定子铁芯以及轮毂电机的制作方法

本申请涉及电动车领域，具体而言，涉及一种定子铁芯以及带有这样的定子铁芯的轮毂电机。

背景技术：

电动车作为新时代的代步工具，其廉价、便捷、环保、易操作等特点已越来越受到广大消费者的青睐。目前，越来越多的农村地区选择把电动车作为代步工具，电动车成本和电动车在复杂的农村道路上的稳定性是农民选择电动车的主要考虑因素。

轮毂电机的结构特点是，外转子式的bldc电机嵌入在轮毂轮辋的内侧，焊接固定，电机转子和轮辋为一体结构，电机通电后旋转驱动，直接带动轮毂运转。对于低速小型化电动车来说，轮毂电机有着先天的优势，其与车轮一体化设计，无需任何传动系统，驱动力直接作用于车轮上，具有驱动效率高、结构紧凑、可靠性高等特点。

常规的电动车轮毂电机存在电机转换效率低的问题，并且在复杂路况下（例如农村道路），电动车会出现动力不足、爬坡无力、续航里程短、烧线圈、烧霍尔器件等问题，电机失效陡增。

技术实现要素：

本申请要解决的主要技术问题是如何优化电机磁路和电路上的分配。

为解决上述技术问题，一方面本申请提供定子铁芯，其包括：在外周均匀布置的齿，该齿由铁磁性材料制成，在相邻的齿之间构造有槽，在横截面中，槽面积与齿面积的比值范围是0.75~0.9。

另一方面本申请提供包含上述定子铁芯的轮毂电机，其包括在外周围绕所述定子铁芯的轮辋，轮辋外径范围是260~280mm，轮辋内径范围是224~230mm。

根据本申请的技术方案，通过所设置的槽面积与齿面积的比值，一方面，提高了轮毂电机的运行效率，降低电机功率损耗，有利于增加电动车续航能力，同时运行效率提高后，降低了电机温升，降低了电机热老化风险，增加了轮毂电机行驶寿命；另一方面，提升了电机出力水平，改善了使用该轮毂电机的电动车路况响应和适应能力，动力更为充沛、强劲。

附图说明

参照附图来说明本申请的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本申请的保护范围构成限制。在附图中，除非另有说明，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：

图1以剖视图示意性显示了根据本申请一个实施方式提出的轮毂电机；

图2以放大图示意性显示了图1中的定子铁芯的齿；

图3示意性显示了图1中包含定子铁芯的部分；

图4示意性显示了图1中的轮辋。

具体实施方式

参考图1所示，根据本申请一种具体实施方式的轮毂电机包括了轮毂1、a端盖2、定子线包3、b端盖4、主轴5等结构。其中，所述轮毂1，包含轮辋1.1、从轮辋槽嵌入的气门嘴1.2、焊接在轮辋内侧的导磁环1.3，和胶水粘接在导磁环内侧的均布的永磁体1.4。所述a端盖2包含端盖本体2.1，压入端盖内侧的轴承2.2，和挤入端盖外侧的油封2.3。所述定子线包3包含内侧的铁芯支架3.1，定子铁芯3.4固定在铁芯支架上，绝缘端板3.2扣接在定子铁芯上，绕组线圈3.3设置在每一个定子铁芯齿上，并按一定的方式连接成三相对称绕组，同时定子铁芯上设置用于检测位置的霍尔元件，霍尔元件管脚和三相对称绕组通过线束组件引出。所述b端盖4，类似于a端盖地，包含端盖本体4.1，压入端盖内侧的轴承4.2，和挤入端盖外侧的油封4.3。所述主轴5，包含电机主轴5.1和嵌入在电机主轴槽内的花键5.2。

