專利名稱：汽車用無刷直流發電機/電動機系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及混合動力汽車(Hybrid Electric Vehicle, HEV)的三相同步 交流電機，特別是汽車用無刷直流發電機/電動機系統。
背景技術：
汽車工業的發展帶來了環境污染和石油能源危機兩大問題。在以節能 和環保為主題的21世紀，汽車的發展也就有了一個明確的方向。純電動汽 車、混合動力電動汽車和燃料電池汽車的問世更為解決能源危機的問題拓 展了一個更大的空間。純電動汽車是取代傳統內燃機汽車、滿足零排放的 最終選擇，但是目前電池的能量密度、充電時間、價格、壽命等問題仍未 得到理想的解決，此外，各地方政府對純電動汽車能否上路存在較大分歧， 一些地區已出臺了明確的法律法規規定不允許純電動汽車上路運行，這些 問題都限制著純電動汽車的發展。近年來燃料電池汽車發展十分迅速，但 在成本、氫能源的制備等方面仍存在一些急需解決的問題。因此，人們把 研究的重點投向可實施性較強的混合動力汽車。本發明是將普通汽車發動 機上的發電機的功能加以拓展，使其也具有電動機的功能，以協助汽車行 駛，改造完后屬于一種輕度混合動力汽車。發明內容本發明提供了一種將汽車發動機上的發電機擴展為發電機/電動機一 體化的IMG電機，通過控制形成汽車用無刷直流發電機/電動機系統。 為達到以上巨的，本發明是采取如下技術方案予以實現的一種汽車用無刷直流發電機/電動機系統包括發動機、無刷直流發電機/電動機、超級電容、鉛酸蓄電池、控制器；無刷直流發電機/電動機與發動 機以皮帶傳動相連接，超級電容與鉛酸蓄電池串聯后與無刷直流發電機/電 動機相連接；控制器分別與IMG電機和超級電容相連接。所述超級電容為130000F級牽引型超級電容器。 所述鉛酸蓄電池為6-GFM-100的閥控式密封鉛酸蓄電池。 所述控制器的核心控制芯片選用DSP中的TMS320LF2407A。 所述無刷直流發電機/電動機的輸入信號經濾波電路去除干擾后，再經 過光電隔離裝置的隔離保護和調幅后輸入到控制器的ADCIN1 ADCIN3引 腳中，DSP芯片的CON引腳經DC/DC變換器與超級電容相連。當汽車處于啟動或加速狀態的時候，此時IMG電機工作于電動機的狀 態，蓄電池供電給超級電容，再由超級電容放電給電機提供電能以便正常 運轉；當汽車正常行駛或下坡的時候，電機轉子切割定子磁場產生電流給 超級電容充電，之后超級電容再慢慢把電能釋放給蓄電池。本發明將普通汽車發動機上的發電機(無刷直流發電機)功能加以擴 展，使其在原有功能的基礎上還具有電動機的功能，我們把這種電機稱為 IMG (Integrated Motor-generator)電機，再配上超級電容、蓄電池和控制 裝置，整車就變成一種輕度混合動力汽車。本發明的最大優勢就是可以將普通汽車在不需要過多更改其結構的 基礎上，就可以實現混合動力的目的，從而達到節省燃油和環保的功效。 并且加上超級電容后可以快速吸收電能，提高回饋能量的利用率。
圖1為本發明的一種結構示意圖。圖2為本發明的控制器的電氣結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。如圖1所示，汽車用無刷直流發電機/電動機系統包括發動機1、無刷 直流發電機/電動機(IMG電機)2、超級電容3、鉛酸蓄電池4、控制器5。 IMG電機2與發動機1以皮帶傳動相連接，超級電容3與鉛酸蓄電池4串 聯后與IMG電機2相連接。控制器5分別與IMG電機2和超級電容3相 連接。超級電容3可選擇130000F級牽引型超級電容器，主要功能是將回收的電能儲存起來，'再慢慢充到鉛酸蓄電池4中。