一种电动车用铸造轮毂的制作方法

本发明涉及电动车技术领域，特别是涉及一种电动车用铸造轮毂。

背景技术：

随着电动车的日益普及，发展出另一个短途轻便型或可折叠式的滑板式电动车领域，而这类电动车追求的是轻便小巧，收纳空间小，有足够的输出性能，解决城市中短途单人出行交通繁忙的问题，而这类电机由于其体积小的限制，导致电机内部空间有限，电机的输出扭矩有限，电机的功率密度小了，无法满足较大输出扭矩的需求，因此如何提升这类电机性能显得尤为重要。

当前滑板车电机以及一些轻便共享系列的电机，多数采用电摩标准6.5寸，或电动自行车标准的6寸~14寸之间的轮胎，匹配这些胎型的电机外轮廓空间一般都很小，径向尺寸小，轴向尺寸也小，这就导致电机输出扭矩小而且额定工作温度高，极易出现电机动力不足或长时间超负荷运行烧电机。

现有技术中，应用于便捷电动车或短途滑板车上的小功率轮毂电机大多采用的是低碳钢导磁环内镶嵌于铝合金或镁合金等压铸轮毂内的结构，而且为保证电机磁路不漏磁，导磁环厚度必须满足功能需求，而端盖固定螺纹孔必须在电机的导磁环内径之外，一般由于均大于导磁环的最大外径，而小功率电机装胎尺寸有限，这就导致电机的导磁环内径空间有限，即电机的电磁力臂长度有限，而电机的输出扭矩为电磁力乘以力臂所得，如何在有限的装胎空间内，提高电机的输出扭矩和功率密度是本发明的创研动机。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种螺纹固定柱外设的铸造轮毂。本发明提供的电动车用铸造轮毂，将电机端盖固定螺纹孔外移，提升了电机内部空间，加大了轮毂导磁环内径，使得电机能够获得更长的电磁力臂，有效的提高电机的输出扭矩，同时更大的空间可以设计更大外径的定子，定子的槽截面积可以加大，内定子绕线的单股线截面积更大，电机的电流过载能力更强，电机的功率密度和工作效率显著提高。另外凸台式的螺纹柱结构，保证电机的装配要求的前提下，对电机做了轻量化的优化设计，节约了原材料，减小了电机的转子惯量，提升了电机的响应速度，优化了整车的骑行舒适感。

为实现上述目的，本发明提供的一种电动车用铸造轮毂，其技术方案为：

一种电动车用铸造轮毂，包括导磁环和轮辋，所述导磁环设于所述轮辋内部，所述轮辋为金属铸造件，所述轮辋包括装胎结构面和胎槽，其特征在于：所述胎槽底部圆周面外侧设有若干呈圆周分布的向外隆起的凸台，所述凸台沿轴向延伸并与所述胎槽斜侧面相交，所述胎槽斜侧面上设有气门芯孔。此设计方案，通过对胎槽空间的合理化利用，以胎槽斜侧面上的凸台形式形成螺纹孔柱，将端盖固定螺丝孔外移，大大的提升了电机轮毂的内部空间，使得电机轮毂在相同装胎面尺寸的前提下，能够获得更大的导磁环内径，相应的电机的定子外径也跟着同比增大，使得电机定子的槽截面积加大，加大了电机的定子相线截面积，提升电机的电流过载能力，同时也加长了电机的电磁力臂，大大提高了电机的输出转矩，可显著提高电机的功率密度和效率。

本发明提供一种电动车用铸造轮毂，其还具备如下附属技术方案：

其中，导磁环为压铸内嵌件，导磁环为圆环体，导磁环外圆周面上设有内凹槽或外凸起形式的定位、止转、防松结构。此设计方案，保证了导磁环和不同材质金属铸件体之间的结合力，在轮毂铸造过程中，凹槽或凸起的结构部分，使导磁环外圆周面与轮辋压铸体以局部相互交叉的结构形式，形成轴向和径向定位和放松，大大提高了电机轮毂导磁环的径向和轴向的定位、止转、防松的作用。

