本發(fā)明屬于電動車輛用驅(qū)動電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種v字型不對稱永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子。

背景技術(shù)：

隨著傳統(tǒng)車輛數(shù)量的增加，汽車尾氣排放已成為導(dǎo)致空氣污染不容小覷的污染源，所以以混合動力、純電動和燃料電池為代表的電動車輛是未來車輛的發(fā)展趨勢，其不僅能有效減少污染物排放，甚至零排放，還具有啟動性能好、調(diào)速方便、運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)。

純電動車輛是完全由二次電池(如鉛酸電池、鎳氫電池或鋰電池)提供動力的車輛，驅(qū)動電機(jī)能量完全來自動力電池組，在車輛行駛一定的里程后電池消耗的電能通過充電系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充；混合動力電動車輛是在純電動車輛開發(fā)過程中適應(yīng)實(shí)用化和市場化而產(chǎn)生的一種車輛，一般采用內(nèi)燃機(jī)和驅(qū)動電機(jī)兩種動力，其中驅(qū)動電機(jī)的能量來自發(fā)電機(jī)或儲能器件(如電池)等，通過與先進(jìn)控制系統(tǒng)相結(jié)合，提供車輛行駛所需要的動力；燃料電池車輛是以燃料電池作為能源的電動車輛，燃料電池指利用氫氣(或甲醇等)和氧氣(或空氣)在催化劑的作用下直接經(jīng)電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能驅(qū)動電機(jī)的裝置，具有無污染物排放的優(yōu)點(diǎn)。

驅(qū)動電機(jī)作為電動車輛的核心部件，在車輛行駛過程中將電能轉(zhuǎn)化為車輛行駛的動能，其驅(qū)動性能的好壞決定了電動車輛性能的好壞；理論上，電動車輛用驅(qū)動電機(jī)需要提供高的輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩以滿足車輛在啟動、減速及爬坡過程中的高轉(zhuǎn)矩輸出和加速時(shí)的高功率輸出的需求，且在恒功率運(yùn)行區(qū)間要求有寬的調(diào)速范圍和大的弱磁擴(kuò)速倍數(shù)，而實(shí)際現(xiàn)有電動車輛的驅(qū)動電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和輸出功率較低，且在恒功率運(yùn)行區(qū)間調(diào)速范圍窄。

此外，在電動車輛行駛過程中，由于駕駛者的視野和習(xí)慣等，一般倒檔行駛工況較少，所以車輛用驅(qū)動電機(jī)對前向行駛性能要求高，而對倒檔行駛的性能要求相對較低；但當(dāng)前常規(guī)電動車輛驅(qū)動電機(jī)的氣隙磁場是對稱分布的，電機(jī)的轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩map圖關(guān)于轉(zhuǎn)速軸和轉(zhuǎn)矩軸對稱，導(dǎo)致車輛前向行駛和倒檔行駛的電機(jī)驅(qū)動性能相差不大，且驅(qū)動電機(jī)在轉(zhuǎn)矩輸出時(shí)定子繞組電流較大，其電樞反應(yīng)使得合成磁場飽和，大大降低了其轉(zhuǎn)矩輸出能力。

因此，需要對現(xiàn)有的電動車輛的驅(qū)動電機(jī)做改進(jìn)，提供一種前向驅(qū)動轉(zhuǎn)矩和前向轉(zhuǎn)速高、恒功率調(diào)速范圍寬的電動車輛用驅(qū)動電機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要，本發(fā)明以用于電動車輛的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子作為改進(jìn)切入點(diǎn)，提供一種v字型不對稱永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，大大提高了電動車輛用驅(qū)動電機(jī)的前向驅(qū)動轉(zhuǎn)矩和前向轉(zhuǎn)速，拓寬了電動車輛用驅(qū)動電機(jī)的恒功率調(diào)速范圍。

本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種v字型不對稱永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸和設(shè)于所述轉(zhuǎn)軸外圍的轉(zhuǎn)子鐵芯，所述轉(zhuǎn)子鐵芯設(shè)有放置永磁體的v字型不對稱永磁體槽，所述v字型不對稱永磁體槽的內(nèi)側(cè)設(shè)有對應(yīng)的“△”空氣隔磁槽。

