CN112436666A - 一种轮毂电机 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种轮毂电机，涉及新能源汽车技术领域，包含：转接头，其包含转接头本体和转接头端头，所述转接头端头直径小于所述转接头本体的直径；轮毂轴承，其包含内法兰盘和外法兰盘，所述外法兰盘套设在所述转接头本体上；旋转变压器，其包含定子和转子，所述转子固定于所述转接头端头，所述定子与所述内法兰盘相对固定。本申请的轮毂电机，通过将旋转变压器集成到轮毂轴承内，大大减小了旋转变压器的体积，减轻了整体质量，减少了制作成本，解决了旋转变压器的转子和轮毂轴承压装过程中转子易变形和损坏问题。

Description

一种轮毂电机
技术领域
本申请涉及新能源汽车技术领域，特别涉及一种轮毂电机。
背景技术
对于传统车辆来说，离合器、变速器、传动轴、差速器乃至分动器都是必不可少的，而这些部件不但重量大、而且使得车辆的结构更为复杂，同时，也存在需要定期维护保养且故障率高的问题。而轮毂电机很好的解决了这些问题，轮毂电机作为车轮内装电机，它的第一个的特点就是将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内，因此将车辆的机械部分大大简化，同时也提高了传动效率。轮毂电机的另一个特点是驱动方式灵活，由于轮毂电机具备单个车轮独立驱动的特性，因此无论是前驱、后驱还是四驱形式，它都可以比较轻松的实现，全时四驱在轮毂电机驱动的车辆上实现起来非常容易。同时，轮毂电机还可以通过左右车轮不同转速甚至反转实现类似履带式车辆的差动转向，大大减小车辆的转弯半径，在特殊情况下几乎可以实现原地转向。
相关技术中，如图1所示，传统的轮毂电机包含转子壳体、水套、旋转变压器、轮毂轴承和定子机架。其中，旋转变压器分为定子和转子(图中旋转变压器未分开)，定子固定到水套上，转子压装到轮毂轴承的外法兰盘上。旋变变压器作为轮毂电机的位置和速度控制反馈元器件，对其各方面性能要求极高。
但是，该旋转变压器外径较大，重量大，制作成本高，还增加了簧下质量；同时由于旋转变压器的转子外径大，在压装到轮毂轴承上的过程中，容易造成压装变形或损坏转子的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种轮毂电机，通过将旋转变压器集成到轮毂轴承内，大大减小了旋转变压器的体积，减轻了轮毂电机的整体质量，减少了制作成本，解决了旋转变压器的转子和轮毂轴承压装过程中转子易变形和损坏问题。
本申请提供了一种轮毂电机，包含：
转接头，其包含转接头本体和转接头端头，所述转接头端头直径小于所述转接头本体的直径；
轮毂轴承，其包含内法兰盘和外法兰盘，所述外法兰盘套设在所述转接头本体上；
旋转变压器，其包含定子和转子，所述转子固定于所述转接头端头，所述定子与所述内法兰盘相对固定。
一些实施例中，所述轮毂电机还包含定子支座，所述定子支座呈圆形壳体，其中间开设能够容纳所述定子的圆形孔，所述定子通过定子支座固定于所述内法兰盘，使得定子121和内法兰盘151同步转动。定子支座13设计巧妙，将没有完全接触的两个部件固定连接在一起。
一些实施例中，所述定子支座通过压装固定连接于所述内法兰盘的外表面，进一步增强了连接稳定性，节省了安装空间。
一些实施例中，所述定子朝向内法兰盘的一端开设卡槽，所述定子支座的圆形孔边沿抵接固定于所述卡槽。
一些实施例中，所述轮毂轴承还包含用于防尘的防尘盖，所述防尘盖扣合在所述定子支座上，且所述防尘盖、定子支座和转接头的轴线同轴。
一些实施例中，所述防尘盖采用塑胶材料，塑胶材料不导电，避免干扰旋转变压器12工作。
一些实施例中，所述转接头端头与转子过盈连接，加工方便，同时最大可能节省了安装空间。
一些实施例中，所述外法兰盘与所述转接头本体通过键连接，便于可拆卸连接。
一些实施例中，所述定子和转子的外径不超过50mm，从传统外径的180mm减小到50mm，大大节省了轮毂电机内部组件的布置空间。
一些实施例中，所述定子和转子均采用铜合金，导电性能更好，更能增强轮毂电机的整体性能。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
