节省电机内部空间的高转矩密度轮毂电机的制作方法

1.本发明涉及一种高转矩密度轮毂电机，特别涉及一种节省电机内部空间的高转矩密度轮毂电机。


背景技术：

2.电驱动车轮是指将轮毂电机、传动系统和刹车系统集成在一起的车轮，车轮本身就带有电驱动功能；轮毂电机一般采用转子内嵌磁钢的永磁同步电机，包括定子、转子、轴承、端盖、转子位置检测装置、水下密封电连接插座等部件，轮毂电机转子转轴与车轮转轴是同轴设置的，在轮毂电机的驱动端，集成有减速器、轮辋和橡胶轮胎，在轮毂电机的非驱动端，集成了刹车系统，轮毂电机本体被夹持在集成的减速器与集成的刹车系统之间，轮毂电机属于体积小输出转矩大的高转矩密度水冷式电机，电机发热较大，有些电机还苛刻要求：当冷却水入水温度达75℃时，电机的温升不得超过115k；轮毂电机是通过电机壳体上的水冷套中的循环冷却水，对电机进行冷却的，高转矩密度定子铁芯中嵌入的线圈中电流所产生热量，直接通过定子铁芯，传导到壳体的水冷套的冷却水中，被冷却水带走冷却；定子绕组端部是悬挑在电机端盖内的空间中的，定子绕组端部线圈所产生的热量，或者靠空气传导到电机壳体上，再通过壳体上的水冷套，将热量带走，或者沿绕组铜线传导回定子铁芯，再由定子铁芯传导到水冷套中，存在该部分热量传导慢，直接导致电机壳体内温升超过115℃的苛刻要求的问题，如何解决该问题成为该类轮毂电机设计中的一个难题。
3.对于电驱动车轮来说，由于在轮毂电机的驱动端一侧要集成行星减速器、轮辋和橡胶轮胎，在轮毂电机的非驱动端一侧要集成刹车系统，一般将轮毂电机的转子支架设计为“工”字形，该形状的支架结构形式，为减速器及刹车系统向电机转子支架内侧空间方向集成，创造了可利用空间；轮毂电机一般为转子内嵌磁钢的永磁同步电机，现有的该类电机转子的结构为：在转子支架的外圆上的一端设置有叠压转子硅钢片的初始定位止口，在转子支架上装叠硅钢片时，先将转子铁芯始端固定压板设置在该止口上，依次将硅钢片、转子铁心末端和固定压板，装叠到转子支架上，在转子铁心末端固定压板上留有装磁钢孔，转子铁心叠压装配完成后，进行永磁磁钢的嵌入工作，最后，在转子铁心末端固定压板上再设置磁钢压板，通过固定螺栓，安装一块磁钢压板，达到将转子铁心硅钢片和磁钢稳定地固定在转子支架上的目的，该磁钢压板具有一定的厚度，它与连接螺栓需要占据电机端盖内的一定空间，如何从结构上节省电机端盖内侧空间，并实现对转子铁心硅钢片、磁钢与转子支架之间的固定，是设计轮毂电机需要考虑的另一个技术问题。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种节省电机内部空间的高转矩密度轮毂电机，解决了如何从结构上节省电机端盖内侧空间的技术问题。
5.本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：本发明的总体构思：改变了传统的永磁电机转子铁心硅钢片依靠末端挡板与转子
支架连接固定，和磁钢固定依靠磁钢压板与末端挡板连接固定的结构形式；本发明在转子铁心支架的外圆的一端，设置一圈可向外折弯90度的梅花瓣状舌片，当转子铁心硅钢片和磁钢一次装配完成，用油压机压紧后，通过该舌头的折弯，将转子铁心硅钢片、磁钢与转子支架，固定连接在一起，该梅花瓣状舌片的厚度仅为1毫米，用该梅花瓣状舌片结构代替传统的永磁电机转子铁心硅钢片的末端挡板、磁钢压板及连接螺栓的固定铁心和磁钢的结构形式，将原来的叠铁心、装磁钢两道工序，改进为一道工序完成，更重要的是节省了电机转子轴向空间；将轮毂电机的转子支架设计成横截面为“工”字形式，也起到了节省电机两端盖内的预留空间的作用。在轮毂电机的定子安装机座中，设置双螺旋形冷却水水道，将双螺旋形冷却水水道的入水口设计成弧形，通过优化水道入水口结构，降低了冷却水入水的水阻，从而提高了散热效率；通过临时工装罩，将轮毂电机的驱动端定子绕组端部和非驱动端定子端部，分别设置在密封的临时工装罩体中，将氮化铝粉末与环保型快干无溶剂浸渍树脂混合后，填充在密封罩体中，待填充料凝固后，取出临时工装罩体，使绕组端部线圈所产生的热量，能通过填充后的高导热氮化铝填充材料，直接传导到电机壳体的水冷套中，被循环冷却水带走。
6.一种节省电机内部空间的高转矩密度轮毂电机，包括电机机座，在电机机座的驱动端设置有驱动端工装端盖，在驱动端工装端盖的中心孔中，设置有驱动端工装端盖轴承；在电机机座的非驱动端设置有非驱动端端盖，在非驱动端端盖的中心孔中，设置有非驱动端端盖轴承，在驱动端工装端盖轴承与非驱动端端盖轴承之间，设置有轮毂电机转轴，在轮毂电机转轴上设置有横断面为“工”字形的电机转子支架，在电机转子支架的驱动端侧的外圆上，设置有供转子铁芯硅钢片叠装的起始止口环形台阶，在电机转子支架的非驱动端侧的外圆上，沿外圆间隔地布设有梅花瓣状舌片，在起始止口环形台阶与梅花瓣状舌片之间，设置有叠压在一起的转子铁芯硅钢片始端挡板、转子铁芯、磁钢和转子铁芯硅钢片末端挡板，在相邻的两梅花瓣状舌片之间设置有豁口；驱动端工装端盖为向电机转子支架方向凹陷的嵌入式结构端盖，非驱动端端盖为向电机转子支架方向凹陷的嵌入式结构端盖。
7.在电机机座中设置有双螺旋循环冷却水水路，在电机机座内设置有定子铁芯，在定子铁芯中设置有定子绕组，在定子铁芯的驱动端设置有绕组驱动端端部，在定子铁芯的非驱动端设置有绕组非驱动端端部，绕组驱动端端部设置在驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块中，驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块与电机机座贴合连接在一起，绕组非驱动端端部设置在非驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块中，非驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块与电机机座贴合连接在一起。
