内嵌式磁钢外转子铁芯组件及轮毂电机的制作方法

本申请涉及轮毂电机技术领域，尤其是涉及一种内嵌式磁钢外转子铁芯组件及轮毂电机。

背景技术：

目前，电动车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆，由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。现有的电动车多采用轮毂电机，即将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内，与普通电机不同的是轮毂电机采用外转子结构，现有技术中的轮毂电机一般采用表贴式的磁钢，即通过胶水粘结的形式，结构不牢固，且容易退磁，此外，轮毂电机的转子铁芯多配设有单层一字型或者单层V型等，而对于某些普通电机的转子铁芯则采用单层U型、双一字型、双V或者双U型的磁钢，其中，对于上述的单层磁钢的磁路长，铁芯耗损大，而上述双层磁钢为相同结构套设并间隔排布在一起，两磁钢的角度、各处的间距等较一致，组合的灵活性差，聚磁补偿小，凸极率变化小，进而使得转矩提高小，过载能力以及响应速度小。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种内嵌式磁钢外转子铁芯组件及轮毂电机，以解决现有技术中存在的轮毂电机多采用表贴式的磁钢，结构不牢固，容易退磁，此外，对于现有的单层或者双层同形状的磁钢结构，组合的灵活性差，聚磁补偿小，凸极率变化小，进而使得转矩提高小，过载能力以及响应速度小的技术问题。

本申请提供了一种内嵌式磁钢外转子铁芯组件，包括：定子铁芯、转子铁芯以及多组磁钢；其中，所述转子铁芯沿着轮毂电机的定子铁芯的外周向设置；任一一组所述磁钢包括第一磁钢以及第二磁钢，且所述第一磁钢以及所述第二磁钢沿着所述定子的径向方向分布；所述第一磁钢为V型分段磁钢结构，所述第二磁钢为U型分段磁钢结构；所述转子铁芯设置有多组嵌入槽；任一一组所述嵌入槽包括第一嵌入槽以及第二嵌入槽，所述第一磁钢设置在所述第一嵌入槽内，所述第二磁钢设置在所述第二嵌入槽内。

在上述技术方案中，进一步地，所述第一磁钢以及所述第二磁钢的开口均朝向所述定子铁芯；或所述第一磁钢以及所述第二磁钢的开口均朝向所述转子铁芯。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一磁钢与所述第一嵌入槽相适配或过盈配合；所述第二磁钢与所述第二嵌入槽相适配或者过盈配合。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一嵌入槽的侧壁开设有第一限位槽，所述第一磁钢设置有凸出于其外表面的第一限位凸起，所述第一限位凸起插设在所述第一限位槽内；所述第二嵌入槽的侧壁开设有第二限位槽，所述第二磁钢设置有凸出于其外表面的第二限位凸起，所述第二限位凸起插设在所述第二限位槽内。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一磁钢中的相邻的分段磁钢之间设置有导磁桥；所述第二磁钢中的相邻的分段磁钢之间也设置有导磁桥。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一磁钢中相邻设置的两个分段磁钢之间形成的角度为100°～170°；所述第二磁钢中间隔设置的两个分段磁钢之间形成的角度为110°～175°。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一嵌入槽的周向边缘设置有第一卡扣，所述第一卡扣用于扣设在所述第一磁钢上；所述第二嵌入槽的周向边缘设置有第二卡扣，所述第二卡扣用于扣设在所述第二磁钢上。

