分体式轮毂电机、车轮以及车辆的制作方法

本技术：
涉及一种电动驱动系统，具体而言，涉及一种分体式轮毂电机、车轮以及包括其的车辆。

背景技术：

在涉及轮毂电机的现有技术中，轮毂电机一般可以分为一体式轮毂电机和分体式轮毂电机。对于后者，其中的轮毂电机比较轻便，且能够与各种低速、小负载电动车的车轮兼容性较好。然而，在设计分体式轮毂电机的尺寸时，若轮毂电机的尺寸过大，则容易造成车轮较重、耐冲击强度较低以及成本较高的缺点，而轮毂电机的尺寸过小时，其功率密度较低，且在负荷较大的情况下容易出现过热的问题。

技术实现要素：

本申请的目的解决或至少缓解现有技术中所存在的问题，即改善轮辋圈与轮毂电机之间的尺寸比例关系，从而能够改善轮毂电机的功率输出以及使用体验。

根据本申请的一些方面，本申请提出了一种分体式轮毂电机，包括：轮毂电机，构造为外转子直驱式轮毂电机，且安装在所述分体式轮毂电机的内侧中心的电机主轴上；轮辋圈，设置在所述轮毂电机的周向外侧；以及连接机构，构造用于在所述轮毂电机和/或所述轮辋圈的整个周向上连接以及支撑所述轮毂电机和轮辋圈，其中，所述轮辋圈与所述轮毂电机的外径比处于3.5至4.0的范围之内，以及所述轮毂电机的定子铁芯的轴向长度和外径的比值处于0.20至0.35的范围之内。

根据本申请的另一些方面，本申请提出了一种车轮，其包括按本申请任一实施例所述的分体式轮毂电机。

根据本申请的又一些方面，本申请提出了一种车辆，其包括按本申请任一实施例所述的分体式轮毂电机。

附图说明

参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本实用新型的保护范围组成限制。此外，图中类似的数字用以表示类似的部件，其中：

图1示例性地示出了现有技术中的轮毂电机（包括车轮）的结构；以及

图2示例性地示出了按照本申请所公开的分体式轮毂电机的结构。

具体实施方式

首先参考附图1，图1示例性地示出了现有技术中的轮毂电机的结构型式，对于轮毂电机所安装的轮胎，轮辋圈5直接地焊接在轮毂电机上、更确切地说轮毂电机的导磁环6上。而对于安置在轮辋圈内侧的轮毂电机，轮毂电机的定子组件通过轴套3与电机主轴4进行固定，其中，定子组件的绕组8卷绕在定子铁芯1的周向边缘处。在此，定子组件的轴套3和绕组8之间还周向地间隔有支架2，这会导致轮毂电机的周向尺寸较大。轮毂电机的转子组件的两侧边盖9和轮毂盖10同轴地、例如通过轴承固定在电机主轴4上。边盖外周边缘经由螺钉16固定在导磁环6上，导磁环6内侧设置永磁体7。转子组件为非通电模块，同时作为电机的运转部件，起到支撑和动力输出的作用。

而与现有技术中所公开的分体式轮毂电机不同，图2示例性地示出本申请所公开的分体式轮毂电机的结构。为了能够更清楚地看出现有技术的轮毂电机与本申请所公开的分体式轮毂电机的结构差别，在本申请所公开的分体式轮毂电机中与现有技术的轮毂电机相同的部件用相同的附图标记来表示，仅仅对那些结构或者链接关系不同的部件用不同的附图标记来表示。

本申请所公开的分体式轮毂电机包括轮毂电机30、轮辋圈5'以及连接支撑轮毂电机30以及轮辋圈5'的连接机构20。在此，轮毂电机30可以构造为外转子直驱式轮毂电机或者其他相同或类似的轮毂电机，且安置在分体式轮毂电机的内侧中心的电机主轴上或者说车轮的中心轴上，而轮辋圈5'以一定的均匀的周向间距设置在轮毂电机30外侧且通过连接机构20与轮毂电机30连接。在此，连接机构20不仅要能够在轮毂电机30和/或轮辋圈5'的整个周向上固定连接轮毂电机30和轮辋圈5'，还要能够在一定程度上经受轴向的和径向的载荷冲击。依据本申请所公开的分体式轮毂电机，轮辋圈5'与轮毂电机30的外径比处于3.5至4.0的范围之内，例如为3.6、3.7、3.8、3.9，以及轮毂电机的定子铁芯的轴向长度和外径的比值处于0.20至0.35的范围之内，例如为0.22、0.24、0.26、0.27、0.29、0.30、0.31、0.32、0.33、0.34等。轮毂电机30与轮辋圈以及轮毂电机本身的尺寸关系能够改善轮毂电机功率输出和载荷冲击之间的平衡问题。

在此，由图2可以看出，本申请所涉及的轮毂电机30包括：固定在电机主轴4上的定子组件，其具有定子铁芯1和绕组8，定子铁芯1的轴向长度和外径的比值处于0.20至0.35的范围之内；以及周向地环绕所述定子组件且与所述定子组件具有周向间隙的转子组件，其具有导磁环6和磁环，其中，磁环利用多个永磁体7彼此相邻地周向地布置在所述导磁环6内侧。在此，定子组件和转子组件通过两侧的边盖9和毂盖10固定在电机主轴4上。

