專利名稱：用于混合動(dòng)力汽車的無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及混合動(dòng)力汽車(Hybrid Electric Vehicle, HEV)的三相 同步交流電機(jī)，特別是用于混合動(dòng)力汽車的無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
汽車工業(yè)的發(fā)展帶來了環(huán)境污染和石油能源危機(jī)兩大問題。在以節(jié)能 和環(huán)保為主題的21世紀(jì)，汽車的發(fā)展也就有了一個(gè)明確的方向。純電動(dòng)汽 車、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車和燃料電池汽車的問世更為解決能源危機(jī)的問題拓 展了一個(gè)更大的空間。純電動(dòng)汽車是取代傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車、滿足零排放的 最終選擇，但是目前電池的能量密度、充電時(shí)間、價(jià)格、壽命等問題仍未 得到理想的解決，此外，各地方政府對(duì)純電動(dòng)汽車能否上路存在較大分歧， 一些地區(qū)已出臺(tái)了明確的法律法規(guī)規(guī)定不允許純電動(dòng)汽車上路運(yùn)行，這些 問題都限制著純電動(dòng)汽車的發(fā)展。近年來燃料電池汽車發(fā)展十分迅速，但 在成本、氫能源的制備等方面仍存在一些急需解決的問題。因此，人們把 研究的重點(diǎn)投向可實(shí)施性較強(qiáng)的混合動(dòng)力汽車。本實(shí)用新型是將普通汽車 發(fā)動(dòng)機(jī)上的發(fā)電機(jī)的功能加以拓展，使其也具有電動(dòng)機(jī)的功能，以協(xié)助汽 車行駛，改造完后屬于一種輕度混合動(dòng)力汽車。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型提供了一種將汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上的發(fā)電機(jī)擴(kuò)展為發(fā)電機(jī)/電動(dòng) 機(jī)一體化的IMG電機(jī)，通過控制形成用于混合動(dòng)力汽車的無刷直流發(fā)電機(jī) /電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。
為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型是采取如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的
一種用于混合動(dòng)力汽車的無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、無
刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)、超級(jí)電容、鉛酸蓄電池、控制器；無刷直流發(fā)電機(jī) /電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)以皮帶傳動(dòng)相連接，超級(jí)電容與鉛酸蓄電池串聯(lián)后與無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)相連接；控制器分別與IMG電機(jī)和超級(jí)電容相連接。 所述超級(jí)電容為130000F級(jí)牽引型超級(jí)電容器。 所述鉛酸蓄電池為6-GFM-100的閥控式密封鉛酸蓄電池。 所述控制器的核心控制芯片選用DSP中的TMS320LF2407A。 所述無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)的輸入信號(hào)經(jīng)濾波電路去除干擾后，再經(jīng) 過光電隔離裝置的隔離保護(hù)和調(diào)幅后輸入到控制器的ADCIN1 ADCIN3引 腳中，DSP芯片的CON引腳經(jīng)DC/DC變換器與超級(jí)電容相連。
當(dāng)汽車處于啟動(dòng)或加速狀態(tài)的時(shí)候，此時(shí)IMG電機(jī)工作于電動(dòng)機(jī)的狀 態(tài)，蓄電池供電給超級(jí)電容，再由超級(jí)電容放電給電機(jī)提供電能以便正常 運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)汽車正常行駛或下坡的時(shí)候，電機(jī)轉(zhuǎn)子切割定子磁場(chǎng)產(chǎn)生電流給 超級(jí)電容充電，之后超級(jí)電容再慢慢把電能釋放給蓄電池。
本實(shí)用新型將普通汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上的發(fā)電機(jī)(無刷直流發(fā)電機(jī))功能加 以擴(kuò)展，使其在原有功能的基礎(chǔ)上還具有電動(dòng)機(jī)的功能，我們把這種電機(jī) 稱為IMG (Integrated Motor-generator)電機(jī)，再配上超級(jí)電容、蓄電池和 控制裝置，整車就變成一種輕度混合動(dòng)力汽車。
本實(shí)用新型的最大優(yōu)勢(shì)就是可以將普通汽車在不需要過多更改其結(jié) 構(gòu)的基礎(chǔ)上，就可以實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力的目的，從而達(dá)到節(jié)省燃油和環(huán)保的功 效。并且加上超級(jí)電容后可以快速吸收電能，提高回饋能量的利用率。


圖1為本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型的控制器的電氣結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
如圖l所示，用于混合動(dòng)力汽車的無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括發(fā) 動(dòng)機(jī)l、無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)(IMG電機(jī))2、超級(jí)電容3、鉛酸蓄電池 4、控制器5。 IMG電機(jī)2與發(fā)動(dòng)機(jī)1以皮帶傳動(dòng)相連接，超級(jí)電容3與鉛 酸蓄電池4串聯(lián)后與IMG電機(jī)2相連接?？刂破?分別與IMG電機(jī)2和 超級(jí)電容3相連接。超級(jí)電容3可選擇130000F級(jí)牽引型超級(jí)電容器，主要功能是將回收 的電能儲(chǔ)存起來，再慢慢充到鉛酸蓄電池4中。鉛酸蓄電池4選用 6-GFM-100的閥控式密封(VRLA)鉛酸蓄電池，主要是給IMG電機(jī)2處 于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)時(shí)提供電能。IMG電機(jī)2是一種無刷直流發(fā)電機(jī)，本實(shí)用新 型只是利用電機(jī)可逆這樣一種原理，開發(fā)出無刷直流發(fā)電機(jī)的另一功能一 電動(dòng)機(jī)。
