專利名稱：電機系統及新能源車輛的制作方法
技術領域：
本發明涉及新能源車輛技術領域，特別涉及一種電機系統。此外，本發明還涉及包括上述電機系統的新能源車輛。
背景技術：
目前,市場上應用的電機(電動機與發電機)大部分需要加減速機構，由于電機的工作狀況是復雜多變的，需要電機和減速機構合理匹配才能夠滿足要求。目前，在混合動力車輛中大多使用水冷永磁同步電機，在運行過程中需要低速大扭矩(運行轉速約為2000rpm以下，且需要的扭矩較大約為500N*m)。根據電機輸出的功率=電機輸出轉矩X電機轉速，在電機輸出的功率一定的前提下，電機轉速越高，電機輸出轉矩就越小，增加減速機構，可以達到降速增扭的效果。但是，減速機構大多需要根據電機的結構和具體使用環境專門設計的，這樣不僅會導致后期匹配工作量比較大，增加設計周期，而且這樣設計成本比較高，且浪費材料，重量、體積比較大，在整車上不易布置。另外地，由于電機的功率較大，最高可達上百千瓦，電機發熱量大，而電機溫度直接決定電機的性能指標，溫 度過高將影響電機的運行壽命及效率，甚而燒毀電機，引發交通事故，特別是大功率電機散熱能力的提高可以提高電機的功率密度、轉矩密度，節約材料，降低成本，而混合動力系統用電機大多數為水冷電機，其因水槽位于電機殼體中，對電機殼體內部定子、線圈以及轉子無法直接進行冷卻，因此效果比較差。由于電機的工作狀況是復雜多變的，因此需要電機和減速機構合理匹配才能夠滿足要求，后期工作量大，且結構復雜，體積較大，成本較高，且在整車上不易布置。有鑒于此，如何提供一種電機系統，該電機系統結構比較緊湊、體積比較小，減小裝配工作量，是本領域技術人員亟需解決的問題。
發明內容
本發明要解決的技術問題為提供一種電機系統，該電機系統結構緊湊，體積比較小、減小裝配工作量。此外，本發明另一個要解決的技術問題為提供一種新能源車輛。為解決上述技術問題，本發明提供一種電機系統，包括具有定子和轉子的電機，以及連接于所述電機的動力輸出軸上的減速機構，其所述電機的動力輸出軸和所述減速機構的動力輸入軸為同一軸。優選地，所述減速機構設置于所述電機的殼體內部，所述殼體的內部設置有隔板，所述電機的動力輸出軸穿過所述隔板上的軸承孔連接所述減速機構。優選地，所述減速機構為行星齒輪減速機構。優選地，所述電機的動力輸出軸通過鍵或法蘭連接所述行星齒輪減速機構的太陽輪。優選地，所述電機的端蓋處還設置有用于冷卻所述定子、定子線圈、所述轉子的第一潤滑油通道。優選地，所述第一潤滑油通道包括設置于所述殼體上與外部冷卻油路連通的主油路，以及設置于所述端蓋上連通所述主油路的環形油路，所述出油口均布于所述環形油路上。優選地，所述隔板上也設置有所述第一潤滑油通道。優選地，所述電機的殼體上還設置有用于給所述減速機構冷卻的第二潤滑油通道，所述第二潤滑油通道的外部開口連通外部冷卻油路，內側開口朝向所述減速機構所處腔室。優選地，用于給電機散熱的外部冷卻油路和用于給減速機構散熱的外部冷卻油路可以為同一油路。優選地，還包括用于檢測冷卻油油量和/或油質的檢測裝置，所述檢測裝置設于存儲所述冷卻油的儲液箱上。本發明提供的電機系統中電機的動力輸出軸和減速機構的動力輸入軸為同一軸，兩者集成于一體，直接通過同一根軸連接傳動，無需使用聯軸器，減小了后期匹配工作量，使用成本比較低，并且簡化了結構，減小了電機系統的體積，更利于在新能源車輛中的布置。在上述電機系統的基礎上，本發明還提供了一種新能源車輛，包括電機系統以及與所述電機系統連接的執行機構，所述電機系統為上述任一項所述的電機系統。上述新能源車輛的技術效果與上述電機系統的技術效果基本相同，在此不再贅述。