在上述任一技术方案中，进一步地，多组所述磁钢沿着所述转子铁芯的周向均匀排布；多组所述嵌入槽沿着所述定子铁芯均匀分布；多组所述磁钢与多组所述嵌入槽相一一对应。

本申请还提供了一种轮毂电机，包括上述任一技术方案所述的内嵌式磁钢外转子铁芯组件，因而，具有该装置的全部有益技术效果，在此，不再赘述。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述轮毂电机还包括固定轴定子铁芯、以及轮毂外壳；其中，所述固定轴穿设在所述轮毂外壳上，且所述固定轴与所述轮毂外壳之间设置有轴承；所述定子铁芯套设于所述固定轴上；所述转子铁芯设置在所述轮毂外壳的内壁面上，且所述转子铁芯能够跟随所述轮毂外壳相对所述固定轴旋转。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供的内嵌式磁钢外转子铁芯组件，第一磁钢稳定地设置在第一嵌入槽内，第二磁钢稳定地设置在第二嵌入槽内，便于安装以及操作，避免了采用胶粘固定的操作；第一磁钢为V型分段磁钢结构，第二磁钢为U型分段磁钢结构，且第一磁钢以及第二磁钢沿着定子的径向分布，即第一磁钢位于外侧、第二磁钢位于内侧，或者第二磁钢位于外侧、第一磁钢位于内侧，V型分段磁钢与U型分段磁钢相组合在一起，两者之间的角度、两者之间的距离变化更加灵活多样，且U型磁钢对V型磁钢的聚磁效应进行了有效的补偿，在增加磁通的基础上，凸极率变化大，且合理优化了d轴和q轴的磁路效应，能有效降低轮毂电机在大转矩下的磁密，进而提升转矩密度，也提升了过载能力和响应速度。

本申请提供的轮毂电机，包括上述所述的内嵌式磁钢外转子铁芯组件，因而，具有外转子结构稳定，且外转子的磁钢组合灵活多样，U型磁钢对V型磁钢的聚磁效应进行了有效的补偿，在增加磁通的基础上，凸极率变化大，且合理优化了d轴和q轴的磁路效应，能有效降低轮毂电机在大转矩下的磁密，进而提升转矩密度，也提升了过载能力和响应速度，使得轮毂电机的效率更高、响应更快、输出的扭矩更大。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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的附图。

图1为本申请实施例提供的内嵌式磁钢外转子铁芯组件的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的内嵌式磁钢外转子铁芯组件的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的内嵌式磁钢外转子铁芯组件的又一结构示意图；

图4为本申请实施例提供的内嵌式磁钢外转子铁芯组件的又一结构示意图；

图5为本申请实施例提供的内嵌式磁钢外转子铁芯组件的又一结构示意图；

图6为本申请实施例提供的轮毂电机的结构示意图。

附图标记：

10-内嵌式磁钢外转子铁芯组件，1-转子铁芯，2-第一磁钢，201-第一限位凸起，3-第二磁钢，301-第二限位凸起，4-第一卡扣，5-第二卡扣，20-定子铁芯，30-固定轴，40-轮毂外壳，50-轴承，100-轮毂电机。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。

基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面参照图1至图6描述根据本申请一些实施例所述的内嵌式磁钢外转子铁芯组件10及轮毂电机100。

参见图1至图5所示，本申请的实施例提供了一种内嵌式磁钢外转子铁芯组件10，包括：转子铁芯1以及多组磁钢；其中，转子铁芯1沿着轮毂电机100的定子铁芯20的外周向设置；任一一组磁钢包括第一磁钢2以及第二磁钢3，且第一磁钢2以及第二磁钢3沿着定子铁芯20的径向方向分布；第一磁钢2为V型分段磁钢结构，第二磁钢3为U型分段磁钢结构；转子铁芯1设置有多组嵌入槽；任一一组嵌入槽包括第一嵌入槽以及第二嵌入槽，第一磁钢2设置在第一嵌入槽内，第二磁钢3设置在第二嵌入槽内。

本申请提供的内嵌式磁钢外转子铁芯组件10，第一磁钢2稳定地设置在第一嵌入槽内，第二磁钢3稳定地设置在第二嵌入槽内，便于安装以及操作，避免了采用胶粘固定的操作；第一磁钢2为V型分段磁钢结构，第二磁钢3为U型分段磁钢结构，且第一磁钢2以及第二磁钢3沿着定子的径向分布，即第一磁钢2位于外侧、第二磁钢3位于内侧，或者第二磁钢3位于外侧、第一磁钢2位于内侧，V型分段磁钢与U型分段磁钢相组合在一起，两者之间的角度、两者之间的距离变化更加灵活多样，且U型磁钢对V型磁钢的聚磁效应进行了有效的补偿，在增加磁通的基础上，凸极率变化大，且合理优化了d轴和q轴的磁路效应，能有效降低轮毂电机100在大转矩下的磁密，进而提升转矩密度，也提升了过载能力和响应速度。

