本發(fā)明涉及汽車技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種混合動力汽車。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在的新能源混合動力汽車的驅(qū)動電機都是安裝在減速箱上由機械差速器組成，分為前后驅(qū)動兩個電機，并且電機采用高耗能的異步電動機、永磁同步有鐵芯電動機，這兩種結(jié)構(gòu)的電動機體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、有磁阻、機械損耗大，甚至還要采用水冷方式冷卻。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種混合動力汽車，解決了現(xiàn)有驅(qū)動電機占用體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、磁阻大機械損耗大的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種混合動力汽車，所述汽車包括內(nèi)燃機、發(fā)電機、蓄電池和電機，所述內(nèi)燃機帶動所述發(fā)電機發(fā)電并存儲于所述蓄電池，所述蓄電池用于為所述電機供電，其特征在于，所述電機為無鐵芯直驅(qū)輪轂電機，所述電機包括轉(zhuǎn)子組件和定子組件，所述定子組件包括安裝于汽車懸掛系統(tǒng)上的電機軸和固定設(shè)置在電機軸上的盤形無鐵芯定子線圈，所述轉(zhuǎn)子組件包括安裝于汽車輪轂上的電機殼體和位于電機殼體內(nèi)的永磁體，所述電機殼體通過軸承安裝于所述電機軸上，所述永磁體位于所述電機殼體內(nèi)與所述無鐵芯定子線圈相對的兩個側(cè)壁上，在每個側(cè)壁上所述永磁體呈盤式分布且所述永磁體的磁極交替分布；所述發(fā)電機包括轉(zhuǎn)子組件和定子組件，所述定子組件包括安裝于發(fā)電機罩殼上的電機軸和固定設(shè)置在電機軸上的盤形無鐵芯定子線圈，所述轉(zhuǎn)子組件包括與所述內(nèi)燃機聯(lián)動的電機殼體和位于電機殼體內(nèi)的永磁體，所述電機殼體通過軸承安裝于所述電機軸上，所述永磁體位于所述電機殼體內(nèi)與所述無鐵芯定子線圈相對的兩個側(cè)壁上，在每個側(cè)壁上所述永磁體呈盤式分布且所述永磁體的磁極交替分布。

如上所述的混合動力汽車，所述電機的電機軸上安裝有旋轉(zhuǎn)變壓器，所述旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子安裝于所述輪轂上。

如上所述的混合動力汽車，所述旋轉(zhuǎn)變壓器安裝于所述電機軸遠離所述輪轂的一端，所述電機軸具有中空腔體，所述旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子穿過所述中空腔體安裝于所述輪轂上。

如上所述的混合動力汽車，所述旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子與所述電機軸之間設(shè)置有軸承。

如上所述的混合動力汽車，所述發(fā)電機與所述蓄電池之間設(shè)置有充電啟動控制器，所述充電啟動控制器包括整流電路和逆變電路；所述發(fā)電機發(fā)出的交流電通過整流電路后形成直流電給蓄電池充電；所述蓄電池的電能通過逆變電路后形成交流電給所述發(fā)電機，所述發(fā)電機帶動所述內(nèi)燃機啟動。

如上所述的混合動力汽車，所述電機和發(fā)電機均包括磁懸浮組件，所述磁懸浮組件包括固定安裝于所述電機軸上的內(nèi)支架和固定安裝于電機殼體上的外支架，所述內(nèi)支架上設(shè)置有若干內(nèi)磁體，所述外支架上設(shè)置有若干外磁體，所述內(nèi)磁體與外磁體的相對面、外磁體與內(nèi)磁體的相對面均為N極或S極，所述內(nèi)磁體與外磁體的相對面與所述內(nèi)磁體所在圓的切線之間具有一定的夾角，所述外磁體與內(nèi)磁體的相對面與所述外磁體所在圓的切線之間具有一定的夾角，所述內(nèi)磁體與外磁體的側(cè)面均包裹有隔磁層。

