电动自行车一体式轮毂电机的制作方法

本实用新型涉及一种电动自行车一体式轮毂电机，适用于电动车特别是电动自行车中。

背景技术：

电动自行车是以电系统来管理和控制整车的驱动，来实现人力骑行、电动或电助动功能的特种自行车。其具有轻便、节能、环保的优点，受到了人们的欢迎，成为近年来增长最为迅速的主力交通工具。特别是欧洲市场上，以轻便和实用为主要要求。

现有技术中，电动自行车轮毂电机的电池及电机控制器与电机机芯为分体式结构，其中电机机芯设置在轮毂外壳中，而电池和电机控制器则安装在车架上。这种结构存在较多的外部走线，这不仅影响电动自行车的美观性，而且通过外部走线连接电机机芯和电池及控制器，外部线路容易遭到破坏。

目前市场上现有产品的主要问题如下：

1、电池、机芯、控制器不同位置分别组装体积比较大，笨重；

2、外部导线和连接比较复杂；

3、不同的供应商生产无法保证整体电系统的质量匹配；

4、售后复杂，不同的供应商管理不同的部件；可以更加快速准确，一站式更换售后；

5、整车装配及更换复杂。

技术实现要素：

本实用新型目的是：针对上述问题，提供一种电动自行车一体式轮毂电机，其将电机机芯、电池和电机控制器全部布置在轮毂外壳内，大大提高了轮毂电机的结构紧凑度，而且提高了轮毂电机的工作稳定性和安全性。

本实用新型的技术方案是：一种电动自行车一体式轮毂电机，包括水平布置的主轴、可转动地安装在所述主轴外的轮毂外壳、电机机芯、控制器、为所述电机机芯和控制器供电的电池，所述轮毂外壳内设置有沿径向自内向外依次分布的机芯安装腔、电池安装腔和控制器安装腔，所述电机机芯设置在所述电机安装腔内，所述电池设置在所述电池安装腔内，所述控制器设置在所述控制器安装腔内。

本实用新型在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述机芯安装腔为圆形腔体，所述电池安装腔和控制器安装腔均为环形腔体，所述电池安装腔围设在所述机芯安装腔外，所述控制器安装腔围设在所述电池安装腔外。

所述轮廓外壳内设置有沿径向自内向外依次分布的第一环形隔板和第二环形隔板，所述机芯安装腔形成于所述第一环形隔板内，所述电池安装腔形成于所述第一环形隔板和第二环形隔板之间，所述控制器安装腔形成于所述轮廓外壳的外缘壁与所述第二环形隔板之间。

所述电池通过电池安装支架固定在所述电池安装腔内。

所述电池包括若干根电芯，所述电池安装支架上设置有若干个电芯定位孔，所述若干根电芯分别安装在所述若干个电芯定位孔中，并通过镍带连接在一起。

所述电池为锂电池。

所述电机机芯和电池之间设置有隔热层和绝缘环氧板。

所述控制器安装腔内还设置有与所述电池相连的BMS电池管理系统。

所述轮毂外壳上设置有与所述电池相连的充电口。

所述控制器中设置有蓝牙模块或/和GSM模块。

本实用新型的优点是：

1、本实用新型专利使用电池、机芯、电控一体式设计结构，大大减少整个电系统的体积，结构紧凑，提高了整体的生产、组装及用户的体验度，更好的满足客户对整车美感的认知。

2、本实用新型将机芯、电池、控制器、BMS全部设置在轮廓外壳内部，减少了导线及连接的复杂性，增加了可靠度。

3、内部设计蓝牙模块或GSM模块，使得该轮毂电机和外部直接可以通过无线的方式满足对整车的控制。

4、轮毂外壳上设计充电口，方便充电。

5、考虑到电池在轮毂外壳的内部，设计了泄压安全阀，使得产品在极端状态下也可以卸压。另外内部设计有密封圈来完全考虑到整车侵水之后的安全性。

6、由于是整体结构设计有快拆把手，售后将更加安全快速，方便。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型实施例中电动自行车一体式轮毂电机的径向剖视图；

图2为本实用新型实施例中电动自行车一体式轮毂电机的轴向剖视图；

图3为本实用新型实施例中电动自行车一体式轮毂电机的爆炸图；

其中：1-主轴，2-轮毂外壳，2a-外壳本体，2b-外壳端盖，3-电机机芯，3a-定子，3b-转子，4-控制器，5-电池，6-机芯安装腔，7-电池安装腔，8-控制器安装腔，9-第一环形隔板，10-第二环形隔板，11-BMS电池管理系统，12-镍带，13-环形壳体，13a-左半壳，13b-右半壳，14-齿轮减速器，15-快拆把手。

