CN216699695U - 轮毂电机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种轮毂电机。本实用新型的一实施例的轮毂电机，包括：定子，形成为环形并且包括定子外壳；转子，包括转子外壳，并且从所述定子的半径方向外侧包围所述定子配置并进行旋转；第一磁性体，在所述定子外壳中配置在与所述转子外壳相互面对的部分；第二磁性体，在所述转子外壳中配置在与所述第一磁性体相互面对的部分；及磁性流体，配置在所述第一磁性体及所述第二磁性体之间，以密封所述定子外壳和所述转子外壳之间的空隙。

Description

轮毂电机
技术领域
本实用新型涉及轮毂电机，更详细地说，涉及安装在车辆的车轮可控制车轮的扭矩及速度的轮毂电机。
背景技术
轮毂电机(In Wheel Motor)安装在车辆的车轮以控制车轮的扭矩及速度。轮毂电机可安装在车辆的各个车轮，提高车辆的驱动效率及设计自由度，并且可个别控制各个车轮的扭矩及速度，因此提高车辆行驶稳定性。
利用现有的轮毂电机的驱动系统通常是在车辆的车轮安装电机及减速器。然而，如此的轮毂电机驱动系统因为安装减速器而不利于保障车辆车轮的封装并且降低效率。
为了克服这种缺点，出现了一种不带减速器的电机直接驱动方式的轮毂电机系统。而且，还开发了一种外转子型电机结构，以将封装空间最大化。
然而，对于外转子型电机的情况，具有转子存在于定子外侧的结构。据此，不容易实现散热及防水结构，具体问题如下。
首先，相比于内转子型电机，外转子型电机的情况不容易实现密封转子及定子之间的空隙(将电能转换为机械能的空间)的结构。若设置诸如油封或者迷宫密封等的机械性密封，则经常发生滑动，造成密封的残留物，并且不利于隔绝外部物质。
另外，外转子型电机通常与现有的EV电机方式相同采用水冷式冷却结构。水冷式冷却结构要求要确保流道，因此在封装方面存在缺点，并且这起到提高成本的因素的作用。
(现有技术文献)
(专利文献)
(专利文献0001)授权专利10-1682248“轮毂驱动系统”
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型是用于解决上述的现有技术的问题的，本实用新型的目的在于提供一种有效密封转子及定子之间的空隙(将电能转换为机械能的空间)无需担心残留物的轮毂电机。
本实用新型的另一目的在于提供一种尽管是外转子型结构但是散热性能仍然优秀的轮毂电机。
(二)技术方案
根据本实用新型的一方面，提供一种轮毂电机，包括：定子，形成为环形并且包括定子外壳；转子，包括转子外壳，并且从所述定子的半径方向外侧包围所述定子配置并进行旋转；第一磁性体，在所述定子外壳中配置在与所述转子外壳相互面对的部分；第二磁性体，在所述转子外壳中配置在与所述第一磁性体相互面对的部分；及磁性流体，配置在所述第一磁性体及所述第二磁性体之间，以密封所述定子外壳和所述转子外壳之间的空隙。
此时，所述第一磁性体及所述第二磁性体可配置成环形。
另外，所述第一磁性体为相比于两侧中心可沿着圆周方向向半径方向内侧凹陷形成，所述第二磁性体为相比于两侧中心可沿着圆周方向向半径方向外侧凹陷形成。
另外，所述定子外壳和所述转子外壳沿着所述转子的旋转轴分别在前方及后方具有相互面对的部分，所述第一磁性体及所述第二磁性体可在所述前方及后方各配置有一对。
另外，所述定子外壳具有形成在与所述转子外壳相互面对的部分的凹槽；所述轮毂电机还可包括配置在所述凹槽的辅助密封部件。
另外，所述凹槽沿着所述转子的旋转轴在所述定子外壳中可分别与所述第一磁性体的前方及后方相邻形成。
另外，所述定子外壳及所述转子外壳可由非磁性材料构成。
另外，所述非磁性材料可包含铝。
另外，所述定子还包括：定子芯，配置在所述定子外壳内；及绕组，缠绕于所述定子芯。所述轮毂电机还可包括成型材料，所述成型材料插入于所述定子外壳的内壁和所述绕组之间的空间。
另外，所述定子外壳及所述转子外壳中的至少任意一个的外面可具有散热鳍片。
另外，所述定子外壳可具有以所述转子的旋转轴为准向半径方向内侧凸出形成的散热鳍片。
