双转子轮毂电动汽车电机制造技术

一种双转子轮毂电动汽车电机，包括外转子、内转子、定子、轴承，所述内转子为对称分布，对称的两个内转子通过轴承与定子轴连接，所述定子为内外表面双面开槽结构，定子之上设置的双面开槽结构中镶嵌有对称分布的线圈绕组，所述线圈绕组分别单独与其对应的ECU连接，并由所述ECU单独控制，所述ECU分别与车辆系统的每个车轮的主ECU进行连接，所述线圈绕组电连接有电源。本发明专利技术的有益效果：通过适当个数的独立电机的交替工作解决轮毂电机过热而导致的烧毁的问题，延长了电机的实用寿命；由于定子内的线圈绕组采用对称形式分布，当本发明专利技术工作时，对称的线圈绕组分布使得电机在对称方向上的受力可以抵消，减少对轴及轴承摩擦，延长使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
双转子轮毂电动汽车电机
本专利技术涉及一种电动汽车轮毂电机设备，具体涉及一种双转子轮毂电动汽车电机。
技术介绍
轮毂电机驱动技术是电动汽车的先进方式。这项技术早在20世纪50年代，由美国人罗伯特专利技术。在1900年，保时捷就首先制造出了前轮装备轮毂电机的电动汽车，在20世纪70年代，这一技术在矿山运输车等领域得到应用。而对于乘用车所用的轮毂电机，日系厂商对于此项技术研发开展较早，目前处于领先地位，包括通用、丰田在内的国际汽车巨头也都对该技术有所涉足。能源短缺和环境污染问题已经成为近来世界关注的主要问题，而开发超低排放的电动汽车是解决此问题的重要途径之一。目前，已经有很多电动汽车问世并投入运行。然而，现有电动汽车大部分是在传统内燃机汽车的基础上改装而成，即用一个集中电机代替原来的发动机，动力通过电机、变速器、传动轴、差速器和半轴等传到车轮来驱动车辆前进。轮毂电机技术又称车轮内装电机技术，其动力系统通常有电动机、减速机构、制动器和散热系统组成，主要分成两种结构型式:内转子型和外转子型，通常，外转子型采用低速外转子电机，电机的最高转速在1000-1500r/min左右，无任何减速装置，电机的外转子与车轮的轮辋固定或者集成在一起，车轮的转速与电机相同。内转子型则采用高速内转子电机，同时装备固定传动比的减速器。为了获得较高的功率密度，电机的转速通常高达10000r/min。减速结构通常采用传动比在10:1左右的行星齿轮减速装置，车轮的转速在1000r/min左右。轮毂电机的电机类型分为永磁、感应、开关磁阻式。其特点如下:(1)感应(异步)电机结构简单、坚固耐用、成本低廉、运行可靠、转矩脉动小、噪声低、不需要位置传感器，转速极限高；缺点是驱动电路复杂，成本高，相对永磁电机而言，异步电机效率和功率密度偏低；(2)无刷永磁同步电机可采用圆柱形径向磁场结构或盘式轴向磁场结构，具有较高的功率密度和效率以及宽广的调速范围，发展前景十分广阔，已在国内外多种电动车辆中获得应用；(3)开关磁阻式电机具有结构简单，制造成本低廉，转速/转矩特性好等特点，适用于电动汽车驱动；缺点是设计和控制非常困难和精细，运行噪声大。由此，总结轮毂电机优缺点及关键技术包括:(1)省略大量传动部件，让车辆结构更简单，同时方便采用四轮驱动形式，使整体动力利用效率及动力性能大大提高；(2)可实现多种复杂的驱动方式；(3)便于采用多种新能源车技术；(4)可以采用电机和减速机构，乃至控制器的集成结构型式，结构紧凑，便于处理电机冷却、振动隔振以及电磁干扰等问题；(5)轮毂电机使得整车总布置可以采用扁平化的底盘结构型式，车内空间和布置自由度得到极大的改善；(6)轮毂电机作为执行元件，利用响应速度快和准确的优点便于实现包括线控驱动、线控制动以及线控整车动力学控制在内的整车动力学集成控制，提高整车的主动安全性；(7)轮毂电机系统集驱动、制动、承载等多种功能于一体，优化设计难度大；(8)车轮内部空间有限，对电机功率密度性能要求高，设计难度大；(9)电机与车轮集成导致非簧载质量较大，恶化悬架隔振性能，影响不平路面行驶条件下的车辆操控性和安全性。同时，轮毂电机将承受很大的路面冲击载荷，电机抗振要求苛刻；(10)车辆大负荷低速爬长坡工况下容易出现冷却不足导致的轮毂电机过热烧毁问题，电机的散热和强制冷却问题需要重视；(11)轮毂电机运行转矩的波动可能会引起汽车轮胎、悬架以及转向系统的振动和噪声，以及其他整车声振问题；(12)车轮部位水和污物等容易集存，导致电机的腐蚀破坏，寿命可靠性受影响。随着技术的发展以及用户的需求，亟需一种工作稳定可靠，不会出现动力传输的中断的汽车轮毂电机以及散热良好的电机。
技术实现思路
