空心轴永磁同步电机及包括其的电控刹车助力器的制作方法

1.本发明涉及电控刹车助力器领域，特别涉及一种空心轴永磁同步电机及包括其的电控刹车助力器。


背景技术：

2.在现有技术中，随着电动汽车和自动驾驶的普及，传统的真空助力刹车不能适用在电动车上，将会被逐步淘汰。电控刹车助力器不仅能和电动车完美匹配，还能实现自动驾驶功能，因此成为了发展的趋势。
3.电机作为电控刹车的动力来源，是非常重要的部件。其中，空心轴电机可以把建压单元的滚珠丝杠直接放在空心轴里面，节约了轴向的空间，所以越来越受青睐。
4.然而，此类结构设计会导致空心轴外径增大，在满足基础助力的大液量需求及建压能力的前提下，空心轴的加工工艺难度及成本均较高。同时，空心轴电机的位置传感器通常采用齿轮传递转速和位置信号和分体式位置传感器的居多。齿轮式的位置传感器噪音大和精度差的问题比较突出，分体式的位置传感器价格和安装成本比较高。
5.有鉴于此，本技术发明人研制了一种空心轴永磁同步电机及包括其的电控刹车助力器，以期克服上述技术问题。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中空心轴电机的空心轴加工困难，且电机位置传感器的噪音及成本高等缺陷，提供一种空心轴永磁同步电机及包括其的电控刹车助力器。
7.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
8.一种空心轴永磁同步电机，用于电控刹车助力器，其特点在于，所述空心轴永磁同步电机包括电机机壳、电机空心轴、感应磁石组件和电机电源接头，所述电机空心轴的一端部通过电机轴承固定在所述电机机壳内，所述感应磁石组件安装在所述电机空心轴上，所述电机电源接头与所述电机机壳内的电机电气转接板连接，用于连接外部电子控制单元形成电气连接。
9.根据本发明的一个实施例，所述感应磁石组件包括电机位置感应磁石和感应磁石支架，所述电机位置感应磁石通过一体压铸的方式固定在所述感应磁石支架上，所述感应磁石支架固定装配在所述电机空心轴上。
10.根据本发明的一个实施例，所述电机空心轴采用粉末冶金工艺制成，所述感应磁石支架采用冲压成型的方式制成，所述电机位置感应磁石通过一体注塑的形式固定在所述感应磁石支架上。
11.根据本发明的一个实施例，所述电机轴承为四点接触的单轴承。
12.根据本发明的一个实施例，所述空心轴永磁同步电机还包括电机定子，所述电机定子固定在所述电机机壳的内壁上，所述电机电气转接板安装在所述电机定子上。
13.根据本发明的一个实施例，所述电机电源接头上设置有减震垫。
14.本发明还提供了一种电控刹车助力器，其特点在于，所述电控刹车助力器包括如上所述的空心轴永磁同步电机、电机位置传感器、阀块和电子控制单元，所述空心轴永磁同步电机和所述电机位置传感器固定在所述阀块的一侧，所述电子控制单元固定在所述阀块的另一侧；
15.所述空心轴永磁同步电机的电机电源接头和所述电机位置传感器的传感器信号接头分别穿过所述阀块，与所述电子控制单元电气连接。
16.根据本发明的一个实施例，所述电机位置传感器包括传感器底座和传感器上盖，所述传感器底座固定在所述阀块的一侧，所述传感器接头信号一体注塑集成在所述传感器底座上，所述传感器上盖安装在所述传感器底座的端部。
17.根据本发明的一个实施例，所述电机位置传感器采用注塑一体式定位销结构确定周向和轴向的位置，且通过铆压所述阀块的定位孔的方式实现轴向固定。
18.根据本发明的一个实施例，所述电机电源接头的中段采用波纹状橡胶圈或双色注塑一体成型，与所述阀块配合。
19.本发明的积极进步效果在于：
20.本发明空心轴永磁同步电机及包括其的电控刹车助力器，具有如下诸多优势：
21.一、电机位置传感器独立成一个密封整体，使得在电子助力单元的液压回路中的可靠性更高。
22.二、电机位置传感器安装在阀块上，优化了产品的整体装配工艺。
23.三、电机空心轴采用两段式的结构，极大的降低了目前市场上空心轴电机方案的加工难度。
24.四、电机位置感应磁石与空心轴进行一体压铸成型，简化了支架结构，其节约了成本和安装复杂性。
25.五、电机位置传感器信号pin(接头)与底座进行一体注塑成型，简化了连接方式，降低了结构的整体加工与装配成本。
附图说明
26.本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
27.图1为本发明空心轴永磁同步电机的立体图。
28.图2为本发明空心轴永磁同步电机中电机空心轴的结构示意图。
29.图3为本发明电控刹车助力器的安装示意图。
30.图4为本发明电控刹车助力器中电机位置传感器的立体图。
