一种轮毂电机的制作方法

1.本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种轮毂电机。


背景技术：

2.电动自行车及电动摩托车是目前市场广为普及的轻便绿色交通工具。市场保有量达到上亿辆，且每年有几千万的增量快速发展。电动车常用的轮毂电机即是在车轮内装的电机，它的最大特点就是将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内，因此将电动车辆的机械部分大大简化。
3.目前传统轮毂电机的轮毂通常由两部分组成：外轮毂及嵌件，两部分组合焊接后得到轮毂总成，而磁钢表贴于轮毂嵌件上，但当外轮毂的大小改变时，内部嵌件也需要改变，电机端盖大小等均需要相应改变尺寸，导致互换性差，当需求不同尺寸的轮毂尺寸时，往往整个电机的尺寸均需要重新设计。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种轮毂电机，当轮毂外轮的大小改变时，内部嵌件无需改变，能实现固定尺寸的轮毂内圈与不同尺寸的轮毂外轮的连接，减少了工艺流程及制造成本。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种轮毂电机，其中包括：
7.轮毂外轮；
8.轮毂内圈，所述轮毂内圈同轴穿设于所述轮毂外轮；
9.连接圈，所述连接圈同轴设置于所述轮毂外轮和所述轮毂内圈之间，所述连接圈与所述轮毂外轮固接且与所述轮毂内圈可拆卸连接；
10.第一端盖和第二端盖，分别同轴设置于所述轮毂内圈轴向方向的两端且均与所述轮毂内圈连接，所述第一端盖、所述第二端盖与所述轮毂内圈形成容纳腔；
11.电机轴，所述电机轴转动穿设于所述轮毂外轮、所述轮毂内圈、所述第一端盖和所述第二端盖；
12.定子组件，所述定子组件固定套设于所述电机轴且位于所述容纳腔内。
13.可选地，所述连接圈包括本体和连接部，所述连接部设置于所述本体沿轴向方向的一端且与所述本体垂直连接，所述连接部的延伸方向朝向所述本体的轴线，所述连接部上设置有连接孔，所述连接孔通过螺栓与所述轮毂内圈可拆卸连接；所述本体与所述轮毂外轮焊接连接。
14.可选地，所述轮毂内圈的外周面设置有凸台，所述凸台设置有螺纹孔，所述连接孔通过所述螺栓与所述螺纹孔可拆卸连接。
15.可选地，所述轮毂内圈沿轴向方向设置有多个通孔，多个所述通孔沿所述轮毂内圈的周向均匀间隔设置，各个所述通孔内均穿设有长螺栓，所述长螺栓轴向方向的两端分
别与所述第一端盖和所述第二端盖连接。
16.可选地，所述轮毂电机还包括磁环座和固定于所述磁环座的磁环，所述磁环和所述磁环座均套设于所述电机轴，所述磁环座与所述第一端盖连接。
17.可选地，所述轮毂电机还包括编码器，所述编码器固定套设于所述电机轴且位于所述磁环沿轴向方向的一侧。
18.可选地，所述轮毂内圈的内周面均匀间隔设置有多个储胶槽，各个所述储胶槽内均贴设有磁钢。
19.可选地，所述轮毂内圈的内侧均匀间隔设置有多个燕尾台，相邻两个所述燕尾台之间均设置有磁钢。
20.可选地，所述定子组件包括固定套设于所述电机轴的定子支架和固定套设于所述定子支架外侧的定子铁芯，所述定子铁芯靠近所述磁钢的外周面均匀间隔设置有多个齿，各个所述齿上均间隔设置有多个凹槽。
21.可选地，所述凹槽的截面为矩形、u型或半圆形。
22.本实用新型的有益效果：本实用新型提供的轮毂电机，包括轮毂外轮和轮毂内圈，且轮毂内圈通过连接圈与轮毂外轮连接，可保证轮毂内圈的尺寸不变时，通过改变连接圈的大小，能实现固定尺寸的轮毂内圈与不同尺寸的轮毂外轮的连接，能够满足不同车型外轮的需求，减少了工艺流程及制造成本，还能够增加该轮毂电机总体的输出转速并增大电机的扭力。
23.通过设置通孔，并使用长螺栓将第一端盖和第二端盖固定于轮毂内圈上，相比较现有技术中，将两个端盖分别用短螺栓拧进轮毂内圈的固定方式，能降低生产制造成本，同时能够避免装配件产生扭力不达标的现象。
24.在安装时，通过设置磁环座，可先将磁环粘贴到磁环座上，等到电机整机装配时直接将磁环座与磁环的整体通过机械固定的方式固定到第一端盖上,上述工艺无需等待，省去了在线标定的步骤，节省了电机装配下线的时间。
25.通过在定子铁芯的各个齿上设置凹槽，能够降低该电机的齿槽转矩。
附图说明
26.图1是本实用新型实施例提供的轮毂电机的结构示意图一；