本申请实施例提供了一种轮毂电机，通过将旋转变压器集成到轮毂轴承内，旋转变压器的转子固定于转接头端头，定子相对固定于内法兰盘；相对于传统的轮毂电机，旋转变压器的转子从安装到外法兰盘，变为安装到转接头端头，大大减小了旋转变压器的体积；实验表明，旋转变压器最大外经可由180mm减小到50mm，甚至更小，节省了轮毂电机内部组件的布置空间，降低轮毂电机内部组件的布置难度；也由于旋转变压器体积小，整个轮毂电机重量大幅降低，可降低约700g，减轻了轮毂电机给整车带来的簧下质量压力，减少了制作成本，解决了旋转变压器的转子和轮毂轴承压装过程中转子易变形和损坏问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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获得其他的附图。
图1为传统轮毂电机的爆炸图。
图2为本申请实施例提供的轮毂电机的爆炸图。
图3为本申请实施例提供的轮毂电机除去转子壳体和定子机架的剖视图。
附图标记：11、防尘盖；12、旋转变压器；121、定子；122、转子；13、定子支座；14、转接头；141、转接头本体；142、转接头端头；15、轮毂轴承；151、内法兰盘；152、外法兰盘。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
如图2和图3所示，本申请公开了一种轮毂电机的实施例，包含转接头14、轮毂轴承15和旋转变压器12，转接头14包含转接头本体141和转接头端头142，转接头端头142直径小于转接头本体141的直径，且转接头端头142从外法兰盘152的中间孔洞中向外伸出。轮毂轴承15包含内法兰盘151和外法兰盘152，外法兰盘152套设固定在转接头本体141上，外法兰盘152可转动套设在内法兰盘151上。旋转变压器12包含定子121和转子122，转子122固定于转接头端头142，定子121与内法兰盘151相对固定。即转子122相对于外法兰盘152固定，定子121相对于内法兰盘151固定，当轮毂轴承15转动时，旋转变压器12的定子121和转子122发生相对转动。
本申请的轮毂电机将旋转变压器集成到轮毂轴承内，大大减小了旋转变压器的体积，这对于空间排布紧张的轮毂电机而言具有非凡的意义。
在一个实施例中，轮毂电机还包含定子支座13，定子支座13呈圆形壳体，其扣紧在内法兰盘151上，定子支座13的壳体中央开设能够容纳定子121的圆形孔，定子121通过定子支座13固定于内法兰盘151，使得定子121和内法兰盘151同步转动。定子支座13设计巧妙，将没有完全接触的两个部件固定连接在一起。
优选地，定子支座13通过压装固定连接于内法兰盘151的外表面，进一步增强了连接稳定性，还节省了安装空间。
在一个实施例中，定子121朝向内法兰盘151的一侧周向开设卡槽，定子支座13的圆形孔边沿抵接固定于卡槽。
在其余实施例中，定子121的两端周向均开设卡槽，便于不用辨别方向进行安装。
在一个实施例中，轮毂轴承还包含用于防尘的防尘盖11，防尘盖11扣合固定于定子支座13外，将旋转变压器12挡住，且防尘盖11、定子支座13和转接头14的轴线同轴。
优选地，防尘盖11采用塑胶材料，塑胶材料不导电，避免干扰旋转变压器12工作。
具体地，转接头端头142与转子122过盈连接，在加工时，直接压装在一起，由于转子122直径相对于传统的轮毂电机大大减小，降低了转子122变形的风险。
进一步地，在转接头本体141外表面开设有一半键槽，在外法兰盘152的中心孔内圈开设另一半相应的键槽，转接头本体141和外法兰盘152通过键连接。
相对于传统的轮毂电机的旋转变压器的转子压装到轮毂轴承的外法兰盘上，本申请的轮毂电机将旋转变压器12集成到轮毂轴承15内，且转子122压装到转接头端头142上。而外法兰盘152直径大于内法兰盘151直径，内法兰盘151直径大于转接头本体141直径，转接头本体141直径大于转接头端头142,由此可见，本申请的旋转变压器的体积大幅度减小，实验生产发现，旋转变压器最大外径由180mm减小到50mm，甚至更小；大大节省了轮毂电机内部组件的布置空间，降低轮毂电机内部组件的布置难度。
