一种实现轮毂电机内部线束快速引出的主轴引线装置的制作方法

技术领域

本发明涉及电动汽车用电机技术领域，尤其涉及一种电动汽车用轮毂电机的主轴引线装置。

背景技术：

电动汽车是新能源汽车发展的一个重要趋势，电动汽车的按驱动方式的不同可分为混合动力汽车和纯电动汽车。混合动力汽车是在传统汽车基础上对驱动系统进行改造，并入一套通过电源和电机驱动的机电系统。纯电动汽车只有电驱动系统，包括电源、驱动电机和电机控制器三大部分，汽车的驱动力全部由电动机提供，整车的能量由一组电源统一供应。在电动汽车驱动方案中，将电机与车轮直接集成的方案，即轮毂电机驱动技术，既能省去复杂的传动机构和差速系统，还能大大简化整车结构，提高传动效率，从而提高电动汽车的运行里程。

在国外，轮毂电机驱动技术已经成功应用在民用汽车领域，各汽车制造厂商都推出了自己的纯电动汽车车型，其中一部分即是采用车轮与电机集成的轮毂驱动技术作为整车的驱动系统。轮毂电机驱动技术已成为未来电动汽车驱动系统设计的一个重要发展趋势。一般的轮毂电机由八根引线，分别是三根粗的电机线(电枢绕组)和五根细的霍尔线，均从电机主轴通孔中引出，并直接与电机控制器相连，其要求不仅能固定主轴内部的引线，而且需要通过快捷的方式，实现轮毂电机内部线束的快速引出。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题就是提供一种实现轮毂电机内部线束快速引出的主轴引线装置，不仅能固定主轴内部的引线，而且通过快捷的方式，实现轮毂电机内部线束的快速引出。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种实现轮毂电机内部线束快速引出的主轴引线装置，包括主轴总成、内部轴总成和连接主轴总成与内部轴总成的接插连接总成；

所述主轴总成包括主轴引线柱、主轴霍尔引线插座、三相引线弧片、主轴霍尔引线针，所述主轴引线柱用于插入三相引线弧片、主轴霍尔引线插座和霍尔信号线，所述主轴霍尔引线插座插接在主轴引线柱的头端，所述主轴霍尔引线针插接在主轴霍尔引线插座上，所述三相引线弧片用于连接主轴三相线；

所述内部轴总成包括内部引线柱、内部霍尔引线母头、内部霍尔引线孔、和三相引线插片，所述内部引线柱用于插入三相引线插片和内部霍尔引线母头，所述内部霍尔引线孔插接在内部霍尔引线母头上，所述三相引线插片用于连接内部三相线；

所述接插连接总成包括引线柱接插头、内部霍尔引线公头、内部霍尔引线针，所述引线柱接插头通过三相引线弧片和主轴引线柱啮合，所述内部霍尔引线公头插接在引线柱接插头上，所述内部霍尔引线公头与内部霍尔引线母头对接，所述内部霍尔引线针设置在内部霍尔引线公头上，所述内部霍尔引线针插入内部霍尔引线孔；所述主轴霍尔引线针与内部霍尔引线针之间通过霍尔信号线连接；

所述轮毂电机主轴引线装置还包括用于紧固三相引线插片和三相引线弧片的紧固片，所述引线柱接插头和内部引线柱上均设有用于嵌放紧固片的凹槽，所述紧固片的正面设有用于挤压三相引线弧片和三相引线插片的前挤压面，紧固片为薄铜片，左右两端向前卷曲形成卷面。

优选的，所述主轴引线柱为圆筒状结构，霍尔信号线从主轴引线柱沿中心轴线的第一圆形通孔引出，所述主轴引线柱的筒壁沿周向分布有三个轴向贯通的弧形通孔，所述弧形通孔用于插入三相引线弧片，所述主轴引线柱的头端开有一个圆形槽，所述圆形槽用于嵌放主轴霍尔引线插座。

优选的，所述三相引线弧片主体为弧形铜片，所述三相引线弧片的头端设有第二圆形通孔，所述第二圆形通孔用于三相线和电机控制器的连接，所述三相引线弧片的尾端设有接触槽。

优选的，所述主轴霍尔引线插座为圆柱体状，所述主轴霍尔引线插座开有九个轴向贯通第三圆形通孔，所述第三圆形通孔用于插入主轴霍尔引线针，所述九根主轴霍尔引线针中的五根用于连接电机霍尔，另外四根备用。

优选的，所述引线柱接插头的头端沿轴向开有三个弧形插槽，所述三个弧形插槽用于嵌放三相引线弧片，所述引线柱接插头沿径向开有方形嵌合槽，所述方形嵌合槽用于嵌放内部霍尔引线公头。