27.图2是本实用新型实施例提供的轮毂电机的结构示意图二；
28.图3是图2中a处的局部放大图；
29.图4是本实用新型实施例提供的轮毂电机的转子铁芯的结构示意图；
30.图5是本实用新型实施例提供的轮毂电机的连接圈的结构示意图一；
31.图6是本实用新型实施例提供的轮毂电机的连接圈的结构示意图二；
32.图7是本实用新型实施例提供的轮毂电机的连接圈的结构示意图三；
33.图8是本实用新型实施例提供的轮毂电机的轮毂内圈的结构示意图一；
34.图9是本实用新型实施例提供的轮毂电机的轮毂内圈的结构示意图二；
35.图10是本实用新型实施例提供的轮毂电机的部分结构爆炸图一；
36.图11是本实用新型实施例提供的轮毂电机的部分结构爆炸图二。
37.图中：
[0038]1‑
轮毂外轮；
[0039]2‑
轮毂内圈；21
‑
凸台；22
‑
通孔；23
‑
燕尾台；
[0040]3‑
连接圈；31
‑
本体；32
‑
连接部；33
‑
连接孔；
[0041]4‑
第一端盖；5
‑
第二端盖；6
‑
电机轴；
[0042]7‑
定子组件；71
‑
定子支架；72
‑
定子铁芯；721
‑
齿；722
‑
凹槽；
[0043]8‑
磁环座；9
‑
磁环；10
‑
编码器。
具体实施方式
[0044]
为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0045]
在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0046]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0047]
下面结合附图并通过具体实施方式进一步说明本实用新型的技术方案。
[0048]
如图1
‑
图11所示，该轮毂电机包括轮毂外轮1、轮毂内圈2、连接圈3、第一端盖4、第二端盖5、电机轴6和定子组件7，其中轮毂内圈2同轴穿设于轮毂外轮1；连接圈3同轴设置于轮毂外轮1和轮毂内圈2之间，连接圈3与轮毂外轮1固接且与轮毂内圈2可拆卸连接；第一端盖4和第二端盖5分别同轴设置于轮毂内圈2轴向方向的两端且均与轮毂内圈2连接，第一端盖4、第二端盖5与轮毂内圈2形成容纳腔；电机轴6转动穿设于轮毂外轮1、轮毂内圈2、第一端盖4和第二端盖5；定子组件7固定套设于电机轴6且位于容纳腔内。可以理解的是，轮毂内圈2通过连接圈3与轮毂外轮1连接，可保证在轮毂内圈2的尺寸不变时，通过改变连接圈3的大小，能实现固定尺寸的轮毂内圈2与不同尺寸的轮毂外轮1的连接，能够满足不同车型外轮的需求，减少了工艺流程及制造成本，还能够增加该轮毂电机总体的输出转速并增大电机的扭力。
[0049]
本实施例中，轮毂外轮1可以采用现有的铁轮、铝轮或者复合材料的轮毂，尺寸可以根据实际使用需求适应性选取10～18寸中的任意尺寸。轮毂内圈2的材料可以采用复合材料也可以采用q235材质。在其他实施例中，轮毂外轮1和轮毂内圈2的材料也可以根据实际需要选取铝合金或铝铁合金等其他材料。
[0050]
具体地，该轮毂电机还包括两个轴承，两个轴承的内圈均与电机轴6固接，且外圈分别与第一端盖4和第二端盖5固接。通过轴承实现电机轴6与第一端盖4和第二端盖5的转动连接，能够减少摩擦。在其他实施例中，也可以使用其他转动件代替轴承。
[0051]
可选地，轮毂内圈2的内周面均匀间隔设置有多个储胶槽，各个储胶槽内均贴设有磁钢。可以理解的是，在轮毂内圈2的内周面设置磁钢，能够使轮毂内圈2相当于转子的作用，从而能够避免单独设置转子组件，简化了结构。且设置储胶槽，将磁钢通过胶黏剂贴设在储胶槽内，即此时磁钢为表贴式，能够保证磁钢粘贴的牢靠性。在其他实施例中，如图9所示，轮毂内圈2的内侧均匀间隔设置有多个燕尾台23，相邻的两个燕尾台23之间均设置有磁钢。可以理解的是，此时轮毂内圈2可用于切向充磁的凸极轮毂电机。至于储胶槽的数量和燕尾台23的数量在此不做限定，可根据实际使用需求适应性设置。
[0052]
可选地，如图1
‑
图4所示，定子组件7包括固定套设于电机轴6的定子支架71和固定套设于定子支架71外侧的定子铁芯72，定子铁芯72靠近磁钢的外周面均匀间隔设置有多个齿721，各个齿721上均间隔设置有多个凹槽722。具体地，凹槽722的截面为矩形、u型或半圆形。可以理解的是，通过凹槽722能够降低该电机的齿槽转矩。本实施例中，定子铁芯72共设置有五十四个齿721，每个齿721上均设置有两个凹槽722，且凹槽722的截面为u型。在其他实施例中，齿721的数量和凹槽722的数量均可根据使用需求的不同适应性调整。
