CN216929795U - 转子盘、轮毂电机及其电动车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种转子盘、轮毂电机及其电动车，其中转子盘包括有：盘体，盘体的底壁凸出设置有多个第一扇叶，多个第一扇叶沿周向排列，第一扇叶用于搅动盘体内的空气，盘体的侧壁开设有多个第一排气孔，第一排气孔沿径向贯通盘体的侧壁，多个第一排气孔沿周向排列，第一排气孔用于排出盘体内的气体。通过在盘体底壁设置第一扇叶，使转子盘转动时，第一扇叶能够搅动盘体内的空气，并通过离心力驱动空气向盘体的侧壁移动，然后通过第一排气孔将空气排出，提高散热能力。

Description

转子盘、轮毂电机及其电动车

技术领域

本实用新型涉及轮毂电机技术领域，特别涉及一种转子盘、轮毂电机及其电动车。

背景技术

轮毂电机外圈套轮胎，电机轮毂通过轴承固定于轴上，轮毂的转动主要通过电机内部转子盘上的太阳轮带动行星轮旋转来实现，转子通过轴承固定在轴上，但是，轮毂电机运行时的工况较为复杂，且行星轮系传动带来的高能量密度，容易出现绕组温度过高，影响电机性能以及使用寿命。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种转子盘、轮毂电机及其电动车，能够提升散热能力，降低内部绕组温度。

根据本实用新型的第一方面实施例的转子盘，包括：盘体，所述盘体的底壁凸出设置有多个第一扇叶，所述第一扇叶用于搅动所述盘体内的空气，多个所述第一扇叶沿所述盘体的周向排列，所述盘体的侧壁开设有多个第一排气孔，多个所述第一排气孔沿所述盘体的周向排列，所述第一排气孔用于排出所述盘体内的气体。

根据本实用新型第一方面实施例的转子盘，至少具有如下有益效果：通过在盘体底壁设置第一扇叶，使转子盘转动时，第一扇叶能够搅动盘体内的空气，并通过离心力驱动空气向盘体的侧壁移动，然后通过第一排气孔将空气排出，提高散热能力。

根据本实用新型的一些实施例，多个所述第一扇叶沿所述盘体的周向均匀分布。

根据本实用新型的一些实施例，沿所述盘体的周向，所述第一排气孔布置在相邻两个所述第一扇叶之间。

根据本实用新型的一些实施例，所述盘体的侧壁外侧凸出设置有多个第二扇叶，多个所述第二扇叶沿所述盘体的周向排列。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一排气孔开设在相邻两个所述第二扇叶之间。

根据本实用新型的一些实施例，所述盘体的内端设置有多条加强筋，多条所述加强筋沿周向排列。

根据本实用新型的一些实施例，所述盘体的中心开设有安装孔，所述安装孔的侧壁凸出于所述盘体的底壁形成第一限位部，所述第一扇叶的一侧与所述第一限位部连接，所述加强筋的一端与所述第一扇叶连接，所述加强筋的另一端与所述盘体的侧壁连接。

根据本实用新型的第二方面实施例的轮毂电机，包括有本实用新型的第一方面实施例所述的转子盘。

根据本实用新型第二方面实施例的轮毂电机，至少具有如下有益效果：转子盘转动时，通过第一扇叶搅动转子盘内的空气，并通过离心力将空气从第一排气孔排出，带走电机内的热量，提高该轮毂电机的散热性能，降低该轮毂电机内绕组的温度，提高该轮毂电机的性能。

根据本实用新型的一些实施例，所述轮毂电机包括有鼓刹壳，所述鼓刹壳内设置有齿轮组件，所述鼓刹壳的内壁的上部凸出设置有第二限位部，所述第二限位部呈环状，所述第二限位部的内侧凸出设置有定位块，所述第二限位部与所述定位块配合定位所述齿轮组件，所述转子盘可转动地设置在所述鼓刹壳内，所述转子盘通过所述齿轮组件驱动所述鼓刹壳转动。

