[发明专利]一种电动汽车轮毂式永磁电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动汽车轮毂式永磁电机，属于电机与电器技术领域。

背景技术

轮毂电机将动力、传动装置都整合到车轮内，减小了变速器、传动机构的功率损耗，减轻了电动汽车的重量，同时使电动汽车的设计更容易实现模块化和个性化，因此在电动汽车领域有着广阔的应用前景。

永磁电机不需要励磁电流就能产生磁场，因此能量转化效率高。传统的永磁电机的永磁体位于转子上。例如授权的专利：基于Halbach阵列的电动汽车轮毂永磁电机，授权号：ZL201220025847.1，公开了一种磁钢为Halbach阵列的电动汽车轮毂电机。这些类型的表贴式永磁电机结构简单、应用较为广泛。但是，表贴式磁钢贴于外壳的内表面，因此其磁场的分布可近似为方波，而且表贴式磁钢的粘结剂还存在一定的寿命期限，粘结剂和磁钢容易受到高温和电枢电流的冲击从而引发故障。为了降低温度对永磁材料退磁的影响，申请号为201210096702.5的发明专利：电动汽车用油内冷式高功率密度轮毂永磁电机，提出了一种利用机油循环冷却的轮毂式永磁电机。如果将永磁体置于电机上的定子上，便可以方便地对永磁体进行直接冷却，从而控制其温升。

另外，研究发现永磁材料的制造受到诸多工艺的限制，不可能制造出来的永磁体都具有相同的磁性性能，因此传统多块永磁体分散励磁的电机各磁极的性能会有一定的差别。如果提出一种集中励磁的电机结构，则可以消除永磁性能不一致带来的问题，从而使电机各相绕组更加对称。

本发明公开的技术，提出了一种利用一块固定于定子上的磁钢实现电机励磁的结构方案，其电枢绕组和永磁体都位于内置的定子上，电机的转子随汽车轮毂旋转可以驱动汽车。

目前申请者未检索到利用一个永磁体在电机定子上励磁的技术方案。

发明内容

为了解决永磁体高温退磁和电枢反应退磁的问题、以及不均一的永磁材料分散励磁带来的各相不对称问题，本发明提出了一种新型的电动汽车轮毂式永磁电机。

本发明采用如下技术方案：

一种电动汽车轮毂式永磁电机，其特征在于：

包括外壳(1)、N极爪极(2)、S极爪极(3)、A相电枢绕组(4)、B相电枢绕组(5)、C相电枢绕组(6)、永磁体(7)、轴(8)、隔磁套(9)和转子铁心(10)；

所述电机的外壳(1)内部固定有转子铁心(10)，转子铁心(10)极数为4n或8n，n为自然数，表示单元电机个数；在轴承的作用下，外壳(1)和转子铁心(10)可绕轴(8)旋转；

所述轴(8)上固定有隔磁套(9)，隔磁套(9)的圆周外侧固定有极数皆为3n的N极爪极(2)和S极爪极(3)，N极爪极(2)和S极爪极(3)结构相同且扣在一起；N极爪极(2)和S极爪极(3)的圆周外侧有一层气隙，气隙外侧为转子铁心(10)；

N极爪极(2)和S极爪极(3)的中间为环形的永磁体(7)，永磁体为轴向充磁，使N极与S极间隔排列；

所述N极爪极(2)和S极爪极(3)的每个极的根部上都有一个集中绕制的电枢线圈，该电枢线圈所在的平面与爪极内圆相切；相位不同电枢线圈分别组成A相电枢绕组(4)、B相电枢绕组(5)和C相电枢绕组(6)；缠绕在N极上的电枢线圈绕向相同，S极上的电枢线圈与N极上的电枢线圈绕向相反；

所述N极爪极(2)和S极爪极(3)的极的端面呈矩形；当转子铁心(10)极数为4n时，转子极的极弧系数为0.5，且爪极的极弧系数也为0.5；当转子铁心(10)极数为8n时，转子极的极弧系数为0.5，且爪极的极弧系数为0.4。

一种电动汽车轮毂式永磁电机，其特征在于：

包括外壳(1)、N极爪极(2)、S极爪极(3)、A相电枢绕组(4)、B相电枢绕组(5)、C相电枢绕组(6)、永磁体(7)、轴(8)、隔磁套(9)和转子铁心(10)；

所述电机的外壳(1)内部固定有转子铁心(10)，转子铁心(10)极数为4n或8n，n为自然数，表示单元电机个数；在轴承的作用下，外壳(1)和转子铁心(10)可绕轴(8)旋转；

所述轴(8)上固定有隔磁套(9)，隔磁套(9)的圆周外侧固定有极数皆为3n的N极爪极(2)和S极爪极(3)，N极爪极(2)和S极爪极(3)结构相同且扣在一起；N极爪极(2)和S极爪极(3)的圆周外侧有一层气隙，气隙外侧为转子铁心(10)；

N极爪极(2)和S极爪极(3)的中间为环形的永磁体(7)，永磁体为轴向充磁，使N极与S极间隔排列；