一种电动汽车增程器及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种电动汽车增程器及控制方法。其中，该电动汽车增程器包括：原动机、无轭轴向磁通永磁电机以及电机控制器；原动机的曲轴与无轭轴向磁通永磁电机的转子固定连接，用于带动无轭轴向磁通永磁电机转子转动；无轭轴向磁通永磁电机的转子磁极与定子绕组在轴向相对设置，转子磁极与定子绕组相对旋转运动以使无轭轴向磁通永磁电机发电；电机控制器分别与无轭轴向磁通永磁电机、车载电池及驱动电机电连接，用于控制无轭轴向磁通永磁电机向车载电池充电，和/或向驱动电机供电。本发明专利技术提供了一种电动汽车增程器及控制方法，以进一步减小现有电动汽车增程器的重量和体积，改善电动汽车的整车重量和空间布置。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车增程器及控制方法
本专利技术涉及电动汽车
，尤其涉及一种电动汽车增程器及控制方法。
技术介绍
随着国家对汽车节能减排的高度重视，电动汽车以其零排放和低能耗得到国家环保部门的大力推广。电动汽车内部设置有车载电池，以向驱动电机供电使其转动以带动汽车行驶；车载电池电量有限、续航里程短，需要通过外界电源进行充电，使用极其不便。在电动汽车内设置增程器作为随车电源，可以减少车载电池的充电次数，扩大电动汽车的续航里程。现有技术中，电动汽车增程器包括原动机和启动发电一体机(integratedStarter&Generator，ISG)。原动机可以为以汽油、柴油、甲醇、乙醇、天然气等燃料为能源的内燃机，用于拖动启动发电一体机转动发电。启动发电一体机用于在原动机转速为零时带动原动机启动，并在原动机启动完毕后在原动机的拖动下发电。目前电动汽车增程器中启动发电一体机一般采用内转子结构，将转子和定子设置在径向的相对位置，定子有轭部而且定子将转子包围，导致目前的启动发电一体机整机的体积较大，重量偏大，进而影响电动汽车的整车性能空间布置。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种电动汽车增程器及控制方法，以解决现有电动汽车增程器重量和体积过大，影响电动汽车的性能和整车布置的问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种电动汽车增程器，包括：原动机、无轭轴向磁通永磁电机以及电机控制器；所述原动机的曲轴与所述无轭轴向磁通永磁电机的转子固定连接，用于带动所述无轭轴向磁通永磁电机转子转动；所述无轭轴向磁通永磁电机的转子磁极与定子绕组在轴向相对设置，所述转子磁极与所述定子绕组相对旋转运动以使所述无轭轴向磁通永磁电机发电；所述电机控制器分别与所述无轭轴向磁通永磁电机、车载电池及驱动电机电连接，用于控制所述无轭轴向磁通永磁电机向所述车载电池充电，和/或向驱动电机供电。可选的，所述电机控制器包括第一控制板；所述第一控制板具有启动状态和发电状态两个工作状态；所述第一控制板的启动状态用于控制所述无轭轴向磁通永磁电机处于电动状态；所述第一控制板的发电状态用于控制所述无轭轴向磁通永磁电机处于发电状态。可选的，所述无轭轴向磁通永磁电机为盘式电机。可选的，所述无轭轴向磁通永磁电机包括沿轴向相对设置的第一端盖和第二端盖；所述第一端盖与所述第二端盖相对的一侧固定有至少一相定子绕组，所述第二端盖与所述第一端盖相对的一侧对应设置有转子磁极。可选的，每相定子绕组包括至少两条绕组支路；所述无轭轴向磁通永磁电机还包括至少一个开关器件，所述至少一个开关器件设置于所述第一端盖远离第二端盖的一侧；所述至少一个开关器件通过所述第一端盖上的至少一个穿孔与所述至少两条绕组支路电连接，用于通过闭合和断开实现所述至少两条绕组支路的串联或并联。可选的，所述电机控制器还包括第二控制板；所述第二控制板与所述至少一个开关器件电连接，用于控制所述至少一个开关器件的闭合和断开。