開關磁阻電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統的制作方法
【專利摘要】本專利發明的開關磁阻電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統,將開關磁阻電機與電磁直驅變速器集成為一體,采用同一根軸作為驅動軸,取消了換擋操縱機構,使系統具有工作高效、結構緊湊等優勢;開關磁阻電機工作效率高、可靠性好的特點,使系統可以在不同工況下平穩工作;電機和變速器利用“電—磁—力”原理,將電能轉換為機械能,通過控制電流精度實現對電機和變速器的控制,使控制更加精準高效。本發明適用于電動汽車動力系統技術領域,特別是應用在純電動汽車技術領域時,能夠有效延長純電動汽車的續航里程,為智能汽車的高效運行奠定了良好的技術基礎。本發明投入實際生產使用之后,將降低車輛驅動裝置能耗,帶來較大的經濟效益。
【專利說明】
開關磁阻電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統
技術領域
[0001]本發明涉及汽車動力系統技術領域,更具體地說,涉及一種開關磁阻電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統。
【背景技術】
[0002]當今社會,電動汽車逐漸受到消費者的關注,市場份額逐年增加;另一方面,環境問題使得人們越來越重視節能汽車。因此,開發一種高效節能的適用于電動汽車的汽車動力系統將成為主要的研究方向之一。目前市場上的電動汽車動力系統大部分還是采用傳統的形式,將電機作為動力輸出原件,動力通過變速器進行減速增扭,經過一系列的傳遞最終到達車輪,這種形式的動力系統結構和工作效率均有待改進。本專利將發明一種開關磁阻電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統,集成后的系統將縮短電機與變速器之間的距離,不僅可以提高動力傳遞效率,也能有效提高結構的緊湊性,實現動力系統乃至電動汽車的整體優化設計,進一步提高能源的利用效率。
[0003]關于電機與變速器的集成研究已經開始,此前的研究成果大部分是將電機軸同時作為變速器的動力輸入軸,變速器采用傳統的換擋機構進行換擋,雖然已經有效降低了整個系統的制作成本,提高了工作效率,但集成程度尚且不足,仍有較大的提升空間。
[0004]本專利發明的開關磁阻電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統,將開關磁阻電機與電磁直驅式變速器集成起來,電磁直驅式變速器由電磁直線執行器直接驅動接合套做直線運動完成換擋。集成后的系統中采用同一根軸作為驅動軸,電機內部完成換擋后輸出動力,可以有效提高系統的工作效率和結構緊湊性。同時,開關磁阻電機結構簡單,制造成本低,工作效率高,可靠性高,能夠保證集成后的動力系統具有較大的適用性。
【發明內容】
[0005]本專利將發明一種開關磁阻電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統,將變速器集成到開關磁阻電機中,可以使結構更加緊湊,工作效率更高,降低能耗,提高資源利用率。將電磁直驅技術運用到變速器中,可以有效提高換擋效率,同時電磁直驅裝置代替傳統的換擋操縱機構,可以使變速器整體結構緊湊性更好;開關磁阻電機的工作特性可以保證集成后的動力系統具有較好的工作適應性。集成化的動力系統控制精度更好,協調性能更強,具有較高的研究和實用價值。
[0006]本發明提出的開關磁阻電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統,包括:殼體、第一傳動軸、開關磁阻電機、第一隔磁環、電磁直驅變速器、第二傳動軸、常嚙合齒輪副和動力輸出軸;所述開關磁阻電機包括電機定子繞組、電機定子鐵芯和轉子鐵芯;所述電磁直驅變速器包括一擋嚙合齒輪副、第二隔磁環、花鍵轂、接合套、電磁直線執行器動子、電磁直線執行器定子、第三隔磁環和二擋嚙合齒輪副。其特征在于:
所述開關磁阻電機為雙凸極開關磁阻電機;所述電機定子繞組、電機定子鐵芯、第一隔磁環、第二隔磁環、電磁直線執行器定子和第三隔磁環固定在殼體上;所述轉子鐵芯、花鍵轂固定在第一傳動軸上;所述一擋嚙合齒輪副和二擋嚙合齒輪副空套在第一傳動軸上,且固定于第二傳動軸上;所述常嚙合齒輪副同時固定于第二傳動軸和動力輸出軸上;所述接合套僅有沿第一傳動軸軸線方向自由度,且與花鍵轂相連,且接合套上空套有電磁直線執行器動子;
共同驅動第一傳動軸的開關磁阻電機和電磁直驅變速器集成于殼體中,所述開關磁阻電機和電磁直驅變速器之間設有防止電磁干擾的第一隔磁環;所述電磁直線執行器定子兩邊設有防止漏磁的第二隔磁環和第三隔磁環。
[0007]所述電磁直驅變速器不包含換擋撥叉、換擋撥叉軸、換擋撥指和換擋軸等選換擋執行機構,而是通過電磁直線執行器直接驅動接合套完成自動換擋。
[0008]所述電磁直線執行器動子為動圈式結構。
[0009]所述電機定子繞組和電磁直線執行器動子與電源之間采用無線電力傳輸技術。
[0010]本專利發明的開關磁阻電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統,將開關磁阻電機與電磁直驅式變速器高度集成,具有結構緊湊、工作高效、控制精準等優點,運用在電動汽車上能夠實現高效節能、一體化控制的結果;集成后的系統可以充分發揮開關磁阻電機工作效率高、可靠性好的特點,使系統可以在不同工況下平穩工作;當用于對于擋位數要求較小的電動汽車時,可以最大程度上簡化動力系統結構、提高傳動效率;電磁直驅變速器取消了撥叉等換擋機構,采用電磁感應原理,由電磁直線執行器直接驅動接合套做直線運動,完成換擋,是結構更加緊湊,能源利用率更高;開關磁阻電機和電磁直驅變速器電路均由“電一磁一力”原理提供電流,控制系統工作的實質即為控制裝置內部的電流,使控制更加精準高效。
[0011]本專利發明的開關磁阻電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統適用于電動汽車動力系統技術領域,特別是應用在純電動汽車技術領域時,能夠有效延長純電動汽車的續航里程,為智能汽車的高效運行奠定了良好的技術基礎。本發明投入實際生產使用之后,將較大程度降低車輛驅動裝置能耗,帶來較大的經濟效益。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的一種開關磁阻電機與雙速自動變速器高度集成動力系統。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。
[0014]如圖1所示,本發明提出的開關磁阻電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統,包括:殼體1、第一傳動軸2、開關磁阻電機3、第一隔磁環4、電磁直驅變速器5、第二傳動軸6、常嚙合齒輪副7和動力輸出軸8;開關磁阻電機3包括電機定子繞組31、電機定子鐵芯32和轉子鐵芯33;電磁直驅變速器5包括一擋嚙合齒輪副51、第二隔磁環52、花鍵轂53、接合套54、電磁直線執行器動子55、電磁直線執行器定子56、第三隔磁環57和二擋嚙合齒輪副58。其特征在于:
開關磁阻電機3為雙凸極開關磁阻電機;電機定子繞組31、電機定子鐵芯32、第一隔磁環4、第二隔磁環52、電磁直線執行器定子56和第三隔磁環57固定在殼體I上;轉子鐵芯33、花鍵轂53固定在第一傳動軸2上;一擋嚙合齒輪副51和二擋嚙合齒輪副58空套在第一傳動軸2上,且固定于第二傳動軸6上;常嚙合齒輪副7同時固定于第二傳動軸6和動力輸出軸8上;接合套54僅有沿第一傳動軸軸線方向自由度,且與花鍵轂53相連,且接合套54上空套有電磁直線執行器動子55;
共同驅動第一傳動軸2的開關磁阻電機3和電磁直驅變速器5集成與殼體I中,開關磁阻電機3和電磁直驅變速器5之間設有防止電磁干擾的第一隔磁環4;電磁直線執行器定子56兩邊設有防止漏磁的第二隔磁環52和第三隔磁環57。
[0015]本發明的進一步優選方案是:
電磁直驅變速器5不包含換擋撥叉、換擋撥叉軸、換擋撥指和換擋軸等選換擋執行機構,而是通過電磁直線執行器動子55直接驅動接合套54完成自動換擋。
[0016]電磁直線執行器動子55為動圈式結構。
