一种盘式轮毂电机的定子结构、外转子轮毂电机及车轮的制作方法

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种盘式轮毂电机的定子结构、外转子轮毂电机及车轮。

背景技术：

电机是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置，或者将一种形式的电能转换成另一种形式的电能。轮毂电机作为电机中的一大板块，其在电动汽车、电动自行车等领域有着举足轻重的地位。轮毂电机技术又称车轮内装电机技术，它的最大特点就是将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内，因此将电动车辆的机械部分大大简化。采用轮毂电机具有多方面的好处，例如，可省略大量传动部件，让车辆结构更加简单；还能实现多种复杂的驱动方式。随着科技的进步，特别是近几年新能源汽车高速发展，轮毂电机的作用显得越来越大。

现有技术中作为轮毂电机定子的线圈绕组通常需要经过压制工艺，使得线圈具有至少一个凸出的部位，例如专利号为cn201020000451.2以及专利号为cn201020547405.4的中国专利，其作为定子的线圈就经过了压制工艺。通过压制工艺制作出的定子线圈，不仅工艺复杂，而且容易对线圈本身造成损伤，不利于定子线圈的高速生产以及批量生产。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种盘式轮毂电机的定子结构、外转子轮毂电机及车轮，以至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，根据本发明的第一方面在于提供一种盘式轮毂电机的定子结构，该盘式轮毂电机的定子结构包括定子绕组及用于封装所述定子绕组的灌封胶，所述定子绕组包括多个线圈，所述线圈呈平整结构，多个所述线圈依次相接成分数槽绕组。

本发明的第二方面在于提供一种具有上述盘式轮毂电机的定子结构的外转子轮毂电机。

本发明的第三方面在于提供一种具有上述外转子轮毂电机的车轮。

根据本发明第一方面所述的盘式轮毂电机的定子结构，由于组成定子绕组的各个线圈呈平整结构，其不需要经过压制工艺即可成型，不仅简化了线圈的制作工艺，降低了生产成本，提高了生产效率，还能减小单个线圈的体积。

另外，根据第一方面所述的盘式轮毂电机的定子结构还可以包括如下的附加技术特征。

作为所述盘式轮毂电机的定子结构的进一步可选方案，所述线圈呈圆形结构。

作为所述盘式轮毂电机的定子结构的进一步可选方案，相邻所述线圈所对应的圆心角为20度。

作为所述盘式轮毂电机的定子结构的进一步可选方案，所述线圈采用漆包线绕制而成。

作为所述盘式轮毂电机的定子结构的进一步可选方案，多个所述线圈彼此独立。

作为所述盘式轮毂电机的定子结构的进一步可选方案，多个多数线圈一体化设置。

作为所述盘式轮毂电机的定子结构的进一步可选方案，所述灌封胶由树脂或聚氨酯或树脂与聚氨酯的结合形成。

根据本发明第二方面所述的外转子轮毂电机，该外转子轮毂电机包括：

转子；及

定子，所述定子包括定子绕组及浇灌在所述定子绕组内的灌封胶，所述定子绕组包括多个线圈，所述线圈呈平整结构，多个所述线圈依次相接成分数槽绕组。

根据本发明第二方面所述的外转子轮毂电机，能够降低电机的体积，节省成本，并提高生产效率。

作为所述外转子轮毂电机的进一步可选方案，所述外转子轮毂电机还包括定子托架及转轴，所述定子安装在所述定子托架上，所述定子托架的中部位置设有转轴安装孔，所述转轴安装在所述转轴安装孔内。

根据本发明第三方面所述的车轮，设有如本发明第二方面所述的外转子轮毂电机，其能够简化整个车轮的制作工艺，以达到提高生产效率以及节省成本的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了根据本发明实施例所提供一种盘式轮毂电机的定子结构的线圈的结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例所提供一种盘式轮毂电机的定子结构的定子绕组的结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例所提供一种盘式轮毂电机的线圈的层叠结构示意图；