圖2是本實(shí)用新型的控制器5的電氣結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，核心 控制芯片選用DSP中的TMS320LF2407A。 IMG電機(jī)2的輸入信號(hào)經(jīng)濾波 電路去除干擾后，再經(jīng)過光電隔離裝置的隔離保護(hù)和調(diào)幅后輸入到控制器5 的ADCIN1 ADCIN3引腳中，DSP芯片的CON引腳經(jīng)DC/DC變換器與超 級(jí)電容3相連，根據(jù)汽車行駛的狀態(tài)，控制器5控制DC/DC電路的開關(guān)狀 態(tài)以及超級(jí)電容3的狀態(tài)。
當(dāng)汽車停止的時(shí)候，鉛酸蓄電池4給超級(jí)電容3充電；當(dāng)汽車啟動(dòng)或 加速的時(shí)候，超級(jí)電容3釋放電能給IMG電機(jī)2，使其處于電動(dòng)機(jī)的狀態(tài) 協(xié)助發(fā)動(dòng)機(jī)1 一起驅(qū)動(dòng)汽車；當(dāng)汽車正常行駛或下坡的時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)充當(dāng) 原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)IMG電機(jī)2的轉(zhuǎn)子做切割磁力線的運(yùn)動(dòng)從而產(chǎn)生電能，超級(jí)電 容3快速吸收這個(gè)反饋回來的電能，并逐漸傳送到鉛酸蓄電池4中貯存起 來，此時(shí)IMG電機(jī)2是處于發(fā)電機(jī)的狀態(tài)。超級(jí)電容3在這里起到了快速 充放電的功能，提高了能量的利用率。
本實(shí)用新型運(yùn)用了電機(jī)可逆的特性，開拓了汽車發(fā)電機(jī)的功能，使其 在需要的時(shí)候變成電動(dòng)機(jī)，并協(xié)助汽車的行駛。最大的優(yōu)勢(shì)就是節(jié)省了燃 油的消耗，同時(shí)又有環(huán)保的功效。
權(quán)利要求1、一種用于混合動(dòng)力汽車的無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于包括發(fā)動(dòng)機(jī)(1)、無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)(2)、超級(jí)電容(3)、鉛酸蓄電池(4)、控制器(5)；無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)(2)與發(fā)動(dòng)機(jī)(1)以皮帶傳動(dòng)相連接，超級(jí)電容(3)與鉛酸蓄電池(4)串聯(lián)后與無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)(2)相連接；控制器(5)分別與IMG電機(jī)(2)和超級(jí)電容(3)相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于混合動(dòng)力汽車的無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī) 系統(tǒng)，其特征在于所述超級(jí)電容為130000F級(jí)牽引型超級(jí)電容器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于混合動(dòng)力汽車的無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī) 系統(tǒng)，其特征在于所述鉛酸蓄電池為6-GFM-100的閥控式密封鉛酸蓄電池。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于混合動(dòng)力汽車的無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī) 系統(tǒng)，其特征在于所述控制器的核心控制芯片選用DSP中的 TMS320LF2407A。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于混合動(dòng)力汽車的無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī) 系統(tǒng)，其特征在于所述無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)(2)的輸入信號(hào)經(jīng)濾波電路 去除干擾后，再經(jīng)過光電隔離裝置的隔離保護(hù)和調(diào)幅后輸入到控制器(5的 ADCIN1 ADCIN3引腳中，DSP芯片的CON引腳經(jīng)DC/DC變換器與超級(jí) 電容(3)相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了用于混合動(dòng)力汽車的無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)(1)、無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)(2)、超級(jí)電容(3)、鉛酸蓄電池(4)、控制器(5)；無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)(2)與發(fā)動(dòng)機(jī)(1)以皮帶傳動(dòng)相連接，超級(jí)電容(3)與鉛酸蓄電池(4)串聯(lián)后與無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)(2)相連接；控制器(5)分別與IMG電機(jī)(2)和超級(jí)電容(3)相連接?？刂破鞯暮诵目刂菩酒x用DSP中的TMS320LF2407A。本實(shí)用新型將普通汽車在不需過多更改其結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力的目的，達(dá)到節(jié)省燃油和環(huán)保的功效，通過超級(jí)電容后還可快速吸收電能，提高回饋能量的利用率。
文檔編號(hào)B60K6/00GK201128372SQ200720061759
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2007年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月18日
發(fā)明者康龍?jiān)? 徐劍鳴, 王新運(yùn), 鐘長(zhǎng)藝 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)