可见，本申请的内嵌式磁钢外转子铁芯组件10，外转子的磁钢安装简单、方便，且采用V型磁钢以及U型磁钢组合在一起，组合更加灵活多样，且U型磁钢对V型磁钢的聚磁效应进行了有效的补偿，在增加磁通的基础上，凸极率变化大，且合理优化了d轴和q轴的磁路效应，能有效降低轮毂电机100在大转矩下的磁密，进而提升转矩密度，也提升了过载能力和响应速度。

其中，可选地，多组磁钢沿着转子铁芯1的周向均匀分布，多组磁钢之间的间隙可根据实际需要设置，当然，不仅限于此。

其中，可选地，在转子铁芯1上直接开设嵌入槽，当然，不仅限于此。

其中，可选地，第一磁钢2的相邻的两分段磁钢以及第二磁钢3间隔的两分段磁钢所形成的角度可相同，也可不同，组合更加多样化。

其中，可选地，转子铁芯1为环状结构，具体为圆环状结构，且第一磁钢以及第二磁钢3沿着圆环状结构的半径的径向分布，即第一磁钢靠近外环或者第二磁钢3靠近外环，当然，不仅限于此。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图1至图5所示，第一磁钢2以及第二磁钢3的开口均朝向定子铁芯20；或第一磁钢2以及第二磁钢3的开口均朝向转子铁芯1。

在该实施例中，可根据实际需要将第一磁钢2以及第二磁钢3的开口均朝向定子铁芯20设置，或者将第一磁钢2以及第二磁钢3的开口均朝向转子铁芯1设置，即第一磁钢2位于外侧，第二磁钢3位于内侧，或者第二磁钢3位于外侧，第一磁钢2位于内侧，组合安装方式更加多变，以适应不同的需要。

在本申请的一个实施例中，优选地，第一磁钢2与第一嵌入槽相适配或过盈配合；第二磁钢3与第二嵌入槽相适配或者过盈配合。

在该实施例中，当第一磁钢2与第一嵌入槽相适配时，使得第一磁钢2恰好能放入第一嵌入槽内，安装简单、方便；当第一磁钢2与第一嵌入槽过盈配合时，使得第一磁钢2能够卡设在第一限位槽内，进一步防止第一磁钢2从第一限位槽内脱落，更加安全、可靠。同理，当第二磁钢3与第二嵌入槽相适配时，使得第二磁钢3恰好能放入第二嵌入槽内，安装简单、方便；当第二磁钢3与第二嵌入槽过盈配合时，使得第二磁钢3能够卡设在第二限位槽内，进一步防止第二磁钢3从第二限位槽内脱落，更加安全、可靠。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图2所示，第一嵌入槽的侧壁开设有第一限位槽，第一磁钢2设置有凸出于其外表面的第一限位凸起201，第一限位凸起201插设在第一限位槽内；第二嵌入槽的侧壁开设有第二限位槽，第二磁钢3设置有凸出于其外表面的第二限位凸起301，第二限位凸起301插设在第二限位槽内。

在该实施例中，第一磁钢2的第一限位凸起201能够插设在第一限位槽内，进一步防止第一磁钢2从第一限位槽内脱落，保证轮毂电机100在工作过程中的可靠性。同理，第二磁钢3的第二限位凸起301能够插设在第二限位槽内，进一步防止第二磁钢3从第二限位槽内脱落，保证轮毂电机100在工作过程中的可靠性。