[0017]電機定子繞組31和電磁直線執行器動子55與電源之間采用無線電力傳輸技術。
[0018]本發明的開關磁阻電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統,如圖1所示,電機定子繞組31和電機定子鐵芯32利用“電一磁一力”原理使轉子鐵芯33產生旋轉力矩,帶動第一傳動軸2旋轉;電磁直線執行器動子55利用“電一磁一力”原理與電磁直線執行器定子56相互作用,產生直線運動,直接驅動接合套54沿第一傳動軸2軸線方向運動,完成換擋;接合套54位于中間位置時為空擋,與一擋嗤合齒輪副51和二擋嗤合齒輪副58嗤合時分別為一擋和二擋;當電磁直驅變速器5處于掛擋狀態時,動力依次通過第二傳動軸6、常嚙合齒輪副7,由動力輸出軸8輸出。在開關磁阻電機3與電磁直驅變速器5之間設有第一隔磁環4,用于避免電磁干擾;在電磁直線執行器定子56兩側設有第二隔磁環52和第三隔磁環57,防止漏磁。開關磁阻電機3和電磁直驅變速器5電路均由“電一磁一力”原理提供電流,控制系統工作的實質即為控制裝置內部的電流,使控制更加精準高效;運用于純電動汽車技術領域時,能夠有效增加車輛的續航里程,提高車輛行駛安全性,為智能汽車的高效運行奠定基礎。
[0019]以上所述僅是本發明的優選實施方式,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,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.開關磁阻電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統,包括:殼體(I)、第一傳動軸(2)、開關磁阻電機(3)、第一隔磁環(4)、電磁直驅變速器(5)、第二傳動軸(6)、常嚙合齒輪副(7)和動力輸出軸(8);所述開關磁阻電機(3)包括電機定子繞組(31)、電機定子鐵芯(32)和轉子鐵芯(33);所述電磁直驅變速器(5)包括一擋嚙合齒輪副(51)、第二隔磁環(52)、花鍵轂(53)、接合套(54)、電磁直線執行器動子(55)、電磁直線執行器定子(56)、第三隔磁環(57)和二擋嚙合齒輪副(58),其特征在于: 所述開關磁阻電機(3)為雙凸極開關磁阻電機;所述電機定子繞組(31)、電機定子鐵芯(32)、第一隔磁環(4)、第二隔磁環(52)、電磁直線執行器定子(56)和第三隔磁環(57)固定在殼體(I)上;所述轉子鐵芯(33)、花鍵轂(53)固定在第一傳動軸(2)上;所述一擋嚙合齒輪副(51)和二擋嚙合齒輪副(58)空套在第一傳動軸(2)上,且固定于第二傳動軸(6)上;所述常嚙合齒輪副(7 )同時固定于第二傳動軸(6 )和動力輸出軸(8 )上;所述接合套(54 )僅有沿第一傳動軸軸線方向自由度,且與花鍵轂(53)相連,且接合套(54)上空套有電磁直線執行器動子(55); 共同驅動第一傳動軸(2)的開關磁阻電機(3)和電磁直驅變速器(5)集成于殼體(I)中,所述開關磁阻電機(3)和電磁直驅變速器(5)之間設有防止電磁干擾的第一隔磁環(4);所述電磁直線執行器定子(56)兩邊設有防止漏磁的第二隔磁環(52)和第三隔磁環(57)。2.根據權利要求1所述的開關磁阻電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統,其特征在于:所述電磁直驅變速器(5)不包含換擋撥叉、換擋撥叉軸、換擋撥指和換擋軸等選換擋執行機構,而是通過電磁直線執行器(55)直接驅動接合套(54)完成自動換擋。3.根據權利要求1和2所述的開關磁阻電機與雙速電磁直驅變速器集成動力系統,其特征在于:所述電磁直線執行器動子(55)為動圈式結構。4.根據權利要求1、2和3所述的開關磁阻電機與雙速電磁直驅變速器動力集成系統,其特征在于:所述電機定子繞組(31)和電磁直線執行器動子(55)與電源之間采用無線電力傳輸技術。
【文檔編號】B60K17/08GK105978218SQ201610328286
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月18日
【發明人】李波, 俞瀟, 葛文慶
【申請人】山東理工大學