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一種電動車輪轂電機的制作方法

文檔序號:11663323閱讀:391來源:國知局
一種電動車輪轂電機的制造方法與工藝

本實用新型屬于電動車技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種電動車輪轂電機。



背景技術(shù):

電動車是采用電力驅(qū)動行駛的車輛的總成,最為常見的電動車是單純采用電力驅(qū)動的電動摩托車。電動車通常采用輪轂電機驅(qū)動,由于輪轂電機的性能差異,使得電動車的功率、行駛速度和承載能力都不盡相同。

與燃油發(fā)動機為動力的傳統(tǒng)摩托車相比,電動車具有能耗低、對環(huán)境污染小的優(yōu)點,作為綠色出行的方式,越來越受到人們的青睞。但是,由于受到輪轂電機自身結(jié)構(gòu)的限制,使得常規(guī)的電動車在行駛速度和承載能力上都無法與傳統(tǒng)摩托車相比。為了改善電動車的性能,需要對輪轂電機進行改進,例如,本申請人曾經(jīng)申請的中國專利【申請?zhí)?01610659485.4;申請公布號CN106208437A】一種電動車輪轂電機用定子及含有該種定子的電機,該輪轂電機的定子包括定子鐵芯和支架,定子鐵芯固定在支架上,定子鐵芯外徑為205.01~212mm,定子鐵芯槽的槽口寬度與定子鐵芯外徑、定子鐵芯內(nèi)徑、定子鐵芯的軛部厚度、定子鐵芯槽數(shù)滿足以下關(guān)系:定于鐵芯槽的槽口寬度二(α+定子鐵芯的單層硅鋼片厚度的數(shù)值)XπX(定子鐵芯外徑-定子鐵芯內(nèi)徑-定子鐵芯的軛部厚度)/定于鐵芯槽數(shù),其中α的取值范圍是0.3~0.9,α+定子鐵芯的單層硅鋼片厚度的數(shù)值為0.9~1.2。

上述方案針對輪轂電機的定子鐵芯結(jié)構(gòu)進行了改進,通過采用該方案在不增加輪轂電機尺寸的情況下,大大提高了輪載電機的效率平臺和抗過載能力。而現(xiàn)有的輪轂電機的支架多為采用沖壓成型的分體式結(jié)構(gòu),再將兩部分支架采用焊接或者鉚接的方式固連到一起,實現(xiàn)將定子鐵芯固定在支架上,上述專利中的支架也采用了這樣的方案。這種結(jié)構(gòu)的支架能夠滿足常規(guī)的輪轂電機的承載要求,但當車輪上承受的壓力進一步提高后,則無法保證輪轂電機正常、平穩(wěn)地運作。因此,在輪轂電機尺寸進一步增大,對輪轂電機承載能力要求也進一步提高的情況下,由于受到現(xiàn)有的支架結(jié)構(gòu)的限制,使得電動車的承載能力無法得到顯著提高。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題,提出了一種電動車輪轂電機,本實用新型解決的技術(shù)問題是如何提高大功率的輪轂電機的承載能力。

本實用新型的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn):一種電動車輪轂電機,包括轉(zhuǎn)子總成和定子,所述轉(zhuǎn)子總成包括輪輞、固定在輪輞上的導磁環(huán)和貼裝在導磁環(huán)內(nèi)壁上的永磁體,所述定子包括定子鐵芯和支架,所述支架包括呈筒狀的鐵芯安裝部和位于鐵芯安裝部內(nèi)的電機軸安裝部,所述定子鐵芯安裝在支架上時鐵芯安裝部的外壁對定子鐵芯內(nèi)壁形成支撐,所述電機軸安裝部的外壁向鐵芯安裝部的內(nèi)壁輻射狀分布有若干根連接鐵芯安裝部和電機軸安裝部的支撐筋,其特征在于,所述支架采用鋁材料一體成型制成,所述支撐筋為相互垂直的橫筋和縱筋組成的十字形結(jié)構(gòu),每根所述支撐筋中的橫筋均沿鐵芯安裝部的周向向兩邊延伸,每根所述支撐筋中的縱筋均沿鐵芯安裝部的長度方向向兩邊延伸。

