CN111224525A - 一种轴向磁场轮毂电机总成 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轴向磁场轮毂电机总成，包括：中心轴、转子组件、定子组件；中心轴通过轴承穿设于转子框架内，转子框架上安装永磁体；在中心轴上固定套装第二定子组件；中心轴上通过套装行星架；行星架与第二定子组件分别位于转子组件的两侧；行星架与轮毂轴承一体设置；行星架上布置行星轮；太阳轮通过轴承套设在中心轴上且与转子框架固定连接；中心轴穿过轮毂轴承且与其锁紧；中心轴上还套装第一定子组件及定子背板；第一定子组件与定子背板固连，定子背板套设于齿圈上并通过花键连接；转子组件连接转速位置传感器；轮毂轴承上设有轮毂轴承螺栓。本结构在输出相同扭矩的情况下，减小电机总成质量和尺寸，提高电机扭矩密度。

Description

一种轴向磁场轮毂电机总成
技术领域
本发明涉及轴向磁通电机结构领域，特别是一种轴向磁场轮毂电机总成。
背景技术
当前纯电动车基本采用的都是集中驱动动力***，即电机、变速箱、传动轴等，需要一整套的传动机构。轮毂电机是分布式驱动结构，电机直接设计安装在轮辋内部，直接驱动车轮，结构简单可靠，可以省掉传统的传动***。
目前开发的轮毂电机都是永磁同步电机，永磁同步电机有控制扭矩简单，调速范围广等优势。但是轮毂内部空间有限，还需要安装制动***。如果轮毂电机采用直驱方式，目前普遍采用的外转子永磁同步电机方案轮毂电机扭矩密度受限，提高扭矩势必增加电机的轴向长度，占用轮毂内部空间。
发明内容
本发明目的是：提供一种轴向磁场轮毂电机总成，解决了为获得较大扭矩时常规外转子永磁同步电机电机径向和轴向厚度过大，结构布置不合理的问题。
本发明的技术方案是：一种双定子、单转子轴向磁场轮毂电机总成，包括中心轴、电机壳体、定子组件、转子组件、行星轮减速器。
在中心轴上套装了两个定子组件，在这两个定子组件之间还设有行星轮组件和转子组件。
第一定子组件包括嵌绕绕组的定子铁芯，该定子铁芯通过一背板固定在电机壳体上。
在第一定子组件的轴孔内装配行星轮减速器，行星轮减速器同时与背板的轴孔装配，且背板的轴孔和行星轮减速器的齿圈外侧之间通过花键、键槽定位安装。
行星轮减速器包括行星架，行星架和轮毂轴承一体化设计，轮毂轴承套装在中心轴上且通过法兰锁母锁紧。行星架上安装行星轮，行星轮中间啮合太阳轮，行星轮上套装齿圈且与齿圈啮合，太阳轮通过其内圈的轴承套装在中心轴上，行星轮减速器通过行星架输出，太阳轮和转子组件中的转子框架固定。
轮毂轴承和第一定子组件之间布置有密封油封，轮毂轴承上有一定数量的轮毂轴承螺栓。
转子组件包括转子框架及布置在其上的永磁体，转子框架通过轴承套装在中心轴上。
转子组件的另一侧为第二定子总成，第二定子总成套装在中心轴上且与中心轴固定连接，具有同步转动效果。
本发明的优点是：该轮毂电机可以直接安装在轮辋内部，与轮辋的连接采用通用接口，不改变原车制动盘的安装位置。而且，本结构采用带减速的轴向磁场电机，在输出相同扭矩的情况下，减小电机总成的质量和尺寸，提高电机的扭矩密度。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为轴向磁场轮毂电机总成的结构分解图；
其中：1、中心轴；2、电机壳体；3、电机端盖；4、第一定子组件；5、第二定子组件；6、定子背板；7、行星架；8、轮毂轴承；9、结构密封；10、齿圈；11、永磁体；12、转子框架；13、速度位置传感器转子；14、接线盒。
具体实施方式
本发明的较佳实施例：
一种轴向磁场轮毂电机总成，包括中心轴1、电机壳体2、电机端盖3、定子组件、转子组件、行星轮减速器。在中心轴上套装了第一定子组件4和第二定子组件5，在这两个定子组件之间还设有行星轮组件和转子组件。定子组件、转子组件、行星轮减速器都集成在电机壳体2中，中心轴1贯穿整体结构，电机壳体2配合电机端盖3。
