一种应用于电动滑板的轮毂电机的制作方法

本发明涉及轮毂电机。

背景技术：

随着城市交通压力的增大，使用滑板代步这种全新的出行方式正在逐年被更多的人们所接纳。

电动滑板是继传统滑板之后滑板运动的又一新型产品形式，越来越多的人开始关注这种环保、健康、快捷的代步工具。电动滑板以其节能、便携、环保、操作方便、速度快等优点，在各种代步工具中占据了一席之地。

普通的电动滑板是在滑板下方装上一个电动马达，然后通过皮带或链条来驱动轮子，这种结构的滑板体积大、重量大。

近年来新出现的轮毂电机电动滑板则在体积和重量方面占有明显优势。轮毂电机是将电机内置于驱动轮内，轮毂电机电动滑板使用轮毂电机替代普通滑板的后轮，这种结构不仅减轻了滑板整体的重量，而且电机不容易损坏。

采用轮毂电机的电动滑板具有以下优点：

首先，轮毂电机取代了悬挂在滑板下方的电动马达，避免了马达被损坏或者造成滑板被障碍物阻挡等情况的发生；

其次，滑板本身的重量得到了大幅度的优化；

最后，没有电动马达就意味着驱动皮带也会随之消失，电动滑板的自由性、可玩性都得到了提升。

技术实现要素：

本发明的目的是为了满足电动滑板的发展需求，提供一种应用于电动滑板的轮毂电机。

本发明所述的一种应用于电动滑板的轮毂电机包含轮毂电机本体及位于其外部的轮胎，所述轮毂电机本体采用12N14P结构。

轮毂电机本体的绕组可以采用星形绕组。

所述星形绕组可以采用单股线绕组或多股线绕组。

还可以采用霍尔传感器替代轮毂电机本体中的电刷。

所述轮胎的外径在79mm～83mm之间，宽度在55mm～66mm之间；

所述轮胎硬度在78A～90A之间；

轮胎厚度在在7mm～10mm之间；

轮毂电机本体的直径在59mm～69mm之间；

轮毂电机本体的紧固散热端面设置有多个凸起结构，紧固散热端面与外轮毂之间采用螺纹连接。

采用发明提供的轮毂电机制作的滑板，由于不需要皮带传递能量，整体质量大大减轻，减小了电动滑板所占的空间，外观也更加美观；采用外转子直接带动轮胎，减少了能量传输环节，同时也减少了能量损失。上述轮毂电机有着较好的极槽比，经过测试电机效率可以达到83％以上，电机扭矩高达到6Nm，单个电机最大功率可以达到1150W。将启动电流控制在0.8A左右，在实际运行情况下电流控制在1A～3A左右，能够有效降低电机耗电量。整台电机由于在铁芯与齿槽磁钢片匹配较好，电机发热量较小。

附图说明

图1为实施方式一所述的轮毂电机中的轮毂电机本体的内部结构示意图，其中1表示定子铁芯，2表示磁钢片，3表示中心轴，4表示小轴承，5表示大轴承，6表示外轮毂，7表示内轮毂，8表示外轮；

图2为实施方式一中轮毂电机本体的端面结构示意图，9表示紧固散热端面；

图3为实施方式一中的轮毂电机的外部结构示意图；

图4为实施方式二中的星形绕组结构示意图(Anf为绕线起始端，Ende为绕线尾端)；

图5为实施方式六中大轮的结构示意图；

图6为实施方式六中滑板桥与轮毂电机的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述的一种应用于电动滑板的轮毂电机包含轮毂电机本体及位于其外部的轮胎，所述轮毂电机本体采用12N14P结构。

12N14P结构采用12个槽相对可绕更多的线圈，磁钢片数量为14个，在电流与力矩上可求得一个较为合适的数据，使电机性能达到最佳。

与市面上直径在80mm左右的轮毂电机相比，采用本实施方式提供的轮毂电机制作的滑板，由于不需要皮带传递能量，整体质量大大减轻，减小电动滑板所占空间，使外观也更加美观；采用外转子直接带动轮胎，减少了能量传输环节，同时也减少了能量损失。上述轮毂电机有着较好的极槽比，经过测试电机效率可以达到83％以上，电机扭矩高达 到6Nm，单个电机最大功率可以达到1150W。将启动电流控制在0.8A左右，在实际运行情况下电流控制在1A～3A左右，能够有效降低电机耗电量。整台电机由于在铁芯与齿槽磁钢片匹配较好，电机发热量较小。

