本發(fā)明屬于混合動(dòng)力汽車領(lǐng)域，具體涉及一種用于混合動(dòng)力車的電機(jī)。

背景技術(shù)：

隨著人民生活水平的改善，汽車已成為人們出行的主要交通工具，其耗用了大量的石油資源，給大氣產(chǎn)生極大的污染。同時(shí)，能源和環(huán)境的壓力一直推動(dòng)著汽車新技術(shù)朝著低油耗、低排放的方向發(fā)展。而電動(dòng)汽車的正是在這樣的背景下又得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。但是由于電池等儲(chǔ)能技術(shù)的限制，電動(dòng)汽車的行駛里程無(wú)法與燃油汽車相比，同時(shí)，由于制造成本較高，市場(chǎng)推廣與傳統(tǒng)燃油汽車相比仍有一定困難。使用內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)的混合動(dòng)力汽車是一種替代的解決方法。混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn)是把純電動(dòng)汽車的行駛里程大大延長(zhǎng)，并且能快速添加汽油或柴油，與燃油汽車相比，在相同行駛里程的條件下混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的燃油消耗和排放要小得多。

串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車是混合動(dòng)力汽車的一種，它是指發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能首先通過(guò)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能，轉(zhuǎn)化后的電能一部分用于給蓄電池充電，另一部分經(jīng)由電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)車輪。其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)三大部件“串聯(lián)”組成，工作原理是：發(fā)動(dòng)機(jī)—發(fā)電機(jī)組均衡地發(fā)電，電能供應(yīng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和電池組，驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力驅(qū)動(dòng)車輛行駛。其優(yōu)點(diǎn)是：發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間無(wú)機(jī)械聯(lián)接，發(fā)動(dòng)機(jī)工況可以避免受到道路阻力的影響，發(fā)動(dòng)機(jī)能固定在最高效率和較低排放狀態(tài)工作，車輛完全由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以方便地實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量回收；所用零部件制造技術(shù)都比較成熟，可以充分利用現(xiàn)有成熟的車輛零配件和整車生產(chǎn)體系，大大降低了生產(chǎn)制造的難度和成本，電氣控制簡(jiǎn)單、可靠。

串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的缺點(diǎn)是：混合動(dòng)力車動(dòng)力部件多，裝配布局工作量大，整車質(zhì)量較大，同時(shí)，部件較多一定程度上降低了其可靠性，由于汽車內(nèi)工作環(huán)境惡劣，震動(dòng)、噪聲、電磁干擾對(duì)電氣系統(tǒng)工作造成嚴(yán)重影響，在電氣系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，汽車將無(wú)法繼續(xù)行駛，用戶只能等待拖車?yán)ゾS修，即浪費(fèi)了時(shí)間，也提高了汽車公司的相關(guān)成本，同時(shí)也降低了駕駛體驗(yàn)。

車輛在高速路上行駛時(shí)，普通燃油汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃油利用率和整車效率都在比較高的水平，串聯(lián)式混合動(dòng)力車由于能量經(jīng)過(guò)了兩次轉(zhuǎn)化，不可避免的帶來(lái)一部分能量損失，傳遞效率較機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)低，混合動(dòng)力車在這種情況下與正常車輛在綜合效率方面沒(méi)有什么優(yōu)勢(shì)。盡管運(yùn)用高性能材料和先進(jìn)的控制策略可以提高整車能量傳遞效率，但仍然要小于機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，并且推高了電機(jī)制造成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)存在的問(wèn)題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題就是提供一種用于混合動(dòng)力車的電機(jī)組合，它具有發(fā)電和電驅(qū)動(dòng)的功能，并具有傳動(dòng)的離合功能，它能減少動(dòng)力部件、裝配布局工作量和整車質(zhì)量，且在電氣系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，能夠傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，能驅(qū)動(dòng)車輛；在高速路上行駛能獲得跟普通燃油汽車一樣的高效率。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，它包括圓柱形的電機(jī)殼，在電機(jī)殼內(nèi)，沿轉(zhuǎn)軸依次排列有徑向電機(jī)、離合器和軸向電機(jī)；

所述徑向電機(jī)包括徑向定子繞組和徑向轉(zhuǎn)子磁極，徑向定子繞組沿徑向發(fā)散布設(shè)在以發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸為中心的電機(jī)殼圓形內(nèi)側(cè)面上，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸連接在離合器主動(dòng)盤(pán)中心，在離合器主動(dòng)盤(pán)上對(duì)應(yīng)于徑向定子繞組一側(cè)配置有徑向轉(zhuǎn)子磁極；

所述離合器包括離合器主動(dòng)盤(pán)和離合器從動(dòng)盤(pán)，離合器主動(dòng)盤(pán)與離合器從動(dòng)盤(pán)之間有接合或分離的間隙，離合器從動(dòng)盤(pán)中心裝有與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸同軸的離合器從動(dòng)軸；

所述軸向電機(jī)包括軸向定子繞組和徑向轉(zhuǎn)子磁極，軸向定子繞組安裝在電機(jī)殼內(nèi)的圓柱面上，徑向轉(zhuǎn)子磁極與離合器從動(dòng)軸組合成一體，并與軸向定子繞組相對(duì)設(shè)置。

