一种轴向磁通电驱动总成结构论文和设计

全文摘要

本实用新型提供的一种轴向磁通电驱动总成结构，包括驱动电机、减速器；所述减速器轴向安装在驱动电机的后端盖上，所述减速器通过两组减速组件减速驱动电机的输出速度，所述驱动电机为单转子双定子轴向磁通结构。本实用新型采用轴向磁通结构，轴、径向尺寸更小，效率和功率密度更高，结构更紧凑、转动惯量更低，另一方面，驱动电机总成与减速器总成集成后共用一半冷却系统，使得轴向尺寸更短。此外，采用行星齿轮减速机构，进一步压缩轴向空间尺寸，同时兼顾驱动总成性能要求，足以满足各级别整车布置和性能要求。

主设计要求

1.一种轴向磁通电驱动总成结构，包括驱动电机(1)、减速器(2)，其特征在于：所述减速器(2)轴向安装在驱动电机(1)的后端盖(115)上，所述减速器(2)通过两组减速组件减速驱动电机(1)的输出速度，所述驱动电机(1)为单转子双定子轴向磁通结构，驱动电机(1)的转子(111)包括转轴(1101)和磁钢(1104),转轴(1101)安装在驱动电机(1)的中心线上，磁钢(1104)通过安装在转轴(1101)上的转盘(1105)和压板(1106)限制其与转轴(1101)间相对位移，所述驱动电机(1)的两组定子(109)分别固定在电机外壳(105)内壁和后端盖(115)内壁上且在磁钢(1104)的两侧，所述减速器(2)内的减速组件与转轴(1101)的输出端连接。

设计方案

2.如权利要求1所述的轴向磁通电驱动总成结构，其特征在于：所述驱动电机(1)的一端设置有散热板，散热板外端面上安装有前端盖(103),转轴(1101)伸出电机外壳(105)外与安装在前端盖(103)上的旋变总成(102)连接。

3.如权利要求1所述的轴向磁通电驱动总成结构，其特征在于：所述转轴(1101)还依次安装有卡圈(1102)、转轴轴承(1103)、轴套(1108)与转轴(1101)上的台阶配合对转盘(1105)进行限位。

4.如权利要求1所述的轴向磁通电驱动总成结构，其特征在于：所述减速器(2)内的两组减速组件包括外太阳轮(211)和内太阳轮(215)，所述内太阳轮(215)通过转轴(1101)驱动，内太阳轮(215)的外端与内行星架(212)上的行星轮配合，内行星架(212)上的行星轮小齿圈(203)固定安装在支撑盘(205)的小径端，支撑盘(205)的大径端与大齿圈(206)依次固定在减速器(2)的减速器外壳(202)上，大齿圈(206)与外行星架(207)上的行星轮配合，外行星架(207)上的行星轮与外太阳轮(211)配合，外太阳轮(211)安装在内行星架(212)上,外行星架(207)内加工有轴向通孔，通孔内安装有堵盖(210)，外行星架(207)外壁通过轴承与减速器外壳(202)配合。

5.如权利要求1所述的轴向磁通电驱动总成结构，其特征在于：所述减速器外壳(202)、电机外壳(105)、大齿圈(206)之间形成一个容腔，减速器外壳(202)和容腔之间设置有进油口(5)和出油口(6)，所述进油口(5)相邻于减速器(2)的输入端，所述出油口(6)相邻于减速器(2)的输出端。

6.如权利要求1所述的轴向磁通电驱动总成结构，其特征在于：所述电机外壳(105)内壁上还固接有导热胶(110),导热胶(110)相邻于定子(109)设置。

7.如权利要求1所述的轴向磁通电驱动总成结构，其特征在于：所述磁钢(1104)为扇形结构，磁钢(1104)通过转盘(1105)和压板(1106)上的相同大小和相同位置的扇形槽固定。

8.如权利要求4所述的轴向磁通电驱动总成结构，其特征在于：所述堵盖(210)和外行星架(207)为过盈配合。

9.如权利要求2所述的轴向磁通电驱动总成结构，其特征在于：所述转轴轴承(1103)与电机外壳(105)之间还设置有波形垫片(120)。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种轴向磁通电驱动总成结构。

背景技术

随着经济社会快速发展，世界各国均面临能源枯竭和环境破坏的世界性难题，而随着汽车保有量的上升，将消耗更多的石油资源，同时尾气带来的环境污染也日益严峻，已成为全球性的问题。因此，急需发展可维持人类可持续发展与环境和平相处的新时代新能源汽车。新能源汽车相对于传统燃油车而言，由于能量供给形式不同，不论在整车总布置型式，还是驱动系统总成，都发生了巨大变化，其中驱动系统总成对整车性能至关重要，不仅承担承载、驱动功能，而且直接决定整车的安全和舒适性。因此开发高效、高集成度、实用性强的电驱动系统总成是非常必要的。