另外，所述转子外壳可具有以所述转子的旋转轴为准向半径方向外侧凸出形成的散热鳍片。
(三)有益效果
本实用新型的实施例的轮毂电机通过磁性体及磁性流体可有效密封转子及定子之间的空隙，无需担心产生残留物。
本实用新型的实施例的轮毂电机为，尽管是外转子型结构，但是通过散热鳍片、成型材料等仍然提供优秀散热性能。
附图说明
图1是示出包括本实用新型的一实施例的轮毂电机的车辆的车轮的图。
图2是示出本实用新型的一实施例的轮毂电机的图。
图3是将本实用新型的一实施例的轮毂电机的定子及转子在去除外壳的状态下示出的图。
图4是以剖面形式示出本实用新型的一实施例的轮毂电机的侧面一部分的图。
图5是图4的A部分的扩大图。
图6是图5的B部分的扩大图。
图7是示出本实用新型的另一实施例的第一磁性体、第二磁性体及磁性流体的图。
图8是本实用新型的其他一实施例的轮毂电机的侧面一部分的剖面图。
图9是图8的C部分的扩大图。
附图标记说明
10：定子 20：转子
30：第一磁性体 40：第二磁性体
50：磁性流体
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本实用新型的实施例，以使本实用新型所属技术领域中具有普通知识的人员可容易实施。本实用新型可实现为各种不同的形态，不限于在此说明的实施例。为了明确说明本实用新型，在附图中省略与说明无关的部分，在说明书全文中对于相同或者类似的构件赋予相同的附图标记。
在本说明书中，对于“包括”或者“具有”等的用语应该理解为是要说明在说明书上记载的特征、数字、步骤、动作、构件、零部件或者这些的组合的存在，并不提前排除一个或者一个以上的其他特征或者数字、步骤、动作、构件、零部件或者这些的组合的存在或者附加可能性。
在本说明书中，为了说明在附图示出的构件之间的相互关系，可使用空间上相对性的用语，即“前方”、“后方”、“上部”或者“下部”等。这些作为以在附图示出的为准设定的相对性用语，也可根据方向相反地解释位置关系。另外，对于某一构件与另一构件“连接”，除非有特别说明，否则除了相互直接连接，还包括间接连接的情况。
图1是示出包括本实用新型的一实施例的轮毂电机的车辆的车轮的图；图2是示出本实用新型的一实施例的轮毂电机的图。另外，图3是将本实用新型的一实施例的轮毂电机的定子及转子在去除外壳的状态下示出的图；图4是以剖面形式示出本实用新型的一实施例的轮毂电机的侧面一部分的图。另外，图5是图4的A部分的扩大图；图6是图5的B部分的扩大图。
本实用新型的一实施例的轮毂电机安装在车辆的车轮100，可控制车轮100的扭矩和速度。本实用新型的一实施例的轮毂电机可个别设置在车辆的各个车轮100。另外，本实用新型的一实施例的轮毂电机作为具有定子10和转子20的电动马达，可由定子10位于半径方向内侧而转子20存在于半径方向外侧的外转子型电机构成。
参照图1至图6，本实用新型的一实施例的轮毂电机可包括：定子10、转子20、第一磁性体30、第二磁性体40及磁性流体50。
定子10对于转子20配置在半径方向内侧。定子10包括定子外壳11、定子芯13及绕组14，所述定子芯13配置在定子外壳11内。定子芯13间隔配置有多个缠绕部132，所述缠绕部132沿着环形的主体131的外周面向半径方向外侧凸出形成。另外，绕组14由缠绕于定子芯13的线圈构成。具体地说，绕组14可缠绕于沿着定子芯13的外周面相互间隔配置的缠绕部132。
在本实用新型的一实施例中，定子外壳11整体具有中心是中空的环形状，而且使转子20的定子芯13及绕组14的半径方向内侧和前方及后方与外部隔绝。定子外壳11具有暴露定子芯13的半径方向外侧面的形状，以使定子芯13可与配置在半径方向外侧的转子20的转子磁铁24相互面对。
转子20包括转子外壳21，从定子10的半径方向外侧包围定子10配置并进行旋转。转子20可包括转子外壳21、转子芯23及转子磁铁24。
在本实用新型的一实施例中，转子外壳21可包括第一转子外壳211和第二转子外壳212。
