行星减速器与高转矩密度轮毂电机集成一体的电驱动车轮制造技术

本发明专利技术公开了一种行星减速器与高转矩密度轮毂电机集成一体的电驱动车轮，解决了如何将轮毂电机、传动系统和刹车系统集成于车轮一体的问题；驱动端端盖（36）为向电机转子支架方向凹陷的嵌入式结构端盖，在驱动端端盖（36）的中心孔外侧固定连接有空心套筒（24），在空心套筒的外侧面上套接有主轴承内圈（25），在主轴承外圈（26）上连接有轮辋（38），在空心套筒（24）腔内设置有旋转过渡套（30），旋转过渡套的内圈的一端与轮毂电机转轴（7）的驱动端轴伸（31）连接，在旋转过渡套的内圈的另一端上连接有行星减速器的太阳轮轮轴（32），在太阳轮（33）上啮合有行星轮（34），行星轮与轮辋（38）啮合。行星轮与轮辋（38）啮合。行星轮与轮辋（38）啮合。

【技术实现步骤摘要】
行星减速器与高转矩密度轮毂电机集成一体的电驱动车轮


[0001]本专利技术涉及一种电驱动车轮，特别涉及一种行星减速器与高转矩密度轮毂电机集成一体的电驱动车轮。

技术介绍

[0002]电驱动车轮是指将轮毂电机、传动系统和刹车系统集成在一起的车轮，车轮本身就带有电驱动功能；轮毂电机一般采用转子内嵌磁钢的永磁同步电机，包括定子、转子、轴承、端盖、转子位置检测装置、水下密封电连接插座等部件，轮毂电机转子转轴与车轮转轴是同轴设置的，在轮毂电机的驱动端，集成有减速器、轮辋和橡胶轮胎，在轮毂电机的非驱动端，集成了刹车系统，轮毂电机本体被夹持在集成的减速器与集成的刹车系统之间，轮毂电机属于体积小输出转矩大的高转矩密度水冷式电机，电机发热较大，有些电机还苛刻要求：当冷却水入水温度达75℃时，电机的温升不得超过115K；轮毂电机是通过电机壳体上的水冷套中的循环冷却水，对电机进行冷却的，高转矩密度定子铁芯中嵌入的线圈中电流所产生热量，直接通过定子铁芯，传导到壳体的水冷套的冷却水中，被冷却水带走冷却；定子绕组端部是悬挑在电机端盖内的空间中的，定子绕组端部线圈所产生的热量，或者靠空气传导到电机壳体上，再通过壳体上的水冷套，将热量带走，或者沿绕组铜线传导回定子铁芯，再由定子铁芯传导到水冷套中，存在该部分热量传导慢，直接导致电机壳体内温升超过115K的苛刻要求的问题，如何解决该问题成为该类轮毂电机设计中的一个难题。
[0003]对于电驱动车轮来说，由于在轮毂电机的驱动端一侧要集成行星减速器、轮辋和橡胶轮胎，在轮毂电机的非驱动端一侧要集成刹车系统，一般将轮毂电机的转子支架设计为“工”字形，该形状的支架结构形式，为减速器及刹车系统向电机转子支架内侧空间方向集成，创造了可利用空间；轮毂电机一般为转子内嵌磁钢的永磁同步电机，现有的该类电机转子的结构为：在转子支架的外圆上的一端设置有叠压转子硅钢片的初始定位止口，在转子支架上装叠硅钢片时，先将转子铁心始端固定压板设置在该止口上，依次将硅钢片和转子铁心末端固定压板，装叠到转子支架上，转子铁心末端固定压板留有装磁钢孔，转子铁心叠压装配完成后，进行永磁磁钢的嵌入工作，最后，在转子铁心末端固定压板设置有磁钢压板，通过固定螺栓，安装一块磁钢压板，达到将转子铁心硅钢片和磁钢稳定地固定在转子支架上的目的，该磁钢压板具有一定的厚度，它与连接螺栓需要占据电机端盖内的一定空间，如何从结构上节省电机端盖内侧空间，并实现对转子铁心硅钢片、磁钢与转子支架之间的固定，是设计轮毂电机需要考虑的另一个技术问题。
