本發(fā)明涉及汽車(chē)用皮帶傳動(dòng)式六相起動(dòng)發(fā)電一體機(jī)，具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于汽車(chē)的、具備電動(dòng)助力模式和發(fā)電充電模式的六相起動(dòng)發(fā)電一體機(jī)。

背景技術(shù)：

汽車(chē)用皮帶傳動(dòng)式起動(dòng)發(fā)電一體機(jī)是一種遵循電磁感應(yīng)原理和能量守恒定律的能量轉(zhuǎn)換構(gòu)件，為降低汽車(chē)燃油消耗和提升效率是不錯(cuò)的選擇。汽車(chē)用皮帶傳動(dòng)式起動(dòng)發(fā)電一體機(jī)可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，通過(guò)皮帶對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行助力或?qū)π铍姵剡M(jìn)行充電，以優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況，故有一定的節(jié)省燃油和降低排放的效果。

由于國(guó)家法律法規(guī)對(duì)汽車(chē)的燃油消耗和排放的要求越來(lái)越高，各汽車(chē)制造企業(yè)對(duì)具備節(jié)省燃油、能降低排放的產(chǎn)品和技術(shù)有強(qiáng)烈的需求，汽車(chē)用皮帶傳動(dòng)式起動(dòng)發(fā)電一體機(jī)順應(yīng)了該要求，作為目前各汽車(chē)制造企業(yè)普遍認(rèn)可的一種解決方案被越來(lái)越重視。

現(xiàn)有技術(shù)中，普遍應(yīng)用的汽車(chē)用皮帶傳動(dòng)式起動(dòng)發(fā)電一體機(jī)均采用三相交流電機(jī)的設(shè)計(jì)，具備設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、工作可靠的特點(diǎn)，但由于其工作模式單一，無(wú)法達(dá)到最優(yōu)的節(jié)省燃油的效果，同時(shí)功率體積比偏低，在很多發(fā)動(dòng)機(jī)有限的空間無(wú)法順利安裝到位，故對(duì)其推廣應(yīng)用形成了制約。結(jié)合圖1來(lái)說(shuō)，三相交流電機(jī)從該電機(jī)原理相序圖可看到，該電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)為電角度相距120度的三個(gè)電機(jī)繞組均勻分布在定子鐵芯的空間上，工作時(shí)輸入電角度相距120度的三相正弦交流電，通過(guò)定子繞組在空間的均勻分布，形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，然后通過(guò)電機(jī)氣隙與轉(zhuǎn)子發(fā)生相互作用，使電機(jī)旋轉(zhuǎn)起來(lái)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服上述不足，本發(fā)明的目的是向本領(lǐng)域提供一種汽車(chē)用皮帶傳動(dòng)式六相起動(dòng)發(fā)電一體機(jī)，使其解決現(xiàn)有同類(lèi)產(chǎn)品工作模式單一、功率體積比偏低的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

一種汽車(chē)用皮帶傳動(dòng)式六相起動(dòng)發(fā)電一體機(jī)，包括皮帶輪（1）、驅(qū)動(dòng)端蓋（3）、定子總成（4）、轉(zhuǎn)子總成（5）、電刷端蓋（6）、接線架總成（7）、碳刷架總成（8）、塑料后罩（9），驅(qū)動(dòng)端蓋（3）、定子總成（4）、電刷端蓋（6）三者裝配形成一腔室，轉(zhuǎn)子總成（5）置于該腔室內(nèi)且兩端分別通過(guò)軸承連接驅(qū)動(dòng)端蓋（3）和電刷端蓋（6），接線架總成（7）、碳刷架總成（8）和塑料后罩（9）裝配于電刷端蓋（6）外側(cè)，接線架總成（7）、碳刷架總成（8）置于塑料后罩（9）內(nèi)，安裝在轉(zhuǎn)子上的皮帶輪（1）通過(guò)皮帶與發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)接，電動(dòng)模式時(shí)對(duì)外輸出力矩，發(fā)電模式時(shí)吸收發(fā)動(dòng)機(jī)能量發(fā)電對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，定子總成（4）包含相互獨(dú)立的兩組星形聯(lián)接的三相電機(jī)繞組，構(gòu)成相互獨(dú)立并可獨(dú)立工作的兩臺(tái)電機(jī)，兩組三相電機(jī)繞組電相位相互隔開(kāi)0、30或者60度。

