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CN1299925C - 一种电动车的驱动轮毂 - Google Patents

一种电动车的驱动轮毂 Download PDF

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CN1299925C
CN1299925C CNB2004100174546A CN200410017454A CN1299925C CN 1299925 C CN1299925 C CN 1299925C CN B2004100174546 A CNB2004100174546 A CN B2004100174546A CN 200410017454 A CN200410017454 A CN 200410017454A CN 1299925 C CN1299925 C CN 1299925C
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China
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CNB2004100174546A
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周长进
罗冲权
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Bosch Automotive Products Suzhou Co Ltd
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Ningbo Polaris Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种电动车的驱动轮毂，包括电机和电机壳体，电机包括与轮轴固定在一起的内定子和与电机壳体固定一体的外转子，电机壳体的两侧设置有端盖，内定子包括一个定子铁芯，定子铁芯的圆周上均匀分布设置有十八个齿，齿的方向与轮轴的轴向一致，齿上绕有线圈，线圈与齿之间设置有绝缘件，外转子是在电机壳体的内侧面均匀分布设置二十块与齿相对应的永磁体，特点是定子铁芯一侧端部设置有三个元件槽，元件槽之间分别相距三个齿，元件槽中设置有三个霍尔元件，霍尔元件的中心相对于相邻两个齿间的槽中心逆转向偏移，不相重合，优点是减小了电机的体积，降低了产品的制造成本，简化了绕组制作工艺，提高了绕组制作的效率，并能有效地提高轴承的使用寿命。

Description

一种电动车的驱动轮毂
技术领域
本发明涉及一种电动车，尤其是涉及一种电动车的驱动轮毂。
背景技术
电动车(包括电动自行车、电动摩托车)以其无尾气、低噪声、安全、轻便等优点，受到越来越多的消费者的青睐，而电动车的驱动轮毂则作为电动车的主要部件，在电动车的所有部件中占有举足轻重的地位，也是所有厂家和研究机构研发和改进的重点。电动车的驱动轮毂主要包括电机、轮圈和辐条。在电机的选择上，目前主要以有刷直流电机和无刷直流电机为主，有刷直流电机因采用换向器和电刷来进行机械换向，因此存在噪声大、易产生火花和无线电干扰、使用寿命短、效率低、维修困难等致命缺陷，将逐步为无刷直流电机所替代。但是目前使用无刷直流电机的电动车尚未能广泛的替代使用有刷直流电机的电动车，其主要原因就在于电动车的驱动轮毂尚存在一些缺陷，这些缺陷主要表现在以下方面：一是目前市场上使用的无刷直流电机均采用传统方波驱动的三相永磁无刷电机，其齿槽数z与磁极数2p之比z/2p＝3，为了获得尽可能薄的磁轭、减轻电机的重量、改善电机性能，就必须尽可能增加磁极的数量，而磁极越多，齿槽的数量也随之增加，而这又反过来限制了齿槽的空间，而为了消除无刷电机本身的齿谐波干扰，所有的齿槽均为相互平行并与轮轴的轴线成一定角度的斜槽，这使得齿槽的空间更加狭小，从而限制了所绕线圈的匝数，而为了获得足够的磁场强度，就必须相应增加铁芯的厚度，由此造成的后果是电机的体积较大，使用材料较多，制造成本较高；二是制造工艺复杂，其绕组制作的方式一般要经过绕线、嵌线、整形、绑扎、二次整形等工序，而且每个线圈必须交叉重叠设置，造成了制作效率低，制作成本相应增加；三是直流电机的端盖容易因紧固螺钉的松动而造成脱落，会给骑行者带来危险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种电动车的驱动轮毂，它所使用的无刷直流电机体积小、材料省、制造工艺简单、制造成本低，齿谐波干扰小，骑行更加安全可靠。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种电动车的驱动轮毂，包括电机和电机壳体，所述的电机包括与轮轴固定在一起的内定子和与所述的电机壳体固定一体的外转子，所述的电机壳体的两侧设置有端盖，所述的内定子包括一个定子铁芯，所述的定子铁芯的圆周上均匀分布设置有十八个齿，所述的齿的方向与所述的轮轴的轴向一致，所述的齿上绕有线圈，所述的线圈与所述的齿之间设置有绝缘件，所述的外转子是在所述的电机壳体的内侧面均匀分布设置二十块与所述的齿相对应的永磁体，所述的定子铁芯一侧端部设置有三个元件槽，所述的元件槽之间分别相距三个齿，所述的元件槽中设置有三个霍尔元件，所述的霍尔元件的中心相对于相邻两个所述的齿间的槽中心逆转向偏移，不相重合。所述的霍尔元件也可以用具有相同功能的其它元件来替代。
所述的齿之间的齿缝填充有软磁材料，这些软磁材料可以是诸如硅钢片等导磁性能较好的材料。
所述的轮轴上设置有对称的轴向凹槽，所述的线圈的引接线和所述的转子位置传感器的引接线通过所述的凹槽引出，设置在所述的凹槽内的引接线的周围设置有引接线保护层。
所述的引接线保护层由设置在内部凹槽中的密封填料和设置在外部凹槽周围的轴套组成。
所述的轮轴的两端设置有铣方，所述的铣方处设置有非金属垫片。
所述的端盖的近外缘处设置有辐条孔。
所述的绝缘件可以是两个对称设置的绝缘卡套。
与现有技术相比，本发明的优点在于所使用的无刷直流电机具有二十个磁极和十八个齿，在有效减小磁轭的同时，槽的空间大大增加，由此可使线圈绕组的匝数得以方便地增加，这样对于所要达到的功率，其所需要的定子铁芯的厚度则相应大大减少，既减小了电机的体积，也节省了材料，使产品的制造成本得到有效的降低；本发明的线圈是直接卷绕在定子的齿上，不仅简化了原先复杂的绕组制作工艺，而且由于齿槽的空间较大，绕组又不需要交叉重叠设置，绕组的制作更加省时省力，大大提高了绕组制作的效率，制作绕组的效率平均一般可提高3～5倍；将霍尔元件的中心位置朝逆转向方向与槽的中心位置偏移一个适当的距离，可以有效地提高电机的效率；在轮轴上设置对称的凹槽来引出线圈和转子位置传感器的引接线，相对于现有的在轮轴中心设置轴向引线孔，可以提高轮轴的承重能力，从而提高电动车的安全性；设置在轮轴两端的非金属垫片可以起到减振降噪的作用，从而可以减少电动车在起动加速和正常运转过程中存在的振动和噪声；密封填料可以起到密封防水的作用；用软磁材料来填充齿之间的齿缝，可以减小磁场的谐波分量；而将辐条与端盖连接在一起，可以防止螺钉松动所导致的端盖脱落，增加电动车骑行过程中的安全性；此外，本发明二十磁极和十八齿(槽)的设计可以有效地减少对电机有害的谐波转矩；而磁极和齿(槽)的数量为偶数，则使整个磁场能够处于均匀对称的状态，可以防止磁场不对称而使轴承承受单向的磁拉力作用，从而有效地提高轴承的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的外观结构示意图；
图2为本发明电机的外观结构示意图；
图3为本发明电机结构的剖视图；
图4为本发明电机的定子和转子的配合示意图；
图5为本发明霍尔元件在定子上分布的局部示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图所示，一种电动车的驱动轮毂，包括电机1、轮圈2和辐条3，电机1包括与轮轴4固定在一起的内定子11和与电机壳体12固定一体的外转子13，内定子11包括一个定子铁芯14，定子铁芯14的圆周上均匀分布设置有十八个齿15，齿15的方向与轮轴4的轴向一致，齿15上绕有线圈16，线圈16与齿15之间设置有两个对称绝缘卡套17构成绝缘件，外转子13是在电机壳体12的内侧面均匀分布设置二十块与齿15相对应的永磁体18，内定子11上设置有三个元件槽19，三个元件槽19分别相距三个齿，三个元件槽19中分别设置有三个霍尔元件20构成转子位置传感器，霍尔元件20的中心相对相邻两个齿间的槽中心朝逆转向方向偏移，不相重合，电机1的壳体12的两侧设置有端盖21，端盖21和轮轴4之间设置有轴承22，端盖21用螺钉25固定在电机壳体12上，齿15之间的齿缝23填充有硅钢片(图中未显示)，轮轴4上设置有对称的轴向凹槽41，线圈16的引接线和霍尔元件20的引接线通过凹槽41引出，设置在凹槽41内的引接线的周围在靠近电机内部的凹槽中用密封填料42密封，而在靠近电机外部的凹槽周围用轴套43来保护，轮轴4的两端设置有铣方44，铣方44处设置有尼龙垫片45，端盖21的近外缘处设置有辐条孔24，辐条3一端固定连接在辐条孔24中，一端与轮圈2连接固定。
上述实施例中，霍尔元件20可以用具有类似功能的其它元件来替代，硅钢片也可以用导磁性能较好的其它软磁材料来替代，而尼龙垫片45也可以使用其它的非金属垫片，绝缘卡套17也可以用其它的绝缘件来替代。