優(yōu)選的，所述永磁體槽的兩斜槽指向所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外壁。

優(yōu)選的，所述兩斜槽間的夾角為60-160°。

優(yōu)選的，所述“△”的一邊對應(yīng)所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外壁。

優(yōu)選的，所述v字型不對稱永磁體槽在轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)以轉(zhuǎn)軸軸線為旋轉(zhuǎn)軸呈偶數(shù)周期均布。

優(yōu)選的，所述永磁體為長方體，分別對應(yīng)設(shè)置于所述永磁體槽的兩斜槽內(nèi)。

優(yōu)選的，兩斜槽內(nèi)的永磁體沿轉(zhuǎn)子鐵芯半徑方向的極性相同。

優(yōu)選的，一側(cè)斜槽內(nèi)的永磁體材料包括按質(zhì)量份計(jì)的下述成分：釹21-24％、鈷15-18％、釤10-12％、錳7-8％、鉻5-6％、鋁3-4％鈦2-2.5％和偏高領(lǐng)土1-2％。

優(yōu)選的，另一側(cè)斜槽內(nèi)的永磁體材料包括按質(zhì)量份計(jì)的下述成分：釹30-33％、鈷13-14％、錳9-10％、釤7-8％、鉻5-8％、鋁4-5％、鈦1-2％和偏高領(lǐng)土0.7-1％。

優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)子的磁極沿轉(zhuǎn)子表面的n、s極交替分布。

與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有如下有益效果：

1、本發(fā)明提供的一種v字型不對稱永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，在v字型不對稱永磁體槽的內(nèi)側(cè)設(shè)置將永磁體的勵磁分割為不對稱兩部分的空氣隔磁槽，為電動車輛用驅(qū)動電機(jī)提供v字型不對稱的周期勵磁磁場，使得電動車輛用驅(qū)動電機(jī)的每極磁場關(guān)于該極中心線是非對稱的，不易造成車輛前向行駛過程中氣隙合成磁場飽和，增大了車輛的前向電流，大大提高了電動車輛用驅(qū)動電機(jī)的前向驅(qū)動轉(zhuǎn)矩和前向轉(zhuǎn)速。

2、本發(fā)明提供的一種v字型不對稱永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，提高了電動車輛用驅(qū)動電機(jī)的前向效率，拓寬了電動車輛用驅(qū)動電機(jī)的恒功率調(diào)速范圍。

3、本發(fā)明提供的一種v字型不對稱永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，于永磁體的材料組分中添加釹、釤、和鈷等元素，大大提高了永磁體的剩磁強(qiáng)度和矯頑力，優(yōu)化了電動車輛用驅(qū)動電機(jī)的磁性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的v字型不對稱永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的截面視圖；

其中，1-轉(zhuǎn)子鐵芯，2-永磁體，2-1-永磁體一，2-2-永磁體二，3-永磁體槽，4-空氣隔磁槽，5-轉(zhuǎn)軸，6-轉(zhuǎn)軸軸線；

圖2是本發(fā)明的轉(zhuǎn)子的一對磁極下的不對稱磁場分布圖；

圖3是本發(fā)明的不對稱磁場結(jié)構(gòu)電樞反應(yīng)原理圖；

圖4是采用本發(fā)明v字型不對稱轉(zhuǎn)子的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩map圖；

圖5是現(xiàn)有驅(qū)動電機(jī)對稱磁場結(jié)構(gòu)電樞反應(yīng)原理圖；

圖6是現(xiàn)有驅(qū)動電機(jī)對稱磁場結(jié)構(gòu)下的轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩map圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步詳細(xì)說明：

如圖1所示，一種v字型不對稱永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子共有8極(4對極)，其磁極沿轉(zhuǎn)子表面的n、s極交替分布；所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸5和設(shè)于所述轉(zhuǎn)軸5外圍的轉(zhuǎn)子鐵芯1；

