專利名稱：一種用于直驅(qū)型電動(dòng)汽車的開關(guān)磁通電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于直驅(qū)型電動(dòng)汽車的開關(guān)磁通電機(jī)。
背景技術(shù)：
根據(jù)我國《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》草案，到2020年新能源汽車產(chǎn)業(yè)化和市場規(guī)模要達(dá)到全球第一，新能源汽車(插電式混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車、氫燃料電池汽車等)保有量達(dá)到500萬輛。因此，電動(dòng)汽車的發(fā)展具有廣闊的前景。目前，用于純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)種類以及與電動(dòng)汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)的組合形式較多。但是各種電機(jī)與電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)普遍存在交流感應(yīng)電機(jī)起動(dòng)力矩小，無刷永磁電機(jī)功率密度小、體積大、效率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、可靠性低、噪音大等缺陷。此外，電動(dòng)汽車用電機(jī)的性能要求具有特殊性，即汽車行駛過程中要求電機(jī)速度變化快、變化頻繁高，受到的振動(dòng)沖擊大，使用環(huán)境惡劣。因此，發(fā)明一種用于電機(jī)直驅(qū)型電動(dòng)汽車的開關(guān)磁通電機(jī)滿足電動(dòng)汽車的動(dòng)力性和通過性要求，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)裝置的微型化和高可靠性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種用于直驅(qū)型電動(dòng)汽車的開關(guān)磁通電機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)汽車高速、高可靠性運(yùn)行。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)方案一種用于直驅(qū)型電動(dòng)汽車的開關(guān)磁通電機(jī)，包括開關(guān)磁通電機(jī)4、旋轉(zhuǎn)變壓器5、主減速器、差速器9、半軸7、橋殼8和驅(qū)動(dòng)車輪6 ；開關(guān)磁通電機(jī)4的電機(jī)后端蓋4-6與配置在其后端的旋轉(zhuǎn)變壓器5的旋變定子5-1相連接，開關(guān)磁通電機(jī)4的前端與主減速器連接；主減速器的主動(dòng)齒輪軸2與開關(guān)磁通電機(jī)4的軸是一體的,主動(dòng)齒輪軸2端部的齒輪與從動(dòng)齒輪10相嚙合，從動(dòng)齒輪10與差速器9的殼體相連；差速器9的半軸齒輪與半軸7通過花鍵相連，半軸7和驅(qū)動(dòng)車輪6相連；開關(guān)磁通電機(jī)4的輸出動(dòng)力經(jīng)主減速器、差速器9和半軸7傳遞到驅(qū)動(dòng)車輪6。所述的開關(guān)磁通電機(jī)4包括一個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)子4-1及與之相配置的一個(gè)定子鐵芯4-2，電機(jī)轉(zhuǎn)子4-1上沒有布置線圈繞組和永磁體；定子鐵芯4-2內(nèi)側(cè)布置十二個(gè)定子繞組4-4和十二個(gè)永磁體4-7。所述的開關(guān)磁通電機(jī)4的定子鐵芯4-2采用O. 35mm或O. 5mm的圓環(huán)形娃鋼片疊力口，每片娃鋼片的外側(cè)為圓形，內(nèi)側(cè)被十二個(gè)大扇形槽和十二個(gè)小扇形槽等分成鋸齒狀，十二個(gè)大扇形槽和十二個(gè)小扇形槽間隔布置。所述的開關(guān)磁通電機(jī)4的電機(jī)轉(zhuǎn)子4-1為中空的圓柱體結(jié)構(gòu)，電機(jī)轉(zhuǎn)子4-1外側(cè)有10個(gè)扇形外凸齒均布的圓柱體結(jié)構(gòu)。所述的旋轉(zhuǎn)變壓器(5)由旋變定子(5-1)、旋變轉(zhuǎn)子(5-2)和旋變線圈(5-6)組成；旋變定子(5-1)同軸布置在旋變轉(zhuǎn)子(5-2)外側(cè)，旋變線圈(5-6)繞制在旋變定子(5-1)上；旋變轉(zhuǎn)子5-2是一個(gè)外圈有五個(gè)弧形凸齒的圓柱體；旋變定子5-1的內(nèi)側(cè)的二十個(gè)徑向扇形凹槽內(nèi)布置有旋變線圈5-6 ;旋變定子5-1安裝在旋變外殼5-5的內(nèi)孔中，通過蓋板5-3和螺釘5_4固定在電機(jī)后端蓋4_6上。
