一种具有法兰盘的电动车有齿轮毂电机的制作方法

本发明涉及电动车的电机，特别是一种两轮电动车的与轮圈一体的有齿轮毂电机。

背景技术：

1、现有的电动自行车，多采用低速轮毂电机(俗称满盘式电机)，这种电机功率大，传动效率高，钢质轮圈与电机的电工铁磁轭圈焊接成一体结构，制造成本低且具有良好的稳定性，由于这种电机存在磁滞阻力，弱化了甚至失去了电动车的骑行功能，经过多年的发展，其车型基本趋于摩托化，车轮采用小轮径无内胆的宽体真空轮胎，电机的定转子尺寸大，整机重量大于6.5公斤。

2、具有减速机构的有齿轮毂电机，如中国专利cn03127256.8，主要应用于轮径大车胎窄的助力型电动自行车，电机的机壳、左右端盖为铝合金材质，通过钢丝辐条与轮圈连接，由于轮圈设有钢丝辐条的穿孔，无法与无内胆的真空轮胎适配；有齿轮毂电机高转速的驱动电机效率高，扭矩特性优于低速轮毂电机，体积和重量远小于低速轮毂电机，由于在减速机构中组合有单向超越离合器，骑行时不受磁滞阻力的影响，无电时的滑行距离远，具有“人力+电力”的多种骑行模式，续航里程优于低速轮毂电机，有齿轮毂电机结构复杂成本高，电机体积小散热效果不理想。

3、基于有齿轮毂电机扭矩高、重量轻、骑行滑行性能好、续行里程长的确切优点，许多电机企业和整车企业都尝试过有齿轮毂电机在主流的电动车上的应用研究；受限于有齿轮毂电机的散热需求和减速机构齿轮装配的要求，现有技术的有齿轮毂电机外壳采用铝合金材料模压后再进行精加工制造，如果机壳与轮圈一体制造，其轮圈轮辐相应地需采用相同的铝质材料，为保证轮圈轮辐的强度需消耗更多的铝材料，综合成本显著高于钢质轮圈，整机成本远高于低速轮毂电机，较小的电机体积使其内部温度也高于低速轮毂电机，存在磁钢退磁和齿轮断齿的技术风险，主流电动车企业采用有齿轮毂电机的意愿不强，而市场不接受钢丝辐条的有内胆轮胎的轮毂电机的电动车，也制约了其在电动车上的应用。

技术实现思路

0、发明目的和内容

1、本发明的目的是提供一种具有法兰盘的电动车有齿轮毂电机，提出了轮圈与铝质机壳的有齿电机间可靠连接的技术方案，以及降低有齿轮毂电机内部温度技术方案，实现有齿轮毂电机在主流电动车上的应用，提高电动车的续行里程。

2、为此，本发明提供了如下方案：

3、本发明公开了一种具有法兰盘的电动车有齿轮毂电机，包括轮圈、轮辐、机壳、驱动电机和减速机构，所述驱动电机包括主轴、定子和转子，所述定子包括定子铁芯和线圈绕组，所述定子铁芯与所述主轴固定连接，所述转子包括转子圈、侧辐板、轴承座和永磁体，所述转子与所述主轴转动连接，所述减速机构包括太阳轮齿圈、行星齿轮支架、行星齿轮和外齿圈，所述行星齿轮支架具有单向离合器，所述太阳轮齿圈固定安装在所述侧辐板上，所述行星齿轮支架固定套设在所述主轴上，所述行星齿轮通过轴承安装在所述行星齿轮支架上；

4、还有法兰盘，所述法兰盘和所述轮圈及所述轮辐的材质相同，所述轮圈为配合无内胆真空轮胎的深槽轮圈，所述轮圈通过若干个所述轮辐与所述法兰盘连接成轮毂的整体结构；

5、所述机壳包括左机壳和右机壳，所述左机壳和所述右机壳为杯形结构，由铝合金材料模压成型，所述左机壳和所述右机壳具有法兰边，法兰边连接在所述法兰盘的两侧，所述主轴与所述左机壳和所述右机壳转动连接，所述驱动电机和所述减速机构位于所述左机壳和所述右机壳所形成的容纳腔内，其中，所述减速机构在轴向上位于所述左机壳内，所述驱动电机在轴向上位于所述法兰盘和所述右机壳内；

6、所述外齿圈套接在所述左机壳的内圆，所述驱动电机的扭矩通过所述减速机构传递给所述左机壳，从而带动所述轮圈转动。

7、优选地，所述驱动电机内部具有散热风扇，所述散热风扇具有若干扫风叶片，所述扫风叶片设置在所述轴承座外圆，所述扫风叶片为垂直于所述侧辐板的径流式离心风叶，所述扫风叶片随着所述转子的转动产生径向空气流，将所述定子铁芯和所述绕圈绕组产生的热量排出，传导给所述左机壳、所述右机壳和所述法兰盘。

8、优选地，还具有外部散热片，所述外部散热片为设置在所述右机壳或设置在所述右机壳及所述左机壳的外侧，与其本体一体模压成型的薄片，所述外部散热片迎风面积大散热速度快，与轮毂电机的其他外部表面共同将热量传递到外界空气中。

9、优选地，所述转子为铁铝组件，作为磁轭的所述转子圈为电工铁质材料，与所述扫风叶片、所述轴承座、所述侧辐板一体模压成型，所述侧辐板设有周向阵列布置的第一通风孔，所述永磁体安装在所述转子圈的内圆。

10、优选地，所述定子铁芯由多个第一硅钢冲片的叠层和多个第二硅钢冲片的叠层组合而成，所述第一硅钢冲片为环形片，所述第二硅钢冲片为圆盘片，所述主轴与所述第二硅钢冲片的叠层固定连接，所述第二硅钢冲片靠近所述主轴处设有若干个第二通风孔。