当前大部分汽车驱动系统,尤其是新能源汽车的驱动系统的结构主要是由中央主驱电机、减速器及传统轴驱动车轮，主驱电机大都采用径向磁结构的永磁同步电机，这种驱动系统体积大、结构复杂，传动效率低，成本高，难以在结构紧凑的小型车或底盘低矮的城市公交车布置该类型驱动系统，驱动系统性能也不是最优方案。

近年来，在电驱动车辆技术领域中，集中于车轮驱动的轮边电机驱动总成广泛受到关注，采用分布式驱动技术，其驱动效率更高，技术更先进，已成为行业一个重要的发展趋势。区别于传统车轮的驱动方式，采用轮边电机分布式驱动，整车电池产生电力，轮边电机将电能转化为机械能，轮边电机或直接驱动车轮，或通过减速器减速增扭，满足整车动力要求。在该类驱动系统中，电机一般为双数，至少为2个或两个以上，因此电驱动总成结构要求更紧凑，集成度高，同时需要解决因高度集成化引起的布置、润滑、散热、NVH等问题。但是现有技术中，尚无大小车型均通用的轮边电驱动总成，通用性不强，整车性能不好，成本高。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种轴向磁通电驱动总成结构。

本实用新型通过以下技术方案得以实现。

本实用新型提供的一种轴向磁通电驱动总成结构，包括驱动电机、减速器；所述减速器轴向安装在驱动电机的后端盖上，所述减速器通过两组减速组件减速驱动电机的输出速度，所述驱动电机为单转子双定子轴向磁通结构，驱动电机的转子包括转轴和磁钢,转轴安装在驱动电机的中心线上，磁钢通过安装在转轴上的转盘和压板限制其与转轴间相对位移，所述驱动电机的两组定子分别固定在电机外壳内壁和后端盖内壁上且在磁钢的两侧，所述减速器内的减速组件与转轴的输出端连接。

所述驱动电机的一端设置有散热板，散热板外端面上安装有前端盖,转轴伸出电机外壳外与安装在前端盖上的旋变总成连接。

所述转轴还依次安装有卡圈、转轴轴承、轴套与转轴上的台阶配合对转盘进行限位。

所述减速器内的两组减速组件包括外太阳轮和内太阳轮，所述内太阳轮通过转轴驱动，内太阳轮的外端与内行星架上的行星轮配合，内行星架上的行星轮小齿圈固定安装在支撑盘的小径端，支撑盘的大径端与大齿圈依次固定在减速器的减速器外壳上，大齿圈与外行星架上的行星轮配合，外行星架上的行星轮与外太阳轮配合，外太阳轮安装在内行星架上,外行星架内加工有轴向通孔，通孔内安装有堵盖，外行星架外壁通过轴承与减速器外壳配合。

所述减速器外壳、电机外壳、大齿圈之间形成一个容腔，减速器外壳和容腔之间设置有进油口和出油口，所述进油口相邻于减速器的输入端，所述出油口相邻于减速器的输出端。

所述电机外壳内壁上还固接有导热胶,导热胶相邻于定子设置。

所述磁钢为扇形结构，磁钢通过转盘和压板上的相同大小和相同位置的扇形槽固定。

所述堵盖和外行星架为过盈配合。

本实用新型的有益效果在于：采用轴向磁通结构，轴、径向尺寸更小，效率和功率密度更高，结构更紧凑、转动惯量更低，另一方面，驱动电机总成与减速器总成集成后共用一半冷却系统，使得轴向尺寸更短。此外，采用行星齿轮减速机构，进一步压缩轴向空间尺寸，同时兼顾驱动总成性能要求，足以满足各级别整车布置和性能要求。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的驱动电机结构示意图；

图3是本实用新型的减速器结构示意图；

图4是本实用新型的转子结构示意图；

图5是本实用新型的冷却、润滑进出口结构示意图；

图中：1-驱动电机，101-锁紧轴套，102-旋变总成，103-前端盖，104-密封圈，105-电机外壳，107-端盖螺栓，108-定子螺栓，109-定子，110-导热胶，111-转子，115-后端盖，117-轴承盖螺栓，118-油封，119-轴承压板，120-波形垫片，1101-转轴，1102-卡圈，1103-转轴轴承，1104-磁钢，1105-转盘，1106-压板，1108-轴套，2-减速器，201-齿圈螺栓，202-减速器外壳，203-小齿圈，204-支撑盘螺栓，205-支撑盘，206-大齿圈，207-外行星架，208-轴承，209-减速器油封，210-堵盖，211-外太阳轮，212-内行星架，213-外行星架轴承，214-内行星架轴承，215-内太阳轮，3-冷却液进口，4-冷却液出口，5-进油口，6-出油口。