在此优选地，对于本申请所公开的分体式轮毂电机，其轮辋圈5'的外径可以设置为490-520mm，以及轮毂电机30的外径可以设置为122-148mm。当然，也可以考虑，将轮辋圈5'的外径设置为508mm，而此时轮毂电机30的外径可以按照应用的场合和功率要求设置在127至145mm的范围之内。

基于本申请所公开的分体式轮毂电机，由于轮毂电机整体的尺寸较小，因此优选地，轮毂电机30的定子铁芯1可以直接地固定在电机主轴4上，而不像现有技术所公开的轮毂电机那样（参见图1）需要在此设置轴承以及支架。这种结构一方面降低了轮毂电机的结构复杂度，另一方面也能够减轻轮毂电机的重量。

在本申请所公开的可选的设计方案中，外侧的轮辋圈5'与内侧的轮毂电机30可以通过具有支撑功能的连接机构20进行连接。在此，连接机构20的结构形式可以多样地实施，例如可以实施为沿着径向方向的条形结构、棒形结构、或者其组合，同样也可以实施为类似自行车的辐网式结构。而连接机构20与轮毂电机30和轮辋圈5'之间的连接方式可以是焊接、一体铸造成型（例如将轮毂电机的转子组件或者说转子机身、轮辋圈和连接机构一体成型）等。这种结构能够实现一定的支撑强度和耐冲击能力。

同时，对于本申请所公开的轮辋圈5'，其可以如现有技术中一样构造成周向朝外的u字形环或者也可以构造成与轮毂电机30同圆度的其他任意的环形。轮辋圈5'可以通过冷轧钢板材卷压成型而后封口处焊接连接或者利用无缝钢管压力成型当然也可以通过其他的制造方式进行制造。

同时，基于以上所公开的分体式轮毂电机，本申请还公开了包括以上任一实施方式所述的分体式轮毂电机的车轮（未示出）。

基于以上所公开的分体式轮毂电机，本申请还要求保护一种车辆，对于所述车辆，可选地可以设置，与轮毂电机同轴地构造有链传动机构或带传动机构。可选地，链传动机构与可以构造为链轮传动机构，其类似于自行车的链轮机构的构造。

技术特征：

1.分体式轮毂电机，其特征在于，包括：

轮毂电机（30），构造为外转子直驱式轮毂电机，且安装在所述分体式轮毂电机的内侧中心的电机主轴（4）上；

轮辋圈（5'），设置在所述轮毂电机（30）的周向外侧；以及

连接机构（20），构造用于在所述轮毂电机（30）和/或所述轮辋圈（5'）的整个周向上连接以及支撑所述轮毂电机（30）和所述轮辋圈（5'），

其中，所述轮辋圈（5'）与所述轮毂电机（30）的外径比处于3.5至4.0的范围之内，以及所述轮毂电机（30）的定子铁芯（1）的轴向长度和外径的比值处于0.20至0.35的范围之内。

2.按权利要求1所述的分体式轮毂电机，其特征在于，所述轮辋圈（5'）的外径设置为在490-520mm的范围之内，以及所述轮毂电机（30）的外径设置为在122-148mm的范围之内。

3.按权利要求1所述的分体式轮毂电机，其特征在于，所述定子铁芯（1）直接地固定在电机主轴（4）上。

4.按权利要求1所述的分体式轮毂电机，其特征在于，所述轮辋圈（5'）构造为与所述轮毂电机（30）同圆度的环形。

5.按权利要求1所述的分体式轮毂电机，其特征在于，所述连接机构（20）构造为沿着径向的方向的条形结构、棒形结构或者构造为辐网式结构或者构造为支架型结构。

6.按权利要求1所述的分体式轮毂电机，其特征在于，所述轮毂电机（30）的转子组件、所述轮辋圈（5'）和所述连接机构（20）一体地构造。

7.一种车轮，其特征在于，包括按权利要求1至6中任一项所述的分体式轮毂电机。

8.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的分体式轮毂电机。

9.按权利要求8所述的车辆，其特征在于，与所述轮毂电机（30）同轴地设置链传动机构或带传动机构。

10.按权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述链传动机构构造为链轮传动机构。

技术总结
本申请涉及一种分体式轮毂电机，包括：轮毂电机（30），构造为外转子直驱式轮毂电机，且安装在内侧中心的电机主轴（4）上；轮辋圈（5'），设置在所述轮毂电机（30）的周向外侧；以及连接机构（20），构造用于在所述轮毂电机（30）和/或所述轮辋圈（5'）的整个周向上连接以及支撑所述轮毂电机（30）和所述轮辋圈（5'），其中，所述轮辋圈（5'）与所述轮毂电机（30）的外径比处于3.5至4.0的范围之内，以及所述轮毂电机（30）的定子铁芯（1）的轴向长度和外径的比值处于0.20至0.35的范围之内。

技术研发人员：洪飞;刘正凯
受保护的技术使用者：博世(宁波)轻型电动车电机有限公司
技术研发日：2019.07.19
技术公布日：2020.04.14