圖1為本發明一種具體實施例中電機系統中電機和減速機構的結構示意圖；圖2為圖1中電機端蓋的局部放大圖；圖3為圖1中電機端蓋上冷卻油路的一種具體設計方式。其中，圖1至圖3中附圖標記與部件名稱之間的對應關系為:I電機動力輸出軸；2出油口 ；3環形油路；4第一油路；5電機的端蓋；6電機殼體；7第二油路；8主油路；9隔板；10第三油路；13-1太陽輪；13-2行星架；13-3行星輪；13_4齒圈；14輸出軸；17定子。
具體實施例方式本發明的核心為提供一種電機系統，該電機系統結構緊湊，體積比較小，成本低。此外，本發明另一個核心為提供一種新能源車輛。不失一般性，本文以電機系統在混合動力車上的應用為例，介紹技術方案，當然本文所提供的電機系統還可以應用于其他新能源車輛上；為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。請參考圖1、圖2和圖3，圖1為本發明一種具體實施例中電機系統中電機和減速機構的結構示意圖；圖2為圖1中電機端蓋的局部放大圖；圖3為圖1中電機端蓋上冷卻油路的一種具體設計方式。
本發明提供的一種電機系統包括電機，電機內部具有定子和轉子，定子上設置有定子線圈，電機的動力輸出軸上連接有減速機構，達到降速增扭的效果，一般地，減速機構可以為齒輪減速機構，當然也可以為其他形式的減速機構；本文的電機系統中電機的動力輸出軸I和減速機構的動力輸入軸為同一軸，也就是說，電機的動力輸出軸I的一端連接電機，另一端直接連接減速機構。
以電機系統在混合動力車上的應用為例，該電機系統主要具有以下功能:1、電機不通電源空轉時，電機上游動力鏈將動力通過電機軸直接傳遞給減速機構，減速增扭后通過輸出軸將動力輸出。2、電機軸與電機上游動力鏈斷開，電機通電源運轉做功，通過減速機構減速增扭后由輸出軸將動力輸出。3、電機軸與電機上游動力鏈聯接，電機上游動力鏈傳遞來的轉矩通過電機軸與電機轉矩耦合，再通過減速機構減速增扭后由輸出軸輸出。4、電機軸與電機上游動力鏈斷開，混合動力汽車自身動能通過減速機構，增速后驅動電機轉動發電，實現制動能量的回收。需要說明的是，在混合動力車上電機的輸入軸和電機的動力輸出軸是同一根軸，在本文中統稱為電機軸。本發明提供的電機系統中電機的動力輸出軸I和減速機構的動力輸入軸為同一軸，兩者集成于一體，直接通過同一根軸連接傳動，無需使用聯軸器，簡化了結構，減少了電機和減速機構的軸向尺寸，減小了電機系統的體積，更利于在新能源車輛中的布置，滿足整車設計需求，并且減小了后期匹配工作量，降低了使用成本。新能源車輛的工作環境一般比較惡劣，而電機的動力輸出軸I對其工作環境要求比較高，為了保證電機系統工作的穩定性，電機與減速機構可以進行如下設置。在一種具體實施方式