优选的，所述内部霍尔引线公头底部设有阶梯面，所述内部霍尔引线公头上部开设有九个竖直贯通顶面和阶梯面的第四圆形通孔，所述内部霍尔引线针插入第四圆形通孔，所述内部霍尔引线针末端穿出第四圆形通孔且沿阶梯面呈梯度排列，所述内部霍尔引线针末端开有第五圆形通孔，所述第五圆形通孔用于穿入霍尔信号线并焊接。

优选的，所述内部引线柱为圆柱体状，所述内部引线柱轴向开有三相引线插片方形通孔和内部霍尔引线母头方形通孔，所述三相引线插片方形通孔用于插入三相引线插片，所述内部霍尔引线母头方形通孔用于嵌放内部霍尔引线母头。

优选的，所述三相引线插片由公头和母头组成，所述三相引线插片的公头和母头通过插接配合在三相引线插片方形通孔内对接，所述公头的上端开有圆柱槽，所述圆柱槽用于插入电机三相绕组接头。

优选的，所述内部霍尔引线母头为长方体状，所述内部霍尔引线母头开有九个贯通长度方向两端的第六圆形通孔，所述内部霍尔引线孔插入第六圆形通孔内。

本发明采用主轴总成、内部轴总成和接插连接总成对接的结构，实现固定电机主轴内部的引线和轮毂电机内部线束的快速引出。因此，本发明为轮毂电机提供了一种方便的引线装置，本发明结构紧凑、组装拆卸方便，作为电机和控制器的中间接线装置，非常方便与整车集成。

附图说明

图1为本发明轮毂电机主轴内部引线装置的剖面图；

图2为主轴引线柱的结构示意图；

图3为三相引线弧片Ⅰ型的结构示意图；

图4a为主轴霍尔引线插座的轴向示意图；

图4b为主轴霍尔引线针插入主轴霍尔引线插座后的示意图；

图5为引线柱接插头的结构示意图；

图6a为内部霍尔引线公头总成的结构示意图；

图6b为内部霍尔引线公头总成的侧面示意图；

图6c为内部霍尔引线公头总成的正面示意图；

图6d为内部霍尔引线公头总成的顶面示意图；

图7a为紧固片的结构示意图一；

图7b为紧固片的结构示意图二；

图8为内部引线柱的结构示意图；

图9a为三相引线插片Ⅰ型公头与Ⅰ型母头的配合示意图；

图9b为三相引线插片Ⅱ型公头与Ⅱ型母头的配合示意图；

图10a内部霍尔引线母头结构示意图；

图10b内部霍尔引线孔结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图进一步详细说明本发明的具体内容及其实施方式。

图1所示为轮毂电机主轴内部引线装置总成结构图。轮毂电机主轴内部引线装置由主轴总成、内部轴总成和连接主轴总成与内部轴总成的接插连接总成三个主要部分组成。

其中，主轴总成包括主轴引线柱5、主轴霍尔引线插座3、三相引线弧片、主轴霍尔引线针2，主轴引线柱5用于插入三相引线弧片、主轴霍尔引线插座3和霍尔信号线，主轴霍尔引线插座3插接在主轴引线柱5的头端，主轴霍尔引线针2插接在主轴霍尔引线插座3上，三相引线弧片用于连接主轴三相线。

其中，内部轴总成包括内部引线柱6、内部霍尔引线母头7、内部霍尔引线孔8、三相引线插片，内部引线柱6用于插入三相引线插片和内部霍尔引线母头7，内部霍尔引线孔8插接在内部霍尔引线母头7上，三相引线插片用于连接内部三相线。

其中，接插连接总成包括引线柱接插头11、内部霍尔引线公头10、内部霍尔引线针9，引线柱接插头11通过三相引线弧片和主轴引线柱5啮合，内部霍尔引线公头10插接在引线柱接插头11上，内部霍尔引线公头10与内部霍尔引线母头7对接，内部霍尔引线针9设置在内部霍尔引线公头10上，内部霍尔引线针9插入内部霍尔引线孔8，主轴霍尔引线针2与内部霍尔引线针9之间通过霍尔信号线连接，三相引线弧片与三相引线插片对接。

三个三相引线弧片分别插入主轴引线柱5对应的三个弧形通孔17中，九根主轴霍尔引线针2分别插入主轴霍尔引线插座3对应的第三圆形通孔23中，并和主轴霍尔引线插座3一起嵌入主轴引线柱5的圆形槽18中。

