開關(guān)磁阻電機與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型所述的開關(guān)磁阻電機與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)，將開關(guān)磁阻電機與電磁直驅(qū)變速器集成為一體，采用同一根軸作為驅(qū)動軸，取消了換擋操縱機構(gòu)，使系統(tǒng)具有工作高效、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)勢；開關(guān)磁阻電機工作效率高、可靠性好的特點，使系統(tǒng)可以在不同工況下平穩(wěn)工作；電機和變速器利用“電—磁—力”原理，將電能轉(zhuǎn)換為機械能，通過控制電流精度實現(xiàn)對電機和變速器的控制，使控制更加精準(zhǔn)高效。本實用新型適用于電動汽車動力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是應(yīng)用在純電動汽車技術(shù)領(lǐng)域時，能夠有效延長純電動汽車的續(xù)航里程，為智能汽車的高效運行奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。本實用新型投入實際生產(chǎn)使用之后，將降低車輛驅(qū)動裝置能耗，帶來較大的經(jīng)濟效益。
【專利說明】
開關(guān)磁阻電機與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及汽車動力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種開關(guān)磁阻電機與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今社會，電動汽車逐漸受到消費者的關(guān)注，市場份額逐年增加；另一方面，環(huán)境問題使得人們越來越重視節(jié)能汽車。因此，開發(fā)一種高效節(jié)能的適用于電動汽車的汽車動力系統(tǒng)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(tǒng)大部分還是采用傳統(tǒng)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(jīng)過一系列的傳遞最終到達車輪，這種形式的動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作效率均有待改進。本實用新型所述的一種開關(guān)磁阻電機與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)，集成后的系統(tǒng)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(jié)構(gòu)的緊湊性，實現(xiàn)動力系統(tǒng)乃至電動汽車的整體優(yōu)化設(shè)計，進一步提高能源的利用效率。
[0003]關(guān)于電機與變速器的集成研究已經(jīng)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(tǒng)的換擋機構(gòu)進行換擋，雖然已經(jīng)有效降低了整個系統(tǒng)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]本實用新型所述的開關(guān)磁阻電機與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)，將開關(guān)磁阻電機與電磁直驅(qū)式變速器集成起來，電磁直驅(qū)式變速器由電磁直線執(zhí)行器直接驅(qū)動接合套做直線運動完成換擋。集成后的系統(tǒng)中采用同一根軸作為驅(qū)動軸，電機內(nèi)部完成換擋后輸出動力，可以有效提高系統(tǒng)的工作效率和結(jié)構(gòu)緊湊性。同時，開關(guān)磁阻電機結(jié)構(gòu)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(tǒng)具有較大的適用性。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所述的一種開關(guān)磁阻電機與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)，將變速器集成到開關(guān)磁阻電機中，可以使結(jié)構(gòu)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(qū)技術(shù)運用到變速器中，可以有效提高換擋效率，同時電磁直驅(qū)裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的換擋操縱機構(gòu)，可以使變速器整體結(jié)構(gòu)緊湊性更好;開關(guān)磁阻電機的工作特性可以保證集成后的動力系統(tǒng)具有較好的工作適應(yīng)性。集成化的動力系統(tǒng)控制精度更好，協(xié)調(diào)性能更強，具有較高的研究和實用價值。