[0004]轮毂电机是电驱动车轮的核心部件，轮毂电机转子转轴起着驱动车轮旋转的主动轴作用，车轮的制动鼓和刹车盘连接在该主动轴的非驱动端一侧，通过对轮毂电机转子转轴的抱紧，来实现车轮的制动，制动鼓和刹车盘，均具有一定的空间体积，如何将两者与轮毂电机集合，达到尽可能实现两者集成后小型化和集成化的目的，是该轮毂电机在结构设计上需要创造性地解决的一个关键课题；另外，在轮毂电机转子的驱动端，集成有行星减速器和橡胶轮胎车轮，轮胎自动充放气装置是设置在轮毂电机非驱动端一侧，而车轮是集成
在轮毂电机的驱动端一侧，如何构建一个便捷安全的并不占据空间的轮胎充气气路，也是现场需要解决的一个难题。
[0005]电驱动车轮是将轮毂电机、传动系统和刹车系统，集成于车轮一体；其中的轮毂电机的结构与减速器传动系统的结构，以及轮辋的结构的一体化结构设计难点；如何将电驱动车轮集成于轮辋及轮胎内腔，并通过轮毂电机非驱动端的端盖与汽车悬架连接，同时实现轮毂电机的转子转轴对轮辋的驱动，是首先需要解决的一个问题；其次，行星减速器的主轴轴承室内的泄压通道如何布置，也是电驱动车轮需要解决的一个问题；最后，轮毂电机作为车轮的驱动电机，工作环境恶劣，轮毂电机作为带电体，其本体及出线线缆如何防护，以及整机的防水密封也是系统设计的一个难点。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种行星减速器与高转矩密度轮毂电机集成一体的电驱动车轮，解决了如何将轮毂电机、传动系统和刹车系统集成于车轮一体的技术问题。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案解决以上技术问题的：
[0008]本专利技术的总体构思：轮毂电机的转子转轴是支撑在电机驱动端端盖上的轴承与非驱动端盖上的轴承之间的，该转轴与电驱动车轮的轮轴为同一个轴；轮毂电机的驱动端端盖设计为向电机转子支架内部凹陷的嵌入式结构，在内陷的驱动端端盖的凹槽中，集成行星减速器；在凹陷的嵌入式驱动端端盖的中心孔上设置有与端盖一体化加工的向外侧探出的空心套筒，将该空心套筒，作为轮辋旋转支撑主轴承的内圈安装轴，在轮辋旋转支撑主轴承的外套上连接有旋转轮辋，在旋转轮辋上安装有车轮轮胎；在向外侧探出的空心套筒的内腔中设置花键套，花键套内圈的一端与轮毂电机的驱动端的轴伸连接在一起，花键套内圈的另一端与行星减速器的太阳轮轮轴连接在一起，使轮毂电机的驱动端的轴伸的旋转动力，依次通过花键套内圈、行星减速器的太阳轮轴、在太阳轮轴上设置的太阳轮、行星减速器的行星轮，传递给轮辋，从而实现了轮毂电机的转轴驱动轮辋旋转的目的；在轮辋旋转支撑主轴承的轴承室内的通气气路与设置在凹陷的嵌入式驱动端端盖中的出气通道连通，实现了减速器内部润滑油与外部空气的压力平衡，保证了减速器在各工作状态下密封的可靠性；在轮毂电机的转轴中，设置有为轮胎充气的气道，将轮胎的充气气路与电机转轴集成，将减速器的通气气道与驱动端端盖集成，实现轮毂电驱动系统小型化和一体化；在轮毂电机的定子安装机座中，设置双螺旋形冷却水水道，将双螺旋形冷却水水道的入水口设计成弧形，通过优化水道入水口结构，降低了冷却水入水的水阻，从而提高了散热效率；通过临时工装罩，将轮毂电机的驱动端定子绕组端部和非驱动端定子端部，分别设置在密封的临时工装罩体中，将氮化铝粉末与环保型快干无溶剂浸渍树脂混合后，填充在密封罩体中，待填充料凝固后，取