本发明专利技术公开了一种增程式电动汽车用定子永磁型双机械端口电机及动力总成。增程式电动汽车用定子永磁型双机械端口电机包括发电机和驱动电机，发电机是由电机输入轴、内转子和永磁型内定子构成一个内转子定子永磁型内电机，驱动电机是由永磁型外定子、外转子和电机输出轴构成一个外转子定子永磁型外电机。本发明专利技术实现了将增程式电动汽车的发电机和驱动电机一体化设置制造，大幅减小体积，节省内燃机舱内空间；驱动电机采用外转子结构，运行于低速大转矩模式，可直接驱动汽车，无需减速齿轮，降低了系统复杂度；内、外转子之上无任何绕组以及永磁体，无需电刷和滑环，降低了损耗同时又方便维护。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种增程式电动汽车用定子永磁型双机械端口电机及动力总成，属于电动汽车动力技术。
技术介绍
近年来，随着全球环境恶化以及石油资源的日益短缺，传统汽车产业面临着严峻考验。因此，节能环保新能源汽车的研发已经成为世界各国政府的战略性产业和国内外专家学者关注的热点之一。作为新能源汽车的一类，增程式电动汽车以其燃油消耗量低、尾气排放少、续航里程长的显著优点脱颖而出，并得到了快速的发展。而有效提高增程式电动汽车性能的关键核心技术是研制高性能的动力总成系统。增程式电动汽车的动力总成系统由动力电池系统、动力驱动系统、整车控制系统和增程发电系统组成，由整车控制器完成运行控制策略，其中动力驱动系统和增程发电系统为增程式电动汽车动力总成系统的核心部分。而动力驱动系统又由电动机以及差减速器构成，增程发电系统则由内燃机和发电机构成。由于增程式电动汽车动力总成系统包含的组件较多，占用体积较大，为其内燃机舱的布置带来了困难。尤其是对于国内占有量最大的紧凑型轿车，其内燃机舱的安装空间极其有限。一种解决方案是将动力驱动系统和增程发电系统分别安装于汽车前舱和后舱中，但这不仅占用了大量空间，还由于整体结构复杂导致安装维护困难。为减小增程式电动汽车动力总成系统体积，中国专利ZL201320689759.6提出了一种同轴式双转子/双定子电机。该电机由外转子、第一定子、第二定子以及内转子构成，第一定子包围着第二定子，且两者之间具有间隙，并在该间隙中设有冷却水道；电机输入轴、内转子和第二定子构成了一个电励磁同步发电机；第一定子、外转子和电机输出轴构成了一个内置式永磁同步驱动电机。该电机结构实现了将增程式电动汽车的发电机和驱动电机一体化设置制造，从而大幅减小了体积，节省内燃机舱内空间。然而，该电机仍具有如下缺点：(1)永磁体置于外转子铁心内部，破坏了转子整体机械强度，运行时易震动，可靠性较低；(2)发电机采用电励磁同步电机，因此需要电刷和滑环，而电刷和滑环需要定期维护并会产生额外损耗等；(3)散热水道置于第一定子和第二定子之间，不能带走外转子永磁体以及内转子励磁线圈的热量。显然，温度过高会导致外转子永磁体发生不可逆失磁以及内转子励磁线圈的烧毁，极大的限制了整个系统的过载能力，同时也降低了系统可靠性；(4)外电机极对数较少，不能发挥外转子永磁同步电机低速大转矩的特点；(5)输出轴和车轮差速器之间需要减速器，不仅占用了体积，增加了系