所述汽車(chē)用皮帶傳動(dòng)式六相起動(dòng)發(fā)電一體機(jī)，其中在電動(dòng)模式下，該起動(dòng)發(fā)電一體機(jī)根據(jù)整車(chē)助力的需求，采用單電機(jī)工作模式、雙電機(jī)交替工作模式或雙電機(jī)同時(shí)并聯(lián)工作模式，以優(yōu)化助力效果，達(dá)到節(jié)省燃油的目的。

所述汽車(chē)用皮帶傳動(dòng)式六相起動(dòng)發(fā)電一體機(jī)，其中轉(zhuǎn)子總成的極對(duì)數(shù)為六對(duì)極，對(duì)應(yīng)定子總成槽數(shù)分別為36、72槽。

所述汽車(chē)用皮帶傳動(dòng)式六相起動(dòng)發(fā)電一體機(jī)，其中轉(zhuǎn)子總成的極對(duì)數(shù)為七對(duì)極，對(duì)應(yīng)定子總成槽數(shù)分別為42、84槽。

所述汽車(chē)用皮帶傳動(dòng)式六相起動(dòng)發(fā)電一體機(jī)，其中轉(zhuǎn)子總成的極對(duì)數(shù)為八對(duì)極，對(duì)應(yīng)定子總成槽數(shù)分別為48、96槽。

從電機(jī)原理相序圖可看到，該六相電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是在一個(gè)電機(jī)殼體內(nèi)相隔一定的電角度平行安放了兩臺(tái)相互獨(dú)立的50%額定功率的三相電機(jī)，這兩臺(tái)電機(jī)的基本工作原理與普通三相電機(jī)一致，每臺(tái)電機(jī)均可單獨(dú)工作，每臺(tái)電機(jī)的中性點(diǎn)獨(dú)立聯(lián)結(jié)相互不相通。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，在保證各汽車(chē)制造企業(yè)嚴(yán)苛的安裝空間下順利安裝的同時(shí)，亦能靈活應(yīng)用工作模式，減少電能消耗，提高使用壽命，達(dá)到節(jié)省燃油，降低排放的目的，適合作為汽車(chē)用皮帶傳動(dòng)式起動(dòng)發(fā)電一體機(jī)使用。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)三相電機(jī)的原理相序圖。

圖2是本發(fā)明六相電機(jī)的原理相序圖。

圖3是本發(fā)明六相電機(jī)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明36槽定子電角度相隔0度的嵌線示意圖。

圖5是本發(fā)明72槽定子電角度相隔30度的嵌線示意圖。

具體實(shí)施方式

考慮到本發(fā)明附圖標(biāo)記較多，在詳細(xì)說(shuō)明具體實(shí)施方式之前，對(duì)附圖標(biāo)記進(jìn)行解釋說(shuō)明。

圖2中標(biāo)記的名稱為：A1相正極方向（A1）、A1相負(fù)極方向（X1）、B1相正極方向（B1）、B1相負(fù)極方向（Y1）、C1相正極方向（C1）、C1相負(fù)極方向（Z1）、A2相正極方向（A2）、A2相負(fù)極方向（X2）、B2相正極方向（B2）、B2相負(fù)極方向（Y2）、C2相正極方向（C2）、C2相負(fù)極方向（Z2）。

圖3中標(biāo)記的名稱為：皮帶輪（1）、驅(qū)動(dòng)端蓋（3）、定子總成（4）、轉(zhuǎn)子總成（5）、電刷端蓋（6）、接線架總成（7）、碳刷架總成（8）、塑料后罩（9）。

圖4中標(biāo)記的名稱為：一號(hào)電機(jī)第一相首線（A）、一號(hào)電機(jī)第一相尾線（A’）、 一號(hào)電機(jī)第二相首線（B）、一號(hào)電機(jī)第二相尾線（B’）、 一號(hào)電機(jī)第三相首線（C）、一號(hào)電機(jī)第三相尾線（C’）、 二號(hào)電機(jī)第一相首線（U）、二號(hào)電機(jī)第一相尾線（U’）、 二號(hào)電機(jī)第二相首線（V）、二號(hào)電機(jī)第二相尾線（V’）、 二號(hào)電機(jī)第三相首線（W）、二號(hào)電機(jī)第三相尾線（W’）、定子槽標(biāo)記（1’—36’）。