三相引线弧片的接触槽22分别插入引线柱接插头11对应的弧形插槽中。九根内部霍尔引线针9分别插入内部霍尔引线公头10对应的第四圆形通孔32中，并和内部霍尔引线公头10一起嵌入引线柱接插头11的方形嵌合槽26中。

三对三相引线插片分别插入内部引线柱6对应的三个三相引线插片方形通孔中，并通过紧固片12固定，九根内部霍尔引线孔8分别插入内部霍尔引线母头7对应的九个第六圆形通孔45中，并和内部霍尔引线母头7一起嵌入内部引线柱6的内部霍尔引线母头方形通孔41中。

主轴总成和内部轴总成之间成90夹角设置，主轴总成从轮毂电机主轴轴向孔插入，内部轴总成从主轴径向孔插入，两者在电机主轴内部对插，即可实现轮毂电机三相线和信号线的快速引出。

图2所示为主轴引线柱5，主轴引线柱5为圆筒状结构，电机霍尔信号线从主轴引线柱5沿中心轴线的第一圆形通孔19引出，主轴引线柱5的筒壁沿周向分布有三个轴向贯通的弧形通孔17，其中，三个弧形通孔17用于插入三相引线弧片，主轴引线柱5的头端开有一个圆形槽18，该圆形槽18用于嵌放主轴霍尔引线插座3，圆形槽18内壁与弧形通孔17错开位置设有弧形定位槽20，用于固定主轴霍尔引线插座3。

图3所示为三相引线弧片Ⅰ型，三相引线弧片分为三相引线弧片Ⅰ型1、三相引线弧片Ⅱ型、三相引线弧片Ⅲ型4三种型号，三相引线弧片主体为弧形铜片，三者的首端均为扁平导体，在三相引线弧片的头端扁平导体位置设有第二圆形通孔21，该第二圆形通孔21用于三相线和电机控制器的连接。另外，三者的末端为不同形状的接触槽22，三者的主要区别就在于接触槽22的形状不同，用于增大与三相引线插片的接触面积，保证良好的导电性能。

图4a所示为主轴霍尔引线插座3，主轴霍尔引线插座3为圆柱体状，主轴霍尔引线插座3开有九个轴向贯通的第三圆形通孔23，如图4b所示，九根主轴霍尔引线针2插入主轴霍尔引线插座3的第三圆形通孔23中组合成主轴霍尔引线插座总成，主轴霍尔引线插座总成嵌入主轴引线柱5头端的圆形槽18中。

九根主轴霍尔引线针2中的五根用于连接电机霍尔，另外四根作为备用，用于其他传感器信号的连接。

在主轴霍尔引线插座3的外壁设有弧形定位筋24，弧形定位筋24和弧形定位槽20啮合，实现主轴霍尔引线插座3与主轴引线柱5定位与固定。

图5所示为引线柱接插头11，用于连接主轴总成和内部轴总成。具体来说用于对接三相引线弧片和三相引线插片，嵌放内部霍尔引线公头10，并嵌放若干紧固片12。其中，引线柱接插头底部11轴向开有三个弧形插槽，包括一个第一弧形插槽25和两个第二弧形插槽27，两个第二弧形插槽27位于第一弧形插槽25两侧，用于嵌放三相引线弧片。

另外，在引线柱接插头11的径向开有方形嵌合槽26，用于嵌放内部霍尔引线公头10，该方形嵌合槽26背面侧内壁设有矩形条凸筋261，该方形嵌合槽26正面侧设有竖向开口，竖向开口两侧设有矩形边框262。

在引线柱接插头11的方形嵌合槽26背面侧及左右两侧开设有第一紧固凹槽28和第二紧固凹槽29，用于嵌放紧固片12。其中第一紧固凹槽28位于方形嵌合槽左右两侧，第二紧固凹槽29位于方形嵌合槽背面侧。

图6a至图6d所示为内部霍尔引线公头总成。内部霍尔引线公头10底部设有阶梯面101，内部霍尔引线公头10上部开设有贯通顶面和阶梯面的第四圆形通孔32，第四圆形通孔32的排布与阶梯面对应，内部霍尔引线针9插入第四圆形通孔32，内部霍尔引线针9末端穿出第四圆形通孔32且沿阶梯面呈梯度排列。内部霍尔引线针9末端开有第五圆形通孔30，第五圆形通孔30用于穿入霍尔信号线并焊接。

具体共设有九根内部霍尔引线针9插入内部霍尔引线公头10的第四圆形通孔32中。这九个圆形通孔呈3*3的矩形阵列分布，每排的3个圆形通孔与对应的一个阶梯面上下正对，这样九根内部霍尔引线针9中每排的内部霍尔引线针9末端上下错开，便于与霍尔信号线焊接。

