CN213693266U

CN213693266U - 电动车用轮边电机定子、轮边电机及轮边电机驱动轮

Info

Publication number: CN213693266U
Application number: CN202022518227.9U
Authority: CN
Inventors: 周培堂; 姚建平; 朱新岗
Original assignee: Shaanxi Wuzhou Electromechanical Technology Co ltd
Current assignee: Shaanxi Wuzhou Electromechanical Technology Co ltd
Priority date: 2020-11-04
Filing date: 2020-11-04
Publication date: 2021-07-13
Anticipated expiration: 2030-11-04

Abstract

本实用新型公开一种电动车用轮边电机定子、轮边电机及轮边电机驱动轮，定子包括定子冲片和绕组线圈，绕组线圈的外周至少设置一组弯曲排布的冷却水管，冷却水管的两端包括进水端口和出水端口，冷却水管外部设置有保护圈，所述的进水端口和出水端口固定在保护圈上。本实用新型针对高负荷大扭矩电动车的工作特点，设计了一种带有冷却水管的轮边电机定子，实现对绕组线圈发热的制冷；冷却水管根据电机发热特点，在整个绕组上多路水管排布的方式，以增加水循环冷却效率，同时每路水管采用U形结构排布，增加散热面积，确保电动车在高负荷大扭矩工况下的正常工作。

Description

电动车用轮边电机定子、轮边电机及轮边电机驱动轮

技术领域

本实用新型属于电机技术领域，涉及一种超薄型的无刷电机定子、轮边电机及轮边电机驱动轮。

背景技术

电动汽车的发展对轮边电机提出了新的需求，采用轮边电机时汽车的每个驱动车轮由单独的电动机驱动，并通过传动装置连接到车轮。目前轮边电机一般采用永磁无刷直流电机，根据定子绕组的形式，一般采用多相（三相、四相或五相）工作方式。电动机的转子上设置有永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器，同时采用驱动器接收位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥功率管的通断，产生连续转矩及控制和调整转速。

申请号为“201910494235 .3”的中国专利“新能源汽车轮边电机”公开了一种新能源汽车轮边电机，由弧形定子与碟片式转子组成，碟片式转子固定在轮毂右边跟随车轮转动，弧形定子固定在制动器圆盘架右边静止不动，轮边电机不改变现有碟刹式制动器的结构，能够直接安装在车轮中，既不影响碟刹式制动器的工作，又不影响车轮的拆卸。但是这种轮边电机用于行驶地形复杂无人战车或载重较大的电动汽车时，轮边电机的电机绕组会因高功率负荷发热，影响到电机的正常工作。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种带有散热冷却单元的超薄型直流无刷电机定子、轮边电机及轮边电机驱动轮结构，通过对多相电机定子绕线方式及绕组结构的改进，降低了轮边电机的厚度，从而适应了电动汽车对驱动电机的需求。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种电动汽车用轮边电机定子，包括定子冲片和绕组线圈，绕组线圈的外周至少设置一组弯曲排布的冷却水管，冷却水管的两端包括进水端口和出水端口，冷却水管外部设置有保护圈，所述的进水端口和出水端口固定在保护圈上。

上述电动汽车用轮边电机定子中，冷却水管在绕组线圈的外周呈U形排管排布。

上述电动汽车用轮边电机定子中，定子冲片的轭部外圈设置有若干只固定端，每只固定端上设置有固定螺钉孔。

上述电动汽车用轮边电机定子中，定子冲片中每只齿槽的绕组线圈缠绕在该齿槽的槽体和该齿槽对应轭部的外圈之间，相邻组之间的绕组线圈以过渡导线连通，并通过进线端和出线端联接至外部的驱动器。

