[发明专利]具有集成冷却的密封轴向通量电机

说明书

常规轴向通量电机通常包含多个转子和定子，因而导致较大且较重的电机。另外，常规轴向通量电机包含保护所述转子和定子的壳体，但所述壳体通常很难阻隔环境，因而导致污染物(例如，泥土、水)渗入所述电机并随时间推移导致故障的风险。本发明通过公开一种具有单个转子和两个定子的轴向通量电机来克服这些限制。使用单个转子减小了电机的大小和重量。内侧壳体和外侧壳体机械地支撑所述两个定子，并且接合在一起以限定内腔。在两个壳体之间设置环密封件，以确保所述内腔被密封。另外，所述两个定子可以致动多个自由度(DOF)，包含轮的旋转和悬架的致动。

相关申请的交叉引用

本申请依据35 U.S.C.119(e)要求2018年6月15日提交的标题为“具有冷却系统的轴向通量电机(Axial Flux Motor with Cooling System)”的第62/685,445号美国申请的优先权权益，所述美国申请以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

背景技术

电动车辆和混合动力车辆通常使用径向通量电机进行推进。径向通量电机通常包含(1)转子，所述转子具有沿着转子的周边定位的多个磁体，使得由磁体产生的磁通线相对于转子的旋转轴线径向地定向，以及(2)定子，所述定子围绕转子周向地设置，具有多个线圈绕组。当电流供应到线圈绕组时，线圈绕组的磁场和磁体的永久磁场所产生的相互作用使转子相对于定子旋转。径向通量电机的设计和制造已经非常成熟，这是它们在现代电动车辆和混合动力车辆中应用的主要原因之一。然而，径向通量电机在效率、大小和转矩输出方面受到限制，特别是在与其它电动机拓扑相比时。

例如，轴向通量电机可以提供与常规径向通量电机相比的许多优点，包含更高效率、更小大小、更低重量和更高转矩输出。与径向通量电机相比，轴向通量电机包含(1)转子，所述转子具有设置在转子的面上的多个磁体，使得由磁体产生的磁通线平行于转子的旋转轴线，以及(2)定子，所述定子沿着转子的旋转轴线偏移，具有多个线圈绕组。换句话说，轴向通量电机中的转子和定子形成“扁平形”总成，其中多个转子和/或定子可沿着共同旋转轴线堆叠到彼此上。由于难以制造，轴向通量电机与电动车辆和混合动力车辆的集成历来受到限制。然而，轴向通量电机的设计和制造的最新进展已重新引起人们对轴向通量电机在电动车辆和混合动力车辆中的应用产生了新的兴趣。

发明内容

轴向通量电机(在本文中也称为“电机”)可推进车辆(例如，电动车辆、混合动力车辆)的车轮。轴向通量电机包含单个转子和两个定子，以减小电机的整体大小和重量。电机可以是模块化的，以便于组装和维护，并且具有支撑单独的制动器总成的主轴。电机可以包含内侧壳体和外侧壳体，每个壳体支撑线圈总成，线圈总成被配置成将转矩施加到转子上。内侧壳体和外侧壳体可一起限定容纳定子和转子的内腔，且可保护定子和转子免受外部环境的影响。内侧壳体和外侧壳体可以通过用于密封内腔的环密封件接合，因此防止例如泥土或水的污染物意外渗入内腔中。定子可使转子旋转、平移悬架中的支柱，或这两者。

在一个示例中，一种轴向通量电机包含主轴；第一壳体，所述第一壳体与所述主轴同轴且能围绕所述主轴旋转；第二壳体，所述第二壳体与所述主轴同轴且能围绕所述主轴旋转，其中所述第一壳体和所述第二壳体形成腔；密封件，所述密封件放置在所述第一壳体与所述第二壳体之间，用于防止碎屑和/或液体进入所述腔；磁转子，所述磁转子在所述腔中且刚性地连接到所述主轴；第一定子总成，所述第一定子总成放置在所述腔中且与所述主轴同轴，用于将第一转矩施加到所述磁转子；以及第二定子总成，所述第二定子总成在所述腔中且与所述主轴同轴，用于将第二转矩施加到所述磁转子。