一种外转子轮毂电机转子组件的制作方法

1.本技术涉及新能源汽车的技术领域，特别涉及一种外转子轮毂电机转子组件。


背景技术：

2.轮毂电机驱动方式是新能源汽车的重要发展方向之一，其原理便是将电机安装在汽车轮辋内，由电机直接驱动车轮，省掉了传统的传动装置。
3.轮毂电机的工作原理就是在通电时转子转动，同时转子与车辆轮辋通过螺栓紧固，进而带动车轮旋转，实现电能到机械能的转换。外转子轮毂电机因为不需要通过减速机来降速增扭，而且在降低簧下质量和对轮内空间要求小等优势，被认为是更适合做乘用车轮毂驱动的构型。在结构上的要求除了强度和轻量化外，还需要对制动盘上的高温进行隔离。此外，永磁同步电机的转子内部还需要装配铁心，其径向定位也需要达到要求，
4.目前轮毂电机驱动系统中，存在以下缺陷：
5.(1)转子与制动盘之间的隔热垫数量较多，影响装配和配件管理，批量生产过程中容易出现遗漏或隔热垫装配不到位，而且连接处缺少散热，容易造成热量在电机附近累积，严重时会影响布置在附近的管线，存在一定风险；
6.(2)由于车辆使用环境复杂，在高低温条件多次冲击和本身尺寸过盈量公差的双重影响下，转子壳体与转子铁心之间有可能发生相对偏转甚至脱离，从而无法将电机扭矩传递到轮端；
7.(3)轮毂电机与轮辋连接依靠的是从轴承内法兰压装的螺柱，但在电机的转移过程中存在转子脱开的风险，一般的做法是提前加螺母防止，在装配的时候再将螺母拆掉，但这样还是会存在精度问题，特别是当转子过孔间隙较大或者拆解维护后难免影响到位置传感器精度，电机性能将会下降甚至无法转动。


技术实现要素：

8.针对现有技术中存在的缺陷，本技术提供一种外转子轮毂电机转子组件，以解决现有技术中轮毂电机转子的制动隔热效果差以及可靠性差的问题。
9.本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：
10.一种外转子轮毂电机转子组件，其包括：
11.转子壳体，所述转子壳体内部设有转子铁心，所述转子壳体一侧具有装配端面，所述装配端面上设有多个凸部，每个所述凸部上铆接有垫块。
12.制动盘，所述制动盘可拆卸的固定装设在所述垫块上。
13.轮毂单元，所述轮毂单元可拆卸的固定于所述转子壳体内，且所述轮毂单元一侧设有用于连接悬架第一连接件，另一侧设有贯穿所述转子壳体并用于连接车轮的第二连接件。
14.进一步地，所述转子壳体内圆周面与所述转子铁心外圆周面过盈配合。
15.进一步地，所述转子壳体内圆周面与所述转子铁心外圆周面之间设有销轴，所述
销轴约束所述转子壳体与所述转子铁心同步旋转。
16.进一步地，所述销轴沿所述转子铁心周向分布，且所述销轴的轴线方向与所述转子铁心轴线方向平行。
17.进一步地，所述凸部上设有多个用于散热的翅片。
18.进一步地，所述垫块顶部突出于所述凸部，以使所述制动盘与所述凸部分离。
19.进一步地，所述垫块的传热系数小于所述转子壳体的传热系数。
20.进一步地，所述垫块上开设有用于与制动盘的紧固螺栓相配合的螺孔。
21.进一步地，所述转子壳体与所述轮毂单元之间的采用沉头螺钉连接，以使所述转子壳体与车轮之间的两个安装面相贴合。
22.进一步地，所述轮毂单元上设有密封圈，所述密封圈用于填充所述轮毂单元与所述转子壳体之间的间隙。
23.与现有技术相比，本发明的优点在于：
24.本发明通过在转子壳体上设置凸部，并将制动盘装设在所述转子壳体的多个凸部上，降低制动盘与转子壳体的接触面积，减少因制动盘温度升高而导致在热传递的作用下转子壳体的温度变化幅度大，提高转子壳体使用稳定性，还通过将垫块预先铆接在凸部上，避免多个垫块在装配时出现的效率低下，同时避免制动盘直接接触转子壳体，进一步降低热传递效果，简化转子壳体结构，还减少了转子壳体法兰面的机加工量，减少毛坯材料，批量化生产降低成本。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本技术实施例提供的结构拆分状态示意图；
27.图2为本技术实施例提供的凸部处的局部放大示意图；
