本發明涉及電動車技術領域。更具體地說，本發明涉及一種電動車用雙動力無刷直流電機。

背景技術：

電動車是一種快速騎行、載重量大的交通工具，其由車架上所裝電池提供電力，由后輪同軸所裝輪轂電機驅動。電機的性能對電動車的性能起著至關重要的影響，目前市場上的單動力電機存在電機噪音大、升溫高、電池續航里程短等缺點，雙動力電機內部鐵芯結構和普通單速電機鐵芯結構沒有變化，只是單純的把繞組繞線分成兩部分，等于把單速繞組漆包線分成雙速繞組漆包線，在市場上非常不穩定，爬大坡或載重量大時動力仍然不足，問題得不到實質上的解決。因此，目前亟需一種扭矩大、溫升低、低噪音行駛里程長的雙動力電機。

技術實現要素：

本發明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優點。

本發明還有一個目的是提供一種雙動力無刷直流電機，其扭矩、里程大于單動力電機40～50％，具有扭矩大、溫升低、低噪音行駛里程長的優點，符合行業技術標準。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種雙動力無刷直流電機，包括至少兩個電機驅動單元，所述電機驅動單元包括定子鐵芯、永磁轉子、霍爾傳感器、繼電器、控制器與電池，所述定子鐵芯上沿周向設置有多個具有相同結構用于纏繞繞組的齒，所述齒上纏繞有至少三相互為相同相位角分布的繞組，每相繞組依次纏繞在多個定子鐵芯上形成多個層結構，其中，同相同層繞組之間依次串聯，同相相鄰兩層繞組之間首尾相連，最后一層多相繞組引出的接線頭連接形成末端，第一層的多相繞組引出的接線頭與交變電連接，形成驅動至少一層多相繞組工作的輸入端。

優選的是，所述的雙動力無刷直流電機，所述雙動力無刷直流電機包括兩個電機驅動單元。

優選的是，所述的雙動力無刷直流電機，所述雙動力無刷直流電機為三相電機，相鄰的齒之間形成有槽，所述槽的數量為3的整數倍。

優選的是，所述的雙動力無刷直流電機，所述定子鐵芯包括多個層疊設置的定子沖片。

優選的是，所述的雙動力無刷直流電機，所述永磁轉子包括沿徑向分布的多個永磁體，所述永磁體為四個單永磁體拼接形成的M形結構，其一側的兩個端點沿徑向遠離所述定子鐵芯、另一側的三個端點沿徑向靠近所述定子鐵芯，四個單永磁體沿切線方向交替充磁。

優選的是，所述的雙動力無刷直流電機，所述永磁體的數量多于所述齒的數量，所述永磁體的數量為45個，所述齒的數量為36個。

優選的是，所述的雙動力無刷直流電機，所述齒的柱狀部分的兩側呈雙曲線狀，且相鄰兩個齒的柱狀部分的上端部間距小于下端部間距小于中部間距。

優選的是，所述的雙動力無刷直流電機，所述齒的柱狀部分的兩側為軸對稱的橢圓曲線，且相鄰兩個齒的下端通過弧線連接、形成長軸一側有缺口的橢圓形。

本發明至少包括以下有益效果：

第一、本發明在應用過程中可以通過按壓按鈕或撥動開關，采用單片機原理實現單動力、雙動力的高低擋智能切換，由傳統單繞組改為雙繞組，電機線改為雙出線，增大漆包線槽滿率，繼電器采用單片機智能控制和保護，實現繼電器無電切換，徹底解決繼電器觸點拉弧容易損壞的問題，延長使用壽命，爬坡能力與普通電機相比提升2倍，續航里程提升40～50％；

第二、本發明在應用過程中，其處于工作的繞組的個數發生變化，所有定子鐵芯都處于工作狀態，鐵芯利用率高，并且在功率不變的情況下實現了電機的多轉速輸出，使得使用設備在要求電機高轉速的同時，也能保證對電機輸出功率的要求；在交變電與輸入端連接，第一層的控制器通電時，電機扭矩最小、轉速最低、動力最小，隨著層數的增加，逐層的控制器通電，電機扭矩增大、轉速增大、動力增大，最后一層的控制器通電時，電機扭矩最大、轉速最大、動力最大；

第三、兩個電機驅動單元使得電動機具有單動力和雙動力，便于用戶切換；三相電機易于設計、制造；定子鐵芯可采用沖壓設備將定子沖片沖壓成型，生產效率高；四個單永磁體拼接形成的M形結構具有聚磁效應，可提高轉矩密度，還可以提高永磁體利用率，減少永磁材料，降低成本；永磁體的數量為45個、齒的數量為36個，既加大了繞組的用銅量，有效地調高了電機的效率，使轉矩大幅度減小，主磁極磁密下降到1.5T以下；齒的柱狀部分的雙曲線狀槽口更寬、槽深更深，利于下線，提高了槽滿率，進而提高了電機的效率；齒的柱狀部分呈橢圓曲線狀各部分的尺寸比例設計更為合理。

本發明的其它優點、目標和特征將部分通過下面的說明體現，部分還將通過對本發明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。

附圖說明

圖1為本發明所述的雙動力無刷直流電機的正視圖；

圖2為本發明所述的雙動力無刷直流電機的側視圖；

圖3為本發明所述的齒和槽的結構示意圖；

圖4為本發明所述的雙動力無刷直流電機的測試性能圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。

需要說明的是，下述實施方案中所述實驗方法，如無特殊說明，均為常規方法，所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業途徑獲得；在本發明的描述中，術語“橫向”、“縱向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，并不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