Claims (7)

1、一种电动车的驱动轮毂，包括电机和电机壳体，所述的电机包括与轮轴固定在一起的内定子和与所述的电机壳体固定一体的外转子，所述的电机壳体的两侧设置有端盖，所述的内定子包括一个定子铁芯，所述的定子铁芯的圆周上均匀分布设置有十八个齿，所述的齿的方向与所述的轮轴的轴向一致，所述的齿上绕有线圈，所述的线圈与所述的齿之间设置有绝缘件，所述的外转子是在所述的电机壳体的内侧面均匀分布设置二十块与所述的齿相对应的永磁体，其特征在于所述的定子铁芯一侧端部设置有三个元件槽，所述的元件槽之间分别相距三个齿，所述的元件槽中设置有三个霍尔元件，所述的霍尔元件的中心相对于相邻两个所述的齿间的槽中心逆转向偏移，不相重合。
2、如权利要求1所述的一种电动车的驱动轮毂，其特征在于所述的齿之间的齿缝填充有软磁材料。
3、如权利要求1所述的一种电动车的驱动轮毂，其特征在于所述的轮轴上设置有对称的轴向凹槽，所述的线圈的引接线和所述的转子位置传感器的引接线通过所述的凹槽引出，设置在所述的凹槽内的引接线的周围设置有引接线保护层。
4、如权利要求3所述的一种电动车的驱动轮毂，其特征在于所述的引接线保护层由设置在内部凹槽中的密封填料和设置在外部凹槽周围的轴套组成。
5、如权利要求1所述的一种电动车的驱动轮毂，其特征在于所述的轮轴的两端设置有铣方，所述的铣方处设置有非金属垫片。
6、如权利要求1所述的一种电动车的驱动轮毂，其特征在于所述的端盖的近外缘处设置有辐条孔。
7、如权利要求1所述的一种电动车的驱动轮毂，其特征在于所述的绝缘件是两个对称设置的绝缘卡套。
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