一种轨道底盘车轮毂电机的制作方法

2021-02-04 11:02:31|

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本发明涉及轮毂电机技术领域，特别涉及一种轨道底盘车轮毂电机。

背景技术：

为了降低能源消耗、减小环境污染，以清洁能源作为动力，具有零污染、零排放的电动汽车越来越受到关注。轮毂电机驱动式电动汽车以其简单的机械传动结构，较高的驱动效率，低廉的成本等诸多优点已成为研究的热点。现有电动汽车的驱动方式是采用中央电机加机械传动方式机械差速器或者轮毂电机加电子软件差速器。

机械差速器虽然能够实现完美的差速，保证左、右轮毂电机以不同的转速旋转，满足两边轮毂电机尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶，减少轮胎与地面的摩擦。但是，由于其具有复杂的机械传动机构，导致结构复杂，车体重量增加，并且具有机械传动损耗。

电子软件差速器根据车载传感器所采集的转向角等信息，根据采集的信息由控制器做出计算，得到左右轮毂电机的转速，分别对左右轮毂电机进行差速控制，左右轮毂电机的转速均已计算确定。但是，由于电动汽车行驶的路面并非都是平整路面，出现坑洼的情况较多，而电子软件差速器无法采集实际路面信息，因而，往往由于地面不平的因素导致汽车轮胎不能始终以纯滚动的形式作不等距行驶，在地面不平时增加了轮胎与地面的摩擦，新能源车现在已经成为汽车行业颇具前瞻性的领域，而新能源车型的驱动技术和传统内燃机汽车有着很大的区别，比如轮毂电机驱动技术。

轮毂电机技术又称车轮内装电机技术，它的最大特点就是将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内，因此将电动车辆的机械部分大大简化。相对于传统的车辆驱动方式来说，轮毂电机的结构更为简单，体积小巧，传统效率更高，而且能够实现多种复杂的驱动方式。

但轮毂电机对工作环境的要求比较苛刻，除需要解决防水、防灰尘等问题，还需要对轮毂电机进行散热，现有轮毂电机通常采用自然风冷结构，即通过风冷对电机壳体进行散热。这样虽然能够满足正常工况下的运行车辆，但当车辆遇特殊工况时，如爬坡、雪地、泥泞道路工况时，显然轮毂电机的负载有所增加，工作过程中热量会急剧增加，现有的风冷散热系统很难满足上述散热需求，可能导致轮毂电机烧毁等现象发生；因此，需要本领域的技术人员对此作出改善。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种轨道底盘车轮毂电机，进液管和出液管分别对称设置在套座的两侧面上，进液管和出液管位于同一径向上，出液管与制冷组件输入端连接，在制冷组件工作时降低冷却液的温度流入进液管内，出液管内流动的是交换过热量的冷却液，并且流入制冷组件内，重新制冷从而完成冷却液的不断循环，从而实现不断的对轮毂电机总成内部散热的功能，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种轨道底盘车轮毂电机，包括底盘以及车架，车架安装在底盘的前后两侧，并在车架上连接用于固定的轮毂电机的悬架，悬架与轮毂电机总成和降温装置连接，降温装置延伸至轮毂电机总成降低温度。

进一步地，车架包括主梁、副梁、加强梁、侧梁和钢杆，主梁和钢杆的一端均插入底盘前后两端内，钢杆对称设置在主梁的两侧，并与副梁相焊接，两个平行的副梁贯穿主梁，并与其固定，副梁的两端之间通过加强梁和侧梁固定，侧梁上安装有竖直方向的托板，托板上连接降温装置。

进一步地，悬架的一面与侧梁和托板之间固定，悬架的另一面与轮毂电机总成相接，悬架上安装刹车片。

进一步地，轮毂电机总成包括轮毂、轮胎、固定转子、线圈组件和定子，轮胎套在轮毂的外周面上，固定转子与轮毂的内周面相固定，线圈组件的一侧由固定转子包覆，并且线圈组件和固定转子之间活动连接，线圈组件的另一侧被定子固定，定子与悬架之间通过螺栓啮合。

进一步地，固定转子的圆心处加工第一圆孔，并在外壁沿径向方向上固定散热片，固定转子的散热片与轮毂相贴合，并且散热片的长度不大于1cm。

进一步地，线圈组件包括线圈绕组、外环、内环和电机控制器，内环的外周面上套有活动的外环，内环的内周面设置电机控制器，内环与电机控制器之间形成环槽，线圈绕组等间距的插入外环上的槽孔内，两者之间固定，外环的侧周面与固定转子之间两者固定，线圈绕组在切割磁感线过程中驱动外环旋转同步带动固定转子旋转，用于轮毂的转动。