具体实施方式

下面进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

一种轴向磁通电驱动总成结构，包括驱动电机1、减速器2；所述减速器2轴向安装在驱动电机1的后端盖115上，所述减速器2通过两组减速组件减速驱动电机1的输出速度，所述驱动电机1为单转子双定子轴向磁通结构，驱动电机1的转子111包括转轴1101和磁钢1104,转轴1101安装在驱动电机1的中心线上，磁钢1104通过安装在转轴1101上的转盘1105和压板1106限制其与转轴1101间相对位移，所述驱动电机1的两组定子109分别固定在电机外壳105内壁和后端盖115内壁上且在磁钢1104的两侧，所述减速器2内的减速组件与转轴1101的输出端连接。

所述驱动电机1的一端设置有散热板，散热板外端面上安装有前端盖103,转轴1101伸出电机外壳105外与安装在前端盖103上的旋变总成102连接。

所述转轴1101还依次安装有卡圈1102、转轴轴承1103、轴套1108与转轴1101上的台阶配合对转盘1105进行限位。

所述减速器2内的两组减速组件包括外太阳轮211和内太阳轮215，所述内太阳轮215通过转轴1101驱动，内太阳轮215的外端与内行星架212上的行星轮配合，内行星架212上的行星轮小齿圈203固定安装在支撑盘205的小径端，支撑盘205的大径端与大齿圈206依次固定在减速器2的减速器外壳202上，大齿圈206与外行星架207上的行星轮配合，外行星架207上的行星轮与外太阳轮211配合，外太阳轮211安装在内行星架212上,外行星架207内加工有轴向通孔，通孔内安装有堵盖210，外行星架207外壁通过轴承与减速器外壳202配合。

所述减速器外壳202、电机外壳105、大齿圈206之间形成一个容腔，减速器外壳202和容腔之间设置有进油口5和出油口6，所述进油口5相邻于减速器2的输入端，所述出油口6相邻于减速器2的输出端。

所述电机外壳105内壁上还固接有导热胶110,导热胶110相邻于定子109设置。

所述磁钢1104为扇形结构，磁钢1104通过转盘1105和压板1106上的相同大小和相同位置的扇形槽固定。

所述堵盖210和外行星架207为过盈配合。

参照图1，本实用新型实施例提供了一种轴向磁通电驱动总成包括：驱动电机总成1、减速器总成2。

所述驱动电机总成1与减速器总成2通过螺栓连接，其组成的驱动总成与整车轮毂连接，进而驱动整车行驶。

所述驱动电机总成1为单转子双定子轴向磁通结构。

参照图2，所述驱动电机总成1主要包括锁紧轴套101、旋变总成102、前端盖103、密封圈104、电机外壳105、密封圈106、螺栓107、螺栓108、定子109、导热胶110、转子总成111、定子112、螺栓113、密封圈114、后端盖115、螺栓116、螺栓117、油封一118、轴承压板119、波形垫片120。

参照图3，所述转子总成111包括转轴1101、卡圈1102、轴承1103、磁钢1104、转盘1105、压板1106、轴承1107、轴套1108。

所述压板1106与转盘1105上设有若干扇形槽，用于安装磁钢1104，所述压板1106与转盘1105通过焊接固连，然后安装于所述转轴1101上，轴向通过轴套1108、轴承1103、卡圈1102限位。所述转轴通过轴承1103、轴承1107分别与所述电机外壳105和前端盖103连接定位所述转子总成1011。

所述磁钢1104轴向充磁，安装于所述压板1106与转盘1105扇形槽内，安装前在扇形槽涂抹紧固胶。

所述轴承1107通过轴承压板1019与前端盖103固连，防止所述转子总成111轴向移动影响电机总成气隙，进而影响电机总成性能。所述轴承1103与所述电机外壳105轴承室之间设所述波形垫片120，减小电机转子总成111振动，提升电机性能。

所述波形垫片120轴向依靠后端盖115轴向限位。

所述轴套1108与转轴1101间隙配合，加工精度低、装配方便。

所述压板1106内圈与转盘1105过盈配合，提高定位精度，同时所述压板1106内、外圈及转盘1105外圈设有锥面，用于焊接，焊接后的转盘1105与转轴1101小间隙配合，径向通过所述转盘1105上的凸台和所述转轴1101上的凹槽限位。