31.【附图标记】
32.空心轴永磁同步电机
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100
33.电机机壳
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110
34.电机空心轴
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120
35.感应磁石组件
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130
36.电机电源接头
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140
37.电机轴承
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150
38.电机电气转接板
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160
39.电子控制单元
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400
40.电机位置感应磁石
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131
41.感应磁石支架
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132
42.电机定子
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170
43.减震垫
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141
44.电机位置传感器
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200
45.阀块
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300
46.电子控制单元
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400
47.传感器信号接头
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210
48.传感器底座
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220
49.传感器上盖
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230
50.安装螺栓
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500
51.电子控制单元的安装螺栓
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410
52.o型密封圈
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240
具体实施方式
53.为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
54.现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。
55.此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。
56.此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。
57.图1为本发明空心轴永磁同步电机的立体图。图2为本发明空心轴永磁同步电机中电机空心轴的结构示意图。
58.如图1所示，本发明公开了一种空心轴永磁同步电机100，用于电控刹车助力器，其包括电机机壳110、电机空心轴120、感应磁石组件130和电机电源接头140。其中，电机空心轴120的一端部通过电机轴承150固定在电机机壳110内，这里电机轴承150可以优选为四点接触的单轴承。这种结构可以使得空心轴永磁同步电机100的转子旋转更加稳定。
59.感应磁石组件130安装在电机空心轴120上，电机电源接头140与电机机壳110内的电机电气转接板160连接，用于连接外部电子控制单元400形成电气连接。
