專利名稱:串連式混合動(dòng)力汽車聯(lián)體電機(jī)結(jié)構(gòu)及控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種汽車動(dòng)力電機(jī)結(jié)構(gòu)及控制,具體地講,本發(fā)明涉及一種串連式混合動(dòng)力汽車聯(lián)體電機(jī)結(jié)構(gòu)及控制。
背景技術(shù):
當(dāng)今時(shí)代,混合動(dòng)力汽車已成為世界各國政府鼓勵(lì)發(fā)展的一項(xiàng)節(jié)能減排新產(chǎn)品, 不少汽車制造商都在競相研究開發(fā)。目前,已有多種混合動(dòng)力汽車成為商品進(jìn)入消費(fèi)市場。 現(xiàn)有技術(shù)中串連式混合動(dòng)力汽車是主流產(chǎn)品,該結(jié)構(gòu)中設(shè)有一臺(tái)大功率發(fā)電機(jī)和一臺(tái)大功率交流電動(dòng)機(jī),以及作電能轉(zhuǎn)換的控制器、蓄電池和逆變器,其運(yùn)行過程如下汽車發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出交流電,交流電經(jīng)控制器的整流裝置變換成直流電向蓄電池充電,同時(shí)經(jīng)逆變器將直流電變換成變頻變壓的交流電驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī),交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車。串連式混合動(dòng)力汽車的性能最合適作為頻繁起步和低速運(yùn)行的城市交通車輛,使用時(shí)事先將汽車發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整在最佳運(yùn)行工況點(diǎn)附近穩(wěn)定工作,行駛過程中通過調(diào)整蓄電池和交流電動(dòng)機(jī)的輸出功率,就能實(shí)現(xiàn)調(diào)整車速的目的,從而避免汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速和低速工況下運(yùn)轉(zhuǎn),達(dá)到保持汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳效率區(qū)范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)的目的,其結(jié)果是大大減少汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣排放。但是,現(xiàn)有技術(shù)的串連式混合動(dòng)力汽車在實(shí)際使用也暴露一些問題和不足,主要是車內(nèi)分別安置的大功率發(fā)電機(jī)和大功率電動(dòng)機(jī)除總體質(zhì)量大外,還要占據(jù)較大的空間位置,此結(jié)構(gòu),整體功率密度偏低,配套成本高,這些一系列不足嚴(yán)重制約了串連式混合動(dòng)力汽車的發(fā)展。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,提出一種結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、整體功率密度高, 且顯著降低配套成本的串連式混合動(dòng)力汽車聯(lián)體電機(jī)結(jié)構(gòu)及控制。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)技術(shù)目標(biāo)。串連式混合動(dòng)力汽車聯(lián)體電機(jī)結(jié)構(gòu),它包括端蓋、前轉(zhuǎn)子、定子、殼體、后轉(zhuǎn)子、軸承。所述殼體主體為臥姿薄壁等徑圓筒,兩端筒口通過止口配合安裝端蓋,軸承定位安裝在端蓋中心軸向通孔處。所述前轉(zhuǎn)子外凸端面內(nèi)嵌繞組,后轉(zhuǎn)子外凸端面也內(nèi)嵌繞組。其改進(jìn)之處在于所述殼體軸向中段內(nèi)壁固定連接雙面結(jié)構(gòu)的定子,與前轉(zhuǎn)子相對的外凸端面內(nèi)嵌繞組,與后轉(zhuǎn)子相對的外凸端面也內(nèi)嵌繞組,定子中心軸向通孔兩端分別配裝軸承,內(nèi)置在定子中的冷卻水道貫穿殼體兩處外壁。所述前轉(zhuǎn)子通過兩端軸與相鄰端蓋和定子內(nèi)置軸承配合構(gòu)成前電機(jī)結(jié)構(gòu)。所述后轉(zhuǎn)子通過兩端軸與相鄰端蓋和定子內(nèi)置軸承配合構(gòu)成后電機(jī)結(jié)構(gòu)。