CN208316424U - 电动车轮毂电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电动车轮毂电机，包括定子总成与转子总成；所述定子总成包括：安装于电动车辆上的轴，通过滚花或键固定于轴上并开有3的倍数槽的定子铁芯，通过绝缘系统绝缘而绕制在定子铁芯上的线圈绕组，将线圈绕组引出电机外的导线；所述转子总成包括：安装轮胎用的轮辋，通过轴承安装于轴上并与轮毂直接联接的集成了一侧边盖的一体式导磁环，其厚度为1~6mm。本实用新型可解决如何简化现有轮毂电机结构，提高防水性能，在相同轮辋名义直径的情况下，最大程度的加大定子铁芯外直径尺寸。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电动车的直接驱动轮毂电机即轮毂电机技术领域，其轮辋与电机导磁环之间直接联接，与通过链条或传动带或传动轴间接驱动的电机有所区别。
背景技术
轮毂电机的驱动力在很大程度上取决于定子的外直径尺寸，其驱动力的大小直接影响了车辆的加速度、过载能力、爬坡能力等关键性能。由于终端用户对电动车的性能需求越来越高，以适应不同的路况、载重量、可靠性等需求，且终端用户对加速度等体验性功能的要求增加，都需要轮毂电机增加其驱动力，否则容易因温升过高而烧毁轮毂电机。目前行业的通常做法是通过增加定子叠厚尺寸来提升驱动力，但是车辆轴向安装尺寸会对定子叠厚尺寸有所限制，且定子叠厚尺寸的增加，其成本增加也非常大，会最终影响电动车整体成本。而增大定子外直径尺寸又受限于轮辋名义直径，无法随意增加。
目前电动车轮毂电机外壳一般由导磁环加两个边盖组成，其中边盖为铝压铸件，生产过程能耗高，废气排放量大。同时轮毂电机防水是其可靠性的重要表现，而边盖与导磁环之间的密封是轮毂电机防水的重要措施。目前边盖与导磁环之间主要的密封方式为胶水固化形成的密封胶条，其有效胶条密封部位最窄处为螺孔靠近电机轴方向的边缘与导磁环内径之间，为有效密封上述区域需形成足够的密封胶条宽度，而导磁环因需要加工固定边盖的螺孔，又要尽量增大内径以便容纳尽可能大的铁芯，极大的降低了有效密封胶条宽度，极易造成断胶及密封胶条宽度不足而导致密封失效。每年都有大量电动车由于轮毂电机进水而导致电机失效，造成用户不便及带来经济损失，如何提升轮毂电机防水性是目前困扰行业的一大难题。
目前电动车轮毂电机导磁环厚度一般在7~8.5mm。
综上所述，在相同轮毂名义直径的情况下，如何最大程度的加大定子外直径尺寸，同时增加轮毂电机边盖与导磁环之间的密封性，降低轮毂电机成本，是目前该领域主要需要克服的技术难关。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种电动车轮毂电机，解决如何简化现有轮毂电机结构，提高防水性能，在相同轮辋名义直径的情况下，最大程度的加大定子铁芯外直径尺寸，结构上还省去一侧的高能耗的铝合金边盖，从而极大提高电动车轮毂电机的性能与可靠性，同时降低轮毂电机成本。
电动车轮毂电机，包括定子总成与转子总成；所述定子总成包括：安装于电动车辆上的轴，通过滚花或键固定于轴上并开有3的倍数槽的定子铁芯，通过绝缘系统绝缘而绕制在定子铁芯上的线圈绕组，将线圈绕组引出电机外的导线；所述转子总成包括：安装轮胎用的轮辋，通过轴承安装于轴上并与轮毂直接联接的集成了一侧边盖的一体式导磁环，其厚度为1~6mm；通过胶水粘贴在导磁环内壁上N、S、N、S极交替分布的偶数片永磁体；永磁体内侧与定子铁芯外径之间具有单面气隙且为0.1~0.6mm；通过轴承固定于轴上并与一体式导磁环开口一侧固定起支撑作用的边盖；其定子铁芯外直径尺寸满足以下关系 ：定子铁芯外直径=轮辋名义直径 -2*（α+导磁环厚度+永磁体厚度+单面气隙），其中，α=11.8~19.6mm。
所述定子总成还包括检测转子位置的传感器，该传感器靠近永磁体。
所述定子铁芯内侧透空。
所述定子铁芯还匹配有铁芯支架，该铁芯支架通过衬套与定子总成的轴匹配。
