一种电动车用轮毂电机的制作方法

本实用新型涉及轮毂电机领域，尤其涉及一种电动车用轮毂电机。

背景技术：

电动车作为一种便捷、经济的代步工具，广泛地应用于人们日常交通出行方面。随着人们环保意识的提高，特别是《电动自行车安全技术规范》(gb17761-2018)这项关于电动自行车新的国家标准的出台，新国标中规定了整车质量(含电池)不超过55kg，因此，对电动车轮毂电机的轻量化提出了更高的要求。

尤其在设有导磁环的这类轮毂电机中，现有的轮毂电机整体重量大、轮胎的滚动阻力大、驱动力臂小，能耗高。例如，授权公告号为cn203920248u、题为一种电动车轮毂电机的轮毂的中国实用新型专利，公开了包括轮辋和导磁环，导磁环固定在轮辋内侧，导磁环的两端面上分别具有若干个螺纹孔。该实用新型所述技术方案，为了便于在导磁环的两端面上加工出螺纹孔，导磁环的厚度尺寸必须足够大，也就导致了轮毂电机的整体重量偏大，进而电动车轮毂电机的整体重量大，增加了轮胎的滚动阻力，能耗高。而且，轮毂中导磁环的内径尺寸直接影响轮毂电机定子的外径大小，定子和导磁环的大小在很大程度上决定着轮毂电机驱动力臂的大小，电动车轮毂电机从205发展到210、212甚至是215，都是不断地扩大导磁环内径尺寸，以便能容纳外径更大的定子，而现有的导磁环厚度反过来限制了定子外径尺寸进一步加大，对电动车轮毂电机的轻量化进程造成了巨大障碍。

再例如，申请公布号为cn111262371a、题为一种电动车电机用轮毂的中国发明申请，公开了：轮毂为10寸轮毂或小于10寸轮毂，包括轮辋和一体端盖，一体端盖为一体的导磁环本体和端盖本体，轮辋的内壁通过焊接方式与导磁环本体的外周面连接，一体端盖，为端盖本体和从端盖本体外侧边缘上轴向一体延伸出的呈环状的导磁环本体，导磁环本体厚度t1与轮辋厚度t2之比为1.2～3.22。导磁环本体与端盖本体的相反侧外缘由内向外翻出形成环形的止口端面。止口端面上设有若干个耳朵，耳朵上设置有供攻丝形成螺纹孔的凸起。该发明申请所述技术方案，通过将端盖与导磁环本体一体设置，并将螺纹孔设在向外翻出的止口端面上，一定程度上解决了因螺纹孔位置所造成的导磁环厚度较大的问题，但是，该发明申请所述技术方案也造成了装配不变、操作灵活性低、加工工艺复杂的问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型所述技术方案提供了一种导磁环厚度小、轮毂电机整体重量轻、装配方便灵活的电动车用轮毂电机。

本实用新型主要采用如下技术方案：

一种电动车用轮毂电机，包括端盖、轮辋、导磁环和永磁体，所述导磁环的外周面固定在所述轮辋上，所述导磁环的内周面贴附有所述永磁体，还包括连接结构，所述端盖通过所述连接结构与所述轮辋或所述导磁环相连接，所述导磁环上与所述永磁体相贴合一段所在的径向高度位置与所述连接结构所在的径向高度位置不同。

其中，所述导磁环的内周面不经喷漆或喷塑处理。

其中，所述轮辋包括凹槽结构，所述凹槽结构包括槽侧壁和槽底壁，至少一侧所述槽侧壁与所述槽底壁之间的夹角在90～96度之间，所述导磁环固定在所述槽底壁的内周面上。

其中，所述槽底壁的宽度与所述轮辋的标定宽度比为0.45～0.82。

其中，所述轮辋采用板材卷圆焊接后经旋压工艺成型。

其中，所述轮辋分体成型，所述轮辋包括左片轮辋和右片轮辋，所述左片轮辋和所述右片轮辋分别具有槽底段，所述左片轮辋的所述槽底段与所述右片轮辋的所述槽底段至少部分地相互重叠固定在一起以形成所述槽底壁。