上述电动汽车用轮边电机定子中，n=3、4或5。

上述电动汽车用轮边电机定子中，m=6、8或10。

上述电动汽车用轮边电机定子中，每只齿槽的绕组线圈的匝数为20-100。

一种轮边电机，包括转子、驱动器和定子。

一种轮边电机驱动轮，包括轮胎、刹车组件、减速机和轮边电机，所述的轮边电机经过减速机和刹车组件后驱动轮胎转动。

本实用新型具有的有益技术效果如下：

1、本实用新型针对高负荷大扭矩电动车的工作特点，设计了一种带有冷却水管的轮边电机定子，实现对绕组线圈发热的制冷；冷却水管根据电机发热特点，在整个绕组上多路水管排布的方式，以增加水循环冷却效率，同时每路水管采用U形结构排布，增加散热面积，确保电动车在高负荷大扭矩工况下的正常工作。

2、本实用新型采用全新的绕组方式，将传统跨齿槽绕线的绕组线圈结构改为单齿独立绕线的绕组结构，每只齿槽的绕组线圈缠绕在该齿槽的槽体和该齿槽对应轭部的外圈之间，从而克服了传统轮边电机定子厚度尺寸过大问题，在保持相同输出功率的条件下，定子的宽度由二十多毫米减小为十多毫米，同时线圈的长度减小20%，适应了轮式驱动的需求，同时降低了器件成本。

附图说明

图1为本实用新型中轮边电机定子及绕组结构图；

图2为本实用新型带有冷却水管的定子结构示意图；

图3为本实用新型带有冷却水管及保护圈的定子结构示意图；

图4为现有技术中定子冲片及绕组线圈布局示意图；

图5为本实用新型定子冲片及绕组线圈布局示意图；

图6为本实用新型轮边电机轮组结构图；

图7为本实用新型轮边电机驱动轮结构图；

附图标记为：1-上悬挂；2-下悬挂；3-无刷直流电动机；4-减速机；5-刹车组件；6-轮胎；7-阻尼减震器；11-轭部；12-齿部；13-固定端；15-齿槽；20-过渡线；21-进线端；22-出线端；106-定子冲片；113-绕组线圈；114-冷却水管；115-进水端口；116-出水端口；117-保护圈。

具体实施方式

如图1-3所示，本实用新型一种电动汽车用轮边电机定子，包括定子冲片106和绕组线圈113，绕组线圈113的外周至少设置一组弯曲排布的冷却水管114，图中为2组。冷却水管114的两端包括进水端口115和出水端口116，冷却水管114外部设置有保护圈117，所述的进水端口115和出水端口116固定在保护圈117上，并连通至电动汽车车架上的高压水箱。其中每路冷却水管114在绕组线圈113的外周呈U形排管的结构排布，以增加散热面积。冷却水管114采用金属耐压管，保护圈117则采用铝合金制成。

如图4和图5所示，本实用新定子型的绕组线圈采用了一种全新的绕线方式。下面以三相直流电机为例，介绍现有的直流电机绕组绕线方式：对于三相电路中的第一相而言，线圈113从起始的某一只齿槽中穿入，然后间隔2个齿槽后穿出。其余的两相类似原理。其激励磁场工作方式如图3所示，定子内部的永磁体108产生的磁力线经过齿部后，回流至轭部11；绕阻线圈113通电形成磁场，与永磁铁磁场形成夹角，产生力矩，从而驱动转轴转动。电机使用中为了提高输出功率，绕阻线圈113需要将齿槽充满使得匝数尽可能多，激励磁场强度最大。由于绕组线圈113跨越多个齿槽后需要保持一定的弧度以避免折弯而影响阻抗特性，使得绕组线圈外伸至定子冲片106的两侧，故整个定子的厚度很厚，影响了轮边电机其他部件的安装和应用。