本發(fā)明采用無線圈繞組、無永磁體的整體式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，以旋轉(zhuǎn)變壓器作為電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子相位的監(jiān)測回饋裝置，以汽車主減速器的主動(dòng)齒輪軸為電機(jī)軸，以汽車主減速器殼為電機(jī)外殼的一部分，實(shí)現(xiàn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)橋的直接驅(qū)動(dòng)。該電機(jī)的整體結(jié)構(gòu)緊湊，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單，使用維護(hù)方便，抗沖擊震動(dòng)強(qiáng)，生產(chǎn)成本低，輸出轉(zhuǎn)矩和輸出轉(zhuǎn)速高等優(yōu)點(diǎn)，適合于汽車在各種復(fù)雜工況下運(yùn)行。


圖I為本發(fā)明的總體布置圖。圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2的M-M截面剖視圖。圖4為定子鐵芯4-2的端面截型圖。圖5為電機(jī)轉(zhuǎn)子4-1的端面截型圖。圖6為圖2的N-N截面剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細(xì)描述。參照圖1，一種用于直驅(qū)型電動(dòng)汽車的開關(guān)磁通電機(jī)，包括開關(guān)磁通電機(jī)4、旋轉(zhuǎn)變壓器5、主減速器、差速器9、半軸7、橋殼8和驅(qū)動(dòng)車輪6。電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)橋采用整體式車橋結(jié)構(gòu)，主減速器、差速器9和半軸7布置在橋殼8內(nèi)，橋殼8兩端連接兩個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪6。整車的電源由蓄電池提供，蓄電池提供的直流電源經(jīng)控制器變換之后輸入到開關(guān)磁通電機(jī)4。開關(guān)磁通電機(jī)4的輸出扭矩經(jīng)主減速器減速之后，傳遞給差速器9，差速器9根據(jù)汽車的行駛工況進(jìn)行差速之后將動(dòng)力輸出至兩個(gè)半軸7，經(jīng)半軸7傳送至驅(qū)動(dòng)車輪6。在電動(dòng)汽車上采用整體式車橋形式，對于簡化懸架結(jié)構(gòu)，優(yōu)化整車布置，改善汽車的動(dòng)力性和制動(dòng)性具有突出的優(yōu)點(diǎn)；開關(guān)磁通電機(jī)4的輸出扭矩經(jīng)過主減速器變換之后，可明顯改善整車的動(dòng)力性。采用差速器9和半軸7的連接方式可以很好的實(shí)現(xiàn)汽車彎道行駛能力和通過性，降低汽車行駛工況的特殊性對開關(guān)磁通電機(jī)4的控制要求。主減速器采用單級雙曲面齒輪或螺旋錐齒輪形式，其中主動(dòng)齒輪采用齒輪軸的結(jié)構(gòu)形式，主動(dòng)齒輪軸2與開關(guān)磁通電機(jī)4的電機(jī)轉(zhuǎn)子4-1制作成一體。開關(guān)磁通電機(jī)4的前端蓋和主減速器殼制作成一體，主減速器殼的一端設(shè)計(jì)成外凸緣結(jié)構(gòu)，成為開關(guān)磁通電機(jī)4的電機(jī)前端蓋，這樣減少了電機(jī)和主減速器的零件數(shù)目，而且省去了開關(guān)磁通電機(jī)4和主減速器之間的連接原件，減少了整體的結(jié)構(gòu)尺寸，實(shí)現(xiàn)電機(jī)直驅(qū)。如圖2和圖3,開關(guān)磁通電機(jī)4由一個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)子4-1, 一個(gè)定子鐵芯4_2、一個(gè)電機(jī)殼4-3、十二個(gè)定子繞組4-4、六個(gè)螺栓螺母組件4-5、一個(gè)電機(jī)后端蓋4-6、十二個(gè)永磁體
