阅读说明：本技术 一种利用轮胎形变散热与减震的轮毂电机结构 (Wheel hub motor structure capable of dissipating heat and absorbing shock by utilizing tire deformation ) 是由 谢金法 时佳威 赵勇 高兆鑫 杨文豪 于 2020-07-15 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种利用轮胎形变散热与减震的轮毂电机结构,包括一个或多个环绕轮毂电机周向分布的油液喷射装置,油液喷射装置包括固定在轮胎外圈内壁上且能够沿轮胎径向弹性变形的压缩弹性件和固定在该弹性件末端并穿过轮胎内壁进入绕轮毂电机周向分布的导油腔内、在轮胎受力变形时在弹性件的带动下沿轮胎径向滑动以推动导油腔内的油液使其油液出口喷洒至轮毂电机内的顶柱；所述顶柱与轮胎之间还设有用于实现轮胎气密性的密封件；所述导油腔上还设有用于供轮毂电机内油液回流至导油腔的油液入口；所述油液出口和油液入口均设有单向阀。本发明利用顶柱对油液的喷射对电机转子直接进行散热、具有一定的减震效果,且采用机械喷射,故障率较低。(The invention provides a hub motor structure capable of dissipating heat and absorbing shock by utilizing tire deformation, which comprises one or more oil injection devices distributed circumferentially around a hub motor, wherein each oil injection device comprises a compression elastic piece which is fixed on the inner wall of an outer ring of a tire and can elastically deform along the radial direction of the tire, and a top column which is fixed at the tail end of the elastic piece, penetrates through the inner wall of the tire, enters an oil guide cavity distributed circumferentially around the hub motor, and slides along the radial direction of the tire under the driving of the elastic piece when the tire deforms under stress so as to push oil in the oil guide cavity to spray an oil outlet of the oil guide cavity to the inside of the hub motor; a sealing element for realizing the air tightness of the tire is arranged between the top column and the tire; the oil guide cavity is also provided with an oil inlet for oil in the hub motor to flow back to the oil guide cavity; the oil liquid outlet and the oil liquid inlet are both provided with one-way valves. The invention utilizes the ejection of the ejection column to spray oil to directly radiate the motor rotor, has certain damping effect, and adopts mechanical ejection, thereby having lower failure rate.)

一种利用轮胎形变散热与减震的轮毂电机结构

技术领域

本发明属于轮毂电机冷却技术领域，具体涉及一种利用轮胎形变散热与减震的轮毂电机结构。

背景技术

轮毂电机驱动系统是将轮毂电机安装于电动汽车车轮内部驱动车轮同轴旋转，省却了机械离合器、变速箱、减速器、传动轴等复杂装置，简化了汽车的结构，提升了驱动系统的动力传动效率。为了满足电动汽车运行的实际需求，轮毂电机需满足高功率密度、高转矩密度和结构紧凑等要求。对于内定子外转子式的轮毂电机结构，定子中的损耗所产生的热量难以传递至机壳并散发出去，导致轮毂电机的内部温升变高。过高的温升会影响电机性能，电机过热易引起运行故障，影响电机的使用寿命，因此采用合理的电机冷却方式对于轮毂电机驱动系统至关重要。且轮毂电机由于将大量部件移植到轮毂上，大大加大了簧载质量，影响乘坐人员的舒适性。

当轮毂电机突然大负荷运转产生大量热量时，此时由于冷却液温度较高，带走电机内部热量减少，此时会大大增加散热器的压力，以至于冷却液并不能完全降低到足够进入到电机的温度，如果冷却液温度没有达到带走轮毂电机热量的程度，此时过热冷却液进入电机内部不但不能降低轮毂电机的温度反而会导致轮毂电机的温度提高，会使轮毂电机内部线圈绝缘性遭到破坏、永磁体不可逆退磁等后果，这将大大降低轮毂电机的使用寿命，影响汽车的安全性。

