CN206461488U - 强制散热型双定子轴向磁场磁通切换式轮毂电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种强制散热型双定子轴向磁场磁通切换式轮毂电机，两组定子模组在转子模组两侧对称设置，转子模组包括转子支撑环和转子齿，转子齿在转子支撑环外侧呈环状分布，转子支撑环内固定设有风扇叶片，风扇叶片固定设置在轴套和转子支撑环之间，风扇叶片所处平面与轴套的中心轴之间设有一定夹角，永磁铁和U形铁芯间隔设置成环状结构，U形铁芯中间设有通槽，绕组绕制在通槽内，定子模组外侧设有散热模组，侧散热鳍片固定设置在散热器基座侧面，顶部散热鳍片固定设置在散热器基座外侧边缘，侧散热鳍片和顶部散热鳍片均呈环装分布在散热器基座上，侧散热鳍片外侧固定安装有水冷散热盘。

Description

强制散热型双定子轴向磁场磁通切换式轮毂电机

技术领域

本实用新型公开一种轮毂电机，特别是一种强制散热型双定子轴向磁场磁通切换式轮毂电机，属于电动汽车技术领域。

背景技术

进入二十一世纪以来，能源消耗和环境保护成为了经济可持续发展的两大瓶颈。随着能源危机的不断加剧，传统的汽油车已经逐渐被新能源车所取代，新能源车在人们生活中的应用越来越广泛。新能源车即采用电动机作为动力源，驱动车辆前进，采用电能作为能源供给，从而达到清洁环保的目的，随着人们对电机的研究和了解，采用永磁励磁取代电励磁以提高电机效率、节省能源消耗已成为全世界的共识；同时我国是世界上稀土资源最丰富的国家，研究开发和推广应用新型结构的稀土永磁电机，具有重要的理论意义和工程应用价值，特别是对目前广泛研究的电动汽车用电机驱动***。采用高磁能积钕铁硼永磁材料为励磁磁钢的现代永磁电机的发展已经超过20年，但研发出结构简单、高功率密度和高转矩密度、运行效率高、调速范围宽的新型永磁电机一直是电机界探求的目标。永磁电机根据磁铁安放位置可分为转子永磁型和定子永磁型两大类，其中研究较久、影响较大和应用较广的是转子永磁型电机。以转子永磁型电机为原型研制的轴向磁场电机，都将永磁铁放置在转子上，散热困难，运行时较高的温升可能导致永磁体发生不可逆退磁，限制了功率密度，减小了电机出力，制约了电机性能的进一步提高。而定子永磁型轮毂电机虽然散热效果比转子永磁性电机散热效果略好，但是，由于其结构限制，现有技术中的轮毂电机都是采用被动散热方式，其散热效果仍然不够好。

发明内容

针对上述提到的现有技术中的电动汽车用轮毂电机散热效果差的缺点，本实用新型提供一种强制散热型双定子轴向磁场磁通切换式轮毂电机，其采用风冷和水冷相结合的方式对轮毂电机进行散热，可达到强制散热的效果，使散热效果更好。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种强制散热型双定子轴向磁场磁通切换式轮毂电机，轮毂电机包括转子模组和定子模组，定子模组设有两组，两组定子模组分别设置在转子模组两侧，两组定子模组在转子模组两侧对称设置，转子模组包括转子支撑环和转子齿，转子支撑环呈环状，转子齿设有两个以上，两个以上的转子齿在转子支撑环外侧呈环状分布，转子支撑环内固定设有风扇叶片，风扇叶片固定安装在轴套上，轴套与转子支撑环同轴设置，轴套内设有用于与轴连接的传动机构，风扇叶片固定设置在轴套和转子支撑环之间，风扇叶片所处平面与轴套的中心轴之间设有一定夹角，所述的定子模组包括一块以上的永磁铁、一块以上的U形铁芯以及一个绕组，永磁铁和U形铁芯间隔设置，永磁铁和U形铁芯排布成环状结构，U形铁芯横截面呈“U”形，U形铁芯中间设有通槽，绕组绕制在通槽内，定子模组外侧设有散热模组，散热模组包括散热器基座、侧散热鳍片、顶部散热鳍片和水冷散热盘，侧散热鳍片固定设置在散热器基座侧面，顶部散热鳍片固定设置在散热器基座外侧边缘，侧散热鳍片和顶部散热鳍片均呈环装分布在散热器基座上，侧散热鳍片外侧固定安装有水冷散热盘，水冷散热盘内部设有冷却液通道，水冷散热盘上设有冷却液进口和冷却液出口。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：