如圖1～2所示，本發明提供一種雙動力無刷直流電機，包括至少兩個電機驅動單元，所述電機驅動單元包括定子鐵芯11(12)、永磁轉子21(22)、霍爾傳感器(圖中未示出)、控制器31(32)與繼電器41(42)，所述定子鐵芯11(12)上沿周向設置有多個具有相同結構用于纏繞繞組51(52或53)的齒111，所述齒111上纏繞有至少三相互為相同相位角分布的繞組，每相繞組依次纏繞在多個定子鐵芯11(12)上形成多個層結構，圖2示出了兩個層結構，其中，同相同層繞組51(52或53)之間依次串聯，同相相鄰兩層繞組51(52或53)之間首尾相連，圖1中用內部為×的圓圈示意該線圈與下一層的同相繞組相連，最后一層多相繞組51(52或53)引出的接線頭連接形成末端，第一層的多相繞組51(52或53)引出的接線頭與交變電6連接，形成驅動至少一層多相繞組51(52或53)工作的輸入端。

在上述技術方案中，定子上的繞組51(52或53)與交變電6連接，當輸入端接入交變電6后，繞組51(52或53)上的電流產生磁場并與永磁轉子21(22)上的磁場相互吸引以及相互排斥，從而產生電磁轉矩驅動轉子相對于定子旋轉。在交變電6與輸入端連接，第一層的控制器31(32)通電時，第一層的繞組產生通電，電機扭矩最小、轉速最低、動力最小，隨著層數的依次增加，逐層的控制器31(32)通電，逐層的繞組產生通電，電機扭矩增大、轉速增大、動力增大，最后一層的控制器31(32)通電時，所有的繞組產生通電，電機扭矩最大、轉速最大、動力最大。本發明處于工作的繞組產生的個數發生變化，所有定子鐵芯11(12)都處于工作狀態，鐵芯利用率高，并且在功率不變的情況下實現了電機的多轉速輸出，使得使用設備在要求電機高轉速的同時，也能保證對電機輸出功率的要求；用戶在騎行中可以通過按壓按鈕或撥動開關，采用單片機原理實現單動力、雙動力的高低擋智能切換，由傳統單繞組改為雙繞組，電機線改為雙出線，增大漆包線槽滿率，繼電器41(42)采用單片機智能控制和保護，實現繼電器41(42)無電切換，徹底解決繼電器41(42)觸點拉弧容易損壞的問題，延長使用壽命，爬坡能力與普通電機相比提升2倍，續航里程提升40～50％。

在另一種技術方案中，所述的雙動力無刷直流電機，所述雙動力無刷直流電機包括兩個電機驅動單元，使得電動機具有單動力和雙動力，便于用戶切換。

在另一種技術方案中，所述的雙動力無刷直流電機，所述雙動力無刷直流電機為三相電機，易于設計、制造，相鄰的齒111之間形成有槽112，所述槽112的數量為3的整數倍。

在另一種技術方案中，所述的雙動力無刷直流電機，所述定子鐵芯11(12)包括多個層疊設置的定子沖片，可采用沖壓設備將定子沖片沖壓成型，生產效率高。

在另一種技術方案中，所述的雙動力無刷直流電機，所述永磁轉子21(22)包括沿徑向分布的多個永磁體，所述永磁體為四個單永磁體拼接形成的M形結構，其一側的兩個端點沿徑向遠離所述定子鐵芯11(12)、另一側的三個端點沿徑向靠近所述定子鐵芯11(12)，四個單永磁體沿切線方向交替充磁，具有聚磁效應，可提高轉矩密度，還可以提高永磁體利用率，減少永磁材料，降低成本。

在另一種技術方案中，所述的雙動力無刷直流電機，所述永磁體的數量多于所述齒111的數量，所述永磁體的數量為45個，所述齒111的數量為36個，既加大了繞組的用銅量，有效地調高了電機的效率，使轉矩大幅度減小，主磁極磁密下降到1.5T以下。

在另一種技術方案中，所述的雙動力無刷直流電機，如圖3所示，所述齒111的柱狀部分的兩側呈雙曲線狀，且相鄰兩個齒111的柱狀部分的上端部間距小于下端部間距小于中部間距，齒111的柱狀部分的雙曲線狀槽口更寬、槽深更深，利于下線，提高了槽滿率，進而提高了電機的效率。

在另一種技術方案中，所述的雙動力無刷直流電機，如圖3所示，所述齒111的柱狀部分的兩側為軸對稱的橢圓曲線，且相鄰兩個齒111的下端通過弧線連接、形成長軸一側有缺口的橢圓形，齒111的柱狀部分呈橢圓曲線狀各部分的尺寸比例設計更為合理。

<電機測試>

采用本發明的雙動力無刷直流電機，在額定電壓72V、額定功率800W下測試電機測試，測試數據如圖4所示，數據如下表所示。

本發明的雙動力無刷直流電機應用于動車的路試數據，以60V為樣本，傳統單動力電動車、某品牌雙動力電動車、本發明雙動力電動車的測試正常載重數均為150公斤，傳統單動力電動車的一次充電續航里程為70公里，某品牌雙動力電動車的一次充電續航里程為70公里(單人載重)，本發明雙動力電動車的一次充電續航里程為70公里(雙人載重)，傳統單動力電動車的載重150公斤爬坡最大爬坡15°，并且非常吃力，某品牌雙動力電動車零啟動持續爬坡角度30°，順暢自如，本發明雙動力電動車零啟動持續爬坡角度40°，順暢自如。

這里說明的設備數量和處理規模是用來簡化本發明的說明的。對本發明的應用、修改和變化對本領域的技術人員來說是顯而易見的。盡管本發明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發明并不限于特定的細節和這里示出與描述的圖例。