所述轮辋名义直径即轮辋装胎面直径，其尺寸为332.2mm或者304mm或者253.2mm或者227.8mm或者202.4mm或者177mm或者151.6mm。
所述一体化导磁环厚度=1~6mm。
所述永磁体厚度=1.8~3mm。
所述单面气隙=0.1~0.6mm。
所述定子铁芯外直径尺寸为273.9~302.8mm或者245.7~274.6mm或者194.9~223.8mm或者169.5~198.4mm或者144.1~173mm或者118.7~147.6mm或者93.3~122.2mm。
本实用新型的有益效果是：采用了一体式导磁环，极大降低了导磁环厚度，在相同轮辋名义直径的情况下，加大了定子铁芯外直径尺寸，所以定子铁芯外直径尺寸范围，其最大极限明显远大于现在常规的定子铁芯外直径尺寸，可以更合理地优化电机磁路设计，在同等定子铁芯叠厚情况下有效增加电机的驱动力，避免电机定子铁芯叠厚无法增加而造成的驱动力不足现象，降低了因车辆超载或爬坡导致电机过热烧坏绕组绝缘层或位置传感器失效的问题，增加了电机的使用寿命。同时因电机定子铁芯外直径的增加，功率密度相应增加，同等功率要求下可以有效降低材料成本。
与此同时，边盖与导磁环之间的密封，因一侧为一体式集成结构，此侧无需另外安装边盖，完全解决目前同类电机导磁环与边盖之间的密封可靠性问题，另一侧的边盖与一体式导磁环之间的胶条密封部位转移至导磁环外缘，不受导磁环壁厚限制，可以充分设计胶条密封宽度，相比现有技术密封可靠性增加2倍以上，大幅降低进水失效的可能性。
附图说明
图1为本发明实施例的轮毂电机的装配结构示意图；
图2为图1中放大结构示意图；
图中 1.定子总成、11.轴、12.定子铁芯 、121.铁芯件 、122.支架 、123.衬套 、13.绝缘系统、14.线圈绕组、15.导线 、16.位置传感器、2.转子总成、21 .轮辋、22.一体式导磁环、23.永磁体、24 .轴承、25.边盖、26. 单面气隙。
具体实施方式
请参考图1及图2，图中的电动车轮毂电机，包括定子总成与转子总成。
定子总成1包括：安装于电动车辆上的轴11，通过滚花或键固定于轴1上并开有3的倍数槽的定子铁芯12，通过绝缘系统13绝缘而绕制在铁芯121上的线圈绕组14，将线圈绕组14引出电机外的导线15。为了检测转子的位置，还在靠近永磁体23位置安装了位置传感器16。为节省硅钢片用量以降低成本与资源消耗，定子铁芯12内侧可以透空，加入铁芯支架122与衬套123。实际应用中，永磁体厚度=1.8~3mm。定子铁芯外直径尺寸为273.9~302.8mm或者245.7~274.6mm或者194.9~223.8mm或者169.5~198.4mm或者144.1~173mm或者118.7~147.6mm或者93.3~122.2mm。
转子总成2包括：安装轮胎用的轮辋21，通过轴承24安装于轴1上并与轮毂直接联接的集成了一侧边盖25的一体式导磁环22，其厚度为1~6mm；通过胶水粘贴在导磁环内壁上N、S、N、S极交替分布的偶数片永磁体23；永磁体23内侧与定子铁芯12外径之间具有单面气隙26且为0.1~0.6mm；通过轴承24固定于轴11上并与一体式导磁环22开口一侧固定起支撑作用的边盖25；其定子铁芯12外直径尺寸满足以下关系 ：定子铁芯外直径=轮辋名义直径-2*（α+导磁环厚度+永磁体厚度+单面气隙），其中，α=11.8~19.6mm。在实际应用中，轮辋名义直径即轮辋装胎面直径，其可以选择的尺寸为332.2mm或者304mm或者253.2mm或者227.8mm或者202.4mm或者177mm或者151.6mm。一体化导磁环的厚度=1~6mm。单面气隙=0.1~0.6mm。
下面选摩托车10寸为例说明：
定子铁芯外直径Φ=轮辋名义直径A-2*（α+导磁环厚度B+永磁体厚度C+单面气隙D）=253.2-2*（14.3+2+2+0.3）=216mm。
