电动汽车专用无铁芯轮毂电机的制作方法

1.本技术发明涉及电机领域，具体的说，是一种电动汽车专用无铁芯轮毂电机的技术。


背景技术：

2.轮毂电机是将电机结构集成在轮毂中，涉及内转子电机和外转子电机的两种形式，其电机类型有感应电机、磁阻开关电机以及永磁电机等。在现有永磁轮毂电机技术中，主要由定子铁芯绕组和永磁外转子结构组成，由于定子绕组线圈依次设置于硅钢片铁芯的齿槽中，在定子绕组与永磁外转子之间的气隙中，自然会产生一种永磁转子磁场吸合硅钢片铁芯的齿槽阻力矩，当定子绕组输入电流时，这种被吸合的定子齿槽结构又会产生磁滞阻力和涡流阻力的铁损热能，使轮毂电机定子绕组的工作温度升高，因此，现有的电动汽车轮毂电机技术都设计了散热系统，也相对增加轮毂电机的内能消耗，影响轮毂电机的输出功率。所以，能量转换效率较高的无铁芯轮毂电机技术，将成为电动汽车领域的技术创新方向，但是，由于无铁芯定子绕组没有硅钢片铁芯的导磁作用，相对于永磁外转子感应无铁芯定子绕组电磁转矩的磁力线就会减弱。要想解决电磁转矩相对较弱的问题，必须增加永磁转子的磁通密度，势必增加轮毂电机永磁铁的生产成本。