[0053]
可选地，如图5所示，连接圈3包括本体31和连接部32，连接部32设置于本体31沿轴向方向的一端且与本体31垂直连接，连接部32的延伸方向朝向本体31的轴线，连接部32上设置有连接孔33，连接孔33通过螺栓与轮毂内圈2可拆卸连接；本体31与轮毂外轮1焊接连接。本实施例中，连接部32呈环状且环设在本体31的一端，连接部32上周向均匀间隔设置有六个连接孔33。可以理解的是，通过本体31与轮毂外轮1焊接连接能够保证连接可靠；连接孔33通过螺栓与轮毂内圈2可拆卸连接能够保证连接圈3和轮毂内圈2之间拆装方便。在其他实施例中，如图6和图7所示，连接部33为六个，且沿本体31的周向均匀间隔设置，每个连接部32上均设置有一个连接孔33。在其他另一些实施例中，连接部32的形状和数量均可根据实际使用需求的不同适应性调整，连接孔33的数量也可适应性增减。
[0054]
可选地，如图8和图9所示，轮毂内圈2的外周面设置有凸台21，凸台21设置有螺纹孔，连接孔33通过螺栓与螺纹孔可拆卸连接。本实施例中，每个凸台21上均设置有一个螺纹孔，因此凸台21的数量为保证能够和连接孔33的数量适配，设置为六个。在其他实施例中，凸台21的数量可根据连接孔33的数量的不同适应性调整。还可以将轮毂外轮1、轮毂内圈2以及连接圈3均采用复合材料或铝材做成整体结构，能够省去单独固定的工序，减少加工制作的过程。
[0055]
可选地，如图2
‑
图3所示，轮毂内圈2沿轴向方向设置有多个通孔22，多个通孔22沿轮毂内圈2的周向均匀间隔设置，各个通孔22内均穿设有长螺栓，长螺栓轴向方向的两端分别与第一端盖4和第二端盖5连接。具体地，长螺栓分别穿设于第一端盖4、通孔22和第二端盖5后用螺栓拧紧。可以理解的是，通过使用长螺栓将第一端盖4和第二端盖5固定于轮毂内圈2上，相比较现有技术中，将两个端盖分别用短螺栓拧进轮毂内圈2的固定方式，能降低生产制造成本；同时能够避免后装坎件产生扭力不达标的现象。且在通孔22内也可预装钢圈，以增加系统强度；长螺栓一端的螺母可采用装饰美观螺母，以增加整体美观性。至于通孔22的数量可适应性设置，仅需保证连接可靠即可。
[0056]
可选地，如图1和图10所示，该轮毂电机还包括磁环座8和固定于磁环座8的磁环9，磁环9和磁环座8均套设于电机轴6，磁环座8与第一端盖4连接。本实施例中，在安装时可先将磁环9粘贴到磁环座8上，等到电机整机装配时直接将磁环座8与磁环9的整体通过机械固定的方式固定到第一端盖4上(磁环座8可通过若干个螺栓与第一端盖4连接),上述工艺无需等待，省去了在线标定的步骤，节省了电机装配下线的时间。具体地，磁环座8可通过冷挤压、粉末冶金、冷镦、压铸或注塑等工艺制作而成，也可以与磁环9一体注塑得到,具有加工成本低的特点。磁环9可由烧结、粘接钕铁硼或塑磁铁氧体等制作而成。
[0057]
可选地，该轮毂电机还包括编码器10，编码器10固定套设于电机轴6且位于磁环9沿轴向方向的一侧。可以理解的是，编码器10能提供高精度绝对位置的反馈，实现电机磁链的精确检测控制，提高电机的运行效率，增大低速输出扭矩，改善骑行舒适性；根据参数设定，提供输出对应电机的极对数数量的电角度反馈，能够降低控制器矢量控制时反馈磁链位置计算时的处理难度；同时根据外部写入的电机每对极的电气零角度对应的机械角度位置，实现更精确地对电机每一对极磁场位置的检测，改善控制性能。
[0058]
具体地，编码器10为磁电式编码器或电感式编码器。如图10所示，本实施例中，编码器10为磁电式编码器，其直接固定于电机轴6上。在其他实施例中，如图11所示，编码器10为电感式编码器，电感式编码器的外形为环形的pcb板形状，电感式编码器的pcb板上设置有三个孔，可通过机械固定的方法固定在电机轴6上。与电感式编码器匹配的磁环9为多级磁环，形状也为pcb板形状。磁环9上设有三个孔可通过螺栓直接固定到第一端盖4上，或者通过磁环座8固定到第一端盖4上。电感式编码器相比于磁电式编码器的控制精度更高，且工艺流程更加简单。在其他的另一些实施例中，编码器10也可以为触点电刷式编码器等其他类型。
[0059]
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。