CN220673547U - 一种电机轴、电机、驱动组件及电动车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种电机轴、电机、驱动组件及电动车；所述电机轴，包括轴本体，所述轴本体上设置有第一安装部和第二安装部，所述第一安装部用于安装转子，所述第二安装部用于安装轴承；所述轴本体包括导电段；绝缘段，与所述导电段连接，所述绝缘段设置于所述轴本体的第一安装部以外位置，且所述绝缘段为绝缘纤维材料；本实用新型的电机轴从而避免或降低轴电流产生，进而避免电机的轴承电蚀、润滑剂老化以及变速箱的第一轴承以及齿轮齿面电蚀的问题出现。

Description

一种电机轴、电机、驱动组件及电动车

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种电机轴、电机、驱动组件及电动车。

背景技术

电机主要由定子、转子、电机壳、电机轴、轴承等部分组成，其中转子安装在电机轴上，电机轴通过轴承与电机外壳连接；电机轴与转子构成能绕电机轴的中轴线转动的转子组件，定子与电机外壳构成定子组件；电机运行时，定子组件与转子组件之间的磁路或相电流由于存在不平衡会产生旋转系统磁链；当电机轴旋转时，该等磁链会在转子组件与定子组件产生电势差，形成轴电压；轴电压通过转子组件、定子组件、轴承等构成闭合回路时，则会产生轴电流；

而轴电流一般会局部放电产生高温，会使得与电机轴连接的轴承的滚珠和滚道发生电蚀，而轴承电蚀，一方面，会增大电机运行中的噪声和振动，另一方面，容易导致轴承的损坏以及轴承处的润滑剂老化，从而使得电机过早发生故障。

实用新型内容

鉴于以上现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种电机轴、电机、驱动组件及电动车，能够避免电机的轴承电蚀、润滑剂老化以及变速箱的第一轴承以及齿轮齿面电蚀的问题出现。

为实现上述目的及其它相关目的，本实用新型提供一种电机轴，包括：轴本体，所述轴本体上设置有第一安装部和第二安装部，所述第一安装部用于安装转子，所述第二安装部用于安装轴承；

所述轴本体包括导电段；

绝缘段，与所述导电段连接，所述绝缘段设置于所述轴本体的第一安装部以外位置，且所述绝缘段为绝缘纤维材料。

在本实用新型一实施例中，所述绝缘段与所述导电段之间通过绝缘纤维材料缠绕连接。

在本实用新型一实施例中，所述绝缘段位于所述第一安装部和所述第二安装部之间。

在本实用新型一实施例中，所述绝缘段设置有两段，且两段所述绝缘段分别位于所述第一安装部的两侧。

在本实用新型一实施例中，所述第一安装部设置有一个，所述第二安装部设置有两个且两个所述第二安装部分别位于所述第一安装部的两侧；

所述第一安装部和所述第二安装部处均为导电段；相邻两段所述导电段之间通过所述绝缘纤维材料连接并形成所述绝缘段。

在本实用新型一实施例中，所述绝缘段为空心结构。

在本实用新型一实施例中，所述导电段与所述绝缘段嵌插连接，且所述导电段与所述绝缘段连接处设置有限位结构，所述限位结构用于所述导电段和所述绝缘段的径向限位及轴向限位。

实用新型提供一种电机，包括上述所述电机轴，以及转子，固定安装于所述电机轴的第一安装部上；定子，套设于所述转子上；电机壳，固定套设于所述定子外；轴承，套设置于所述电机轴的第二安装部上并与所述电机壳固定连接；且所述电机轴能够随同所述转子相对于所述定子转动。

本实用新型提供一种驱动组件，包括减速机和上述所述电机，且所述电机轴的一端与所述减速机传动连接。

实用新型提供一种电动车，包括电源系统及电驱动总成，所述电源系统用于向所述电驱动总成提供电能，所述电驱动总成包括上述所述电机或上述所述的驱动组件。

综上所述，本实用新型的电机轴包括导电段和绝缘段，并使绝缘段位于安装转子的第一安装部以外的位置，从而使得该电机轴无法形成一个完整的导电通路，进而能够杜绝循环电流、转轴接地电流和电容性放电电流的产生，能够避免轴电流传递到轴承处，从而避免轴承的损坏以及避免变速箱的第一轴承以及变速箱的齿轮电蚀问题，并避免或降低电机运行中出现的噪音和振动以及轴承处的润滑剂老化问题发生；通过使用为绝缘纤维材料的绝缘段，能够显著提高电机轴的强度、硬度、耐腐蚀、耐温性，避免或降低了润滑油的老化，从而提高了电机轴的使用寿命以及整个电机的使用寿命和应用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型电机和变速箱的连接结构示意图；