根据本实用新型的一些实施例，所述转子盘的底壁开设有第二排气孔，沿所述盘体的径向，所述第二排气孔位于所述第二限位部的外侧。

根据本实用新型的一些实施例，所述轮毂电机包括有定子支架，所述定子支架设置在所述盘体内，所述定子支架沿轴向开设有进气孔。

根据本实用新型的一些实施例，沿所述定子支架的径向，所述第一扇叶至少部分在所述进气孔内。

根据本实用新型的一些实施例，所述定子支架设置有多个绕组，沿所述盘体的径向，所述绕组至少部分在所述第二排气孔内。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二排气孔与所述第一排气孔贯通。

根据本实用新型的第三方面实施例的电动车，包括有本实用新型的第二方面实施例所述的轮毂电机。

根据本实用新型第三方面实施例的电动车，至少具有如下有益效果：转子盘转动时，通过第一扇叶搅动转子盘内的空气，并通过离心力将空气从第一排气孔排出，带走电机内的热量，提高该轮毂电机的散热性能，降低该轮毂电机内绕组的温度，提高该轮毂电机的性能，从而提高该电动车的性能。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型第一方面实施例的转子盘第一种实施方式的示意图；

图2为本实用新型第一方面实施例的转子盘第一种实施方式的另一视角的示意图；

图3为本实用新型第一方面实施例的转子盘第二种实施方式的示意图；

图4为本实用新型第一方面实施例的转子盘第二种实施方式的另一视角的示意图；

图5为本实用新型第二方面实施例的轮毂电机的示意图；

图6为本实用新型第二方面实施例的轮毂电机的爆炸图；

图7为本实用新型第二方面实施例的轮毂电机的剖视图；

图8为本实用新型第二方面实施例的轮毂电机取出鼓刹壳后的示意图；

图9为前向叶片的结构示意图；

图10为径向叶片的结构示意图；

图11为后向叶片的结构示意图。

附图标记说明：

转子盘100、盘体110、第一排气孔111、第二排气孔112、加强筋121、第一扇叶122、第一限位部123、第二扇叶124、安装孔130、

轮毂电机200、第一轮毂210、第二轮毂220、第二限位部221、定位块222、中心轴230、齿轮圈241、行星轮242、太阳轮243、

轴承300、

定子支架400、进气孔410、绕组420。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1，本实用新型的第一方面实施例的转子盘100，包括有底板和侧板，底板整体呈圆形，侧板整体呈环状，侧板设置在底盘上，使底盘与侧板配合形成盘体110，侧板成为盘体110的侧壁，底板成为盘体110的底壁，侧板的外轮廓与底盘的外轮廓重合，使盘体110整体呈规则形状，盘体110的底壁沿径向凸出形成有多个第一扇叶122，多个第一扇叶122沿周向排列，第一扇叶122用于搅动盘体110内的空气，盘体110的侧壁沿径向开设有多个第一排气孔111，多个第一排气孔111沿周向排列，第一排气孔111用于排出盘体110内的气体。

当该转子盘100转动后，通过在盘体110底壁设置第一扇叶122搅动盘体110内的空气，使盘体110内形成气旋，气旋在旋转时产生离心力，将空气甩向盘体110的侧壁，使空气在离心力的驱动下向盘体110的侧壁移动，然后穿过第一排气孔111，从第一排气孔111排出，同时，排出的空气带走盘体110内的热量，使散热能力得到提高，电机转动产生的热量能够通过不断被排出的空气排放出来，通过第一排气孔111不断地通过向外界散发，减少电机运行时产生的热量，降低电机运行时的温度，减少电机的无用功消耗，提高电机的性能。

可以理解的是，第一扇叶122沿盘体110的周向等距间隔设置，第一排气孔111布置在相邻两个第一扇叶122之间。第一扇叶122沿盘体110的径向延长线，相邻两个第一扇叶122 的径向延长线之间形成扇形区域，第一排气孔111位于该扇形区域内，使第一扇叶122搅动空气的时候，夹杂在两个第一扇叶122之间的空气直接沿盘体的110的径向向第一排气孔11 1移动，空气快速进入到第一排气孔111中，然后通过第一排气孔111排出，提高散热效率。