进一步地，定子的圆心固定有凸出的插环，插环插入环槽内，定子与电机控制器和内环之间固定，定子限制电机控制器和内环的旋转。

进一步地，降温装置包括套座、轴杆、进液管和出液管，进液管和出液管分别对称设置在套座的两侧面上，并且均与套座的内部处于连通，轴杆的一端插入套座内，轴杆的另一端穿过定子延伸至电机控制器内。

进一步地，轴杆沿长度方向设置有冷却通道，冷却通道构成c型，其中冷却通道的进口和出口均位于轴杆的同一面，并且冷却通道的进口和出口嵌入的管道分别与进液管和出液管一一对应连接。

进一步地，套座和轴杆之间通过螺纹、过盈连接、卡扣的密封连接方式，进液管的冷却液顺着套座流入轴杆的冷却通道，与电机控制器和轮毂电机总成之间热量交换，并从出液管排出冷却液，不断循环制冷。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的一种轨道底盘车轮毂电机，冷却通道分别与进液管和出液管连接构成回路，其中冷却通道的进口和出口均位于轴杆的同一面，并且冷却通道的进口和出口嵌入的管道分别与进液管和出液管一一对应连接，利用进液管和出液管将冷却液排入轴杆内实现轴杆的内部降温，进液管和出液管分别对称设置在套座的两侧面上，进液管和出液管位于同一径向上，出液管与制冷组件输入端连接，在制冷组件工作时降低冷却液的温度流入进液管内，出液管内流动的是交换过热量的冷却液，并且流入制冷组件内，重新制冷从而完成冷却液的不断循环，从而实现不断的对轮毂电机总成内部散热的功能。

套座和轴杆之间通过螺纹、过盈连接、卡扣的密封连接方式，进液管的冷却液顺着套座流入轴杆的冷却通道，与电机控制器和轮毂电机总成之间热量交换，并从出液管排出冷却液，不断循环制冷，通过不同的连接方式，适合于不同的应用场合。

附图说明

图1为本发明的整体立体图；

图2为本发明的轮毂电机总成装配正面图；

图3为本发明的轮毂电机总成装配背面图；

图4为本发明的轮毂电机总成爆炸图；

图5为本发明的固定转子和线圈组件连接图；

图6为本发明的线圈组件爆炸图；

图7为本发明的轮毂电机总成与降温装置连接图；

图8为本发明的轮毂电机总成与轴杆连接图；

图9为本发明的降温装置结构图。

图中：1、底盘；2、车架；21、主梁；22、副梁；23、加强梁；24、侧梁；241、托板；25、钢杆；3、悬架；4、轮毂电机总成；41、轮毂；42、轮胎；43、固定转子；431、第一圆孔；432、散热片；44、线圈组件；441、线圈绕组；442、外环；443、内环；444、电机控制器；45、定子；451、插环；5、降温装置；51、套座；52、轴杆；521、冷却通道；53、进液管；54、出液管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1，一种轨道底盘车轮毂电机，包括底盘1以及车架2，车架2安装在底盘1的前后两侧，车架2作为缓冲以及支撑的功能，根据轨道底盘车的使用用途调节其软硬的刚度，让其较好的匹配器舒适性，并且车架2上还具有一定的减震功能，增加的减震让轨道底盘车在运行时有较高的平衡效果，并在车架2上连接用于固定的轮毂电机的悬架3，悬架3的作用通过传递作用在轮毂电机总成4和车架2之间的力和力扭，并且利用缓冲将不平路面传给车架2或底盘1的冲击力，并减少由此引起的震动，悬架3与轮毂电机总成4和降温装置5连接，降温装置5延伸至轮毂电机总成4降低温度。

车架2包括主梁21、副梁22、加强梁23、侧梁24和钢杆25，主梁21和钢杆25的一端均插入底盘1前后两端内，主梁21和钢杆25对底盘1的两端起到支撑的作用，并且两侧的钢杆25分担主梁21的支撑力，钢杆25对称设置在主梁21的两侧，并与副梁22相焊接，两个平行的副梁22贯穿主梁21，并与其固定，设置的平行的副梁22将主梁21固定在一起，副梁22的两端之间通过加强梁23和侧梁24固定，加强梁23将副梁22两端固定在一起，侧梁24让副梁22的端口采用点焊的方式连接，并且焊接的缝隙处通过增加的焊粉，将侧梁24和副梁22的缝隙处填充满，在填充时，需要先将侧梁24和副梁22表面上的灰尘清除，通过点焊机对侧梁24和副梁22的连接处一圈焊接，侧梁24上安装有竖直方向的托板241，托板241采用合金材质制成，并在托板241上开设供轴杆52穿过的孔，托板241上连接降温装置5。