鉛酸蓄電池4選用 6-GFM-100的閥控式密封(VRLA)鉛酸蓄電池，主要是給IMG電機2處 于電動機狀態時提供電能。IMG電機2是一種無刷直流發電機，本發明只 是利用電機可逆這樣一種原理，開發出無刷直流發電機的另一功能一電動 機。 .圖2是本發明的控制器5的電氣結構示意圖。如圖2所示，核心控制 芯片選用DSP中的TMS320LF2407A。 IMG電機2的輸入信號經濾波電路 去除干擾后，再經過光電隔離裝置的隔離保護和調幅后輸入到控制器5的 ADCIN1 ADCIN3引腳中，DSP芯片的CON引腳經DC/DC變換器與超級 電容3相連，根據汽車行駛的狀態，控制器5控制DC/DC電路的開關狀態 以及超級電容3的狀態。當汽車停止的時候，鉛酸蓄電池4給超級電容3充電；當汽車啟動或 加速的時候，超級電容3釋放電能給IMG電機2，使其處于電動機的狀態 協助發動機1 一起驅動汽車；當汽宇正常行駛或下坡的時候，發動機充當 原動機拖動IMG電機2的轉子做切割磁力線的運動從而產生電能，超級電 容3快速吸收這個反饋回來的電能，并逐漸傳送到鉛酸蓄電池4中貯存起 來，此時IMG電機2是處于發電機的狀態。超級電容3在這里起到了快速 充放電的功能，提高了能量的利用率。本發明運用了電機可逆的特性，開拓了汽車發電機的功能，使其在需 要的時候變成電動機，并協助汽車的行駛。最大的優勢就是節省了燃油的 消耗，同時又有環保的功效。
權利要求
1、一種汽車用無刷直流發電機/電動機系統，其特征在于包括發動機(1)、無刷直流發電機/電動機(2)、超級電容(3)、鉛酸蓄電池(4)、控制器(5)；無刷直流發電機/電動機(2)與發動機(1)以皮帶傳動相連接，超級電容(3)與鉛酸蓄電池(4)串聯后與無刷直流發電機/電動機(2)相連接；控制器(5)分別與IMG電機(2)和超級電容(3)相連接。
2、 根據權利要求l所述的汽車用無刷直流發電機/電動機系統，其特征 在于所述超級電容為130000F級牽引型超級電容器。
3、 根據權利要求1所述的汽車用無刷直流發電機/電動機系統，其特征 在于所述鉛酸蓄電池為6-GFM-100的閥控式密封鉛酸蓄電池。
4、 根據權利要求l所述的汽車用無刷直流發電機/電動機系統，其特征 在于所述控制器的核心控制芯片選用DSP中的TMS320LF2407A。
5、 根據權利要求1所述的汽車用無刷直流發電機/電動機系統，其特征 在于所述無刷直流發電機/電動機(2)的輸入信號經濾波電路去除干擾后， 再經過光電隔離裝置的隔離保護和調幅后輸入到控制器(5的 ADCIN1 ADCIN3引腳中，DSP芯片的CON引腳經DC/DC變換器與超級 電容(3)相連。
全文摘要
本發明公開了一種汽車用無刷直流發電機/電動機系統，包括發動機(1)、無刷直流發電機/電動機(2)、超級電容(3)、鉛酸蓄電池(4)、控制器(5)；無刷直流發電機/電動機(2)與發動機(1)以皮帶傳動相連接，超級電容(3)與鉛酸蓄電池(4)串聯后與無刷直流發電機/電動機(2)相連接；控制器(5)分別與IMG電機(2)和超級電容(3)相連接。超級電容為130000F級牽引型超級電容器。控制器的核心控制芯片選用DSP中的TMS320LF2407A。本發明將普通汽車在不需要過多更改其結構的基礎上，實現混合動力的目的，達到節省燃油和環保的功效，通過超級電容后可以快速吸收電能，提高回饋能量的利用率。
文檔編號H02J7/00GK101257225SQ200710032679
公開日2008年9月3日 申請日期2007年12月18日 優先權日2007年12月18日
發明者康龍云, 徐劍鳴, 王新運, 鐘長藝 申請人:華南理工大學