专利名称：一种车辆用的发电机马达装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及发电机装置，尤其涉及一种用于车辆的轴发电机马达装置。
背景技术：
当今在环保与洁净能源的潮流之下，使用电力的轨道车辆以及油电混合车或汽电能源车辆逐渐取代了汽车，而即将成为人们主要的交通工具。传统的车用发电机或马达的机电结构基本上是一个转子搭配定子的方式，将金属线圈配置于转子，而在定子的位置配 置永久磁铁。配置于定子位置的永久磁铁提供磁场，当使用外力让转子旋转带动线圈切割磁力线时，就会使得线圈内产生电流，这就是车用发电机借来自转动轴的扭力产生电能，扭力通常来源于车轴或发动机(引擎)传动轴的转动；电流从外部电源(例如电池)进入转子上的线圈而产生电磁场，当该电磁场和永久磁铁的磁场发生交互作用时，就会导致转子转动而产生扭力输出，这就是电动马达的操作原理。相同的机电结构利用不同的输入/输出线路配置，就可以使得上述的车用电机切换成为发电机或马达装置。这样的机电装置装设于车辆之上，可以按照车辆当时的动力需求而适时切换成为发电机或马达。车用马达的动力不足是当前各车厂都需要面对的问题，同时，发电机的效能也有提升的空间。简单的说，发电机或马达是将机械能与电能相互转换的电机装置。然而，上述的发电机或马达所具有的传统电机设备结构只能提供十分有限的能量转换功效。一般车辆的行驶过程之中有许多被浪费的能量，例如煞车减速时所消耗的动能，或者是变速齿轮箱所卸除的液压。如果能够改善发电机马达的设计，加强机械能与电能相互转换的功率，进而在车辆的行驶过程之中妥善利用各种现有的能量，就能提高发电机马达的动力，并且达到节能的功效。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种用于车辆的轴发电机马达装置，该装置将传统马达或发电机设备中的定子设计成为环绕转子而且与转子同轴的动定子结构，使得两者能够以相反的方向旋转，从而增加因磁场产生的交互作用，提升发电机马达的效能。本实用新型提供一种电机，包含一转子；一可动定子，与该转子同轴设置，且以电磁感应而相互匹配；以及一液压马达，耦合于该可动定子以调整该可动定子的一转速。本实用新型还提供一种电机，包含一转子，具有一第一转动方向；一可动定子，与该转子同轴设置，且以电磁感应而相互匹配；以及一液压马达，使该可动定子在与该第一转动方向相反的一第二转动方向具有一第—转速。本实用新型又提供一种电机，包含[0014]一转子；一动定子，与该转子同轴设置，且以电磁感应而相互匹配；以及一操控元件，用以操控该动定子在第一停止转动状态或第二正常转动状态。本实用新型提出的发电机马达将传统马达或发电机设备中的定子设计成为环绕转子而且与转子同轴的动定子结构，而使得两者能够以相反的方向旋转，以增加因磁场产生的交互作用，进而提升发电机马达的效能。
图I为本实用新型车辆用的发电机马达装置的一实施例的剖面图。图2为本实用新型车辆用的发电机马达装置的另一实施例的剖面图。图3为本实用新型车辆用的发电机马达装置的又一实施例的剖面图。图4为本实用新型所提出的发电机马达配置于油电混合车的实施例的示意图。
具体实施方式
现对本实用新型的技术手段进行详细说明，以帮助深入理解本实用新型的目的、特征与优点，然而以下列实施例与图示仅提供参考与说明，并非用来对本实用新型加以限制。图I显示了本实用新型车辆用的轴发电机马达装置的一实施例的剖面图。其中发电机马达100具有转轴101，转子102配置于转轴101，转轴101通过一对轴承103配置于机壳110之内。如图I所示，机壳110内的动定子120通过一对轴承121配置于转轴101上。依据一较佳的实施例，上述组件包括转轴101、转子102、轴承103、动定子120和轴承121同轴配置于一轴线130。本领域技术人员可以从图I中得知，配置于转轴101的转子102可随着转轴101旋转，而动定子120则可绕着转轴101同向或反向旋转。由于转子102和动定子120能够相对运动，如果将永久磁铁配置于其中之一，而在另一组件上配置电磁感应组件例如电感(常见的电感的实施例是金属线圈，以下以金属线圈为例)，那么这样的配置方式就具有发电机的功能。