第一转子外壳211构成为包围定子10的半径方向外侧的环形状。在第一转子外壳211的内周面配置有转子芯23，在转子芯23的内周面间隔预定间距地配置多个转子磁铁24。
第二转子外壳212沿着转子20的旋转轴配置在第一转子外壳211的前方。参照图2，第二转子外壳212可包括：第一部分212a，形成为环形，并且接触于第一转子外壳211的前方，通过螺栓b与第一转子外壳211紧固；第二部分212b，相比于第一部分212a形成为小直径的环形状，以在由第一部分212a形成的空洞的中心部分与轮毂200结合；第三部分212c，连接第一部分212a和第二部分212b并且配置成放射状。
在如此配置定子10及转子20的状态下，若对定子10的绕组14施加电源，则在转子磁铁24和绕组14之间产生排斥力及引力的作用，进而旋转转子20。从而，旋转车辆的车轮100。
第一磁性体30在定子外壳11中配置在与转子外壳21相互面对的部分。第二磁性体40在转子外壳21中配置在与第一磁性体30相互面对的部分。另外，磁性流体50配置在第一磁性体30及第二磁性体40之间，以密封定子外壳11和转子外壳21之间的空隙。
在本实用新型的一实施例中，第一磁性体30及第二磁性体40可配置成环形。根据本实用新型的一实施例，定子外壳11和转子外壳21之间的空隙形成为环形状，为了利用磁性流体50密封该空隙，第一磁性体30及第二磁性体40可配置成环形。
更详细地说，第一磁性体30及第二磁性体40可由压入及/或者附着于形成在定子外壳11及转子外壳21的槽的磁性环构成。
第一磁性体30和第二磁性体40可由具有磁性(优选为，强磁性)的材料构成。第一磁性体30和第二磁性体40相互面对地配置，并且在两者之间有磁性流体50。通过这种配置，在转子20旋转时将机械性摩擦最小化的同时通过磁性流体50可密封定子外壳11及转子外壳21之间的空隙。结果，有效防止异物通过定子外壳11和转子外壳21之间的空隙进入内部。
在本实用新型的一实施例中，定子外壳11和转子外壳21沿着转子20的旋转轴X分别在前方及后方具有相互面对的部分。据此，第一磁性体30及第二磁性体40在前方及后方各配置有一对。
为了提高第一磁性体30、第二磁性体40及磁性流体50的密封效果，要求磁通量不流向定子10及转子20侧。为此，定子外壳11及所述转子外壳21可由非磁性材料构成。例如，非磁性材料可以是铝。
另一方面，本实用新型的一实施例的轮毂电机除了如上所述的第一磁性体30、第二磁性体40及磁性流体50的密封效果以外，还提供改进的散热结构。
对此，定子外壳11及转子外壳21中的至少任意一个的外面可具有散热鳍片。在本实用新型的一实施例中，定子外壳11可具有以转子20的旋转轴为准向半径方向内侧凸出形成的散热鳍片12。另外，转子外壳21可具有以转子20的旋转轴为准向半径方向外侧凸出形成的散热鳍片22。
如上所述，定子外壳11整体具有中心是中空的环形状，而且可形成为使转子20的定子芯13及绕组14的半径方向内侧和前方及后方与外部隔绝。此时，定子外壳11可具有：从覆盖定子芯13及绕组14的半径方向内侧的外面朝向所述中空向半径方向内侧凸出的散热鳍片12、从覆盖定子芯13及绕组14的后方的外面向后方凸出的散热鳍片12。
另外，如上所述，转子外壳21包括第一转子外壳211和第二转子外壳212。此时，第一转子外壳211构成为包围定子10的半径方向外侧的环形状，并且可具有在第一转子外壳211的外周面向半径方向外侧凸出的散热鳍片22。
另一方面，本实用新型的一实施例的轮毂电机还可包括成型材料15，所述成型材料15插入于定子外壳11的内壁和绕组14之间的空间。优选为，成型材料15由导热性高的材料构成，以向外部传导绕组14的热。成型材料15由导热性高于空气的材料构成。
在定子外壳11的内壁和绕组14之间的空间布置成型材料15的情况下，在绕组14产生的热通过成型材料15有效传导至定子外壳11。另外，传递到定子外壳11的热通过散热鳍片12可有效散发到外部。
如上所述，本实用新型的一实施例通过定子外壳11及转子外壳21的散热鳍片12、22和成型材料15提供改进的散热结构。据此，根据本实用新型的一实施例，不采用水冷式冷却方式也可解决外转子型电极的散热问题。