所述的转子齿设有十个。

所述的传动机构采用键槽结构。

所述的风扇叶片所处平面与轴套的中心轴之间的夹角角度为5~15°。

所述的风扇叶片所处平面与轴套的中心轴之间的夹角角度为7°。

所述的侧散热鳍片和顶部散热鳍片相连接，整体的呈“L”形。

所述的定子模组上设有温度传感器。

所述的U形铁芯上开有一个安装孔，温度传感器设置在安装孔内。

所述的永磁铁设有十个，所述的U形铁芯设有十个。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用风冷和水冷相结合的方式对轮毂电机进行散热，可达到强制散热的效果，使散热效果更好。同时转子上还设有风扇叶片，可起到强制散热效果，在定子上设有温度传感器，用于检测定子温度。

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型立体结构示意图。

图2为本实用新型分解状态结构示意图。

图中，1-转子支撑环，2-转子齿，3-永磁铁，4-U形铁芯，5-通槽，6-绕组，7-轴套，8-风扇叶片，9-散热器基座，10-侧散热鳍片，11-顶部散热鳍片，12-水冷散热盘，13-温度传感器。

具体实施方式

本实施例为本实用新型优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本实用新型保护范围之内。

请结合参看附图1和附图2，本实用新型主要包括转子模组和定子模组，定子模组设有两组，两组定子模组分别设置在转子模组两侧，两组定子模组在转子模组两侧对称设置，本实施例中，转子模组主要包括转子支撑环1和转子齿2，本实施例中，转子支撑环1呈环状，转子齿2设有两个以上，两个以上的转子齿2在转子支撑环1外侧呈环状分布，本实施例中，转子齿2设有十个。转子支撑环1内固定设有风扇叶片8，风扇叶片8固定安装在轴套7上，轴套7与转子支撑环1同轴设置，轴套7内设有用于与轴连接的传动机构，本实施例中，传动机构可采用键槽结构，从而采用键传动的方式进行传动，具体实施时，也可以采用其他传动方式传动。风扇叶片8固定设置在轴套7和转子支撑环1之间，风扇叶片8所处平面与轴套7的中心轴之间设有一定夹角，夹角角度为5~15°，优选为7°，即风扇叶片8倾斜设置，当风扇叶片8随着转子支撑环1转动时，即形成风扇结构，可使电机内的空气产生流动，从而达到强制散热的效果。

本实施例中，两组定子模组结构相同，设置方向相反，两组定子模组对称设置。定子模组主要包括一块以上的永磁铁3、一块以上的U形铁芯4以及一个绕组6，永磁铁3和U形铁芯4间隔设置，即两个永磁铁3之间设有一个U形铁芯4，两个U形铁芯4之间设有一个永磁铁3，永磁铁3和U形铁芯4排布成环状结构，形成定子的基本结构，本实施例中，永磁铁3呈片状，其材料采用钕铁硼永磁材料，永磁铁3夹在两个相邻的U形铁芯4中间，U形铁芯4横截面呈“U”形，U形铁芯4中间设有通槽5，绕组6绕制在通槽5内。定子模组外侧（相对于转子模组而言，转子模组设置在定子模组内侧，散热模组设置在定子模组外侧）设有散热模组，散热模组主要包括散热器基座9、侧散热鳍片10、顶部散热鳍片11和水冷散热盘12，侧散热鳍片10固定设置在散热器基座9侧面，顶部散热鳍片11固定设置在散热器基座9外侧边缘，本实施例中，侧散热鳍片10和顶部散热鳍片11均呈环装分布在散热器基座9上，且侧散热鳍片10和顶部散热鳍片11相连接，即每个侧散热鳍片10和相应的顶部散热鳍片11连接，构成一个整体的呈“L”形结构的散热片，通过侧散热鳍片10和顶部散热鳍片11之间的散热通道，可供气流流动，从而达到快速散热的效果。本实施例中，在侧散热鳍片10外侧固定安装有水冷散热盘12，水冷散热盘12呈空心圆盘状（即内部为空心状），内部设有冷却液通道，水冷散热盘12上设有冷却液进口和冷却液出口（图中未画出），冷却液进口和冷却液出口分别与冷却液循环***连接，本实施例中，冷却液循环***主要包括循环泵、连接管道和水冷散热盘12，水冷散热盘12分别通过连接管道与循环泵连接，使内部的冷却液进行循环散热。

