本實(shí)用新型公開一種輪轂電機(jī)，特別是一種強(qiáng)制散熱型雙定子軸向磁場(chǎng)磁通切換式輪轂電機(jī)，屬于電動(dòng)汽車技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，能源消耗和環(huán)境保護(hù)成為了經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的兩大瓶頸。隨著能源危機(jī)的不斷加劇，傳統(tǒng)的汽油車已經(jīng)逐漸被新能源車所取代，新能源車在人們生活中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。新能源車即采用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)，采用電能作為能源供給，從而達(dá)到清潔環(huán)保的目的，隨著人們對(duì)電機(jī)的研究和了解，采用永磁勵(lì)磁取代電勵(lì)磁以提高電機(jī)效率、節(jié)省能源消耗已成為全世界的共識(shí)；同時(shí)我國(guó)是世界上稀土資源最豐富的國(guó)家，研究開發(fā)和推廣應(yīng)用新型結(jié)構(gòu)的稀土永磁電機(jī)，具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值，特別是對(duì)目前廣泛研究的電動(dòng)汽車用電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。采用高磁能積釹鐵硼永磁材料為勵(lì)磁磁鋼的現(xiàn)代永磁電機(jī)的發(fā)展已經(jīng)超過(guò)20年，但研發(fā)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高功率密度和高轉(zhuǎn)矩密度、運(yùn)行效率高、調(diào)速范圍寬的新型永磁電機(jī)一直是電機(jī)界探求的目標(biāo)。永磁電機(jī)根據(jù)磁鐵安放位置可分為轉(zhuǎn)子永磁型和定子永磁型兩大類，其中研究較久、影響較大和應(yīng)用較廣的是轉(zhuǎn)子永磁型電機(jī)。以轉(zhuǎn)子永磁型電機(jī)為原型研制的軸向磁場(chǎng)電機(jī)，都將永磁鐵放置在轉(zhuǎn)子上，散熱困難，運(yùn)行時(shí)較高的溫升可能導(dǎo)致永磁體發(fā)生不可逆退磁，限制了功率密度，減小了電機(jī)出力，制約了電機(jī)性能的進(jìn)一步提高。而定子永磁型輪轂電機(jī)雖然散熱效果比轉(zhuǎn)子永磁性電機(jī)散熱效果略好，但是，由于其結(jié)構(gòu)限制，現(xiàn)有技術(shù)中的輪轂電機(jī)都是采用被動(dòng)散熱方式，其散熱效果仍然不夠好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述提到的現(xiàn)有技術(shù)中的電動(dòng)汽車用輪轂電機(jī)散熱效果差的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種強(qiáng)制散熱型雙定子軸向磁場(chǎng)磁通切換式輪轂電機(jī)，其采用風(fēng)冷和水冷相結(jié)合的方式對(duì)輪轂電機(jī)進(jìn)行散熱，可達(dá)到強(qiáng)制散熱的效果，使散熱效果更好。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是：一種強(qiáng)制散熱型雙定子軸向磁場(chǎng)磁通切換式輪轂電機(jī)，輪轂電機(jī)包括轉(zhuǎn)子模組和定子模組，定子模組設(shè)有兩組，兩組定子模組分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子模組兩側(cè)，兩組定子模組在轉(zhuǎn)子模組兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置，轉(zhuǎn)子模組包括轉(zhuǎn)子支撐環(huán)和轉(zhuǎn)子齒，轉(zhuǎn)子支撐環(huán)呈環(huán)狀，轉(zhuǎn)子齒設(shè)有兩個(gè)以上，兩個(gè)以上的轉(zhuǎn)子齒在轉(zhuǎn)子支撐環(huán)外側(cè)呈環(huán)狀分布，轉(zhuǎn)子支撐環(huán)內(nèi)固定設(shè)有風(fēng)扇葉片，風(fēng)扇葉片固定安裝在軸套上，軸套與轉(zhuǎn)子支撐環(huán)同軸設(shè)置，軸套內(nèi)設(shè)有用于與軸連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，風(fēng)扇葉片固定設(shè)置在軸套和轉(zhuǎn)子支撐環(huán)之間，風(fēng)扇葉片所處平面與軸套的中心軸之間設(shè)有一定夾角，所述的定子模組包括一塊以上的永磁鐵、一塊以上的U形鐵芯以及一個(gè)繞組，永磁鐵和U形鐵芯間隔設(shè)置，永磁鐵和U形鐵芯排布成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，U形鐵芯橫截面呈“U”形，U形鐵芯中間設(shè)有通槽，繞組繞制在通槽內(nèi)，定子模組外側(cè)設(shè)有散熱模組，散熱模組包括散熱器基座、側(cè)散熱鰭片、頂部散熱鰭片和水冷散熱盤，側(cè)散熱鰭片固定設(shè)置在散熱器基座側(cè)面，頂部散熱鰭片固定設(shè)置在散熱器基座外側(cè)邊緣，側(cè)散熱鰭片和頂部散熱鰭片均呈環(huán)裝分布在散熱器基座上，側(cè)散熱鰭片外側(cè)固定安裝有水冷散熱盤，水冷散熱盤內(nèi)部設(shè)有冷卻液通道，水冷散熱盤上設(shè)有冷卻液進(jìn)口和冷卻液出口。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案進(jìn)一步還包括：