如上所述的混合動力汽車，所述內(nèi)磁體與外磁體的相對面與所述內(nèi)磁體所在圓的切線之間的夾角為20°-60°；所述外磁體與內(nèi)磁體的相對面與所述外磁體所在圓的切線之間的夾角為20°-60°。

如上所述的混合動力汽車，所述內(nèi)磁體、外磁體與所述內(nèi)磁體、外磁體所在圓的圓心位于同一直線時，所述內(nèi)磁體與外磁體的相對面和所述外磁體與內(nèi)磁體的相對面平行。

如上所述的混合動力汽車，所述汽車包括差速控制器、電機控制器和逆變器，所述蓄電池通過所述逆變器給所述電機供電，所述差速控制器輸出各車輪的期望轉(zhuǎn)速到各自的電機控制器，由所述電機控制器控制所述電機運行。

如上所述的混合動力汽車，所述汽車包括設(shè)置于所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的角度位移傳感器，所述角度位移傳感器檢測所述車輪轉(zhuǎn)動的角度并傳輸至所述差速控制器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：本發(fā)明無鐵芯直驅(qū)輪轂電機，體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、效率高、扭矩大，可以四輪驅(qū)動，采用差速控制器，用邏輯控制，省去了齒輪箱和機械差速器，直接驅(qū)動，無需水冷缺，和現(xiàn)有的高速電機加齒輪箱結(jié)構(gòu)相比，提高效率45%以上。本發(fā)明混合動力汽車使用汽油驅(qū)動時，由內(nèi)燃機直接帶動發(fā)電機發(fā)電，產(chǎn)生的電能傳到蓄電池，切換為電能驅(qū)動時再由蓄電池傳輸給輪轂電機轉(zhuǎn)化為動能，通過輪轂電機來驅(qū)動汽車，本發(fā)明與采用普通電機的汽車相比，行駛相同的里程可節(jié)約60%以上的燃料。

結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明實施方式的詳細描述后，本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。

附圖說明

圖1為本發(fā)明具體實施例1汽車的原理框圖。

圖2為本發(fā)明具體實施例1無鐵芯直驅(qū)輪轂電機的剖視圖。

圖3為本發(fā)明具體實施例1無鐵芯直驅(qū)輪轂電機的分解圖。

圖4為本發(fā)明具體實施例1永磁體安裝至電機殼體上的示意圖。

圖5為本發(fā)明具體實施例1發(fā)電機與內(nèi)燃機的剖視圖。

圖6為本發(fā)明具體實施例2無鐵芯直驅(qū)輪轂電機的剖視圖。

圖7為本發(fā)明具體實施例2無鐵芯直驅(qū)輪轂電機的分解圖。

圖8為本發(fā)明具體實施例2磁懸浮組件的剖視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細地描述。

實施例1

本實施例提出了一種混合動力汽車，如圖1所示，汽車包括內(nèi)燃機、發(fā)電機、蓄電池和電機。內(nèi)燃機帶動發(fā)電機發(fā)電并存儲于蓄電池，發(fā)電機發(fā)出交流電通過充電啟動控制器的整流電路整流后形成直流電給蓄電池充電，同時對蓄電池起到保護作用。當然，蓄電池還可以通過外部電源進行充電，外部電源通過充電啟動控制器的整流電路對蓄電池進行充電。外部電源可以通過的充電啟動控制器的整流電路給蓄電池充電，當然，也可以單獨增加一個整流電路，外部電源通過增加的整流電路給蓄電池充電。蓄電池用于為電機供電；蓄電池還可通過充電啟動控制器的逆變電路后形成交流電給發(fā)電機供電，發(fā)電機的轉(zhuǎn)子組件轉(zhuǎn)動，帶動內(nèi)燃機啟動。

