一種電動汽車用外轉子盤式永磁輪轂電的制造方法
【專利摘要】一種電動汽車用外轉子盤式永磁輪轂電機，是完全對稱的結構，包括兩個定子鐵心，其上繞有三相繞組，兩個定子鐵心通過外側的兩定子連接孔連接在一起，內側與支撐軸連接在一起，支承軸為空心軸結構；兩個轉子鐵心通過圓錐軸承支承在支承軸上，并和定子鐵心留有1mm間隙，轉子鐵心上開有矩形開槽，其中鑲嵌有永磁體，通過鋁圈固定在轉子鐵心內部；兩轉子鐵心之間通過螺栓連接在一起，本實用新型轉子電機輸出轉矩大，結構簡單緊湊，布置方便；磁場拓撲結構為空間磁路，氣隙方向為軸向，這種磁路分布形式在低速下可以輸出較大轉矩，適合應用于電動汽車，作為直驅力矩電機；交流電機控制方法多，可實現(xiàn)多種控制策略，使電動汽車獲得優(yōu)越的驅動性能。
【專利說明】
一種電動汽車用外轉子盤式永磁輪轂電機

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于汽車【技術領域】，具體涉及一種電動汽車用外轉子盤式永磁輪轂電機。

【背景技術】
[0002]隨著近幾年來能源形勢越來越嚴峻，各大汽車廠商紛紛投入巨大的資金和精力研發(fā)新能源汽車，純電動汽車時新能源汽車的一個重要分支，近年來得到了快速發(fā)展，有學者預測，純電動汽車未來最有可能替代傳統(tǒng)內燃機汽車成為汽車市場的主流。
[0003]現(xiàn)有的純電動汽車按電機的布置方式分為集中型、輪邊型和輪轂型電動汽車，其中集中型電動汽車采用一個電機作為驅動，替代原有發(fā)動機，保留汽車上的離合器、變速器，而輪邊型和輪轂型電動汽車均采用多個電機作為驅動，獨立控制電機，來實現(xiàn)電機的多種控制策略。輪邊型和輪轂型電動汽車因其科技含量高，技術附加值高，成為各公司和高校的研究熱點，對于這兩種形式的電動汽車，在研發(fā)過程中需要解決的關鍵技術有三點:1、電池續(xù)駛里程和管理系統(tǒng)；2、電機驅動性能；3、電機控制算法。
[0004]目前電機驅動性能方面主要存在的問題是，傳統(tǒng)電機適合在高速平穩(wěn)工況下工作，而輪轂型電動汽車電機的工況十分惡劣，同時需要電機在低速下能夠輸出較大的轉矩，以使得電動汽車結構上盡可能簡單可靠，效率盡可能高。三相異步電動機的性能無法滿足電動汽車的要求，因此近年來電動汽車的一個重要研究方向就是研制新型的輪轂電機，以提高電動汽車的性能。


【發(fā)明內容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種電動汽車用外轉子盤式永磁輪轂電機，采用盤式永磁電機進行機電一體化設計，使輪轂電機結構緊湊，運行穩(wěn)點，效率提聞。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型采取的技術方案為:
[0007]—種電動汽車用外轉子盤式永磁輪轂電機，是完全對稱的結構，包括兩個定子鐵心4-1，定子鐵心4-1上繞有三相繞組4-2，兩個定子鐵心4-1通過外側的兩定子連接孔用螺栓連接在一起，定子鐵心4-1內側與支撐軸I通過螺栓連接在一起，支承軸I為空心軸結構，其上開有走線孔，支承軸I在電機運行過程中不發(fā)生轉動；兩個轉子鐵心2-1通過圓錐軸承3支承在支承軸I上，并和定子鐵心4-1留有Imm間隙，轉子鐵心2_1上開有矩形開槽，其中鑲嵌有永磁體2-2，永磁體2-2通過鋁圈2-3固定在轉子鐵心2-1內部，鋁圈2_3和轉子鐵心2-1之間為緊配合；兩轉子鐵心2-1之間通過螺栓連接在一起，中間墊有橡膠墊圈5作為密封。
[0008]所述的定子鐵心4-1是盤形結構，其上一側開有36個徑向齒槽，三相繞組4-2纏繞在齒槽中，每三個相鄰線圈為一相，A、B、C三相依次排列，每相繞組中中間線圈和另外兩個線圈中通入的電流方向始終相反，兩個定子鐵心4-1組成整個電機的固定部分。
[0009]所述的轉子鐵心2-1為內凹盤形結構，內凹部分也開有36個徑向齒槽，永磁體2-2鑲嵌在齒槽中，永磁體2-2充磁方向為周向，相鄰兩塊永磁體2-2相對的面極性相反，兩塊永磁體2-2的磁力線互相排斥，迫使磁力線向轉子的軸向延伸。
[0010]本實用新型的優(yōu)點為:外轉子電機輸出轉矩大，結構簡單緊湊，布置方便；磁場拓撲結構為空間磁路，氣隙方向為軸向，這種磁路分布形式在低速下可以輸出較大轉矩，適合應用于電動汽車，作為直驅力矩電機；交流電機控制方法多，可實現(xiàn)多種控制策略，使電動汽車獲得優(yōu)越的驅動性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的整體結構示意圖，其中㈧圖為軸測圖，⑶圖為半剖軸測圖。
[0012]圖2是定子鐵心4-1、三相繞組4-2和支撐軸I裝配示意圖，其中(A)圖為結構軸測圖，(B)圖為二相繞組4-2分相不意圖。
[0013]圖3是轉子鐵心2-1、永磁體2-2、鋁圈2-3裝配示意圖，其中(A)圖為結構軸測圖，(B)圖為永磁體2-3安裝方向示意圖。
[0014]圖4是本實用新型與外接電氣模塊連接示意圖。

