一种轮毂电机及电动车的制作方法

文档编号:14478029
研发日期:2018/5/19

本实用新型涉及一种电动设备,特别涉及一种轮毂电机及电动车。



背景技术:

轮毂电机技术也被称为车轮内装电机技术,它最大的特点就是将动力装置、传动 装置和制动装置都整合到轮毂内,得以将电动车辆的机械部分大为简化。

轮毂电机主要包括定子、外转子以及转轴;其中定子一般具有多个齿极以及绕结在齿极上的绕组线圈;外转子包括多个磁钢,磁钢形成与齿极对应的磁极;在现有技术中转轴穿设于定子和外转子之间。

如授权公告号为CN201478969U的中国实用新型公开了一体化轮毂电机;其该轮毂电机包括电机轴和固定在其上的定子,定子外套设有转子外壳,转子外壳的前后两端通过转子端盖和轴承可旋转固定在电机轴上,电机轴的两端凸伸于转子端盖之外形成长端和短端,转子端盖的外侧固定有轴承端盖,将电机轴的短端罩在其中,所述的轴承端盖中部凸设有轴承端盖轴,朝电机轴方向凸设。

其转轴通过键与外转子止旋固定,并通过轴承与定子转动连接,在运作过程中转轴起到了同时支撑两者的作用;由于定子和外转子的位置是通过转轴传递确定,而转轴与外转子的连接方式决定了转轴与外转子难以非常精准的配合,在运作的过程中也会有轻微的偏移,并且转轴的悬臂效应会将这种偏差进一步的放大;此外,在长时间使用过程中转轴因两处受力不同以及本身的悬臂状态,会发生一定的弯曲;这些都将导致磁极和齿极的对应会产生一定的偏差,从而导致电机的运作不稳定以及其他性能的下降。



技术实现要素:

本实用新型的目的一是提供一种轮毂电机,其解决了在长期的使用过程中齿极和磁极对应会产生偏差的问题。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:

一种轮毂电机,包括定子、外转子和转轴,其中外转子包括外壳和磁钢,磁钢内附于外壳的内壁上;所述外壳的轴向的内壁上突出设置有转套,所述转套穿设于定子的内部并与定子转动连接,所述转轴穿设于转套的中心并与转轴止旋固定。

采用上述方案,转套为外转子的一部分,转套内嵌于定子的中心对定子起到直接支撑,当然其支撑是通过轴承、砖瓦等润滑结构的润滑;而转轴则穿设于轴套的内部对轴套进行支撑,这就直接消除了转轴作为中间传递结构所带来的误差,在转套发生偏转的时候,外壳携带其上的磁钢同步转轴,而有定子由于是直接支撑配合,也随之同步偏转;这也消除了转轴轻微弯曲对齿级和磁极的相对位置产生的影响,从而保证齿级和磁极在电机运转过程中的稳定性,进而保证了电机性能稳定性,大大减少了运转过程中性能上的波动。

进一步优选为:所述转套包括轴套和端板,其中端板固定于外壳的轴向端面,轴套穿过外壳的上设置的穿孔并与穿孔定位配合。

采用上述方案,分离式的转套可以采用强度更高的材料,以保证支撑效果;也由此可见适当减少转套的厚度;而转套的轴套部分与穿孔的定位保证了轴套的位置精度;端板与外壳的轴向端面抵接则从垂直度上进一步保证转套与外壳的配合精度,而端板与外壳大面积的可固定重叠部位也充分的保证了固定后转套于外壳的高度稳定性。

进一步优选为:所述外壳的内壁上设置有环形的内槽且内槽延伸至外壳具有开口的一端;所述磁钢嵌于内槽,所述外壳内设置有同时抵接于磁钢的轴向端面和径向内壁的内衬,所述内衬的另一端完全形成表面与外壳的轴向内壁抵接曲接部;所述内衬与外壳的内壁之间设置有胶层。

采用上述方案,内槽一端开口方便磁钢安装,内衬配合内槽在磁钢吸附固定安装的基础上再次施加轴向和径向的位置限定,而内衬本身则通过胶层以及本身的弹性与外壳产生固定;以此保证了磁钢的安装稳定性,进而减少了在电机运作过程中的磁极波动。

