一种电动汽车及其无铁芯直驱轮毂电机的制作方法

本实用新型涉及电动汽车技术领域，具体地说，是涉及一种电动汽车及其无铁芯直驱轮毂电机。

背景技术：

现在的新能源电动汽车的驱动电机都是安装在减速箱上由机械差速器组成，分为前后驱动两个电机，并且电机采用高耗能的异步电动机、永磁同步有铁芯电动机，这两种结构的电动机体积大、结构复杂、有磁阻、机械损耗大，甚至还要采用水冷方式冷却。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种无铁芯直驱轮毂电机，解决了现有电动汽车电动机占用体积大、结构复杂、磁阻大机械损耗大的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种无铁芯直驱轮毂电机，所述电机包括转子组件和定子组件，所述定子组件包括安装于汽车悬挂系统上的电机轴和固定设置在电机轴上的盘形无铁芯线圈，所述转子组件包括安装于汽车轮毂上的电机壳体和位于电机壳体内的永磁体，所述电机壳体通过轴承安装于所述电机轴上，所述永磁体位于所述电机壳体内与所述无铁芯线圈相对的两个侧壁上，在每个侧壁上所述永磁体呈盘式分布且所述永磁体的磁极交替分布。

如上所述的无铁芯直驱轮毂电机，所述电机轴上安装有旋转变压器，所述旋转变压器的转子安装于所述轮毂上。

如上所述的无铁芯直驱轮毂电机，所述旋转变压器安装于所述电机轴远离所述轮毂的一端，所述电机轴具有中空腔体，所述旋转变压器的转子穿过所述中空腔体安装于所述轮毂上。

如上所述的无铁芯直驱轮毂电机，所述旋转变压器的转子与所述电机轴之间设置有轴承。

如上所述的无铁芯直驱轮毂电机，所述电机包括磁悬浮组件，所述磁悬浮组件包括固定安装于所述电机轴上的内支架和固定安装于电机机壳体上的外支架，所述内支架上设置有若干内磁体，所述外支架上设置有若干外磁体，所述内磁体与外磁体的相对面、外磁体与内磁体的相对面均为N极或S极，所述内磁体与外磁体的相对面与所述内磁体所在圆的切线之间具有一定的夹角，所述外磁体与内磁体的相对面与所述外磁体所在圆的切线之间具有一定的夹角，所述内磁体与外磁体的侧面均包裹有隔磁层。

如上所述的无铁芯直驱轮毂电机，所述内磁体与外磁体的相对面与所述内磁体所在圆的切线之间的夹角为20°-60°；所述外磁体与内磁体的相对面与所述外磁体所在圆的切线之间的夹角为20°-60°。

如上所述的无铁芯直驱轮毂电机，所述内磁体、外磁体与所述内磁体、外磁体所在圆的圆心位于同一直线时，所述内磁体与外磁体的相对面和所述外磁体与内磁体的相对面平行。

基于上述无铁芯直驱轮毂电机的设计，本实用新型还提出了一种电动汽车，所述电动汽车上安装有上述的无铁芯直驱轮毂电机。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型无铁芯直驱轮毂电机，体积小、重量轻、结构简单、效率高、扭矩大，可以两轮驱动和四轮驱动，采用电子差速器，用逻辑控制，省去了齿轮箱和机械差速器，直接驱动，无需水冷缺，和现有的高速电机加齿轮箱结构相比，提高效率45%以上。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例1无铁芯直驱轮毂电机的剖视图。

图2为本实用新型具体实施例1无铁芯直驱轮毂电机的分解图。

图3为本实用新型具体实施例1永磁体安装至电机壳体上的示意图。

图4为本实用新型具体实施例2无铁芯直驱轮毂电机的剖视图。

图5为本实用新型具体实施例2无铁芯直驱轮毂电机的分解图。

图6为本实用新型具体实施例2磁悬浮组件的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细地描述。

实施例1

如图1-3所示，本实施例提出了一种无铁芯直驱轮毂电机，电机包括转子组件和定子组件。

定子组件包括安装于汽车悬挂系统上的电机轴100和固定设置在电机轴100上的盘形无铁芯线圈101。

转子组件包括安装于汽车轮毂400上的电机壳体200和位于电机壳体200内的永磁体201，电机壳体200通过轴承500安装于电机轴100上。为了便于安装，本实施例的电机壳体200包括组装在一起的第一壳体2001和第二壳体2002，第一壳体2001和第二壳体2002均为圆盘形，第一壳体2001和第二壳体2002通过螺栓固定安装在一起，第二壳体2002通过螺栓安装至轮毂400上，轮毂400上安装有轮胎401。永磁体201位于电机壳体200内与无铁芯线圈101相对的两个侧壁上，在每个侧壁上永磁体201呈盘式分布且永磁体201的磁极交替分布。

如图3所示，永磁体201的形状为扇形，多个永磁体201的形状和大小相同，永磁体201通过磁钢压铁202压装至电机壳体200与无铁芯线圈101相对的侧壁上。多个永磁体201形成圆盘形状，永磁体201之间形成磁场，在无铁芯线圈101上施加电压时，无铁芯线圈101与永磁体201之间产生作用力，带动电机壳体200与电机轴100发生相对转动，电机壳体200带动轮毂400转动，从而产生汽车前进的动力。

