑环61和O型橡胶圈62，齿形滑环61与内转子组件接触，O型橡胶圈62与外定子组件接触，包括主密封唇和副密封唇，用于阻隔和防尘，O型橡胶圈62用于提供弹力和外定子组件与齿形滑环61之间的静密封。
如图1所示，整个装置的整体结构为：转子支架4、轮辋2与轴承外圈5a同轴布置并固联，轮辋2上布置有轮胎1，转子支架4上布置有永磁体10。定子壳体3b和定子盖板3a通过螺栓连接而成，定子壳体3b内侧布置有绕组8和水冷套7，绕组8和永磁体10之间会产生交变的磁场驱动转子转动。定子壳体3b与轴承内圈5b同轴布置并固联。在靠近电机轴线的位置，定子盖板3a和转子支架4之间设有动密封组合密封圈6。定子壳体4b上开有通孔，用以引出线束冷却水管9。根据不同情况，动密封组合密封圈6可采用不同结构，也可以采用一个或多个。电子元件11安装于定子壳体3b上。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种组合动密封内转子轮毂电机驱动装置，其特征在于，包括线束冷却水管(9)、动密封组合密封圈(6)以及同轴设置的内转子组件、轮胎组件、外定子组件和轮毂轴承，所述的内转子组件与轮胎组件固定连接，且设置于外定子组件内，所述的轮毂轴承设置于外定子组件内，且分别与外定子组件和内转子组件连接，所述的动密封组合密封圈(6)设置于内转子组件和外定子组件之间，所述的线束冷却水管(9)与外定子组件连接。
2.根据权利要求1所述的一种组合动密封内转子轮毂电机驱动装置，其特征在于，所述的动密封组合密封圈(6)包括齿形滑环(61)和O型橡胶圈(62)，所述的齿形滑环(61)与内转子组件接触，所述的O型橡胶圈(62)与外定子组件接触，所述的齿形滑环(61)和O型橡胶圈(62)在内转子组件旋转时实现动密封。
3.根据权利要求2所述的一种组合动密封内转子轮毂电机驱动装置，其特征在于，所述的齿形滑环(61)为增强聚四氟乙烯滑环，包括主密封唇和副密封唇，用于阻隔和防尘，所述的O型橡胶圈(62)用于提供弹力和外定子组件与齿形滑环(61)之间的静密封。
4.根据权利要求1所述的一种组合动密封内转子轮毂电机驱动装置，其特征在于，所述的轮毂轴承包括轴承内圈(5b)和轴承外圈(5a)，所述的轴承内圈(5b)底部为圆形底座，所述的圆形底座与外定子组件固定连接，所述的轴承外圈(5a)的顶部为环形顶座，所述的环形顶座与内转子组件固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种组合动密封内转子轮毂电机驱动装置，其特征在于，所述的外定子组件包括相互连接形成空腔的定子壳体(3b)和定子盖板(3a)以及分别安装于定子壳体(3b)上的水冷套(7)、绕组(8)和电子元件(11)，所述的定子壳体(3b)呈脸盆状，且与轴承内圈(5b)的圆形底座固定连接，所述的定子盖板(3a)包括相互连接的连接部(32a)和密封部(31a)，所述的连接部(32a)与定子壳体(3b)固定连接，所述的密封部(31a)中间开设通孔，所述的动密封组合密封圈(6)设置于密封部(31a)和内转子组件之间。
6.根据权利要求5所述的一种组合动密封内转子轮毂电机驱动装置，其特征在于，所述的水冷套(7)安装于定子壳体(3b)的内侧壁上，所述的绕组(8)安装于水冷套(7)上，所述定子壳体(3b)底部开设通孔，所述的线束冷却水管(9)穿过该通孔与绕组(8)和水冷套(7)连接，所述的电子元件(11)安装于定子壳体(3b)底部外侧。
7.根据权利要求5所述的一种组合动密封内转子轮毂电机驱动装置，其特征在于，所述的密封部(31a)上开设两个正对内转子组件的密封凹槽，所述动密封组合密封圈(6)设置于密封凹槽内。
8.根据权利要求7所述的一种组合动密封内转子轮毂电机驱动装置，其特征在于，所述的内转子组件包括转子支架(4)和永磁体(10)，所述的转子支架(4)包括相互连接的第一圆筒(4a)和第二圆筒(4b)，所述的第一圆筒(4a)的直径小于第二圆筒(4b)的直径，所述的第一圆筒(4a)的顶部分别与轮胎组件和轴承外圈(5a)的环形顶座连接，所述的第二圆筒(4b)的顶部与密封凹槽位置配合，所述的永磁体(10)贴设于第二圆筒(4b)的外侧壁上，所述的永磁体(10)与绕组(8)的位置配合，产生交变磁场驱动转子转动。
9.根据权利要求8所述的一种组合动密封内转子轮毂电机驱动装置，其特征在于，所述的轮胎组件包括轮胎(1)和轮辋(2)，所述的轮辋(2)与轮胎(1)内圈固定连接，且与转子支架(4)同轴固定连接。
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