汽車使用其它能源驅(qū)動時，汽車啟動時，蓄電池通過充電啟動控制器的逆變電路后形成交流電給發(fā)電機供電，發(fā)電機的轉(zhuǎn)子組件轉(zhuǎn)動，帶動內(nèi)燃機啟動；蓄電池停止對逆變電路的供電，汽車的內(nèi)燃機運行帶動發(fā)電機發(fā)電，發(fā)電機發(fā)出的電能通過充電啟動控制器存儲至蓄電池中。汽車切換至使用電能驅(qū)動時，蓄電池給電機供電，電機給汽車提供動力。

汽車包括差速控制器、電機控制器和逆變器，每個電機對應(yīng)一個逆變器和電機控制器。蓄電池通過逆變器給電機供電，差速控制器輸出各車輪的期望轉(zhuǎn)速到各自的電機控制器，由電機控制器控制電機運行。差速控制器作為驅(qū)動系統(tǒng)中的一個上層控制器，根據(jù)駕駛員的輸入（轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、加速踏板位置）對整車的行駛狀態(tài)進行調(diào)整。

汽車還包括設(shè)置于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的角度位移傳感器，角度位移傳感器檢測車輪轉(zhuǎn)動的角度并傳輸至差速控制器。

如圖2-4所示，電機為無鐵芯直驅(qū)輪轂電機。無鐵芯直驅(qū)輪轂電機的電機軸100安裝于電動汽車的懸掛系統(tǒng)上，電機殼體200安裝至電動汽車的輪轂400上。其中，電動汽車的剎車系統(tǒng)安裝至電機軸100上，電機軸100上形成剎車系統(tǒng)支架103，用于安裝剎車系統(tǒng)，剎車系統(tǒng)包括剎車鉗701和剎車盤702。

本實施例的無鐵芯直驅(qū)輪轂電機包括轉(zhuǎn)子組件和定子組件。

定子組件包括安裝于汽車懸掛系統(tǒng)上的電機軸100和固定設(shè)置在電機軸100上的盤形無鐵芯定子線圈101。

轉(zhuǎn)子組件包括安裝于汽車輪轂400上的電機殼體200和位于電機殼體200內(nèi)的永磁體201，電機殼體200通過軸承500安裝于電機軸100上。為了便于安裝，本實施例的電機殼體200包括組裝在一起的第一殼體2001和第二殼體2002，第一殼體2001和第二殼體2002均為圓盤形，第一殼體2001和第二殼體2002通過螺栓固定安裝在一起，第二殼體2002通過螺栓安裝至輪轂400上，輪轂400上安裝有輪胎401。永磁體201位于電機殼體200內(nèi)與無鐵芯定子線圈101相對的兩個側(cè)壁上，在每個側(cè)壁上永磁體201呈盤式分布且永磁體201的磁極交替分布。

如圖4所示，永磁體201的形狀為扇形，多個永磁體201的形狀和大小相同，永磁體201通過磁鋼壓鐵202壓裝至電機殼體200與無鐵芯定子線圈101相對的側(cè)壁上。多個永磁體201形成圓盤形狀，永磁體201之間形成磁場，在無鐵芯定子線圈101上施加電壓時，無鐵芯定子線圈101與永磁體201之間產(chǎn)生作用力，帶動電機殼體200與電機軸100發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，電機殼體200帶動輪轂400轉(zhuǎn)動，從而產(chǎn)生汽車前進的動力。

其中，在電機軸100上安裝有用于檢測輪轂轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)變壓器600，旋轉(zhuǎn)變壓器600的轉(zhuǎn)子601安裝于輪轂400上。

優(yōu)選的，旋轉(zhuǎn)變壓器600安裝于電機軸100遠離輪轂400的一端，電機軸100具有中空腔體102，旋轉(zhuǎn)變壓器600的轉(zhuǎn)子601穿過中空腔體102安裝于輪轂400上。為了保證旋轉(zhuǎn)變壓器600的測量精度，旋轉(zhuǎn)變壓器600的轉(zhuǎn)子601與電機軸100之間設(shè)置有軸承501。旋轉(zhuǎn)變壓器600采集的信號傳輸至差速控制器。