8.驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块和非驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块是通过以下步骤得到的：第一步、在轮毂电机的绕组驱动端端部设置临时驱动端定子绕组端部密封罩体工装；在轮毂电机的绕组非驱动端端部设置临时非驱动端定子绕组端部密封罩体工装；第二步、将环保型快干无溶剂浸渍树脂与氮化铝粉末，按1:5的体积比，混合并搅拌均匀，并预热到摄氏80度，得到高导热氮化铝灌注浆液；第三步、将第二步配置好的高导热氮化铝灌注浆液，分别灌注到临时驱动端定子绕组端部密封罩体工装中和临时非驱动端定子绕组端部密封罩体工装中；使电机定子绕组两端部、被灌注的高导热氮化铝灌注浆液和电机机座结合在一起；
第四步、待高导热氮化铝灌注浆液凝固后，将临时驱动端定子绕组端部密封罩体工装和临时非驱动端定子绕组端部密封罩体工装去除，得到驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块和非驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块。
9.本发明通过将转子支架设计成工字形，并改变转子铁芯与转子支架的固定方式，达到了节省电机内空间的目的；并通过对定子端部绕组进行高导热材料的填充，提高了电机内绕组端部的散热能力，结构简单，实施容易。
附图说明
10.图1是本发明的结构示意图；图2是本发明的转子的结构示意图；图3是本发明的转子上的梅花瓣状舌片18未折弯90度时的结构示意图；图4是本发明的转子上的梅花瓣状舌片18折弯90度后将转子铁芯14与电机转子支架6固定连接在一起的结构示意图。
具体实施方式
11.下面结合附图对本发明进行详细说明：一种节省电机内部空间的高转矩密度轮毂电机，包括电机机座1，在电机机座1的驱动端设置有驱动端工装端盖8，在驱动端工装端盖8的中心孔中，设置有驱动端工装端盖轴承9；在电机机座1的非驱动端设置有非驱动端端盖10，在非驱动端端盖10的中心孔中，设置有非驱动端端盖轴承11，在驱动端工装端盖轴承9与非驱动端端盖轴承11之间，设置有轮毂电机转轴7，在轮毂电机转轴7上设置有横断面为“工”字形的电机转子支架6，在电机转子支架6的驱动端侧的外圆上，设置有供转子铁芯硅钢片叠装的起始止口环形台阶15，在电机转子支架6的非驱动端侧的外圆上，沿外圆间隔地布设有梅花瓣状舌片18，在起始止口环形台阶15与梅花瓣状舌片18之间，设置有叠压在一起的转子铁芯硅钢片始端挡板16、转子铁芯14、磁钢39和转子铁芯硅钢片末端挡板17，在相邻的两梅花瓣状舌片18之间设置有豁口19；驱动端工装端盖8为向电机转子支架方向凹陷的嵌入式结构端盖，非驱动端端盖10为向电机转子支架方向凹陷的嵌入式结构端盖。
12.在电机机座1中设置有双螺旋循环冷却水水路5，在电机机座1内设置有定子铁芯2，在定子铁芯2中设置有定子绕组，在定子铁芯2的驱动端设置有绕组驱动端端部3，在定子铁芯2的非驱动端设置有绕组非驱动端端部4，绕组驱动端端部3设置在驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块12中，驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块12与电机机座1贴合连接在一起，绕组非驱动端端部4设置在非驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块13中，非驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块13与电机机座1贴合连接在一起。
13.驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块12和非驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块13是通过以下步骤得到的：第一步、在轮毂电机的绕组驱动端端部3设置临时驱动端定子绕组端部密封罩体工装；在轮毂电机的绕组非驱动端端部4设置临时非驱动端定子绕组端部密封罩体工装；第二步、将环保型快干无溶剂浸渍树脂与氮化铝粉末，按1:5的体积比，混合并搅拌均匀，并预热到摄氏80度，得到高导热氮化铝灌注浆液；
第三步、将第二步配置好的高导热氮化铝灌注浆液，分别灌注到临时驱动端定子绕组端部密封罩体工装中和临时非驱动端定子绕组端部密封罩体工装中；使电机定子绕组两端部、被灌注的高导热氮化铝灌注浆液和电机机座1结合在一起；第四步、待高导热氮化铝灌注浆液凝固后，将临时驱动端定子绕组端部密封罩体工装和临时非驱动端定子绕组端部密封罩体工装去除，得到驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块12和非驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块13。