一种混合动力电机系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种混合动力电机系统，其包括连接在电机外壳和转动连接在电机外壳上的电机轴，电机外壳的内壁上装有定子线圈，电机轴上固接有与定子线圈对应设置的转子，所述电机轴呈空心套筒状且电机外壳还转动连接有穿装在电机轴内腔中的传动轴，电机外壳的内壁上还装有位于定子线圈一侧部的内齿圈，电机轴上固接有位于内齿圈内部的太阳轮，传动轴上固接有行星架，行星架上动力连接有同时与内齿圈和太阳轮啮合的行星轮。本实用新型专利技术可以实现电机高速小扭矩下与发动机匹配动力耦合，降低电机性能要求，并提高系统集成化程度，减小系统体积，简化系统结构，降低动力总成的匹配难度和整车布置难度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种混合动力电机系统，其包括连接在电机外壳和转动连接在电机外壳上的电机轴，电机外壳的内壁上装有定子线圈，电机轴上固接有与定子线圈对应设置的转子，所述电机轴呈空心套筒状且电机外壳还转动连接有穿装在电机轴内腔中的传动轴，电机外壳的内壁上还装有位于定子线圈一侧部的内齿圈，电机轴上固接有位于内齿圈内部的太阳轮，传动轴上固接有行星架，行星架上动力连接有同时与内齿圈和太阳轮啮合的行星轮。本技术可以实现电机高速小扭矩下与发动机匹配动力耦合，降低电机性能要求，并提高系统集成化程度，减小系统体积，简化系统结构，降低动力总成的匹配难度和整车布置难度。【专利说明】—种混合动力电机系统
本技术涉及一种混合动力电机系统。
技术介绍
混合动力车辆(如混合动力公交车等)在节约能源方面相比于传统车辆具有显著优势。目前的单轴并联式混合动力系统中电机轴是直接与发动机输出轴同步速连接，这就要求电机运行于低转速大扭矩状态下，提高了电机的性能要求，增大了系统体积，系统结构复杂，动力总成的匹配难度和整车布置难度大并且其成本也高。合，降低电机性能要求，并提高系统集成化程度，减小，简化。
技术实现思路
本技术针对上述问题提供一种实现电机高速小扭矩下与发动机匹配动力耦的混合动力电机系统。为了解决上述技术问题，本技术提供了一种如下结构的混合动力电机系统，包括连接在电机外壳和转动连接在电机外壳上的电机轴，电机外壳的内壁上装有定子线圈，电机轴上固接有与定子线圈对应设置的转子，其结构特点是:所述电机轴呈空心套筒状且电机外壳还转动连接有穿装在电机轴内腔中的传动轴，电机外壳的内壁上还装有位于定子线圈一侧部的内齿圈，电机轴上固接有位于内齿圈内部的太阳轮，传动轴上固接有行星架，行星架上动力连接有同时与内齿圈和太阳轮啮合的行星轮。所述电机外壳内装有位于定子线圈和内齿圈之间的隔板，隔板将电机外壳的内腔分隔成发电内腔和传动内腔。所述电机外壳包括前端盖、后端盖以及连接在前端盖和后端盖之间且呈圆筒状的中间壳体，所述传动轴的前后端部分别通过轴承转动连接在前端盖和后端盖上且端头部分别穿出前端盖和后端盖。所述电机轴的前后端部分别通过轴承安装在前端盖和隔板上。采用上述结构后，电机轴与行星齿轮机构中的太阳轮固接，传动轴与行星齿轮机构的行星架固接，传动轴同时作为整个电机系统的输入轴和输出轴，并与行星架连接，传动轴与电机轴相对转动的转速差由太阳轮与行星架的转速差决定；因而本技术方案可以实现电机高速小扭矩下与发动机匹配动力耦合，降低电机性能要求，并提高系统集成化程度，减小系统体积，简化系统结构，降低动力总成的匹配难度和整车布置难度。【专利附图】【附图说明】图1是现有技术的结构示意图；图2是本技术的一种实施例的结构示意图；图3是本技术的另一种实施例的结构示意图。【具体实施方式】如图1所示的现有技术中的混合动力电机系统，其包括电机外壳体21，电机外壳体21上转动连接有电机主轴22，电机主轴22上装有电机转子24，电机外壳体21上装有与电机转子24相对应设置的电机定子25，电机主轴22上还装有太阳轮23，电机外壳21内还装有内齿圈26，电机外壳21上还转动连接有动力输出轴27，动力输出轴27的内伸端装有行星架28，行星架28上装有与内齿圈和太阳轮之间的行星轮29。在上述结构的混合动力电机系统中，电机主轴22直接与发动机的输出固联，因而电机转速要与发动机转速保持相同，而发动机的转速即柴油机的转速一般很低，这就要求该电机具有低速、大扭矩的特性，而现有的一般电机高效区为高速、低扭矩，具有上述特性的电机成本高，并且适应该特性的电机效率很低，因而提高了混合动力机车的动力总成匹配难度。