28.图3为本技术实施例提供的销轴处的局部放大示意图；
29.图4为本技术实施例提供的装配状态结构示意图；
30.图中：1、转子壳体；11、转子铁心；12、装配端面；13、凸部；14、垫块；15、销轴；16、翅片；2、制动盘；3、轮毂单元；31、第一连接件；32、第二连接件；4、密封圈；5、沉头螺钉。
具体实施方式
31.下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。
32.随着经济社会的不断发展，人们的生活水平得到逐步提升，对环境的要求也越来越高。汽车排放的尾气一直被认为是环境污染的重要来源，因此使得能源与环保问题长期成为汽车领域发展的瓶颈，其对汽车领域的发展也具有一定的制约作用。世界各国的汽车
公司以及政府都在积极推进和研究新能源汽车的发展，明确了新能源汽车的范围是纯电动汽车、燃料电池车以及插电式混合动力车等。在新能源汽车领域，轮毂电机是汽车的核心组成部件，在新能源汽车领域起着举足轻重的作用。
33.轮毂电机技术也被称为车轮内装电机技术，它的最大特点就是将动力装置、传动装置和制动装置都整合一起到轮毂内，得以将电动车辆的机械部分大为简化。
34.轮毂电机驱动系统根据电机的转子形式主要分成两种结构形式：内转子式和外转子式。其中外转子式采用低速外转子电机，电机的最高转速在1000-1500r/min，无减速装置，车轮的转速与电机相同；而内转子式则采用高速内转子电机，配备固定传动比的减速器，为获得较高的功率密度，电机的转速可高达10000r/min。随着更为紧凑的行星齿轮减速器的出现，内转子式轮毂电机在功率密度方面比低速外转子式更具竞争力。
35.对于传统车辆来说，离合器、变速器、传动轴、差速器乃至分动器都是必不可少的，而这些部件不但重量不轻、让车辆的结构更为复杂，同时也存在需要定期维护和故障率的问题。但是轮毂电机就很好地解决了这个问题。除了结构更为简单之外，采用轮毂电机驱动的车辆可以获得更好的空间利用率，同时传动效率也要高出不少。
36.由于轮毂电机具备单个车轮独立驱动的特性，因此无论是前驱、后驱还是四驱形式，它都可以比较轻松地实现，全时四驱在轮毂电机驱动的车辆上实现起来非常容易。同时轮毂电机可以通过左右车轮的不同转速甚至反转实现类似履带式车辆的差动转向，大大减小车辆的转弯半径，在特殊情况下几乎可以实现原地转向，对于特种车辆很有价值。
37.新能源车型不少都采用电驱动，因此轮毂电机驱动也就派上了大用场。无论是纯电动还是燃料电池电动车，抑或是增程电动车，都可以用轮毂电机作为主要驱动力；即便是对于混合动力车型，也可以采用轮毂电机作为起步或者急加速时的助力，可谓是一机多用。同时，新能源车的很多技术，比如制动能量回收(即再生制动)也可以很轻松地在轮毂电机驱动车型上得以实现。
38.如图1-4所示，一种外转子轮毂电机转子组件，其包括：
39.转子壳体1，所述转子壳体1内部设有转子铁心11，所述转子壳体1的轴向一端具有装配端面12，所述装配端面12上设有多个凸部13，每个所述凸部13上均连接有垫块14。
40.其中，所述转子壳体1上设有的多个凸部13，原本转子壳体1的装配端面12上直接人工定位多个垫片，并在垫片上直接装设制动盘2，但是为了提高装配精度和一致性，需要在装配之前，就将所述转子壳体1的装配端面12进行加工到统一的端面要求，由于无法确定人工装设的垫片位置，使得原有的装配端面12需要保持较高的精度前提。
41.然而在所述装配端面12上设置的多个凸部13，使得不论所述装配端面12是否达到装配需求，只需要对凸部13进行加工即可，也就是说，只需要确保制动盘2能按装配需求与所述转子壳体1进行装配，那么所述装配端面12的工艺要求可以不进行特殊处理，进而降低处理要求，缩短工艺步骤，降低成本。
42.同时，所述垫块14铆接在所述凸部13上，通过与所述转子壳体1一并出厂，即为，将所述垫块14的铆接工序并入所述转子壳体1的生产工序，提高处理效率的同时，还避免人工手动装配所出现的不可控误差，以及人工操作导致的误操作量大的问题。
43.制动盘2，所述制动盘2可拆卸的固定装设在所述垫块14上。
