一种电动汽车用外转子盘式永磁轮毂电的制造方法
【专利摘要】一种电动汽车用外转子盘式永磁轮毂电机，是完全对称的结构，包括两个定子铁心，其上绕有三相绕组，两个定子铁心通过外侧的两定子连接孔连接在一起，内侧与支撑轴连接在一起，支承轴为空心轴结构；两个转子铁心通过圆锥轴承支承在支承轴上，并和定子铁心留有1mm间隙，转子铁心上开有矩形开槽，其中镶嵌有永磁体，通过铝圈固定在转子铁心内部；两转子铁心之间通过螺栓连接在一起，本实用新型转子电机输出转矩大，结构简单紧凑，布置方便；磁场拓扑结构为空间磁路，气隙方向为轴向，这种磁路分布形式在低速下可以输出较大转矩，适合应用于电动汽车，作为直驱力矩电机；交流电机控制方法多，可实现多种控制策略，使电动汽车获得优越的驱动性能。
【专利说明】
一种电动汽车用外转子盘式永磁轮毂电机
【技术领域】
[0001]本实用新型属于汽车【技术领域】，具体涉及一种电动汽车用外转子盘式永磁轮毂电机。
【背景技术】
[0002]随着近几年来能源形势越来越严峻，各大汽车厂商纷纷投入巨大的资金和精力研发新能源汽车，纯电动汽车时新能源汽车的一个重要分支，近年来得到了快速发展，有学者预测，纯电动汽车未来最有可能替代传统内燃机汽车成为汽车市场的主流。
[0003]现有的纯电动汽车按电机的布置方式分为集中型、轮边型和轮毂型电动汽车，其中集中型电动汽车采用一个电机作为驱动，替代原有发动机，保留汽车上的离合器、变速器，而轮边型和轮毂型电动汽车均采用多个电机作为驱动，独立控制电机，来实现电机的多种控制策略。轮边型和轮毂型电动汽车因其科技含量高，技术附加值高，成为各公司和高校的研究热点，对于这两种形式的电动汽车，在研发过程中需要解决的关键技术有三点:1、电池续驶里程和管理系统；2、电机驱动性能；3、电机控制算法。
[0004]目前电机驱动性能方面主要存在的问题是，传统电机适合在高速平稳工况下工作，而轮毂型电动汽车电机的工况十分恶劣，同时需要电机在低速下能够输出较大的转矩，以使得电动汽车结构上尽可能简单可靠，效率尽可能高。三相异步电动机的性能无法满足电动汽车的要求，因此近年来电动汽车的一个重要研究方向就是研制新型的轮毂电机，以提高电动汽车的性能。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种电动汽车用外转子盘式永磁轮毂电机，采用盘式永磁电机进行机电一体化设计，使轮毂电机结构紧凑，运行稳点，效率提闻。
[0006]为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案为:
[0007]—种电动汽车用外转子盘式永磁轮毂电机，是完全对称的结构，包括两个定子铁心4-1，定子铁心4-1上绕有三相绕组4-2，两个定子铁心4-1通过外侧的两定子连接孔用螺栓连接在一起，定子铁心4-1内侧与支撑轴I通过螺栓连接在一起，支承轴I为空心轴结构，其上开有走线孔，支承轴I在电机运行过程中不发生转动；两个转子铁心2-1通过圆锥轴承3支承在支承轴I上，并和定子铁心4-1留有Imm间隙，转子铁心2_1上开有矩形开槽，其中镶嵌有永磁体2-2，永磁体2-2通过铝圈2-3固定在转子铁心2-1内部，铝圈2_3和转子铁心2-1之间为紧配合；两转子铁心2-1之间通过螺栓连接在一起，中间垫有橡胶垫圈5作为密封。
[0008]所述的定子铁心4-1是盘形结构，其上一侧开有36个径向齿槽，三相绕组4-2缠绕在齿槽中，每三个相邻线圈为一相，A、B、C三相依次排列，每相绕组中中间线圈和另外两个线圈中通入的电流方向始终相反，两个定子铁心4-1组成整个电机的固定部分。
[0009]所述的转子铁心2-1为内凹盘形结构，内凹部分也开有36个径向齿槽，永磁体2-2镶嵌在齿槽中，永磁体2-2充磁方向为周向，相邻两块永磁体2-2相对的面极性相反，两块永磁体2-2的磁力线互相排斥，迫使磁力线向转子的轴向延伸。
[0010]本实用新型的优点为:外转子电机输出转矩大，结构简单紧凑，布置方便；磁场拓扑结构为空间磁路，气隙方向为轴向，这种磁路分布形式在低速下可以输出较大转矩，适合应用于电动汽车，作为直驱力矩电机；交流电机控制方法多，可实现多种控制策略，使电动汽车获得优越的驱动性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的整体结构示意图，其中㈧图为轴测图，⑶图为半剖轴测图。
[0012]图2是定子铁心4-1、三相绕组4-2和支撑轴I装配示意图，其中(A)图为结构轴测图，(B)图为二相绕组4-2分相不意图。
