一種實現輪轂電機內部線束快速引出的主軸引線裝置的製作方法

2023-05-20 21:11:46

技術領域

本發明涉及電動汽車用電機技術領域，尤其涉及一種電動汽車用輪轂電機的主軸引線裝置。

背景技術：

電動汽車是新能源汽車發展的一個重要趨勢，電動汽車的按驅動方式的不同可分為混合動力汽車和純電動汽車。混合動力汽車是在傳統汽車基礎上對驅動系統進行改造，併入一套通過電源和電機驅動的機電系統。純電動汽車只有電驅動系統，包括電源、驅動電機和電機控制器三大部分，汽車的驅動力全部由電動機提供，整車的能量由一組電源統一供應。在電動汽車驅動方案中，將電機與車輪直接集成的方案，即輪轂電機驅動技術，既能省去複雜的傳動機構和差速系統，還能大大簡化整車結構，提高傳動效率，從而提高電動汽車的運行裡程。

在國外，輪轂電機驅動技術已經成功應用在民用汽車領域，各汽車製造廠商都推出了自己的純電動汽車車型，其中一部分即是採用車輪與電機集成的輪轂驅動技術作為整車的驅動系統。輪轂電機驅動技術已成為未來電動汽車驅動系統設計的一個重要發展趨勢。一般的輪轂電機由八根引線，分別是三根粗的電機線(電樞繞組)和五根細的霍爾線，均從電機主軸通孔中引出，並直接與電機控制器相連，其要求不僅能固定主軸內部的引線，而且需要通過快捷的方式，實現輪轂電機內部線束的快速引出。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題就是提供一種實現輪轂電機內部線束快速引出的主軸引線裝置，不僅能固定主軸內部的引線，而且通過快捷的方式，實現輪轂電機內部線束的快速引出。

為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案：一種實現輪轂電機內部線束快速引出的主軸引線裝置，包括主軸總成、內部軸總成和連接主軸總成與內部軸總成的接插連接總成；

所述主軸總成包括主軸引線柱、主軸霍爾引線插座、三相引線弧片、主軸霍爾引線針，所述主軸引線柱用於插入三相引線弧片、主軸霍爾引線插座和霍爾信號線，所述主軸霍爾引線插座插接在主軸引線柱的頭端，所述主軸霍爾引線針插接在主軸霍爾引線插座上，所述三相引線弧片用於連接主軸三相線；

所述內部軸總成包括內部引線柱、內部霍爾引線母頭、內部霍爾引線孔、和三相引線插片，所述內部引線柱用於插入三相引線插片和內部霍爾引線母頭，所述內部霍爾引線孔插接在內部霍爾引線母頭上，所述三相引線插片用於連接內部三相線；

所述接插連接總成包括引線柱接插頭、內部霍爾引線公頭、內部霍爾引線針，所述引線柱接插頭通過三相引線弧片和主軸引線柱嚙合，所述內部霍爾引線公頭插接在引線柱接插頭上，所述內部霍爾引線公頭與內部霍爾引線母頭對接，所述內部霍爾引線針設置在內部霍爾引線公頭上，所述內部霍爾引線針插入內部霍爾引線孔；所述主軸霍爾引線針與內部霍爾引線針之間通過霍爾信號線連接；

所述輪轂電機主軸引線裝置還包括用於緊固三相引線插片和三相引線弧片的緊固片，所述引線柱接插頭和內部引線柱上均設有用於嵌放緊固片的凹槽，所述緊固片的正面設有用於擠壓三相引線弧片和三相引線插片的前擠壓面，緊固片為薄銅片，左右兩端向前捲曲形成卷面。

優選的，所述主軸引線柱為圓筒狀結構，霍爾信號線從主軸引線柱沿中心軸線的第一圓形通孔引出，所述主軸引線柱的筒壁沿周向分布有三個軸向貫通的弧形通孔，所述弧形通孔用於插入三相引線弧片，所述主軸引線柱的頭端開有一個圓形槽，所述圓形槽用於嵌放主軸霍爾引線插座。

優選的，所述三相引線弧片主體為弧形銅片，所述三相引線弧片的頭端設有第二圓形通孔，所述第二圓形通孔用於三相線和電機控制器的連接，所述三相引線弧片的尾端設有接觸槽。

優選的，所述主軸霍爾引線插座為圓柱體狀，所述主軸霍爾引線插座開有九個軸向貫通第三圓形通孔，所述第三圓形通孔用於插入主軸霍爾引線針，所述九根主軸霍爾引線針中的五根用於連接電機霍爾，另外四根備用。

優選的，所述引線柱接插頭的頭端沿軸向開有三個弧形插槽，所述三個弧形插槽用於嵌放三相引線弧片，所述引線柱接插頭沿徑向開有方形嵌合槽，所述方形嵌合槽用於嵌放內部霍爾引線公頭。