其中，在电机轴100上安装有用于检测轮毂转速和旋转角度的旋转变压器600，旋转变压器600的转子601安装于轮毂400上。

优选的，旋转变压器600安装于电机轴100远离轮毂400的一端，电机轴100具有中空腔体102，旋转变压器600的转子601穿过中空腔体102安装于轮毂400上。为了保证旋转变压器600的测量精度，旋转变压器600的转子601与电机轴100之间设置有轴承501。

本实施例仅以无铁芯直驱轮毂电机包括一组无铁芯线圈101和对应的永磁体201进行说明，当然，无铁芯直驱轮毂电机还可以包括多组无铁芯线圈101，每组无铁芯线圈101均对应有永磁体201，也在本实用新型的保护范围之内。

本实施例还提出了一种电动汽车，电动汽车上安装有上述的无铁芯直驱轮毂电机。无铁芯直驱轮毂电机的电机轴100安装于电动汽车的悬挂系统上，电机壳体200安装至电动汽车的轮毂400上。其中，电动汽车的刹车系统安装至电机轴100上，电机轴100上形成刹车系统支架103，用于安装刹车系统，刹车系统包括刹车钳701和刹车盘702。

当电动汽车的电火开关打开时，控制器控制无铁芯线圈与电源接通，电脑系统接通信号，加速器加速时，电脑系统发出指令，控制器控制施加至无铁芯线圈的电压信号的大小，电机开始输出大扭矩驱动旋转，根据加速的变化使电机转速可大可小，从而实现的车速自由控制。旋转变压器可以检测车速并传输至电脑系统。电动汽车制动时，制动钳701带动制动盘702与电机壳体200接触，实现制动。

实施例2

如图4-6所示，本实施例的电机在实施例1的基础上增加磁悬浮组件300，磁悬浮组件300可以增加促使电机壳体与电机轴相对转动的动力，可以提高电动效率。

下面对磁悬浮组件进行具体说明：

如图6所示，本实施例的磁悬浮组件300包括固定安装于电机轴100上的内支架310和固定安装在电机壳体200上的外支架320，内支架310上设置有若干内磁体311，外支架320上设置有若干外磁体321。

其中，内支架310和外支架320均是以电机轴100为圆心的同心圆环，外磁体321均匀分布在外支架320的内环面，内磁体311均匀分布在内支架310的外环面。外磁体321为柱形，外磁体321的一端嵌装在外支架320的内环面内，另一端裸露于外支架320；外磁体321的轴线位于以外支架320的圆心为基准的射线上。内磁体311为柱形，内磁体311的一端嵌装在内支架310的外环面，另一端裸露于外支架310；内磁体311的轴线位于以内支架310的圆心为基准的射线上。

外磁体321裸露于外支架320的一端并朝向内支架310的端面为外磁体321与内磁体311的相对面323。内磁体311裸露于内支架310的一端并朝向外支架320的端面为内磁体311与外磁体321的相对面313。内磁体311与外磁体321的相对面313、外磁体321与内磁体311的相对面323均为N极或S极，即内磁体311与外磁体321的相对面313、外磁体321与内磁体311的相对面323为同极，以便二者在接近时产生同极相斥的排斥力。内磁体311与外磁体321的相对面313与内磁体311所在圆的切线之间具有一定的夹角，优选的，该夹角为20°-60°；外磁体321与内磁体311的相对面323与外磁体321所在圆的切线之间具有一定的夹角，优选的，该夹角为20°-60°；相对面313、323的角度设计可以使内磁体311与外磁体321接近时产生同极相斥的排斥力促使内支架310与外支架320之间产生相对转动的力。为了防止内磁体311和外磁体321的侧面产生磁场，形成干扰力，在内磁体311和外磁体321的侧面均包裹有隔磁层312、322。因而，只有内磁体311与外磁体321的相对面313、外磁体321与内磁体311的相对面323之间可以产生排斥力，而二者均与其所在圆的切线之间具有一定的夹角，因而，内磁体311与外磁体321的相对面313、外磁体321与内磁体311的相对面323相对时，排斥力便可促使电机轴100与电机壳体200产生相对转动的力，旋转到下一组内磁体311与外磁体321的相对面313、外磁体321与内磁体311的相对面323相对时，又可产生相对转动的力，以此类推，形成了一定的旋转力，因而，可以提高电动机的转动力，使电机的电动效率大大提高。

为了使内磁体311与外磁体321的相对面313、外磁体321与内磁体311的相对面323相对时，排斥力达到最大，内磁体311、外磁体321与内磁体311、外磁体321所在圆的圆心位于同一直线时，内磁体311与外磁体321的相对面313和外磁体321与内磁体311的相对面323平行。

电机工作时，电机轴100和电机壳体200发生相对转动，电机轴100和电机壳体200发生相对转动的过程中，磁悬浮组件起到助力的作用，提高了电动效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。