参照图1和图2，可以理解的是，盘体110的侧壁外侧沿径向凸出设置有多个第二扇叶 124，多个第二扇叶124沿周向间隔排列，第一排气孔111开设在两个第二扇叶124之间，两个第二扇叶124起到导向作用，使气体离开第一排气孔111后，能够沿着盘体110的径向排出，并使空气排出到盘体110外时，不易被再通过第一排气孔111回流到盘体110内，使气体沿着盘体110的径向远离盘体110，提高散热效果。

需要说明的是，为提高散热效果，第一排气孔111的数量设置为大于等于3个，且第一排气孔111的口径大于等于3mm，另外，第一扇叶122和第二扇叶124的数量均大于等于3个，且第一扇叶122和第二扇叶124的数量均大于等于3mm。

参照图1，可以理解的是，盘体110的内端设置有多条加强筋121，通过设置多条加强筋 121，使盘体110的结构强度得到提高，降低盘体110损坏的风险，使盘体110的底壁不易裂开，提高盘体110的使用寿命。

此外，参照图1，还可以理解的是，加强筋121与第一扇叶122一体成型，使在提高盘体110结构强度的同时，加强第一扇叶122的结构强度，使第一扇叶122不易损坏，进一步提高盘体110的使用寿命。

需要说明的是，加强筋121至少设置有3个，且宽度和长度均大于等于3mm。

可以理解的是，参照图1和图7，盘体110的中心开设有安装孔130，安装孔130的侧壁沿盘体110的轴向延伸，形成凸出于盘体110底壁的第一限位部123，轮毂电机200的中心轴230穿过安装孔130，并通过轴承300安装在安装孔130内，第一限位部123围绕安装孔 130设置，安装孔130与轴承300匹配，使轴承300与安装孔130的侧壁抵接，减少轴承300 与安装孔130侧壁之间的间隙，利用安装孔130的侧壁与轴承300外圈之间的摩擦力，使轴承300稳固在安装孔130中，提高轴承300的稳定性，同时限制轴承300的沿径向移动，使轴承300保持稳定。

另外，参照图1，加强筋121的一端往靠近第一扇叶122的方向延伸，并与第一扇叶122 连接，加强筋121的另一端往靠近盘体110侧壁的方向延伸，并与盘体110的侧壁连接，第一扇叶122的一侧与第一限位部123连接，从而进一步增强盘体110的结构强度。

轮毂电机200安装在行驶的车辆上，以往轮毂电机200的散热主要通过外界高速气流对轮毂外表面的强迫对流来进行换热，对电机内部空间空气流动影响较低，内部的热量仅通过鼓刹壳传递到外界，对轮毂电机200内部的散热效果较差，同时，随着轮毂电机200功率的逐步加大，轮毂电机200内部产生的热量也逐渐增大，通过外界高速气流对轮毂电机200进行散热已不能满足需充分优化电机内部的空气流动，挖掘内部散热空间，来保证电机运行的稳定性。

参照图5和图6，本实用新型的第二方面实施例的轮毂电机200，包括有：鼓刹壳，包括有第一轮毂210和第二轮毂220，第一轮毂210套设在第二轮毂220的外侧，第二轮毂220内安装有齿轮圈241，第一轮毂210用于安装轮胎；中心轴230，可转动地安装在第二轮毂220；转子盘100，设置在第二轮毂220内，转子盘100与中心轴230同轴心设置；定子支架400，整体呈圆形，定子支架400设置在转子盘100的内，定子支架400与中心轴230同轴心设置，且与中心轴230固定连接，定子支架400设置有多个绕组420，多个绕组420沿周向排列设置在定子支架400的外侧，通过绕组420通电产生磁力，从而驱动转子盘100转动；齿轮组件，包括有太阳轮243和若干行星轮242以及齿轮圈241，太阳轮243设置在转子盘100上，且与转子盘100同步转动，太阳轮243与行星轮242啮合，行星轮242与齿轮圈241 啮合，第二轮毂220的内壁的上部凸出设置有第二限位部221，第二限位部221呈环状，第二限位部221的内侧凸出设置有定位块222，第二限位部221与定位块222配合定位齿轮组件，齿轮圈241与第二限位部221过盈配合，实现齿轮圈241的径向定位，同时齿轮圈241 与定位块222抵接，实现齿轮圈241的轴向定位，通过第二限位部221与定位块222配合，实现齿轮组件的定位。