内部霍尔引线公头总成嵌入引线柱接插头11的方形嵌合槽26中，并通过方形槽与引线柱接插头11啮合。在内部霍尔引线公头10的背面竖直开设有第一方形槽31，在内部霍尔引线公头10的两侧面竖直方向开有第二方形槽33，第一方形槽31和第二方形槽33分别与方形嵌合槽26的矩形条凸筋261和矩形边框262配合。使内部霍尔引线公头10与引线柱接插头11的方形嵌合槽26啮合起来。

图7a和图7b所示为紧固片12，紧固片12的主要作用是挤压三相引线弧片和三相引线插片，防止两者松动而导致接触不良。

紧固片12为薄铜片，左右两端向前卷曲形成卷面35，卷面35呈L型弯折，在引线柱接插头11和内部引线柱6上均设有用于嵌放紧固片的凹槽(引线柱接插头11上的第一紧固凹槽281和第二紧固凹槽29，内部引线柱6上的挤压凹槽39)，在凹槽内设有三角凸台40。

在紧固片13的正面设有用于挤压三相引线弧片和三相引线插片的前挤压面34，前挤压面34从紧固片下方向上卷曲，用于挤压三相引线弧片和三相引线插片，紧固片12背面有后挤压面36，后挤压面用于与凹槽内的三角凸台40相互作用，将紧固片12紧固。

图8所示为内部引线柱6，内部引线柱6为圆柱体状，轴向开有三个三相引线插片方形通孔和一个内部霍尔引线母头方形通孔41，三个三相引线插片方形通孔包括一个第一三相引线插片方形通孔37和两个第二三相引线插片方形通孔38，一个第一三相引线插片方形通孔37和两个第二三相引线插片方形通孔38呈品字型分布，内部霍尔引线母头方形通孔41一个第一三相引线插片方形通孔37和两个第二三相引线插片方形通孔38围成的空间内侧。

三相引线插片方形通孔用于插入三相引线插片，三相引线插片Ⅰ型母头16和三相引线插片Ⅱ型母头15从下方插入，三相引线插片Ⅰ型公头14和三相引线插片Ⅱ型公头13从上方插入，内部引线柱6在三相引线插片方形通孔径向外侧设有相通的挤压凹槽39，所述挤压凹槽39分布在方形通孔37和38的两侧，用于插入紧固片12以紧固各三相引线插片。

而内部霍尔引线母头方形通孔41用于嵌放内部霍尔引线母头7。

图9a和图9b所示为三相引线插片，三相引线插片的公头和母头通过插接配合在三相引线插片方形通孔内对接，三相引线插片分为Ⅰ型公头14、Ⅰ型母头16、Ⅱ型公头13和Ⅱ型母头15四种型号，其中Ⅰ型公头14和Ⅱ型公头13底部均设有长方体凸台43，Ⅰ型母头16和Ⅱ型母头15顶部均为长方体并设有方形槽44，其中Ⅰ型公头14的长方体凸台43和Ⅰ型母头16的方形槽44在第二三相引线插片方形通孔38内对插，Ⅱ型公头13的长方体凸台43和Ⅱ型母头15的方形槽44在第一三相引线插片方形通孔37内对插。

另外，Ⅰ型公头14和Ⅱ型公头13上方圆柱开有圆柱槽42，用于插入电机三相绕组接头。Ⅰ型母头16下方为弧面结构48，以增大Ⅰ型母头16和三相引线弧片Ⅰ型和Ⅱ型的接触面积，保证良好的导电性能，Ⅱ型母头下方为弧顶凸台50，用于插入三相引线弧片Ⅲ型的接触槽。

图10a所示为内部霍尔引线母头7，图10b所示为内部霍尔引线孔8，如图图10a所示，内部霍尔引线母头7为长方体状，内部霍尔引线母头开有九个贯通长度方向两端的第六圆形通孔45，这九个贯通长度方向两端的第六圆形通孔45呈3*3的矩形阵列分布。九根内部霍尔引线孔8插入内部霍尔引线母头7的第六圆形通孔45中组成部霍尔引线母头总成。

内部霍尔引线母头7通过内部霍尔引线母头方形通孔41嵌入内部引线柱6，内部霍尔引线母头7底部一侧面设有方形定位筋46，内部霍尔引线母头7顶端其余三个侧面设有第一方形定位槽47和第二方形定位槽49，内部引线柱6在内部霍尔引线母头方形通孔41内对应方形定位筋46、第一方形定位槽47和第二方形定位槽49设有对应的定位结构，内部霍尔引线母头7通过方形定位筋46、第一方形定位槽47和第二方形定位槽49与内部引线柱6通过配合的定位结构啮合。