[0006]本實用新型所述的開關(guān)磁阻電機與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)，包括:殼體、第一傳動軸、開關(guān)磁阻電機、第一隔磁環(huán)、電磁直驅(qū)變速器、第二傳動軸、常嚙合齒輪副和動力輸出軸;所述開關(guān)磁阻電機包括電機定子繞組、電機定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯;所述電磁直驅(qū)變速器包括一擋嚙合齒輪副、第二隔磁環(huán)、花鍵轂、接合套、電磁直線執(zhí)行器動子、電磁直線執(zhí)行器定子、第三隔磁環(huán)和二擋嚙合齒輪副。其特征在于:
[0007]所述開關(guān)磁阻電機為雙凸極開關(guān)磁阻電機;所述電機定子繞組、電機定子鐵芯、第一隔磁環(huán)、第二隔磁環(huán)、電磁直線執(zhí)行器定子和第三隔磁環(huán)固定在殼體上;所述轉(zhuǎn)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(zhí)行器動子；
[0008]共同驅(qū)動第一傳動軸的開關(guān)磁阻電機和電磁直驅(qū)變速器集成于殼體中，所述開關(guān)磁阻電機和電磁直驅(qū)變速器之間設(shè)有防止電磁干擾的第一隔磁環(huán);所述電磁直線執(zhí)行器定子兩邊設(shè)有防止漏磁的第二隔磁環(huán)和第三隔磁環(huán)。
[0009]所述電磁直驅(qū)變速器不包含換擋撥叉、換擋撥叉軸、換擋撥指和換擋軸，而是通過電磁直線執(zhí)行器動子直接驅(qū)動接合套完成自動換擋。
[0010]所述電磁直線執(zhí)行器動子為動圈式結(jié)構(gòu)。
[0011]所述電機定子繞組和電磁直線執(zhí)行器動子與電源之間采用無線電力傳輸技術(shù)。
[0012]本實用新型所述的開關(guān)磁阻電機與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)，將開關(guān)磁阻電機與電磁直驅(qū)式變速器高度集成，具有結(jié)構(gòu)緊湊、工作高效、控制精準(zhǔn)等優(yōu)點，運用在電動汽車上能夠?qū)崿F(xiàn)高效節(jié)能、一體化控制的結(jié)果;集成后的系統(tǒng)可以充分發(fā)揮開關(guān)磁阻電機工作效率高、可靠性好的特點，使系統(tǒng)可以在不同工況下平穩(wěn)工作；當(dāng)用于對于擋位數(shù)要求較小的電動汽車時，可以最大程度上簡化動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、提高傳動效率;電磁直驅(qū)變速器取消了撥叉等換擋機構(gòu)，采用電磁感應(yīng)原理，由電磁直線執(zhí)行器直接驅(qū)動接合套做直線運動，完成換擋，是結(jié)構(gòu)更加緊湊，能源利用率更高;開關(guān)磁阻電機和電磁直驅(qū)變速器電路均由“電一磁一力”原理提供電流，控制系統(tǒng)工作的實質(zhì)即為控制裝置內(nèi)部的電流，使控制更加精準(zhǔn)高效。
[0013]本實用新型所述的開關(guān)磁阻電機與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)適用于電動汽車動力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是應(yīng)用在純電動汽車技術(shù)領(lǐng)域時，能夠有效延長純電動汽車的續(xù)航里程，為智能汽車的高效運行奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。本實用新型投入實際生產(chǎn)使用之后，將較大程度降低車輛驅(qū)動裝置能耗，帶來較大的經(jīng)濟效益。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的一種開關(guān)磁阻電機與雙速自動變速器高度集成動力系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型作更進一步的說明。
[0016]如圖1所示，本實用新型所述的開關(guān)磁阻電機與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)，包括:殼體1、第一傳動軸2、開關(guān)磁阻電機3、第一隔磁環(huán)4、電磁直驅(qū)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(guān)磁阻電機3包括電機定子繞組31、電機定子鐵芯32和轉(zhuǎn)子鐵芯33;電磁直驅(qū)變速器5包括一擋嚙合齒輪副51、第二隔磁環(huán)52、花鍵轂53、接合套54、電磁直線執(zhí)行器動子55、電磁直線執(zhí)行器定子56、第三隔磁環(huán)57和二擋嗤合齒輪副58。其特征在于:
[0017]開關(guān)磁阻電機3為雙凸極開關(guān)磁阻電機；電機定子繞組31、電機定子鐵芯32、第一隔磁環(huán)4、第二隔磁環(huán)52、電磁直線執(zhí)行器定子56和第三隔磁環(huán)57固定在殼體I上;轉(zhuǎn)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(zhí)行器動子55;
[0018]共同驅(qū)動第一傳動軸2的開關(guān)磁阻電機3和電磁直驅(qū)變速器5集成與殼體I中，開關(guān)磁阻電機3和電磁直驅(qū)變速器5之間設(shè)有防止電磁干擾的第一隔磁環(huán)4;電磁直線執(zhí)行器定子56兩邊設(shè)有防止漏磁的第二隔磁環(huán)52和第三隔磁環(huán)57。