在本申请的一个实施例中，优选地，第一磁钢2中的相邻的分段磁钢之间设置有导磁桥；第二磁钢3中的相邻的分段磁钢之间也设置有导磁桥。

在该实施例中，相邻分段磁钢间设置导磁桥，空载时导磁桥对永磁磁通呈磁路饱和状态，永磁磁通难以通过导磁桥；负载时，在定子电流作用下，电枢反应的去磁，使一部分永磁磁通流向相邻分段磁钢间的导磁桥，成为漏磁通，使通过气隙的磁通密度减少。

其中，可选地，导磁桥的额定宽度可根据实际需要设置，调节导磁桥的宽度，即可调节导磁桥的磁路饱和程度，从而调控途径导磁桥的永磁磁通，调控气隙磁密的降低程度，达到高速段弱磁恒功率扩速作用，获得比表面安装式永磁电机和内置式整体永磁电机更宽广的恒功率速度范围，满足电动、混合动力汽车驱动要求，实现高功率密度、宽调速、快响应、频繁启动和平稳运行。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图1至图5所示，第一磁钢2中相邻设置的两个分段磁钢之间形成的角度为100°～170°；第二磁钢3中间隔设置的两个分段磁钢之间形成的角度为110°～175°。

在该实施例中，内层的第一磁钢2采用钝角结构能够有效增加弱磁调速的能力，外层的第二磁钢3采用以上角度，能够起到更好的聚磁作用，提高轮毂电机100的气隙磁密。当然，第一磁钢2以及第二磁钢3自身所成的角度不仅限于此，还可根据实际需要设置。其中，如图1所示，第一磁钢2与第二磁钢3自身所成的角度不同，如图4所示，第一磁钢2与第二磁钢3自身所成的角度相同。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图2所示，第一嵌入槽的周向边缘设置有第一卡扣4，第一卡扣4用于扣设在第一磁钢2上；第二嵌入槽的周向边缘设置有第二卡扣5，第二卡扣5用于扣设在第二磁钢3上。

在该实施例中，第一卡扣4用于将第一磁钢2牢固地锁紧在第一嵌入槽内，使得第一磁钢2在外转子运转时，不容易从第一嵌入槽脱离，使得轮毂电机100在工作过程中更加安全、可靠。同理，第二卡扣5用于将第二磁钢3牢固地锁紧在第二嵌入槽内，使得第二磁钢3在外转子运转时，不容易从第二嵌入槽脱离，使得轮毂电机100在工作过程中更加安全、可靠。

其中，可选地，卡扣为硬塑料卡扣，不易损坏，且不影响磁钢的磁性。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图1至图5所示，多组磁钢沿着转子铁芯1的周向均匀排布；多组嵌入槽沿着定子铁芯20均匀分布；多组磁钢与多组嵌入槽相一一对应。

在该实施例中，多组磁钢沿着转子铁芯1的周向均匀排布，多组嵌入槽沿着定子铁芯20均匀分布，且多组磁钢与多组嵌入槽相一一对应，使得轮毂电机100各处的磁密度相近，保证轮毂电机100的平稳运行。

本申请的实施例还提供一种轮毂电机100，包括上述任一实施例所述的内嵌式磁钢外转子铁芯组件10，因而，具有该装置的全部有益技术效果，在此，不再赘述。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图6所示，轮毂电机100还包括固定轴30、定子铁芯20、以及轮毂外壳40；其中，固定轴30穿设在轮毂外壳40上，且固定轴30与轮毂外壳40之间设置有轴承50；定子铁芯20套设于固定轴30上；转子铁芯1设置在轮毂外壳40的内壁面上，且转子铁芯1能够跟随轮毂外壳40相对固定轴30旋转。

在该实施例中，转子设置在轮毂外壳40上，转子与轮毂外壳40成为一个整体，强度高，同时，转子能够带动轮毂外壳40绕着固定轴30旋转，轮毂外壳40也能够带动转子相对定子转动，进而切割感线，产生电能，为电动汽车供电。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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申请各实施例技术方案的范围。