进一步优选为:所述定子包括内环和周向均匀固定于内环的周向面上的齿部,其中齿部的端部沿周向突出设置有齿檐,相邻的齿部之间形成绕线槽,所述定子上设置有包裹于定子外部的定子骨架以及用于装载霍尔元件的霍尔支架,其中定子的部分相邻的齿檐以及骨架上设置有沿轴向延伸的缺口,霍尔支架包括插接于绕线槽内的嵌臂以及可拆卸的固定于定子骨架的轴向端面的外架,其中嵌臂于两个相邻的缺口配合。

采用上述方案,通过定子骨架加强对定子的收束和固定;同时也对定子尤其是其齿部的表面进行了覆盖修正,从而使得霍尔支架与定子之间的定位可以更加的精准;在安装时,嵌臂与定子的齿部间隙产生配合,限制了霍尔支架的周向转动,同时对霍尔支架尤其是嵌臂进行定位;当外架也进行固定的之后,整体就形成至少两个固定以及定位的点,以此保证霍尔元件的安装精度、安装的一致性以及在电机运作过程中的稳定性。

进一步优选为:所述绕线槽的数量为18个,带有缺口的绕线槽为4个。

采用上述方案,绕线槽的数量与绕组数量等同,而绕组数量决定了磁极个数,数量在8-22之间可以具备较大的扭矩;但随着磁极数量的增大电机的转速会相对下降,在绕线槽数量为18,也就是磁极数量在18的时候可以在转速和扭矩上均获得最大是受益。

进一步优选为:所述定子骨架包括两个沿轴向分离的第一骨架和第二骨架;所述第一骨架和第二骨架均包括基环和均布于基环的周向外壁的齿级套;其中齿级套上设置有容纳定子齿部的齿级槽,齿级槽沿径向贯穿基环,齿级槽之间间隔形成绕线槽。

采用上述方案,在组装的时候,第一骨架和第二骨架从定子的两个轴向方向嵌入,基环套接于定子的定子圆环部位的外壁上,对圆环部位起到收束的作用;齿级套套接于定子齿部的外壁上,对定子的齿部起到收束和支撑的作用,其安装过程决定了齿级套的内壁可以紧贴于齿部的外壁;并且由于每个齿级套均匀的连接在基环上,在生产过程中其位置可以很好的保证一致性,由于基环的限制,齿级套在周向上也可以为定子提供支撑;此外,这种结构可以很容易的做到将定子的外壁全部包裹或接近全部包裹,极大的提高了定子的绝缘性能,以及绝缘层的抗损伤能力。综上所述,本方案中的定子骨架可以有效的对定子起到加固作用以及绝缘性能。

进一步优选为:所述齿级套包括一端固定于基环上的立部和位于立部端部的承托部,其中承托部抵接于齿檐的内壁;所述嵌臂背向于固定臂的端面的两侧内凹设置有定位槽,定位槽的侧面与承托部的端面抵接;定位槽的地面与承托部的内表面抵接。

采用上述方案,承托部可以对定子齿部上的类T型端头的内表面起到支撑作用以及绝缘作用;提高加固矫正效果。

进一步优选为:所述外架背离嵌臂的一端内凹设置有安装槽,所述嵌臂内设置有连通至安装槽的霍尔槽;所述安装槽的槽底沿背向于嵌臂的方向突出设置有至少两个定位棱;所述定位棱的两端固定于安装槽的内壁。

采用上述方案,安装槽给予了霍尔元件的引脚或者引脚连接的线路、线路板等元件的安装空间以及凝固胶的填充空间;通过加以凝固胶填充后可以将霍尔元件及其相关组件稳定的固定于霍尔支架内,从而使得霍尔元件在电机运作过程中始终能保持极佳的性能;进而也保证了电机的性能稳定和高效。

本实用新型的目的一是提供一种轮毂电机,述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:

一种电动车,其特征是:包括权利要求1-8所述的轮毂电机。

采用上述方案,以本电机作为动力提高了电动车的动力性能,并减少驱动所带来的噪声,并且在电动车运动过程中,电机可以保持动力输出的稳定性。

进一步优选为:所述电动车内装载有增程器,所述转轴与增程器连接。

采用上述方案,通过增程器提高电动车的续航能力,并且本电机同时也可以作为发电机,受增程器带动为蓄电池充电。

综上所述,本实用新型具有以下有益效果:

1、电机各组件之间的安装精度较高、安装后的结构稳定性好,也提高了电机的使用寿命;

2、减少噪声,并在电机运转的过程中保持动力输出的稳定;

3、可以同时作为电动机和发电机,以高转化率配合增程器提高电动车的续航能力。

附图说明

图1是实施例1的轮毂电机的结构图;

图2是实施例1的轮毂电机的爆炸图;

图3是实施例1的轮毂电机的内部结构图;

图4是实施例1的定子总成的结构图;

图5是实施例1的定子及定子骨架的结构示意图;

图6是实施例1的图5在A处的放大图;

图7是实施例1的图5在B处的放大图;

图8是实施例1的整线套的结构图;

图9是实施例1的霍尔支架的结构图;

图10是实施例1的霍尔支架另一视角的结构图。

图中,1、霍尔支架;2、定子骨架;3、定子;4、整线套;5、外转子;6、转套;11、架体;12、固定臂;13、嵌臂;111、安装槽;112、定位棱;113、出线槽;121、固定孔;122、潜伏槽;123、卡槽;131、霍尔槽;132、定位槽;141、下接臂;142、上接臂;143、过线通道;21、第一骨架;22、第二骨架;23、基环;24、齿级套;241、立部;242、承托部;243、齿级槽;244、挡端;26、挡线环;27、过线槽;28、基台;281、端口;31、内环;32、齿部;33、齿檐;34、绕线槽;35、缺口;41、曲板;42、定位端子;43、安装孔;51、外壳;52、磁钢;53、内衬;54、曲接部;55、穿孔;56、内槽;61、轴套;62、端板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释,其并不是对本实用新型的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本实用新型的保护范围内都受到专利法的保护。

实施例1:一种轮毂电机,如图1和图2所示,包括定子3、外转子5和转轴(未在图中示出),其中外转子5包括外壳51和磁钢52,磁钢52内附于外壳51的内壁上;外壳51的轴向的内壁上突出设置有转套6,转套6穿设于定子3的内部并与定子3转动连接,转轴穿设于转套6的中心并与转轴止旋固定。

转套6包括轴套61和端板62,其中端板62固定于外壳51的轴向端面,轴套61穿过外壳51的上设置的穿孔55并与穿孔55定位配合。

参照图3,外壳51的内壁上设置有环形的内槽56且内槽56延伸至外壳51具有开口的一端;磁钢52嵌于内槽56,外壳51内设置有同时抵接于磁钢52的轴向端面和径向内壁的内衬53,内衬53的另一端完全形成表面与外壳51的轴向内壁抵接曲接部54;内衬53与外壳51的内壁之间设置有胶层。

参照图4和图5,定子2包括内环31和周向均匀固定于内环31的周向面上的齿部32,齿部32的端部沿周向突出设置有齿檐33,相邻的齿部32之间形成绕线槽34,绕线槽34的数量为18个。其中,定子2的部分相邻的齿檐33以及定子骨架2上均设置有沿轴向延伸的缺口35;以绕线槽34为基准,带有缺口35的绕线槽34为4个。

参照图5和图6,定子骨架2包括两个沿轴向分离的第一骨架21和第二骨架22;第一骨架21和第二骨架22均包括基环23和均布于基环23的周向外壁的齿级套24;但第一骨架21上的齿级套24在沿轴向方向上的长度要大度第二骨架22上的齿级套24的长度。齿级套24上设置有容纳定子2的齿部32的齿级槽243,齿级槽243大致为U形并沿径向贯穿基环23。齿级槽243的槽壁呈开口增大的倾斜设置;具体为齿级槽243的槽壁与基环23的轴向线的夹角为0.5°。在组装的时候,第一骨架21和第二骨架22从定子2的两个轴向方向嵌入,基环23套接于定子2的圆环部位的外壁上,齿级套24紧贴的套接于定子2的齿部32的外壁上。

齿级套24包括一端固定于基环23上的立部241和位于立部241端部的承托部242,其中承托部242环绕基环23的周向沿伸,并且每个承托部242之间均间隔设置,并且仅第一骨架21的承托部242上设置有缺口35。另外,齿级套24的轴向端部沿径向突出设置有挡端244,以完全承托定子2的轴向端面。