第一定子组件4包括卷绕绕组的定子铁芯，其固定在定子背板6上。定子背板6固定在电机壳体2上，定子背板6和电机壳体2之间通过止口定位。
行星轮减速器包括行星架7，行星架7和轮毂轴承8一体化设计，轮毂轴承8套装在中心轴1上且通过法兰锁母锁紧。
轮毂轴承8和第一定子组件4之间安装有油封用于结构密封9。
行星架7上安装行星轮，行星轮中间啮合太阳轮，行星轮上套装齿圈且与齿圈10啮合，太阳轮通过其内圈的轴承套装在中心轴上，行星轮减速器通过行星架7输出。
行星轮减速器套设在中心轴1和第一定子组件4之间，在定子背板6的轴孔中设有花键，其和行星齿轮减速器的齿圈10外侧花键连接。
永磁体11固定在转子框架12上，转子框架12和行星减速器中的太阳轮固定，且在转子框架12上安装有速度位置传感器转子13。
第二定子组件5包括绕制绕组的定子铁芯，定子铁芯固定在另一块定子背板上，该定子背板固定在电机端盖3上。
电机端盖3上安装有速度位置传感器定子，其与转子框架12上安装有速度位置传感器转子13对应组成转速位置传感器。
电机端盖3则通过抽空中的花键安装至中心轴1上，中心轴1和转子框架12之间通过轴承连接，中心轴1和太阳轮之间也通过轴承连接。
在电机壳体2上布置接线盒14，电机三相线和信号线通过接线盒14接出，轮毂电机输出通过轮毂轴承上的螺钉输出。
综上，本结构的优点在于：
1、带有行星齿轮减速的双定子、单转子永磁同步轮毂电机；
2、行星减速器齿圈固定在单侧定子背板上，太阳轮固定在转子上，通过行星架输出；
3、输出行星架和轮毂轴承一体化设计结构；
因此，相同设计边界、相同尺寸的轴向磁通轮毂电机理论上比径向磁通轮毂电机输出扭矩更高，而本方案在轴向磁通电机的基础上再加一级行星齿轮减速，固可以获得更大的扭矩，扭矩密度大大超过了现有产品。另外，轴向磁通电机的厚度通常比径向磁通要小，更有利于轮毂电机的布置。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明的所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种轴向磁场轮毂电机总成，包括：中心轴、转子组件、定子组件；其特征在于：在所述中心轴通过一轴承穿设于转子框架内，转子框架上安装永磁体；在中心轴上固定套装第二定子组件；所述中心轴上通过另一轴承套装行星架；所述行星架与第二定子组件分别位于转子组件的两侧；所述行星架与轮毂轴承一体设置；行星架上布置行星轮；所述太阳轮通过一轴承套设在中心轴上且与所述转子框架固定连接；所述中心轴穿过轮毂轴承且与其通过法兰螺母锁紧；所述中心轴上还套装第一定子组件及定子背板；所述第一定子组件与定子背板固连，定子背板套设于所述齿圈上并通过花键连接；所述转子组件连接转速位置传感器；所述轮毂轴承上设有轮毂轴承螺栓。
2.根据权利要求1所述的一种轴向磁场轮毂电机总成，其特征在于：所述转速位置传感器包括定子部和转子部；所述转子部固定于所述转子框架上，所述定子部固定于电机端盖上。
3.根据权利要求1所述的一种轴向磁场轮毂电机总成，其特征在于：所述轮毂轴承与第一定子总成之间设有密封油封。
4.根据权利要求1所述的一种轴向磁场轮毂电机总成，其特征在于：包括电机壳体和电机端盖；所述电机壳体上设置有出线盒，电机三相电缆和信号线从所述接线盒接出。
5.根据权利要求1所述的一种轴向磁场轮毂电机总成，其特征在于：所述第一定子组件级第二定子组件均包括：定子铁芯、绕组及定子背板；绕组嵌绕在定子铁芯，定子铁芯固定于定子背板上。
6.根据权利要求1所述的一种轴向磁场轮毂电机总成，其特征在于：轴向磁场轮毂电机为双定子、单转子轴向磁场轮毂电机集成行星齿轮减速器。
7.根据权利要求1所述的一种轴向磁场轮毂电机总成，其特征在于，轴向磁场轮毂电机中行星齿轮减速器的行星架和轮毂轴承为一体设计。
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