圖5中標(biāo)記的名稱為：一號(hào)電機(jī)第一相首線（A）、一號(hào)電機(jī)第一相尾線（A’）、 一號(hào)電機(jī)第二相首線（B）、一號(hào)電機(jī)第二相尾線（B’）、 一號(hào)電機(jī)第三相首線（C）、一號(hào)電機(jī)第三相尾線（C’）、 二號(hào)電機(jī)第一相首線（U）、二號(hào)電機(jī)第一相尾線（U’）、 二號(hào)電機(jī)第二相首線（V）、二號(hào)電機(jī)第二相尾線（V’）、 二號(hào)電機(jī)第三相首線（W）、二號(hào)電機(jī)第三相尾線（W’）、定子槽標(biāo)記（1’—72’）。

下面結(jié)合圖2-5來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。

本發(fā)明的汽車(chē)用皮帶傳動(dòng)式六相起動(dòng)發(fā)電一體機(jī)，包括皮帶輪（1）、驅(qū)動(dòng)端蓋（3）、定子總成（4）、轉(zhuǎn)子總成（5）、電刷端蓋（6）、接線架總成（7）、碳刷架總成（8）、塑料后罩（9），驅(qū)動(dòng)端蓋（3）、定子總成（4）、電刷端蓋（6）三者裝配形成一腔室，轉(zhuǎn)子總成（5）置于該腔室內(nèi)且兩端分別通過(guò)軸承連接驅(qū)動(dòng)端蓋（3）和電刷端蓋（6），接線架總成（7）、碳刷架總成（8）和塑料后罩（9）裝配于電刷端蓋（6）外側(cè)，接線架總成（7）、碳刷架總成（8）置于塑料后罩（9）內(nèi)，安裝在轉(zhuǎn)子上的皮帶輪（1）通過(guò)皮帶與發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)接，定子總成（4）包含相互獨(dú)立的兩組星形聯(lián)接的三相電機(jī)繞組，構(gòu)成相互獨(dú)立并可獨(dú)立工作的兩臺(tái)電機(jī)，兩組三相電機(jī)繞組電相位相互隔開(kāi)0、30或者60度。

從六相電機(jī)的相序原理圖可看出，本發(fā)明的上述六相電機(jī)實(shí)質(zhì)上是二個(gè)完全獨(dú)立的三相電機(jī)平行安裝在同一個(gè)電機(jī)殼體中，下面進(jìn)一步說(shuō)明兩個(gè)獨(dú)立的三相電機(jī)怎樣嵌入定子鐵芯，怎樣實(shí)現(xiàn)電角度相隔0，30，60度，現(xiàn)分別鐘對(duì)不同的轉(zhuǎn)子總成極對(duì)數(shù)對(duì)應(yīng)的定子進(jìn)行分析。

根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)子總成的極對(duì)數(shù)不同，轉(zhuǎn)子總成的極對(duì)數(shù)為六對(duì)極時(shí)，對(duì)應(yīng)定子總成槽數(shù)分別為36、72槽；轉(zhuǎn)子總成的極對(duì)數(shù)為七對(duì)極時(shí)，對(duì)應(yīng)定子總成槽數(shù)分別為42、84槽；轉(zhuǎn)子總成的極對(duì)數(shù)為八對(duì)極時(shí)，對(duì)應(yīng)定子總成槽數(shù)分別為48、96槽。

