本發(fā)明涉及輪轂電機。

背景技術：

隨著城市交通壓力的增大，使用滑板代步這種全新的出行方式正在逐年被更多的人們所接納。

電動滑板是繼傳統(tǒng)滑板之后滑板運動的又一新型產(chǎn)品形式，越來越多的人開始關注這種環(huán)保、健康、快捷的代步工具。電動滑板以其節(jié)能、便攜、環(huán)保、操作方便、速度快等優(yōu)點，在各種代步工具中占據(jù)了一席之地。

普通的電動滑板是在滑板下方裝上一個電動馬達，然后通過皮帶或鏈條來驅(qū)動輪子，這種結構的滑板體積大、重量大。

近年來新出現(xiàn)的輪轂電機電動滑板則在體積和重量方面占有明顯優(yōu)勢。輪轂電機是將電機內(nèi)置于驅(qū)動輪內(nèi)，輪轂電機電動滑板使用輪轂電機替代普通滑板的后輪，這種結構不僅減輕了滑板整體的重量，而且電機不容易損壞。

采用輪轂電機的電動滑板具有以下優(yōu)點：

首先，輪轂電機取代了懸掛在滑板下方的電動馬達，避免了馬達被損壞或者造成滑板被障礙物阻擋等情況的發(fā)生；

其次，滑板本身的重量得到了大幅度的優(yōu)化；

最后，沒有電動馬達就意味著驅(qū)動皮帶也會隨之消失，電動滑板的自由性、可玩性都得到了提升。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了滿足電動滑板的發(fā)展需求，提供一種應用于電動滑板的輪轂電機。

本發(fā)明所述的一種應用于電動滑板的輪轂電機包含輪轂電機本體及位于其外部的輪胎，所述輪轂電機本體采用12N14P結構。

輪轂電機本體的繞組可以采用星形繞組。

所述星形繞組可以采用單股線繞組或多股線繞組。

還可以采用霍爾傳感器替代輪轂電機本體中的電刷。

所述輪胎的外徑在79mm～83mm之間，寬度在55mm～66mm之間；

所述輪胎硬度在78A～90A之間；

輪胎厚度在在7mm～10mm之間；

輪轂電機本體的直徑在59mm～69mm之間；

輪轂電機本體的緊固散熱端面設置有多個凸起結構，緊固散熱端面與外輪轂之間采用螺紋連接。

采用發(fā)明提供的輪轂電機制作的滑板，由于不需要皮帶傳遞能量，整體質(zhì)量大大減輕，減小了電動滑板所占的空間，外觀也更加美觀；采用外轉子直接帶動輪胎，減少了能量傳輸環(huán)節(jié)，同時也減少了能量損失。上述輪轂電機有著較好的極槽比，經(jīng)過測試電機效率可以達到83％以上，電機扭矩高達到6Nm，單個電機最大功率可以達到1150W。將啟動電流控制在0.8A左右，在實際運行情況下電流控制在1A～3A左右，能夠有效降低電機耗電量。整臺電機由于在鐵芯與齒槽磁鋼片匹配較好，電機發(fā)熱量較小。

附圖說明

圖1為實施方式一所述的輪轂電機中的輪轂電機本體的內(nèi)部結構示意圖，其中1表示定子鐵芯，2表示磁鋼片，3表示中心軸，4表示小軸承，5表示大軸承，6表示外輪轂，7表示內(nèi)輪轂，8表示外輪；

圖2為實施方式一中輪轂電機本體的端面結構示意圖，9表示緊固散熱端面；

圖3為實施方式一中的輪轂電機的外部結構示意圖；

圖4為實施方式二中的星形繞組結構示意圖(Anf為繞線起始端，Ende為繞線尾端)；

圖5為實施方式六中大輪的結構示意圖；

圖6為實施方式六中滑板橋與輪轂電機的結構示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述的一種應用于電動滑板的輪轂電機包含輪轂電機本體及位于其外部的輪胎，所述輪轂電機本體采用12N14P結構。

12N14P結構采用12個槽相對可繞更多的線圈，磁鋼片數(shù)量為14個，在電流與力矩上可求得一個較為合適的數(shù)據(jù)，使電機性能達到最佳。

與市面上直徑在80mm左右的輪轂電機相比，采用本實施方式提供的輪轂電機制作的滑板，由于不需要皮帶傳遞能量，整體質(zhì)量大大減輕，減小電動滑板所占空間，使外觀也更加美觀；采用外轉子直接帶動輪胎，減少了能量傳輸環(huán)節(jié)，同時也減少了能量損失。上述輪轂電機有著較好的極槽比，經(jīng)過測試電機效率可以達到83％以上，電機扭矩高達 到6Nm，單個電機最大功率可以達到1150W。將啟動電流控制在0.8A左右，在實際運行情況下電流控制在1A～3A左右，能夠有效降低電機耗電量。整臺電機由于在鐵芯與齒槽磁鋼片匹配較好，電機發(fā)熱量較小。

