專利名稱：基于Halbach陣列的電動汽車輪轂永磁電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動汽車輪轂永磁電機。特別是涉及一種外轉(zhuǎn)子與電機的兩端蓋以及汽車輪輞相連，電機工作時，三者同軸轉(zhuǎn)動的基于Halbach陣列的電動汽車輪轂永磁電機。
背景技術(shù)：
目前，全世界的汽車生產(chǎn)量和使用量巨大，而且增長迅速，人類面臨越來越多的環(huán)境問題和能源枯竭問題，將面臨嚴峻挑戰(zhàn)。設(shè)計和研發(fā)一種高效能、環(huán)保、安全的汽車是實現(xiàn)交通可持續(xù)發(fā)展的必由之路。電能作為一種新型清潔能源，將成為未來能源發(fā)展的必然趨勢，電動汽車也將必然取代傳統(tǒng)的燃油汽車成為新時代的主宰。隨著人們對節(jié)能環(huán)保的日益關(guān)注，人們期待著動力強勁而又擁有出眾燃油效益性的汽車的出現(xiàn)。目前普通電動汽車電機所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)動力在經(jīng)過一組齒輪或一個傳動系統(tǒng)驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動的過程中，有10% 以上的能量被損耗掉。輪轂電機技術(shù)又稱車輪內(nèi)裝電機技術(shù)，它的最大特點就是將動力、傳動和制動裝置都整合到輪轂內(nèi)，因此將電動車輛的機械部分大大簡化，減少由于汽車傳動機構(gòu)、齒輪變速箱等帶來的功率損耗，從而提高整車的性能。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、轉(zhuǎn)動慣量小、功率密度和轉(zhuǎn)矩密度大、易于生產(chǎn)制造的基于Halbach陣列的電動汽車輪轂永磁電機。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種基于Halbach陣列的電動汽車輪轂永磁電機， 包括外殼、內(nèi)端蓋、電樞繞組、外端蓋和與汽車車身懸架固定連接的電機軸，還設(shè)置有轉(zhuǎn)子表貼式磁鋼，所述的內(nèi)端蓋和外端蓋分別固定連接在外殼的兩端，外轉(zhuǎn)子表貼式磁鋼貼于外殼的內(nèi)表面上，所述的電樞繞組通過氣隙相對的設(shè)置在外轉(zhuǎn)子表貼式磁鋼的內(nèi)側(cè)，所述的外殼、內(nèi)端蓋、外端蓋和外轉(zhuǎn)子表貼式磁鋼同軸共轉(zhuǎn)動，所述的外端蓋通過螺釘與電動汽車輪輞固定連接，所述電機軸內(nèi)設(shè)有用以施加三相交流電引出線的出線孔。
電機內(nèi)定子采用分數(shù)槽繞組結(jié)構(gòu)的內(nèi)定子，所述的外轉(zhuǎn)子表貼式磁鋼采用 Halbach陣列磁鋼結(jié)構(gòu)。
所述的外轉(zhuǎn)子表貼式磁鋼每極采用2塊90°排列的Halbach型永磁體，每極的兩塊磁鋼分別采用徑向充磁和切向充磁，其中切向充磁磁鋼長度小于徑向充磁磁鋼長度。
所述的外轉(zhuǎn)子表貼式磁鋼是由釹鐵硼永磁材料制成。
本發(fā)明的基于Halbach陣列的電動汽車輪轂永磁電機，有益效果是
I)采用外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的輪轂永磁電機，省略大量傳動部件，讓車輛結(jié)構(gòu)更簡單，可實現(xiàn)多種復(fù)雜的驅(qū)動方式，便于采用多種新能源車技術(shù)。
2)磁鋼采用表貼式Halbach型永磁體陣列結(jié)構(gòu)，可以得到接近正弦的氣隙磁密分布，實現(xiàn)電機的聚磁效應(yīng)和磁密的提升，提高電機功率密度?！?011〕 3)長度不均勻他型永磁體陣列結(jié)構(gòu)，減小每塊切向充磁磁鋼的長度，從而 接近于矩形磁鋼條，更容易進行充磁，給電機的生產(chǎn)和制造帶來了極大的方便。 〔0012〕 4〉采用8極9槽的分數(shù)槽繞組結(jié)構(gòu)，利用其等效分布作用和對齒諧波反電勢的削 弱作用，以達到改善電勢波形和提高繞組利用率的效果，同時縮短線圈周長和端部伸出長 度，減小電機繞組電阻，降低損耗，提高電機的效率和功率密度。


〔0013〕圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意〔0014〕圖2是本發(fā)明外轉(zhuǎn)子與外殼的結(jié)構(gòu)示意〔0015〕圖3是本發(fā)明內(nèi)側(cè)端面示意〔0016〕圖4是本發(fā)明外側(cè)與輪輞連接端面的示意〔0017〕圖53是磁鋼每極采用2塊90。排列的他型永磁體充磁方向示意〔0018〕圖56是磁鋼每極采用2塊90。排列的他型永磁體陣列磁力線〔0019〕圖63是長度不均勻磁鋼每極采用2塊90。排列的他型永磁體充磁方向示 意〔0020〕圖66是長度不均勻磁鋼每極采用2塊90。排列的他型永磁體磁力線圖。
〔0021〕圖中
〔0022〕1 外殼2 外轉(zhuǎn)子表貼式磁鋼
〔0023〕3內(nèi)端蓋4電樞繞組
〔0024〕5 外端蓋6 螺釘
〔0025〕7電機軸8出線孔
〔0026〕9 過油孔
具體實施例方式