串連式混合動(dòng)力汽車聯(lián)體電機(jī)控制,它包括控制電能轉(zhuǎn)換的逆變器、蓄電池和控制器。所述控制器連接定子的繞組控制前電機(jī),逆變器連接定子的繞組控制后電機(jī),控制器和逆變器共同連接蓄電池實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換。上述結(jié)構(gòu)中,定子兩側(cè)端面分別內(nèi)嵌的繞組為兩套相對獨(dú)立的三相對稱繞組。前轉(zhuǎn)子為鼠籠式結(jié)構(gòu),也可以是永磁式或磁阻式的一種結(jié)構(gòu),后轉(zhuǎn)子也為鼠籠式結(jié)構(gòu),也可以是永磁式或磁阻式的一種結(jié)構(gòu)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有以下積極效果1、前電機(jī)和后電機(jī)聯(lián)體,結(jié)構(gòu)緊湊,占據(jù)車內(nèi)空間小,提升整體功率密度;2、前電機(jī)和后電機(jī)聯(lián)體,結(jié)構(gòu)簡單,零部件少,自重輕,顯著降低制造成本。
圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)剖面和控制系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面根據(jù)附圖并結(jié)合實(shí)施例,對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖1所示的串連式混合動(dòng)力汽車聯(lián)體電機(jī)結(jié)構(gòu),它包括端蓋1、前轉(zhuǎn)子2、定子3、殼體4、后轉(zhuǎn)子5、軸承6。所述殼體4主體為臥姿薄壁等徑圓筒,兩端筒口通過止口配合安裝端蓋1,軸承6定位安裝在端蓋1中心軸向通孔處。本實(shí)施例為鼠籠式結(jié)構(gòu)的前轉(zhuǎn)子2位于殼體4左端,前轉(zhuǎn)子2外凸端面內(nèi)嵌繞組2. 1。同樣為鼠籠結(jié)構(gòu)的后轉(zhuǎn)子5位于殼體4右端,后轉(zhuǎn)子5外凸端面內(nèi)嵌繞組5. 1。本發(fā)明中殼體4軸向中段內(nèi)壁固定連接雙面結(jié)構(gòu)的定子3,與前轉(zhuǎn)子2相對的外凸端面內(nèi)嵌繞組3. 1,與后轉(zhuǎn)子5相對的外凸端面內(nèi)嵌繞組3. 2, 繞組3. 1和3. 2為兩套相對獨(dú)立的三相對稱繞組。定子3中心軸向通孔兩端配裝軸承6, 內(nèi)置在定子3中的冷卻水道3. 3貫穿殼體4兩處外壁,以此作為引入或排出冷卻水的接口。 前轉(zhuǎn)子2通過兩端軸與左側(cè)相鄰端蓋1和定子3內(nèi)置軸承6配合構(gòu)成前電機(jī)結(jié)構(gòu)。所述后轉(zhuǎn)子5通過兩端軸與右側(cè)相鄰端蓋1和定子3內(nèi)置軸承配合構(gòu)成后電機(jī)結(jié)構(gòu)。圖1所示的串連式混合動(dòng)力汽車聯(lián)體電機(jī)控制,它包括控制電能轉(zhuǎn)換的逆變器7、 蓄電池8和控制器9??刂破?連接定子3的繞組3. 1控制前電機(jī),逆變器7連接定子3的繞組3. 2控制后電機(jī),控制器9和逆變器7共同連接蓄電池8實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換。本發(fā)明實(shí)際應(yīng)用時(shí),前轉(zhuǎn)子2以外伸出的軸端與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連接,后轉(zhuǎn)子5以外伸出的軸端與汽車傳動(dòng)軸連接。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)帶動(dòng)前電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)出交流電,定子3上嵌裝的繞組3. 1由相連接的控制器9控制,所發(fā)交流電經(jīng)控制器9的整流裝置變換成直流電并向蓄電池8充電,與蓄電池8相連的逆變器7控制定子3上嵌裝的繞組3. 2,將蓄電池8 輸出的直流電變換成變頻變壓的交流電驅(qū)動(dòng)后電機(jī),后電機(jī)輸出扭矩驅(qū)動(dòng)汽車。本發(fā)明在汽車啟動(dòng)時(shí),可以只有后電機(jī)工作,后電機(jī)由蓄電池8提供能量,此狀況可視為純電動(dòng)車工作模式。另外,本發(fā)明還可以通過前電機(jī)直接啟動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī),所以在結(jié)構(gòu)中可省去傳統(tǒng)的起動(dòng)機(jī)。本發(fā)明在汽車制動(dòng)時(shí),后電機(jī)轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)功能,可以將剎車的能量回收向蓄電池8充電。假如汽車加速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)功率不夠,可以從蓄電池8中輸出電能助驅(qū)動(dòng)后電機(jī),有此功能可將汽車發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率設(shè)計(jì)小一些,從而使汽車設(shè)計(jì)使更加經(jīng)濟(jì)、 節(jié)能,而且不影響其加速性能。