轮毂的装配方式具体为，一方面，主轴5经由压力机械压入定子线包3内侧轴孔中，压入位置与主轴5上滚花处重合，并通过花键5.2进行固定。另一方面，轮毂1的导磁环与b端盖的外裙边的接合处，经由螺钉进行锁紧固定。下一步，装配好的主轴5与定子线包3组件嵌入到轮毂1与b端盖4组成的型腔内，主轴5固定支撑在b端盖内侧的轴承4.2上。接下来，a端盖2的内孔套入主轴5，裙边则固定在轮毂1的导磁环上，通过螺钉锁紧。

定子线包3作为静止部件固定在主轴5上，轮毂1的导磁环端锁紧a端盖2和b端盖4，并且在内侧通过轴承固定在主轴5上，作为轮毂电机的运转部件。定子线包的铁芯上设置了固定位置分布的霍尔槽，霍尔元件放入霍尔槽中，用于检测轮毂运转时轮毂的磁极位置，霍尔电路板根据将霍尔元件的信号传输到电动车中央控制单元ecu平台，ecu根据霍尔位置信号按照一定的控制逻辑交替的给绕组线圈通电，从而在定子线包外周形成一个n、s旋转的磁场，旋转磁场与轮毂上的永磁体产生相互作用力，拉动轮毂旋转，推动电动车行驶。

参考图2所示，定子铁芯包括在外周均匀布置的齿6.1，该齿由铁磁性材料制成，在相邻的齿之间构造有槽6.2，在横截面中，槽面积s1与齿面积s2的比值范围是0.75~0.9。所述定子铁芯包括在外周均匀布置的48个齿，每个齿构造为t形。t形构造的齿的垂直于直径方向的部分也可称为齿肩，所述槽面积为在相邻的齿之间的从齿底到齿肩部分的面积。所述定子铁芯通过螺旋卷冲叠铆工艺制造。所述齿的齿顶轮廓线为直线。

所述定子铁芯的外径d范围是208~213.4mm，槽口宽度a范围是2.3~2.5mm，齿部宽度b范围是6.0~7.0mm，轭部宽度c范围是5~6mm，内径e范围是160~168mm。

优选地，定子铁芯外径设置为210mm，槽口宽度2.4mm，齿部宽度6.8mm，轭部宽度5mm，内径164mm。

参考图3所示，围绕齿6.1设有绕组线圈3.3，槽用于容纳所述绕组线圈。所述绕组线圈包括铜线绕组和/或铝线绕组。

参考图4所示，轮毂电机包括在外周围绕所述定子铁芯的轮辋1.1，轮辋外径f范围是260~280mm，轮辋内径g范围是224~230mm。

优选地，轮辋装胎外径设置为273.5mm，轮辋内径设置为227mm，导磁环内径设置为215mm，导磁环厚度设置为6mm，永磁体厚度设置为2mm，螺钉孔孔径设置4mm。

优选地，轮辋装胎外径设置为273.5mm，轮辋内径设置为228mm，导磁环内径设置为215.6mm，导磁环厚度设置为6.2mm，永磁体厚度设置为2.3mm，螺钉孔孔径设置4mm。

所述轮毂电机还包括设置在所述轮辋内周的导磁环1.3，导磁环内径h范围是214~218mm，导磁环厚度l范围是5~8mm，在导磁环的内周设有永磁体1.4，永磁体的厚度k范围是1.8mm~2.5mm。

永磁体依次以n、s交替形式均匀贴装在导磁环内周，可以是粘胶结构，也可以是塑封结构。导磁环内侧均匀分布大小相同的永磁体，优选地，永磁体设置为52片。永磁体外形轮廓，可以是方片形，也可以是同心瓦形，也可以是不同心瓦形。

根据本实用新型的轮毂电机的优势在于，保证当前轮毂电机装胎尺寸不变，优化电机电路和磁路结构。一方面，提高了轮毂电机运行效率，降低电机功率损耗，有利于增加电动车续航能力，同时运行效率提高后，降低了电机温升，降低了电机热老化风险，增加了轮毂电机行驶寿命；另一方面，也提升了轮毂电机出力水平，改善了使用该轮毂电机的电动车路况响应和适应能力，动力更为充沛、强劲。