CN106357051A - 一种具有内外循环风路冷却结构的轮毂电机驱动*** - Google Patents

一种具有内外循环风路冷却结构的轮毂电机驱动*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有内外循环风路冷却结构的轮毂电机驱动***，包括轮毂电机、扇叶、轮辋、电机外壳、转子支架、翅片、离心式风扇、制动器等。所述轮辋通过螺栓与设计成扇叶结构的转子支架相连，并通过轴承支撑在电机轴上；电机外壳通过螺钉固定在电机轴上，同时与转子支架通过轴承连接，形成轮毂电机的密封空间；离心式风扇外壳固定在电机外壳上，其扇叶固定在轮辋上并随其转动。轮毂电机***运行时，空气可以通过转子支架扇叶结构在电机密闭空间形成内循环风路对***进行散热，也可以通过离心式风扇形成的外循环风路进行散热，电机外壳上设置有翅片，可以增强***的散热性能，以满足轮毂电机驱动***性能要求。

Description

一种具有内外循环风路冷却结构的轮毂电机驱动***
技术领域
本发明涉及一种轮毂电机驱动***,尤其涉及一种具有内外循环风路冷却的轮毂电机驱动***。
背景技术
目前,随着环境污染和能源的枯竭，让人们的危机意识越来越重。各种新能源汽车开始步入人们的视野，各种用于汽车上的新技术层出不穷。轮毂电机作为一种新技术，必然有其优点和缺点。轮毂电机作为汽车主要动力元件，又集成在车轮内部的狭小空间内，在运行过程中会产生大量的热量。所以轮毂电机对于散热的要求很高。现有冷却方式主要有风冷、水冷、油冷及喷淋冷却等，在车轮内部实现不同冷却方式需要对轮毂电机结构进行优化设计。既要在狭小的结构安装冷却结构，又要在不影响电机的密封性和电磁特性的情况下，选择合适的结构，使其能够在满足散热情况下满足轮毂驱动***的性能要求。
目前，对于轮毂电机驱动***冷却方面的研究工作十分有限，水冷及油冷的冷却结构需要水路或者油路的设计，使得结构复杂，水一旦泄露也会对轮毂电机的电磁特性产生影响。对于喷淋冷却来说，其结构更为复杂，难以在轮毂电机上实现。风冷作为一种较为简单的冷却方式易在轮毂电机上实现。
发明内容
针对目前轮毂电机存在的冷却问题，本发明的目的是为了提供一种适用于轮毂电机驱动***冷却结构，其结合轮毂电机驱动***的结构特点和离心式风扇能够改变气体流向的特点，可以在轮毂电机驱动***形成内外循环风路，加强***的散热性能，提高***的效能。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
该***主要由翅片、离心式风扇、扇叶、转子支架、电机外壳、定子、转子、磁钢、轮辋、轮胎、制动器等构成。
本发明的轮毂电机为内转子结构，采用了风冷的冷却方式。轮辋通过螺栓与转子支架相连，同时通过轴承支撑在电机支撑轴上。转子支架通过轴承支撑在电机支撑轴上，与转子固定连接。电机外壳通过螺钉连接在电机支撑轴上，也通过轴承支撑在转子支架上，电机外壳侧壁通过螺钉与电机外壳相连。在电机外壳上安装有翅片为空气流动提供方向，同时安装有离心式风扇，离心式风扇同时通过轴承支撑在转子支架上。定子通过定位销连接在电机外壳上。制动器安装在电机外壳上，刹车盘安装在转子支架上。
风冷冷却方式的实现主要是将转子支架设计为扇叶结构，在电机外壳上设计通风口，让空气进入转子支架内部以供通风，形成内循环风路对***散热。其次是在电机外壳侧壁上安装离心式风扇，离心式风扇的外壳安装在电机外壳 侧壁上，其扇叶与轮辋相连，离心式风扇的风扇板与轮辋相连。空气通过离心式风扇的叶片使气体的压力和速度得到提高，然后通过由风扇板构成的排气口将空气排出。排出的空气将通过电机外壳上的翅片顺着电机外壳流动出去，形成外循环风路进行散热。
相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)在轮毂电机运行过程中，转子的旋转直接带动了转子支架上的旋转，同时轮辋上安装的离心式风扇的扇叶也跟着轮辋一起旋转，促进空气流动完成风冷，并不需要外接电源等。
(2)离心式风扇便于安装，风冷的结构使得轮毂电机结构简单。
(3)本发明利用扇叶的结构设计了转子支架，使得转子支架的重量得以减轻的同时起到了支撑和散热的作用。
附图说明
图1是整体结构示意图
图2是A-A视图
图3是外接电源式离心式风扇结构示意图
图中：1.轮胎 2.轮辋 3.翅片 4.离心式风扇 4-1.排气口 4-2.风扇板 5.离心式风扇扇叶 6.螺柱 7.电机支撑轴 8.轴承 9.卡环 10.转子支架 11.螺钉 12.转子 13.电机外壳侧壁 14.定子 15.磁钢 16.电机外壳 17.制动器 18.转子支架扇叶 19. 定位销20.电机外壳通风口
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细描述。
实施实例1
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示的具有内外循环风路冷却结构的轮毂电机驱动***，其结构主要包括翅片3、离心式风扇4、离心式风扇扇叶5、转子支架扇叶18、电机支撑轴7、电机外壳16、定子14、磁钢15、转子12和转子支架10等结构组成。轮辋2通过轴承8支撑在电机支撑轴7上，与此同时通过螺柱6与转子支架10相连。电机支撑轴7通过螺钉11与电机外壳16相连接，电机外壳侧壁13也是通过螺钉11与电机外壳16连接。电机外壳16及电机外壳侧壁13通过轴承8支撑在转子支架10上，形成轮毂电机的密闭空间。制动器17的制动钳固定在电机外壳16上，制动盘固定在转子支架10上。
由图1及图2可以看出，风冷的冷却结构是通过以下方式实现的。首先电机外壳16上设计有通风口20，空气进入电机外壳16内部，到达转子支架10内部，由转子支架扇叶结构18加速空气流动，形成内循环风路完成对***的散热。其次还有安装在电机外壳侧壁离心式风扇4，通过轮辋2进入的空气经过与轮辋 相连的离心式风扇扇叶5，将空气压力和速度提升，然后经过风扇板4-2,最终通过离心式风扇4上的排气口4-1将空气排出。电机外壳16及其侧壁13上的翅片3将把由离心式风扇4排出的空气顺着电机外壳16外部排出，形成外循环风路完成对***的散热。
实施实例2
如图3所示，本实施例将离心式风扇的扇叶5通过轴承8支撑在轮辋2上，此时的扇叶5将不再随轮辋2一起转动，而是通过外接电源来控制扇叶5的转速，控制离心式风扇4的不同转速满足轮毂电机对各种工作情况下的散热需求。其他结构与上述相同，不予赘述。