[0019]本實用新型所述的進一步優(yōu)選方案是:
[0020]電磁直驅(qū)變速器5不包含換擋撥叉、換擋撥叉軸、換擋撥指和換擋軸，而是通過電磁直線執(zhí)行器動子55直接驅(qū)動接合套54完成自動換擋。
[0021]電磁直線執(zhí)行器動子55為動圈式結(jié)構(gòu)。
[0022]電機定子繞組31和電磁直線執(zhí)行器動子55與電源之間采用無線電力傳輸技術(shù)。
[0023]本實用新型所述的開關(guān)磁阻電機與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)，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(zhuǎn)子鐵芯33產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，帶動第一傳動軸2旋轉(zhuǎn)；電磁直線執(zhí)行器動子55利用“電一磁一力”原理與電磁直線執(zhí)行器定子56相互作用，產(chǎn)生直線運動，直接驅(qū)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，與一擋嚙合齒輪副51和二擋嚙合齒輪副58嚙合時分別為一擋和二擋；當(dāng)電磁直驅(qū)變速器5處于掛擋狀態(tài)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(guān)磁阻電機3與電磁直驅(qū)變速器5之間設(shè)有第一隔磁環(huán)4，用于避免電磁干擾；在電磁直線執(zhí)行器定子56兩側(cè)設(shè)有第二隔磁環(huán)52和第三隔磁環(huán)57，防止漏磁。開關(guān)磁阻電機3和電磁直驅(qū)變速器5電路均由“電一磁一力”原理提供電流，控制系統(tǒng)工作的實質(zhì)即為控制裝置內(nèi)部的電流，使控制更加精準(zhǔn)高效;運用于純電動汽車技術(shù)領(lǐng)域時，能夠有效增加車輛的續(xù)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(chǔ)。
[0024]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.開關(guān)磁阻電機與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)，包括:殼體(I)、第一傳動軸(2)、開關(guān)磁阻電機(3)、第一隔磁環(huán)(4)、電磁直驅(qū)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(guān)磁阻電機(3)包括電機定子繞組(31)、電機定子鐵芯(32)和轉(zhuǎn)子鐵芯(33);所述電磁直驅(qū)變速器(5)包括一擋嚙合齒輪副(51)、第二隔磁環(huán)(52)、花鍵轂(53)、接合套(54)、電磁直線執(zhí)行器動子(55)、電磁直線執(zhí)行器定子(56)、第三隔磁環(huán)(57)和二擋嚙合齒輪副(58)，其特征在于: 所述開關(guān)磁阻電機(3)為雙凸極開關(guān)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(huán)(4)、第二隔磁環(huán)(52)、電磁直線執(zhí)行器定子(56)和第三隔磁環(huán)(57)固定在殼體(I)上;所述轉(zhuǎn)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(zhí)行器動子(55)； 共同驅(qū)動第一傳動軸(2)的開關(guān)磁阻電機(3)和電磁直驅(qū)變速器(5)集成于殼體(I)中，所述開關(guān)磁阻電機(3)和電磁直驅(qū)變速器(5)之間設(shè)有防止電磁干擾的第一隔磁環(huán)(4);所述電磁直線執(zhí)行器定子(56)兩邊設(shè)有防止漏磁的第二隔磁環(huán)(52)和第三隔磁環(huán)(57)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)磁阻電機與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)，其特征在于:所述電磁直驅(qū)變速器(5)不包含換擋撥叉、換擋撥叉軸、換擋撥指和換擋軸，而是通過電磁直線執(zhí)行器動子(55)直接驅(qū)動接合套(54)完成自動換擋。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)磁阻電機與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)，其特征在于:所述電磁直線執(zhí)行器動子(55)為動圈式結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)磁阻電機與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)，其特征在于:所述電機定子繞組(31)和電磁直線執(zhí)行器動子(55)與電源之間采用無線電力傳輸技術(shù)。
【文檔編號】H02K7/116GK205666723SQ201620450833
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】王賡, 李波, 葛文慶
【申請人】山東理工大學(xué)