其中：轮毂内直径A=253.2mm；α取14.3 mm；导磁环厚度B取2mm；永磁体厚度C取2mm；单面气隙D取0.3mm。其计算结果定子铁芯外直径Φ为216mm，比目前使用最大的207mm大4.4%，同等叠厚情况下，其最大驱动力明显增加。而同等最大驱动力情况下，可有效减少叠厚降低成本。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，上面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了清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件/零件可以以各种不同的配置来布置和设计。但本发明所覆盖的具体应用结构并不受限于申请书内的附图。本实施例并无任何限定本发明之特征或具体电机结构之意。
因此，以上对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，或基于本发明权利要求基础之上之变更都属于本发明保护的范围。而本发明所有者在不偏离本发明的精神或超越权利要求书所定义的内容的前提下，可以对所描述的具体实施例做各种修改、补充或针对具体应用而设计的方案。
Claims (8)
1.电动车轮毂电机，其特征在于：包括定子总成与转子总成；所述定子总成包括：安装于电动车辆上的轴，通过滚花或键固定于轴上并开有3的倍数槽的定子铁芯，通过绝缘系统绝缘而绕制在定子铁芯上的线圈绕组，将线圈绕组引出电机外的导线；所述转子总成包括：安装轮胎用的轮辋，通过轴承安装于轴上并与轮毂直接联接的集成了一侧边盖的一体式导磁环，其厚度为1~6mm；通过胶水粘贴在导磁环内壁上N、S、N、S极交替分布的偶数片永磁体；永磁体内侧与定子铁芯外径之间具有单面气隙且为0.1~0.6mm；通过轴承固定于轴上并与一体式导磁环开口一侧固定起支撑作用的边盖；其定子铁芯外直径尺寸满足以下关系：定子铁芯外直径=轮辋名义直径 -2*（α+导磁环厚度+永磁体厚度+单面气隙），其中，α=11.8~19.6mm。
2.根据权利要求1中所述的电动车轮毂电机，其特征在于：所述定子总成还包括检测转子位置的传感器，该传感器靠近永磁体。
3.根据权利要求1中所述的电动车轮毂电机，其特征在于：所述定子铁芯内侧透空。
4.根据权利要求1中所述的电动车轮毂电机，其特征在于：所述定子铁芯还匹配有铁芯支架，该铁芯支架通过衬套与定子总成的轴匹配。
5.根据权利要求1中所述的电动车轮毂电机，其特征在于：所述轮辋名义直径即轮辋装胎面直径，其尺寸为332.2mm或者304mm或者253.2mm或者227.8mm或者202.4mm或者177mm或者151.6mm。
6.根据权利要求1中所述的电动车轮毂电机，其特征在于：所述永磁体厚度=1.8~3mm。
7.根据权利要求1中所述的电动车轮毂电机，其特征在于：所述单面气隙=0.1~0.6mm。
8.根据权利要求1中所述的电动车轮毂电机，其特征在于：所述定子铁芯外直径尺寸为273.9~302.8mm或者245.7~274.6mm或者194.9~223.8mm或者169.5~198.4mm或者144.1~173mm或者118.7~147.6mm或者93.3~122.2mm。
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| CN111262371A (zh) * | 2018-11-30 | 2020-06-09 | 温岭市九洲电机制造有限公司 | 一种电动车电机用轮毂 |
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- 2018-06-06 CN CN201820864033.4U patent/CN208316424U/zh active Active
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