下面结合附图对本技术的【具体实施方式】作进一步的详细说明:如附图2所示的实施例，本技术所提供的混合动力电机系统包括连接在电机外壳I和转动连接在电机外壳I上的电机轴2,电机外壳I的内壁上装有定子线圈4,电机轴2上固接有与定子线圈4对应设置的转子5，所述电机轴2呈空心套筒状且电机外壳I还转动连接有穿装在电机轴2内腔中的传动轴3，电机外壳I的内壁上还装有位于定子线圈4一侧部的内齿圈6，电机轴2上固接有位于内齿圈6内部的太阳轮7，传动轴3上固接有行星架8，行星架8上动力连接有同时与内齿圈6和太阳轮7啮合的多个环布的行星轮9，即多个行星轮9沿太阳轮7环布且位于太阳轮与内齿圈6之间。电机外壳I包括前端盖11、后端盖12以及连接在前端盖11和后端盖12之间且呈圆筒状的中间壳体13，所述传动轴3的前后端部分别通过轴承转动连接在前端盖11和后端盖12上且端头部分别穿出前端盖11和后端盖12，上述电机轴2的前端转动连接在前端盖11上，后端通过太阳轮、行星轮以及内齿圈6之间的传动进行定位。上述结构的混合动力电机系统，传动轴3同时作为整个电机系统的输入轴和输出轴，空套在电机轴2轴向中心通孔中，并与行星架8连接，因而其与电机轴2相对转动，显然地，其相对转动的转速差由太阳轮7与行星架8的转速差决定，具有太阳轮、内齿圈、围绕太阳轮旋转并与太阳轮和内齿圈啮合的行星轮以及支持行星轮并与太阳轮和内齿圈具有同一回转中心的行星架称之为行星齿轮机构，行星齿轮机构中太阳轮、行星架、内齿圈三者间的关系由下式决定，(d0+ds)?H+^?s = °其中为太阳轮转速为行星架转速；?。为内齿圈转速i为内齿圈分度圆直径，/力太阳轮分度圆直径。其中任意两个的速度决定另一个的速度。例如，对于一个行星齿轮机构，行星架转速、转矩一定的情况下，太阳轮转速、转矩可以决定内齿圈的转速、转矩，电机单独工作时，电机通过行星齿轮机构降速增扭后单独驱动，具体为:电机启动后，定子线圈4与转子5间产生电磁转矩，通过上述行星`齿轮机构驱动传动轴3输出动力(转速和转矩)，即由于电机轴2与太阳轮7联接，所以太阳轮7也被驱动输出动力；又由于内齿圈与电机壳体固联，所以太阳轮与行星架以定值的减速比对电机输出的动力进行减速增扭，并通过与行星架8固联的传动轴3输出；当该电机系统提供动力无法满足要求时，其他动力装置如发动机或另一部电机启动，并通过动力偶合装置如离合器等与电机的传动轴3联接，与电机通过传动轴3实现转矩偶合共同驱动；减速制动时，车体惯性力通过行星齿轮机构等带动转子5转动，回收制动能量，此时该电机系统工作于发电机状态。在本电机系统中，采用行星齿轮机构对电机输出的动力进行降速增扭，并通过空套在电机轴2轴向通孔中的传动轴3将发动机与该电机系统两者的动力进行耦合，可以使发动机工作在高效区的同时，调节高效区范围较宽的电机的转速，实现输出轴的无极变速，从而简化动力总成结构。本技术所提供的上述电机系统还具有油泵、冷却油滤清器、散热器、油温检测控制单元、油箱、密封件等辅件，该电机系统也具有转速传感器、电机控制器等辅件，上述辅件皆为本行业领域人员所掌握的基础技术，其具体结构以及安装连接关系为现有技术，在此不再赘述。如图3所示的本技术的另一种实施例，其基本特征与上述实施例相同，不同点在于:所述电机外壳I内装有位于定子线圈4和内齿圈6之间的隔板10,隔板10将电机外壳I的内腔分隔成发电内腔和传动内腔；电机轴2的前后端部分别通过轴承安装在前端盖11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力电机系统，包括连接在电机外壳（1）和转动连接在电机外壳（1）上的电机轴（2），电机外壳（1）的内壁上装有定子线圈（4），电机轴（2）上固接有与定子线圈（4）对应设置的转子（5），其特征是：所述电机轴（2）呈空心套筒状且电机外壳（1）还转动连接有穿装在电机轴（2）内腔中的传动轴（3），电机外壳（1）的内壁上还装有位于定子线圈（4）一侧部的内齿圈（6），电机轴（2）上固接有位于内齿圈（6）内部的太阳轮（7），传动轴（3）上固接有行星架（8），行星架（8）上动力连接有同时与内齿圈（6）和太阳轮（7）啮合的行星轮（9）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩尔樑，桂经良，耿丽珍，田莹，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：