60.如图2所示，感应磁石组件130可以优选地包括电机位置感应磁石131和感应磁石支架132。其中，电机位置感应磁石131通过一体压铸的方式固定在感应磁石支架132上。感应磁石支架132固定装配在电机空心轴120上，例如通过过盈安装在电机空心轴120上，形成
完整的电机空心轴。或者再例如，感应磁石支架132通过焊接的方式装配在电机空心轴120上。
61.在本技术中，电机空心轴120可优选地采用粉末冶金工艺制成，感应磁石支架132采用冲压成型的方式制成，电机位置感应磁石131通过一体注塑的形式固定在感应磁石支架132上。
62.这里的电机空心轴120和感应磁石支架132组合的两段式结构形成了空心轴的整体。第一段为电机空心轴120，通过为电机磁石装配段，采用粉末冶金工艺。第二段为感应磁石支架132段，采用冲压成型的方式，电机位置感应磁石131通过一体注塑的形式固定在感应磁石支架132上。
63.此外，空心轴永磁同步电机100还包括电机定子170，电机定子170固定在电机机壳110的内壁上，将电机电气转接板160安装在电机定子170上。同时，还可以在电机电源接头140上设置有减震垫141。减震垫141可以优选地使用双色一体注塑在电机电源接头140，也可以采用橡胶圈的方式套在电机电源接头140上。
64.根据上述结构描述，电机轴承150外圈通过过盈配合安装在电机机壳110的底部，电机空心轴120通过过盈配合安装在电机轴承150内圈上。电机定子170通过热铆的方式固定在电机机壳110上，电机电源接头140通过定位孔插入到电机电气转接板160上，并通过电阻焊连接。
65.图3为本发明电控刹车助力器的安装示意图。图4为本发明电控刹车助力器中电机位置传感器的立体图。
66.如图3所示，本发明还提供了一种电控刹车助力器，其包括如上所述的空心轴永磁同步电机100、电机位置传感器200、阀块300和电子控制单元400，空心轴永磁同步电机100和电机位置传感器200固定在阀块300的一侧，电子控制单元400固定在阀块300的另一侧。例如，电机位置传感器200通过反铆方式安装固定在阀块300上，空心轴永磁同步电机100通过螺栓穿过电机法兰面螺栓孔安装在阀块300上，电机位置传感器200与电机电源接头140穿过阀块200与电子控制单元(ecu)400部分实现电气连接。
67.空心轴永磁同步电机100的电机电源接头140和电机位置传感器200的传感器信号接头210分别穿过阀块300，与电子控制单元400电气连接。
68.如图4所示，电机位置传感器200优选地可以包括传感器底座220和传感器上盖230。传感器底座220固定在阀块300的一侧，传感器信号接头210一体注塑集成在传感器底座220上，传感器上盖230安装在传感器底座220的端部。
69.本实施例中，空心轴永磁同步电机100与传感器底座220安装在阀块300上，其中空心轴永磁同步电机100通过电机安装螺栓500连接在阀块300上。传感器底座220通过铆压阀块300的定位孔的方式将其固定，传感器信号接头210一体注塑集成在传感器底座220上。电子控制单元400通过电子控制单元(ecu)的安装螺栓410安装在阀块300上，传感器信号接头210穿过阀块300与电子控制单元(ecu)400形成电气连接。
70.此处，在电机位置传感器200中，传感器信号接头210为冲压成型，与电子控制单元(ecu)400连接的传感器底座220采用嵌件注塑的方式，传感器上盖230采用注塑工艺，通过焊接实现连接与密封。
71.优选地，电机位置传感器200采用注塑一体式定位销结构确定周向和轴向的位置，
且通过铆压阀块300的定位孔的方式实现轴向固定。
72.电机电源接头140的中段采用波纹状橡胶圈或双色注塑一体成型，与阀块300配合。
73.传感器上盖230通过焊接与传感器底座220实现连接与减震，电机位置传感器200与阀块300的安装孔之间通过o型密封圈240实现减震，其中减震槽开在阀块300上。o型密封圈240安装在传感器底座220的安装槽中，进而与阀块300上的密封槽实现与电子控制单元(ecu)侧与电机侧的密封。这种结构能有效避免电机位置传感器及相关电子元器件不受外部液压回路的影响，确保可靠性。
74.综上所述，本发明空心轴永磁同步电机及包括其的电控刹车助力器，具有如下诸多优势：
75.一、电机位置传感器独立成一个密封整体，使得在电子助力单元的液压回路中的可靠性更高。
76.二、电机位置传感器安装在阀块上，优化了产品的整体装配工艺。
77.三、电机空心轴采用两段式的结构，极大的降低了目前市场上空心轴电机方案的加工难度。