[0013]图3是转子铁心2-1、永磁体2-2、铝圈2-3装配示意图，其中(A)图为结构轴测图，(B)图为永磁体2-3安装方向示意图。
[0014]图4是本实用新型与外接电气模块连接示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面参照附图对本实用新型作详细阐释。
[0016]参照图1，一种电动汽车用外转子盘式永磁轮毂电机，是完全对称的结构，包括两个定子铁心4-1，定子铁心4-1上绕有三相绕组4-2，两个定子铁心4-1通过外侧的两定子连接孔用螺栓连接在一起，定子铁心4-1内侧与支撑轴I通过螺栓连接在一起，支承轴I为空心轴结构，其上开有走线孔，支承轴I在电机运行过程中不发生转动；两个转子铁心2-1通过圆锥轴承3支承在支承轴I上，并和定子铁心4-1留有Imm间隙，转子铁心2_1上开有矩形开槽，其中镶嵌有永磁体2-2，永磁体2-2通过铝圈2-3固定在转子铁心2-1内部，铝圈2-3和转子铁心2-1之间为紧配合；两转子铁心2-1之间通过螺栓连接在一起，中间垫有橡胶垫圈5作为密封,防止电机内部进水。
[0017]参照图2，所述的定子铁心4-1是盘形结构，其上一侧开有36个径向齿槽，三相绕组4-2缠绕在齿槽中，每三个相邻线圈为一相，A、B、C三相依次排列，每相绕组中中间线圈和另外两个线圈中通入的电流方向始终相反，两个定子铁心4-1组成整个电机的固定部分，三相绕组4-2的线头通过走线孔从支撑轴I的空心部分连接到伺服驱动器。
[0018]参照图3，所述的转子铁心2-1为内凹盘形结构，内凹部分也开有36个径向齿槽，永磁体2-2镶嵌在齿槽中，永磁体2-2充磁方向为周向，相邻两块永磁体2-2相对的面极性相反，两块永磁体2-2的磁力线互相排斥，迫使磁力线向转子的轴向延伸。
[0019]本实用新型的工作原理为:
[0020]参照图4，图中粗线代表强电连接，细线代表弱电连接，双线代表机械连接，一种电动汽车用外转子盘式永磁轮毂电机与伺服驱动器连接，伺服驱动器与功率变换器连接，从电池处获得电能；驱动整车ECU通过分析轮速传感器的反馈信号和整车ECU的车速信号对伺服驱动器发出指令，控制四个轮毂电机独立的运行，实现电动汽车的多种控制策略；每一个外转子盘式永磁轮毂电机的工作过程为:当伺服驱动器给外转子盘式永磁轮毂电机的三相绕组4-2中通入三相交变电流时，在定子铁心4-1中产生磁场，这一磁场和转子铁心2-1中永磁体2-2的磁场相互作用，由于定子铁心4-1中的磁场会根据通入的三相电流的相位发生变化，因而这两个磁场的作用力方向始终保持不变，转子铁心2-1能够发生连续转动，向外输出转矩。
【权利要求】
1.一种电动汽车用外转子盘式永磁轮毂电机，是完全对称的结构，包括两个定子铁心(4-1)，其特征在于:定子铁心(4-1)上绕有三相绕组(4-2)，两个定子铁心(4-1)通过外侧的两定子连接孔用螺栓连接在一起，定子铁心(4-1)内侧与支撑轴(I)通过螺栓连接在一起，支承轴(I)为空心轴结构，其上开有走线孔，支承轴(I)在电机运行过程中不发生转动；两个转子铁心(2-1)通过圆锥轴承(3)支承在支承轴(I)上，并和定子铁心(4-1)留有1_间隙，转子铁心(2-1)上开有矩形开槽，其中镶嵌有永磁体(2-2)，永磁体(2-2)通过铝圈(2-3)固定在转子铁心(2-1)内部，铝圈(2-3)和转子铁心(2-1)之间为紧配合；两转子铁心(2-1)之间通过螺栓连接在一起，中间垫有橡胶垫圈(5)作为密封。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车用外转子盘式永磁轮毂电机，其特征在于:所述的定子铁心(4-1)是盘形结构，其上一侧开有36个径向齿槽，三相绕组(4-2)缠绕在齿槽中，每三个相邻线圈为一相，A、B、C三相依次排列，每相绕组中中间线圈和另外两个线圈中通入的电流方向始终相反，两个定子铁心(4-1)组成整个电机的固定部分。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车用外转子盘式永磁轮毂电机，其特征在于:所述的转子铁心(2-1)为内凹盘形结构，内凹部分也开有36个径向齿槽，永磁体(2-2)镶嵌在齿槽中，永磁体(2-2)充磁方向为周向，相邻两块永磁体(2-2)相对的面极性相反，两块永磁体(2-2)的磁力线互相排斥，迫使磁力线向转子的轴向延伸。
【文档编号】H02K1/27GK204179768SQ201420343087
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】赵升吨, 崔敏超, 陈超, 李靖祥, 李雪 申请人:西安交通大学