集成了刹车系统的高转矩密度轮毂电机技术方案

本发明专利技术公开了一种集成了刹车系统的高转矩密度轮毂电机，解决了如何将轮毂电机与刹车系统小型集成化的问题。将轮毂电机的转子支架设计成横断面为“工”字形的结构，达到在转子支架为减速器和制动器留出安装空间的目的，本电机的非驱动端端盖和驱动端端盖均设计为向电机转子支架内部凹陷的嵌入式结构，在内陷的非驱动端端盖的凹槽中安装制动鼓和刹车盘，达到了在有限空间内将轮毂电机与车轮制动系统集合在一起的效果；并通过对定子端部绕组进行高导热材料的填充，提高了电机内绕组端部的散热能力，结构简单，实施容易。实施容易。实施容易。

【技术实现步骤摘要】
集成了刹车系统的高转矩密度轮毂电机


[0001]本专利技术涉及一种高转矩密度轮毂电机，特别涉及一种集成了刹车系统的高转矩密度轮毂电机。

技术介绍

[0002]电驱动车轮是指将轮毂电机、传动系统和刹车系统集成在一起的车轮，车轮本身就带有电驱动功能；轮毂电机一般采用转子内嵌磁钢的永磁同步电机，包括定子、转子、轴承、端盖、转子位置检测装置、水下密封电连接插座等部件，轮毂电机转子转轴与车轮轮对轴是同轴设置的，在轮毂电机的驱动端，集成有减速器、轮辋和橡胶轮胎，在轮毂电机的非驱动端，集成了刹车系统，轮毂电机本体被夹持在集成的减速器与集成的刹车系统之间，轮毂电机属于体积小输出转矩大的高转矩密度水冷式电机，电机发热能力较大，有些电机还苛刻要求：当冷却水入水温度达75℃时，电机的温升不得超过115℃；轮毂电机是通过电机壳体上的水冷套中的循环冷却水，对电机进行冷却的，高转矩密度定子铁芯中嵌入的线圈中电流所产生热量，直接通过定子铁芯，传导到壳体的水冷套的冷却水中，被冷却水带走冷却；定子绕组端部是悬挑在电机端盖内的空间中的，定子绕组端部线圈所产生的热量，或者靠空气传导到电机壳体上，再通过壳体上的水冷套，将热量带走，或者沿绕组铜线传导回定子铁芯，再由定子铁芯传导到水冷套中，存在该部分热量传导慢，直接导致电机壳体内温升超过115℃的苛刻要求的问题，如何解决该问题成为该类轮毂电机设计中的一个难题。
[0003]对于电驱动车轮来说，由于在轮毂电机的驱动端一侧要集成行星减速器、轮辋和橡胶轮胎，在轮毂电机的非驱动端一侧要集成刹车系统，一般将轮毂电机的转子支架设计为“工”字形，该形状的支架结构形式，为减速器及刹车系统向电机转子支架内侧空间方向集成，创造了可利用空间；轮毂电机一般为转子内嵌磁钢的永磁同步电机，现有的该类电机转子的结构为：在转子支架的外圆上的一端设置有叠压转子硅钢片的初始定位止口，在转子支架上装叠硅钢片时，先将转子铁芯始端固定压板设置在该止口上，依次将硅钢片、转子铁心末端和固定压板，装叠到转子支架上，在转子铁心末端固定压板上留有装磁钢孔，转子铁心叠压装配完成后，进行永磁磁钢的嵌入工作，最后，在转子铁心末端固定压板上再设置磁钢压板，通过固定螺栓，安装一块磁钢压板，达到将转子铁心硅钢片和磁钢稳定地固定在转子支架上的目的，该磁钢压板具有一定的厚度，它与连接螺栓需要占据电机端盖内的一定空间，如何从结构上节省电机端盖内侧空间，并实现对转子铁心硅钢片、磁钢与转子支架之间的固定，是设计轮毂电机需要考虑的另一个技术问题。
[0004]轮毂电机是电驱动车轮的核心部件，轮毂电机转子转轴起着驱动车轮旋转的主动轴作用，车轮的制动鼓和刹车盘连接在该主动轴的非驱动端一侧，通过对轮毂电机转子转轴的抱紧，来实现车轮的制动，制动鼓和刹车盘，均具有一定的空间体积，如何将两者与轮毂电机集合，达到尽可能实现两者集成后小型化和集成化的目的，是该轮毂电机在结构设计上需要创造性地解决的一个关键课题；另外，在轮毂电机转子的驱动端，集成有行星减速器和橡胶轮胎车轮，轮胎自动充放气装置是设置在轮毂电机非驱动端一侧，而车轮是集成
在轮毂电机的驱动端一侧，如何构建一个便捷安全的并不占据空间的轮胎充气气路，也是现场需要解决的一个难题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种集成了刹车系统的高转矩密度轮毂电机，解决了如何将轮毂电机与刹车系统小型集成化的技术问题。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案解决以上技术问题的：本专利技术的总体构思：将轮毂电机的转子支架设计成横断面为“工”字形的结构，达到在转子支架为减速器和制动器留出安装空间的目的，本电机的非驱动端端盖和驱动端端盖均设计为向电机转子支架内部凹陷的嵌入式结构，在内陷的非驱动端端盖的凹槽中安装制动鼓和刹车盘，达到了在有限空间内将轮毂电机与车轮制动系统集合在一起的效果；在轮毂电机的定子安装机座中，设置双螺旋形冷却水水道，将双螺旋形冷却水水道的入水口设计成弧形，通过优化水道入水口结构，降低了冷却水入水的水阻，从而提高了散热效率；通过临时工装罩，将轮毂电机的驱动端定子绕组端部和非驱动端定子端部，分别设置在密封的临时工装罩体中，将氮化铝粉末与环保型快干无溶剂浸渍树脂混合后，填充在密封罩体中，待填充料凝固后，取出临时工装罩体，使绕组端部线圈所产生的热量，能通过填充后的高导热氮化铝填充材料，直接传导到电机壳体的水冷套中，被循环冷却水带走；改变了传统的永磁电机转子铁心硅钢片依靠末端挡板与转子支架连接固定，和磁钢固定依靠磁钢压板与末端挡板连接固定的结构形式，在转子铁芯支架的外圆的一端，设置一圈可向外折弯90度的梅花瓣状舌片，将转子铁心硅钢片、磁钢一次装配完成，用油压机压紧后，通过该舌头的折弯，将转子铁心硅钢片、磁钢与转子支架固定连接在一起，该梅花瓣状舌片的厚度仅为1毫米，用该梅花瓣状舌片结构代替传统的永磁电机转子铁心硅钢片的末端挡板、磁钢压板及连接螺栓的固定铁心和磁钢的结构形式，将原来的叠铁心、装磁钢两道工序改进为一道工序完成，更重要的是节省了电机转子轴向空间；将轮毂电机的转子支架设计成横截面为“工”字形式，也起到了节省电机两端盖内的预留空间的作用。