统复杂度，还会引起额外损耗，降低系统可靠性。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种增程式电动汽车用定子永磁型双机械端口电机及动力总成，体积小且便于布置。技术方案：为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种增程式电动汽车用定子永磁型双机械端口电机，包括壳体、电机输入轴、电机输出轴、以及安装在壳体内部的内转子、永磁型内定子、电机固定环、永磁型外定子和外转子，且内转子、永磁型内定子、电机固定环、永磁型外定子和外转子由内至外同轴线设置；电机固定环为不导磁金属材质；电机输入轴右端位于壳体内、左端伸出壳体，电机输出轴左端位于壳体内、右端伸出壳体；内转子与电机输入轴右端同轴线固定，永磁型内定子贴合电机固定环内表面固定，永磁型外定子贴合电机固定环外表面固定，外转子与电机输出轴左端同轴线固定；电机输入轴、内转子和永磁型内定子构成一个内转子定子永磁型内电机，称之为这是发电机；永磁型外定子、外转子和电机输出轴构成一个外转子定子永磁型外电机，称之为这是驱动电机。电机固定环为不导磁金属材质，用于连接永磁型外定子与永磁型内定子，并将两个定子固定在壳体上，同时阻隔两个定子之间的磁场耦合；一般在电机输入轴与壳体之间采用轴承链接并采用油封设计，在电机输出轴与壳体之间也采用轴承链接并采用油封设计。优选的，发电机的永磁体和电枢绕组安装在永磁型内定子上，内转子由纯硅钢片周向叠压而成；驱动电机的永磁体和电枢绕组安装在永磁型外定子上，外转子由纯硅钢片周向叠压而成。优选的，永磁型内定子和永磁型外定子的定子类型一致，均为磁通切换电机定子、双凸极永磁电机定子或磁通反向型电机定子。优选的，电机固定环上设置有散热孔道，散热孔道能够外接冷却装备；通过散热控制实现定子永磁型双机械端口电机的快速散热。一种采用权力要求所述的增程式电动汽车用定子永磁型双机械端口电机的动力总成，包括增程式电动汽车用定子永磁型双机械端口电机、内燃机、双电机控制器、蓄电池和差速器，增程式电动汽车用定子永磁型双机械端口电机包括发电机和驱动电机，发电机的电机输入轴与内燃机的输出轴直接连接，驱动电机的电机输出轴与差速器的输入轴直接连接；双电机控制器从蓄电池处获取的驱动能量通过驱动电机输出动力，直接传递给差速器；双电机控制器从蓄电池处获取的发电能量通过发电机输出动力，直接启动
内燃机，内燃机带动发电机发电，产生的电能通过双电机控制器存储在蓄电池内。上述动力总成有两种工作情况，具体如下：一种情况下，由双电机控制器从蓄电池获取能量，再通过驱动电机向差速器输出动力；另一种情况下，先由发电机通过双电机控制器从蓄电池处获取能量，拖动内燃机至最优工作点转速；随后内燃机点火运行，并带动发电机运行；发电机通过双电机控制器向蓄电池充电；双电机控制器仍从蓄电池处获取能量，通过驱动电机输出动力，直接传递至差速器。上述动力总成中的增程式电动汽车用定子永磁型双机械端口电机也可替换为相互独立的定子永磁型发电控制器和定子永磁型驱动电机控制器。有益效果：本专利技术提供的增程式电动汽车用定子永磁型双机械端口电机及动力总成，实现了将增程式电动汽车的发电机和驱动电机一体化设置制造，并采用了定子永磁型双机械端口电机作为发电机和驱动电机，主要有以下有益效果：1、大幅减小体积，节省内燃机舱内空间；2、发电机和驱动电机之间无磁场耦合，控制简单；3、永磁体安装在定子上，抗震性强，可靠性高；4、电机固定环上开有散热孔，而固定环直接与安装有电枢绕组和永磁体的定子接触，散热性好；5、定子永磁型外转子电机具有低速大转矩的特性，可直接与车轮差速器相连，不需要减速齿轮，从而降低了成本，增加了系统可靠性；6、内、外转子皆为硅钢片叠压而成，不仅加工方便而且不需要电刷和滑环，具有牢固、可靠性高的优点。附图说明图1为增程式电动汽车用定子永磁型双机械端口电机的结构示意图；图2为增程式电动汽车动力总成系统能量走向示意图(纯电动模式)；图3为增程式电动汽车动力总成系统能量走向示意图(增程模式)。