Isg电机及具有该isg电机的混合动力驱动系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于车辆工程技术领域，尤其涉及ISG电机及具有所述ISG电机的混合动力驱动系统。
【背景技术】
[0002]目前社会保有的客运、货运汽车，以常规车占绝大多数，随着大量的汽车电器设备的应用，如电涡流缓速器、电空调、发动机电动热管理系统及各种汽车电子设备等，耗电功率达十多瓧，目前常规汽车往往需要安装多个由皮带传动的常规汽车发电机才能满足用电需求。而传统的汽车发电机发电效率只有50%左右，且需安装多个发电机，导致发动机室布置困难、繁杂，降低可靠性增加维修难度，且多个电机会增加了发电机在汽车上的设置空间，而一般公交车等交通工具上驱动系统用的电机包括由电机轴、定子、转子、轴承、机壳、端盖等构成，电机的尺寸相对来说还是比较大的。
[0003]请参阅图1，图1是目前应用在12米以上混合动力公交车的混联式驱动系统示意图，该系统包括发动机1、ISG电机(Integrated Starter Generator) 2、离合器3、驱动电机4、驱动桥5、ISG电机控制器6、驱动电机控制器7、储能器8、离合器执行机构9、发动机水箱散热电风扇11和空调压缩机12，该现有驱动系统存在的问题在于:
[0004]一、一体同轴安装，使得整个驱动系统沿相应车辆的长度方向占据较大空间，不利于驱动系统在一些对长度空间有限制的车辆上布置；
[0005]二、由于发动机和驱动电机的重量均在600kg以上，且驱动电机输出的扭矩高达3000Nm，而该扭矩会通过ISG电机壳体传导到发动机机脚上，因此ISG电机的壳体强度需要高强度，壳体的厚度需要增加，这样ISG电机的重量变大，另外，该系统还增加了一套飞轮及飞轮壳体，该混联式驱动系统的整体重量进一步加大，与汽车系统结构的简单化、轻量化趋势相悖。
[0006]请参阅图2，图2是目前广泛应用在10.5米以上混合动力公交车混联式驱动系统示意图，该系统包括发动机1、离合器2、驱动电机3、离合器执行机构4、驱动桥5、BSG电机(Belt Starter Generater)控制器6、驱动电机控制器7、储能器8、BSG电机10、空调压缩机11和发动机水箱散热电风扇12，该现有驱动系统存在的问题在于:发动机1、离合器2和驱动电机3同轴一体安装，而所述BSG电机与所述的发动机沿相应车辆的宽度方向上并列设置，发动机I和与发动机I轴向平行安装的BSG电机10通过皮带传动装置连接，皮带易松动损坏、传动效率低、发电功率低、负载率低以及发动机高速运转时BSG电机的自带风冷风扇消耗额外功率而使油耗高和自带皮带张紧机构而使驱动系统结构复杂。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种具有空心轴、隔板、球笼等速联轴器和旋转变压器的ISG电机及一种具有所述ISG电机并将所述ISG电机与所述发动机通过所述球笼等速联轴器连接并同轴分立安装的混合动力驱动系统，旨在解决现有技术中一般电机占用安装空间及当ISG电机同轴安装于发动机之后不同位置时所带来的ISG电机壳体机械强度要求大、壳体壁厚、且还要多增加一个飞轮及飞轮壳体，造成驱动系统整体轴向空间大的问题和当ISG电机于发动机为双轴平行设置时需要增加皮带传动装置所带来的皮带传动效率低、油耗高以及自带皮带张紧机构而使驱动系统结构复杂的问题。