例如说，在转子102上配置永久磁铁而使其周围的空间形成磁场，当转子102和动定子120产生相对运动时，配置于动定子120上的金属线圈就会受到磁场变化的感应而产生电流。如图I所示，在机壳110的固定位置上设有导电碳刷111，可以将动定子120上的金属线圈(未显示)的电流导引出去。在电动机或发电机的设计中，磁铁与电磁感应组件的配置方式互换，也可以达到相同的功效。因此，本实用新型并不限于上述的配置方式。例如，将金属线圈配置于转子102，而将磁铁配置于动定子120的内侧，也可以利用动定子120与转子102相对运动而使线圈产生电流。相反，当电流从外部流入动定子120上的金属线圈(未显示)之内，其电感的特性使得线圈附近的空间产生磁场，进而和转子102上的永久磁铁(未显示)产生磁力的交互作用，提供力矩导致转子102旋转，这种情形就如同马达的原理。再参阅图1，机壳110的左侧设有液压马达140，其耦合于动定子120上的齿轮122。液压马达140可以作为动定子120的制动装置。例如，液压马达140可以透过齿轮122而限制动定子120的转动，这样一来，动定子120与之前所述的定子的性质相同；液压马达140也可以通过齿轮122而使得动定子120朝向和转子相反方向转动。当发电机马达100用作为发电功能时，因外力提供的力矩造成转轴101顺着某一个方向(顺时针或逆时针)旋转，而液压马达140透过齿轮122所提供的力矩可以让动定子120朝向与转轴101相反的方向旋转，如此一来，使得动定子120与转轴101之间的相对转速增加，如果动定子120上配置有金属线圈(电感)，则线圈上所产生的电流必然增加。本实用新型所提出的发电机马达100的结构可以利用额外的动力来源使动定子120向着与转轴101相反的方向转动，而这些额外的动力导致发电效率的提升。在适当的操控之下，本实用新型所提出的车用发电机马达装置可以按照行车状况而充分达到提升动力或是有效节能的功效。在轨道车辆的使用环境中，让转轴101转动的力矩来源通常是车轴的旋转，那么液压马达140的动力可以源自于其它车轴所间接提供的液压；而在汽电能源车辆的操作环境里，转轴101转动的力矩来源通常是发动机或汽油引擎，也可以是车轴的旋转，而液压马达140的动力则可以源自于齿轮箱所提供的液压。由于液压马达的转速可以被操控，使得发电机马达100的输出功率可以被控制在理想的状态之下。例如，如果发电机马达100的最佳能源转换功率是每分钟1000转，而车·轴带动转轴101的转速为每分钟800转，则调整液压马达140而使动定子120的转速为相反方向的每分钟200转；倘若车轴带动转轴101的转速已达到每分钟1000转，则控制液压马达140而使动定子120被固定不动即可。图2为本实用新型所提出的发电机马达100的另一实施例的剖面图，图中各组件符号所指的组件与第I图所显示的完全相同，惟有液压马达140的位置移到机壳110的另一侧，因此不再重复说明。图中动定子120上有导电线圈123，电流可经由导电碳刷111传导。图3为本实用新型所提出的发电机马达的又一实施例的剖面图。图中所示的发电机马达300具有转轴301，转子302配置于转轴301，转轴301通过一对轴承303而配置于机壳310之内。如图3所示，机壳310内的动定子320通过一对轴承321配置于转轴301上。依据一较佳的实施例，上述的组件包括转轴301、转子302、轴承303、动定子320和轴承321同轴配置于轴线330。本领域技术人员从图3中可得知，配置于转轴301的转子302可随着转轴301旋转，而动定子320则可绕着转轴301同向或反向旋转。再参阅图3，机壳310的上方配置有液压马达340，一组齿轮341耦合于液压马达340的传动轴(未显示)，并与动定子320上的齿轮322啮合。相同地，液压马达340可以作为动定子320的制动装置。例如，液压马达340可以通过齿轮322而限制动定子320的转动，这样一来，动定子320与之前所述的定子的性质相同；液压马达340也可以通过齿轮341、322而使得动定子320朝向和转子相反方向转动。