所述电机外壳105左端面设置有环形水道，一端进水或油，另外一端出水或油，所述电机外壳105左端面与后端盖115通过螺栓107连接，二者之间还有密封圈104、密封圈106，防止冷却水或油流出。所述电机外壳105右端与定子109连接，二者通过螺栓108固连。

所述定子109与所述电机外壳105采用止口定位，防止其错位。

所述定子109在工作过程中产生的热量传递至电机外壳105左端水道，通过水或油循环流动带走热量。

参照图5，所述电机外壳105外部设有冷却液进口3、出口4，分别连接相应的冷却管道，冷却管道与整车上的冷却箱连接。

所述旋变总成102分别与电机转轴1101、后端盖1015连接，旋变总成102与电机转轴1101过盈配合连接，保证连接可靠，轴向通过锁紧轴套101固定，所述锁紧轴套101与转轴过盈1101配合，所述旋变总成102用于检测电机转子总成位置。

所述定子112与电机前端盖103通过螺栓1016固连，所述定子112与所述电机前端盖103采用止口定位，防止其错位。

所述定子112工作过程中产生的热量传递至前端盖103表面，进而通过所述减速器总成2内部循环的润滑油带走，不需要像所述定子109那样的冷却结构。

所述前端盖103与电机外壳105通过螺栓1013固连，为保证密封性能，二者之间设有密封圈114。

所述定子109、定子112通过导热胶110平衡热量，有效保证所述定子109、定子112之间的温度一致性，防止二者之间产生环流。

所述转子总成1011与定子109、定子112在轴向上需预留一定的间隙，即电机气隙，一方面是保证所述转子总成111运转时不会与所述定子109、定子112干涉，另外一方面，该气隙也是保证电机性能的必须参数之一。同时，所述转子总成111与定子109、定子112之间的距离需相同。

所述减速器总成2为两个行星减速串联结构。

参照图4，所述减速器总成1包括太阳轮一215、行星架一212、齿圈一203、支撑盘205、太阳轮二211、行星架二207、齿圈二206、轴承214、轴承2013、轴承208、油封209、堵盖210、外壳202等。

所述太阳轮一215与所述驱动电机总成1转轴1101通过花键或热压过盈连接。

所述齿圈一203与支撑盘205通过螺栓201固连，支撑盘205、齿圈二206通过螺栓204与减速器外壳202固连。

所述行星架一212与与太阳轮二211同轴布置，通过花键或热压过盈连接。所述行星架一212与支撑盘205用轴承2014定位。

所述行星架二207通过轴承208、轴承2013分部与支撑盘205、外壳202定位。所述行星架二207内孔采用堵盖2010密封，外径采用油封二209与外壳202密封，防止所述减速器总成2内部润滑油流出。

所述堵盖2010与星架二207内孔采用过盈连接，其材料可采用橡胶或铸铝等即可满足密封性能要求。

所述行星架二207与整车轮毂连接。

所述减速器总成2外壳上设有进油口5、出油口6，分部与进、出油管连接，工作过程中，润滑油通过所述进油口5、出油口6循环流动，进而冷却定子112及润滑所述减速器总成2内部零部件。

所述电机外壳105冷却管道中可加注与减速器总成2一样的润滑油，用于冷却定子109，这样可以共用一套冷却系统。

所述电机外壳105冷却管道中也可以单独加注冷却水，用于冷却定子109。

所述驱动电机总成1可以是驱动电机或发电机，当整车需要动力时，电机以驱动电机状态运行，消耗电能，电能转化为机械能，驱动整车行驶。当整车减速滑行或制动时，电机以发电机状态运行，回收能量，机械能转化为电能，向电池充电储能，进一步提高整车续航里程。

为了更清楚介绍本实用新型实施例，下面从本实用新型实施例的具体工作方式上予以介绍。

驱动电机总成1接受整车电池释放的电能，驱动电机总成1定子109、定子112接受电池释放的电能通电后产生旋转的磁场，拉动有永磁体的转子总成111旋转，进而将电能转化为机械能，动力传递至所述减速器总成2的太阳轮一215，最后动力通过行星架一2012传递至太阳轮二211、行星架二207，行星架二207与轮毂固连而带动轮毂旋转，驱动整车行驶。其驱动电机总成1输出的扭矩和转速是通过控制电池输出的电流大小控制的，而减速器总成2主要起到减速增扭作用，提高整车动力性能。若针对车型较小或动力学要求不高的车型，减速比较小，减速器总成2可只需要一个行星排减速，结构更紧凑，成本更低，性能更优。

本实用新型是将驱动电机总成1的定子109冷却结构与电机外壳105集成于一体，同时定子112冷却与减速器总成2共用，大大的缩短了电机结构尺寸，简化驱动总成结构，通用性强，可满足各种车型对驱动总成的布置要求。

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