气隙可控的减载单转子双定子轴向轮毂电机转子总成制造技术

本申请公开了一种气隙可控的减载单转子双定子轴向轮毂电机转子总成。该轮毂电机转子总成包括合头、浮动螺栓和盘模块，浮动螺栓包括浮动螺母、浮动块、双头螺柱、浮动垫片和锁止螺母，盘模块包括梯形弹簧片、永磁体和碳纤维陶瓷盘，合头与车桥轴承转子相连将电机的扭矩传递到轮胎上，浮动螺栓通过调整浮动螺母的松紧，实现盘模块的轴向位移，盘模块既作为轮毂电机转子，也作为机械制动的刹车盘，实现轮毂电机驱动制动相结合。本发明专利技术解决了轴向磁场轮毂电机装配时难以调整气隙、碳纤维陶瓷盘受热径向膨胀时螺栓连接不可靠和现有碳纤维陶瓷盘与永磁体仅靠磁钢胶的配合不够紧密的问题。盘与永磁体仅靠磁钢胶的配合不够紧密的问题。盘与永磁体仅靠磁钢胶的配合不够紧密的问题。

【技术实现步骤摘要】
气隙可控的减载单转子双定子轴向轮毂电机转子总成


[0001]本技术涉及轴向磁场轮毂电机
，具体为一种气隙可控的减载单转子双定子轴向轮毂电机转子总成。

技术介绍

[0002]轮毂电机直接安装在轮毂内部的空间中，省去了传动轴等冗长的传动机构，直接将电机输出的动力传递到车轮上，其具有底盘占用空间小、传动效率高、易于实现汽车智能化和滑板式底盘等特点，在未来的汽车市场前景广阔。现有的轮毂电机属于精密装配产品，细微的装配误差都会影响轮毂电机的使用和寿命。以单转子双定子轴向轮毂电机为例，转子盘和两侧定子的气隙间距的调整尤其重要，轴向磁场电机的气隙值极小仅为2毫米左右，若电机转子盘和两侧定子的气隙间距无法保证均匀且一致，则会导致转子盘受到两侧不平衡的磁拉力，进而会极大地影响电机的功率和使用寿命。
[0003]一方面，对于精密安装的单转子双定子轴向轮毂电机而言，零件加工时产生的尺寸链累积误差是不可避免的，任何加工误差都只能尽量减小，无法完全消除，若因装配精度导致转子盘和两侧定子的两侧气隙不均匀，会导致转子两侧磁拉力不一致，最终导致轮毂电机运行时的转子冲击单侧定子噪声、转子与单侧定子偏磨甚至损坏，因此，单转子双定子轴向轮毂电机的转子盘和两侧定子的气隙间距的调整对轮毂电机性能的影响尤为巨大。另一方面，现有的转子盘是碳纤维陶瓷盘与铝合金合头通过普通螺栓直接紧固，但是由于转子盘的碳纤维陶瓷盘和铝合金合头材料热膨胀系数不同，当电机运转持续发热时，二者会产生不同的径向变形量，使得螺栓受到额外的剪切力，在恶劣的工况条件下螺栓极易折断过早的失效。最后，在使用普通螺栓进行精密装配时，即使在单转子双定子轴向轮毂电机的转子盘和两侧定子装配过程中发现转子盘和两侧定子的气隙间距，以现有的装配技术也极难将气隙值和均匀程度调整到一个较为理想的状态。
[0004]此外，现有的轮毂电机中转子盘中永磁体依靠磁钢胶固定于转子盘内，在电机持续运行过程中不断地发热，但轮毂空间内散热条件又十分有限，使得温度接近于磁钢胶的使用温度上限，此时永磁体又受到电机定子工作时产生的巨大的磁拉力，会导致转子盘中的永磁体出现固定不可靠的情况。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中的上述问题，本技术提供一种新型轮毂电机转子总成，具体为气隙可控的减载单转子双定子轴向轮毂电机转子总成。本技术解决了现有技术中不能在转子盘和两侧定子的装配过程中调节气隙间距等问题，以及轮毂工况条件下由于转子盘的碳纤维陶瓷盘和铝合金合头材料热膨胀系数不同产生的剪切力对于紧固螺栓的冲击失效的缺陷。
[0006]本技术的技术方案如下所述：
[0007]气隙可控的减载单转子双定子轴向轮毂电机转子总成，包括合头1、浮动螺栓100
和盘模块200；
[0008]合头1上制有适配浮动块3的开槽10；
[0009]盘模块200包括碳纤维陶瓷盘7、永磁体8，永磁体8与碳纤维陶瓷盘7过渡配合固定，碳纤维陶瓷盘7上制有适配浮动垫片5的安装孔70；
[0010]浮动螺栓100包括浮动螺母2、浮动块3、双头螺柱4、浮动垫片5、锁止螺母6，浮动块3制有与合头1的开槽10适配的限位槽沿30，
[0011]双头螺柱4包括大径螺纹端和小径螺纹端，浮动螺母2、浮动块3均能够与双头螺柱4的大径螺纹端螺纹啮合，浮动垫片5和锁止螺母6均能够与双头螺柱4的小径螺纹端啮合，并且，浮动块3与浮动垫片5相邻适配；
[0012]浮动块3与合头1的开槽10适配安装，浮动垫片5贯穿碳纤维陶瓷盘7的安装孔70，浮动螺栓100依次与浮动块3、浮动垫片5螺纹连接，两端通过浮动螺母2、锁止螺母6螺纹啮合，将合头1与盘模块200通过浮动螺栓100紧固，并且，浮动块3与合头1的适配使得浮动块3能够随着碳纤维陶瓷盘7受热径向膨胀时在合头1的开槽10内径向滑动；
