轮毂电机结构与制动盘的优化设计

传祺纯电动轿车所采用的轮毂电机驱动方式为外转子直接驱动，电机定子、转子以及逆变器集成为一体，由8个逻辑上的子电机组成。这种分布式结构可降低对每个子电机的功率要求，因此可以采用小体积、低成本的功率电子器件，使整个电机可以集成得非常紧凑。此类轮毂电机的结构如图7-1所示。

（1）该轮毂电机的结构由转子、轴承、定子、功率与控制电子模块以及密封背板等部分组成。

1）转子：转子内圈镶嵌有永磁体，共64极。

2）轴承：轴承内端与定子、车辆悬架轴节连接，外端与转子、轮辋连接。轴承可直接采用与原车匹配的轴承，对转子及定子上与轴承配合的安装孔的位置稍作修改即可，电机的主体结构完全不变。这使得该轮毂电机可以方便地实现模块化与通用化，降低生产成本。另一方面，由于采用了原车的轴承，悬架轴节也几乎不需做任何改动即可安装，降低了汽车电动化的难度。

3）定子：定子本体为环形中空结构，铸造一次成型，线圈绕组安装在定子本体的外圈；定子本体中空部分为电机的冷却水道，为绕组以及功率电子模块散热。

4）功率与控制电子模块：此部分为整个轮毂电机的核心，负责各个子电机的逆变功能以及协同控制。得益于分布式的子电机结构，功率电子模块可以做得非常紧凑，整个模块封装在一个环形盒中，安装在定子本体内侧。

5）密封后盖：在外圈与转子连接，随转子一起旋转。后盖内圈装有环形密封胶圈，防止外界的水和杂物进入定子与转子之间的缝隙。(www.xing528.com)

（2）机械制动器的集成。轮毂电机安装在驱动轮的轮毂内，占据了原来布置机械制动卡钳与制动盘的空间，导致无法沿用原有的机械制动器。若仅靠轮毂电机的发电回馈制动，存在制动力不足、电池SOC高时无法实现发电回馈制动、制动可靠性较低等问题。

图7-1　轮毂电机的结构

汽车的制动能力是关系到人车安全的重要问题，因此必须在轮毂电机上集成比较成熟的机械制动器。轮毂电机集成机械制动器的解决方案如图7-2所示。与传统制动器内制动盘外卡钳式的结构不同，外转子式轮毂电机中间的定子部分不随车轮转动，无法安装传统的制动盘，因此采用了内卡钳外环式制动盘的结构。机械制动器主要由连接环、环形制动盘、制动卡钳及支架等组成。环形制动盘通过连接环与电机转子固定，连接环除了起连接作用外，还对环形制动盘起到隔热的作用，避免所产生的制动热量过多地影响电机本体。制动卡钳分为行车制动卡钳与驻车制动卡钳两个，通过支架固定在电机定子上，所用的制动油管和驻车制动拉索结构与原车完全一致，只需根据情况对长度稍作修改。

图7-2　轮毂电机集成机械制动器

通过仿真试验，表明该制动器可提供达1000N·m的机械制动力矩，同时环形制动盘的温升保持在合理的范围内。