[0007]一种集成了刹车系统的高转矩密度轮毂电机，包括电机机座，在电机机座的驱动端设置有驱动端端盖，在驱动端端盖的中心孔中，设置有驱动端端盖轴承；在电机机座的非驱动端设置有非驱动端端盖，在非驱动端端盖的中心孔中，设置有非驱动端端盖轴承，在驱动端端盖轴承与非驱动端端盖轴承之间，设置有轮毂电机转轴，驱动端端盖为向电机转子支架方向凹陷的嵌入式结构端盖，非驱动端端盖为向电机转子支架方向凹陷的嵌入式结构端盖；在伸出到非驱动端端盖外侧的轮毂电机转轴的非驱动端轴伸上设置有刹车盘和制动鼓，刹车盘和制动鼓设置在非驱动端端盖外侧的凹陷槽中，在非驱动端端盖的外圆环立面上设置有水密封电连接插座。
[0008]在轮毂电机转轴上设置有横断面为“工”字形的电机转子支架，在电机转子支架的驱动端侧的外圆上，设置有供转子铁芯硅钢片叠装的起始止口环形台阶，在电机转子支架的非驱动端侧的外圆上，沿外圆间隔地布设有梅花瓣状舌片，在起始止口环形台阶与梅花瓣状舌片之间，设置有叠压在一起的转子铁芯硅钢片始端挡板、转子铁芯、磁钢和转子铁芯硅钢片末端挡板，在相邻的两梅花瓣状舌片之间设置有豁口。
[0009]在电机机座中设置有双螺旋循环冷却水水路，在电机机座内设置有定子铁芯，在
定子铁芯中设置有定子绕组，在定子铁芯的驱动端设置有绕组驱动端端部，在定子铁芯的非驱动端设置有绕组非驱动端端部，绕组驱动端端部设置在驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块中，驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块与电机机座贴合连接在一起，绕组非驱动端端部设置在非驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块中，非驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块与电机机座贴合连接在一起。
[0010]驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块和非驱动端高导热氮化铝填充材料凝结块是通过以下步骤得到的：第一步、在轮毂电机的绕组驱动端端部设置临时驱动端定子绕组端部密封罩体工装；在轮毂电机的绕组非驱动端端部设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成了刹车系统的高转矩密度轮毂电机，包括电机机座（1），在电机机座（1）的驱动端设置有驱动端端盖（36），在驱动端端盖（36）的中心孔中，设置有驱动端端盖轴承（37）；在电机机座（1）的非驱动端设置有非驱动端端盖（10），在非驱动端端盖（10）的中心孔中，设置有非驱动端端盖轴承（11），在驱动端端盖轴承（37）与非驱动端端盖轴承（11）之间，设置有轮毂电机转轴（7），其特征在于，驱动端端盖（36）为向电机转子支架方向凹陷的嵌入式结构端盖，非驱动端端盖（10）为向电机转子支架方向凹陷的嵌入式结构端盖；在伸出到非驱动端端盖（10）外侧的轮毂电机转轴（7）的非驱动端轴伸（20）上设置有刹车盘（22）和制动鼓（21），刹车盘（22）和制动鼓（21）设置在非驱动端端盖（10）外侧的凹陷槽中，在非驱动端端盖（10）的外圆环立面上设置有水密封电连接插座（23）。2.根据权利要求1所述的一种集成了刹车系统的高转矩密度轮毂电机，其特征在于，在轮毂电机转轴（7）上设置有横断面为“工”字形的电机转子支架（6），在电机转子支架（6）的驱动端侧的外圆上，设置有供转子铁芯硅钢片叠装的起始止口环形台阶（15），在电机转子支架（6）的非驱动端侧的外圆上，沿外圆间隔地布设有梅花瓣状舌片（18），在起始止口环形台阶（15）与梅花瓣状舌片（18）之间，设置有叠压在一起的转子铁芯硅钢片始端挡板（16）、转子铁芯（14）、磁钢（39）和转子铁芯硅钢片末端挡板（17），在相邻的两梅花瓣状舌片（18）之间设置有豁口（19）。3.根据权利要求1或2所述的一种集成了刹车系统的高转矩密度轮毂电机，其特征在于，在电机机座（1）中...

【专利技术属性】
技术研发人员：温丽萍，王雨星，刘晓荣，吕东，肖熙，
申请(专利权)人：中船重工电机科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：