現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子總成的極對(duì)數(shù)為六對(duì)極，定子總成槽數(shù)為36、72槽進(jìn)行分析：36槽定子每槽的機(jī)械角度為360/36=10，72槽定子每槽的機(jī)械角度為360/72=5。定子槽的電角度為轉(zhuǎn)子總成的極對(duì)數(shù)乘以定子槽的機(jī)械角度，故36槽定子每槽的電角度為6*10=60，72槽定子每槽的電角度為6*5=30。由于三相電機(jī)的相距為120度電角度，36槽定子相距為2槽，72槽定子相距為4槽，可見(jiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子總成的極對(duì)數(shù)為六對(duì)極，定子總成槽數(shù)為36槽的定子只能嵌入電角度相隔0度和60度的六相電機(jī)，對(duì)應(yīng)節(jié)距為0和1。電機(jī)轉(zhuǎn)子總成的極對(duì)數(shù)為六對(duì)極，定子總成槽數(shù)為72槽的定子能嵌入電角度相隔0度、30度、60和90度（90度按照減去30度而歸入30度）的六相電機(jī)，對(duì)應(yīng)節(jié)距為0、1、2、3。

同理對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子總成的極對(duì)數(shù)為七對(duì)極，定子總成槽數(shù)為42、84槽進(jìn)行分析：42槽定子每槽的機(jī)械角度為360/42=60/7，84槽定子每槽的機(jī)械角度為360/84=30/7。定子槽的電角度為轉(zhuǎn)子總成的極對(duì)數(shù)乘以定子槽的機(jī)械角度，故42槽定子每槽的電角度為7*60/7=60，84槽定子每槽的電角度為7*30/7=30。由于三相電機(jī)的相距為120度電角度，42槽定子相距為2槽，84槽定子相距為4槽，可見(jiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子總成的極對(duì)數(shù)為七對(duì)極，定子總成槽數(shù)為42槽的定子只能嵌入電角度相隔0度和60度的六相電機(jī)，對(duì)應(yīng)節(jié)距為0和1。電機(jī)轉(zhuǎn)子總成的極對(duì)數(shù)為七對(duì)極，定子總成槽數(shù)為84槽的定子能嵌入電角度相隔0度、30度、60和90度（90度按照減去30度而歸入30度）的六相電機(jī)，對(duì)應(yīng)節(jié)距為0、1、2、3。

同理對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子總成的極對(duì)數(shù)為八對(duì)極，定子總成槽數(shù)為48、96槽進(jìn)行分析：48槽定子每槽的機(jī)械角度為360/48=7.5，96定子每槽的機(jī)械角度為360/96=15/4。定子槽的電角度為轉(zhuǎn)子總成的極對(duì)數(shù)乘以定子槽的機(jī)械角度，故48槽定子每槽的電角度為7.5*8=60，96槽定子每槽的電角度為8*15/4=30。由于三相電機(jī)的相距為120度電角度，48槽定子相距為2槽，96槽定子相距為4槽，可見(jiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子總成的極對(duì)數(shù)為八對(duì)極，定子總成槽數(shù)為48槽的定子只能嵌入電角度相隔0度和60度的六相電機(jī)，對(duì)應(yīng)節(jié)距為0和1。電機(jī)轉(zhuǎn)子總成的極對(duì)數(shù)為八對(duì)極，定子總成槽數(shù)為96槽的定子能嵌入電角度相隔0度、30度、60和90度（90度按照減去30度而歸入30度）的六相電機(jī)，對(duì)應(yīng)節(jié)距為0、1、2、3。

從六相電機(jī)的相序原理圖可看出，六相電機(jī)實(shí)質(zhì)上是兩個(gè)完全獨(dú)立的50%額定功率的三相電機(jī)平行安裝在同一個(gè)電機(jī)殼體中，二個(gè)獨(dú)立的三相電機(jī)均是具備全部電機(jī)功能的獨(dú)立電機(jī)，均能獨(dú)立工作，所以六相電機(jī)具備兩臺(tái)電機(jī)分別獨(dú)立工作、兩臺(tái)電機(jī)交替工作、兩臺(tái)電機(jī)并聯(lián)同時(shí)工作的三種工作模式。

六相電機(jī)因?yàn)槭莾膳_(tái)獨(dú)立的50%額定功率的三相電機(jī)安放到同一個(gè)電機(jī)殼體中，從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)省約了一套電機(jī)的安裝機(jī)構(gòu)空間和一些輔助空間，加之兩臺(tái)獨(dú)立的50%額定功率的三相電機(jī)其單臺(tái)電機(jī)相電流是一臺(tái)全功率三相電機(jī)相電流的一半左右，電機(jī)的磁飽和深度和電機(jī)損耗均比單臺(tái)全功率三相電機(jī)要低，同時(shí)六相電機(jī)具備三種不同的工作模式，其熱負(fù)荷可設(shè)計(jì)得比單臺(tái)全功率三相電機(jī)要高，故其體積比同功率的三相電機(jī)要小，效率要高。