78.四、电机位置感应磁石与空心轴进行一体压铸成型，简化了支架结构，其节约了成本和安装复杂性。
79.五、电机位置传感器信号pin(接头)与底座进行一体注塑成型，简化了连接方式，降低了结构的整体加工与装配成本。
80.本发明空心轴永磁同步电机及包括其的电控刹车助力器，将电机空心轴分为两段加工，底部电机磁石段采用机加工方式，顶部采用冲压方式，降低加工难度的同时使电机成本更低。电机位置感应磁石与空心轴采用一体压铸成型，减少零件数量，节约安装空间和零件成本。电机位置传感器采用o型圈进行内部装配减震，电机与ecu的电源pin则通过橡胶件的过盈配合实现定位与减震。
81.随着车辆电动化和自动化的快速普及，电控制动产品的需求增长强劲。本发明空心轴永磁同步电机及包括其的电控刹车助力器，简化了结构、降低了成本，同时还提高电机及所属的位置传感器的可靠性。
82.本技术使用了特定词语来描述本技术的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本技术至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本技术的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
83.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种空心轴永磁同步电机，用于电控刹车助力器，其特征在于，所述空心轴永磁同步电机包括电机机壳、电机空心轴、感应磁石组件和电机电源接头，所述电机空心轴的一端部通过电机轴承固定在所述电机机壳内，所述感应磁石组件安装在所述电机空心轴上，所述电机电源接头与所述电机机壳内的电机电气转接板连接，用于连接外部电子控制单元形成电气连接。2.如权利要求1所述的空心轴永磁同步电机，其特征在于，所述感应磁石组件包括电机位置感应磁石和感应磁石支架，所述电机位置感应磁石通过一体压铸的方式固定在所述感应磁石支架上，所述感应磁石支架固定装配在所述电机空心轴上。3.如权利要求2所述的空心轴永磁同步电机，其特征在于，所述电机空心轴采用粉末冶金工艺制成，所述感应磁石支架采用冲压成型的方式制成，所述电机位置感应磁石通过一体注塑的形式固定在所述感应磁石支架上。4.如权利要求1所述的空心轴永磁同步电机，其特征在于，所述电机轴承为四点接触的单轴承。5.如权利要求1所述的空心轴永磁同步电机，其特征在于，所述空心轴永磁同步电机还包括电机定子，所述电机定子固定在所述电机机壳的内壁上，所述电机电气转接板安装在所述电机定子上。6.如权利要求1所述的空心轴永磁同步电机，其特征在于，所述电机电源接头上设置有减震垫。7.一种电控刹车助力器，其特征在于，所述电控刹车助力器包括如权利要求1-6任意一项所述的空心轴永磁同步电机、电机位置传感器、阀块和电子控制单元，所述空心轴永磁同步电机和所述电机位置传感器固定在所述阀块的一侧，所述电子控制单元固定在所述阀块的另一侧；所述空心轴永磁同步电机的电机电源接头和所述电机位置传感器的传感器信号接头分别穿过所述阀块，与所述电子控制单元电气连接。8.如权利要求7所述的电控刹车助力器，其特征在于，所述电机位置传感器包括传感器底座和传感器上盖，所述传感器底座固定在所述阀块的一侧，所述传感器接头信号一体注塑集成在所述传感器底座上，所述传感器上盖安装在所述传感器底座的端部。9.如权利要求8所述的电控刹车助力器，其特征在于，所述电机位置传感器采用注塑一体式定位销结构确定周向和轴向的位置，且通过铆压所述阀块的定位孔的方式实现轴向固定。10.如权利要求7所述的电控刹车助力器，其特征在于，所述电机电源接头的中段采用波纹状橡胶圈或双色注塑一体成型，与所述阀块配合。

技术总结
本发明提供了一种空心轴永磁同步电机及包括其的电控刹车助力器，所述空心轴永磁同步电机用于电控刹车助力器，其包括电机机壳、电机空心轴、感应磁石组件和电机电源接头，所述电机空心轴的一端部通过电机轴承固定在所述电机机壳内，所述感应磁石组件安装在所述电机空心轴上，所述电机电源接头与所述电机机壳内的电机电气转接板连接，用于连接外部电子控制单元形成电气连接。本发明将电机位置传感器独立成一个密封整体，使得在电子助力单元的液压回路中的可靠性更高。电机位置传感器安装在阀块上，优化了产品的整体装配工艺。电机空心轴采用两段式的结构，极大的降低了目前市场上空心轴电机方案的加工难度。心轴电机方案的加工难度。心轴电机方案的加工难度。


技术研发人员：游祥 刘铁民 薛往 高祥 王晓波
受保护的技术使用者：上海汇众汽车制造有限公司
技术研发日：2023.05.29
技术公布日：2023/8/9