参照图7,第一骨架21和第二骨架22的基环23均包括沿相互背向的一端突出设置的挡线环26。但第一骨架21的挡线环26的高度要略高于第二骨架22的挡线环26,并且第一骨架21的挡线环26上沿径向贯穿设置有出线槽27。

参照图4和图8,第一骨架21的轴向端面设置有整线套4,整线套4的一端连接有曲板41,曲板41绕过挡线环26贴附于内环31的轴向端面,内环31的轴向端面上设置有定位孔,曲板41上设置有与定位孔配合的定位端子42以及用于穿设螺钉的安装孔43。基环23的内侧凸出设置有基台28,基台28上设置有用于安装的接线铜片的端口281。

参照图9和图10,霍尔支架1包括架体11、固定臂12和嵌臂13,其中嵌臂13嵌于定子2的齿部32的两个相邻的缺口35之间,架体11背离嵌臂13的一端内凹设置有安装槽111,嵌臂13内设置有连通至安装槽111的霍尔槽131。安装槽111的槽底沿背向于嵌臂13的方向突出设置有至少两个定位棱112,定位棱112的两端固定于安装槽111的内壁。在其使用的时候,霍尔元件装入至霍尔槽131内,霍尔元件连接的线路板通过定位棱112的定位安装于安装槽111内,之后在安装槽111内填入凝固胶固定。

固定臂12固定于架体11垂向于嵌臂13的一侧,并且固定臂12上开设有平行于嵌臂13的固定孔121和潜伏槽122,固定孔121的开口位于潜伏槽122内。参照图和图,在进行固定的时候,螺钉穿过固定孔121与定子2螺纹连接,螺钉上的螺帽则隐藏于潜伏槽122内。固定臂12朝向嵌臂13的延伸方向的端面内凹设置有弧形的卡槽123,卡槽123卡接于定子骨架2上的挡线环26。

固定臂12与外架之间沿嵌臂13延伸方向固定有两个上接臂142和两个下接臂141,且两个下接臂141位于两个上接臂142之间;在使用的时候,上接臂142为远离定子2的一侧,即安装槽111开口朝向的一侧。上接臂142和下接臂141之间形成有过线通道143,而安装槽111的靠近固定臂12一侧的壁面上贯穿设置有多个出线槽27。安装槽111的内元器件的线路分别从出线槽27导出并进入过线通道143,一同进入过线通道143的还包括定子2绕组上的线路,过线通道143可以对两者进行规整与限制。

此外,嵌臂13背向于固定臂12的端面的两侧内凹设置有定位槽132,因定子2的齿部32一般大致呈现为T形,通过定位槽132可以将嵌臂13固定于两个T形的端头之间,形成了周向方向上的定位;同时其定位槽132的一个表面与T形端头的内表面抵接,形成了嵌臂13在径向方向上的限位,从而更好的将嵌臂13进行定位。

组装方式:

步骤一,在第一骨架21和第二骨架22的端部涂上粘胶,而后分别从而定子3的轴向两端套入定子3,其中第一骨架21要注意带有缺口35的齿级套24要与带有缺口35齿部32对应;压紧后再补胶,需注意的是,在粘胶凝固的过程中需要在第一骨架21和第二骨架22之间保持加压。

步骤二,在齿级套24的立部241上绕线圈;并通过整线套4对尾部的线进行收整,其中整线套4,通过定位端子42和螺钉固定于定子3的内环31上。

步骤三,将霍尔元件及其连接的线路板装于霍尔支架1的安装槽111内,霍尔元件嵌入霍尔槽131,而后将凝固胶填入安装槽111。

步骤四:霍尔支架1的卡槽123卡到挡线环26,同时嵌臂13嵌入缺口35,将固定孔121的孔位于定子3上的孔位对上,拧入螺钉。

步骤五:磁钢52嵌入外壳51,并在表面涂胶而后嵌入内衬53对其固定;转套6固定至外壳51。

步骤六:套入轴承和定子3。

步骤八:装入转轴,并在装入转轴前装上键。

实施例2:与实施例1的不同之处在于,齿级槽243的槽壁呈开口缩小的倾斜设置,并在开口处设置倒角。

实施例3,一种电动车,包括实施例1所述的轮毂电机;电动车内还装载有增程器,电机的转轴与增程器连接;在增程的时候作为发电机使用。

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