发明内容

为解决现有散热方式和乘坐人员舒适性差的弊端，保证轮毂电机合理利用各种运行工况下的散热需求和降低油液对电机内部转子的阻力，本发明提出了一种利用轮胎形变散热与减震的轮毂电机结构，可以利用轮毂形变实现油液喷射，合理满足电机工作的散热需求，避免电机过热对电机内部造成电机损坏或寿命缩短，且增加乘坐人员的舒适性。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种利用轮胎形变散热与减震的轮毂电机结构，包括一个或多个环绕轮毂电机周向分布的油液喷射装置，该油液喷射装置包括固定在轮胎外圈内壁上且能够沿轮胎径向弹性变形的压缩弹性件和固定在该弹性件末端并穿过轮胎内壁进入绕轮毂电机周向分布的导油腔内、在轮胎受力变形时在弹性件的带动下沿轮胎径向滑动以推动导油腔内的油液使其油液出口喷洒至轮毂电机内的顶柱；所述顶柱与轮胎之间还设有用于实现轮胎气密性的密封件；所述导油腔上还设有用于供轮毂电机内油液回流至导油腔的油液入口；所述油液出口和油液入口均设有单向阀。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的利用轮胎形变散热与减震的轮毂电机结构，其中每个所述的顶柱末端均设有一个或并列的多个用于推动油液由其前端对应的油液出口喷出的活塞。

前述的利用轮胎形变散热与减震的轮毂电机结构，所述用于实现轮胎气密性的密封件为套在顶柱外侧的一端与轮胎内圈内壁紧密固接，另一端与压缩弹性件外周或轮胎外圈内壁固接从而为顶柱提供独立封闭滑动空间的密封套。

前述的利用轮胎形变散热与减震的轮毂电机结构，其中所述的顶柱与轮胎内圈的连接处还通过密封垫密封。

前述的利用轮胎形变散热与减震的轮毂电机结构，所述弹性元件装配在固定柱内，该固定柱一端通过吸盘与轮胎内壁固接，与弹性元件连接的顶柱滑动装配在该固定柱另一端内。

前述的利用轮胎形变散热与减震的轮毂电机结构，所述的用于实现轮胎气密性的密封件为套在顶柱外侧的一端与轮胎内圈内壁紧密固接，另一端与固定柱外周紧密配合的密封套。

前述的利用轮胎形变散热与减震的轮毂电机结构，所述顶柱与导油腔连接处通过密封垫密封以防止导油腔内油液渗漏。

前述的利用轮胎形变散热与减震的轮毂电机结构，所述导油腔与轮毂之间还设有用于储存由顶柱与导油腔连接处渗漏的油液的油腔，顶柱穿出轮胎后先穿过油腔再进入导油腔，所述顶柱与油腔以及导油腔连接处均设有密封件。

前述的利用轮胎形变散热与减震的轮毂电机结构，所述出油口位置位于顶柱末端用于推动油液的部分正前方。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：

本发明提供的一种利用轮胎形变散热与减震的轮毂电机结构，利用轮胎的形变作为冷却液的喷洒动力，将冷却液直接喷洒至轮毂电机转子上，可对转子进行直接散热，提高散热效果；具有一定的减震效果，提高电机寿命；机械式喷射，故障率低；不用安装相应的油泵，减少簧载质量以及节省整车成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的喷油装置结构示意图

