CN213717700U - 一种电动汽车用永磁无铁芯轮毂电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车用永磁无铁芯轮毂电机，属于电动汽车电机技术领域，所述电机包括：结构上采用两个外侧定子、一个中间转子、两个定子电枢、永磁体、轴承、轴和电机外壳；电机使用永磁体作为转子，减少使用硅钢片叠成造成铁损和涡流损耗，导致能耗大、成本高等问题；电机外壳、轴和轴承均采用铝合金，定子电枢绕组，使用PCB电路板来代替，直接将绕组的导体印制在PCB板上，不需要在硅钢片等铁芯上开槽绕线，也不需要环氧树脂等固化，同时PCB板具有一定机械强度，使电机重量大幅度下降、提高了电机能量利用效率，同时降低电机振动、噪声，提高电动汽车续航能力。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车电机技术领域，特别是一种电动汽车用永磁无铁芯轮毂电机。
背景技术
传统的永磁同步电机定子使用硅钢片和电机绕线结构，造成铁损的问题。转子由铁芯和永磁体构成，传统磁场为径向磁场结构，功率密度和转矩体积比较低。专利CN201910776013.0采用两个外侧转子盘、一个电机中间转子盘、两个定子电枢、两个定子电枢盘，需要使用三个永磁体构成转子，造成浪费永磁体材料。本设计方案解决永磁同步电机存在的由于转子由硅钢片叠成含有铁芯造成铁损和涡流损耗，导致能耗大、成本高等问题以及传统永磁无铁芯电机功率密度低以及现有专利使用材料较多的特殊问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电动汽车用新结构的永磁无铁芯轮毂电机，解决传统永磁同步电机铁损大的问题，同时本专利采用双定子中间转子结构，转子直接与汽车轮胎相连接，与专利CN201910776013.0相比使用永磁体数量更少，汽车总重量更低，效率更高，成本更低。
本发明采用的技术方案是：
一种电动汽车用永磁无铁芯轮毂电机，结构上采用两个外侧定子、一个中间转子、两个定子电枢、永磁体、轴承、轴和电机外壳。
技术方案中的电机外壳、轴和轴承均采用铝合金，永磁体采用粘接方式固定在电机中间转子上，并与电动汽车轴连接，随着汽车轮胎一起转动；两个外侧定子通过注塑工艺固定在电机外壳上，不随轮胎转动。
进一步地，这里的定子电枢绕组，使用PCB电路板来代替，直接将绕组的导体印制在PCB板上，不需要在硅钢片等铁芯上开槽绕线，也不需要环氧树脂等固化，同时PCB板具有一定机械强度，而且非常薄，这样使电机的结构更加紧凑质量更加轻，减少了汽车的重量。
中间的转子采用Halbach型永磁体阵列，将径向与切向永磁体陈列结合在一起，永磁体磁化矢量的方向随阵列距离变化的函数，即相邻的永磁体磁化方向存在夹角，这里采用60度夹角。电机磁通从定子N极出发穿过气隙进入定子，在定子轭部沿轴向走一个极距后穿过气隙，进入转子S。然后按照类似的路径走过过另一边气隙、定子后回到出发的磁极闭合磁路。这样使用这种结构提高功率密度，大大提高永磁体的利用率，节约电能，提高电动汽车的续航能力。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、定子电枢绕组，使用PCB电路板来代替，PCB板具有一定机械强度，而且非常薄，这样使电机的结构更加紧凑质量更加轻，减少了汽车的重量。
2、转子采用Halbach型永磁体阵列使用这种结构提高功率密度，大大提高永磁体的利用率，节约电能，提高电动汽车的续航能力。
3、转子采用了轴向磁场结构设计，大幅度提高功率密度和转矩体积比。同时使用新的缠绕工艺，高压压铸件和精密高分子材料，降低绕组铜损。
4、永磁无铁芯电机采用永磁体作为转子不使用硅钢片作为定、转子铁芯材料，消除了磁阻尼及铁损，降低了驱动功率，减少了铁损发热源，同时电机的重量也可以大幅度降低，而且降低了噪声与振动。
5、本方案设计的电机具有无转矩波动、控制简单、重量轻等一系列优点，特别适合电动汽车。
附图说明
图1为本发明实施例所述的一种电动汽车用永磁无铁芯轮毂电机结构框图。
图2为本发明实施例所述的永磁体磁路示意图。