本实施例中，在定子模组上设有温度传感器13，温度传感器13可采用热电阻，用于检测定位模组温度，以防止因温度过高而造成对永磁铁3的损坏，本实施例中，在每个U形铁芯4上均开有一个安装孔，每个安装孔内安装有一个温度传感器13，通过多个温度传感器13的设置方式，可更加精确的测量定子模组的温度，以防止其局部温度过高而造成影响。

本实用新型中的转子为凸极铁心，其上既无永磁体也没有绕组，结构简单。永磁体和电枢绕组都置于定子上，更加有利于冷却，定子采用集中绕组，绕组端部长度短，减小了电阻和铜耗，电机为双极性电机，运行效率高；转子为简单的凸极铁心，转动惯量小，动态响应快，适于高速运行；定转子的双凸极结构具有很好的聚磁作用，气隙磁密高，功率密度大，输出转矩能力强，可大于转子永磁型轴向磁场永磁电机；电枢磁路与永磁磁路相并联，弱磁能力强；无需采取分布绕组、斜槽、斜极等措施，即可获得高正弦度的空载电势波形；与已有轴向磁场永磁电机相比，结构独特，制造无需使用硅钢片卷绕专用设备，工艺简单。

本实用新型采用风冷和水冷相结合的方式对轮毂电机进行散热，可达到强制散热的效果，使散热效果更好。同时转子上还设有风扇叶片，可起到强制散热效果，在定子上设有温度传感器，用于检测定子温度。

Claims (9)

1.一种强制散热型双定子轴向磁场磁通切换式轮毂电机，其特征是：所述的轮毂电机包括转子模组和定子模组，定子模组设有两组，两组定子模组分别设置在转子模组两侧，两组定子模组在转子模组两侧对称设置，转子模组包括转子支撑环和转子齿，转子支撑环呈环状，转子齿设有两个以上，两个以上的转子齿在转子支撑环外侧呈环状分布，转子支撑环内固定设有风扇叶片，风扇叶片固定安装在轴套上，轴套与转子支撑环同轴设置，轴套内设有用于与轴连接的传动机构，风扇叶片固定设置在轴套和转子支撑环之间，风扇叶片所处平面与轴套的中心轴之间设有一定夹角，所述的定子模组包括一块以上的永磁铁、一块以上的U形铁芯以及一个绕组，永磁铁和U形铁芯间隔设置，永磁铁和U形铁芯排布成环状结构，U形铁芯横截面呈“U”形，U形铁芯中间设有通槽，绕组绕制在通槽内，定子模组外侧设有散热模组，散热模组包括散热器基座、侧散热鳍片、顶部散热鳍片和水冷散热盘，侧散热鳍片固定设置在散热器基座侧面，顶部散热鳍片固定设置在散热器基座外侧边缘，侧散热鳍片和顶部散热鳍片均呈环装分布在散热器基座上，侧散热鳍片外侧固定安装有水冷散热盘，水冷散热盘内部设有冷却液通道，水冷散热盘上设有冷却液进口和冷却液出口。

2.根据权利要求1所述的强制散热型双定子轴向磁场磁通切换式轮毂电机，其特征是：所述的转子齿设有十个。

3.根据权利要求1所述的强制散热型双定子轴向磁场磁通切换式轮毂电机，其特征是：所述的传动机构采用键槽结构。

4.根据权利要求1所述的强制散热型双定子轴向磁场磁通切换式轮毂电机，其特征是：所述的风扇叶片所处平面与轴套的中心轴之间的夹角角度为5~15°。

5.根据权利要求4所述的强制散热型双定子轴向磁场磁通切换式轮毂电机，其特征是：所述的风扇叶片所处平面与轴套的中心轴之间的夹角角度为7°。

6.根据权利要求1所述的强制散热型双定子轴向磁场磁通切换式轮毂电机，其特征是：所述的侧散热鳍片和顶部散热鳍片相连接，整体的呈“L”形。

7.根据权利要求1所述的强制散热型双定子轴向磁场磁通切换式轮毂电机，其特征是：所述的定子模组上设有温度传感器。

8.根据权利要求7所述的强制散热型双定子轴向磁场磁通切换式轮毂电机，其特征是：所述的U形铁芯上开有一个安装孔，温度传感器设置在安装孔内。

9.根据权利要求1所述的强制散热型双定子轴向磁场磁通切换式轮毂电机，其特征是：所述的永磁铁设有十个，所述的U形铁芯设有十个。