所述轉(zhuǎn)子鐵芯1設(shè)有放置永磁體的v字型不對稱永磁體槽3，所述v字型不對稱永磁體槽3的數(shù)目為8個(gè)，在轉(zhuǎn)子鐵芯1內(nèi)以轉(zhuǎn)軸軸線6為旋轉(zhuǎn)軸呈周期均布；

每個(gè)永磁體槽的兩斜槽指向所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外壁兩斜槽間的夾角為60-160°；

兩斜槽內(nèi)分別設(shè)有永磁體2-1和永磁體2-2，兩個(gè)永磁體2沿轉(zhuǎn)子鐵芯1半徑向外的極性相同，從而形成轉(zhuǎn)子的一個(gè)磁極；

所述永磁體一2-1包括按質(zhì)量份計(jì)的下述成分：釹21-24％、鈷15-18％、釤10-12％、錳7-8％、鉻5-6％、鋁3-4％鈦2-2.5％和偏高領(lǐng)土1-2％；

所述永磁體二2-2包括按質(zhì)量份計(jì)的下述成分：釹30-33％、鈷13-14％、錳9-10％、釤7-8％、鉻5-8％、鋁4-5％、鈦1-2％和偏高領(lǐng)土0.7-1％；

每個(gè)磁極內(nèi)，所述永磁體槽3的v字型不對稱區(qū)域設(shè)有空氣隔磁槽4，其將兩塊永磁體2的勵磁磁場分割成不對稱的兩部分，磁場分布在外表面區(qū)域小的部分大于外表面區(qū)域大的部分，從而為電動車輛用驅(qū)動電機(jī)提供沿v字型不對稱的周期勵磁磁場；

所述空氣隔磁槽5呈“△”，“△”的一邊與轉(zhuǎn)子鐵芯外壁對應(yīng)。

如圖2所示為轉(zhuǎn)子的一對磁極范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)子鐵芯1外表面空氣磁場分布，每個(gè)磁極內(nèi)的磁場關(guān)于該極的中心線是非對稱的，左高右低。

圖3所示為本發(fā)明的不對稱磁場結(jié)構(gòu)電樞反應(yīng)原理圖，氣隙磁場b0(x)關(guān)于電機(jī)直軸為非對稱的，與正向旋轉(zhuǎn)電樞磁場b+q(x)疊加后不進(jìn)入或很小程度進(jìn)入飽和區(qū)，從而提高正向轉(zhuǎn)矩，而氣隙磁場b0(x)與同樣大小的反向旋轉(zhuǎn)電樞磁場b-q(x)疊加后進(jìn)入飽和區(qū)，轉(zhuǎn)矩進(jìn)入飽和。

圖4所示為采用v字型不對稱轉(zhuǎn)子的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩map圖，在電機(jī)供電電壓約束下正向額定轉(zhuǎn)速np0高于反向額定轉(zhuǎn)速nn0，正向最高轉(zhuǎn)速np高于反向最高轉(zhuǎn)速nn，正向額定轉(zhuǎn)矩tp高于反射額定轉(zhuǎn)矩tn，可以得出，v字型不對稱轉(zhuǎn)子大大提高了電動車輛用驅(qū)動電機(jī)的前向驅(qū)動轉(zhuǎn)矩和前向轉(zhuǎn)速。

圖5所示為現(xiàn)有驅(qū)動電機(jī)對稱磁場結(jié)構(gòu)電樞反應(yīng)原理圖，氣隙磁場b0(x)關(guān)于電機(jī)直軸為對稱的，與正向旋轉(zhuǎn)電樞磁場b+q(x)和反向旋轉(zhuǎn)電樞磁場b-q(x)疊加的效果是一樣的，可知其前后向的輸出性能是相同的。

圖6所示為現(xiàn)有驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩map圖，正向額定轉(zhuǎn)速np0等于反向額定轉(zhuǎn)速nn0，正向最高轉(zhuǎn)速np等于反向最高轉(zhuǎn)速nn，正向額定轉(zhuǎn)矩tp等于反射額定轉(zhuǎn)矩tn。

以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。