4-7和主減速器殼I組成。主減速器殼I的外側(cè)部分是電機(jī)的前端蓋，中間通過電機(jī)軸承3與主動(dòng)齒輪軸2連接，電機(jī)轉(zhuǎn)子4-1與主動(dòng)齒輪軸2固定連接，定子鐵芯4-2內(nèi)側(cè)布置十二個(gè)定子繞組4-4和十二個(gè)永磁體4-7 ;十二個(gè)定子繞組4-4和十二個(gè)永磁體4-7間隔布置。電機(jī)外殼4-3的外側(cè)布置有散熱翅，由于電機(jī)外殼內(nèi)壁直接與電機(jī)的定子鐵芯4-2的外側(cè)面接觸。電機(jī)工作時(shí)，定子繞組產(chǎn)生的熱量通過傳導(dǎo)方式經(jīng)電機(jī)外殼上的散熱翅散失到空氣中。開關(guān)磁通電機(jī)4的進(jìn)線孔布置在電機(jī)后端蓋上,這樣一方面利于安裝方便，另一方面，電機(jī)的進(jìn)線孔布置在電機(jī)后端蓋上，在電機(jī)外殼上不需要加工進(jìn)線孔和安裝位置，簡化了電機(jī)外殼的結(jié)構(gòu)。開關(guān)磁通電機(jī)的電機(jī)后端蓋4-6采用透蓋形式，電機(jī)后端蓋4-6的外側(cè)安裝旋轉(zhuǎn)變壓器5。這種安裝方式便于旋轉(zhuǎn)變壓器5與電機(jī)4實(shí)現(xiàn)同軸安裝，兩者之間不需要聯(lián)軸器等其它連接零件，簡化旋轉(zhuǎn)變壓器5和電機(jī)4之間的連接關(guān)系。 如圖4，定子鐵芯4-2是由厚度為O. 35_或O. 5_的硅鋼片疊加而成，組成定子鐵芯4-2的單片娃鋼片截面為中間有十二個(gè)大徑向扇形槽和十二個(gè)小徑向扇形槽的圓形。定子鐵芯4-2的外側(cè)固定安裝在電機(jī)殼的內(nèi)孔壁上。電機(jī)轉(zhuǎn)子4-1的外側(cè)的凸齒頂端圓弧與定子鐵芯4-2的內(nèi)側(cè)最小圓弧頂端之間保持O. 5到1_的間隙，形成電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子鐵芯之間的磁場氣隙。十二個(gè)永磁體4-7布置在定子鐵芯4-2的十二個(gè)大扇形徑向槽中,磁極方向沿定子鐵芯4-2的軸向，相鄰兩個(gè)永磁體4-7的軸向磁場反向。十二個(gè)電機(jī)定子繞組
4-4間隔交替布置在定子鐵芯4-2的十二個(gè)小扇形徑向槽內(nèi)。如圖5，電機(jī)轉(zhuǎn)子4-1電機(jī)轉(zhuǎn)子4-1為中空的圓柱體結(jié)構(gòu)，電機(jī)轉(zhuǎn)子4_1外側(cè)有10個(gè)扇形外凸齒均布的圓柱體結(jié)構(gòu)?？梢圆捎?、10、15號鋼材料的棒料直接加工而成,外側(cè)的齒直接用銑削加工而成。內(nèi)孔中加工鍵槽，通過鍵與主動(dòng)齒輪軸2連接，電機(jī)轉(zhuǎn)子(4-1)上沒有布置線圈繞組和永磁體，這種整體式結(jié)構(gòu)簡化了電機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)和加工過程，降低了電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，也不會(huì)出現(xiàn)線圈和永磁體脫落現(xiàn)象。如圖6，旋轉(zhuǎn)變壓器5由旋變定子5-1、旋變轉(zhuǎn)子5-2、旋變線圈5_6組成；旋變定子
5-1同軸布置在旋變轉(zhuǎn)子5-2外側(cè)，旋變線圈5-6繞制在旋變定子5-1上；旋轉(zhuǎn)變壓器5用于檢測開關(guān)磁通電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的速度和位置。旋變轉(zhuǎn)子5-2是一個(gè)外圈有5個(gè)弧形凸齒的圓柱體；旋變定子5-1的內(nèi)側(cè)均勻排列著20個(gè)徑向扇形凹槽，凹槽內(nèi)布置有旋變線圈5-6 ;旋變定子5-1安裝在旋變外殼5-5的內(nèi)孔中，通過蓋板5-3和螺釘5-4連接在電機(jī)后端蓋上。旋變轉(zhuǎn)子5-2連接在主動(dòng)齒輪軸2上，通過鍵與主動(dòng)齒輪軸2周向固定，通過軸端壓板和螺栓與主動(dòng)齒輪軸2軸向固定。這樣在開關(guān)磁通電機(jī)工作時(shí)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)變壓器5 —起運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)開關(guān)磁通電機(jī)4的轉(zhuǎn)速和電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的檢測。
權(quán)利要求
1.一種用于直驅(qū)型電動(dòng)汽車的開關(guān)磁通電機(jī)，其特征在于包括開關(guān)磁通電機(jī)(4)、旋轉(zhuǎn)變壓器(5)、主減速器、差速器(9)、半軸(7)、橋殼(8)和驅(qū)動(dòng)車輪(6);開關(guān)磁通電機(jī)(4)的電機(jī)后端蓋(4-6 )與配置在其后端的旋轉(zhuǎn)變壓器(5 )的旋變定子(5-1)相連接，開關(guān)磁通電機(jī)(4)的前端與主減速器連接；主減速器的主動(dòng)齒輪軸(2)與開關(guān)磁通電機(jī)(4)的軸是一體的，主動(dòng)齒輪軸(2 )端部的齒輪與從動(dòng)齒輪(10 )相嚙合，從動(dòng)齒輪(10 )與差速器(9 )的殼體相連；差速器(9)的半軸齒輪與半軸(7)通過花鍵相連，半軸(7)和驅(qū)動(dòng)車輪(6)相連；開關(guān)磁通電機(jī)(4)的輸出動(dòng)力經(jīng)主減速器、差速器(9)和半軸(7)傳遞到驅(qū)動(dòng)車輪(6)。