可选的，每相定子绕组包括两条绕组支路：第一绕组支路和第二绕组支路；所述无轭轴向磁通永磁电机包括三个开关器件：第一开关器件、第二开关器件和第三开关器件；所述第一绕组支路的第一端与所述第一开关器件的第一端电连接，第二端分别与所述第二开关器件的第一端和所述第三开关的第一端电连接；所述第二绕组支路的第一端分别与所述第一开关器件的第二端和所述第三开关器件的第二端电连接，第二端与所述第二开关器件的第二端电连接。可选的，所述开关器件为三相开关器件或单相开关器件。可选的，所述三相开关器件为三相交流接触器、三相固态继电器或者三相直流继电器；所述单相开关器件为单相直流继电器、单相固态继电器或绝缘栅双极型晶体管。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种电动汽车增程器的控制方法，适用于本专利技术任意实施例提供的电动汽车增程器，包括：所述原动机通过曲轴带动所述无轭轴向磁通永磁电机转子转动；所述无轭轴向磁通永磁电机的所述转子磁极与定子绕组相对旋转运动以使所述无轭轴向磁通永磁电机发电；所述电机控制器控制所述无轭轴向磁通永磁电机向所述车载电池充电，和/或向驱动电机供电。可选的，所述电机控制器包括第一控制板；所述第一控制板具有启动状态和发电状态两个工作状态；所述原动机通过所述曲轴带动所述无轭轴向磁通永磁电机转子转动，包括：所述第一控制板处于启动状态并控制所述无轭轴向磁通永磁电机处于电动状态，通过曲轴带动所述原动机启动；当所述原动机的转速增大至设定发电转速时，所述第一控制板切换至发电状态并控制所述无轭轴向磁通永磁电机处于发电状态，所述原动机的曲轴带动所述无轭轴向磁通永磁电机的转子转动。可选的，所述无轭轴向磁通永磁电机为盘式电机。可选的，所述无轭轴向磁通永磁电机包括沿轴向相对设置的第一端盖和第二端盖；所述第一端盖与所述第二端盖相对的一侧固定有至少一相定子绕组，所述第二端盖与所述第一端盖相对的一侧对应设置有转子磁极；每相定子绕组包括至少两条绕组支路；所述无轭轴向磁通永磁电机还包括至少一个开关器件，所述至少一个开关器件与所述至少两条绕组支路电连接，用于通过闭合和断开实现所述至少两条绕组支路的串联或并联；所述电动汽车增程器的控制方法，还包括：当所述无轭轴向磁通永磁电机的转速小于电机额定转速时，所述电机控制器控制所述至少一个开关器件实现所述至少两条绕组支路的串联；当所述无轭轴向磁通永磁电机的转速等于或大于电机额定转速时，所述电机控制器控制所述至少一个开关器件实现所述至少两条绕组支路的并联。本专利技术中，电动汽车增程器将无轭轴向磁通永磁电机作为发电机发电，原动机曲轴的动力输出端带动无轭轴向磁通永磁电机的转子转动，使得无轭轴向磁通永磁电机的转子磁极和定子绕组相对旋转运动，无轭轴向磁通永磁电机发电；并在电机控制器的控制下，无轭轴向磁通永磁电机向车载电池充电和/或直接向驱动电机供电，从而增大电动汽车的电能储量，增长电动汽车的续航时间。无轭轴向磁通永磁电机相对于现电动汽车增程器常用的径向磁通电机，相同功率等级的无轭轴向磁通永磁电机比径向磁通电机的体积或重量减少二分之一以上，对于电动汽车增程器而言，显著降低的重量和体积对整车轻量化意义重大，电动汽车增程器节省的空间便于电动汽车的整车布置。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种电动汽车增程器的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种定子绕组和转子磁极的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种无轭轴向磁通永磁电机的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种电动汽车增程