一种增程器用单轴承永磁同步发电机结构的制作方法

本实用新型属于发电机领域，具体是一种专用于增程式电动汽车上的单轴承永磁同步发电机结构。

背景技术：

传统内燃机汽车需要使用化石燃料，热效率低，燃烧后废气排放污染环境。电动汽车虽然克服了上述问题，但是纯电动汽车的电池质量重体积大，容量密度小，满电行驶里程受限。油电混合动力汽车电动机和发动机都具备直接驱动汽车的动力，两套动力设备并存导致车身重量上升，能量利用率降低。增程式电动汽车，虽然也安装有内燃机和电动机，但是其内燃机并不直接驱动汽车前进，仅带动发电机对车载动力电池进行充电，而驱动汽车前进的，由电动机完成。在该种模式下，电动机消耗动力电池中的电能推动车辆前进，电池电量消耗至一定程度以下时，发动机启动，燃烧燃油做功，带动发电机向动力电池中充电储能。理论上只要能如传统燃油型汽车般加到油，就可以不断延长车辆的行驶距离。因此，在增程式电动汽车上，动力电池的容量可以设置的比较小，并将内燃机设置在可长期工作于最佳工况下，实现燃料的充分燃烧，尽可能的提高能量的转化效率，从而平衡能耗、污染、动力、重量、空间、行驶距离等诸元间的关系。中国专利文献CN204961079U，于2016年1月13日公开了“一种电动汽车增程发电机组”， 该电动汽车增程发电机组通过设有发动机、发电机和柔性连接器，发动机上固定设有飞轮，发电机包括定子线圈、转子和输出轴；输出轴的一端通过柔性连接器连接于飞轮，另一端固定连接转子，转子的外围设有定子线圈；接收到启动命令后，发电机反拖发动机进行启动，待发动机启动后带动发电机发电，结构简单，便于操作和维修，实现了在行驶过程中既可以为整车提供动力电源，也可以为整车动力电池充电，待动力电池电量充足后，通过动力电池储备的电量继续行驶，极大地提高了电动汽车的续驶里程。但是该类结构中，发电机需要通过飞轮柔性连接于曲轴，整个结构的体积较大、质量较重、零部件的数量较多，导致发动机舱的布局拥挤，难以实现小型化、轻量化。

技术实现要素：

本实用新型需要解决的技术问题是，现有永磁同步发电机结构体积较大，部件较多，不适应小空间的机舱布局，从而提供一种增程器用单轴承永磁同步发电机结构，具有体积小部件少的优势，可以方便机舱布局。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种增程器用单轴承永磁同步发电机结构，包括定子、转子和轴，轴的动力端与曲轴的输出端连接，所述轴与曲轴的输出端为直接轴连接；所述转子转动的圆周半径与定子排布所在圆的圆周半径之比大于0.6。

本技术方案设计的永磁同步发电机结构，将发电机的转轴与内燃机的曲轴输出端直接轴连接，曲轴的扭矩完全传递至发电机的转轴上。在该技术方案中，彻底取消了飞轮，减少了零件数量，大幅压缩了整体体积，而将转子转动的圆周半径与定子排布所在圆的圆周半径之比设置为大于0.6，使转子形成尽可能大的转动惯量，以替代飞轮的减小转速波动、平衡转动速度的功能。该比值越大，平衡效果越佳。经过这样的设计，整个发电机结构的体积大幅减小，可以满足严苛的布局要求。

作为优选，还包括轴承；所述轴承为一个，仅设于轴的非动力端。本方案中，将传统的一前一后的两个轴承简化为仅保留非动力端的一个轴承。由于本方案中的发电机的转轴的动力端已经与曲轴直接轴连接，因此可以省略动力端的轴承，进一步压缩发电机本身的轴向长度。

作为优选，所述轴的材质为高强度合金钢。因为采用单轴承结构，对发电机轴的刚度要求较高，所以轴的材料选用的是高强度合金钢。

作为优选，所述定子绕组采用集中绕组。发电机定子绕组采用集中绕组，可以明显缩短绕组端部尺寸，进一步减小发电机的轴向尺寸。

作为优选，还包括旋变器；所述旋变器设于轴的非动力端。旋变器用来确定转子的位置，以及测量转子的转轴角位移和角速度。

作为优选，所述轴的动力端和非动力端均设有动密封。动密封配合前端盖、后端盖、壳体，对发电机内部起到密封、防水、防尘的作用。

作为优选，还包括壳体；所述壳体上设有水套，水套内设有流动的冷却液。电动机工作时内部会产生大量的热量，本方案借鉴发动机气缸体和气缸盖的设计思路，在壳体上设置了水套，通过在水套中注入冷却液，使用循环流通的冷却液带走电动机内部的热量，确保发电机长期稳定工作。

综上所述，本实用新型的有益效果是：具有体积小部件少的优势，可以方便机舱布局。

附图说明

图1是本实用新型的轴向剖视半图。

其中：1旋变器、2动密封、3轴承、4后端盖、5壳体、6定子、7水套、8前端盖、9转子、10轴。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1所示的实施例，为一种增程器用单轴承永磁同步发电机结构，包括旋变器1、动密封2、轴承3、后端盖4、壳体5、定子6、水套7、前端盖8、转子9、轴10，与本发电机配套的发动机的曲轴位于右侧端。本例的增程器用单轴承永磁同步发电机结构，其轴与曲轴的输出端通过止口和螺栓固定，形成直接轴连接。转子转动的圆周半径与定子排布所在圆的圆周半径之比大于0.6。由于本例取消了飞轮，飞轮的旋转惯量由转子替代。轴承仅为1个，设置于轴的非动力端，即本例中的左侧端。本例的轴的材质为高强度合金钢。定子绕组采用集中绕组。旋变器设于轴的非动力端，即本例中的左侧端。轴的动力端和非动力端均设有动密封，对发电机内部起到密封、防水、防尘的作用。壳体上设有水套，水套内设有流动的冷却液，通过在水套中注入冷却液，使用循环流通的冷却液带走电动机内部的热量，确保发电机长期稳定工作。

本例的一种增程器用单轴承永磁同步发电机结构，与传统的同类产品相比，具有体积小零件少的优点，可以满足严苛的布局要求。