CN213367588U - 轴电流消除机构、驱动电机及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本申请是关于一种轴电流消除机构、驱动电机及电动汽车。该轴电流消除机构包括电性接触的第一导电结构和第二导电结构；其中，所述第一导电结构装设于电机转轴，所述第二导电结构连接于电机壳体，所述第一导电结构沿所述转轴的轴心接触于所述第二导电结构；所述第一导电结构包括一导电球形件；所述导电球形件可滚动地装设于所述电机转轴的端部，所述导电球形件的中心轴与所述电机转轴同轴设置。本申请提供的方案，能够更为有效消除电机产生的轴电流，结构稳定可靠，能提高电机的使用寿命。

Description

轴电流消除机构、驱动电机及电动汽车

技术领域

本申请涉及电动汽车技术领域，尤其涉及轴电流消除机构、驱动电机及电动汽车。

背景技术

在电机运行过程中，如果有轴电流的存在，会导致电机轴承内外圈滚道上留下电腐蚀纹路，不仅导致轴承温度升高，而且电机的运行噪音会增大，进而降低轴承及电机的使用寿命。

相关技术中，一般在电机中采用绝缘轴承的方式来消除轴电流，或者在电机输出轴端加装消除轴电流的碳刷，还可以在在电机的输出轴上使用消除轴电流的石墨碳棒导电装置。然而，安装绝缘轴承会大幅增加电机成本；使用碳刷和石墨碳棒不仅会使电机运行时产生较大的噪音，而且，碳刷和石墨碳棒被外界粉尘或泥沙污染后其绝缘电阻会增大，进而使导电性能变差，长时间使用后，碳刷的毛刷线易脱落，石墨碳棒容易掉碳粉，毛刷线和碳粉等异物进入电机很容易导致电机的绝缘性变差及轴承失效等问题。

实用新型内容

为解决或者部分解决相关技术中存在的问题，本申请提供一种轴电流消除机构、驱动电机及电动汽车，能够更为有效消除电机产生的轴电流，结构稳定可靠，能提高电机的使用寿命。

本申请第一方面提供一种轴电流消除机构，包括：

电性接触的第一导电结构和第二导电结构；

其中，所述第一导电结构装设于电机转轴，所述第二导电结构连接于电机壳体，所述第一导电结构沿所述转轴的轴心接触于所述第二导电结构；

所述第一导电结构包括一导电球形件；

所述导电球形件可滚动地装设于所述电机转轴的端部，所述导电球形件的中心轴与所述电机转轴同轴设置。

在其中一个实施例中，所述第一导电结构包括用于安装所述导电球形件的连接件，所述导电球形件通过所述连接件可拆卸连接于所述电机转轴。

在其中一个实施例中，所述连接件包括连接端和限位端；

所述连接件通过所述连接端可拆卸连接于所述电机转轴，所述限位端具有用于装设所述导电球形件的限位结构。

在其中一个实施例中，所述电机转轴的端部沿轴心具有预设的安装孔；

所述连接端沿所述转轴的轴心螺纹连接于所述安装孔。

在其中一个实施例中，所述限位结构包括用于收容所述导电球形件的腔体；以及

固定安装于所述腔体的限位件；

所述导电球形件通过所述限位件限位于所述腔体。

在其中一个实施例中，所述第二导电结构包括导电弹性件；

所述导电弹性件包括固定端和自由端；

所述固定端固定于所述电机壳体，所述自由端延伸至所述转轴的轴向一端，和所述导电球形件沿所述转轴轴向相接触。

在其中一个实施例中，所述导电弹性件的所述固定端固定于所述电机壳体的后盖板内侧，所述自由端弹性接触于导电球形件的外表面。

在其中一个实施例中，所述导电弹性件的所述自由端具有垂直于所述转轴轴向的接触平面，

所述导电弹性件通过所述接触平面和所述导电球形件沿所述转轴轴向相接触。

本申请第二方面提供一种驱动电机，包括如上所述的轴电流消除机构。

本申请第三方面提供一种电动汽车，包括如上所述的驱动电机。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请实施例提供的轴电流消除机构，包括电性接触的第一导电结构和第二导电结构；其中，所述第一导电结构装设于电机转轴，所述第二导电结构连接于电机壳体，所述第一导电结构沿所述转轴的轴心接触于所述第二导电结构；所述第一导电结构包括一导电球形件；所述导电球形件可滚动地装设于所述电机转轴的端部，所述导电球形件的中心轴与所述电机转轴同轴设置。这样的设置能够更为有效地消除电机产生的轴电流，结构稳定可靠，能提高电机的使用寿命。