以六對(duì)極電機(jī)為例，分別配36槽和72槽定子，說(shuō)明六相電機(jī)的實(shí)施方式和相隔0、30度電角度怎樣實(shí)現(xiàn)，從前面原理分析可知36槽定子只能嵌入電角度相隔0度和60度的六相電機(jī)，此例按節(jié)距0嵌入電角度為0度的六相電機(jī)，同樣從前面原理分析可知72槽定子能嵌入電角度相隔0度、30度和60度的六相電機(jī)，此例按節(jié)距1嵌入電角度為30度的六相電機(jī)。

（1）36槽、轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)為6對(duì)極的六相雙電機(jī)模式的BSG電機(jī)定子結(jié)構(gòu)如圖4所示，其中電機(jī)1的A相首端從1’號(hào)槽中穿出，電機(jī)1的A相尾端從4’號(hào)槽中穿出，電機(jī)1的B相首端從3’號(hào)槽中穿出，電機(jī)1的B相尾端從6’號(hào)槽中穿出，電機(jī)1的C相首端從5’號(hào)槽中穿出，電機(jī)1的C相末端從8’號(hào)槽中穿出；電機(jī)2的U相首端從13’號(hào)槽中穿出，電機(jī)2的U相末端從16’號(hào)槽中穿出，電機(jī)2的V相首端從15號(hào)中穿出，電機(jī)2的V相末端從18’號(hào)槽中穿出，電機(jī)2的的W相首端從17’號(hào)槽中穿出，電機(jī)2的W相尾端從20’號(hào)槽中穿出。將A、B、C相的尾端連接起來(lái)組成電機(jī)1的中性點(diǎn)N1，U、V、W相的尾端連接起來(lái)組成電機(jī)2的中性點(diǎn)N2。

36槽定子每槽的機(jī)械角度為10度，轉(zhuǎn)子為六對(duì)極，則每槽的電角度為60度，1號(hào)電機(jī)的A相首端從1’號(hào)槽穿出，2號(hào)電機(jī)的U相首端從13’號(hào)槽穿出，兩臺(tái)電機(jī)第一相首端間隔12槽，電角度間隔為12X60=720，720為360的整倍數(shù)，故1號(hào)電機(jī)與2號(hào)電機(jī)電角度相隔0度。

（2）72槽、轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)為6對(duì)極的六相雙電機(jī)模式的BSG電機(jī)定子結(jié)構(gòu)如圖5所示，其中電機(jī)1的A相首端從1’號(hào)槽中穿出，電機(jī)1的A相尾端從7’號(hào)槽中穿出，電機(jī)1的B相首端從5’號(hào)槽中穿出，電機(jī)1的B相尾端從11’號(hào)槽中穿出，電機(jī)1的C相首端從9’號(hào)槽中穿出，電機(jī)1的C相末端從15’號(hào)槽中穿出；電機(jī)2的U相首端從26’號(hào)槽中穿出，電機(jī)2的U相末端從32’號(hào)槽中穿出，電機(jī)2的V相首端從30號(hào)中穿出，電機(jī)2的V相末端從36’號(hào)槽中穿出，電機(jī)2的的W相首端從34’號(hào)槽中穿出，電機(jī)2的W相尾端從40’號(hào)槽中穿出。將A、B、C相的尾端連接起來(lái)組成電機(jī)1的中性點(diǎn)N1，U、V、W相的尾端連接起來(lái)組成電機(jī)2的中性點(diǎn)N2。

72槽定子每槽的機(jī)械角度為5度，轉(zhuǎn)子為六對(duì)極，則每槽的電角度為30度，1號(hào)電機(jī)的A相首端從1’號(hào)槽穿出，2號(hào)電機(jī)的U相首端從26’號(hào)槽穿出，兩臺(tái)電機(jī)第一相首端間隔25槽，電角度間隔為25X30=750，750除以360，等于2加余數(shù)30，故1號(hào)電機(jī)與2號(hào)電機(jī)電角度相隔30度。