優選的，所述內部霍爾引線公頭底部設有階梯面，所述內部霍爾引線公頭上部開設有九個豎直貫通頂面和階梯面的第四圓形通孔，所述內部霍爾引線針插入第四圓形通孔，所述內部霍爾引線針末端穿出第四圓形通孔且沿階梯面呈梯度排列，所述內部霍爾引線針末端開有第五圓形通孔，所述第五圓形通孔用於穿入霍爾信號線並焊接。

優選的，所述內部引線柱為圓柱體狀，所述內部引線柱軸向開有三相引線插片方形通孔和內部霍爾引線母頭方形通孔，所述三相引線插片方形通孔用於插入三相引線插片，所述內部霍爾引線母頭方形通孔用於嵌放內部霍爾引線母頭。

優選的，所述三相引線插片由公頭和母頭組成，所述三相引線插片的公頭和母頭通過插接配合在三相引線插片方形通孔內對接，所述公頭的上端開有圓柱槽，所述圓柱槽用於插入電機三相繞組接頭。

優選的，所述內部霍爾引線母頭為長方體狀，所述內部霍爾引線母頭開有九個貫通長度方向兩端的第六圓形通孔，所述內部霍爾引線孔插入第六圓形通孔內。

本發明採用主軸總成、內部軸總成和接插連接總成對接的結構，實現固定電機主軸內部的引線和輪轂電機內部線束的快速引出。因此，本發明為輪轂電機提供了一種方便的引線裝置，本發明結構緊湊、組裝拆卸方便，作為電機和控制器的中間接線裝置，非常方便與整車集成。

附圖說明

圖1為本發明輪轂電機主軸內部引線裝置的剖面圖；

圖2為主軸引線柱的結構示意圖；

圖3為三相引線弧片Ⅰ型的結構示意圖；

圖4a為主軸霍爾引線插座的軸向示意圖；

圖4b為主軸霍爾引線針插入主軸霍爾引線插座後的示意圖；

圖5為引線柱接插頭的結構示意圖；

圖6a為內部霍爾引線公頭總成的結構示意圖；

圖6b為內部霍爾引線公頭總成的側面示意圖；

圖6c為內部霍爾引線公頭總成的正面示意圖；

圖6d為內部霍爾引線公頭總成的頂面示意圖；

圖7a為緊固片的結構示意圖一；

圖7b為緊固片的結構示意圖二；

圖8為內部引線柱的結構示意圖；

圖9a為三相引線插片Ⅰ型公頭與Ⅰ型母頭的配合示意圖；

圖9b為三相引線插片Ⅱ型公頭與Ⅱ型母頭的配合示意圖；

圖10a內部霍爾引線母頭結構示意圖；

圖10b內部霍爾引線孔結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖進一步詳細說明本發明的具體內容及其實施方式。

圖1所示為輪轂電機主軸內部引線裝置總成結構圖。輪轂電機主軸內部引線裝置由主軸總成、內部軸總成和連接主軸總成與內部軸總成的接插連接總成三個主要部分組成。

其中，主軸總成包括主軸引線柱5、主軸霍爾引線插座3、三相引線弧片、主軸霍爾引線針2，主軸引線柱5用於插入三相引線弧片、主軸霍爾引線插座3和霍爾信號線，主軸霍爾引線插座3插接在主軸引線柱5的頭端，主軸霍爾引線針2插接在主軸霍爾引線插座3上，三相引線弧片用於連接主軸三相線。

其中，內部軸總成包括內部引線柱6、內部霍爾引線母頭7、內部霍爾引線孔8、三相引線插片，內部引線柱6用於插入三相引線插片和內部霍爾引線母頭7，內部霍爾引線孔8插接在內部霍爾引線母頭7上，三相引線插片用於連接內部三相線。

其中，接插連接總成包括引線柱接插頭11、內部霍爾引線公頭10、內部霍爾引線針9，引線柱接插頭11通過三相引線弧片和主軸引線柱5嚙合，內部霍爾引線公頭10插接在引線柱接插頭11上，內部霍爾引線公頭10與內部霍爾引線母頭7對接，內部霍爾引線針9設置在內部霍爾引線公頭10上，內部霍爾引線針9插入內部霍爾引線孔8，主軸霍爾引線針2與內部霍爾引線針9之間通過霍爾信號線連接，三相引線弧片與三相引線插片對接。

三個三相引線弧片分別插入主軸引線柱5對應的三個弧形通孔17中，九根主軸霍爾引線針2分別插入主軸霍爾引線插座3對應的第三圓形通孔23中，並和主軸霍爾引線插座3一起嵌入主軸引線柱5的圓形槽18中。