当发电机马达300用作为发电功能时，因外力提供的力矩造成转轴301顺着某一个方向(顺时针或逆时针)旋转，而液压马达340通过齿轮341、322所提供的力矩可以让动定子320朝向与转轴301相反的方向旋转，如此一来，使得动定子320与转轴301之间的相对转速增加，其功效与之前所述的实施例相同。图4为本实用新型所提出的发电机马达配置于油电混合车(或称之为汽电能源车辆)的实施例的示意图。如图4所示的油电混合车400具有典型的4车轮401结构，前轮401通过差速器402耦合于车轴403，车轴403另一端连接到变速齿轮箱404，而变速齿轮箱404的传动轴407连接到发电机马达模块410。发电机马达模块410包含发电机马达411 (可以选用如之前所述的发电机马达100或300)以及第一离合器412和第二离合器413。配置于另外一端的发动机405 (汽油或柴油引擎)经由传动轴406将动力以力矩的方式传送到发电机马达模块410。发电机马达411经由操控开关409而与电池408电联接。本领域技术人员可以理解，操控开关409可利用电路的切换来选择电池供电或是充电模式，或者说是马达或是发电机模式。此外，变速齿轮箱404透过液压油路415提供发电机马达411的液压动力；而其它车轴也可以通过液压油路416提供发电机马达411的液压动力。当发动机405启动暖车或怠速时，第一离合器412让传动轴407与发电机马达模块410脱离，而第二离合器413让传动轴406与发电机马达模块410耦合，使发电机马达411利用来自于传动轴406的机械能(力矩)产生电能，为电池408提供充电。当车辆行驶于平面道路时，第一离合器412让传动轴407与发电机马达模块410率禹合，而第二离合器413让传动轴406与发电机马达模块410稱合。从发动机输出的扭力经 由一连串耦合的传动组件而通过变速齿轮箱404再经由车轴403和差速器402抵达车轮。变速齿轮箱404所产生多余的液压可以经由液压油路415传送到发电机马达411，推动发电机马达411内的动定子(未显示)与其转轴(未显示)作相反方向的旋转，藉以提升发电效能。如果选择使用马达作为动力，则第一离合器412让传动轴407与发电机马达模块410脱离，车轴403得到由电池408提供电能而经由发电机马达411转为机械能的扭力或力矩，提供车轮401的驱动力。变速齿轮箱404所产生多余的液压可以经由液压油路415传送到发电机马达411，推动发电机马达411内的动定子(未显示)与其转轴(未显示)作相反方向的旋转，藉以提升马达效能。当车辆行驶于下坡路段或是减速状态时，其下降过程的位能改变导致车速增加，此时因车轮转动而产生的能量可经由液压油路416提供发电机马达411的液压动力，推动发电机马达411内的动定子(未显示)与其转轴(未显示)作相反方向的旋转，藉以提升发电效能。如果再需要额外动力的情况，例如爬坡路段或是加速状态时，串连于传动轴406、407的发电机马达模块410也可以利用电池的电力而对车辆提供额外动力，以补充发动机405的不足。实施例本实用新型提供一种电机，包含第一转动装置；第二转动装置，其与第一转动装置同轴设置，且通过电磁感应与第一转动装置相互匹配；以及 制动组件，其连接于第二转动装置以限制第二转动装置的转动。该电机中，第一转动装置具有磁性组件，第二转动装置具有电感组件；第一转动装置以第一转动方向转动；当制动组件处于第一制动状态时，第二转动装置的转动方向与第一转动方向相反；当制动组件处于第二制动状态时，第二转动装置不转动。磁性组件为永久磁铁或电磁铁；电感组件为绕组。制动组件由变速齿轮箱提供的液压所操控。本实用新型还提供另一种电机，包含第一转动装置；[0047]第二转动装置，其与所述第一转动装置同轴设置，且通过电磁感应与所述第一转动装置相互匹配；以及液压组件，其设置成操控所述第二转动装置。该电机配置于车辆中，其中，车辆具有发动机传动轴和车轴，电机同时耦合于该发动机传动轴和车轴。液压组件由变速齿轮箱提供的液压所操控。第一转动装置具有第一磁性组件，第二转动装置具有第二磁性组件，其中当第一磁性组件为磁铁时，第二磁性组件为电感组件；及当第一磁性组件为电感组件时，第二磁性组件为磁铁。