其中，所述导磁环的横截面呈“一”字型，所述导磁环的两端分别超出和/或不超出相应一侧所述槽侧壁的外侧面。

其中，所述导磁环的横截面呈拉伸的倒“z”型，所述导磁环的两端均超出相应一侧所述槽侧壁的外侧面。

其中，所述导磁环的一端沿径向向外翻出形成外翻止口段，所述导磁环的另一端沿径向向内翻出形成内翻止口段。

其中，所述导磁环的横截面呈“u”型，所述导磁环的两端均超出相应一侧所述槽侧壁的外侧面。

其中，所述导磁环的两端均沿径向向外翻出形成外翻止口段，或者所述导磁环的两端均沿径向向内翻出形成内翻止口段。

其中，所述连接结构为紧固元件和/或紧固元件安装孔，所述紧固元件和/或所述紧固元件安装孔设置在所述轮辋或者所述导磁环上。

其中，所述紧固元件采用具有内螺纹的螺柱。

其中，所述端盖的外周边缘径向向外延伸形成配合段，所述配合段与所述轮辋或者所述导磁环配合连接。

其中，所述永磁体按照n极、s极交替均布排列。

按照本实用新型所述技术方案，具有如下有益效果：采用连接结构将端盖连接到轮辋或导磁环上，避免出现因多部件一体化所带来的装配焊接不便等问题，使导磁环上与永磁体相贴合一段所在的径向高度位置与连接结构所在的径向高度位置不同，来转移连接结构的设置位置，对常规设置方式提出改进，避免在导磁环端面上直接设置连接结构，在通过有限元方法优化分析来保证轮毂强度和转子磁路密度的情况下，为减薄导磁环厚度、轻量化轮毂电机整体重量提供了有利条件，同时，减薄导磁环厚度的情况下也扩大了导磁环内径尺寸、定子铁芯外径更大，驱动力臂也相应增大，提升了电机功率密度和过载能力，也降低了能耗；通过将至少一侧槽侧壁与槽底壁设置为大致垂直的关系，拉长了槽底壁宽度的同时缩小了两侧槽侧壁之间的跨度范围，保证了磁路密度的均匀合理配置，防止转子出现跳动现象，保证转子动平衡效果，减低了能耗。

附图说明

图1为导磁环横截面呈“一”字型的轮毂电机剖面结构示意图。

图2为图1中a部放大图。

图3为图1所示实施例中轮辋结构示意图。

图4为导磁环横截面呈“一”字型的另一种实施例中轮毂电机部分结构示意图。

图5为图4中轮辋结构示意图。

图6为导磁环横截面呈拉伸的倒“z”型的轮毂电机部分结构示意图。

图7为导磁环横截面呈“u”型的轮毂电机部分结构示意图。

1端盖、11配合段、111配合止口凸、2轮辋、21凹槽结构、211槽底壁、212槽侧壁、251左片轮辋、252右片轮辋、2500槽底段、3导磁环、31外翻止口段、32内翻止口段、311凸起块、4永磁体、5连接结构。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步阐述：

参见图1、2、4、6、7所示，一种电动车用轮毂电机，包括端盖1、轮辋2、导磁环3和永磁体4，导磁环3的外周面固定在轮辋2上，导磁环3的内周面贴附有永磁体4，还包括连接结构5，端盖1通过连接结构5与轮辋2或导磁环3相连接，导磁环3上与永磁体4相贴合一段所在的径向高度位置与连接结构5所在的径向高度位置不同。该种结构设计中采用连接结构将端盖连接到轮辋或导磁环上，避免出现因多部件一体化所带来的装配焊接不便等问题，使导磁环上与永磁体相贴合一段所在的径向高度位置与连接结构所在的径向高度位置不同，来转移连接结构的设置位置，对常规设置方式提出改进，避免在导磁环端面上直接设置连接结构，在保证轮毂强度和转子磁路密度的情况下，为减薄导磁环厚度、轻量化轮毂电机整体重量提供了有利条件，同时，减薄导磁环厚度的情况下也扩大了导磁环内径尺寸、定子铁芯外径更大，驱动力臂也相应增大，提升了电机功率密度和过载能力，也进一步降低了能耗。优选地，导磁环3上与永磁体4相贴合一段所在的径向高度位置可以高于和/或低于连接结构5所在的径向高度位置。优选地，轮辋2采用导磁材料制成。

进一步地，导磁环3的内周面不经喷漆或喷塑处理。导磁环的内周面不经喷漆或喷塑处理的方案，可以使永磁体更牢固地黏贴在导磁环的内周面上，而且，也不会因喷漆或喷塑处理而阻断或者削弱转子磁路密度。

参见图1至7所示，轮辋2包括凹槽结构21，凹槽结构21包括槽侧壁212和槽底壁211，至少一侧槽侧壁212与槽底壁211之间的夹角在90～96度之间，导磁环3固定在槽底壁211的内周面上。将至少一侧槽侧壁与槽底壁之间的夹角设置在90～96度之间，有利于加工和脱模。优选地，两侧槽侧壁212与槽底壁211之间的夹角均在90～96度之间。这种大致垂直的角度设置为槽侧壁的角度加工提供了一个误差范围，允许槽侧壁偏移“垂直的位置关系”一个相对小的范围值，加工精度要求降低、便于开模、成品率高，本申请所述技术方案通过将至少一侧槽侧壁与槽底壁之间设置为大致垂直的关系，达到了尽可能拉大了槽底壁宽度的目的，为黏贴永磁体创造一个足够大的轴向尺寸，改变了轮毂贴装永磁体的常规排列方式。优选地，至少一侧槽侧壁212与槽底壁211之间相互垂直，更优选地，两侧槽侧壁212与槽底壁211之间均相互垂直，这种结构设计在拉伸槽底壁111宽度的同时也减小了两侧槽侧壁之间的跨度范围，保证了磁力面处磁路密度的均匀配置，防止出现转子跳动的现象、转子的动平衡特效好，而且，两侧槽侧壁与槽底壁均相互垂直也便于安装电机端盖并保持与电机端盖之间的密封效果。优选地，两侧槽侧壁212与径向方向的夹角之和为0～22±6度，国标中，槽侧壁与径向方向的夹角一般为22度，实际生产中可以偏移一定角度范围，更优选地，两侧槽侧壁212与径向方向的夹角之和不大于6度，本申请所述技术方案包括但不限于凹槽结构横截面的开口处尺寸大于槽底处尺寸的情况，该种结构设计在拉长槽底壁宽度的同时缩小了两侧槽侧壁之间的跨度范围，保证了磁路密度的均匀合理配置，防止转子出现跳动现象，保证转子动平衡效果，减低了能耗。