本申请实施例提供的轴电流消除机构，所述第二导电结构包括导电弹性件；所述导电弹性件包括固定端和自由端；所述固定端固定于所述电机壳体，所述自由端延伸至所述转轴的轴向一端，和所述导电球形件沿所述转轴轴向相接触。这样的设置，使得导电球形件与导电弹性件之间具有更小的接触摩擦力，线速度更低，导电更可靠，进一步提升了电机的使用寿命。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1是本申请一实施例示出的电机的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大示意图。

附图标记：壳体1；定子2；转子3；接地端4；螺钉5；后盖板6；导电弹性件7；导电球形件8；转轴9；端盖10；限位件11；腔体12；螺栓13；轴承14。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的优选实施方式。虽然附图中显示了本申请的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

相关技术中，在电机运行过程中，如果有轴电流的存在，会导致电机轴承内外圈滚道上留下电腐蚀纹路，这样会导致轴承温度升高，电机的运行噪音增大，进而降低轴承及电机的使用寿命。针对上述问题，本申请实施例提供一种轴电流消除机构，能够更为有效消除电机产生的轴电流，结构稳定可靠，能提高电机的使用寿命。

以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。

图1是本申请一实施例示出的电机的结构示意图；图2是图1中A处的局部放大示意图；图1和图2示出了本实施例中轴电流消除机构的结构及与电机的配合关系。

参见图1和图2，电机包括壳体1及安装于壳体1内的定子2和转子3。壳体1的两侧安装有端盖10，端盖10上安装有后盖板6，端盖10和后盖板6可由金属制成。定子2固定安装于壳体1，可以采用过盈配合的方式连接。转子3上具有转轴9，转轴9由轴承14固定于端盖10并可相对于端盖10自由转动。

本实施例中，电机内安装有轴电流消除机构，电机的壳体1上设有接地端4，轴电流消除机构可以将转轴9上产生的轴电流导通至电机的壳体1，然后通过接地端4接地，进而消除了轴电流，这样能避免电机的轴承14被轴电流击伤，能降低电机的运行噪音，提高了电机的使用寿命。

轴电流消除机构包括电性接触的第一导电结构和第二导电结构，第一导电结构和第二导电结构均装设于电机的壳体1内，这样可保证轴电流消除机构不受外部环境影响，利于保证其性能稳定。

本实施例中，第一导电结构装设于电机的转轴9，第二导电结构连接于电机壳体1，第一导电结构沿转轴9的轴心可滚动地接触于第二导电结构。这样设置后，电机的转子3运行过程中，电机的轴电流可经电性接触的第一导电结构及第二导电结构导通至壳体1的接地端4接地，进而消除轴电流。由于第一导电结构可滚动地接触于第二导电结构，使得第一导电结构随转轴9转动时，第二导电结构与第一导电结构之间的接触为滚动接触，滚动接触相比相关技术中的滑动接触，可减小摩擦力，能更好地保证轴电流消除机构的性能稳定性。

本实施例中，第一导电结构包括导电球形件8，导电球形件8也可称为可导电的万向球，导电球形件8可滚动地装设于转轴9的端部，能在360度的范围内自由滚动。

第二导电结构包括导电弹性件7，导电弹性件7的一端固定于电机壳体1的后盖板6内侧，另一端弹性接触于导电球形件8的外表面，导电弹性件7可以和导电球形件8之间沿转轴9轴向存在一定的接触压力，能和导电球形件8始终保持电性接触，使得转轴9、导电球形件8、导电弹性件7和壳体1之间形成导电通路，电机运行时，转子3铁芯产生的轴电流经转轴9传导至导电球形件8，然后通过导电球形件8传导至导电弹性件7，再经导电弹性件7传导至后盖板6，最后经后盖板6传导至壳体1的接地端4后接地。

本实施例中，导电球形件8可限位于转轴9的端部自由滚动，当转轴9转动时，导电球形件8的滚动可不受限于转轴9的转动方向，例如可以在360度的范围内自由滚动，使得导电球形件8和导电弹性件7之间的接触为360度范围内的滚动接触。