本發(fā)明的具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、將徑向電機(jī)、離合器和軸向電機(jī)融為一體，減小了系統(tǒng)的體積和質(zhì)量，節(jié)省了汽車空間，降低了汽車制造裝配的工作量，節(jié)約了制造成本；

2、增加了可供用戶選擇的工作模式，提高了混合動(dòng)力車在高速公路上行駛的燃油經(jīng)濟(jì)性；

3、電氣系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，混合動(dòng)力車仍然能夠行使，避免了拖車費(fèi)用和用戶等待時(shí)間，增強(qiáng)了其可靠性，節(jié)省了維護(hù)成本。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的附圖說(shuō)明如下：

圖1為本發(fā)明應(yīng)用于混合動(dòng)力車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明的一種徑向定子繞組的分布結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明的一種徑向轉(zhuǎn)子磁極的分布結(jié)構(gòu)圖；

圖4為本發(fā)明的一種離合器結(jié)構(gòu)圖。

圖中：1、電機(jī)殼；2、徑向電機(jī)；21、徑向定子繞組；22、徑向轉(zhuǎn)子磁極；3、離合器；31、離合器主動(dòng)盤(pán)；32、離合器從動(dòng)盤(pán)；33、離合器從動(dòng)軸；4、軸向電機(jī)；41、軸向定子繞組；42、徑向轉(zhuǎn)子磁極；5、發(fā)動(dòng)機(jī)；51、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸；6、外部電池。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

如圖1所示，本發(fā)明包括圓柱形的電機(jī)殼1，在電機(jī)殼內(nèi)，沿轉(zhuǎn)軸依次排列有徑向電機(jī)2、離合器3和軸向電機(jī)4；

所述徑向電機(jī)2包括徑向定子繞組21和徑向轉(zhuǎn)子磁極22，如圖2所示，徑向定子繞組21沿徑向發(fā)散布設(shè)在以發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸51為中心的電機(jī)殼1圓形內(nèi)側(cè)面上，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸51連接在離合器主動(dòng)盤(pán)31中心，如圖3所示，在離合器主動(dòng)盤(pán)31上對(duì)應(yīng)于徑向定子繞組21一側(cè)配置有徑向轉(zhuǎn)子磁極22；

如圖4所示，所述離合器3包括離合器主動(dòng)盤(pán)31和離合器從動(dòng)盤(pán)32，離合器主動(dòng)盤(pán)31與離合器從動(dòng)盤(pán)32之間有接合或分離的間隙，離合器從動(dòng)盤(pán)32中心裝有與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸51同軸的離合器從動(dòng)軸33；

所述軸向電機(jī)4包括軸向定子繞組41和徑向轉(zhuǎn)子磁極42，軸向定子繞組41安裝在電機(jī)殼1內(nèi)的圓柱面上，徑向轉(zhuǎn)子磁極42與離合器從動(dòng)軸33組合成一體，并與軸向定子繞組41相對(duì)設(shè)置。

如圖1所示，混合動(dòng)力車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)安裝有本發(fā)明，徑向電機(jī)2和軸向電機(jī)4兼具發(fā)電機(jī)和電驅(qū)動(dòng)功能，徑向電機(jī)2通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸51與發(fā)動(dòng)機(jī)5相連；軸向電機(jī)4通過(guò)離合器從動(dòng)軸33與主減速器相連。徑向電機(jī)2的徑向定子繞組21和軸向電機(jī)4的軸向定子繞組41分別通過(guò)各自的功率變換器vsi1和vsi2與外部電池6的電極連接。外部電池6裝有充電接口，用戶在不使用汽車時(shí)可以將電池連接至市電進(jìn)行充電。

本發(fā)明的工作過(guò)程是，離合器3正常狀態(tài)為分離狀態(tài)：

1、車輛行駛，軸向電機(jī)4在電動(dòng)狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)汽車運(yùn)行；

2、電池電量不足時(shí)，徑向電機(jī)2在電動(dòng)狀態(tài)，輔助發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)；發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，徑向電機(jī)2在發(fā)電狀態(tài)，通過(guò)功率變換器向外部電池6和軸向電機(jī)4供電；

3、汽車剎車，軸向電機(jī)4在發(fā)電狀態(tài)，完成回饋制動(dòng)，對(duì)外部電池6進(jìn)行充電；

4、離合器3嚙合時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)5直接驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力車：

當(dāng)汽車行駛在高速公路時(shí)，此時(shí)，由于沒(méi)有城市道路工況中的頻繁啟停，發(fā)動(dòng)機(jī)工作在燃油效率較高的狀態(tài)，通過(guò)離合器將軸向電機(jī)轉(zhuǎn)子與徑向電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)5直接驅(qū)動(dòng)車輛行駛，徑向電機(jī)2退出工作，軸向電機(jī)4靈活的在電動(dòng)和發(fā)電狀態(tài)間切換，使發(fā)電機(jī)一直工作在最佳工況，提高了混合動(dòng)力車的效率。

在電氣系統(tǒng)故障時(shí)，通過(guò)離合器3將軸向電機(jī)轉(zhuǎn)子與徑向電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)合，混合動(dòng)力車不會(huì)喪失行駛能力，用戶可以自行開(kāi)往維修公司維修，增強(qiáng)了混合動(dòng)力車的可靠性。