出临时工装罩体，使绕组端部线圈所产生的热量，能通过填充后的高导热氮化铝填充材料，直接传导到电机壳体的水冷套中，被循环冷却水带走；改变了传统的永磁电机转子铁心硅钢片，依靠末端挡板与转子支架连接固定，磁钢固定依靠磁钢压板与末端挡板连接固定的结构形式，在转子铁心支架的外圆的一端设置一圈可向外折弯90度的梅花瓣状舌片，将转子铁心硅钢片、磁钢一次装配后用油压机压紧后，通过该舌头的折弯，将转子铁心硅钢片、磁钢与转子支架固定连接在一起，该梅花瓣状舌片的厚度仅为1毫米，用该梅花瓣状舌片结构代替传统的永磁电机转子铁心硅钢片的末端挡板、磁钢压板及连接螺栓
的固定铁心和磁钢的结构形式，将原来的叠铁心、装磁钢两道工序改进为一道工序完成，更重要的是节省了电机转子轴向空间；将轮毂电机的转子支架设计成横截面为“工”字形式，也起到了节省电机两端盖内的预留空间的作用；将轮毂电机的转子支架设计成横断面为“工”字形的结构，达到在转子支架为减速器和制动器留出安装空间的目的，本电机的非驱动端端盖和驱动端端盖均设计为向电机转子支架内部凹陷的嵌入式结构，在内陷的非驱动端端盖的凹槽中安装制动鼓和刹车盘，达到了在有限空间内将轮毂电机与车轮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种行星减速器与高转矩密度轮毂电机集成一体的电驱动车轮，包括电机机座（1），在电机机座（1）的驱动端设置有驱动端端盖（36），在驱动端端盖（36）的中心孔中，设置有驱动端端盖轴承（37）；在电机机座（1）的非驱动端设置有非驱动端端盖（10），在非驱动端端盖（10）的中心孔中，设置有非驱动端端盖轴承（11），在驱动端端盖轴承（11）与非驱动端端盖轴承（11）之间，设置有轮毂电机转轴（7），其特征在于，驱动端端盖（36）为向电机转子支架方向凹陷的嵌入式结构端盖，在驱动端端盖（36）的中心孔外侧固定连接有空心套筒（24），空心套筒（24）的中心轴线与驱动端端盖（36）的中心孔的中心轴线是重合在一起的，在空心套筒（24）的外侧面上套接有主轴承内圈（25），在主轴承外套（26）上连接有行星轮支架（38）和轮辋（40），轮辋（40）是通过轮辋连接螺栓（27）与主轴承外套（26）和行星轮支架（38）固定连接在一起的；在空心套筒（24）腔内设置有旋转过渡套（30），旋转过渡套（30）的内圈的一端与轮毂电机转轴（7）的驱动端轴伸（31）连接在一起，在旋转过渡套（30）的内圈的另一端上连接有行星减速器的太阳轮轮轴（32），在太阳轮轮轴（32）上设置有太阳轮（33），在太阳轮（33）上啮合有行星轮（34），行星轮（34）与行星轮支架（38）啮合在一起；在驱动端端盖（36）中设置有排气通道（29），空心套筒（24）、主轴承外套（26）、行星轮支架（38）与油气封（42）形成了减速器的密封腔室，密封腔室通过排气通道（29）、油气阀（41）与外部空气连通在一起；在轮毂电机转轴（7）中设置有轮胎充气通道（28）。2.根据权利要求1所述的一种行星减速器与高转矩密度轮毂电机集成一体的电驱动车轮，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雨星，温丽萍，周贤泉，肖熙，吕东，刘晓荣，
申请(专利权)人：中船重工电机科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：