所述的轉(zhuǎn)子齒設(shè)有十個(gè)。

所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用鍵槽結(jié)構(gòu)。

所述的風(fēng)扇葉片所處平面與軸套的中心軸之間的夾角角度為5~15°。

所述的風(fēng)扇葉片所處平面與軸套的中心軸之間的夾角角度為7°。

所述的側(cè)散熱鰭片和頂部散熱鰭片相連接，整體的呈“L”形。

所述的定子模組上設(shè)有溫度傳感器。

所述的U形鐵芯上開有一個(gè)安裝孔，溫度傳感器設(shè)置在安裝孔內(nèi)。

所述的永磁鐵設(shè)有十個(gè)，所述的U形鐵芯設(shè)有十個(gè)。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型采用風(fēng)冷和水冷相結(jié)合的方式對(duì)輪轂電機(jī)進(jìn)行散熱，可達(dá)到強(qiáng)制散熱的效果，使散熱效果更好。同時(shí)轉(zhuǎn)子上還設(shè)有風(fēng)扇葉片，可起到強(qiáng)制散熱效果，在定子上設(shè)有溫度傳感器，用于檢測(cè)定子溫度。

下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型分解狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-轉(zhuǎn)子支撐環(huán)，2-轉(zhuǎn)子齒，3-永磁鐵，4-U形鐵芯，5-通槽，6-繞組，7-軸套，8-風(fēng)扇葉片，9-散熱器基座，10-側(cè)散熱鰭片，11-頂部散熱鰭片，12-水冷散熱盤，13-溫度傳感器。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方式，其他凡其原理和基本結(jié)構(gòu)與本實(shí)施例相同或近似的，均在本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。

請(qǐng)結(jié)合參看附圖1和附圖2，本實(shí)用新型主要包括轉(zhuǎn)子模組和定子模組，定子模組設(shè)有兩組，兩組定子模組分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子模組兩側(cè)，兩組定子模組在轉(zhuǎn)子模組兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置，本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子模組主要包括轉(zhuǎn)子支撐環(huán)1和轉(zhuǎn)子齒2，本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子支撐環(huán)1呈環(huán)狀，轉(zhuǎn)子齒2設(shè)有兩個(gè)以上，兩個(gè)以上的轉(zhuǎn)子齒2在轉(zhuǎn)子支撐環(huán)1外側(cè)呈環(huán)狀分布，本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子齒2設(shè)有十個(gè)。轉(zhuǎn)子支撐環(huán)1內(nèi)固定設(shè)有風(fēng)扇葉片8，風(fēng)扇葉片8固定安裝在軸套7上，軸套7與轉(zhuǎn)子支撐環(huán)1同軸設(shè)置，軸套7內(nèi)設(shè)有用于與軸連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，本實(shí)施例中，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可采用鍵槽結(jié)構(gòu)，從而采用鍵傳動(dòng)的方式進(jìn)行傳動(dòng)，具體實(shí)施時(shí)，也可以采用其他傳動(dòng)方式傳動(dòng)。風(fēng)扇葉片8固定設(shè)置在軸套7和轉(zhuǎn)子支撐環(huán)1之間，風(fēng)扇葉片8所處平面與軸套7的中心軸之間設(shè)有一定夾角，夾角角度為5~15°，優(yōu)選為7°，即風(fēng)扇葉片8傾斜設(shè)置，當(dāng)風(fēng)扇葉片8隨著轉(zhuǎn)子支撐環(huán)1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，即形成風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，可使電機(jī)內(nèi)的空氣產(chǎn)生流動(dòng)，從而達(dá)到強(qiáng)制散熱的效果。