三相引線弧片的接觸槽22分別插入引線柱接插頭11對應的弧形插槽中。九根內部霍爾引線針9分別插入內部霍爾引線公頭10對應的第四圓形通孔32中，並和內部霍爾引線公頭10一起嵌入引線柱接插頭11的方形嵌合槽26中。

三對三相引線插片分別插入內部引線柱6對應的三個三相引線插片方形通孔中，並通過緊固片12固定，九根內部霍爾引線孔8分別插入內部霍爾引線母頭7對應的九個第六圓形通孔45中，並和內部霍爾引線母頭7一起嵌入內部引線柱6的內部霍爾引線母頭方形通孔41中。

主軸總成和內部軸總成之間成90夾角設置，主軸總成從輪轂電機主軸軸向孔插入，內部軸總成從主軸徑向孔插入，兩者在電機主軸內部對插，即可實現輪轂電機三相線和信號線的快速引出。

圖2所示為主軸引線柱5，主軸引線柱5為圓筒狀結構，電機霍爾信號線從主軸引線柱5沿中心軸線的第一圓形通孔19引出，主軸引線柱5的筒壁沿周向分布有三個軸向貫通的弧形通孔17，其中，三個弧形通孔17用於插入三相引線弧片，主軸引線柱5的頭端開有一個圓形槽18，該圓形槽18用於嵌放主軸霍爾引線插座3，圓形槽18內壁與弧形通孔17錯開位置設有弧形定位槽20，用於固定主軸霍爾引線插座3。

圖3所示為三相引線弧片Ⅰ型，三相引線弧片分為三相引線弧片Ⅰ型1、三相引線弧片Ⅱ型、三相引線弧片Ⅲ型4三種型號，三相引線弧片主體為弧形銅片，三者的首端均為扁平導體，在三相引線弧片的頭端扁平導體位置設有第二圓形通孔21，該第二圓形通孔21用於三相線和電機控制器的連接。另外，三者的末端為不同形狀的接觸槽22，三者的主要區別就在於接觸槽22的形狀不同，用於增大與三相引線插片的接觸面積，保證良好的導電性能。

圖4a所示為主軸霍爾引線插座3，主軸霍爾引線插座3為圓柱體狀，主軸霍爾引線插座3開有九個軸向貫通的第三圓形通孔23，如圖4b所示，九根主軸霍爾引線針2插入主軸霍爾引線插座3的第三圓形通孔23中組合成主軸霍爾引線插座總成，主軸霍爾引線插座總成嵌入主軸引線柱5頭端的圓形槽18中。

九根主軸霍爾引線針2中的五根用於連接電機霍爾，另外四根作為備用，用於其他傳感器信號的連接。

在主軸霍爾引線插座3的外壁設有弧形定位筋24，弧形定位筋24和弧形定位槽20嚙合，實現主軸霍爾引線插座3與主軸引線柱5定位與固定。

圖5所示為引線柱接插頭11，用於連接主軸總成和內部軸總成。具體來說用於對接三相引線弧片和三相引線插片，嵌放內部霍爾引線公頭10，並嵌放若干緊固片12。其中，引線柱接插頭底部11軸向開有三個弧形插槽，包括一個第一弧形插槽25和兩個第二弧形插槽27，兩個第二弧形插槽27位於第一弧形插槽25兩側，用於嵌放三相引線弧片。

另外，在引線柱接插頭11的徑向開有方形嵌合槽26，用於嵌放內部霍爾引線公頭10，該方形嵌合槽26背面側內壁設有矩形條凸筋261，該方形嵌合槽26正面側設有豎向開口，豎向開口兩側設有矩形邊框262。

在引線柱接插頭11的方形嵌合槽26背面側及左右兩側開設有第一緊固凹槽28和第二緊固凹槽29，用於嵌放緊固片12。其中第一緊固凹槽28位於方形嵌合槽左右兩側，第二緊固凹槽29位於方形嵌合槽背面側。

圖6a至圖6d所示為內部霍爾引線公頭總成。內部霍爾引線公頭10底部設有階梯面101，內部霍爾引線公頭10上部開設有貫通頂面和階梯面的第四圓形通孔32，第四圓形通孔32的排布與階梯面對應，內部霍爾引線針9插入第四圓形通孔32，內部霍爾引線針9末端穿出第四圓形通孔32且沿階梯面呈梯度排列。內部霍爾引線針9末端開有第五圓形通孔30，第五圓形通孔30用於穿入霍爾信號線並焊接。

具體共設有九根內部霍爾引線針9插入內部霍爾引線公頭10的第四圓形通孔32中。這九個圓形通孔呈3*3的矩形陣列分布，每排的3個圓形通孔與對應的一個階梯面上下正對，這樣九根內部霍爾引線針9中每排的內部霍爾引線針9末端上下錯開，便於與霍爾信號線焊接。