Claims (7)

1.本发明公开了一种具有内外循环风路冷却结构的轮毂电机驱动***，主要包括了：翅片、转子支架扇叶、离心式风扇、转子、电机外壳、转子支架、轮辋、电机轴及制动器，主要特征是：轮辋通过轴承与电机轴连接，同时通过螺栓与转子支架进行固定连接，电机外壳与电机轴通过螺钉进行固定连接，电机外壳侧壁也通过螺钉与电机外壳进行固定连接，电机外壳及其侧壁通过轴承与转子支架相连，构成密封空间，转子支架通过轴承与电机轴连接，制动器安装在轮毂电机内部，转子支架设计为扇叶结构，离心式风扇外壳安装在电机外壳上，其扇叶与轮辋相连。
2.根据权利要求1所述的具有内外循环风路冷却结构的轮毂电机驱动***，其特征在于：所述的离心式风扇可以是单级式，也可以是多级式。
3.根据权利要求1所述的具有内外循环风路冷却结构的轮毂电机驱动***，其特征在于：所述的扇叶线型可以是直线型、圆弧型和机翼型等型式等，其扇叶的排列方式可以是径向式、后倾式和前倾式等，扇叶的数量可根据轮毂电机驱动***散热要求进行设计。
4.根据权利要求1所述的具有内外循环风路冷却结构的轮毂电机驱动***，其特征在于：所述鼓风机可以设计成外接电源式或者是非外接电源式。
5.根据权利要求1所述的具有内外循环风路冷却结构的轮毂电机驱动***，其特征在于：所述定子外壳的翅片结构型式和数量可根据目标车型轮毂电机驱动***的具体结构进行不同的设计。
6.根据权利要求1所述的具有内外循环风路冷却结构的轮毂电机驱动***，其特征在于：所述轮毂电机的类型可以为永磁同步、开关磁阻、交流感应等励磁方式的电机。
7.根据权利要求1所述的具有内外循环风路冷却结构的轮毂电机驱动***，其特征在于：所述制动器可以是电磁式也可以是液压式。
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