技术实现要素：

3.在现有的无铁芯电机技术中，主要由无铁芯定子绕组和永磁外转子结构组成。当电流通过无铁芯定子绕组时会产生一个电磁转矩，永磁外转子只能感应无铁芯定子绕组外侧的电磁转矩，而无铁芯定子绕组内侧的电磁转矩不能被永磁外转子所感应。因此，根据现有无铁芯电机的技术现状，结合永磁轮毂电机的设计结构，本发明提供一种双磁路电磁感应的技术方案，该方案是在轮毂电机中设置一个无铁芯定子绕组，并在无铁芯定子绕组的内侧增设一个永磁内转子的结构，与轮毂电机永磁外转子的结构在永磁磁路设计上实现并联，形成一种双磁路的电磁感应磁路，使永磁外转子结构和永磁内转子结构，能够同时感应无铁芯定子绕组电磁转矩的磁力线，基本解决无铁芯定子绕组电磁转矩相对减弱的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供一种电动汽车专用无铁芯轮毂电机，其特征在于；包括主轴、无铁芯定子电枢绕组、内转子结构以及外转子结构；
5.所述主轴，与内转子结构、外转子结构连接；
6.所述无铁芯定子绕组，设置于内转子结构和外转子结构的之间，所述无铁芯定子绕组能够在通入电流时产生一个电磁转矩，所述无铁芯定子绕组能够利用内侧和外侧的电磁转矩，同时驱动内转子结构和外转子结构绕所述主轴同步旋转。
7.所述内转子结构，与所述主轴连接，所述内转子结构具有一个独立的内转子电磁感应磁路，能够感应所述无铁芯定子绕组的电磁转矩，通过主轴输出驱动电动汽车的驱动力；
8.所述外转子结构，与所述主轴连接，所述外转子结构具有一个独立的内转子电磁
感应磁路，能够感应所述无铁芯定子绕组的电磁转矩，通过主轴输出驱动电动汽车的驱动力；
9.优选的，所述内转子结构包括，内转子永磁铁、内转子环形承载件、内转子连接片、内转子固定套管，所述内转子永磁铁设置于内转子环形磁轭的外壁上，所述内转子连接片的一端设置于内转子环形磁轭的内壁上，所述内转子连接片的另一端与内转子固定套管连接，所述内转子固定套管套置于所述主轴上。
10.优选的，所述外转子结构包括，轮毂外转子轮圈、外转子永磁铁、外转子紧固螺母以及轮胎螺栓，所述外转子永磁铁设置于所述轮毂外转子轮圈的内壁上，所述轮毂外转子轮圈套置于所述主轴上，所述外转子紧固螺母套置于主轴上用于紧固轮毂外转子轮圈，所述轮胎螺栓设置于所述轮毂外转子轮圈的背板上。
11.优选的，所述电动汽车专用无铁芯轮毂电机还包括，轮毂电机悬挂壁、悬挂连接盘、八爪固定盘、八爪固定盘连接件以及主轴轴承，所述悬挂连接盘设置于所述轮毂电机悬挂壁上，所述八爪连接件焊接在所述八爪固定盘的八爪上，所述八爪固定盘通过所述悬挂连接盘的预留安装孔，安装在悬挂连接盘上，所述主轴轴承嵌于八爪固定盘中，所述主轴设置于主轴轴承的轴孔内。
12.优选的，所述电动汽车专用无铁芯轮毂电机还包括，盘式刹车盘、盘式刹车片、刹车盘紧固螺母，所述盘式刹车盘套置于所述主轴上，所述刹车盘紧固螺母套置于主轴上紧固盘式刹车盘，所述盘式刹车片设置于八爪固定盘连接件上。
13.优选的，所述电动汽车专用无铁芯轮毂电机还包括，绕组背板、无铁芯定子绕组以及绕组引出导线、所述绕组背板通过预留的安装孔，设置于所述八爪固定盘的连接件上，所述无铁芯定子绕组设置于所述绕组背板上，所述无铁芯定子绕组导线，通过所述绕组背板的预留导线穿孔引出。
14.采用本技术发明方案可以带来如下技术效果：1、由于取消硅钢片的铁芯结构，减少因硅钢片铁芯产生的发热现象，同时也减少传统轮毂电机的冷却结构系统，使轮毂电机更加简单可靠，降低制造成本。2、由于无铁芯轮毂电机采用双磁路的设计方案，使轮毂电机在运行中可以达到高效转换电磁转矩的电磁能量。3、由于无铁芯轮毂电机取消硅钢片的铁芯，减少因铁芯产生的涡流阻力。电动汽车在减速和制动时，通过外转子磁路和内转子磁路的两个旋转磁场，使轮毂电机的反馈发电作用产生更多的电能，增加电动汽车的续航里程。
附图说明
15.附图1是电动汽车专用无铁芯轮毂电机侧视剖面示意图。
16.附图1的标识：1、主轴。2、外转子紧固螺母。3、轮胎螺栓。4、外转子轮圈。5、外转子永磁铁。6、无铁芯定子绕组。7、绕组背板紧固螺栓。8、绕组导线。9、八爪固定盘。10、悬挂连接盘固定螺栓。11、轮毂电机悬挂壁。12、悬挂连接盘。13、轴承。14、刹车盘紧固组固定螺栓。20、内转子永磁铁。21、内转子环形承载件。22、内转子连接件。23、内转子固定套管。
17.附图2是电动汽车专用无铁芯轮毂电机悬挂连接盘的平面示意图。
18.附图2的标识：11、轮毂电机悬挂壁。12、悬挂连接盘。24、悬挂连接盘与八爪固定盘的安装孔。