图3为本发明各部件的位置简图。

【主要元件符号说明】

1、油腔

2、第二密封垫

3、第一密封垫

4、固定柱

5、弹簧

6、吸盘

7、顶柱

8、密封套

9、轮胎

10、导油腔

11、第一单向阀

12、转子

13、第二单向阀

14、轮毂电机

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种利用轮胎形变散热与减震的轮毂电机结构其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1-3，其为本发明一种利用轮胎形变散热与减震的轮毂电机结构各部件结构示意图，该轮毂电机结构包括若干一端固定在轮胎9外圈(与地面接触的部分)内壁上，另一端由轮胎9内圈(与轮毂接触的部分)伸入轮毂内的导油腔10内的油液喷射装置，该油液喷射装置包括固定在轮胎外圈内部上且具有沿轮胎径向变形的能力的压缩弹性件，该弹性件末端固定有依次穿过轮胎内壁以及轮毂进入绕轮毂电机周向分布的导油腔10内并在弹性件的带动下沿轮胎径向往复滑动的顶柱7，当轮胎接触路面发生形变时，该形变处内壁上固定的弹性件被径向压缩，推动顶柱7向轮毂方向移动，该顶柱末端设有用于推动导油腔内的冷却液由该导油腔靠近轮毂电机的面上的出油口喷出实现对轮毂电机的冷却的活塞。所述顶柱7与轮胎9内圈壁体之间设有用于防止顶柱7往复滑动时轮胎漏气的密封件。

在本发明实施例中，所述用于防止顶柱7往复滑动导致轮胎9内圈漏气的密封件包括一端与轮胎内圈内壁紧密固接、另一端与压缩弹性件或轮胎外圈内壁固接从而为顶柱7提供独立封闭滑动空间以防止轮胎漏气的密封套8。

较佳的，所述弹性件装配在固定柱4内，该固定柱4一端通过吸盘6与轮胎内壁固定连接，与弹性件连接的顶柱7滑动装配在固定柱另一端内，所述密封套紧密装配在固定柱4外周上，当顶柱7往复滑动时，由于密封套的设置使得轮胎内的气不会外泄，避免轮胎漏气的状况。较佳的，所述弹性件为弹簧。

在本发明实施例中，为增强对顶柱与轮胎之间气密性的防护，所述顶柱与轮胎内圈连接处还设有用于实现二者之间密封的第一密封垫3。

在本发明实施例中，所述出油口上设有用于防止喷出的冷却液返回导油腔的第一单向阀11。

所述导油腔靠近轮毂电机的面上还设有一个或多个供对轮毂电机冷却后的油液重新进入导油腔内的进油口，该进油口设有供轮毂电机内油液进入导油腔，并防止导油腔内油液由该进油口流出的第二单向阀13。

在本发明实施例中，所述顶柱与导油腔连接处通过第二密封垫2密封，以防止导油腔内油液向外溢出。

在本发明实施例中，所述导油腔10与轮毂之间还设有用于储存由顶柱与导油腔10连接处渗漏的油液的油腔1，顶柱7伸出轮胎后依次穿过轮毂和油腔最后进入导油腔。所述顶柱与油腔以及导油腔连接处均设有密封件。

较佳的，每个顶柱7末端设有一个或并列的多个用于推动油液由其前端对应的油液出口喷出的活塞，每个油液出口均设有用于防止油液进入的第一单向阀11。

本发明第一单向阀以及第二单向阀有若干个，绕轮毂电机进行分布，保持电机喷射油液，对电机转子产生较小的阻力。

本发明通过油腔、第二密封垫、固定柱、弹簧、吸盘、顶柱、导油腔、第一单向阀、第二单向阀以及轮毂电机形成一个轮毂电机散热结构，可以利用轮毂形变对轮毂电机进行喷油散热，不需要利用油泵，从而节省整车的成本以及减少簧载质量。当轮毂电机电动汽车启动时，轮胎接触到路面发生形变，从而导致弹簧进行压缩，固定柱内部的弹簧以及顶柱受力推动导油腔内部油液从第一单向阀喷出，使油液对轮毂电机内部转子、定子、绕组等部件进行冷却，当油液在电机内部时，油液受重力影响在电机底部，此时电机内部壁面上设置有连同电机内部与导油腔的第二单向阀，使油液通过第二单向阀重新进入到导油腔，轮毂电机内部冷却系统重新进入工作。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。