定子支架400的绕组420通电后，定子之间产生磁力，驱动转子盘100转动，转子盘100 转动后，通过齿轮组件传动，驱动鼓刹壳转动，实现鼓刹壳的转动，从而驱动车辆转动。

参照图7和图8，另外，转子盘100转动时，通过第一扇叶122搅动转子盘100内的空气，使转子盘100内产生气旋，通过气旋产生的离心力，将空气抛向第一排气孔111，空气从第一排气孔111排出后，同时带走电机内绕组420通电后发热产生的热量，降低绕组420 的温度，减少绕组420的热损耗，提高该轮毂电机200的散热性能，提高该轮毂电机200的性能。

此外，参照图7，可以理解的是，从第一排气孔111排出的热空气冲击到第二轮毂220 的内表面上，使继续吸收第二轮毂220的热量，降低第二轮毂220的温度，由于第二轮毂220 内的温度较高，使第二轮毂220内的气压上升，气体从中心轴230与第二轮毂220之间的间隙逸出，同时外界冷的空气进入到第二轮毂220中，实现第二轮毂220内部与外界的热交换。

参照图7，可以理解的是，定子支架400开设有进气孔410，进气孔410沿轴向贯通定子支架400设置，使转子盘100转动将空气从第一排气孔111排出后，使盘体110内产生负压，新的空气通过进气孔410补充到盘体110内，继续吸收绕组420产生的热量，降低绕组420 的温度，提高轮毂电机200的性能。此外，绕组420与盘体110的侧壁之间间隙设置，使该轮毂电机200的内部结构更为紧凑，同时使空气还能通过从绕组420与转子盘100之间的间隙进入到盘体100内，此时从间隙流过的空气同样能对绕组420降温，降低绕组420的温度。

需要说明的是，为提高进气效果，进气孔410至少设置有3个，且进气孔410的孔径大于等于3mm。

还可以理解的是，沿定子支架400的径向，第一扇叶122与进气孔410的位置对应，使空气穿过进气孔410补充进盘体110后，朝向第一扇叶122流动，然后被第一扇叶122搅动，提高散热效率。

参照图1和图7，可以理解的是，转子盘100的盘体110沿轴向开设有第二排气孔112，通过设置第二排气孔112，使盘体110内的气体除了能够通过第一排气孔111排出外，还能通过第二排气孔112排出，提升转子盘100的散热性能，同时通过开设第一排气孔111和第二排气孔112，使转子盘100的重量降低，提升转子盘100的转速，提高转子盘100内的气旋旋转速度，从而提升气旋的离心力，使气体能够更快地从第一排气孔111排出盘体110内。

可以理解的是，沿盘体110的径向，第二排气孔112设置在第二限位部221的外侧，使盘体110内的热的空气能够直接通过第二排气孔112排出，同时避免第二排气孔112朝向齿轮组件，避免齿轮组件的润滑油通过第二排气孔112直接滴落到定子支架400。

还可以理解的是，沿盘体的径向，绕组420与第二排气孔112的位置对应，使缩短绕组 420到第二排气孔112之间的距离，使绕组420的热量能更快地从第二排气孔112排出，提高散热效率。

可以理解的是，参照图3和图4，第一排气孔111与第二排气孔112贯通，使同时贯穿盘体110侧壁以及底壁，扩大了第一排气孔111和第二排气孔112排气空间，提高排出的气体的量，进一步提高散热性能。

此外，参照图2和图7，还可以理解的是，通过设置在盘体110的侧壁外侧的第二扇叶 124，使转子盘100转动时，第二扇叶124搅动第二轮毂220内的空气，使第二轮毂220内空气流动，加快绕组420的散热，进一步提高散热效果。