本专利技术提供一种双转子轮毂电动汽车电机，以解决现有技术中存在的电动汽车的电机工作不稳定、输出力矩小的问题以及电机散热不良的问题。为实现上述目的，采用以下技术方案:—种双转子轮毂电动汽车电机，包括外转子、内转子、定子、轴承、端盖、线圈绕组，所述内转子和外转子及端盖通过螺栓连接，所述外转子包括磁轭和永磁体，所述磁轭包括内、外磁轭，所述永磁体包括内、外永磁体，所述内、外永磁体与内、外磁轭结合，所述外转子与车轮连接，所述内转子为对称分布，对称的两个内转子通过轴承与定子轴连接，所述定子为内外表面双面开槽结构，定子之上设置的双面开槽结构中镶嵌有对称分布的八组线圈绕组，所述八组线圈绕组分别单独与八个EOT连接，并由八个EOT单独控制，所述EOT分别与每个车轮的主ECU进行连接，所述线圈绕组电连接有电源。优选地，所述线圈绕组采用星形或者是三角形接法。优选地，所述永磁体采用汝铁硼永磁材料。优选地，所述内转子与中轴通过轴承连接。本专利技术的有益效果:本专利技术由于设置了对称的双转子，以及在定子的表面开设双面槽，并在槽中安装在对称的线圈绕组，并在各个线圈绕组上分别设置独立控制的ECU，以上的结构及对其所采用的控制方法，使轮毂电机具有输出力矩大、同转速高的优点，同时具有在不同工作条件下，配置不同力矩和工作稳定可靠的优点；由于本专利技术的转子结构为双转子结构，此双转子结构的电机更优化地利用了电机内部的有用空间，提高了电机利用效率、增大了有效气隙的面积、提高了转矩密度等优点，特别适合于电动汽车轮毂电机；由于定子绕组内采用分块绕组的形式，并由各自对应的E⑶独立控制，相当于实现了分组控制，即相当于是几个独立的电机工作，一般情况下，这几个独立电机全部工作，车轮的主ECU通过对接收到的各种工作信号的计算和比对，得出个独立电机此时最佳工作电流，然后独立电机通过各自对应的ECU来实时控制其绕组电流的大小，从而实现了电机工作力矩的连续可调；本专利技术的双转子分组控制的电机还可以在特殊情况下，有部分的电机独立工作，如当某个电机出现故障时，其它部分可正常工作，不至于动力输出的中断，实现了工作的稳定可靠的优点；在某些特殊的情况下，还可以通过适当个数的独立电机的交替工作解决轮毂电机过热而导致的烧毁的问题，延长了电机的实用寿命；由于定子内的线圈绕组采用对称形式分布，当本专利技术工作时，对称的线圈绕组分布使得电机在对称方向上的受力可以抵消，减少对轴及轴承摩擦，延长使用寿命。【附图说明】下面根据实施例和附图对本专利技术作进一步详细说明(图中均以每个轮毂电机中相当于有8个独立电机为例进行示意)。图1是轮毂电机结构示意图；图2是外转子与端盖的连接结构示意图；图3是轮毂电机内转子结构示意图；图4是电机结构剖视图的一半；图5是线圈绕组连线示意图；图6是线圈绕组结构示意图；图7是电机控制部分示意图；图8是EOT控制流程图。图中:1、外转子永磁体；2、内转子永磁体；3、内转子；4、中轴；5、螺栓孔；6、轴承；7、内层线圈绕组；8、定子；9、外层线圈绕组；10、隔磁材料；11、外转子；12、端盖；13、电机；14、ECU ;15、主 ECU ;16、磁轭，17、气隙；18、螺栓。【具体实施方式】如图1至图8所示，一种双转子轮毂电动汽车电机，包括外转子11，内转子3，定子8，轴承6，端盖12，线圈，内转子3和外转子11及端盖12通过螺栓18连接，外转子11包括磁轭和永磁体，所述磁轭包括内、外磁轭，永磁体包括内、夕卜转子永磁体2、1,内、外永磁体2、1与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双转子轮毂电动汽车电机，包括外转子、内转子、定子、轴承、端盖、线圈绕组，所述内转子和外转子及端盖通过螺栓连接，所述外转子包括磁轭和永磁体，所述磁轭包括内、外磁轭，所述永磁体包括内、外永磁体，所述内、外永磁体与内、外磁轭结合，所述外转子与车轮连接，其特征在于，所述内转子为对称分布，对称的两个内转子通过轴承与定子轴连接，所述定子为内外表面双面开槽结构，定子之上设置的双面开槽结构中镶嵌有对称分布的八组线圈绕组，所述八组线圈绕组分别单独与八个ECU连接，并由八个ECU单独控制，所述ECU分别与每个车轮的主ECU进行连接，所述线圈绕组电连接有电源。

【技术特征摘要】
1.一种双转子轮毂电动汽车电机，包括外转子、内转子、定子、轴承、端盖、线圈绕组，所述内转子和外转子及端盖通过螺栓连接，所述外转子包括磁轭和永磁体，所述磁轭包括内、外磁轭，所述永磁体包括内、外永磁体，所述内、外永磁体与内、外磁轭结合，所述外转子与车轮连接，其特征在于，所述内转子为对称分布，对称的两个内转子通过轴承与定子轴连接，所述定子为内外表面双面开槽结构，定子之上设置的双面开槽结构中镶嵌有对称分布的八组线圈绕组，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：童亮，林慕义，王准，王大江，李竹芳，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：