本電動車輪轂電機的支架采用鋁材料一體成型制成,在自身重量沒有顯著增加的前提下使得支架整體強度更高。進一步的,鐵芯安裝部和電機軸安裝部之間通過輻射狀分布的支撐筋相連,支撐筋條的橫筋和縱筋分別沿鐵芯安裝部的周向和長度方向延伸,將轉(zhuǎn)子總成相對于定子轉(zhuǎn)動過程中對定子施加的反作用力均勻的從支撐定子鐵芯的鐵芯安裝部的外壁傳遞到電機軸安裝部的外壁,避免支架受力不平衡導致支架微量變形使定子鐵芯位置發(fā)生偏移,從而使輪轂電機在重負載或者嚴重顛簸的工作環(huán)境下都能夠保證穩(wěn)定工作,從而提高了大功率的輪轂電機的承載能力。另一方面,從支架的加工上講,支撐筋采用十字形結(jié)構(gòu)使支架更容易通過模具一體成型。

在上述的電動車輪轂電機中,所述橫筋通過位于兩個相鄰的支撐筋之間的凸筋相連,所述凸筋和橫筋與鐵芯安裝部相連的部分繞鐵芯安裝部的外壁一周。橫筋和凸筋對鐵芯安裝部在周向上提供充分支撐,即使鐵芯安裝部某一點上的作用力突然增大,也能夠?qū)⒃撟饔昧νㄟ^橫筋和凸筋周向傳導出去并將作用力分散,從而使得電動車的車輪承受垂直向下的負載重力或者顛簸時的沖擊力時,輪轂電機都能夠保持穩(wěn)定的工作并持續(xù)輸出動力,使得輪轂電機的承載能力更強。

在上述的電動車輪轂電機中,所述縱筋條前后端面均為平直面,所述縱筋條與鐵芯安裝部連接處向外延伸并與上述平直面通過傾斜面相連。電動車的車輪承受顛簸的沖擊力時,能夠?qū)⒆饔昧ρ刂S向延伸的縱筋分散,使得輪轂電機的承載能力更強。在上述的電動車輪轂電機中,所述橫筋和縱筋均呈片狀,且橫筋和縱筋的厚度相等。橫筋和縱筋能夠均勻承受壓力,提高輪轂電機的承載能力。

在上述的電動車輪轂電機中,所述鐵芯安裝部的一端具有向外延伸的限位擋沿,所述鐵芯安裝部的另一端具有若干個用于安裝限位螺釘?shù)穆葆斂?,且當定子鐵芯一端抵靠在限位擋沿上時通過在螺釘孔內(nèi)擰入限位螺釘使限位螺釘?shù)念^部內(nèi)表面抵靠在定子鐵芯的另一端將定子鐵芯與鐵芯安裝部軸向定位,所述定子鐵芯通過鍵連接與鐵芯安裝部周向定位。

采用這種定子鐵芯的安裝結(jié)構(gòu),使得定子鐵芯能夠被固定在一體式成型的支架上;并且,定子鐵芯一端通過在支架一體成型中得到限位擋沿進行限位,限位擋沿具有足夠的厚度,且受力后不容易發(fā)生變形,另一端的限位螺釘也對定子鐵芯施加足夠的壓緊力,避免了定子鐵芯受到軸向作用力而發(fā)生位置偏移的情況發(fā)生,從而改善了大功率的輪轂電機的承載能力。

作為優(yōu)選,在上述的電動車輪轂電機中,所述鐵芯安裝部位于螺釘孔所在一端的端面上具有與螺釘孔一一對應的讓位缺口,所述螺釘孔位于讓位缺口內(nèi),所述讓位缺口的深度和限位擋沿的寬度相等。通過設(shè)置讓位缺口使得定子鐵芯能夠被定位在鐵芯安裝部的中間位置,從而使得支架對定子鐵芯的支撐力更為均勻。

作為優(yōu)選,在上述的電動車輪轂電機中,所述螺釘孔與支撐筋位置錯開布置,所述鐵芯安裝部上螺釘孔所在位置處具有向內(nèi)突出的凸起部,所述螺釘孔部分位于凸起部內(nèi)。通過設(shè)置凸起部,能夠?qū)⒙葆斂椎目讖阶龅酶?,以配上更大?guī)格的限位螺釘,并且使得限位螺釘?shù)念^部有更大的面積與定子鐵芯相接觸,使定子鐵芯的定位更為可靠。