图7是示出本实用新型的另一实施例的第一磁性体、第二磁性体及磁性流体的图。
相比于本实用新型的一实施例，本实用新型的另一实施例的轮毂电机变形了第一磁性体30及第二磁性体40的形状。
参照图7，在本实用新型的另一实施例中，第一磁性体30为与两侧相比中心沿着圆周方向向半径方向内侧凹陷形成。另外，第二磁性体40为与两侧相比中心向半径方向外侧凹陷形成。据此，磁性流体50可更加稳定的保持在第一磁性体30和第二磁性体40之间。
图8是本实用新型的其他一实施例的轮毂电机的侧面一部分的剖面图；图9是图8的C部分的扩大图。
参照图8及图9，与本实用新型的一实施例相比，本实用新型的其他一实施例的轮毂电机在除了利用第一磁性体30、第二磁性体40及磁性流体50的密封结构以外还具有辅助性密封工具(Redundancy)。
在本实用新型的其他一实施例中，定子外壳11具有凹槽111，所述凹槽111形成在与转子外壳21相互面对的部分，在凹槽111配置有辅助密封部件70。例如，辅助密封部件70可由油环等构成。
辅助密封部件70在因为磁性变弱等降低磁性流体50的密封效果的情况下也可使定子外壳11和转子外壳21之间的空隙保持稳定的密封状态。
凹槽111在定子外壳11中沿着转子20的旋转轴X分别与第一磁性体30的前方及后方相邻形成。据此，辅助密封部件70在第一磁性体30的前方及后方也可配置成一对。
对于用新型的一实施例进行了说明，但是本实用新型的思想不限于在本说明书提出的实施例，理解本实用新型的思想的所属领域的技术人员在相同的思想范围内通过附加、改变、删除、增加构件可容易提出其他实施例，而且这也包括在本实用新型的思想范围内。

Claims (12)

1.一种轮毂电机，其特征在于，包括：
定子，形成为环形并且包括定子外壳；
转子，包括转子外壳，并且从所述定子的半径方向外侧包围所述定子配置并进行旋转；
第一磁性体，在所述定子外壳中配置在与所述转子外壳相互面对的部分；
第二磁性体，在所述转子外壳中配置在与所述第一磁性体相互面对的部分；及
磁性流体，配置在所述第一磁性体及所述第二磁性体之间，以密封所述定子外壳和所述转子外壳之间的空隙。
2.根据权利要求1所述的轮毂电机，其特征在于，
所述第一磁性体及所述第二磁性体配置成环形。
3.根据权利要求2所述的轮毂电机，其特征在于，
所述第一磁性体为相比于两侧中心沿着圆周方向向半径方向内侧凹陷形成，所述第二磁性体为相比于两侧中心沿着圆周方向向半径方向外侧凹陷形成。
4.根据权利要求1所述的轮毂电机，其特征在于，
所述定子外壳和所述转子外壳沿着所述转子的旋转轴分别在前方及后方具有相互面对的部分，所述第一磁性体及所述第二磁性体在所述前方及后方各配置有一对。
5.根据权利要求1所述的轮毂电机，其特征在于，
所述定子外壳具有形成在与所述转子外壳相互面对的部分的凹槽；
所述轮毂电机还包括配置在所述凹槽的辅助密封部件。
6.根据权利要求5所述的轮毂电机，其特征在于，
所述凹槽沿着所述转子的旋转轴在所述定子外壳中分别与所述第一磁性体的前方及后方相邻形成。
7.根据权利要求1所述的轮毂电机，其特征在于，
所述定子外壳及所述转子外壳由非磁性材料构成。
8.根据权利要求7所述的轮毂电机，其特征在于，
所述非磁性材料包含铝。
9.根据权利要求1所述的轮毂电机，其特征在于，
所述定子还包括：定子芯，配置在所述定子外壳内；及绕组，缠绕于所述定子芯；
所述轮毂电机还包括成型材料，所述成型材料插入于所述定子外壳的内壁和所述绕组之间的空间。
10.根据权利要求1所述的轮毂电机，其特征在于，
所述定子外壳及所述转子外壳中的至少任意一个的外面具有散热鳍片。
11.根据权利要求10所述的轮毂电机，其特征在于，
所述定子外壳具有以所述转子的旋转轴为准向半径方向内侧凸出形成的散热鳍片。
12.根据权利要求11所述的轮毂电机，其特征在于，
所述转子外壳具有以所述转子的旋转轴为准向半径方向外侧凸出形成的散热鳍片。
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