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Title:
PERMANENT MAGNET ELECTRIC HUB WITHOU IRON CORE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/027870
Kind Code:
A1
Abstract:
A hub adapted for an electric bicycle, an electric motorcycle or an electric automobile includes a principal shaft (10), a case (20), a stator (30) and a rotor (40) , both of which are contained in the case (20). The case (20) is fixed on the principal shaft (10) by a bearing and connected to the rotor (40) by a group shift (50).The stator (30) is fixed on the principal shaft (10) and the rotor (40) is fixed on the principal shaft (10) by a bearing. The stator (30) is contained in an interior cavity formed by the rotor (40). Permanent magnets (41) are arranged on interior sidewalls of the rotor (40). The permanent magnets (41) are disposed the left side and the right side of the stator (30) respectively. The stator (30) is composed of coil windings (31) and solid-type material (32). Permanent magnet effect without an iron core is achieved by optimizing the product structure, thus enabling the hub with small volume, light weight, high reliability and convenient maintenance. The stator is composed of the coil windings and the solid-type material, thereby reducing the process cost. The rotor adopts built-in permanent magnet structure, solves the problem of permanent magnet fastening and safety at any speed, and has the characteristics of short acceleration time, low rotating speed as well as large torque.

Inventors:
LIN HUISHENG (CN)
ZHANG JIAYE (CN)
Application Number:
PCT/CN2010/001738
Publication Date:
March 08, 2012
Filing Date:
November 01, 2010
Export Citation:
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Assignee:
LIN HUISHENG (CN)
ZHANG JIAYE (CN)
International Classes:
B60K7/00; B60B27/04; H02K7/116; B60L11/00
Foreign References:
CN1510820A2004-07-07
CN1479430A2004-03-03
CN201446877U2010-05-05
DE102008036560A12010-02-25
US20060113859A12006-06-01
Attorney, Agent or Firm:
DONG GUAN CHUANG YI PATENT AGENT (CN)
东莞市创益专利事务所 (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1、 永磁无铁芯电动轮毂, 包括有主轴 (10)、 外壳(20)及安装 在外壳 (20) 内的定子 (30) 和转子 (40), 外壳 (20) 通过轴承安 装在主轴上并通过变速组(50)与转子 (40)连接, 定子(30) 固定 在主轴(10) 上, 而转子(40)则通过轴承安装在主轴上, 其特征在 于: 定子 (30)位于转子 (40)形成的内部空腔中, 在转子(40) 的 内侧壁上设有永磁体 (41 ), 永磁体 (41 ) 分置于定子 (30) 左右两 边; 定子 (30) 是由线圈绕组 (31 ) 和固型材料 (32) 复合形成。

2、 根据权利要求 1所述的永磁无铁芯电动轮毂, 其特征在于: 所述定子(30)中的线圈绕组(31 )按扇形绕制,不同的线圈绕组(31 ) 之间环形间隔分布, 而固型材料(32)与线圈绕组(31 )注模成型为 一体, 固型材料 (32) 包固线圈绕组 (31 ), 恰使定子 (30) 形成圆 盘状。

3、 根据权利要求 1所述的永磁无铁芯电动轮毂, 其特征在于: 转子(40)为左右两半体对合形成,其中一半体延伸连接变速组(50), 变速组(50)系为一行星齿轮组, 行星齿轮成对设置, 啮合在转子的 主动齿轮(42)外周, 外壳(20) 内表面设有环形齿带(21 ) 啮合行 星齿轮组。

4、 根据权利要求 1所述的永磁无铁芯电动轮毂, 其特征在于: 所述永磁体(41 )的断面形状为扇形,不同的永磁体(41 )在转子(40) 的同一内侧面上环形间隔分布, 形成磁轭盘。

Description:
永磁无铁芯电动轮毂 技术领域:

本实用新型涉及动力部件技术领域, 特指一种适用于电动自行 车、 电动摩托车或电动汽车的轮毂。

背景技术:

近年来,随着社会对节能减排的意识加强,极 大推动电动自行车、 电动摩托车及电动汽车的快速发展, 尤其是电动汽车的发展更为加 快。

传统汽车轮毂为单一金属体, 装在主轴上, 用于连接轮子。 随着 世界各汽车大国都加速新能源汽车的商品化步 伐,尤其是对纯电动汽 车的商品化进程, 都投入了大量的财力、 人力, 但依然无法实现真正 的商品化, 究其原因是受电池、 电机的产业化技术不够成熟的制约。 电机技术虽是比较成熟,但能真正满足电动汽 车对其性能技术要求的 电机还未有报道,因为装在汽车上使用的电机 须能满足汽车的技术性 能要求:

1、 起步要快, 加速时间要小, 要有快速的反应能力和低速大转 矩特性。

2、 在很宽调速范围内都保持高效率和恒功率输出 特性。 3、保证高可靠性(即坚固性), 在任何条件下运行都具有高度的 安全性, 极小的故障率和保证长寿命。

4、可工作在电动机模式, 也可工作在发电机模式, 能利用制动、 滑行或下坡的力矩发电, 向电池回馈电能(充电)来增加汽车一次性 充电的续驶里程。

5、 符合国家法规的电磁幅射值。

6、 输出功率大, 体积小, 质量轻, 造价 (成本) 低。

在此背景下, 本申请人秉持着研究创新、 精益求精之精神, 利用 其专业眼光和专业知识, 研发出了中国专利第 200920058493.9号的 电动式轮毂, 该电动轮毂应用范围广, 既可输出动力, 又可实现发电 工作, 装在汽车上使用, 极大的满足汽车的技术性能要求。 本申请正 是在上述的电动式轮毂基础上进一步改进。

发明内容:

本实用新型的目的在于提供一种结构优化的永 磁无铁芯电动轮 毂。

为达到上述目的, 本实用新型采用如下技术方案:

永磁无铁芯电动轮毂, 包括有主轴、外壳及安装在外壳内的定子 和转子, 外壳通过轴承安装在主轴上并通过变速组与转 子连接, 定子 固定在主轴上, 而转子则通过轴承安装在主轴上, 定子位于转子形成 的内部空腔中, 在转子的内侧壁上设有永磁体, 永磁体分置于定子左 右两边; 定子是由线圈绕组和固型材料复合形成。 所述定子中的线圈绕组按扇形绕制,不同的线 圈绕组之间环形间 隔分布, 而固型材料与线圈绕组注模成型为一体, 固型材料包固线圈 绕组, 恰使定子形成圆盘状。

转子为左右两半体对合形成, 其中一半体延伸连接变速组, 变速 组系为一行星齿轮组,行星齿轮成对设置, 啮合在转子的主动齿轮外 周, 外壳内表面设有环形齿带啮合行星齿轮组。

所述永磁体的断面形状为扇形,不同的永磁体 在转子的同一内侧 面上环形间隔分布, 形成磁轭盘。

本实用新型通过优化产品结构, 达到永磁无铁芯功效, 体积小、 重量轻, 可靠性高, 便于维护; 定子是由线圈绕组和固型材料复合形 成, 加工成本低, 转子采用内置式永磁体结构, 解决了在任何速度下 永磁体固定和安全问题, 与此同时, 由于高转速时, 永磁体产生的磁 场很弱, 利用弱磁控制能使电动机恒功率运行时具有较 高的效率; 夕卜 壳通过轴承安装在主轴上并通过变速组与转子 连接,虽然外壳带动轮 胎转速很慢, 但内部转子的转速并不慢, 以此来保证电动汽车能快速 起步, 加速时间小, 具有低转速、 大转矩的特性, 输出功率大。

附图说明:

附图 1为本实用新型的结构示意图;