在上述的電動車輪轂電機中,所述定子鐵芯的外徑為265mm~283mm,所述定子鐵芯的內(nèi)徑為195mm~205mm,所述定子鐵芯的定子齒的寬度a為6mm~12mm,所述定子的軛部的厚度b為8mm~11mm。由于支撐定子鐵芯的支架強度更強,在大功率輪轂電機的參數(shù)設(shè)計中,在定子鐵芯尺寸增大的基礎(chǔ)上,能夠?qū)⒍ㄗ育X的寬度和定子軛部的厚度設(shè)計得更為合理,從而提高輪轂電機的性能。

在上述的電動車輪轂電機中,所述定子槽的槽口寬度c為1.5mm~2.5mm,槽口高度d為0.8mm~1.8mm。使得定子鐵芯的磁場分布更為均勻,降低損耗。

在上述的電動車輪轂電機中,所述導磁環(huán)內(nèi)側(cè)和定子鐵芯外側(cè)的距離為3.3mm~4.7mm。永磁體安裝在導磁環(huán)上之后,保證轉(zhuǎn)子總成和定子鐵芯之間的氣隙更小,降低磁阻,提高輪轂電機的效率。

在上述的電動車輪轂電機中,所述輪輞采用鋁合金材料一體式成型制成。使得輪輞重量較輕,減少了電動車行駛過程中的能耗;同時輪輞上沒有焊點,真圓度高,保證車輪在大負載和高速運轉(zhuǎn)過程中的運動精度,減少顛簸;并且,鋁合金材料散熱性能更好,使得輪轂電機的工作溫度不至于過高,保證輪轂電機穩(wěn)定工作。

在上述的電動車輪轂電機中,所述永磁體呈瓦片狀,所述永磁體外壁上的弧形面和內(nèi)壁上的弧形面的半徑相同。這種形狀的永磁體內(nèi)壁能夠與導磁環(huán)完全貼合,永磁體外壁和定子鐵芯保持一致的距離,使得轉(zhuǎn)子總成與定子間氣隙均勻度好,轉(zhuǎn)子總成受到磁場產(chǎn)生的作用力更平穩(wěn),并且噪音更小。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本電動車輪轂電機的優(yōu)點在于:

1、本電動車輪轂電機的支架采用鋁材料一體成型制成,并且鐵芯安裝部和電機軸安裝部之間通過輻射狀分布的支撐筋相連,支撐筋條的橫筋和縱筋分別沿鐵芯安裝部的周向和長度方向延伸,轉(zhuǎn)子總成相對與定子轉(zhuǎn)動過程中對定子施加的反作用力能夠被均勻的從支撐定子鐵芯的鐵芯安裝部的外壁傳遞到電機軸安裝部的外壁,避免支架受力不平衡導致支架微量變形使定子鐵芯位置發(fā)生偏移,在自身重量沒有顯著增加的前提下使得支架整體強度更高,從而提高了大功率的輪轂電機的承載能力。

2、本電動車輪轂電機支架的支撐筋的橫筋與鐵芯安裝部相連的部分和凸筋形成繞鐵芯安裝部外壁一周的連續(xù)結(jié)構(gòu),縱筋條與鐵芯安裝部連接處向外延伸并與平直面通過傾斜面相連,從而使得電動車的車輪承受垂直向下的負載重力或者顛簸時的沖擊力時,輪轂電機都能夠保持穩(wěn)定的工作并持續(xù)輸出動力,使得輪轂電機的承載能力更強。

3、本電動車輪轂電機在支架的支撐力得到顯著提高的前提下,使得定子鐵芯的參數(shù)設(shè)計更為合理,從而進一步改善了輪轂電機的輸出功率和效率。

4、本電動車輪轂電機的支架采用十字形結(jié)構(gòu)的設(shè)計便于支架的一體成型加工,簡化了成型工藝和生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1是本電動車輪轂電機隱藏外側(cè)端蓋后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本電動車輪轂電機的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本電動車輪轂電機的定子的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本電動車輪轂電機的支架的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本電動車輪轂電機的支架中支撐筋位置處的局部剖視圖。

圖6是本電動車輪轂電機的永磁體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本電動車輪轂電機的定子鐵芯主視圖和局部放大圖。