本實施例僅以無鐵芯直驅(qū)輪轂電機包括一組無鐵芯定子線圈101和對應(yīng)的永磁體201進行說明，當然，無鐵芯直驅(qū)輪轂電機還可以包括多組無鐵芯定子線圈101，每組無鐵芯定子線圈101均對應(yīng)有永磁體201，也在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

如圖5所示，本實施例的發(fā)電機包括轉(zhuǎn)子組件和定子組件。

定子組件包括安裝于發(fā)電機罩殼12上的電機軸10和固定設(shè)置在電機軸10上的盤形無鐵芯定子線圈11。

轉(zhuǎn)子組件包括與內(nèi)燃機40聯(lián)動的電機殼體20和位于電機殼體20內(nèi)的永磁體21，電機殼體20通過軸承50安裝于電機軸10上，為了便于安裝，本實施例的電機殼體20包括組裝在一起的第一殼體22和第二殼體23，第一殼體22和第二殼體23均為圓盤形，第一殼體22和第二殼體23通過螺栓固定安裝在一起，第二殼體22通過螺栓安裝至內(nèi)燃機40的曲軸41上。永磁體21位于電機殼體20內(nèi)與無鐵芯定子線圈11相對的兩個側(cè)壁上，在每個側(cè)壁上永磁體21呈盤式分布且永磁體21的磁極交替分布。

永磁體的形狀為扇形，多個永磁體的形狀和大小相同，永磁體通過磁鋼壓鐵壓裝至電機殼體與無鐵芯定子線圈相對的側(cè)壁上。多個永磁體形成圓盤形狀，永磁體之間形成磁場，無鐵芯定子線圈與永磁體之間發(fā)生相對轉(zhuǎn)動時，無鐵芯定子線圈切割磁感線產(chǎn)生電能。

當汽車停駛時，可以將汽車的蓄電池通過充電啟動控制器與外部電源連接，外部電源通過充電啟動控制器整流后給蓄電池充電。

當汽車采用其他能源驅(qū)動時，汽車的內(nèi)燃機運行帶動發(fā)電機發(fā)電，發(fā)電機發(fā)出的電能通過充電啟動控制器整流后給蓄電池充電。

當汽車采用為電驅(qū)動時，控制電機的無鐵芯定子線圈與蓄電池接通，加速踏板加速時，差速控制器輸出各車輪的期望轉(zhuǎn)速到各自的電機控制器，控制電機開始輸出大扭矩驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，根據(jù)加速的變化使電機轉(zhuǎn)速可大可小，從而實現(xiàn)的車速自由控制。旋轉(zhuǎn)變壓器可以檢測車速并傳輸至差速控制器，角度位移傳感器可以檢測車輪轉(zhuǎn)動的角度并傳輸至差速傳感器，差速傳感器接收車速信號和轉(zhuǎn)動的角度信號以便進一步調(diào)整個車輪的轉(zhuǎn)速。汽車制動時，制動鉗701帶動制動盤702與電機殼體200接觸，實現(xiàn)制動。

實施例2

如圖6-8所示，本實施例的電機在實施例1的基礎(chǔ)上增加磁懸浮組件300，磁懸浮組件300可以增加促使電機殼體與電機軸相對轉(zhuǎn)動的動力，可以提高電動效率。

本實施例還在實施例1發(fā)電機的基礎(chǔ)上增加磁懸浮組件300，磁懸浮組件300可以增加促使電機殼體與電機軸相對轉(zhuǎn)動的動力，可以提高發(fā)電效率。