44.轮毂单元3，所述轮毂单元3可拆卸的固定于所述转子壳体1内，且所述轮毂单元3
一侧设有用于连接悬架第一连接件31，另一侧设有贯穿所述转子壳体1并用于连接车轮的第二连接件32。
45.本实施例的工作原理是：通过在转子壳体1上设置凸部13，并将制动盘2装设在所述转子壳体1的多个凸部13上，降低制动盘2与转子壳体1的接触面积，减少因制动盘2温度升高，导致在热传递的作用下转子壳体1的温度变化幅度大，提高转子壳体1使用稳定性，还通过将垫块14预先铆接在凸部13上，避免多个垫块14在装配时出现的效率低下，同时避免制动盘2直接接触转子壳体1，进一步降低热传递效果，简化转子壳体1结构，还减少了转子壳体1法兰面的机加工量，减少毛坯材料，批量化生产降低成本。
46.进一步地，在上述实施例的基础上，所述转子壳体1内圆周面与所述转子铁心11外圆周面过盈配合，用于承受所述转子壳体1与转子铁心11的径向扭矩，提高所述转子壳体1与转子铁心11转动的一致性。
47.进一步地，在上述实施例的基础上，所述转子壳体1内圆周面与所述转子铁心11外圆周面之间设有销轴15，所述销轴15约束所述转子壳体1与所述转子铁心11同步旋转。
48.由于车辆使用环境复杂，在高低温条件多次冲击和本身尺寸公差的双重影响下，所述转子壳体1与所述转子铁心11有可能发生相对偏转甚至脱离，从而无法将电机扭矩传递到轮端，在所述转子壳体1内圆周面与所述转子铁心11外圆周面之间设有销轴15，所述销轴15约束所述转子壳体1与所述转子铁心11同步旋转，提高所述转子壳体1与所述转子铁心11之间相对位置的稳定性，避免出现运动迟滞或者间隙冲击。
49.另外还可以选择性的在不同的车轮上装配不同数量的销轴15，提高稳定性，销轴15的数量配置根据车轮扭矩大小进行调节，如车辆后轮具备较高的扭矩极限，那么相应的可以匹配数量更多的销轴15进行均匀布置。
50.进一步地，在上述实施例的基础上，所述销轴15沿所述转子铁心11周向分布，且所述销轴15的轴线方向与所述转子铁心11轴线方向平行。
51.在上述实施例中，销轴15用于约束所述转子壳体1与所述转子铁心11同步转动，但是，销轴15可以以其轴线方向与所述转子铁心11的径向布置相同来布置，但相比这种销轴15布置方式，将所述销轴15的轴线方向布置为与所述转子铁心11轴线方向平行，此时，所述销轴15在所述转子壳体1内圆周面与所述转子铁心11外圆周面上的截面面积更大，以使所述销轴15对所述转子壳体1与所述转子铁心11结构破坏较小的前提下，其销轴15还能具备较大的抗剪力性能。
52.进一步地，在上述实施例的基础上，所述凸部13上设有多个用于散热的翅片16，通过增设的多个翅片16，提高凸部13与空气的接触面积，提高散热效果，降低凸部13上的热量传递到所述转子壳体1上。
53.进一步地，在上述实施例的基础上，所述垫块14顶部突出于所述凸部13，以使所述制动盘2与所述凸部13分离，增加所述制动盘2与所述凸部13之间的距离，降低所述制动盘2上的热量向所述转子壳体1传递的效率。
54.进一步地，在上述实施例的基础上，所述垫块14的传热系数小于所述转子壳体1的传热系数。
55.其中，传热系数以往称总传热系数。国家现行标准规范统一定名为传热系数。传热系数k值，是指在稳定传热条件下，围护结构两侧空气温差为1度(k或℃)，单位时间通过单
位面积传递的热量，单位是瓦/(平方米
·
度)(w/
㎡
·
k，此处k可用℃代替)，反映了传热过程的强弱。
56.具体的说，相对于所述转子壳体1的传热系数，采用低传热系数的垫块14，当所述制动盘2与所述垫片相接触时，较低的传热系数性能，进一步降低热量从所述制动盘2传递到所述垫片的效率，降低所述转子壳体1壳体受到制动盘2的温度起伏影响。
57.举个例子，所述垫块14的材料可采用6063型铝合金，6063型铝合金的传热系统为201w/m.k，所述转子壳体1的材料可采用纯铜，纯铜的传热系数为398w/m.k，通过较低传热系数的垫块14降低制动盘2上的热量传递。