圖中,1、轉(zhuǎn)子總成;2、輪輞;3、導磁環(huán);4、永磁體;5、定子;6、定子鐵芯;61、定子齒;62、軛部;63、定子槽;631、槽口;64、鍵槽;7、支架;71、鐵芯安裝部;711、限位擋沿;712、螺釘孔;713、讓位缺口;714、凸起部;72、電機軸安裝部;73、支撐筋;731、橫筋;732、縱筋;7321、平直面;7322、傾斜面;74、凸筋;8、限位螺釘;9、連接螺釘;10、電機軸;11、端蓋;12、線圈。

具體實施方式

以下是本實用新型的具體實施例并結(jié)合附圖,對本實用新型的技術(shù)方案作進一步的描述,但本實用新型并不限于這些實施例。

本電動車輪轂電機包括轉(zhuǎn)子總成1和定子5,轉(zhuǎn)子總成1包括輪輞2、固定在輪輞2上的導磁環(huán)3和貼裝在導磁環(huán)3內(nèi)壁上的永磁體4,定子5安裝在轉(zhuǎn)子總成1內(nèi)部,定子5包括定子鐵芯6和支架7,定子鐵芯6上纏繞有線圈12,轉(zhuǎn)子總成1還包括位于輪輞2兩側(cè)并通過連接螺釘9固定在導磁環(huán)3上的端蓋11。

具體來說,如圖1所示,支架7采用鋁材料一體成型制成,支架7包括呈筒狀的鐵芯安裝部71和位于鐵芯安裝部71內(nèi)的電機軸安裝部72,電機軸10通過軸套安裝在電機軸安裝部72上。如圖4所示,鐵芯安裝部71的一端具有向外延伸的限位擋沿711,鐵芯安裝部71的另一端具有若干個用于安裝限位螺釘8的螺釘孔712。如圖2和圖3所示,定子鐵芯6安裝到支架7上時,定子鐵芯6套在鐵芯安裝部71的外壁,使定子鐵芯6一端抵靠在限位擋沿711上,再通過將限位螺釘8擰入螺釘孔712,使限位螺釘8的頭部內(nèi)表面抵靠在定子鐵芯6的另一端,從而將定子鐵芯6與鐵芯安裝部71軸向定位。如圖7所示,定子鐵芯6的內(nèi)壁上具有鍵槽64,定子鐵芯6通過鍵連接與鐵芯安裝部71周向定位。從而,鐵芯安裝部71的外壁對定子鐵芯6內(nèi)壁形成支撐。

采用這種定子鐵芯6的安裝結(jié)構(gòu),使得定子鐵芯6能夠被固定在一體式成型的支架7上。并且,定子鐵芯6一端通過在支架7一體成型中得到限位擋沿711進行限位,另一端通過若干個限位螺釘8進行限位,使得定子鐵芯6的軸向定位更為牢固,避免了定子鐵芯6受到軸向作用力而發(fā)生位置偏移的情況發(fā)生,從而改善了大功率的輪轂電機的承載能力。

作為優(yōu)選方案,如圖4所示,鐵芯安裝部71位于螺釘孔712所在一端的端面上具有與螺釘孔712一一對應的讓位缺口713,螺釘孔712位于對應的讓位缺口713內(nèi),讓位缺口713的深度和限位擋沿711的寬度相等。通過設(shè)置讓位缺口713使得定子鐵芯6能夠被定位在鐵芯安裝部71的中間位置,從而使得支架7對定子鐵芯6的支撐力更為均勻。螺釘孔712與支撐筋73位置錯開布置,鐵芯安裝部71上螺釘孔712所在位置處具有向內(nèi)突出的凸起部714,螺釘孔712部分位于凸起部714內(nèi)。通過設(shè)置凸起部714,能夠選用更大規(guī)格的限位螺釘8,并且使得限位螺釘8的頭部有更大的面積與定子鐵芯6相接觸,定子鐵芯6的定位更為可靠。

如圖3、圖4和圖5所示,電機軸安裝部72的外壁向鐵芯安裝部71的內(nèi)壁輻射狀分布有若干根連接鐵芯安裝部71和電機軸安裝部72的支撐筋73,支撐筋73為相互垂直的橫筋731和縱筋732組成的十字形結(jié)構(gòu),每根支撐筋73中的橫筋731均沿鐵芯安裝部71的周向向兩邊延伸,每根支撐筋73中的縱筋732均沿鐵芯安裝部71的長度方向向兩邊延伸。