悬架3的一面与侧梁24和托板241之间固定，悬架3的另一面与轮毂电机总成4相接，悬架3上安装刹车片，悬架3采用现有的成品，并且刹车片可以在悬架3对轮毂电机总成4工作，降低其旋转速度的目的。

请参阅图2-图4，轮毂电机总成4包括轮毂41、轮胎42、固定转子43、线圈组件44和定子45，轮胎42套在轮毂41的外周面上，轮胎42为成品材料，套在轮毂41上，包覆其外侧，轮胎42与地面接触，固定转子43与轮毂41的内周面相固定，固定转子43与轮毂41连接为一个整体，固定转子43和轮毂41两者同步的旋转，线圈组件44的一侧由固定转子43包覆，固定转子43单包覆线圈组件44的一部分，并且线圈组件44和固定转子43之间活动连接，线圈组件44通电后产生的切割磁感线动作，让固定转子43旋转，线圈组件44驱动固定转子43旋转，固定转子43相对线圈组件44旋转，线圈组件44的另一侧被定子45固定，定子45与悬架3之间通过螺栓啮合，线圈组件44的位置被定子45固定，由于悬架3的位置是固定的，与悬架3连接的定子45位置也是固定的，定子45的位置不会发生移动。

请参阅图5，固定转子43的圆心处加工第一圆孔431，并在外壁沿径向方向上固定散热片432，散热片432的数量根据需求设置，固定转子43的散热片432与轮毂41相贴合，并且散热片432的长度不大于1cm，通过设置的散热片432将轮毂41和固定转子43之间留有一定的间隙，固定转子43在旋转的过程中所产生的热量顺着散热片432排入轮毂41和固定转子43的间隙内，从外部对固定转子43的表面重点散热以及轮毂电机总成4部分散热。

请参阅图6，线圈组件44包括线圈绕组441、外环442、内环443和电机控制器444，内环443的外周面上套有活动的外环442，外环442绕内环443旋转，内环443的内周面设置电机控制器444，由于现有的轮毂电机总成4采用无刷电机，在无刷电机工作时，提前获知固定转子43和定子45的启动前相对位置，则必须使用传感器对固定转子43和定子45的位置检测，电机控制器444通过内置的控制器驱动功率管进行换相，从而获取固定转子43和定子45的位置，内环443与电机控制器444之间形成环槽，线圈绕组441等间距的插入外环442上的槽孔内，两者之间固定，设置线圈绕组441正好嵌入外环442的槽孔内，位置是固定，通过线圈绕组441通电后产生磁感应线，外环442的侧周面与固定转子43之间两者固定，线圈绕组441在切割磁感线过程中驱动外环442旋转同步带动固定转子43旋转，固定转子43在旋转过程中带动轮毂41旋转，利用固定转子43带动轮毂41旋转提供两者旋转的动力。

定子45的圆心固定有凸出的插环451，插环451插入环槽内，定子45与电机控制器444和内环443之间固定，定子45限制电机控制器444和内环443的旋转，设置的环槽正好供插环451插入，在插环451插入的过程中，定子45将电机控制器444和内环443两者连接在一起，并且同时也将电机控制器444和内环443的位置确定。

请参阅图7，降温装置5包括套座51、轴杆52、进液管53和出液管54，进液管53和出液管54分别对称设置在套座51的两侧面上，进液管53和出液管54位于同一径向上，并且两者的管口直径都是相同，进液管53与制冷的组件输出端连接，出液管54与制冷组件输入端连接，在制冷组件工作时降低冷却液的温度流入进液管53内，出液管54内流动的是交换过热量的冷却液，并且流入制冷组件内，重新制冷从而完成冷却液的不断循环，从而实现不断的对轮毂电机总成4内部散热的功能，并且均与套座51的内部处于连通，套座51为一端开口，一端封闭的构件，轴杆52的一端插入套座51内，轴杆52的一端插入套座51的开口内，则套座51的两端均被密封，轴杆52的另一端穿过定子45延伸至电机控制器444内，通过设置的轴杆52先穿过托板241的孔，在依次穿过定子45至电机控制器444内。

请参阅图8-9，轴杆52沿长度方向设置有冷却通道521，冷却通道521的通道之间与进液管53和出液管54的口径都是相适配的，冷却通道521构成c型，其c型的冷却通道521分别与进液管53和出液管54连接构成回路，其中冷却通道521的进口和出口均位于轴杆52的同一面，并且冷却通道521的进口和出口嵌入的管道分别与进液管53和出液管54一一对应连接，利用进液管53和出液管54将冷却液排入轴杆52内实现轴杆52的内部降温。