其中，凸台内设有边盖固定螺纹孔，所述螺纹孔为盲孔并沿轴向放置。此凸台结构的设计方案对轮毂做了轻量化设计，只在螺纹孔位置增加铸件材料，节约原材料，减轻整机重量。

其中，导磁环壁厚为2.0mm~5.0mm，所述导磁环高度为10mm~70mm。此设计方案降低了轮毂导磁环的磁密饱和度，减少漏磁，提升电机性能。

其中，导磁环内径为110mm~220mm，此设计方案，保证轮毂结构能适应多种规格的轮胎型号，以满足需求。

其中，铸造轮毂一侧开放端面，另一侧为连体端盖，或为两侧均设为开放端面。此设计方案，提高了电机按需设计的灵活性，同时可依据不同客户更换端盖结构，以提升轮毂的通用性。

其中，导磁环外圆周面上所设内凹槽为外螺旋槽结构。此设计方案，导磁环和外轮轮辋体之间的径向和轴向定位、止转、防松效果更好，且加工工艺简便。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果是：

本发明提供的电动车用铸造轮毂，以胎槽斜侧面上的凸台形式形成螺纹孔柱，将端盖固定螺丝孔外移的结构方案，与现有传统的无凸台胎槽结构的轮毂相比，保持匹配相同轮胎型号的前提下，能够获得较大的轮毂内部空间，增加了导磁环内径，即同比增大了所匹配的电机的定子外径，使得电机的电磁力力臂加长，提升了电机的输出扭矩。另外，与传统无凸台结构的轮毂相比，电机内部空间加大带来的定子外径加大，其结果使得定子可以设计成更大槽截面积的结构，加大定子绕线的单股截面积，提升电机的电流过载能力，可大大提高功率密度，节约定子成本，提升电机输出效率

本发明提供的电动车用铸造轮毂，磁环外圆周面上设有内凹槽或外凸起形式的止转防松结构，与传统的导磁环无槽外圆周面结构相比，凹槽结构或外凸起结构在轮毂高温压铸过程中，导磁环与轮辋金属体形成相互交叉的结合结构，形成有效的轴向防窜动定位，导磁环与轮辋之间具有更好的抓紧力，相应的还发挥着轴向和径向的定位、止转放松的作用。

利用电机测试设备对应用了本发明的电机进行性能对比测试，应用了本发明的电机在相同的外轮廓尺寸下，电机输出扭矩大，电机效率提升明显，且电机的电流承载能力更强，电机温升有明显降低，电机的综合性能有显著提升。

通过比较可以看出，本电动车用铸造轮毂，优化了电机的螺丝固定结构，外移螺丝固定柱至胎槽部分，合理利用了胎槽空间，得到更大的电机内部空间，有助于提升电机的输出扭矩，提高电机工作效率，提高电机电流过载能力，降低了电机温升，延长电机使用寿命。

附图说明

图1为本发明电动车用铸造轮毂结构示意图。

图2为本发明电动车用铸造轮毂结构剖视图。

图中，1、铸造轮毂；11、轮辋；12、导磁环；13、胎槽；111、胎槽底部圆周面外侧；112、装胎结构面；113、凸台；114、气门芯孔；115、胎槽斜侧面；116、边盖固定螺纹孔；117、开放端面；121、内凹槽。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图对本发明的技术方案作进一步的详细说明，需要说明的是，所描述的实施例仅旨在便于本领域技术人员对本发明的理解，而对本发明的保护范围不起任何限定作用。

实施例1：

如图1至图2所示，本实施例提供的一种电动车用铸造轮毂1，包括导磁环12和轮辋11，导磁环12设于轮辋11内部，轮辋11为金属铸造件，轮辋11包括装胎结构面112和胎槽13，铸造轮毂1的导磁环12内径为120.5mm~122.5mm，所应用的轮毂电机的永磁体厚度为2.0mm~3.5mm，本实施例中，所应用的轮毂电机的气隙长度为0.25mm~0.5mm。

特别的是，铸造轮毂1的胎槽13底部圆周面外侧111设有若干呈圆周分布的向外隆起的凸台113，凸台113沿轴向延伸并与胎槽斜侧面115相交，胎槽斜侧面115上设有气门芯孔114。此设计方案，通过对胎槽空间的合理化利用，以胎槽斜侧面上的凸台形式形成螺纹孔柱，将端盖固定螺丝孔外移，提升了电机内部空间，加长电磁力臂，提高输出扭矩，同时大空间适合设计更大截面积定子槽型，可以放置更多漆包线绕组，大大提高了电机的电流过载能力，降低烧电机风险，优化电机性能，延长使用寿命。