图2为本实用新型涉及的循环电流在电机轴上传导的示意图；

图3为本实用新型涉及的电容性放电电流在电机轴上传导的示意图；

图4为本实用新型涉及的轴电流传导至变速箱内的示意图；

图5为本实用新型的电机轴其中一种实施例结构；

图6为本实用新型的电机轴另一种实施例结构；

元件标号说明：电机100、电机轴10、轴本体1、导电段11、第一安装部1101、第二安装部1102、绝缘段12、转子13、轴承14、电机壳15、控制器16、定子17、变速箱20、转轴21、齿轮22、第一轴承23、凸部121、凸起122。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本实用新型实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本实用新型的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。

请参阅图1至图6。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

当实施例给出数值范围时，应理解，除非本实用新型另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本实用新型中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本实用新型的记载，还可以使用与本实用新型实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本实用新型。

如图1、5-6所示，本实用新型提供一种电机轴10，包括轴本体1，所述轴本体1上设置有第一安装部1101和第二安装部1102，所述第一安装部1101用于安装转子13，所述第二安装部1102用于安装轴承14；

所述轴本体1包括导电段11；

绝缘段12，与所述导电段11连接，所述绝缘段12设置于所述轴本体1的第一安装部1101以外位置，且所述绝缘段12为绝缘纤维材料。

需要说明的是，由于电机100在正常运转时，电机轴10会形成高电位，而电机壳15一般都设置有接地保护，从而使得电机轴10和电机壳15之间会产生放电现象，尤其是具有控制器16的电机100，其中，控制器16可以为变频器；由于磁路不对称、高频共模电压、高电压变化率以及静电聚集等原因，会产生三种类型的高频轴电流：循环电流、转轴接地电流和电容性放电电流，而三种类型的轴电流会局部放电产生高温，会使得与电机轴10连接的轴承14的滚珠和滚道发生电蚀，一方面，会增大电机100运行中的噪声和振动，另一方面，容易导致轴承14的损坏以及轴承14处的润滑剂老化。

循环电流，如图2中虚线A所示，由围绕定子17的轭部的高频不平衡磁通在电机轴10上感应出轴电压，从而形成循环电流通过轴承14，从而引起轴承14电蚀。

电容性放电电流，如图3中虚线B所示，共模电压在电机100内部电容上的电压分布会引起足够大的轴承电压，并产生高频轴承电流脉冲，又称作静电放电加工电流，从而引起轴承14电蚀；

如图4中的虚线C所示，轴电流通过电机轴10导入变速箱20的转轴21上，并通过变速箱20内相啮合的齿轮22形成循环电流，从而导致变速箱20的第一轴承23以及变速箱20的齿轮22齿面腐蚀。

针对上述轴电流问题，若仅在电机轴10和轴承14之间增加一层绝缘层，虽然能一定程度上起到对轴承14的保护作用，但容易导致轴电流传递到变速箱20的转轴21上，轴电流将导致的变速箱20的第一轴承23和齿轮22的齿面电蚀。

针对上述轴电流问题，若是采用碳刷/导电刷导出轴电流，虽然能一定程度上能减弱轴电流，但碳刷/导电刷容易磨损，尤其是对油冷电机100而言，磨损的碳刷/导电刷粉末会污染冷却油液以及电机轴10表面和轴承14，从而会导致高速下碳刷/导电刷与电机轴10的接触变差，长时间后，碳刷/导电刷的导电性能降低，进而将无法导出轴电流，进而无法解决轴电流问题；

针对上述轴电流问题，若是直接采用陶瓷球轴承14/绝缘轴承14，一方面，陶瓷球轴承14/绝缘轴承14成本高，造价昂贵，另一方面，采用陶瓷球轴承14/绝缘轴承14可能会导致轴电流传递到变速箱20上，从而引起变速箱20内的齿轮22齿面电蚀；

针对上述轴电流问题，如图1所示，本案通过使电机轴10包括导电段11和绝缘段12，并使绝缘段12位于安装转子13的第一安装部1101以外的位置，从而使得该电机轴10无法形成一个完整的导电通路，进而能够杜绝循环电流、转轴接地电流和电容性放电电流的产生，进而能够避免轴电流传递到轴承14处，从而避免轴承14的损坏以及避免变速箱20的第一轴承23以及变速箱20的齿轮22电蚀问题，并避免或降低电机100运行中出现的噪音和振动以及轴承14处的润滑剂老化问题发生；