[0013]同时，通过调整浮动垫片5的相对位置能够调节碳纤维陶瓷盘7的轴向位置，进而实现单转子双定子轴向轮毂电机转子总成与两侧定子的气隙可控。
[0014]优选，碳纤维陶瓷盘7上适配浮动垫片5的安装孔70的孔径略大于适配的浮动垫片5的外径，适配工况条件下碳纤维陶瓷盘7受热时对双头螺栓8径向的变形量。
[0015]优选，盘模块还包括梯形弹簧片9；进一步的，碳纤维陶瓷盘7上设置有与永磁体8适配的安装槽71，并且所述安装槽70的内侧设置有用于安装梯形弹簧片9的内凹形开槽711，通过梯形弹簧片9的弹力将永磁体8固定于碳纤维陶瓷盘7内，抵御电机工作时永磁体8受到线圈产生的轴向磁拉力。再进一步的，永磁体8与碳纤维陶瓷盘7依靠梯形弹簧片9与磁钢胶固定连接。
[0016]优选，沿碳纤维陶瓷盘7圆周方向均匀设置有若干梯形弹簧片9及永磁体8。
[0017]优选，沿合头1圆周方向均匀设置有若干浮动螺栓100。
[0018]本专利技术的合头与车桥轴承转子相连将电机的扭矩传递到轮胎上，浮动螺栓通过调整浮动螺母的松紧实现盘模块的轴向位移，盘模块既作为轮毂电机转子，也作为机械制动的刹车盘，实现轮毂电机驱动制动相结合。本专利技术解决了轴向磁场轮毂电机装配时难以调整气隙、碳纤维陶瓷盘受热径向膨胀时螺栓连接不可靠和现有碳纤维陶瓷盘与永磁体仅靠磁钢胶的配合不够紧密的问题。
有益效果
[0019]1、单转子双定子轴向轮毂电机的气隙是电机转子上永磁体表面到相邻的电机定子铁芯表面的距离，电机的气隙对电机的性能至关重要，气隙大小影响电机的总体性能，双定子轴向轮毂电机设计的关键在于能否通过保证气隙的对称性来保证电机轴向力平衡，使电机运转平稳、高效。本专利技术解决了电机因加工精度限制以及电机定子和电机转子装配后无法快捷方便地调整使得轴向电机两侧气隙均匀一致的问题。若发现需要调整两侧气隙时，本专利技术能够通过对浮动螺栓的调整以及精准的测量仪器的配合，确保电机装配时的气隙值、对称性以及均匀程度的理想状态。
[0020]2、现有技术中由于合头与碳纤维陶瓷盘材料热膨胀系数的差异，使得转子工作受
热时，碳纤维陶瓷盘与合头径向变形量使得螺栓受到额外的剪力导致连接螺栓过早的失效。本专利技术由于采用浮动螺栓设计，浮动块可以在确保连接螺栓与碳纤维陶瓷盘的径向位移一致的同时保证螺栓连接在轴向上的可靠性，使之不会受到因连接两侧材料热膨胀系数不同而产生的剪力，从而提高了该螺栓连接的可靠性。
[0021]3、由于轴向轮毂电机因空间有限散热条件相对于一般的使用场景更恶劣，因双定子盘式轴向磁场电机工作时，转子受到两侧定子产生的磁拉力巨大，用以连接电机转子与转子永磁体的磁钢胶可能接近使用温度上限而出现连接不可靠的情况，本专利技术通过梯形弹簧片的设计实现了永磁体与碳纤维陶瓷盘的有效紧固。而且，本专利技术所采用的弹簧片安装较为简单，极大地降低了装配时所增加的时间成本。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中附图仅仅是本技术的一些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.气隙可控的减载单转子双定子轴向轮毂电机转子总成，包括合头，其特征在于还包括浮动螺栓和盘模块；合头上制有适配浮动块的开槽；盘模块包括碳纤维陶瓷盘、永磁体，永磁体与碳纤维陶瓷盘过渡配合固定，碳纤维陶瓷盘上制有适配浮动垫片的安装孔；浮动螺栓包括浮动螺母、浮动块、双头螺柱、浮动垫片、锁止螺母，浮动块制有与合头的开槽适配的限位槽沿，双头螺柱包括大径螺纹端和小径螺纹端，浮动螺母、浮动块均能够与双头螺柱的大径螺纹端螺纹啮合，浮动垫片和锁止螺母均能够与双头螺柱的小径螺纹端啮合，并且，浮动块与浮动垫片相邻适配；浮动块与合头的开槽适配安装，浮动垫片贯穿碳纤维陶瓷盘的安装孔，浮动螺栓依次与浮动块、浮动垫片螺纹连接，两端通过浮动螺母、锁止螺母螺纹啮合，将合头与盘模块通过浮动螺栓紧固，并且，浮动块与合头的适配使得浮动块能够随着碳纤维陶瓷盘受热径向膨胀时在合头的开...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝明轩，王其光，张曰浩，朱峻玉，韦方舟，李逸飞，李德嘉，王帅，陈忠椿，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：新型
国别省市：