可以理解的是，参照图1和图2，第一扇叶122和第二扇叶124可以是前向叶片、径向叶片或者后向叶片。参照图9，前向叶片是指在流体动力学中，叶片出口几何角a大于90°的离心式叶轮叶片，前向叶片的输出气流压力高，能够有效地将气体聪第一排气孔111排出；参照图10，径向叶片是指在流体动力学中，叶片出口几何角a等于90°的离心式叶轮叶片，径向叶片具有结构简单、成本低廉、压力较高、不易结垢等优点；参照图11，后向叶片是指在流体动力学中，叶片出口几何角a小于90°的离心式叶轮叶片，后向叶片具有效率高、可承受一定程度的结垢的优点。

本实用新型的第三方面实施例的电动车，包括有本实用新型的第二方面实施例的轮毂电机200。转子盘100转动时，通过第一扇叶122搅动转子盘100内的空气，并通过离心力将空气从第一排气孔111排出，带走电机内的热量，提高该轮毂电机200的散热性能，降低该轮毂电机200内绕组420的温度，提高该轮毂电机200的性能，从而提高该电动车的性能。需要说明的是，本实施例中电动车包括有电动自行车、电瓶车等电动车辆。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (15)

1.转子盘，其特征在于，包括：

盘体，所述盘体的底壁凸出设置有多个第一扇叶，所述第一扇叶用于搅动所述盘体内的空气，多个所述第一扇叶沿所述盘体的周向排列，所述盘体的侧壁开设有多个第一排气孔，多个所述第一排气孔沿所述盘体的周向排列，所述第一排气孔用于排出所述盘体内的气体。

2.根据权利要求1所述的转子盘，其特征在于，多个所述第一扇叶沿所述盘体的周向均匀分布。

3.根据权利要求1所述的转子盘，其特征在于，沿所述盘体的周向，所述第一排气孔布置在相邻两个所述第一扇叶之间。

4.根据权利要求1所述的转子盘，其特征在于，所述盘体的侧壁外侧凸出设置有多个第二扇叶，多个所述第二扇叶沿所述盘体的周向排列。

5.根据权利要求4所述的转子盘，其特征在于，所述第一排气孔开设在相邻两个所述第二扇叶之间。

6.根据权利要求1所述的转子盘，其特征在于，所述盘体的内端设置有多条加强筋，多条所述加强筋沿周向排列。

7.根据权利要求6所述的转子盘，其特征在于，所述盘体的中心开设有安装孔，所述安装孔的侧壁凸出于所述盘体的底壁形成第一限位部，所述第一扇叶的一侧与所述第一限位部连接，所述加强筋的一端与所述第一扇叶连接，所述加强筋的另一端与所述盘体的侧壁连接。

8.轮毂电机，其特征在于，包括有权利要求1至7任一项所述的转子盘。

9.根据权利要求8所述的轮毂电机，其特征在于，所述轮毂电机包括有鼓刹壳，所述鼓刹壳内设置有齿轮组件，所述鼓刹壳的内壁的上部凸出设置有第二限位部，所述第二限位部呈环状，所述第二限位部的内侧凸出设置有定位块，所述第二限位部与所述定位块配合定位所述齿轮组件，所述转子盘可转动地设置在所述鼓刹壳内，所述转子盘通过所述齿轮组件驱动所述鼓刹壳转动。

10.根据权利要求9所述的轮毂电机，其特征在于，所述转子盘的底壁开设有第二排气孔，沿所述盘体的径向，所述第二排气孔位于所述第二限位部的外侧。

11.根据权利要求10所述的轮毂电机，其特征在于，所述轮毂电机包括有定子支架，所述定子支架设置在所述盘体内，所述定子支架沿轴向开设有进气孔。

12.根据权利要求11所述的轮毂电机，其特征在于，沿所述定子支架的径向，所述第一扇叶与所述进气孔位置对应，以使穿过所述进气孔的气流朝向所述第一扇叶。

13.根据权利要求11所述的轮毂电机，其特征在于，所述定子支架设置有多个绕组，沿所述盘体的径向，所述绕组与所述第二排气孔位置对应，以提高所述绕组的散热效率。

14.根据权利要求10所述的轮毂电机，其特征在于，所述第二排气孔与所述第一排气孔贯通。

15.电动车，其特征在于，包括有权利要求9至14任一项所述的轮毂电机。

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