同时，电机轴10若使用普通强度的绝缘材料作为绝缘段12的材料，一方面重量较重，会增加电机轴10的重量，另一方面，普通绝缘材料的强度无法实现大扭矩的负载，并且电机轴10使用时将会发热，普通绝缘材料在如一百摄氏度以上的较高温度下，使用寿命和强度将会较大降低，从而使得使用普通绝缘材料将较大限制电机轴10的应用范围和使用寿命；本案的绝缘段12为绝缘纤维材料，而绝缘纤维材料包括碳纤维材料、玻纤维材料以及其他与碳纤维材料强度和绝缘性类似的材料；而一般碳纤维材料的硬度为钢的十倍，并且耐腐蚀，比铜更耐高温，具有较高的热学和机械性能；从而使得采用碳纤维材料作为绝缘段12，较使用普通绝缘材料制作的绝缘段12的强度和硬度更高，更为耐用，从而提高电机轴10的使用寿命；并且由于碳纤维材料密度低，能够降低整根电机轴10的重量，并且碳纤维材料具有无耐温、耐油等风险，可靠性高，使用寿命长，应用范围广；而玻璃纤维材料一般比钢材的强度高出20％，密度较钢铁的密度小得多、玻璃纤维材料的熔点和沸点也较高、韧性好，不易变形、抗冲击性能、耐热性和耐腐蚀性均较好，能够满足电机轴10的使用。

进一步的，所述电机轴10上设置有轴肩，所述轴肩位于第二安装部1102处，以对将要安装的轴承14侧部限位。

如图1和图6所示，作为本案其中一个实施例，所述绝缘段12与所述导电段11之间通过绝缘纤维材料缠绕连接。

需要说明的是，若是绝缘段12与导电段11采用胶水粘接，一方面，电机轴10在高速转动时，电机轴10本身温度高，如一百摄氏度以上，而胶水一般抗温性差，难以耐受较高温度，从而导致通过胶水粘接形成的电机轴10，强度低，绝缘段12和导电段11连接性差，从而较大的限制了电机轴10的使用范围；而本案中，通过绝缘纤维材料缠绕的方式实现绝缘段12与导电段11连接，连接性能好，相比较使绝缘段12和导电段11通过胶水粘接和一般的嵌插过盈连接的方式更加可靠，并且通过绝缘纤维材料缠绕连接的方式也较为简单，缠绕方式为整体缠绕成型，成型简单，绝缘纤维材料连续性好，强度高，其中，缠绕厚度、缠绕角度和缠绕角度的顺序根据实际需求进行设定，如缠绕成型工艺根据树脂基体浸渍纤维的方式分为半干法、干法、湿法三种；根据缠绕成型工艺根据缠绕规律的不同分为三类：螺旋缠绕、纵向缠绕和环向缠绕。

如图1和图6所示，作为本案其中一个实施例，所述绝缘段12位于所述第一安装部1101和所述第二安装部1102之间。

需要说明的是，通过将绝缘段12设置于第一安装部1101和第二安装部1102之间，第二安装部1102为导电段11，而根据常识，电机轴10的导电段11为金属材料，从而便于轴承14的安装以及齿槽等形状的加工，从而简化了电机100的装配工艺，有利于电机100装配的成本降低。

如图1和图5所示，作为本案其中一个实施例，所述绝缘段12设置有两段，且两段所述绝缘段12分别位于所述第一安装部1101的两侧。

需要说明的是，电机轴10上设置有两个绝缘段12，两段绝缘段12既可以是第一安装部1101以外的部分均为绝缘段12，两段绝缘段12也可以设置于第一安装部1101和第二安装部1102之间，即布置在轴承14的内侧的第一安装部1101的两侧，隔离了电机轴10、轴承14和电机壳15以及电机轴10、变速箱20内的转轴21、变速箱20的壳体组成的闭合导电回路，从而避免轴电流通过电机轴10任意一端流向轴承14和/或变速箱20，从而避免了轴电流问题，进而消除轴电流造成的轴承14电蚀。

如图1和图6所示，作为本案其中一个实施例，所述第一安装部1101设置有一个，所述第二安装部1102设置有两个且两个所述第二安装部1102分别位于所述第一安装部1101的两侧；

所述第一安装部1101和所述第二安装部1102处均为导电段11；相邻两段所述导电段11之间通过所述绝缘纤维材料绝缘连接并形成所述绝缘段12。

需要说明的是，所述第二安装部1102为导电段11，为金属材料，便于加工；通过将两个绝缘段12设置于所述第一安装部1101和第二安装部1102之间，从而实现第一安装部1101两侧的双层绝缘，从而避免轴电流经过电机轴10任意一端流向轴承14，避免了轴电流问题。

作为本案其中一个实施例，所述绝缘段12为空心结构；需要说明的，空心结构的绝缘段12为闭合管状，通过将绝缘段12设置为空心结构，从而能够进一步的降低电机轴10的重量，进而降低电机100以及整车重量，并降低电机100及汽车运行时的能耗。