19.附图3是电动汽车专用无铁芯轮毂电机八爪固定盘的平面示意图。
20.附图3的标识：1、主轴。9、八爪固定盘。11、轮毂电机垂直臂。13、轴承。17、八爪固定盘连接件。25、八爪固定盘与悬挂连接盘的安装孔。26、八爪固定盘连接件与绕组背板的安装孔。
21.图4是电动汽车专用无铁芯轮毂电机轮毂背板平面示意图。
22.附图4的标识：6、无铁芯定子绕组。18、绕组背板。27、绕组背板与八爪固定盘连接件的安装孔。28、预留定子绕组导线引出孔。
23.图5是电动汽车专用无铁芯轮毂电机外转子和内转子永磁结构平面示意图。
24.附图5的标识：1、主轴。4、外转子轮圈。5、外转子永磁铁。20、内转子环形承载件。21、内转子永磁铁。22、内转子连接件。23、内转子固定套管。
具体实施方式
25.如附图1所示，以轮毂电机悬挂壁9作为轮毂电机的安装起点，下面将所述电动汽车专用无铁芯轮毂电机的具体实施方式和安装程序进行清楚、完整地描述。
26.如附图1和附图2所示，所述悬挂连接盘10焊接在轮毂电机悬挂壁9上，八爪固定盘9用六支悬挂连接盘螺栓，通过悬挂安装盘的安装孔24，设置于悬挂连接盘12上，八爪固定盘连接件17焊接在八爪固定盘9的八个爪上，具体的，八爪固定盘连接件17为八个数量，轴承11嵌于八爪固定盘9的轴承位置中，主轴1设置于轴承13的轴孔中。
27.如附图1所示，所述盘式刹车盘15套置于主轴1上，刹车盘紧固螺母14套置于主轴1上，用于紧固盘式刹车盘15，盘式刹车片16设置于八爪固定盘连接件17的结构上。
28.如附图1和附图4所示，把多个定子线圈用高分子绝缘树脂材料，灌注成一个环形无铁芯定子绕组6，起到绝缘和防水、防尘作用，无铁芯定子绕组6，通过绕组固定螺栓19设置于绕组背板18上，绕组背板18通过八支绕组背板紧固螺栓7，设置于八爪固定盘连接件17的安装孔26上，定子绕组导线8通过绕组背板18的预留孔28引出。具体地，绕组固定螺栓19为多个数量，可根据无铁芯定子绕组的安装强度合理选择具体数量，在本具体实施例的附图中仅仅标注了两个绕组固定螺栓19，以示说明其固定作用。
29.如附图1和5所示，所述内转子永磁铁20按照多个n极s极的顺序，设置于内转子环
30.如附图1和5所示，所述内转子永磁铁20按照多个n极s极的顺序，设置于内转子环形承载件21的外壁上，形成一个独立的内转子电磁感应磁路，内转子连接件19的一端设置于内转子环形承载件21的内壁上，内转子连接件的另一端连接在内转子固定套管23上，内转子固定套管23套置于主轴1上。
31.如附图1和5所示，所述外转子永磁铁5按照多个n极s极的顺序，设置于外转子轮圈4的内壁上，形成一个独立的外转子电磁感应磁路，外转子轮圈4的连接背板套置于主轴1上，外转子紧固螺母2套置于主轴1上，用于紧固外转子轮圈4的连接背板，轮胎螺丝3设置于外转子轮圈4的连接背板上。具体地，外转子轮圈4是常规轮毂电机的一个整体外转子结构的外壳轮圈，所以，在本具体实施例中，本发明把轮毂电机外壳结构的盘状构件视为外转子轮圈4的连接背板。
32.参照附图1和附图5，电动汽车专用无铁芯轮毂电机各机构配合和动作过程如下，当电流输入无铁芯定子绕组6，无铁芯定子绕组6便产生一个电磁转矩，外转子轮圈4的电磁感应磁路和内转子环形承载件21的电磁感应磁路，能够同时感应无铁芯定子绕组6的内侧
与外侧的电磁转矩。由于外转子轮圈4与内转子环形承载件21，都是安装在同一根主轴1上，迫使外转子轮圈4和内转子环形承载件21同时旋转，带动主轴1输出驱动力。事实上，即使没有内转子环形承载件21的参与，轮毂电机也能驱动汽车行驶。但是，由于电动汽车专用无铁芯轮毂电机增设了内转子结构的电磁感应磁路，迫使内转子环形承载件21通过内转子连接件22带动主轴1旋转，把内转子环形承载件21的电磁感应磁路，所感应的电磁转矩通过主轴1叠加到外转子轮圈4的连接背板上，共同驱动电动汽车行驶。
33.本技术专利申请，仅仅针对轮毂电机悬挂壁以下的机械结构进行说明，轮毂电机悬挂壁与电动汽车的具体安装技术，由电动汽车生产企业研发该技术专利进行申请说明。
34.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。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。这里无法对所有的具体实施方式予以穷举。对于所属该领域的普通技术人员来说，在没有做出创造性劳动的前提下，所引伸出显而易见的变化或者变动的所有其他具体实施例，都属于本技术发明保护的范围之列。