58.进一步地，在上述实施例的基础上，所述垫块14上开设有用于与制动盘2的紧固螺栓相配合的螺孔，便于采用螺栓穿过所述制动盘2后与垫块14螺纹连接，降低安装复杂程度。
59.进一步地，在上述实施例的基础上，所述转子壳体1与所述轮毂单元3之间的采用沉头螺钉5连接，以使所述转子壳体1与车轮之间的两个安装面相贴合。
60.由于所述轮毂单元3一侧通过第一连接件31连接悬架，另一侧通过第二连接件32连接车轮，也就是所述轮毂单元3两侧保持连接的前提下还相对转动，以满足车轮的转动状态，且第二连接件32贯穿所述转子壳体1后连接车轮，所以，所述轮毂单元3与转子壳体1通过沉头螺钉5固定连接紧密后，所述沉头螺钉5不突出于所述转子壳体1侧壁，使得转子壳体1能够紧密与车轮贴合，提高与车轮的连接紧密性，降低间隙在使用过程中导致逐渐增大导致结构连接失效，同时增设的沉头螺栓进行定位，杜绝了因装配或运转过程中位移或位置传感器信号失真从而导致电机性能下降。
61.进一步地，在上述实施例的基础上，所述轮毂单元3上设有密封圈4，所述密封圈4用于填充所述轮毂单元3与所述转子壳体1之间的间隙，以防止泥水进入。
62.转子壳体1与轮毂单元3之间的贴合面上增加了密封圈4，可以有效防止外部泥水通过连接螺栓过孔渗透到电机内部，大大提升了轮毂电机全寿命周期内的运行可靠性，特别是在多次拆解维修后仍能保证密封性，促进轮毂电机可靠工程化。
63.应当理解，术语第一、第二等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。尽管本文可以使用术语第一、第二等等来描述各种单元，这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元，并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。
64.应当理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，单独存在b，同时存在a和b三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，a/和b，可以表示：单独存在a，单独存在a和b两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
65.应当理解，在本发明的描述中，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系，是该公开产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
66.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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发明中的具体含义。
67.本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并且不意在限制本发明的示例实施例。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解术语“包括”、“包括了”、“包含”、和/或“包含了”当在本文中使用时，指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性，并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。
68.在下面的描述中提供了特定的细节，以便于对示例实施例的完全理解。然而，本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。在其他实施例中，可以不以非必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。
69.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。