高功率密度电动汽车用永磁同步电机的制作方法

本发明涉及电动汽车，尤其是涉及高功率密度电动汽车用永磁同步电机。

背景技术：

随着电动汽车的逐步普及，电动汽车用驱动电机已经成为行业关注的重点和研究热点。与传统永磁同步电机应用场合及设计要求不同，电动汽车用永磁同步电机要求应具有高效率、宽调速范围、高过载能力、结构紧固、体积小和重量轻等特点，这对电动汽车用永磁同步电机的设计提出了新的挑战。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种具备高效节能、续航里程长的高功率密度电动汽车用永磁同步电机。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述的高功率密度电动汽车用永磁同步电机，包括由定子和转子构成的电机本体，所述定子的定子铁芯为深槽宽齿式结构，定子绕组采用多股细线并绕结构；所述转子为表贴式磁钢结构；所述定子机壳为内壁开设有螺旋水道的夹层结构；转子铁芯为轮毂式结构，所述磁钢为具有设定的极弧系数的瓦片形结构间隔镶嵌在所述转子铁芯外周面，并经玻璃纤维缠绕后通过环氧树脂固化在转子铁芯外周面，相邻的磁钢极性相反；转子轴的后端部固定套装有轮毂式磁钢环或旋转变压器。

所述转子轴的后端部固定套装有轮毂式磁钢环，所述轮毂式磁钢环由轮毂式磁钢环支架和表贴于其内环面的霍尔磁钢环构成，所述霍尔磁钢环的极对数与镶嵌在所述转子铁芯外周面的磁钢极对数相一致，在所述电机本体的后法兰内表面固定有霍尔传感器。

所述转子轴的后端部为台阶轴结构，用于安装所述旋转变压器。

所述定子机壳由内套体和外套体以静配合方式固定套装为一体；所述螺旋水道开设在所述内套体外周面，所述外套体的外周面密封固定有与螺旋水道相连通的进水口和出水口。

本发明优点在于开发了一种高效率、高功率密度和宽调速范围的永磁同步电机，与传统电机相比，体积小，重量轻，功率密度大，过载能力强，从而满足了电动汽车实际运行工况，提高了续航里程，节能效果明显。具体表现为：

1、定子机壳为内壁开设有螺旋水道的夹层结构，在一定水压下水流量大、水阻小、流速快，达到快速冷却电机的目的。

2、定子采用深槽宽齿式结构，绕组采用多股细线并绕，以用来削弱高频谐波和降低磁滞损耗。

3、转子结构采用多极化结构，用来降低定子铁心轭部磁密；转子磁钢镶嵌于转子铁心表面，磁钢为具有设定的极弧系数的瓦片形结构间隔镶嵌在所述转子铁芯外周面，满足了电机高速运转稳定性的需求；转子铁芯为轮毂式结构，即减轻了电机的重量，又起到风扇作用，更有利于电机的散热。

4、根据不同的使用工况，转子轴后端部即可安装旋转变压器（适用于工况恶劣、要求抗震能力强、传输信号精确度较高的工作场合），又可安装轮毂式磁钢环（适用于工况相对稳定、载波频率高的工作场合，且制造成本低）；通过旋转变压器或与轮毂式磁钢环配合的霍尔传感器，将转子转速信号传递给电机控制器，达到精确控制电机转速目的。

附图说明

图1是本发明所述定子机壳的结构示意图。

图2是本发明所述内套体的结构示意图。

图3是本发明所述定子铁芯的结构示意图。

图4是本发明所述转子的结构示意图。

图5是本发明所述转子铁芯的结构示意图。

图6是本发明所述霍尔磁钢环的结构示意图。

图7是本发明所述电机本体的后法兰内表面固定有霍尔传感器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

如图1-7所示，本发明所述的高功率密度电动汽车用永磁同步电机，包括由定子和转子构成的电机本体。

如图1-3所示，所述定子的定子铁芯1为深槽宽齿式结构，定子绕组采用多股细线并绕结构；所述定子机壳为内壁开设有螺旋水道2的夹层结构，即：定子机壳由内套体3和外套体4以静配合方式固定套装为一体；所述螺旋水道2开设在所述内套体3外周面，所述外套体4的外周面密封固定有与螺旋水道2相连通的进水口5和出水口6。

如图4-7所示，所述转子为表贴式磁钢结构；转子铁芯7为轮毂式结构，所述磁钢8为具有设定的极弧系数的瓦片形结构间隔镶嵌在所述转子铁芯7外周面，并经玻璃纤维缠绕后通过环氧树脂固化在转子铁芯7外周面，相邻的磁钢8极性相反；转子轴9的后端部固定套装有轮毂式磁钢环，所述轮毂式磁钢环由轮毂式磁钢环支架10和表贴于其内环面的霍尔磁钢环11构成，所述霍尔磁钢环11的极对数与镶嵌在所述转子铁芯7外周面的磁钢8极对数相一致，在所述电机本体的后法兰12内表面固定有与霍尔磁钢环11感应配合的霍尔传感器13。

当然，所述转子轴9后端部也可安装旋转变压器（适用于工况恶劣、要求抗震能力强、传输信号精确度较高的工作场合），通过所述旋转变压器将转子转速信号传递给电机控制器，达到精确控制电机转速目的。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种高功率密度电动汽车用永磁同步电机，包括由定子和转子构成的电机本体，所述定子的定子铁芯为深槽宽齿式结构，定子绕组采用多股细线并绕结构；所述转子为表贴式磁钢结构；所述定子机壳为内壁开设有螺旋水道的夹层结构；转子铁芯为轮毂式结构，所述磁钢为具有设定的极弧系数的瓦片形结构间隔镶嵌在所述转子铁芯外周面，并经玻璃纤维缠绕后通过环氧树脂固化在转子铁芯外周面，相邻的磁钢极性相反；转子轴的后端部固定套装有轮毂式磁钢环或旋转变压器。本发明优点在于体积小，重量轻，功率密度大，过载能力强，从而满足了电动汽车实际运行工况，提高了续航里程，节能效果明显。

技术研发人员：康燕琴;卜柏营;司政勇;杨刺丽;吕印定
受保护的技术使用者：郑州飞机装备有限责任公司;中航电动汽车（郑州）有限公司
技术研发日：2017.04.21
技术公布日：2017.07.21