此外，上述轮毂电机还可以配备蓝牙传输装置，用于接收蓝牙信号，用户可以通过蓝牙手持式遥控器来控制滑板的速度。

上述轮毂电机的性能参数如下：

电机额定功率300W，电压24V，启动电流0.8A～1.3A，堵转电流48A左右，堵转扭矩6N·m，最大功率高达1150W，日常运行以100kg为负载的情况下电流为1A～3A，电动滑板空载情况下的最高时速可以达到37公里/小时～41公里/小时。

具体实施方式二：结合图4说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的一种应用于电动滑板的轮毂电机的进一步限定，本实施方式中，轮毂电机本体的绕组采用星形绕组。

星形绕组能够减少启动电流与反电动势，降低能量损耗。

具体实施方式三：本实施方式是对实施方式二所述的一种应用于电动滑板的轮毂电机的进一步限定，本实施方式中，所述星形绕组采用单股线绕组。

绕组采用单股线或多股线，取决于轮毂电机本体本身的需求以及其载重和路况。就目前市场上常规的极槽比数及尺寸的电机，单股线绕组适合大批量生产。使用机械绕线将直径为0.7mm～1.2mm的漆包线缠绕10匝～20匝，在不影响机械绕线的情况下尽量利用好槽内面积，控制轮毂电机本体转速在2100rpm～2600rpm，可将轮毂电机本体的效率控制于83％左右。

具体实施方式四：本实施方式是对实施方式二所述的一种应用于电动滑板的轮毂电机的进一步限定，本实施方式中，所述星形绕组采用多股线绕组。

多股线可使轮毂电机本体的综合性能达到最佳，绕线为直径0.3mm～0.45mm的漆包线以5～8股绕5匝～10匝。采用多股线绕组，加大启动电流至0.8A～2.3A，能够提升一部分转矩，去除集肤效应。

具体实施方式五：本实施方式是对实施方式一至四所述的一种应用于电动滑板的轮毂电机的进一步限定，本实施方式中，采用霍尔传感器替代轮毂电机本体中的电刷。

去除电刷，采用霍尔传感器，对速度的控制能够更加精确，并且还能够延长轮毂电机的寿命。

具体实施方式六：结合图2说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一至五所述的 一种应用于电动滑板的轮毂电机的进一步限定，本实施方式中，

所述轮胎的外径在79mm～83mm之间，宽度在55mm～66mm之间；

所述轮胎硬度在78A～90A之间；

轮胎厚度在7mm～10mm之间；

轮毂电机本体的直径在59mm～69mm之间；

轮毂电机本体的紧固散热端面设置有多个凸起结构，紧固散热端面与外轮毂之间采用螺纹连接。

如图1所示，本实施方式所述轮毂电机在结构上与常规的轮毂电机相同，定子铁芯固定在电机中心处，并与滑板底桥连接，铁芯槽内绕满漆包线，漆包线通入电流后在磁钢片产生的磁场作用下产生磁场力，由于定子固定致使外转子旋转。定子侧方加入霍尔传感器，可时刻标记磁钢片位置，通过单片机程序设定使导线内部电流不断改变方向产生交流电，使外转子持续旋转进而使滑板发生位移。

本实施方式对轮毂电机的参数作出如下改进：

1、轮毂电机本体的宽度取决于铁芯厚度、安装空间、霍尔传感器位置空间及两侧端面的厚度及花纹，在满足这些条件下，将轮毂电机本体及轮胎尺寸设计成与市面上滑板大轮尺寸基本一致，大轮直径在79mm～83mm之间，宽度在55mm～66mm之间，在外形尺寸上与普通橙轮基本相同。这样后置的双轮毂电机大小与前面两个普通轮的尺寸差异非常小，滑行过程中更容易掌握平衡。

2、轮胎采用聚氨酯材料，硬度在78A～90A之间，轮毂电机本体的外轮厚度控制在7mm～10mm之间。对于大部分路况和通常整个滑板所设定的承载重量，将轮胎硬度设置在78A～90A之间、外轮厚度控制在7mm～10mm之间完全能够满足需求。

可根据不同路况选择进一步选择外轮胎的具体硬度值。

3、轮毂电机本体的直径在59mm～69mm之间，在这个尺寸内找到电机最佳的驱动效果，可以在速度、扭矩、电流、反电动势以及驱动器之间求得一个平衡数据。

4、轮毂电机本体的紧固散热端面使用金属材料加工成多个凸起结构，如图2所示，凸起结构可以为扇形、星形等各种形状，目的是在特殊情况下电机发热时凸起结构在转动过程中形成空气对流将热量散除；采用螺纹连接的设计，若出现外轮磨损情况，用户可自己更换外轮，方便易用。

5、此外，还可以在轮毂电机本体内侧(与滑板后桥连接的位置)采用倾斜角以及加内深孔的设计，便于减轻重量。