權(quán)利要求
1.一種串連式混合動(dòng)力汽車聯(lián)體電機(jī)結(jié)構(gòu),它包括端蓋(1)、前轉(zhuǎn)子O)、定子(3)、殼體G)、后轉(zhuǎn)子(5)、軸承(6);所述殼體(4)主體為臥姿薄壁等徑圓筒,兩端筒口通過止口配合安裝端蓋(1),軸承(6)定位安裝在端蓋(1)中心軸向通孔處;所述前轉(zhuǎn)子( 外凸端面內(nèi)嵌繞組(2. 1),后轉(zhuǎn)子( 外凸端面內(nèi)嵌繞組(5. 1);其特征在于所述殼體(4)軸向中段內(nèi)壁固定連接雙面結(jié)構(gòu)的定子(3),與前轉(zhuǎn)子(2)相對的外凸端面內(nèi)嵌繞組(3. 1),與后轉(zhuǎn)子( 相對的外凸端面內(nèi)嵌繞組(3. 2),定子(3)中心軸向通孔兩端分別配裝軸承(6), 內(nèi)置在定子(3)中的冷卻水道(3. 3)貫穿殼體(4)兩處外壁;所述前轉(zhuǎn)子(2)通過兩端軸與相鄰端蓋(1)和定子(3)內(nèi)置軸承(6)配合構(gòu)成前電機(jī)結(jié)構(gòu);所述后轉(zhuǎn)子( 通過兩端軸與相鄰端蓋(1)和定子(3)內(nèi)置軸承配合構(gòu)成后電機(jī)結(jié)構(gòu)。
2.一種串連式混合動(dòng)力汽車聯(lián)體電機(jī)控制,它包括控制電能轉(zhuǎn)換的逆變器(7)、蓄電池(8)和控制器(9);所述控制器(9)連接定子(3)的繞組(3. 1)控制前電機(jī),逆變器(7) 連接定子⑶的繞組(3.2)控制后電機(jī),控制器(9)和逆變器(7)共同連接蓄電池⑶實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串連式混合動(dòng)力汽車聯(lián)體電機(jī)結(jié)構(gòu),其特征在于所述定子 (3)兩側(cè)端面分別內(nèi)嵌的繞組(3. 1)和(3. 2)為兩套相對獨(dú)立的三相對稱繞組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串連式混合動(dòng)力汽車聯(lián)體電機(jī)結(jié)構(gòu),其特征在于所述前轉(zhuǎn)子(2)為鼠籠式或永磁式、磁阻式的一種結(jié)構(gòu)形式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串連式混合動(dòng)力汽車聯(lián)體電機(jī)結(jié)構(gòu),其特征在于所述后轉(zhuǎn)子(2)為鼠籠式或永磁式、磁阻式的一種結(jié)構(gòu)形式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種串連式混合動(dòng)力汽車聯(lián)體電機(jī)結(jié)構(gòu)及控制,它包括端蓋、前轉(zhuǎn)子、定子、殼體、后轉(zhuǎn)子、軸承、逆變器、蓄電池和控制器。殼體兩端筒口安裝端蓋,軸承安裝在端蓋中心處。定子安裝在殼體中段,定子中心軸向通孔兩端分別配裝軸承,內(nèi)置在定子中的冷卻水道貫穿殼體兩處外壁。前轉(zhuǎn)子通過兩端軸與相鄰端蓋和定子內(nèi)置軸承配合構(gòu)成前電機(jī)結(jié)構(gòu),后轉(zhuǎn)子通過兩端軸與相鄰端蓋和定子內(nèi)置軸承配合構(gòu)成后電機(jī)結(jié)構(gòu)??刂破鬟B接定子左側(cè)繞組控制前電機(jī),逆變器連接定子右側(cè)繞組控制后電機(jī),控制器和逆變器共同連接蓄電池實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換。本發(fā)明聯(lián)體電機(jī)結(jié)構(gòu)、體積小、重量輕,既提升了功率密度也降低了制造成本。
文檔編號H02K16/02GK102170206SQ20111006281
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者宋立偉, 崔淑敏, 張金林, 施紅亮, 李錦洲 申請人:江蘇微特利電機(jī)制造有限公司