本发明的铸造轮毂所应用的轮毂电机，优化了轮毂胎槽和内部结构，一方面，加大电机内空间以提高电机的功率密度，以更大的内空间匹配设计更大截面积的电机定子槽型，来提升电机绕线单股截面积，降温升，提高电机安全性并延长使用寿命，另一方面，加长电磁力臂以加大电机输出扭矩，综合提高电机的输出特性，提高材料利用率。

如图1和图2所示，导磁环12为压铸内嵌件，导磁环12为圆环体，导磁环12外圆周面上设有内凹槽121或外凸起形式的止转防松结构。本实施例中，选用的是导磁环12外圆周面上设有内凹槽121结构。此设计方案，大大提高了电机铸造轮毂1导磁环12的径向和轴向的定位防松的作用。本实施例中，导磁环12外圆周面上开设的为内凹槽止转放松结构。

凸台113内设有边盖固定螺纹孔116，螺纹孔116为盲孔并沿轴向放置。此凸台113结构的设计方案对铸造轮毂1做了轻量化设计，只在边盖固定螺纹孔116位置增加铸件材料，节约原材料，减轻整机重量。

导磁环12壁厚为2.0mm~5.0mm，导磁环12高度为10mm~70mm，优选导磁环12壁厚为2.5mm~3.5mm，导磁环12高度为23mm~59mm，进一步优选，本实施例中，导磁环12壁厚为3.0mm~3.5mm，导磁环12高度为23mm~31mm。此设计方案降低了铸造轮毂1导磁环12的磁密饱和度，减少漏磁，提升电机的磁能利用率。

导磁环12内径为110mm~220mm，优选，导磁环12内径为120mm~123mm，进一步优选，本实施例中，导磁环12内径为121mm~122mm。此设计方案，保证铸造轮毂1结构能适应多种规格的轮胎型号，以满足需求。

铸造轮毂1一侧开放端面117，另一侧为连体端盖，或为两侧均设为开放端面117。本实施例中，铸造轮毂1一侧开放端面117，另一侧为连体端盖。此设计方案，提高了电机按需设计的灵活性，同时可依据不同客户更换端盖结构，以提升铸造轮毂1的通用性。

导磁环外圆周面上所设内凹槽121为外螺旋槽结构。此设计方案，导磁环12和外轮辋11铸体之间的径向和轴向定位、止转、防松效果更好，且加工工艺简便。

本发明提供的电动车用轮毂电机的定子，通过设计合理的齿槽结构，优化了磁路，降低了齿、轭部的磁密饱和度，电机温升有效降低，增加了齿槽的有效面积，铜线绕组增加，减少了电机的铁损和铜损，电机的短时电流过载能力有显著提高，同时增加了电机的功率密度，提高了定子材料利用率。

实施例2：

本实施例中的技术方案与实施例1的技术方案大部分相同，本实施例仅对不相同的部分进行详述，本实施例与实施例1相同的部分不再赘述。本实施例中，导磁环12内径为130mm~131.5mm，导磁环12壁厚为2.5mm~3.5mm，导磁环12高度为12mm~31mm。

实施例3：

本实施例中的技术方案与实施例1的技术方案大部分相同，本实施例仅对不相同的部分进行详述，本实施例与实施例1相同的部分不再赘述。本实施例中，导磁环12内径为120.5mm~121mm。

以上所述实施例仅为本发明的优选实施例，仅用以说明本发明的技术方案，并非是对本发明的专利范围的限制，凡是利用本发明说明书及附图内容对本发明的技术方案进行修改或等同替换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

尽管本文较多地使用了电动车用铸造轮毂1、轮辋11、导磁环12、胎槽13、胎槽底部圆周面外侧111、装胎结构面112、凸台113、气门芯孔114、胎槽斜侧面115、边盖固定螺纹孔116、开放端面117、内凹槽121等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

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