中，減速機構設置于電機殼體6內部，即電機與減速機構集成一體，請再次參考圖1 ;一體化設計方式封閉性比較好，電機的動力輸出軸I可以不受使用環境的影響，不僅保證了電機系統工作的穩定性，而且電機的動力輸出軸I工作環境整潔，可以延長其使用壽命。具體地，殼體的內部設置有隔板9,電機的動力輸出軸I穿過所述隔板9上的軸承孔連接所述減速機構，隔板9可以跟殼體為一體結構，也可以為分體結構；殼體內部的隔板將其內腔分隔為兩部分，這樣電機和減速機構工作相對對立，互不影響，保證兩者工作可靠性。在一種優選的實施方式中減速機構可以為行星齒輪減速機構；行星齒輪減速機構行結構比較緊湊，回程間隙小、精度高，使用壽命很長，額定輸出扭矩可以做的很大，可達幾萬牛 米。一般地，行星齒輪減速機構包括中間的太陽輪13-1、與太陽輪13-1嚙合的行星輪13-3, 一般行星輪13-3安裝于齒圈13-4上,齒圈13-4可以固定于電機外殼上；太陽輪13_1為動力輸入軸，行星輪13-3的行星架13-2連接輸出軸將扭矩輸出。上述實施例中，電機的動力輸出軸I可以通過平鍵、花鍵、法蘭等連接方式連接行星減速機構的太陽輪13-1，鍵或法蘭連接比較簡單、可靠性高，尤其鍵連接占據空間比較小，系統運行比較平穩。
電機的功率較大，最高可達上百千瓦，電機發熱量大，而電機溫度直接決定電機的性能指標，溫度過高將影響電機的運行壽命及效率，甚而燒毀電機，引發交通事故，特別是大功率電機。在一種優選的實施方式中，上述各實施例中的電機的端蓋5處還可以設置有用于冷卻電機的定子17、定子線圈、轉子的第一潤滑油通道；外部的冷卻油在液壓泵等動力部件的作用下，由第一潤滑油通道進入電機內部不僅可以對定子17、轉子進行冷卻，還可以對安裝線圈的定子17、轉子本身進行冷卻；該設計方式可以將電機工作部件的熱量及時散發，提高了電機運行效率，保證工作的安全性。當然，為了提高電機內部零部件和電機殼體的散熱效率，在隔板9上也可以設置第一潤滑油通道，端蓋5和隔板9上設置的第一潤滑油通道的形狀可以相同，也可以不同。本文中給出了一種第一潤滑油通道的優選設計方式，第一潤滑油通道可以包括與外部冷卻油路連通的主油路8和連通主油路8的環形油路3，出油口 2均布于環形油路3上，如圖3所示，主油路8可以通過第一油路4和第二油路7組成的油路連通環形油路3 ;環形油路3的設計有利于對電機散熱部件均勻冷卻，防止局部高溫。環形油路3的數量至少為一條，環形油路3數量的設置可以根據電機的散熱量來具體選擇，散熱量大的電機可以設計多條環形油路3,提聞散熱效率。當然，第一潤滑油通道的設計方式不局限于上述設計，其設計形式多種多樣，只要能滿足本文的技術效果即可，在此不再一一列舉。進一步地，在電機殼體上還可以設置有若干條沿其軸向布置的第三油路10，第三油路10連通主油路8，并且與定子的外表面形成冷卻油通道，可以對定子表面進行進一步的冷卻，提高了定子的冷卻效率。上述各實施例中，電機殼體6上還可以設置有用于給減速機構冷卻的第二潤滑油通道，第二潤滑油通道的外部開口連通外部冷卻油路，內側開口朝向減速機構所處腔室。上述用于給電機散熱的外部冷卻油路和用于給減速機構散熱的外部冷卻油路可以為同一油路，節省成本，簡化設計；當然，也可以設置不同的外部冷卻油路分別為電機和減速機構進行冷卻。上述第一潤滑油通道和第二潤滑油通道中的冷卻油還可對軸承進行潤滑、對電機內壁進行冷卻；同時還具有防銹、清洗、絕緣等作用。外部冷卻油路可以包括用于冷卻油存儲的儲油箱、冷卻油循環用油泵、冷卻油過濾用過濾器器、熱交換冷卻裝置及相應的油路，儲液箱上可以設置有用于檢測冷卻油油量和油質的檢測裝置，精確控制冷卻油的質量，以免因油質不純凈損傷電機和減速機構，保證電機和減速機構穩定運行。延長其使用壽命。在上述電機系統的基礎上，本發明還提供了一種新能源車輛，包括電機系統以及與所述電機系統連接的執行機構，所述電機系統為上述任一項實施例所述的電機系統。上述新能源車輛的技術效果與上述電機系統的技術效果基本相同，在此不再贅述。新能源車輛的其他部分結構請參考現有技術，在此不做贅述。以上對本發明所提供的一種電機系統及新能源車輛進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。