如图5所示，作为本案其中一个实施例，所述导电段11与所述绝缘段12嵌插连接，且所述导电段11与所述绝缘段12连接处设置有限位结构，所述限位结构用于所述导电段11和所述绝缘段12之间的径向限位及轴向限位。

需要说明的是，通过使导电段11和绝缘段12之间嵌插过盈配合连接，并通过限位结构对导电段11和绝缘段12之间的径向限位和轴向限位，从而提高电机轴10的导电段11和绝缘段12的连接强度，进而提高电机轴10的整体的结构强度；所述导电段11和绝缘段12中，其中一个端部设置有凹部，另一个端部设置有凸部121，凸部121和凹部能够适配插接，且凸部121的表面设置有凸起112，从而限制凸部121和凹部之间的轴向相对转动。

如图1所示，本案还提供一种电机100，包括上述所述的电机轴10，以及转子13、轴承14、定子17、电机壳15和定子17；所述转子13固定安装于所述电机轴10的第一安装部1101上；所述定子17套设于所述转子13上；所述电机壳15固定套设于所述定子17外；所述轴承14套设置于所述电机轴10的第二安装部1102上并与所述电机壳15固定连接；

所述电机轴10能够随同所述转子13相对于所述定子17转动。

需要说明的是，通过在电机轴10上设置绝缘段12，使得电机轴10、轴承14、电机壳15的端盖和机座组成的闭合导电回路断路，能够防止环路电流以及电容性放电电流，进而避免轴电流传导到轴承14上，较好的保护了电机100。

如图1所示，本案提供一种驱动组件，包括变速箱20和上述所述电机100，且所述电机轴10的一端与所述变速箱20传动连接。

需要说明的是，通过在电机轴10上设置绝缘段12，使得电机轴10、轴承14、电机壳15的端盖和机座组成的闭合导电回路断路，能够防止环路电流以及电容性放电电流，进而避免轴电流传导到轴承14上以及变速箱20中而导致轴承14和变速箱20的损坏，从而能够较好的保护了驱动组件。

本案提供一种电动车，包括电源系统及电驱动总成，所述电源系统用于向所述电驱动总成提供电能，所述电驱动总成包括上述所述的电机100或上述所述的驱动组件。

需要说明的是，通过在电机轴10上设置绝缘段12，能够解决轴电流导致的轴承14电蚀问题，以及传递到变速箱20的转轴21电流导致的变速箱20轴承14和齿轮22的电蚀问题，进而提高电驱动总成的稳定性。

综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种电机轴，其特征在于，包括：

轴本体，所述轴本体上设置有第一安装部和第二安装部，所述第一安装部用于安装转子，所述第二安装部用于安装轴承；

所述轴本体包括：

导电段；

绝缘段，与所述导电段连接，所述绝缘段设置于所述轴本体的第一安装部以外位置，且所述绝缘段为绝缘纤维材料。

2.根据权利要求1所述的电机轴，其特征在于，所述绝缘段与所述导电段之间通过绝缘纤维材料缠绕连接。

3.根据权利要求1所述的电机轴，其特征在于，所述绝缘段位于所述第一安装部和所述第二安装部之间。

4.根据权利要求1所述的电机轴，其特征在于，所述绝缘段设置有两段，且两段所述绝缘段分别位于所述第一安装部的两侧。

5.根据权利要求1所述的电机轴，其特征在于，所述第一安装部设置有一个，所述第二安装部设置有两个且两个所述第二安装部分别位于所述第一安装部的两侧；

所述第一安装部和所述第二安装部处均为导电段；相邻两段所述导电段之间通过所述绝缘纤维材料连接并形成所述绝缘段。

6.根据权利要求1所述的电机轴，其特征在于，所述绝缘段为空心结构。

7.根据权利要求1所述的电机轴，其特征在于，所述导电段与所述绝缘段嵌插连接，且所述导电段与所述绝缘段连接处设置有限位结构，所述限位结构用于所述导电段和所述绝缘段的径向限位及轴向限位。

8.一种电机，其特征在于，包括权利要求1-7任意一项所述的电机轴，以及

转子，固定安装于所述电机轴的第一安装部上；

定子，套设于所述转子上；

电机壳，固定套设于所述定子外；

轴承，套设置于所述电机轴的第二安装部上并与所述电机壳固定连接；

且所述电机轴能够随同所述转子相对于所述定子转动。

9.一种驱动组件，其特征在于，包括减速机和权利要求8所述电机，且所述电机轴的一端与所述减速机传动连接。

10.一种电动车，其特征在于，包括电源系统及电驱动总成，所述电源系统用于向所述电驱动总成提供电能，所述电驱动总成包括权利要求8所述的电机或权利要求9所述的驱动组件。