一種增程器用單軸承永磁同步發電機結構的制作方法

本實用新型屬于發電機領域，具體是一種專用于增程式電動汽車上的單軸承永磁同步發電機結構。

背景技術：

傳統內燃機汽車需要使用化石燃料，熱效率低，燃燒后廢氣排放污染環境。電動汽車雖然克服了上述問題，但是純電動汽車的電池質量重體積大，容量密度小，滿電行駛里程受限。油電混合動力汽車電動機和發動機都具備直接驅動汽車的動力，兩套動力設備并存導致車身重量上升，能量利用率降低。增程式電動汽車，雖然也安裝有內燃機和電動機，但是其內燃機并不直接驅動汽車前進，僅帶動發電機對車載動力電池進行充電，而驅動汽車前進的，由電動機完成。在該種模式下，電動機消耗動力電池中的電能推動車輛前進，電池電量消耗至一定程度以下時，發動機啟動，燃燒燃油做功，帶動發電機向動力電池中充電儲能。理論上只要能如傳統燃油型汽車般加到油，就可以不斷延長車輛的行駛距離。因此，在增程式電動汽車上，動力電池的容量可以設置的比較小，并將內燃機設置在可長期工作于最佳工況下，實現燃料的充分燃燒，盡可能的提高能量的轉化效率，從而平衡能耗、污染、動力、重量、空間、行駛距離等諸元間的關系。中國專利文獻CN204961079U，于2016年1月13日公開了“一種電動汽車增程發電機組”， 該電動汽車增程發電機組通過設有發動機、發電機和柔性連接器，發動機上固定設有飛輪，發電機包括定子線圈、轉子和輸出軸；輸出軸的一端通過柔性連接器連接于飛輪，另一端固定連接轉子，轉子的外圍設有定子線圈；接收到啟動命令后，發電機反拖發動機進行啟動，待發動機啟動后帶動發電機發電，結構簡單，便于操作和維修，實現了在行駛過程中既可以為整車提供動力電源，也可以為整車動力電池充電，待動力電池電量充足后，通過動力電池儲備的電量繼續行駛，極大地提高了電動汽車的續駛里程。但是該類結構中，發電機需要通過飛輪柔性連接于曲軸，整個結構的體積較大、質量較重、零部件的數量較多，導致發動機艙的布局擁擠，難以實現小型化、輕量化。

技術實現要素：

本實用新型需要解決的技術問題是，現有永磁同步發電機結構體積較大，部件較多，不適應小空間的機艙布局，從而提供一種增程器用單軸承永磁同步發電機結構，具有體積小部件少的優勢，可以方便機艙布局。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：一種增程器用單軸承永磁同步發電機結構，包括定子、轉子和軸，軸的動力端與曲軸的輸出端連接，所述軸與曲軸的輸出端為直接軸連接；所述轉子轉動的圓周半徑與定子排布所在圓的圓周半徑之比大于0.6。

本技術方案設計的永磁同步發電機結構，將發電機的轉軸與內燃機的曲軸輸出端直接軸連接，曲軸的扭矩完全傳遞至發電機的轉軸上。在該技術方案中，徹底取消了飛輪，減少了零件數量，大幅壓縮了整體體積，而將轉子轉動的圓周半徑與定子排布所在圓的圓周半徑之比設置為大于0.6，使轉子形成盡可能大的轉動慣量，以替代飛輪的減小轉速波動、平衡轉動速度的功能。該比值越大，平衡效果越佳。經過這樣的設計，整個發電機結構的體積大幅減小，可以滿足嚴苛的布局要求。

作為優選，還包括軸承；所述軸承為一個，僅設于軸的非動力端。本方案中，將傳統的一前一后的兩個軸承簡化為僅保留非動力端的一個軸承。由于本方案中的發電機的轉軸的動力端已經與曲軸直接軸連接，因此可以省略動力端的軸承，進一步壓縮發電機本身的軸向長度。

作為優選，所述軸的材質為高強度合金鋼。因為采用單軸承結構，對發電機軸的剛度要求較高，所以軸的材料選用的是高強度合金鋼。

作為優選，所述定子繞組采用集中繞組。發電機定子繞組采用集中繞組，可以明顯縮短繞組端部尺寸，進一步減小發電機的軸向尺寸。

作為優選，還包括旋變器；所述旋變器設于軸的非動力端。旋變器用來確定轉子的位置，以及測量轉子的轉軸角位移和角速度。

作為優選，所述軸的動力端和非動力端均設有動密封。動密封配合前端蓋、后端蓋、殼體，對發電機內部起到密封、防水、防塵的作用。

作為優選，還包括殼體；所述殼體上設有水套，水套內設有流動的冷卻液。電動機工作時內部會產生大量的熱量，本方案借鑒發動機氣缸體和氣缸蓋的設計思路，在殼體上設置了水套，通過在水套中注入冷卻液，使用循環流通的冷卻液帶走電動機內部的熱量，確保發電機長期穩定工作。

綜上所述，本實用新型的有益效果是：具有體積小部件少的優勢，可以方便機艙布局。

附圖說明

圖1是本實用新型的軸向剖視半圖。

其中：1旋變器、2動密封、3軸承、4后端蓋、5殼體、6定子、7水套、8前端蓋、9轉子、10軸。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本實用新型做進一步的描述。

如圖1所示的實施例，為一種增程器用單軸承永磁同步發電機結構，包括旋變器1、動密封2、軸承3、后端蓋4、殼體5、定子6、水套7、前端蓋8、轉子9、軸10，與本發電機配套的發動機的曲軸位于右側端。本例的增程器用單軸承永磁同步發電機結構，其軸與曲軸的輸出端通過止口和螺栓固定，形成直接軸連接。轉子轉動的圓周半徑與定子排布所在圓的圓周半徑之比大于0.6。由于本例取消了飛輪，飛輪的旋轉慣量由轉子替代。軸承僅為1個，設置于軸的非動力端，即本例中的左側端。本例的軸的材質為高強度合金鋼。定子繞組采用集中繞組。旋變器設于軸的非動力端，即本例中的左側端。軸的動力端和非動力端均設有動密封，對發電機內部起到密封、防水、防塵的作用。殼體上設有水套，水套內設有流動的冷卻液，通過在水套中注入冷卻液，使用循環流通的冷卻液帶走電動機內部的熱量，確保發電機長期穩定工作。

本例的一種增程器用單軸承永磁同步發電機結構，與傳統的同類產品相比，具有體積小零件少的優點，可以滿足嚴苛的布局要求。