權利要求
1.一種用于新能源車輛的電機系統，包括具有定子(17)和轉子的電機，以及連接于所述電機的動力輸出軸(I)上的減速機構，其特征在于，所述電機的動力輸出軸(I)和所述減速機構的動力輸入軸為同一軸。
2.按權利要求1所述的用于新能源車輛的電機系統，其特征在于，所述減速機構設置于所述電機殼體￠)內部，所述殼體的內部設置有隔板(9)，所述電機的動力輸出軸(I)穿過所述隔板(9)上的軸承孔連接所述減速機構。
3.按權利要求2所述的用于新能源車輛的電機系統，其特征在于，所述減速機構為行星齒輪減速機構。
4.按權利要求3所述的用于新能源車輛的電機系統，其特征在于，所述電機的動力輸出軸(I)通過鍵連接所述行星齒輪減速機構的太陽輪(13-1)。
5.按權利要求3所述的用于新能源車輛的電機系統，其特征在于，所述電機殼體(6)和端蓋(5)處還設置有用于冷卻所述定子(17)、定子線圈、所述轉子的第一潤滑油通道。
6.按權利要求5所述的用于新能源車輛的電機系統，其特征在于，所述隔板(9)上也設置有所述第一潤滑油通道。
7.按權利要求5或6所述的用于新能源車輛的電機系統，其特征在于，所述第一潤滑油通道包括設置于所述電機殼體(6)上與外部冷卻油路連通的主油路，以及設置于所述端蓋(5)上連通所述主油路的環形油路(3)，所述出油口均布于所述環形油路(3)上。
8.按權利要求2所述的用于新能源車輛的電機系統，其特征在于，所述電機殼體(6)上還設置有用于給所述減速機構冷卻的第二潤滑油通道，所述第二潤滑油通道的外部開口連通外部冷卻油路，內側開口朝向所述減速機構所處腔室。
9.按權利要求2所述的用于新能源車輛的電機系統，其特征在于，用于給電機散熱的外部冷卻油路和用于給減速機構散熱的外部冷卻油路可以為同一油路。
10.按權利要求2所述的用于新能源車輛的電機系統，其特征在于，還包括用于檢測冷卻油油量和/或油質的檢測裝置，所述檢測裝置設于存儲所述冷卻油的儲液箱上。
11.一種新能源車輛，包括電機系統以及與所述電機系統連接的執行機構，其特征在于，所述電機系統為上述I至10任一項所述的電機系統。
全文摘要
本發明公開了一種電機系統，該電機系統包括具有定子(17)和轉子的電機，以及連接于所述電機的動力輸出軸(1)上的減速機構，其中，電機的動力輸出軸(1)和減速機構的動力輸入軸為同一軸；該電機系統中將電機和減速機構兩者集成于一體，直接通過同一根軸連接傳動，無需使用聯軸器，減小了后期匹配工作量，使用成本比較低，并且簡化了結構，減小了電機系統的體積，更利于在新能源車輛中的布置。此外，本發明還公開了一種包括上述電機系統的新能源車輛。
文檔編號H02K7/00GK103095035SQ20131004467
公開日2013年5月8日 申請日期2013年2月4日 優先權日2013年2月4日
發明者韓爾樑, 桂經良, 耿麗珍, 于欽江, 王朝輝, 田瑩 申請人:濰柴動力股份有限公司