参见图3、5所示，槽底壁211的宽度与轮辋2的标定宽度比为0.45～0.82。槽底壁211宽度为l2所示，轮辋2标定宽度为l1所示。优选地，凹槽结构的深度l3不小于7mm，以便为气门芯等附属结构部件的安装提供足够的空间，而不会出现因气门芯尺寸过大而无法安装的情况，更优选地，凹槽结构的深度l3不小于9mm。优选地，槽底壁211的宽度与轮辋2的标定宽度比为0.49～0.68，该比值范围能够保证转子磁路密度分布更合理，防止转子跳动的效果更明显。

参见图1、2、3、6、7所示，轮辋2采用板材卷圆焊接后经旋压工艺成型。

参见图4、5所示，轮辋2分体成型，轮辋2包括左片轮辋251和右片轮辋252，左片轮辋251和右片轮辋252分别具有槽底段2500，左片轮辋251的槽底段2500与右片轮辋252的槽底段2500至少部分地相互重叠固定在一起以形成槽底壁211。优选地，在保证合理转子磁路密度和轮毂机械强度的情况下，可以适当地减薄左片轮辋251和/或右片轮辋252的非槽底段的厚度，以使成品更轻薄。

参见图1、2、4所示，导磁环3的横截面呈“一”字型，导磁环3的两端分别超出和/或不超出相应一侧槽侧壁212的外侧面。优选地，导磁环3的两端均不超出相应一侧槽侧壁212的外侧面。

参见图6所示，导磁环3的横截面呈拉伸的倒“z”型，导磁环3的两端均超出相应一侧槽侧壁212的外侧面。

参见图6所示，导磁环3的一端沿径向向外翻出形成外翻止口段31，导磁环3的另一端沿径向向内翻出形成内翻止口段32。

参见图7所示，导磁环3的横截面呈“u”型，导磁环3的两端均超出相应一侧槽侧壁212的外侧面。

参见图7所示，导磁环3的两端均沿径向向外翻出形成外翻止口段31，或者导磁环3的两端均沿径向向内翻出形成内翻止口段32。

参见图1、2、4、6、7所示，连接结构5为紧固元件和/或紧固元件安装孔，紧固元件和/或紧固元件安装孔设置在轮辋2或者导磁环3上。优选地，紧固元件和/或紧固元件安装孔设置在槽侧壁212上，更优选地，紧固元件和/或紧固元件安装孔等间距地设置在与槽底壁211之间的夹角在90～96度之间的槽侧壁212上，导磁环的横截面呈“一”字型的情况下适于该种结构设计。或者优选地，紧固元件和/或紧固元件安装孔设置在导磁环3的外翻止口段31和/或内翻止口段32上，导磁环的横截面呈拉伸的倒“z”型或者“u”型的情况，适于使用该种结构设计，外翻止口段31或者内翻止口段32朝向端盖1的一侧形成为止口面，止口面与端盖1紧密接触，更优选地，外翻止口段31或者内翻止口段32上形成有供攻丝紧固元件安装孔用的凸起块311，当需要将端盖与导磁环的止口段相互装配时，再采用螺钉旋入紧固元件安装孔中。

参见图1、2、4所示，紧固元件采用具有内螺纹的螺柱。当需要将端盖与槽侧壁的外侧面相互装配时，再采用螺钉旋入紧固元件的内螺纹中或者紧固元件安装孔中。

参见图1、2所示，端盖1的外周边缘径向向外延伸形成配合段11，配合段11与轮辋2或者导磁环3配合连接。优选地，配合段11上开设有与连接结构相对应的配合孔，更优选地，配合孔的深度大于与之配合的紧固元件的高度。优选地，配合段11与槽侧壁212配合连接或者配合段11与导磁环3的外翻止口段31和/或内翻止口段32配合连接，更优选地，配合段11朝向轮毂2的一侧形成为配合面，配合面与槽侧壁212的外侧面紧密连接或者配合面与止口面紧密连接，最优选地，端盖1上位于配合段11的径向内侧形成有配合止口凸111，该种结构设计使端盖与轮辋或者导磁环的配合更加紧密，保证了密封效果。

进一步地，永磁体4按照n极、s极交替均布排列。

尽管上述已经阐述了本实用新型的具体实施方式，但本领域普通技术人员，在不脱离本实用新型精神和原理的情况下，可以对其进行变换，本实用新型的保护范围是由其权利要求书及其等同物限定的。