图中：定子电枢1；永磁体2；中间转子3；轴承4；轴5；电机外壳6；7为永磁体；8为定子电枢；9为虚拟磁路。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明中一种电动汽车用永磁无铁芯轮毂电机包括定子电枢1、永磁体2、中间转子3、轴承4、轴5、电机外壳6。所述定子电枢1用于通入三相交流电产生旋转磁场；所述永磁体2固定在中间转子上；所述中间转子3采用铝合金，永磁体2采用粘接方式固定在电机中间转子上，并与电动汽车轴连接；所述轴承4采用磁悬浮式轴承，作为电机高速运行的支撑，降低电机高速运行的损耗；所述轴5同样采用铝合金，通过轴承4固定在电机转子上；定子电枢1通过注塑工艺固定在电机外壳上，不随轮胎转动。
如图2所示，中间永磁体7采用Halbach型永磁体阵列，将径向与切向永磁体陈列结合在一起，永磁体磁化矢量的方向随阵列距离变化的函数，即相邻的永磁体磁化方向存在夹角，这里采用60度夹角。电机磁通从定子N极出发穿过气隙进入8定子电枢，在定子轭部沿轴向走一个极距后穿过气隙，进入转子S。然后按照类似的路径走过过另一边气隙、定子后回到出发的磁极闭合磁路形成9的虚拟磁路。
定子电枢1，可以使用PCB电路板来代替，直接将绕组的导体印制在PCB板上，不需要在硅钢片等铁芯上开槽绕线，也不需要环氧树脂等固化，同时PCB板具有一定机械强度，而且非常薄，这样使电机的结构更加紧凑质量更加轻，减少了汽车的重量。
Claims (3)
1.一种电动汽车用永磁无铁芯轮毂电机，其特征在于，结构上采用两个外侧定子、一个中间转子、两个定子电枢、永磁体、轴承、轴和电机外壳；
电机外壳、轴和轴承均采用铝合金，永磁体采用粘接方式固定在电机中间转子上，并与电动汽车轴连接，随着汽车轮胎一起转动；
两个外侧定子通过注塑工艺固定在电机外壳上，不随轮胎转动。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车用永磁无铁芯轮毂电机，其特征在于，中间的转子采用Halbach型永磁体阵列，将径向与切向永磁体陈列结合在一起，永磁体磁化矢量的方向随阵列距离变化的函数，即相邻的永磁体磁化方向存在夹角，这里采用60度夹角；
电机磁通从定子N极出发穿过气隙进入定子，在定子轭部沿轴向走一个极距后穿过气隙，进入转子S；
然后按照类似的路径走过过另一边气隙、定子后回到出发的磁极闭合磁路。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车用永磁无铁芯轮毂电机，其特征在于，定子电枢绕组，可以使用PCB电路板来代替，直接将绕组的导体印制在PCB板上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202022322507.2U CN213717700U (zh) | 2020-10-19 | 2020-10-19 | 一种电动汽车用永磁无铁芯轮毂电机 |
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| CN202022322507.2U CN213717700U (zh) | 2020-10-19 | 2020-10-19 | 一种电动汽车用永磁无铁芯轮毂电机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN213717700U true CN213717700U (zh) | 2021-07-16 |
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ID=76798610
Family Applications (1)
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| CN202022322507.2U Active CN213717700U (zh) | 2020-10-19 | 2020-10-19 | 一种电动汽车用永磁无铁芯轮毂电机 |
Country Status (1)
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2020
- 2020-10-19 CN CN202022322507.2U patent/CN213717700U/zh active Active
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