优选地，定子121和转子122均采用导电性能优良的铜合金，能够增强轮毂电机的整体性能。
如图2所示，轮毂电机还包含转子壳体和定子机架，转子壳体和定子机架的结构与传统轮毂电机的结构类似，转子壳体作为“盒子”，定子机架作为“盖子”，两者匹配将整个轮毂电机的其余部件全部容纳进去。
本申请的轮毂电机的电气部分与传统轮毂电机相同，在本申请中不再详述。本申请的轮毂电机中，轮毂轴承和旋转变压器作为轮毂电机实现功能的关键零部件，轮毂轴承15主要影响轮毂电机的运转稳定性、NVH(Noise、Vibration、Harshness，噪声、振动与声振粗糙度)性能和整个电机的寿命。旋转变压器12作为轮毂电机的位置和速度控制反馈元器件，其主要功能是将轮毂电机的定子、转子位置信息和转速信息反馈给逆变器，逆变器根据这些信息来控制电机的正转、反转和转速。传统的轮毂电机，轮毂电机的设计空间狭小，本申请能够将轮毂轴承和旋转变压器合理的布置在轮毂电机内部，这一改进显得尤为重要，进一步实现了轮毂电机内部结构的小型化集成化。两个至关重要的零部件(轮毂轴承和旋转变压器)集成到一起，体积减小，提升了轮毂电机的整体性能，空出了多余的设计空间，利于结构优化。
本申请的轮毂电机，通过将旋转变压器12集成到轮毂轴承15内，旋转变压器12的转子固定于转接头端头142，定子相对固定于内法兰盘151；相对于传统的轮毂电机，旋转变压器12的转子122从安装到外法兰盘152，变为安装到转接头端头142，大大减小了旋转变压器12的体积；由于旋转变压器体积小，整个轮毂电机重量大幅降低，可降低约700g，减轻了轮毂电机给整车带来的簧下质量压力，减少了轮毂电机整体的制作成本，解决了旋转变压器12的转子122和轮毂轴承15压装过程中转子122易变形和损坏问题。本申请的轮毂电机相对于传统的轮毂电机，结构大大简化，减少了装配环节，提高装配效率。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种轮毂电机，其特征在于，包含：
转接头(14)，其包含转接头本体(141)和转接头端头(142)，所述转接头端头(142)直径小于所述转接头本体(141)的直径；
轮毂轴承(15)，其包含内法兰盘(151)和外法兰盘(152)，所述外法兰盘(152)套设在所述转接头本体(141)上；
旋转变压器(12)，其包含定子(121)和转子(122)，所述转子(122)固定于所述转接头端头(142)，所述定子(121)与所述内法兰盘(151)相对固定。
2.如权利要求1所述的一种轮毂电机，其特征在于：所述轮毂电机还包含定子支座(13)，所述定子支座(13)呈圆形壳体，其中间开设能够容纳所述定子(121)的圆形孔，所述定子(121)通过定子支座(13)固定于所述内法兰盘(151)。
3.如权利要求2所述的一种轮毂电机，其特征在于：所述定子支座(13)通过压装固定连接于所述内法兰盘(151)的外表面。
4.如权利要求2所述的一种轮毂电机，其特征在于：所述定子(121)朝向内法兰盘(151)的一端开设卡槽，所述定子支座(13)的圆形孔边沿抵接固定于所述卡槽。
5.如权利要求2所述的一种轮毂电机，其特征在于：所述轮毂轴承还包含用于防尘的防尘盖(11)，所述防尘盖(11)扣合在所述定子支座(13)上，且所述防尘盖(11)、定子支座(13)和转接头(14)的轴线同轴。
6.如权利要求5所述的一种轮毂电机，其特征在于：所述防尘盖(11)采用塑胶材料。
7.如权利要求1所述的一种轮毂电机，其特征在于：所述转接头端头(142)与转子(122)过盈连接。
8.如权利要求1所述的一种轮毂电机，其特征在于：所述外法兰盘(152)与所述转接头本体(141)通过键连接。
9.如权利要求1所述的一种轮毂电机，其特征在于：所述定子(121)和转子(122)的外径不超过50mm。
10.如权利要求1所述的一种轮毂电机，其特征在于：所述定子(121)和转子(122)均采用铜合金。
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