[發明專利]基于Halbach陣列的電動汽車輪轂永磁電機

無效

• 申請號: 201210017545.4
• 申請日: 2012-01-19
• 公開（公告）號: CN102545515A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 竇汝振;王曉遠;米彥青;高鵬
• 申請（專利權）人: 天津清源電動車輛有限責任公司
• 主分類號: H02K21/24
• 分類號: H02K21/24;H02K1/27
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

技術領域

本發明涉及一種電動汽車輪轂永磁電機。特別是涉及一種外轉子與電機的兩端蓋以及汽車輪輞相連，電機工作時，三者同軸轉動的基于Halbach陣列的電動汽車輪轂永磁電機。

背景技術

目前，全世界的汽車生產量和使用量巨大，而且增長迅速，人類面臨越來越多的環境問題和能源枯竭問題，將面臨嚴峻挑戰。設計和研發一種高效能、環保、安全的汽車是實現交通可持續發展的必由之路。電能作為一種新型清潔能源，將成為未來能源發展的必然趨勢，電動汽車也將必然取代傳統的燃油汽車成為新時代的主宰。隨著人們對節能環保的日益關注，人們期待著動力強勁而又擁有出眾燃油效益性的汽車的出現。目前普通電動汽車電機所產生的旋轉動力在經過一組齒輪或一個傳動系統驅動車輪轉動的過程中，有10％以上的能量被損耗掉。輪轂電機技術又稱車輪內裝電機技術，它的最大特點就是將動力、傳動和制動裝置都整合到輪轂內，因此將電動車輛的機械部分大大簡化，減少由于汽車傳動機構、齒輪變速箱等帶來的功率損耗，從而提高整車的性能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種重量輕、體積小、結構簡單緊湊、轉動慣量小、功率密度和轉矩密度大、易于生產制造的基于Halbach陣列的電動汽車輪轂永磁電機。

本發明所采用的技術方案是：一種基于Halbach陣列的電動汽車輪轂永磁電機，包括外殼、內端蓋、電樞繞組、外端蓋和與汽車車身懸架固定連接的電機軸，還設置有轉子表貼式磁鋼，所述的內端蓋和外端蓋分別固定連接在外殼的兩端，外轉子表貼式磁鋼貼于外殼的內表面上，所述的電樞繞組通過氣隙相對的設置在外轉子表貼式磁鋼的內側，所述的外殼、內端蓋、外端蓋和外轉子表貼式磁鋼同軸共轉動，所述的外端蓋通過螺釘與電動汽車輪輞固定連接，所述電機軸內設有用以施加三相交流電引出線的出線孔。

電機內定子采用分數槽繞組結構的內定子，所述的外轉子表貼式磁鋼采用Halbach陣列磁鋼結構。

所述的外轉子表貼式磁鋼每極采用2塊90°排列的Halbach型永磁體，每極的兩塊磁鋼分別采用徑向充磁和切向充磁，其中切向充磁磁鋼長度小于徑向充磁磁鋼長度。

所述的外轉子表貼式磁鋼是由釹鐵硼永磁材料制成。

本發明的基于Halbach陣列的電動汽車輪轂永磁電機，有益效果是：

1)采用外轉子結構的輪轂永磁電機，省略大量傳動部件，讓車輛結構更簡單，可實現多種復雜的驅動方式，便于采用多種新能源車技術。

2)磁鋼采用表貼式Halbach型永磁體陣列結構，可以得到接近正弦的氣隙磁密分布，實現電機的聚磁效應和磁密的提升，提高電機功率密度。

3)長度不均勻Halbach型永磁體陣列結構，減小每塊切向充磁磁鋼的長度，從而接近于矩形磁鋼條，更容易進行充磁，給電機的生產和制造帶來了極大的方便。

4)采用8極9槽的分數槽繞組結構，利用其等效分布作用和對齒諧波反電勢的削弱作用，以達到改善電勢波形和提高繞組利用率的效果，同時縮短線圈周長和端部伸出長度，減小電機繞組電阻，降低損耗，提高電機的效率和功率密度。

附圖說明

圖1是本發明整體結構示意圖；

圖2是本發明外轉子與外殼的結構示意圖；

圖3是本發明內側端面示意圖；

圖4是本發明外側與輪輞連接端面的示意圖；

圖5a是磁鋼每極采用2塊90°排列的Halbach型永磁體充磁方向示意圖；

圖5b是磁鋼每極采用2塊90°排列的Halbach型永磁體陣列磁力線圖；

圖6a是長度不均勻磁鋼每極采用2塊90°排列的Halbach型永磁體充磁方向示意圖；

圖6b是長度不均勻磁鋼每極采用2塊90°排列的Halbach型永磁體磁力線圖。

圖中：

1：外殼????????????2：外轉子表貼式磁鋼

3：內端蓋??????????4：電樞繞組

5：外端蓋??????????6：螺釘

7：電機軸??????????8：出線孔

9：過油孔

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本發明的基于Halbach陣列的電動汽車輪轂永磁電機做出詳細說明。