附图 2为本实用新型之定子上的线圈绕组分布示意 ;

附图 3为本实用新型之定子的侧面示意图;

附图 4为本实用新型之转子上的永磁体断面排布示 图。 具体实施方式:

以下结合附图对本实用新型进一步说明:

参阅图 1~4所示, 本实用新型所述的永磁无铁芯电动轮毂, 包括 有主轴 10、 外壳 20及安装在外壳 20内的定子 30和转子 40, 外壳 20通过轴承安装在主轴上并通过变速组 50与转子 40连接, 定子 30 固定在主轴 10上, 而转子 40则通过轴承安装在主轴上。 外壳 20连 接相应轮子, 实现电动驱动轮子行走。本实用新型有机地将 动力装置 和轮毂整成一整体, 形成电动轮形式, 可减少电机另设安装, 减少传 动结构, 优化产品结构, 提升产品性能和实用性。 定子 30位于转子 40形成的内部空腔中, 转子 40则由左右两半体对合形成, 在转子 40 的内侧壁上设有永磁体 41,永磁体 41可通过粘连、嵌设之方式固定, 转子 40内的永磁体 41分置于定子 30左右两边,以配合定子 30内的 线圈绕组工作。

所述定子 30是由线圈绕组 31和固型材料 32复合形成, 线圈绕 组 31按扇形绕制, 不同的线圈绕组 31之间环形间隔分布, 线圈绕组 31的绕向一致, 从而满足工作要求, 线圈绕组 31的引出线顺沿主轴 10引出, 以接驳电源。 固型材料 32与线圈绕组 31注模成型为一体, 固型材料 32包固线圈绕组 31, 恰使定子 30形成圆盘状。 固型材料 32可采用绝缘塑胶或其它热固材料, 包裹住线圈绕组 31, 具有良好 的密封防油性, 有效保护线圈绕组 31, 延长其使用寿命。 定子 30无 铁芯, 不仅降低制作成本, 也减轻重量, 体积小、 可靠性高。 本实施例中, 转子 40为左右两半体对合形成, 且内部形成有空 腔,位于定子 30左右两侧的永磁体 41分别固定在转子左右两半体的 内侧; 转子有一半体延伸连接变速组 50, 变速组 50系为一行星齿轮 组, 行星齿轮成对设置, 啮合在转子的主动齿轮 42外周, 外壳 20内 表面设有环形齿带 21 啮合行星齿轮组, 该结构与中国专利第 200920058493.9号的电动式轮毂的结构一致, 在此不再——赘述。

图 4所示, 所述永磁体 41的断面形状为扇形, 不同的永磁体 41 在转子 40的同一内侧面上环形间隔分布, 形成磁轭盘。永磁体 41之 间形成若干组对, 构成不同磁场, 配合定子内的线圈绕组 31工作。

工作时, 给定子 30内的线圈绕组 31供电, 形成旋转磁场, 该旋 转磁场作用于两边的永磁体 41, 使转子 40转动, 转子 40通过变速 组 50驱动外壳 20转动, 达到带动相应轮子转动, 即实现电动驱动。

本实用新型中,定子 30由线圈绕组 31和固型材料 32复合形成, 呈圆盘状, 由于无需制作铁芯, 这有利于减小产品的体积和重量, 降 低制作成本。定子 30左右两边配有断面为扇形的永磁体 41所构成的 磁轭盘, 工作性能稳定可靠; 配合变速组 50传动, 保证电动汽车能 快速起步, 加速时间小, 具有低转速、 大转矩的特性。

当然, 以上实施例仅为本实用新型较佳实施例, 并非以此限定本 实用新型的实施范围, 该轮毂可应用在电动汽车、 电动自行车或电动 摩托车上,在轮毂的端盖上还可适当安装有刹 车结构,满足使用需要, 故, 凡是依照本实用新型之原理做等效变化或修饰 , 均应涵盖于本实 用新型的保护范围内。