本實(shí)施例中，兩組定子模組結(jié)構(gòu)相同，設(shè)置方向相反，兩組定子模組對(duì)稱設(shè)置。定子模組主要包括一塊以上的永磁鐵3、一塊以上的U形鐵芯4以及一個(gè)繞組6，永磁鐵3和U形鐵芯4間隔設(shè)置，即兩個(gè)永磁鐵3之間設(shè)有一個(gè)U形鐵芯4，兩個(gè)U形鐵芯4之間設(shè)有一個(gè)永磁鐵3，永磁鐵3和U形鐵芯4排布成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，形成定子的基本結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例中，永磁鐵3呈片狀，其材料采用釹鐵硼永磁材料，永磁鐵3夾在兩個(gè)相鄰的U形鐵芯4中間，U形鐵芯4橫截面呈“U”形，U形鐵芯4中間設(shè)有通槽5，繞組6繞制在通槽5內(nèi)。定子模組外側(cè)（相對(duì)于轉(zhuǎn)子模組而言，轉(zhuǎn)子模組設(shè)置在定子模組內(nèi)側(cè)，散熱模組設(shè)置在定子模組外側(cè)）設(shè)有散熱模組，散熱模組主要包括散熱器基座9、側(cè)散熱鰭片10、頂部散熱鰭片11和水冷散熱盤12，側(cè)散熱鰭片10固定設(shè)置在散熱器基座9側(cè)面，頂部散熱鰭片11固定設(shè)置在散熱器基座9外側(cè)邊緣，本實(shí)施例中，側(cè)散熱鰭片10和頂部散熱鰭片11均呈環(huán)裝分布在散熱器基座9上，且側(cè)散熱鰭片10和頂部散熱鰭片11相連接，即每個(gè)側(cè)散熱鰭片10和相應(yīng)的頂部散熱鰭片11連接，構(gòu)成一個(gè)整體的呈“L”形結(jié)構(gòu)的散熱片，通過(guò)側(cè)散熱鰭片10和頂部散熱鰭片11之間的散熱通道，可供氣流流動(dòng)，從而達(dá)到快速散熱的效果。本實(shí)施例中，在側(cè)散熱鰭片10外側(cè)固定安裝有水冷散熱盤12，水冷散熱盤12呈空心圓盤狀（即內(nèi)部為空心狀），內(nèi)部設(shè)有冷卻液通道，水冷散熱盤12上設(shè)有冷卻液進(jìn)口和冷卻液出口（圖中未畫出），冷卻液進(jìn)口和冷卻液出口分別與冷卻液循環(huán)系統(tǒng)連接，本實(shí)施例中，冷卻液循環(huán)系統(tǒng)主要包括循環(huán)泵、連接管道和水冷散熱盤12，水冷散熱盤12分別通過(guò)連接管道與循環(huán)泵連接，使內(nèi)部的冷卻液進(jìn)行循環(huán)散熱。

本實(shí)施例中，在定子模組上設(shè)有溫度傳感器13，溫度傳感器13可采用熱電阻，用于檢測(cè)定位模組溫度，以防止因溫度過(guò)高而造成對(duì)永磁鐵3的損壞，本實(shí)施例中，在每個(gè)U形鐵芯4上均開有一個(gè)安裝孔，每個(gè)安裝孔內(nèi)安裝有一個(gè)溫度傳感器13，通過(guò)多個(gè)溫度傳感器13的設(shè)置方式，可更加精確的測(cè)量定子模組的溫度，以防止其局部溫度過(guò)高而造成影響。

本實(shí)用新型中的轉(zhuǎn)子為凸極鐵心，其上既無(wú)永磁體也沒(méi)有繞組，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。永磁體和電樞繞組都置于定子上，更加有利于冷卻，定子采用集中繞組，繞組端部長(zhǎng)度短，減小了電阻和銅耗，電機(jī)為雙極性電機(jī)，運(yùn)行效率高；轉(zhuǎn)子為簡(jiǎn)單的凸極鐵心，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，適于高速運(yùn)行；定轉(zhuǎn)子的雙凸極結(jié)構(gòu)具有很好的聚磁作用，氣隙磁密高，功率密度大，輸出轉(zhuǎn)矩能力強(qiáng)，可大于轉(zhuǎn)子永磁型軸向磁場(chǎng)永磁電機(jī)；電樞磁路與永磁磁路相并聯(lián)，弱磁能力強(qiáng)；無(wú)需采取分布繞組、斜槽、斜極等措施，即可獲得高正弦度的空載電勢(shì)波形；與已有軸向磁場(chǎng)永磁電機(jī)相比，結(jié)構(gòu)獨(dú)特，制造無(wú)需使用硅鋼片卷繞專用設(shè)備，工藝簡(jiǎn)單。

本實(shí)用新型采用風(fēng)冷和水冷相結(jié)合的方式對(duì)輪轂電機(jī)進(jìn)行散熱，可達(dá)到強(qiáng)制散熱的效果，使散熱效果更好。同時(shí)轉(zhuǎn)子上還設(shè)有風(fēng)扇葉片，可起到強(qiáng)制散熱效果，在定子上設(shè)有溫度傳感器，用于檢測(cè)定子溫度。