此外，上述輪轂電機還可以配備藍牙傳輸裝置，用于接收藍牙信號，用戶可以通過藍牙手持式遙控器來控制滑板的速度。

上述輪轂電機的性能參數(shù)如下：

電機額定功率300W，電壓24V，啟動電流0.8A～1.3A，堵轉電流48A左右，堵轉扭矩6N·m，最大功率高達1150W，日常運行以100kg為負載的情況下電流為1A～3A，電動滑板空載情況下的最高時速可以達到37公里/小時～41公里/小時。

具體實施方式二：結合圖4說明本實施方式，本實施方式是對實施方式一所述的一種應用于電動滑板的輪轂電機的進一步限定，本實施方式中，輪轂電機本體的繞組采用星形繞組。

星形繞組能夠減少啟動電流與反電動勢，降低能量損耗。

具體實施方式三：本實施方式是對實施方式二所述的一種應用于電動滑板的輪轂電機的進一步限定，本實施方式中，所述星形繞組采用單股線繞組。

繞組采用單股線或多股線，取決于輪轂電機本體本身的需求以及其載重和路況。就目前市場上常規(guī)的極槽比數(shù)及尺寸的電機，單股線繞組適合大批量生產(chǎn)。使用機械繞線將直徑為0.7mm～1.2mm的漆包線纏繞10匝～20匝，在不影響機械繞線的情況下盡量利用好槽內(nèi)面積，控制輪轂電機本體轉速在2100rpm～2600rpm，可將輪轂電機本體的效率控制于83％左右。

具體實施方式四：本實施方式是對實施方式二所述的一種應用于電動滑板的輪轂電機的進一步限定，本實施方式中，所述星形繞組采用多股線繞組。

多股線可使輪轂電機本體的綜合性能達到最佳，繞線為直徑0.3mm～0.45mm的漆包線以5～8股繞5匝～10匝。采用多股線繞組，加大啟動電流至0.8A～2.3A，能夠提升一部分轉矩，去除集膚效應。

具體實施方式五：本實施方式是對實施方式一至四所述的一種應用于電動滑板的輪轂電機的進一步限定，本實施方式中，采用霍爾傳感器替代輪轂電機本體中的電刷。

去除電刷，采用霍爾傳感器，對速度的控制能夠更加精確，并且還能夠延長輪轂電機的壽命。

具體實施方式六：結合圖2說明本實施方式，本實施方式是對實施方式一至五所述的 一種應用于電動滑板的輪轂電機的進一步限定，本實施方式中，

所述輪胎的外徑在79mm～83mm之間，寬度在55mm～66mm之間；

所述輪胎硬度在78A～90A之間；

輪胎厚度在7mm～10mm之間；

輪轂電機本體的直徑在59mm～69mm之間；

輪轂電機本體的緊固散熱端面設置有多個凸起結構，緊固散熱端面與外輪轂之間采用螺紋連接。

如圖1所示，本實施方式所述輪轂電機在結構上與常規(guī)的輪轂電機相同，定子鐵芯固定在電機中心處，并與滑板底橋連接，鐵芯槽內(nèi)繞滿漆包線，漆包線通入電流后在磁鋼片產(chǎn)生的磁場作用下產(chǎn)生磁場力，由于定子固定致使外轉子旋轉。定子側方加入霍爾傳感器，可時刻標記磁鋼片位置，通過單片機程序設定使導線內(nèi)部電流不斷改變方向產(chǎn)生交流電，使外轉子持續(xù)旋轉進而使滑板發(fā)生位移。

本實施方式對輪轂電機的參數(shù)作出如下改進：

1、輪轂電機本體的寬度取決于鐵芯厚度、安裝空間、霍爾傳感器位置空間及兩側端面的厚度及花紋，在滿足這些條件下，將輪轂電機本體及輪胎尺寸設計成與市面上滑板大輪尺寸基本一致，大輪直徑在79mm～83mm之間，寬度在55mm～66mm之間，在外形尺寸上與普通橙輪基本相同。這樣后置的雙輪轂電機大小與前面兩個普通輪的尺寸差異非常小，滑行過程中更容易掌握平衡。

2、輪胎采用聚氨酯材料，硬度在78A～90A之間，輪轂電機本體的外輪厚度控制在7mm～10mm之間。對于大部分路況和通常整個滑板所設定的承載重量，將輪胎硬度設置在78A～90A之間、外輪厚度控制在7mm～10mm之間完全能夠滿足需求。

可根據(jù)不同路況選擇進一步選擇外輪胎的具體硬度值。

3、輪轂電機本體的直徑在59mm～69mm之間，在這個尺寸內(nèi)找到電機最佳的驅(qū)動效果，可以在速度、扭矩、電流、反電動勢以及驅(qū)動器之間求得一個平衡數(shù)據(jù)。

4、輪轂電機本體的緊固散熱端面使用金屬材料加工成多個凸起結構，如圖2所示，凸起結構可以為扇形、星形等各種形狀，目的是在特殊情況下電機發(fā)熱時凸起結構在轉動過程中形成空氣對流將熱量散除；采用螺紋連接的設計，若出現(xiàn)外輪磨損情況，用戶可自己更換外輪，方便易用。

5、此外，還可以在輪轂電機本體內(nèi)側(與滑板后橋連接的位置)采用傾斜角以及加內(nèi)深孔的設計，便于減輕重量。