具体实施方式

图1至图3示出了本实用新型这种电动自行车一体式轮毂电机的一个具体实施例，它包括水平布置的主轴1，该主轴1上通过轴承(图中未标注)安装有可以围绕该主轴旋转的轮毂外壳2，该轮毂外壳2由相互固定的外壳本体2a和外壳端盖2b共同构成。所述轮毂外壳2内设置有电机机芯3和齿轮减速装置13，其中电机机芯3包括定子3a和转子3b，定子固定在主轴1上，本例采用的外转子内定子结构。还包括电池5、与电机机芯3相连的控制器4、齿轮减速器14，其中控制器4主要用于控制电机机芯3的工作状态和参数，电池5为电机机芯3和控制器4的提供工作电能，齿轮减速器14用于调节电机的速比。

本实施例的关键改进在于：所述轮毂外壳2内设置有沿径向自内向外依次分布的机芯安装腔6、电池安装腔7和控制器安装腔8，电机机芯3设置在电机安装腔6内，电池5设置在所述电池安装腔7内，所述控制器4设置在所述控制器安装腔8内。

而且在本实施例中，所述机芯安装腔6为圆形腔体，所述电池安装腔7和控制器安装腔8均为环形腔体，所述电池安装腔7围设在所述机芯安装腔6外，所述控制器安装腔8围设在所述电池安装腔7外。

上述结构的机芯安装腔6、电池安装腔7和控制器安装腔8是通过以下结构构造形成的：

所述轮廓外壳2内设置有沿径向自内向外依次分布的第一环形隔板9和第二环形隔板10(第二环形隔板套在第一环形隔板外，且二者间隔布置)，所述机芯安装腔6形成于所述第一环形隔板9内，所述电池安装腔7形成于所述第一环形隔板9和第二环形隔板10之间，所述控制器安装腔8形成于所述轮廓外壳2的外缘壁与所述第二环形隔板10之间。

本实施例中，所述电池5是通过通过电池安装支架固定在所述电池安装腔7内的。所述电池5包括许多根圆柱形的锂离子电芯，所述电池安装支架上设置有多个电芯定位孔，这些电芯分别安装在这些电芯定位孔中，并通过镍带12连接在一起。相邻电芯定位孔间隔开一定距离，使得各根电芯之间隔开一定距离，有利于电池的散热。而且在电芯定位孔的轴向一侧设有挡片，可防止电芯在轴向串动及跌落，从而达到固定电芯的目的。

而且，本实施例在电机机芯3和电池5之间设置有隔热层和绝缘环氧板，从而使电机机芯在工作过程当中产生的热量不能导入到电池环境当中，同时保证电机的工作稳定性和安全性。

此外，本实施例在所述控制器安装腔8内还设置有与所述电池5相连的BMS电池管理系统11。在轮毂外壳2上设置有与所述电池5相连的充电口，以方便对电池的充电。

在轮毂外壳2上还设置有开关按键和卸压安全阀，轮毂外壳2内部还具有防水密封圈设计及走线结构设计。

控制器4中设置有蓝牙模块和GSM模块，从而可以通过无线方式对整车进行控制。

工作时，控制器4控制BMS和电机，控制器和电池通过UART或CAN通讯来实现电池与控制器数据的实时记录，控制器内的蓝牙模块和GSM模块可以通过无线方式来实现与自行车仪表或转把的连接。控制器把电池和电机的相关数据实时的传给仪表和转把，通过仪表和转把等来实时控制整个车辆。也可以把整车的相关数据通过GSM卡实时的传给云端来记录、追踪和控制整车。整车在不使用时系统自动进入休眠模式，也可以通过轮毂外壳上的开关来关断电池的供电。

而且，本实施例在主轴1上安装有快拆把手，以方便该轮毂电机在车体上的安装和拆卸。

实际上，在本实施例中，轮毂外壳2的内部安装有一个带有环形内腔的圆环形壳体13，该环形壳体13由轴向两侧的左半壳13a和右半壳13b连接而成。环形壳体13的外圆周壁的两个部位径向向外凸出，从而在该环形壳体13的内部形成两个凸腔，上述的控制器4和BMS电池管理系统11分别安装在这两个凸腔中。上述的第一环形隔板9为该环形壳体14的内圆周壁，而上述的第二环形隔板10为该环形壳体14的外圆周壁的非凸起部分。

本实施例所说的“径向”，在没有特别说明的情况下，均是以主轴1为参照的。

当然，上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。