[发明专利]一种轮毂电机

说明书

本发明公开了一种轮毂电机，包括磁体层、测量系统和线圈层，所述磁体层为电机动子，所述线圈层为电机定子，所述线圈层为线圈阵列排列而成，所述线圈阵列的线圈呈鱼骨状排列，所述磁体层由N极磁体和S极磁体交替周期均匀排布，所述测量系统由霍尔传感器组阵列排布构成；本发明依靠通电线圈在磁场中受到洛伦兹力的反力驱动磁体动子运动，通过线圈排列成鱼骨状，结构更加紧凑，对中力可以相互抵消，驱动力可以相互叠加，本发明实现了动子上无线缆、运动台的任意大行程、运用了低成本的测量系统（霍尔传感器阵列）实现了动子正逆位移测量。

技术领域

本发明涉及轮毂电机技术领域，具体为一种轮毂电机。

背景技术

传统电动汽车的动力是电机，其驱动力通过传动装置驱动汽车轮毂，实现汽车的行进；而轮毂电机将电机和汽车轮毂集成在一起，具有以下优点：第一是高效率。轮毂电机消除了机械传动，避免了机械传动上能量的损失。第二是省空间。轮毂电机本身就是动力装置，直接作用在车轮上，因此汽车前舱和底盘中不需要动力装置和机械传动装置，节省大量空间。第三是便于控制。整车可以采用分布式控制架构，可以实现差动转向乃至原地转向，还可以使用电磁制动。第四是模块化，每个轮毂电机可以做成一个模块，实现规模化量产，可以避免重复开发和缩短新车型的开发周期，这又会有利于降低电动汽车的开发费用。

霍尔传感器是根据霍尔效应制得的传感器，它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点。现有技术尚没有采用霍尔传感器阵列来进行轮毂电机磁体位置及转速的六自由度测量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轮毂电机，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：一种轮毂电机，包括磁体层、测量系统和线圈层，所述磁体层为电机动子，所述线圈层为电机定子，所述线圈层为线圈阵列排列而成，所述线圈阵列的线圈呈鱼骨状排列，所述磁体层由N极磁体和S极磁体交替周期均匀排布，所述测量系统由霍尔传感器组阵列排布构成。

其中，所述磁体层在斜角方向上同一纵列和或横列上的磁体为同性磁体且均匀排布；各纵列之间和或各横列之间均匀排布。若将磁体层展开为一平面时，在斜角方向上，同一纵列和或同一横列上的同性磁体的几何中心在一条直线上。

其中，所述线圈的一对边长度大于等于在斜角方向上相邻的不同极性磁体的两纵列或两横列之间的距离；所述线圈的另一对边长度大于等于在斜角方向上相邻的同极性磁体的两横列或两纵列的距离。

其中，所述磁体层在斜角方向上相邻的同极性磁体的两横列或两纵列的距离定义为λ，所述线圈层的单个线圈的外轮廓的长和宽分别定义为和n,m为整数，线圈环的环宽为

其中，所述磁体层中所述N极磁体和所述S极磁体之间还包括H极磁体，所述磁体层采用Halbach阵列排布。

其中，所述测量系统中霍尔传感器组分成四组，且所述霍尔传感器组分四个区域沿周向分布，每组霍尔传感器组至少包括两个霍尔传感器，每个区域对应一组所述霍尔传感器组，每个区域的所述霍尔传感器沿圆周方向均匀分布。

其中，所述测量系统中霍尔传感器组分成四组，所述磁体层在运动的过程中覆盖所述测量系统中四组所述霍尔传感器。

其中，所述测量系统中霍尔传感器组用于测出所述线圈层对应位置在所述磁体层正逆两个方向上的位移。

其中，所述线圈层鱼骨状线圈排列用于将中力进行抵消，从而叠加驱动力。

其中，所述线圈层的通电方式为两相电和三相电中的一种。

其中，所述线圈层鱼骨状线圈排列为线圈两边阶梯状的嵌合排布。

其中，所述线圈层鱼骨状线圈排列为线圈两边并列对称排布。

其中，所述测量系统中霍尔传感器型号为HW-101A。