11、优选地，所述散热风扇为具有若干所述扫风叶片的一体结构的叶轮，所述散热风扇套接安装在所述轴承座的外圆。

12、优选地，所述左机壳组合有铁质的刹车圈，所述刹车圈与所述左机壳一体模压成型。

13、优选地，所述左机壳外侧面的中心设有法兰圈，所述法兰圈用于连接电动车的刹车盘。

14、优选地，所述法兰盘的径向断面为矩形，所述法兰盘设有周向阵列布置的螺孔，所述左机壳和所述右机壳通过螺栓分别与所述法兰盘连接。

15、优选地，所述法兰盘的径向断面为“t”形，所述法兰盘竖向的环圈设有周向阵列布置的圆孔，所述左机壳和所述右机壳通过对穿螺栓连接在所述法兰盘的两侧。

16、本发明相对于现有技术取得了以下有益效果：

17、本发明的一种具有法兰盘的电动车有齿轮毂电机，可以解决有齿电机不能配置无内胆轮胎的技术问题，同时解决非铝质轮毂与铝质机壳的有齿电机连接的技术问题，用最经济的技术方案实现有齿电机在主流的两轮电动车领域的应用，轮毂电机体积小、重量轻，轮毂尺寸可以有更多的选择，量产综合成本与低速轮毂电机相当，可实现对现有低速轮毂电机的替代；经测算，钢质轮圈的本发明电机的整机重量约为4.2公斤，本发明可以使电动车的续行更远，样机的实测骑行试验，城区路况和市郊路况的续行里程增加了9.4％和13.7％，预期量产后续行里程还会有进一步的提高。

技术特征：

1.一种具有法兰盘的电动车有齿轮毂电机，包括轮圈、轮辐、机壳、驱动电机和减速机构，所述驱动电机包括主轴、定子和转子，所述定子包括定子铁芯和线圈绕组，所述定子铁芯与所述主轴固定连接，所述转子包括转子圈、侧辐板、轴承座和永磁体，所述转子与所述主轴转动连接，所述减速机构包括太阳轮齿圈、行星齿轮支架、行星齿轮和外齿圈，所述行星齿轮支架具有单向离合器，所述太阳轮齿圈固定安装在所述侧辐板上，所述行星齿轮支架固定套设在所述主轴上，所述行星齿轮安装在所述行星齿轮支架上，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的具有法兰盘的电动车有齿轮毂电机，其特征在于：所述驱动电机内部具有散热风扇，所述散热风扇具有若干扫风叶片，所述扫风叶片设置在所述轴承座外圆，所述扫风叶片为垂直于所述侧辐板的径流式离心风叶，所述扫风叶片随着所述转子的转动产生径向空气流，将所述定子铁芯和所述绕圈绕组产生的热量排出，传导给所述左机壳、所述右机壳和所述法兰盘。

3.根据权利要求1所述的具有法兰盘的电动车有齿轮毂电机，其特征在于：还具有外部散热片，所述外部散热片为设置在所述右机壳或所述右机壳及所述左机壳上，并与其本体一体模压成型的薄片。

4.根据权利要求2所述的具有法兰盘的电动车有齿轮毂电机，其特征在于：所述转子为铁铝组件，作为磁轭的所述转子圈为电工铁质材料，与所述扫风叶片、所述轴承座、所述侧辐板一体模压成型，所述侧辐板设有周向阵列布置的第一通风孔，所述永磁体安装在所述转子圈的内圆。

5.根据权利要求1至3任一项所述的具有法兰盘的电动车有齿轮毂电机，其特征在于：所述左机壳组合有钢质的刹车圈，所述刹车圈与所述左机壳一体模压成型。

6.根据权利要求1至3任一项所述的具有法兰盘的电动车有齿轮毂电机，其特征在于：所述左机壳外侧面的中心设有法兰圈，所述法兰圈用于连接电动车的刹车盘。

7.根据权利要求1所述的具有法兰盘的电动车有齿轮毂电机，其特征在于：所述定子铁芯由多个第一硅钢冲片的叠层和多个第二硅钢冲片的叠层组合而成，所述第一硅钢冲片为环形片，所述第二硅钢冲片为圆盘片，所述主轴与所述第二硅钢冲片的叠层连接，所述第二硅钢冲片靠近所述主轴处设有若干个第二通风孔。

8.根据权利要求1所述的具有法兰盘的电动车有齿轮毂电机，其特征在于：所述法兰盘的径向断面为矩形，所述法兰盘设有周向阵列布置的螺孔。

9.根据权利要求1所述的具有法兰盘的电动车有齿轮毂电机，其特征在于：所述法兰盘的径向断面为“t”形，所述法兰盘竖向的环圈设有周向阵列布置的圆孔。

技术总结
本发明公开一种具有法兰盘的电动车有齿轮毂电机，包括轮圈、轮辐、机壳、驱动电机、减速机构和法兰盘，法兰盘和轮圈及轮辐的材质相同，轮圈通过轮辐与法兰盘连接成整体的轮毂结构；机壳包括由铝合金材质模压成型的左机壳和右机壳，驱动电机和减速机构位于左机壳和右机壳所形成的容纳腔内，减速机构的外齿圈套接在左机壳的内圆，驱动电机的扭矩通过减速机构传递给左机壳，从而带动轮圈转动；驱动电机内部具有散热风扇，机壳还具有外部散热片。本发明解决了有齿电机不能配置无内胆轮胎的技术问题，同时解决非铝质轮毂与铝质机壳的有齿电机连接的技术问题，实现有齿轮毂电机在主流电动车上的应用，提高电动车的续行里程。

技术研发人员：眭华兴,眭修远
受保护的技术使用者：南京望达数字测绘有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15