导电球形件8和导电弹性件7之间为滚动接触至少具有以下优点：一方面，当电动汽车的电机转子3处于高转速(例如转速最高达10000r/min)状态时，相关技术中的碳刷或碳棒导电结构，由于碳刷的毛刷及碳棒与转轴9的外表面为滑动接触，这样很容易因转速过高而导致快速磨损，进而影响其导电性能；本实施例中导电球形件8和导电弹性件7为滚动接触，滚动接触相比滑动接触具有更小的摩擦力，使得导电球形件8和导电弹性件7不易因磨损而影响导电性能，进而能更为有效地消除电机产生的轴电流，提高电机的使用寿命。另一方面，当电动汽车在复杂工况运行时，电机的转轴9很容易因路况或载荷的突然变化而出现径向及轴向窜动的现象，相关技术中的碳棒导电结构，受转轴9轴向和径向的冲击窜动很容易导致强度性能较差的碳棒受力损坏，进而影响其导电性能。本实施例中，由于导电球形件8能在360度的范围内低阻力地自由滚动，和导电弹性件7接触时，能更好的缓冲及吸收转子3窜动的冲击，而且导电球形件8始终在转轴9的轴心与导电弹性件7滚动接触，这样可以保证轴电流回路始终处于导通状态，进而提高电机及电动汽车的使用寿命，例如，可以满足电动汽车10年或30万公里的高寿命要求。

本实施例中，导电球形件8在轴向与电机的转轴9同轴设置，导电弹性件7具有固定端和自由端，导电弹性件7的固定端可以通过螺钉5可拆卸地固定于后盖板6内侧，导电弹性件7的自由端延伸至和转轴9轴向相对的位置，并沿轴向和导电球形件8相接触。导电弹性件7与导电球形件8接触的区域具有垂直于转轴轴向的平面结构，导电弹性件7通过平面结构和导电球形件沿转轴轴向相接触。这样可使得导电弹性件7与导电球形件8沿转轴9的接触方式为点接触，也就是说，导电弹性件7与导电球形件8相接触的部位位于转轴9轴向的中心点位置，导电弹性件7与导电球形件8之间的接触非线接触或面接触，转轴9转动时，使得导电弹性件7与导电球形件8之间具有更小的接触面积，线速度更低，摩擦力更小，可提高本实施例轴电流消除机构的耐用性，进而提升电机的寿命，而且能减小电机运行过程中的噪音，提升了电机的品质。

一些实施例中，导电球形件8可采用具有良好导电性及耐磨性的金属材质制成，例如可以包括但不限于SUS304不锈钢制成，结合导电球形件8沿360度随动的特性，可进一步减小摩擦力，提升耐磨性能。

一些实施例中，导电弹性件7可以优选地采用具有良好导电性、弹性及耐磨性的导电弹片，导电弹片可以采用金属材质冲压一体成型制成，例如优选地可以采用铍青铜材质冲压一体成型制成。铍青铜材质的导电弹片和金属材质的导电球形件8相配合，具有更好的接触稳定性及耐磨性，绝缘电阻更低，能更好地消除轴电流。

可以理解的，导电弹性件7不限于导电弹片，在其他实施例中，导电弹性件7还可以是具有弹性及导电性的导电弹簧。

本实施例中，第一导电结构包括用于安装导电球形件8的连接件；连接件具有连接端和限位端，连接件通过连接端可拆卸地连接于转轴9。连接件的限位端具有用于装设导电球形件8的限位结构。连接件可以是沿转轴9的轴心方向螺纹连接于转轴9的螺栓13。限位结构可将导电球形件8限位于转轴9的端部，并使导电球形件8的中心轴和转轴9同轴，转轴9转动时，能始终和导电弹性件7保持接触。

一些实施例中，第一导电结构的连接件螺纹连接于转轴9上预先设置的顶针孔内，顶针孔是电机的制造过程中，为车削和磨削转轴9而预先在转轴9首端和末端开设的螺纹孔，本实施例的连接件可以是配合电机末端的顶针孔而设置的螺栓13，螺栓13具有螺钉端和螺帽端，用于装设导电球形件8的腔体12设于螺帽端，螺钉端可拧入转轴9上的顶针孔。这样的设置，可充分利用了电机的转轴9的自有结构，使得第一导电结构装配及拆卸更加方便，在电机内的占用空间小，使得电机结构更紧凑。