下面對磁懸浮組件進行具體說明：

如圖8所示，本實施例的磁懸浮組件300包括固定安裝于電機軸100上的內(nèi)支架310和固定安裝在電機殼體200上的外支架320，內(nèi)支架310上設(shè)置有若干內(nèi)磁體311，外支架320上設(shè)置有若干外磁體321。

其中，內(nèi)支架310和外支架320均是以電機軸100為圓心的同心圓環(huán)，外磁體321均勻分布在外支架320的內(nèi)環(huán)面，內(nèi)磁體311均勻分布在內(nèi)支架310的外環(huán)面。外磁體321為柱形，外磁體321的一端嵌裝在外支架320的內(nèi)環(huán)面內(nèi)，另一端裸露于外支架320；外磁體321的軸線位于以外支架320的圓心為基準的射線上。內(nèi)磁體311為柱形，內(nèi)磁體311的一端嵌裝在內(nèi)支架310的外環(huán)面，另一端裸露于外支架310；內(nèi)磁體311的軸線位于以內(nèi)支架310的圓心為基準的射線上。

外磁體321裸露于外支架320的一端并朝向內(nèi)支架310的端面為外磁體321與內(nèi)磁體311的相對面323。內(nèi)磁體311裸露于內(nèi)支架310的一端并朝向外支架320的端面為內(nèi)磁體311與外磁體321的相對面313。內(nèi)磁體311與外磁體321的相對面313、外磁體321與內(nèi)磁體311的相對面323均為N極或S極，即內(nèi)磁體311與外磁體321的相對面313、外磁體321與內(nèi)磁體311的相對面323為同極，以便二者在接近時產(chǎn)生同極相斥的排斥力。內(nèi)磁體311與外磁體321的相對面313與內(nèi)磁體311所在圓的切線之間具有一定的夾角，優(yōu)選的，該夾角為20°-60°；外磁體321與內(nèi)磁體311的相對面323與外磁體321所在圓的切線之間具有一定的夾角，優(yōu)選的，該夾角為20°-60°；相對面313、323的角度設(shè)計可以使內(nèi)磁體311與外磁體321接近時產(chǎn)生同極相斥的排斥力促使內(nèi)支架310與外支架320之間產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動的力。為了防止內(nèi)磁體311和外磁體321的側(cè)面產(chǎn)生磁場，形成干擾力，在內(nèi)磁體311和外磁體321的側(cè)面均包裹有隔磁層312、322。因而，只有內(nèi)磁體311與外磁體321的相對面313、外磁體321與內(nèi)磁體311的相對面323之間可以產(chǎn)生排斥力，而二者均與其所在圓的切線之間具有一定的夾角，因而，內(nèi)磁體311與外磁體321的相對面313、外磁體321與內(nèi)磁體311的相對面323相對時，排斥力便可促使電機軸100與電機殼體200產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動的力，旋轉(zhuǎn)到下一組內(nèi)磁體311與外磁體321的相對面313、外磁體321與內(nèi)磁體311的相對面323相對時，又可產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動的力，以此類推，形成了一定的旋轉(zhuǎn)力，因而，可以提高電動機的轉(zhuǎn)動力，使電機的電動效率大大提高。

為了使內(nèi)磁體311與外磁體321的相對面313、外磁體321與內(nèi)磁體311的相對面323相對時，排斥力達到最大，內(nèi)磁體311、外磁體321與內(nèi)磁體311、外磁體321所在圓的圓心位于同一直線時，內(nèi)磁體311與外磁體321的相對面313和外磁體321與內(nèi)磁體311的相對面323平行。

電機工作時，電機軸100和電機殼體200發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，電機軸100和電機殼體200發(fā)生相對轉(zhuǎn)動的過程中，磁懸浮組件起到助力的作用，提高了電動效率。

發(fā)電機工作時，電機軸10和電機殼體20發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，電機軸10和電機殼體20發(fā)生相對轉(zhuǎn)動的過程中，磁懸浮組件起到助力的作用，提高了電動效率。

最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。