[發明專利]一種軸向磁場輪轂電機

有效

• 申請號: 202010105355.2
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111224527B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 眭華興;眭重興;高波;高峰
• 申請（專利權）人: 眭華興
• 主分類號: H02K21/24
• 分類號: H02K21/24;H02K7/116;H02K9/02;H02K1/14;H02K11/215;H02K1/32;H02K1/18;H02K1/16;F16H1/32
• 代理公司: 南京華恒專利代理事務所(普通合伙) 32335
• 代理人: 宋方園

本發明公開了一種軸向磁場輪轂電機，包括主軸、輪轂和端蓋，輪轂和端蓋圍成的內部空間內，還包括電機和行星減速機構；電機為單氣隙結構的軸向磁場電機，電機的轉子盤通過包含有角接觸軸承的具有兩列滾動體的軸承單元套在主軸上，定子鐵心通過其固定齒與支撐盤上的固定槽連接，并進行焊接或沖壓鉚固，支撐盤與主軸固定連接，或者支撐盤通過軸套與主軸固定連接。本發明輪轂電機成本低、效率高、高效率區間寬，能大幅提高電動自行車的續行里程。

技術領域

本發明涉及電動自行車的輪轂電機技術領域，特別是涉及一種單氣隙結構的軸向磁場輪轂電機。

背景技術

現有的電動自行車電機主要有兩類，一類是安裝在自行車中軸部位的中置電機，另一類是安裝在車輪上與輪轂一體的輪轂電機。其中，中置電機為內轉子高速電機，經行星齒輪機構減速后，通過鏈條傳遞動力從而驅動自行車，該類電機結構復雜，適用范圍小且價格昂貴，因此較少被采用。

市場上的電動自行車主要采用的是輪轂電機，傳統的電動自行車有齒輪轂電機，一般是輪轂和端蓋套設于主軸上，輪轂和端蓋的內部空間裝有驅動電機、行星減速機構及單向離合器，例如通軸結構外轉子電機的中國專利CN03127256.8、CN201510104597.9，又如半軸結構內轉子電機的美國專利US20050176542A1，上述有齒輪轂電機的驅動電機均為徑向磁場的直流永磁電機，這類電機效率不高，高效區間偏向高功率段，車輛在正常行駛時驅動電機通常運行在低效率區間，行駛里程較短。

電動自行車的驅動電機，要求頻繁的啟動/停車、加速/減速，低速或爬坡時要求高轉矩，正常平地行駛時要求低轉矩，變速范圍大，并且能在各種不同路況行駛時保持穩定的性能，相較于一般工業電機通常可以優化在額定的工作點的特性，電動自行車驅動電機的要求更高，普通的輪轂電機無法滿足人們提高電動自行車續行里程的普遍要求，而軸向磁場直流電機本身就能滿足這一要求。如ZL 201620995774.7公開的“一種盤式無鐵心直流電機”，但該無鐵心結構的軸向磁場電機為雙氣隙結構，需消耗較多的稀土永磁體，面對稀土永磁體價格的大幅上漲，其經濟性明顯不足；有鐵心的軸向磁場電機，由于其磁漏小、電磁密度高，其電氣性能體現在輪轂電機有明顯的優勢，尤其是單氣隙結構的軸向磁場電機，只要能有效克服單邊磁拉力的影響，其永磁體用量少的特性，決定了其具有較好的經濟性。因此，單氣隙結構的軸向磁場直流電機則是滿足增加續行里程需求的最佳的技術路徑。

由于軸向磁場電機具有軸向磁拉力的緣故，一般技術人員會規避同時還存在較大傾覆力矩的單氣隙結構的軸向磁場電機，而現有技術的雙氣隙結構軸向磁場電機均為轉軸結構，不可能使電動自行車輪轂電機具有定軸和通軸的結構形式。

發明內容

本發明的目的是提供一種通軸結構的有齒輪轂電機，其驅動電機為有定子鐵心的軸向磁場電機，特別是一種單氣隙結構的軸向磁場輪轂電機，低成本地實現軸向磁場電機在電動自行車領域的應用，滿足人們對行駛里程增加的要求。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：