【具體實施方式】
[0015]下面參照附圖對本實用新型作詳細闡釋。
[0016]參照圖1，一種電動汽車用外轉子盤式永磁輪轂電機，是完全對稱的結構，包括兩個定子鐵心4-1，定子鐵心4-1上繞有三相繞組4-2，兩個定子鐵心4-1通過外側的兩定子連接孔用螺栓連接在一起，定子鐵心4-1內側與支撐軸I通過螺栓連接在一起，支承軸I為空心軸結構，其上開有走線孔，支承軸I在電機運行過程中不發(fā)生轉動；兩個轉子鐵心2-1通過圓錐軸承3支承在支承軸I上，并和定子鐵心4-1留有Imm間隙，轉子鐵心2_1上開有矩形開槽，其中鑲嵌有永磁體2-2，永磁體2-2通過鋁圈2-3固定在轉子鐵心2-1內部，鋁圈2-3和轉子鐵心2-1之間為緊配合；兩轉子鐵心2-1之間通過螺栓連接在一起，中間墊有橡膠墊圈5作為密封,防止電機內部進水。
[0017]參照圖2，所述的定子鐵心4-1是盤形結構，其上一側開有36個徑向齒槽，三相繞組4-2纏繞在齒槽中，每三個相鄰線圈為一相，A、B、C三相依次排列，每相繞組中中間線圈和另外兩個線圈中通入的電流方向始終相反，兩個定子鐵心4-1組成整個電機的固定部分，三相繞組4-2的線頭通過走線孔從支撐軸I的空心部分連接到伺服驅動器。
[0018]參照圖3，所述的轉子鐵心2-1為內凹盤形結構，內凹部分也開有36個徑向齒槽，永磁體2-2鑲嵌在齒槽中，永磁體2-2充磁方向為周向，相鄰兩塊永磁體2-2相對的面極性相反，兩塊永磁體2-2的磁力線互相排斥，迫使磁力線向轉子的軸向延伸。
[0019]本實用新型的工作原理為:
[0020]參照圖4，圖中粗線代表強電連接，細線代表弱電連接，雙線代表機械連接，一種電動汽車用外轉子盤式永磁輪轂電機與伺服驅動器連接，伺服驅動器與功率變換器連接，從電池處獲得電能；驅動整車ECU通過分析輪速傳感器的反饋信號和整車ECU的車速信號對伺服驅動器發(fā)出指令，控制四個輪轂電機獨立的運行，實現(xiàn)電動汽車的多種控制策略；每一個外轉子盤式永磁輪轂電機的工作過程為:當伺服驅動器給外轉子盤式永磁輪轂電機的三相繞組4-2中通入三相交變電流時，在定子鐵心4-1中產(chǎn)生磁場，這一磁場和轉子鐵心2-1中永磁體2-2的磁場相互作用，由于定子鐵心4-1中的磁場會根據(jù)通入的三相電流的相位發(fā)生變化，因而這兩個磁場的作用力方向始終保持不變，轉子鐵心2-1能夠發(fā)生連續(xù)轉動，向外輸出轉矩。
【權利要求】
1.一種電動汽車用外轉子盤式永磁輪轂電機，是完全對稱的結構，包括兩個定子鐵心(4-1)，其特征在于:定子鐵心(4-1)上繞有三相繞組(4-2)，兩個定子鐵心(4-1)通過外側的兩定子連接孔用螺栓連接在一起，定子鐵心(4-1)內側與支撐軸(I)通過螺栓連接在一起，支承軸(I)為空心軸結構，其上開有走線孔，支承軸(I)在電機運行過程中不發(fā)生轉動；兩個轉子鐵心(2-1)通過圓錐軸承(3)支承在支承軸(I)上，并和定子鐵心(4-1)留有1_間隙，轉子鐵心(2-1)上開有矩形開槽，其中鑲嵌有永磁體(2-2)，永磁體(2-2)通過鋁圈(2-3)固定在轉子鐵心(2-1)內部，鋁圈(2-3)和轉子鐵心(2-1)之間為緊配合；兩轉子鐵心(2-1)之間通過螺栓連接在一起，中間墊有橡膠墊圈(5)作為密封。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種電動汽車用外轉子盤式永磁輪轂電機，其特征在于:所述的定子鐵心(4-1)是盤形結構，其上一側開有36個徑向齒槽，三相繞組(4-2)纏繞在齒槽中，每三個相鄰線圈為一相，A、B、C三相依次排列，每相繞組中中間線圈和另外兩個線圈中通入的電流方向始終相反，兩個定子鐵心(4-1)組成整個電機的固定部分。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種電動汽車用外轉子盤式永磁輪轂電機，其特征在于:所述的轉子鐵心(2-1)為內凹盤形結構，內凹部分也開有36個徑向齒槽，永磁體(2-2)鑲嵌在齒槽中，永磁體(2-2)充磁方向為周向，相鄰兩塊永磁體(2-2)相對的面極性相反，兩塊永磁體(2-2)的磁力線互相排斥，迫使磁力線向轉子的軸向延伸。
【文檔編號】H02K1/27GK204179768SQ201420343087
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權日:2014年6月25日
【發(fā)明者】趙升噸, 崔敏超, 陳超, 李靖祥, 李雪 申請人:西安交通大學