〔0027〕 下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的基于他11^01！陣列的電動汽車輪轂永磁電機 做出詳細說明。
〔0028〕 本發(fā)明的基于他陣列的電動汽車輪轂永磁電機，包括外殼1、內(nèi)端蓋3、外端 蓋5、電樞繞組4和與汽車車懸架固定連接的電機軸7，所述的內(nèi)端蓋3和外端蓋5分別固 定連接在外殼1的兩端，外轉(zhuǎn)子表貼式磁鋼2固定在外殼1的內(nèi)表面上，所述的電樞繞組4 通過氣隙相對的設(shè)置在外轉(zhuǎn)子表貼式磁鋼2的內(nèi)側(cè)，電機工作時，所述的外殼1、內(nèi)端蓋3、 外端蓋5和外轉(zhuǎn)子表貼式磁鋼2同軸共轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動電動汽車行駛。所述的外端蓋5通 過螺釘6與電動汽車輪輞固定連接，所述電機軸7內(nèi)設(shè)有用以施加三相交流電引出線的出 線孔8。
〔0029〕 本發(fā)明的基于他讓肌！!陣列的電動汽車輪轂永磁電機，電機內(nèi)定子采用分數(shù)槽繞 組結(jié)構(gòu)的內(nèi)定子，如電機內(nèi)定子采用8極9槽分數(shù)槽繞組結(jié)構(gòu)，利用其等效分布作用和對齒 諧波反電勢的削弱作用，以達到改善電勢波形和提高繞組利用率的效果，同時縮短線圈周 長和端部伸出長度，減小電機繞組電阻，降低損耗，提高電機的效率和功率密度。。所述的外 轉(zhuǎn)子表貼式磁鋼2采用他陣列磁鋼結(jié)構(gòu)，可以得到接近正弦的氣隙磁密分布，實現(xiàn)電 機的聚磁效應(yīng)和磁密的提升，提高電機功率密度。所述的外轉(zhuǎn)子表貼式磁鋼2每極采用2塊90°排列的Halbach型永磁體，其特點是采用長度不均勻Halbach磁鋼陣列，每極的兩塊磁鋼分別采用徑向充磁和切向充磁，其中切向充磁磁鋼長度小于徑向充磁磁鋼長度，減小每塊切向充磁磁鋼的長度，從而接近于矩形磁鋼條，更容易進行充磁，給電機的生產(chǎn)和制造帶來了極大的方便。。所述的外轉(zhuǎn)子表貼式磁鋼2是由釹鐵硼永磁材料制成。
盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于Halbach陣列的電動汽車輪轂永磁電機,包括外殼(I)、內(nèi)端蓋(3)、電樞繞組(4)、外端蓋(5)和與汽車車身懸架固定連接的電機軸(7)，其特征在于，還設(shè)置有轉(zhuǎn)子表貼式磁鋼(2)，所述的內(nèi)端蓋(3)和外端蓋(5)分別固定連接在外殼(I)的兩端，外轉(zhuǎn)子表貼式磁鋼(2)貼于外殼(I)的內(nèi)表面上，所述的電樞繞組(4)通過氣隙相對的設(shè)置在外轉(zhuǎn)子表貼式磁鋼(2)的內(nèi)側(cè),所述的外殼(I)、內(nèi)端蓋(3)、外端蓋(5)和外轉(zhuǎn)子表貼式磁鋼(2)同軸共轉(zhuǎn)動，所述的外端蓋(5)通過螺釘(6)與電動汽車輪輞固定連接，所述電機軸(7)內(nèi)設(shè)有用以施加三相交流電引出線的出線孔(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于Halbach陣列的電動汽車輪轂永磁電機,其特征在于，電機內(nèi)定子采用分數(shù)槽繞組結(jié)構(gòu)的內(nèi)定子，所述的外轉(zhuǎn)子表貼式磁鋼(2)采用Halbach陣列磁鋼結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于Halbach陣列的電動汽車輪轂永磁電機，其特征在于，所述的外轉(zhuǎn)子表貼式磁鋼(2)每極采用2塊90°排列的Halbach型永磁體，每極的兩塊磁鋼分別采用徑向充磁和切向充磁，其中切向充磁磁鋼長度小于徑向充磁磁鋼長度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于Halbach陣列的電動汽車輪轂永磁電機，其特征在于，所述的外轉(zhuǎn)子表貼式磁鋼(2)是由釹鐵硼永磁材料制成。
全文摘要
一種基于Halbach陣列的電動汽車輪轂永磁電機，包括外殼、內(nèi)端蓋、電樞繞組、外端蓋和與汽車車身懸架固定連接的電機軸，還設(shè)置有轉(zhuǎn)子表貼式磁鋼，所述的內(nèi)端蓋和外端蓋分別固定連接在外殼的兩端，外轉(zhuǎn)子表貼式磁鋼貼于外殼的內(nèi)表面上，所述的電樞繞組通過氣隙相對的設(shè)置在外轉(zhuǎn)子表貼式磁鋼的內(nèi)側(cè)，所述的外殼、內(nèi)端蓋、外端蓋和外轉(zhuǎn)子表貼式磁鋼同軸共轉(zhuǎn)動，所述的外端蓋通過螺釘與電動汽車輪輞固定連接，所述電機軸內(nèi)設(shè)有用以施加三相交流電引出線的出線孔。本發(fā)明車輛結(jié)構(gòu)更簡單，可實現(xiàn)多種復(fù)雜的驅(qū)動方式，便于采用多種新能源車技術(shù)；實現(xiàn)電機的聚磁效應(yīng)和磁密的提升，提高電機功率密度；給電機的生產(chǎn)和制造帶來了極大的方便；提高電機的效率和功率密度。
文檔編號H02K21/24GK102545515SQ20121001754
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者王曉遠, 竇汝振, 米彥青, 高鵬 申請人:天津清源電動車輛有限責(zé)任公司