作為優(yōu)選方案,如圖3和圖5所示,橫筋731通過位于兩個相鄰的支撐筋73之間的凸筋74相連,凸筋74和橫筋731與鐵芯安裝部71相連的部分繞鐵芯安裝部71的外壁一周??v筋732條前后端面均為平直面7321,縱筋732條與鐵芯安裝部71連接處向外延伸并與平直面7321通過傾斜面7322相連。鐵芯安裝部71某一點上的作用力突然增大,也能夠?qū)⒃撟饔昧νㄟ^橫筋731和凸筋74周向傳導出去并將作用力分散,或者沿著軸向延伸的縱筋732分散,避免支架7局部受力過大導致變形,從而使得電動車的車輪承受垂直向下的負載重力或者顛簸時的沖擊力時,輪轂電機都能夠保持穩(wěn)定的工作并持續(xù)輸出動力,使得輪轂電機的承載能力更強。

作為進一步優(yōu)選,橫筋731和縱筋732均呈片狀,且橫筋731和縱筋732的厚度相等。橫筋731和縱筋732能夠均勻承受壓力,提高輪轂電機的承載能力。

如圖7所示,定子鐵芯6的外徑為265mm~283mm,定子鐵芯6的內(nèi)徑為195mm~205mm,定子鐵芯6的定子齒61的寬度a為6mm~12mm,定子的軛部62的厚度b為8mm~11mm。由于支撐定子鐵芯6的支架7強度更強,在大功率輪轂電機的參數(shù)設(shè)計中,在定子鐵芯6尺寸增大的基礎(chǔ)上,能夠?qū)⒍ㄗ育X61的寬度和定子軛部62的厚度設(shè)計得更為合理,從而提高輪轂電機的性能。定子槽63的槽口631寬度c為1.5mm~2.5mm,槽口631高度d為0.8mm~1.8mm。使得定子鐵芯6的磁場分布更為均勻,降低損耗。導磁環(huán)3內(nèi)側(cè)和定子鐵芯6外側(cè)的距離為3.3mm~4.7mm。永磁體4安裝在導磁環(huán)3上之后,保證轉(zhuǎn)子總成1和定子鐵芯6之間的氣隙更小,降低磁阻,提高輪轂電機的效率。

如圖1和圖2所示,輪輞2采用鋁合金材料一體式成型制成。使得輪輞2重量較輕,減少了電動車行駛過程中的能耗。同時輪輞2上沒有焊點,真圓度高,保證車輪在大負載和高速運轉(zhuǎn)過程中的運動精度。并且,鋁合金材料散熱性能更好,使得輪轂電機的工作溫度不至于過高,保證輪轂電機穩(wěn)定工作。

作為優(yōu)選方案,如圖6所示,永磁體4呈瓦片狀,永磁體4外壁上的弧形面和內(nèi)壁上的弧形面的半徑相同。這種形狀的永磁體4內(nèi)壁能夠與導磁環(huán)3完全貼合,永磁體4外壁和定子鐵芯6保持一致的距離,使得轉(zhuǎn)子總成1與定子間氣隙均勻度好,轉(zhuǎn)子總成1受到磁場產(chǎn)生的作用力更平穩(wěn),并且噪音更小。在實際生產(chǎn)和制造中,也可以采用方片狀的永磁體4。

本電動車輪轂電機的支架7采用鋁材料一體成型制成,在自身重量沒有顯著增加的前提下使得支架7整體強度更高,并且支架7的加工成型也更為方便。鐵芯安裝部71和電機軸安裝部72之間通過輻射狀分布的支撐筋73相連,支撐筋73條的橫筋731和縱筋732分別沿鐵芯安裝部71的周向和長度方向延伸,將轉(zhuǎn)子總成1相對與定子轉(zhuǎn)動過程中對定子施加的反作用力能夠被均勻的從支撐定子鐵芯6的鐵芯安裝部71的外壁傳遞到電機軸安裝部72的外壁,避免支架7受力不平衡導致支架7微量變形使定子鐵芯6位置發(fā)生偏移,從而使輪轂電機在重負載或者嚴重顛簸的工作環(huán)境下都能夠保證穩(wěn)定工作,從而提高了大功率的輪轂電機的承載能力。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代,但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。

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