图4示出了根据本发明实施例所提供一种外转子轮毂电机的定子的结构示意图；

图5示出了根据本发明实施例所提供一种外转子轮毂电机的结构示意图。

主要元件符号说明：

100-定子绕组；200-灌封胶；300-定子托架；400-转轴；500-电机引线；600-左磁盘；700-右磁盘；800-连接螺钉；900-六角头螺钉；110-线圈。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

本实施例提供了一种盘式轮毂电机的定子结构。

请一并参考图1-4，该盘式轮毂电机的定子结构包括定子绕组100及用于封装定子绕组100的灌封胶200，定子绕组100包括多个线圈110，线圈110呈平整结构，多个线圈110依次相接成分数槽绕组。

如此，由于组成定子绕组100的各个线圈110呈平整结构，其不需要经过压制工艺即可成型，不仅简化了线圈110的制作工艺，降低了生产成本，提高了生产效率，还能减小单个线圈110的体积。

另外，由于其没有经过压制工艺，会使得由多个线圈110组成的定子绕组100至少在厚度方向上的尺寸更小，使得定子线圈110的体积更小，从而在对定子线圈110进行封装时，可减少封装所使用的材料量，一定程度上降低了成本。另一方面，由于体积小以及封装材料的使用量减少，这样还可以同时降低定子绕组100乃至整个电机的重量。

另一方面，由于本发明实施方式中的定子绕组100采用的是分数槽绕组，由于分数槽绕组具有短距的优点，因此还可以节省绕制成定子绕组100所使用的金属导线的用量。同时采用分数槽绕组还能够使得电机的反电势波形更加接近正弦波，以提高电机的伺服性能。

需要说明的是，本发明实施方式中，上文所提到的灌封胶200可选择树脂或者聚氨酯固封材料，同时在上述灌封胶200中还可以添加一些导热体等，该导热体可以是纤维状或者片状，其具有不导电、导磁特性，以此来提高前述定子结构的散热性能，这对于制造大功率的电机具有重要意义。

当然，在其它实施方式中，还可以根据实际需求而选择其它类型的灌封胶200。

另外，需要说明的是，上文中所提到的金属导线可选择铜导线或者漆包线等，以确保线圈110在工作时的稳定性。例如，在本文所示的实例中，采用的是漆包线。

漆包线是绕组线的一个主要品种，由导体和绝缘层两部组成，裸线经退火软化后，再经过多次涂漆，烘焙而成。因为各种类型的漆包线都具备机械性能，化学性能，电性能，热性能等四大性能，在实际生产过程中可根据实际需求，例如性能偏向来选择合适种类的漆包线。

请继续参考图1，在本发明实施方式中，线圈110呈圆形结构，可以理解的是，当线圈110通电后，电流会经过上述线圈110，此时该电流的方向垂直于电机中磁场的方向，此时就会使得转子在洛伦兹力的作用下实现转动。

进一步的，线圈110为圆形，这样可防止在采用金属导线或者漆包线绕制成线圈110时，金属导线或者漆包线的外包绝缘层由于产生过度挤压而导致的对外包绝缘层造成破坏。

在某些具体的实施方式中，相邻两个线圈110所对应的圆心角为20度，这样使得定子绕组100可包括18个线圈110，此时18个线圈110可分为三组而存在，每组包括6个线圈110，且每组形成一个极相组。

当然，在其它一些具体的实施方式中，相邻两个线圈110所对应的圆心角还可以作出改变，例如40度等，根据本发明的实施方式对上述圆心角不作限定。

在本发明实施方式中，前述组成定子绕组100的多个线圈110可一体化连接而成。此时，为了对应前文中所述的三个极相组，可采用至少三个漆包线进行绕制(当然也可以使用金属导线)，具体可按照下述步骤进行：