套座51和轴杆52之间通过螺纹、过盈连接、卡扣的密封连接方式，进液管53的冷却液顺着套座51流入轴杆52的冷却通道521，与电机控制器444和轮毂电机总成4之间热量交换，并从出液管54排出冷却液，不断循环制冷，通过不同的连接方式，适合于不同的应用场合。

实施例二：

改变降温装置5的结构，其余部分与实施例一相同，降温装置5包括套座51、轴杆52、进液管53和出液管54，进液管53和出液管54分别对称设置在套座51的两侧面上，进液管53和出液管54位于两侧的径向上，并且两者的管口直径都是相同，进液管53与制冷的组件输出端连接，出液管54与制冷组件输入端连接，在制冷组件工作时降低冷却液的温度流入进液管53内，出液管54内流动的是交换过热量的冷却液，并且流入制冷组件内，重新制冷从而完成冷却液的不断循环，从而实现不断的对轮毂电机总成4内部散热的功能，并且均与套座51的内部处于连通，套座51为一端开口，一端封闭的构件，轴杆52的一端插入套座51内，轴杆52的一端插入套座51的开口内，则套座51的两端均被密封，轴杆52的另一端穿过定子45延伸至电机控制器444内，通过设置的轴杆52先穿过托板241的孔，在依次穿过定子45至电机控制器444内。

将冷却通道521改变为螺旋状，并且冷却通道521的进口和出口分别位于轴杆52的两端，冷却通道521的进口依然与套座51之间连接，冷却通道521出口连接的管道重新穿过外环442接入套座51内，通过增加的螺旋结构增大了与轴杆52内部的连接面积，让其降温的效果更加明显，并且螺旋结构与轴杆52表面之间的距离设置在限定的位置，尽可以的提高散热的效果。

实施例三：

改变降温装置5的结构，其余部分与实施例一相同，降温装置5包括轴杆52、进液管53和出液管54，进液管53和出液管54分别对称设置在轴杆52的两侧面上，并且两者的管口直径都是相同，进液管53与制冷的组件输出端连接，出液管54与制冷组件输入端连接，在制冷组件工作时降低冷却液的温度流入进液管53内，出液管54内流动的是交换过热量的冷却液，并且流入制冷组件内，重新制冷从而完成冷却液的不断循环，从而实现不断的对轮毂电机总成4内部散热的功能，将进液管53和出液管54与轴杆52结合在一起，冷却通道521两端分别与进液管53和出液管54连接，并且，去掉套座51的结构，直接的对轴杆52降温，降低其设备的成本同时不影响制冷的效果。

实施例四：

改变线圈组件44和降温装置5的结构，其余部分与实施例二相同，线圈组件44包括线圈绕组441、外环442、内环443和电机控制器444，内环443的外周面上套有活动的外环442，外环442绕内环443旋转，内环443的内周面设置电机控制器444，内环443与电机控制器444之间形成环槽，线圈绕组441等间距的插入外环442上的槽孔内，两者之间固定，固定转子43在旋转过程中带动轮毂41旋转，利用固定转子43带动轮毂41旋转提供两者旋转的动力果，并在内环443内开设螺旋的冷却通道521，则将冷却通道521改变为螺旋状，并且冷却通道521的进口和出口分别位于轴杆52的两端，进液管53和出液管54分别对称设置在套座51的两侧面上，通过增加的螺旋结构增大了与轴杆52内部的连接面积，让其降温的效果更加明显，并且冷却通道521两侧的管道会与内环443螺旋的冷却通道521连通，进一步的对线圈组件44内部进行降温，进一步的的提高散热的效果。

综上所述：本发明的轨道底盘车轮毂电机，冷却通道521分别与进液管53和出液管54连接构成回路，其中冷却通道521的进口和出口均位于轴杆52的同一面，并且冷却通道521的进口和出口嵌入的管道分别与进液管53和出液管54一一对应连接，利用进液管53和出液管54将冷却液排入轴杆52内实现轴杆52的内部降温，进液管53和出液管54分别对称设置在套座51的两侧面上，进液管53和出液管54位于同一径向上，出液管54与制冷组件输入端连接，在制冷组件工作时降低冷却液的温度流入进液管53内，出液管54内流动的是交换过热量的冷却液，并且流入制冷组件内，重新制冷从而完成冷却液的不断循环，从而实现不断的对轮毂电机总成4内部散热的功能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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