2.如權(quán)利要求I所述的一種用于直驅(qū)型電動(dòng)汽車的開關(guān)磁通電機(jī)，其特征在于所述的開關(guān)磁通電機(jī)(4)包括一個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)子(4-1)及與之相配置的一個(gè)定子鐵芯(4-2)，電機(jī)轉(zhuǎn)子(4-1)上沒有布置線圈繞組和永磁體；定子鐵芯(4-2 )內(nèi)側(cè)布置十二個(gè)定子繞組(4-4 )和十二個(gè)永磁體(4-7 )。
3.如權(quán)利要求I所述的一種用于直驅(qū)型電動(dòng)汽車的開關(guān)磁通電機(jī)，其特征在于所述的開關(guān)磁通電機(jī)(4)的定子鐵芯(4-2)采用O. 35mm或O. 5mm的圓環(huán)形娃鋼片疊加,每片娃鋼片的外側(cè)為圓形，內(nèi)側(cè)被十二個(gè)大扇形槽和十二個(gè)小扇形槽等分成鋸齒狀，十二個(gè)大扇形槽和十二個(gè)小扇形槽間隔布置。
4.如權(quán)利要求I所述的一種用于直驅(qū)型電動(dòng)汽車的開關(guān)磁通電機(jī)，其特征在于所述的開關(guān)磁通電機(jī)(4)的電機(jī)轉(zhuǎn)子(4-1)為中空的圓柱體結(jié)構(gòu)，電機(jī)轉(zhuǎn)子(4-1)外側(cè)有10個(gè)扇形外凸齒均布的圓柱體結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求I所述的一種用于直驅(qū)型電動(dòng)汽車的開關(guān)磁通電機(jī)，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)變壓器(5)由旋變定子(5-1)、旋變轉(zhuǎn)子(5-2)和旋變線圈(5-6)組成；旋變定子(5-1)同軸布置在旋變轉(zhuǎn)子(5-2)外側(cè)，旋變線圈(5-6)繞制在旋變定子(5-1)上；旋變轉(zhuǎn)子(5-2 )是一個(gè)外圈有5個(gè)弧形凸齒的圓柱體，沒有線圈繞組；旋變定子(5-1)的內(nèi)側(cè)的20個(gè)徑向扇形凹槽內(nèi)布置有旋變線圈(5-6);旋變定子(5-1)安裝在旋變外殼(5-5)的內(nèi)孔中，通過蓋板(5-3)和螺釘(5-4)固定在電機(jī)后端蓋(4-6)上。
全文摘要
一種用于直驅(qū)型電動(dòng)車的開關(guān)磁通電機(jī)，包括開關(guān)磁通電機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器、主減速器、差速器、半軸、橋殼和驅(qū)動(dòng)車輪。開關(guān)磁通電機(jī)的輸出動(dòng)力經(jīng)主減速器減速，經(jīng)差速器實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)車輪之間的差速運(yùn)行，再由半軸傳遞給驅(qū)動(dòng)車輪以實(shí)現(xiàn)整車的動(dòng)力傳遞，本裝置采用無線圈繞組、無永磁體的整體式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，以旋轉(zhuǎn)變壓器作為電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子相位的監(jiān)測回饋裝置，以汽車主減速器的主動(dòng)齒輪軸為電機(jī)軸，以汽車主減速器殼為電機(jī)外殼的一部分，實(shí)現(xiàn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)橋的直接驅(qū)動(dòng)。本裝置整體結(jié)構(gòu)緊湊，尤其是電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單，使用維護(hù)方便，抗沖擊震動(dòng)強(qiáng)，生產(chǎn)成本低，輸出轉(zhuǎn)矩和輸出轉(zhuǎn)速高等優(yōu)點(diǎn)，滿足汽車在各種復(fù)雜工況下行駛的要求。
文檔編號B60K17/12GK102975614SQ20121053275
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者趙升噸, 趙永強(qiáng), 范淑琴, 劉辰 申請人:西安交通大學(xué)