內部霍爾引線公頭總成嵌入引線柱接插頭11的方形嵌合槽26中，並通過方形槽與引線柱接插頭11嚙合。在內部霍爾引線公頭10的背面豎直開設有第一方形槽31，在內部霍爾引線公頭10的兩側面豎直方向開有第二方形槽33，第一方形槽31和第二方形槽33分別與方形嵌合槽26的矩形條凸筋261和矩形邊框262配合。使內部霍爾引線公頭10與引線柱接插頭11的方形嵌合槽26嚙合起來。

圖7a和圖7b所示為緊固片12，緊固片12的主要作用是擠壓三相引線弧片和三相引線插片，防止兩者鬆動而導致接觸不良。

緊固片12為薄銅片，左右兩端向前捲曲形成卷面35，卷面35呈L型彎折，在引線柱接插頭11和內部引線柱6上均設有用於嵌放緊固片的凹槽(引線柱接插頭11上的第一緊固凹槽281和第二緊固凹槽29，內部引線柱6上的擠壓凹槽39)，在凹槽內設有三角凸臺40。

在緊固片13的正面設有用於擠壓三相引線弧片和三相引線插片的前擠壓面34，前擠壓面34從緊固片下方向上捲曲，用於擠壓三相引線弧片和三相引線插片，緊固片12背面有後擠壓面36，後擠壓面用於與凹槽內的三角凸臺40相互作用，將緊固片12緊固。

圖8所示為內部引線柱6，內部引線柱6為圓柱體狀，軸向開有三個三相引線插片方形通孔和一個內部霍爾引線母頭方形通孔41，三個三相引線插片方形通孔包括一個第一三相引線插片方形通孔37和兩個第二三相引線插片方形通孔38，一個第一三相引線插片方形通孔37和兩個第二三相引線插片方形通孔38呈品字型分布，內部霍爾引線母頭方形通孔41一個第一三相引線插片方形通孔37和兩個第二三相引線插片方形通孔38圍成的空間內側。

三相引線插片方形通孔用於插入三相引線插片，三相引線插片Ⅰ型母頭16和三相引線插片Ⅱ型母頭15從下方插入，三相引線插片Ⅰ型公頭14和三相引線插片Ⅱ型公頭13從上方插入，內部引線柱6在三相引線插片方形通孔徑向外側設有相通的擠壓凹槽39，所述擠壓凹槽39分布在方形通孔37和38的兩側，用於插入緊固片12以緊固各三相引線插片。

而內部霍爾引線母頭方形通孔41用於嵌放內部霍爾引線母頭7。

圖9a和圖9b所示為三相引線插片，三相引線插片的公頭和母頭通過插接配合在三相引線插片方形通孔內對接，三相引線插片分為Ⅰ型公頭14、Ⅰ型母頭16、Ⅱ型公頭13和Ⅱ型母頭15四種型號，其中Ⅰ型公頭14和Ⅱ型公頭13底部均設有長方體凸臺43，Ⅰ型母頭16和Ⅱ型母頭15頂部均為長方體並設有方形槽44，其中Ⅰ型公頭14的長方體凸臺43和Ⅰ型母頭16的方形槽44在第二三相引線插片方形通孔38內對插，Ⅱ型公頭13的長方體凸臺43和Ⅱ型母頭15的方形槽44在第一三相引線插片方形通孔37內對插。

另外，Ⅰ型公頭14和Ⅱ型公頭13上方圓柱開有圓柱槽42，用於插入電機三相繞組接頭。Ⅰ型母頭16下方為弧面結構48，以增大Ⅰ型母頭16和三相引線弧片Ⅰ型和Ⅱ型的接觸面積，保證良好的導電性能，Ⅱ型母頭下方為弧頂凸臺50，用於插入三相引線弧片Ⅲ型的接觸槽。

圖10a所示為內部霍爾引線母頭7，圖10b所示為內部霍爾引線孔8，如圖圖10a所示，內部霍爾引線母頭7為長方體狀，內部霍爾引線母頭開有九個貫通長度方向兩端的第六圓形通孔45，這九個貫通長度方向兩端的第六圓形通孔45呈3*3的矩形陣列分布。九根內部霍爾引線孔8插入內部霍爾引線母頭7的第六圓形通孔45中組成部霍爾引線母頭總成。

內部霍爾引線母頭7通過內部霍爾引線母頭方形通孔41嵌入內部引線柱6，內部霍爾引線母頭7底部一側面設有方形定位筋46，內部霍爾引線母頭7頂端其餘三個側面設有第一方形定位槽47和第二方形定位槽49，內部引線柱6在內部霍爾引線母頭方形通孔41內對應方形定位筋46、第一方形定位槽47和第二方形定位槽49設有對應的定位結構，內部霍爾引線母頭7通過方形定位筋46、第一方形定位槽47和第二方形定位槽49與內部引線柱6通過配合的定位結構嚙合。