本实用新型通过绕组绕线方式的设计，减小了无刷直流电机的厚度，以适应轮边机的工作需求。如图5所示，每只齿槽15的绕组线圈113缠绕在该齿槽的槽体和该齿槽对应轭部11的外圈之间，相邻组之间的绕组线圈113以过渡导线20连通，并通过进线端21和出线端22联接至外部的驱动器。图中以三相电机为例，可以看出，共计分成6组，每组包括3只齿槽，在对应每一个齿槽，线圈缠绕在齿槽和该齿槽对应轭部的外圈之间，每间隔2个齿槽的线圈绕组以过渡线20相联，最后经进线端21和出线端22联接至外部的驱动器，由驱动器根据角测量传感器的输出信号改变驱动绕组的信号极性，按照现有的无刷直流电机驱动方式，驱动电机转轴转动。

与现有绕线方式相比，本实用新型的绕线方式并没有改变定子铁芯，即定子冲片内部的磁通量，故在保持相同输出功率和转矩的条件下，定子的宽度由二十多毫米减小为十多毫米，典型值为由25mm，减小为15mm，宽度减小40%，同时由于新的绕线方式比现有技术绕组的弯曲半径变小，使得线圈的总长度减小20%，降低了器件成本，并适应了轮式驱动的需求，

作为进一步的实施方式，定子冲片106的轭部11外圈设置有若干只固定端13，每只固定端13上设置有固定螺钉孔，用于固定电机定子。

图6和图7分别给出了轮边电机轮组及轮边电机驱动轮的结构示意图。轮边电机驱动轮包括轮胎6、刹车组件5、减速机4和超薄型无刷直流电动机3，无刷直流电动机3依靠外挂电池供电，经过减速机4和刹车组件5后驱动轮胎6转动。图6中上悬挂1与下悬挂2采用方形柱与孔上下滑动连接，将轮边电机驱动轮固定在车体上。上悬挂1与下悬挂2分别设置有销轴孔，通过销轴将减震阻尼器7安装在上悬挂1与下悬挂2上，起支撑减震作用。刹车组件5由刹车盘和卡钳组成，卡钳为液压式结构，安装在减速机4外壳上。减速机4为行星减速机，与电机法兰通过螺钉连接，行星减速机可分为一级传动二级传动，根据不同的要求，输出不同的转速和扭矩。

本实用新型的无刷直流轮边电机结构紧凑，并增加了冷却单元满足电动车在高负荷大扭矩工况，是电力驱动车辆动力配置的极佳选择。

Claims

1.一种电动车用轮边电机定子，其特征在于：包括定子冲片（106）和绕组线圈（113），绕组线圈（113）的外周至少设置一组弯曲排布的冷却水管（114），冷却水管（114）的两端包括进水端口（115）和出水端口（116），冷却水管（114）外部设置有保护圈（117），所述的进水端口（115）和出水端口（116）固定在保护圈（117）上。

2.根据权利要求1所述的电动车用轮边电机定子，其特征在于：冷却水管（114）以U形排管的结构排布在绕组线圈（113）的外周。

3.根据权利要求1所述的电动车用轮边电机定子，其特征在于：定子冲片（106）的轭部（11）外圈设置有若干只固定端（13），每只固定端（13）上设置有固定螺钉孔。

4.根据权利要求1或2所述的电动车用轮边电机定子，其特征在于：定子冲片（106）中每只齿槽（15）的绕组线圈（113）缠绕在该齿槽的槽体和该齿槽对应轭部（11）的外圈之间，相邻组之间的绕组线圈（113）以过渡导线（20）连通，并通过进线端（21）和出线端（22）联接至外部的驱动器。

5.根据权利要求4所述的电动车用轮边电机定子，其特征在于：n=3、4或5。

6.根据权利要求4所述的电动车用轮边电机定子，其特征在于：m=6、8或10。

7.根据权利要求4所述的电动车用轮边电机定子，其特征在于：每只齿槽（15）的绕组线圈的匝数为20-100。

8.一种轮边电机，其特征在于：所述的轮边电机包括转子、驱动器和权利要求1至7任意之一的定子。

9.一种轮边电机驱动轮，其特征在于：包括轮胎（6）、刹车组件（5）、减速机（4）和权利要求8所述的轮边电机，所述的轮边电机经过减速机（4）和刹车组件（5）后驱动轮胎（6）转动。