器的外部结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种第一端盖的俯视图；图6是本专利技术提供的一种绕组支路连接结构的示意图；图7是本专利技术实施例提供的一种电动汽车增程器的控制方法的流程示意图；图8是本专利技术实施例提供的另一种电动汽车增程器的控制方法的流程示意图图9是本专利技术实施例提供的一种无轭轴向磁通永磁电机的扭矩-转速关系曲线图；图10为本专利技术实施例提供的又一种电动汽车增程器控制方法的流程示意图；图11是本专利技术实施例提供的另一种无轭轴向磁通永磁电机的扭矩-转速关系曲线图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车增程器，其特征在于，包括：原动机、无轭轴向磁通永磁电机以及电机控制器；所述原动机的曲轴与所述无轭轴向磁通永磁电机的转子固定连接，用于带动所述无轭轴向磁通永磁电机转子转动；所述无轭轴向磁通永磁电机的转子磁极与定子绕组在轴向相对设置，所述转子磁极与所述定子绕组相对旋转运动以使所述无轭轴向磁通永磁电机发电；所述电机控制器分别与所述无轭轴向磁通永磁电机、车载电池及驱动电机电连接，用于控制所述无轭轴向磁通永磁电机向所述车载电池充电，和/或向驱动电机供电。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车增程器，其特征在于，包括：原动机、无轭轴向磁通永磁电机以及电机控制器；所述原动机的曲轴与所述无轭轴向磁通永磁电机的转子固定连接，用于带动所述无轭轴向磁通永磁电机转子转动；所述无轭轴向磁通永磁电机的转子磁极与定子绕组在轴向相对设置，所述转子磁极与所述定子绕组相对旋转运动以使所述无轭轴向磁通永磁电机发电；所述电机控制器分别与所述无轭轴向磁通永磁电机、车载电池及驱动电机电连接，用于控制所述无轭轴向磁通永磁电机向所述车载电池充电，和/或向驱动电机供电。2.根据权利要求1所述的电动汽车增程器，其特征在于：所述电机控制器包括第一控制板；所述第一控制板具有启动状态和发电状态两个工作状态；所述第一控制板的启动状态用于控制所述无轭轴向磁通永磁电机处于电动状态；所述第一控制板的发电状态用于控制所述无轭轴向磁通永磁电机处于发电状态。3.根据权利要求1所述的电动汽车增程器，其特征在于：所述无轭轴向磁通永磁电机为盘式电机。4.根据权利要求3所述的电动汽车增程器，其特征在于：所述无轭轴向磁通永磁电机包括沿轴向相对设置的第一端盖和第二端盖；所述第一端盖与所述第二端盖相对的一侧固定有至少一相定子绕组，所述第二端盖与所述第一端盖相对的一侧对应设置有转子磁极。5.根据权利要求4所述的电动汽车增程器，其特征在于，每相定子绕组包括至少两条绕组支路；所述无轭轴向磁通永磁电机还包括至少一个开关器件，所述至少一个开关器件设置于所述第一端盖远离第二端盖的一侧；所述至少一个开关器件通过所述第一端盖上的至少一个穿孔与所述至少两条绕组支路电连接，用于通过闭合和断开实现所述至少两条绕组支路的串联或并联。6.根据权利要求5所述的电动汽车增程器，其特征在于：所述电机控制器还包括第二控制板；所述第二控制板与所述至少一个开关器件电连接，用于控制所述至少一个开关器件的闭合和断开。7.根据权利要求5所述的电动汽车增程器，其特征在于，每相定子绕组包括两条绕组支路：第一绕组支路和第二绕组支路；所述无轭轴向磁通永磁电机包括至少三个开关器件：第一开关器件、第二开关器件和第三开关器件；所述第一绕组支路的第一端与所述第一开关器件的第一端电连接，第二端分别与所述第二开关器件的第一端和所述第三开关的第一端电连接；所述第二绕组支路的第一端分别与所述第一开关器件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪广，
申请(专利权)人：李洪广，
类型：发明
国别省市：上海,31