本实用新型还提供另一种电机，包括第一转动装置；第二转动装置，其与所述第一转动装置同轴设置，且通过电磁感应与所述第一转动装置相互匹配；以及操控组件，其设置成操控所述第二转动装置，以使所述第二转动装置处于第一停止转动状态或第二正常转动状态。该电机中，第一转动装置或第二转动装置通过液压制动。本实用新型提出的发电机马达将传统马达或发电机设备中的定子设计成为环绕转子而且与转子同轴的动定子结构，而使得两者能够以相反的方向旋转，以增加因磁场产生的交互作用，进而提升发电机马达的效能。虽然本实用新型已以数个较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何熟习此技艺者，在不脱离本实用新型之精神和范围内，当可作些许之更动与润饰，因此本实用新型之保护范围当视后附之申请专利范围所界定者为准。本实用新型主要部件的符号说明100、300、411 发电机马达101、301、414 转轴102、302 转子103、121、303、321 轴承110、310 机壳111、311 导电碳刷120、320 动定子122 齿轮130、330 轴线140、340 液压马达400油电混合车401车轮结构402差速器403 车轴404变速齿轮箱405发动机[0078]406、407 传动轴408 电池409操控开关409410发电机马达模块412、413 离合器415,416 液压油路与现有技术相比，本实用新型提出的发电机马达将传统马达或发电机设备中的定 子设计成为环绕转子而且与转子同轴的动定子结构，而使得两者能够以相反的方向旋转，以增加因磁场产生的交互作用，进而提升发电机马达的效能。以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。
权利要求1.一种电机,其特征在于,包含 一转子; 一可动定子，与该转子同轴设置，且以电磁感应而相互匹配；以及 一液压马达，耦合于该可动定子以调整该可动定子的一转速。
2.如权利要求I的电机，其特征在于，该转子具有一磁性元件，该可动定子具有一电感元件，其中 该转子以一第一转动方向转动； 当该液压马达处于一第一制动状态时，该可动定子的转动方向和该第一转动方向相反；及 当该液压马达处于一第二制动状态时，该可动定子不转动。
3.如权利要求2的电机,其特征在于,该磁性兀件为一永久磁铁或一电磁铁,该电感兀件为一绕组。
4.如权利要求I的电机，其特征在于，该液压马达由一变速齿轮箱提供的一液压所操控。
5.—种电机,其特征在于,包含 一转子，具有一第一转动方向； 一可动定子，与该转子同轴设置，且以电磁感应而相互匹配；以及 一液压马达，使该可动定子在与该第一转动方向相反的一第二转动方向具有一第一转速。
6.如权利要求5的电机，其特征在于，配置于一车辆，其中该车辆具有一发动机传动轴和一车轴,该电机同时稱接于该发动机传动轴和该车轴。
7.如权利要求5的电机，其特征在于 该转子在该第一转动方向具有一第二转速； 当该第二转速改变时，该液压马达操控该可动定子来改变该第一转速；以及 该液压马达由一变速齿轮箱提供的一液压所操控。
8.如权利要求5的电机，其特征在于，该转子具有一第一磁性元件，并且该可动定子具有一第二磁性兀件，其中 当该第一磁性元件为一磁铁时，该第二磁性元件为一电感元件；及 当该第一磁性元件为一电感元件时，该第二磁性元件为一磁铁。
9.一种电机,其特征在于,包含 一转子; 一动定子，与该转子同轴设置，且以电磁感应而相互匹配；以及 一操控元件，用以操控该动定子在第一停止转动状态或第二正常转动状态。
10.如权利要求9的电机，其特征在于，该第一转动或该第二转动为液压制动。
专利摘要本实用新型提供一种车辆用的发电机马达装置。所述电机，包括一转子；一可动定子，与该转子同轴设置，且以电磁感应而相互匹配；以及一液压马达，耦合于该可动定子以调整该可动定子的一转速。
文档编号H02K7/18GK202679148SQ201220078159
公开日2013年1月16日 申请日期2012年3月2日 优先权日2011年4月15日
发明者王彧奇 申请人:王彧奇, 贾润年