[实用新型]电动自行车用轻量化盘式轮毂电机

说明书

[技术领域]

本实用新型涉及轮毂电机技术领域，具体来说是一种电动自行车用轻量化盘式轮毂电机。

[背景技术]

环境污染和能源紧缺的问题已经日益成为当今社会经济发展所要面临的严峻课题，为了应对环境问题带来的挑战，绿色、环保、节能成为社会各界的关注焦点，而电动自行车作为一种低能耗高通勤效率的出行工具，在全国大小城镇已经被普遍使用。

目前的电动自行车驱动方式大多采用轮毂直驱方式，电机和轮毂合为一体，但当前普遍应用的轮毂驱动电机为有铁心外转子径向磁场电机，电机重量沉，轴向距离短，绕线端部长，电机功率密度和效率低下，造成整车自重增加，能耗上升，进而导致续行里程不能得到有效提高。

传统电机要想提高功率，增加轴向方向长度是最直接有效的手段，而受电动自行车结构限制，电机的轴向最大长度为一固定限值，无法显著增加，限制了传统电机的大功率应用。因此需要设计一种新型的电动自行车用轻量化盘式轮毂电机。

[实用新型内容]

本实用新型的目的在于解决现有技术的不足，提供一种电动自行车用轻量化盘式轮毂电机。

为了实现上述目的，设计一种电动自行车用轻量化盘式轮毂电机，包括轴、上端盖、下端盖、轮毂、转子盘、磁钢转子和定子，所述上端盖和下端盖分别固定于所述轮毂的两端并与所述轮毂之间围成一腔体，所述上端盖和下端盖分别通过轴承固定于轴上，所述定子位于所述腔体内并固定设于所述的轴上，其特征在于所述的轮毂内壁上设有转子盘，转子盘上设有与所述定子相对应的磁钢转子，所述的定子包括定子基材和定子基材表面设有的多层线路，多层线路之间设有绝缘材料，所述的多层线路之间通过串联或并联形成绕组。

所述的定子基材表面设有多层铜箔，所述的多层线路通过化学或物理蚀刻方式成型并附着于多层铜箔上，所述的多层铜箔之间设有绝缘材料。所述的定子基材为印制电路板玻璃纤维基材。所述的绝缘材料为环氧树脂或玻璃纤维。所述的多层线路之间通过铜箔上的过孔形成绕组的串联或并联。

所述的磁钢转子由相连的若干块永磁体构成，所述的若干块磁钢呈海尔贝克阵列排布。相邻两组磁钢转子中，N极指向周向的永磁体相对应设置并且指向相反。每组所述的磁钢转子的永磁体之间，相邻永磁体N极指向变化的角度是相同的。

本实用新型同现有技术相比，其优点在于：

1.印制电路绕组和挤磁作用的磁钢阵列形成无铁心磁路，无铁心结构可以大幅减少电机的重量，最终在同样的输出功率下，轻量化盘式轮毂电机重量可以降为传统电机的1/3；

2.印制绕组工艺已经经过多年的技术发展，现已十分成熟，因此加工费用十分低廉，且加工精度很高，可以对电机绕组形状机型精确控制，以保证电机出力和功率的稳定性；

3.无铁心结构的另一优势是消除了传统电机的铁心损耗，包括定转子上的磁滞和涡流损耗，因此提高了电机的效率，更利于增加电动自行车的续行里程；

4.无铁心盘式电机无定子齿槽，所以几乎没有由于齿槽效应引起的转矩脉动，且在外加激励撤销后阻转矩近似为零，特别适合用电动自行车平稳运行和自主骑行；

5.由于盘式电机磁场路径的特殊性，电机功率和轴向尺寸无关，只与电机外径的成比例关系，因此，盘式电机对于轴向空间占用非常小，而增加一倍的电机外径可以获得8倍的电机功率增加，特别适合用于电动自行车的扁平盘式轮毂。

[附图说明]

图1是本实用新型电动自行车用轻量化盘式轮毂电机的结构示意图；

图2是本实用新型电动自行车用轻量化盘式轮毂电机的剖视图；

图3是一实施例中本实用新型定子和磁钢转子位置布置的示意图；

图4是一实施例中本实用新型磁钢转子的排布示意图；

图5是一实施例中本实用新型定子的排布示意图；

图中：1.上端盖2.螺丝3.磁钢转子4.轴承5.定子6.下端盖7. 转子盘8.轮毂9.轮胎10.轴11.多层线路。

[具体实施方式]

下面结合附图对本实用新型作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。