一些实施例中，限位结构包括用于收容导电球形件8的腔体12，导电球形件8可滚动地装设于腔体12。腔体12内装设有限位件11，限位件11也可称为挡板，功能类似于轴承的防尘盖。导电球形件8通过限位件11阻挡于腔体12，使得导电球形件8和螺栓13形成一体式结构，这样机构组成简单，易于装配，制造成本更低。限位件11可以呈环形，环形外边缘通过过盈配合的方式固定于腔体12内侧，可以采用朝腔体12内侧方向压合的方式固定于腔体12内侧。限位件的材质可以是不锈钢或钢包胶。限位件11至少具有两方面作用，一方面限位件11可将导电球形件8抵挡于腔体12内，防止导电球形件8脱出于螺帽；另一方面，能封闭导电球形件8与腔体12之间的间隙，防止大颗粒杂物及灰尘进入导电球形件8与螺帽之间的腔体12。

一些实施例中，导电球形件8与腔体12内侧壁之间填充有导电润滑脂，可以减少导电球形件8和腔体12之间的摩擦力，同时减小导电电阻，能保证导电球形件8和螺栓13之间具有良好的导电性，而且能提升轴电流消除机构的使用寿命。

一些实施例中，为减小导电球形件8在腔体12中的滚动阻力，可以在导电球形件8与腔体12之间装设若干圆珠形零件，例如钢制滚珠，导电球形件8通过若干钢制滚珠相对于腔体12内侧壁滚动，这样可以减小导电球形件8的滚动阻力，能进一步提升导电球形件8在360度范围内低阻随动的特性。

本实施例的轴电流消除机构设于电机内部，不受外界环境影响，导电性能更可靠。轴电流传导路径绝缘电阻低，导电快速有效，可避免相关技术中使用昂贵的绝缘陶瓷轴承导致成本增加的缺陷，可减小电机的制造成本，降低电机的运行噪音。

以上介绍了本申请提供的轴电流消除机构，相应地，本申请还提供一种驱动电机及电动汽车；

驱动电机包括如图1和图2所示出的轴电流消除机构，电动汽车具有包含该轴电流消除机构的驱动电机。

本实施例的驱动电机及电动汽车中的轴电流消除机构包括电性接触的第一导电结构和第二导电结构；其中，第一导电结构装设于电机的转轴9，第二导电结构装设于电机的壳体1，第一导电结构可滚动地接触于第二导电结构；第一导电结构包括一导电球形件8；导电球形件8可滚动地装设于电机的转轴9端部，导电球形件8的中心轴与转轴9同轴设置。这样设置后，能够更有效消除电机产生的轴电流，结构稳定可靠，能提高电机和电动汽车的使用寿命。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种轴电流消除机构，其特征在于，包括：

电性接触的第一导电结构和第二导电结构；

其中，所述第一导电结构装设于电机转轴，所述第二导电结构连接于电机壳体，所述第一导电结构沿所述转轴的轴心接触于所述第二导电结构；

所述第一导电结构包括一导电球形件；

所述导电球形件可滚动地装设于所述电机转轴的端部，所述导电球形件的中心轴与所述电机转轴同轴设置。

2.根据权利要求1所述的轴电流消除机构，其特征在于：

所述第一导电结构包括用于安装所述导电球形件的连接件，所述导电球形件通过所述连接件可拆卸连接于所述电机转轴。

3.根据权利要求2所述的轴电流消除机构，其特征在于：

所述连接件包括连接端和限位端；

所述连接件通过所述连接端可拆卸连接于所述电机转轴，所述限位端具有用于装设所述导电球形件的限位结构。

4.根据权利要求3所述的轴电流消除机构，其特征在于：

所述电机转轴的端部沿轴心具有预设的安装孔；

所述连接端沿所述转轴的轴心螺纹连接于所述安装孔。

5.根据权利要求3所述的轴电流消除机构，其特征在于：

所述限位结构包括用于收容所述导电球形件的腔体；以及

固定安装于所述腔体的限位件；

所述导电球形件通过所述限位件限位于所述腔体。

6.根据权利要求1-5任一项所述的轴电流消除机构，其特征在于：

所述第二导电结构包括导电弹性件；

所述导电弹性件包括固定端和自由端；

所述固定端固定于所述电机壳体，所述自由端延伸至所述转轴的轴向一端，和所述导电球形件沿所述转轴轴向相接触。

7.根据权利要求6所述的轴电流消除机构，其特征在于：

所述导电弹性件的所述固定端固定于所述电机壳体的后盖板内侧，所述自由端弹性接触于导电球形件的外表面。

8.根据权利要求6所述的轴电流消除机构，其特征在于：

所述导电弹性件的所述自由端具有垂直于所述转轴轴向的接触平面；

所述导电弹性件通过所述接触平面和所述导电球形件沿所述转轴轴向相接触。

9.一种驱动电机，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的轴电流消除机构。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求9所述的驱动电机。

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