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。如图1所示为一种增程式电动汽车用定子永磁型双机械端口电机，包括壳体9(可采用铸铝材料)、电机输入轴6、电机输出轴5、以及安装在壳体9内部的内转子4、永磁型内定子2、电机固定环7、永磁型外定子1和外转子3，且内转子4、永磁型内定子2、电机固定环7、永磁型外定子1和外转子3由内至外同轴线设置；电机固定环7为不导磁金属材质；电机输入轴6右端位于壳体9内、左端伸出壳体9，电机输出轴5左端位于壳体9内、右端伸出壳体9；内转子4与电机输入轴6右端同轴线固定，永磁型内定子2贴合电机固定环7内表面固定，永磁型外定子1贴合电机固定环7外表面固定，外转子3与电机输出轴5(曲轴结构)左端同轴线固定。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种增程式电动汽车用定子永磁型双机械端口电机，其特征在于：包括壳体(9)、电机输入轴(6)、电机输出轴(5)、以及安装在壳体(9)内部的内转子(4)、永磁型内定子(2)、电机固定环(7)、永磁型外定子(1)和外转子(3)，且内转子(4)、永磁型内定子(2)、电机固定环(7)、永磁型外定子(1)和外转子(3)由内至外同轴线设置；电机固定环(7)为不导磁金属材质；电机输入轴(6)右端位于壳体(9)内、左端伸出壳体(9)，电机输出轴(5)左端位于壳体(9)内、右端伸出壳体(9)；内转子(4)与电机输入轴(6)右端同轴线固定，永磁型内定子(2)贴合电机固定环(7)内表面固定，永磁型外定子(1)贴合电机固定环(7)外表面固定，外转子(3)与电机输出轴(5)左端同轴线固定；电机输入轴(6)、内转子(4)和永磁型内定子(2)构成一个内转子定子永磁型内电机，称之为这是发电机(11)；永磁型外定子(1)、外转子(3)和电机输出轴(5)构成一个外转子定子永磁型外电机，称之为这是驱动电机(12)。
【技术特征摘要】
1.一种增程式电动汽车用定子永磁型双机械端口电机，其特征在于：包括壳体(9)、电机输入轴(6)、电机输出轴(5)、以及安装在壳体(9)内部的内转子(4)、永磁型内定子(2)、电机固定环(7)、永磁型外定子(1)和外转子(3)，且内转子(4)、永磁型内定子(2)、电机固定环(7)、永磁型外定子(1)和外转子(3)由内至外同轴线设置；电机固定环(7)为不导磁金属材质；电机输入轴(6)右端位于壳体(9)内、左端伸出壳体(9)，电机输出轴(5)左端位于壳体(9)内、右端伸出壳体(9)；内转子(4)与电机输入轴(6)右端同轴线固定，永磁型内定子(2)贴合电机固定环(7)内表面固定，永磁型外定子(1)贴合电机固定环(7)外表面固定，外转子(3)与电机输出轴(5)左端同轴线固定；电机输入轴(6)、内转子(4)和永磁型内定子(2)构成一个内转子定子永磁型内电机，称之为这是发电机(11)；永磁型外定子(1)、外转子(3)和电机输出轴(5)构成一个外转子定子永磁型外电机，称之为这是驱动电机(12)。2.根据权利要求1所述的增程式电动汽车用定子永磁型双机械端口电机，其特征在于：发电机(11)的永磁体和电枢绕组安装在永磁型内定子(2)上，内转子(4)由纯硅钢片周向叠压而成；驱动电机(12)的永磁体和电枢绕组安装在永磁型外定子...
【专利技术属性】
技术研发人员：花为，周令康，程明，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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