首先绕制成单个的线圈110：取一根漆包线按照规定或者预设的进线点a以及出线点b绕制即可形成如图1所示的第一个线圈110；

接着绕制成极相组：按照前述步骤依次绕制成第二个线圈110，第三个线圈110，直至第六个线圈110，此时第一个线圈110到第六个线圈110就形成了一个极相组；

然后绕制成其它极相组：另取一个漆包线，按照前述两个步骤依次形成第二个极相组以及第三个极相组；

最后形成定子绕组100：选取合适的位置，将每个漆包线的起始点相交于一点，每个漆包线的末端引出形成引线端子，以便与外接电源相接。

在本文中，将上述相交点定义为星接点，为了保证连接的可靠性，在某些实施方式中，在该星接点处还可以设置热缩套筒以及铜扣等，通过焊锡来进行连接。

在其它实施方式中，各个线圈110也可以彼此独立，再通过后续工艺将独立的线圈110连接成定子绕组100即可。

另外，请一并参考图1及图3，在某些实施方式中，为了增强电磁效率以制作出高功率的电机，上述定子绕组100由多个线圈110层叠而成。例如，在厚度方向上进行层叠，或者在圆周方向(即沿着环形结构组的环绕方向)上进行层叠，其整体呈现出平整结构。

本实施例同时还提供了一种外转子轮毂电机。

请参考图4，该外转子轮毂电机包括转子及定子。

其中，定子包括定子绕组100及浇灌在定子绕组100内的灌封胶200，定子绕组100包括多个线圈110，线圈110呈平整结构，线圈110依次相接成分数槽绕组。

由此，由于线圈110的上述平整结构造型，使得在制造线圈110时不需要经过压制工艺即可绕制成型，其能够简化工艺，不仅能够降低成本，还能提高定子的生产效率，从而降低整个外转子轮毂电机的制造成本及提高整个外转子轮毂电机生效效率，有利于轮毂电机的批量生产。

同时，由于线圈110没有经过压制工艺，会使得线圈110的体积相对变小，继而使得整个定子的体积变小，这对于轮毂电机的设计及安装具有重要意义。与此同时，由于体积的变小还能节省封装材料的投入量，从而在一定程度上还能降低整个外转子轮毂电机的重量。

进一步的，请继续参考图4，外转子轮毂电机还包括定子托架300及转轴400，定子安装在定子托架300上，定子托架300的中部位置设有转轴安装孔，转轴400安装在转轴安装孔内。定子托架300也可以是使用环氧胶固化而成，从而将绕组，转轴400一起灌封固化成形。

可以知道的是，作为外转子轮毂电机而言，定子是固定不动的，定子托架300与轮毂形成固定连接，一般来说，定子托架300设置在轮毂的居中位置，而转子是套设在定子外侧的，这样可以减轻轮毂电机对轮毂造成的负担，不至于影响到车轮的正常运转。

请继续参考图5，作为该外转子轮毂电机的一种优选方案，其包括定子绕组100、灌封胶200、定子托架300、转轴400、电机引线500、左磁盘600、右磁盘700以及连接螺钉800，其中转轴400、定子绕组100、灌封胶200及电机引线500组合成为一体，上述左磁盘600及右磁盘700分别设置在上述一体结构的两侧，左磁盘600及右磁盘700通过一六角头螺钉900连接在一起，以保证两者旋转的同步性与稳定性。另外，该外转子轮毂电机通过前述连接螺钉800而与车轮的轮毂部位相连并随着轮毂一起旋转。

依据上述外转子轮毂电机，本实施例还提供了一种车轮，该车轮包括轮毂及设于轮毂上的轮胎，另外，在轮毂上还设置有前述外转子轮毂电机。

结合前文所述，该车轮在重量上可以做到更轻，且能够做到更小，同时成本还会相应的降低，生产效率有所提高。更加重要的是，由于使用于车轮中的外转子轮毂电机采用的是分数槽绕组，可使得整个车轮的伺服性能更好，适合车辆的单轮或者多轮驱动，这在日益发展的新能源汽车领域具有重大意义。

该车轮的轮胎是直接与转子相连的，这样车轮的转速就是转子的转速，在车轮具有更好伺服性能的前提下，能够对车轮的转速进行更好的控制。

通过以上对本发明各实施方式的描述可知，本发明至少具备如下的技术效果：

1、由于需要经过压制工艺，不会对线圈本身造成损伤；

2、工艺简单，生产效率高，有利于批量生产；

3、体积小、重量轻；

4、成本低；

5、电机的伺服性能更加优良。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。