[0008]本发明是这样实现的，一种ISG电机,其包括机壳、安装于所述机壳内的定子、安装于所述定子内的转子、穿设于所述转子内并与所述转子一同转动的旋转轴、套设于所述旋转轴的相对两端部的二轴承及分别安装于所述机壳的前后两端的前端盖和后端盖，其特征在于:所述ISG电机为盘式电机，所述旋转轴为空心轴，所述ISG电机还包括连接于所述空心轴内且垂直于所述空心轴的轴线设置的隔板件，所述隔板件将所述空心轴内的空间分隔成球笼室和旋变室，所述ISG电机还包括设置于所述球笼室内并与所述旋转轴同轴转动的球笼等速联轴器及设置于所述旋变室内并与所述旋转轴同轴转动的旋转变压器，所述球笼等速联轴器与所述旋转变压器分别连接于所述隔板件的相对两侧，所述ISG电机包括与所述隔板件连接且伸入所述旋变室内的旋变轴及与所述后端盖连接的旋变支架，所述旋转变压器连接于所述旋变支架上，所述球笼等速联轴器包括二球笼及球笼轴，所述球笼轴具有第一端及与所述第一端相对的第二端，所述二球笼分别固定设置于所述球笼轴的第一端及第二端，位于所述球笼轴的第一端的所述球笼与所述隔板件连接，位于所述球笼轴的第二端的所述球笼的外侧设置有用于与发动机曲轴连接的第一法兰盘。
[0009]进一步地，所述空心轴的长度小于所述前端盖的外侧面与所述后端盖的外侧面之间的垂直距离，所述空心轴位于所述前端盖的外侧面与所述后端盖的外侧面之间。
[0010]进一步地，所述隔板件为与所述空心轴固定连接的隔板，所述旋变轴连接于所述隔板上，所述第一法兰盘具有超出对应所述球笼的周缘部，所述周缘部于同一圆上均布有若干连接孔，所述隔板上开设有若干安装工艺孔，所述若干安装工艺孔与所述若干连接孔是一一对应的。
[0011]进一步地，所述隔板件为一涨紧器，所述涨紧器包括涨紧外圈、结合于所述涨紧外圈内的涨紧内圈及将所述涨紧内圈锁入所述涨紧外圈内以涨开所述涨紧外圈而使所述涨紧外圈紧贴于所述空心轴的内表面的锁固件，所述涨紧外圈上开设有贯穿孔，位于所述球笼轴的第一端的所述球笼穿过所述涨紧内圈安装于所述涨紧外圈上，所述旋变轴连接于该贯穿孔中，所述旋变轴的旋转轴线与所述旋转轴的旋转轴线重合。
[0012]进一步地，所述旋转变压器包括穿套于所述旋变轴上的旋变转子、信号线及旋变定子，所述旋变支架包括圆形底板及由所述圆形底板的一侧朝向所述旋变室延伸的定子安装座，所述定子的内侧同轴套于所述转子外，所述定子的外侧嵌装于所述定子安装座上，所述信号线穿过旋变支架并固定在旋变支架上。
[0013]进一步地，所述定子安装座呈环状，所述定子安装座的内侧开设有嵌槽，所述定子的外侧嵌于所述嵌槽内。
[0014]进一步地，所述旋变轴为阶梯轴，所述旋变轴具有第一段及直径比所述第一段的直径大的第二段，所述第二段连接于所述隔板件上，所述旋变转子穿套于所述第一段上，所述第一段与所述第二段之间形成用以定位所述旋变定子的挡面，所述ISG电机为永磁电机、异步电机或磁阻电机。
[0015]进一步地，所述ISG电机还包括设置于所述后端盖的端面外围部的ISG电机引出线锁紧器。
[0016]由于上述ISG电机采用了所述空心轴，隔板将所述空心轴内的空间分隔成球笼室和旋变室，并将所述球笼等速联轴器设于所述球笼室中，将所述的旋转变压器设于所述旋变室中，这样可以利用所述空心轴的内部空间来安装所述球笼等速联轴器和所述旋转变压器，消除了现有技术中所述球笼等速联轴器和所述旋转变压器占用的轴向空间，从而减小了系统整体的轴向尺寸；另外，由于ISG电机设计成盘式ISG电机,ISG电机扁平,轴向长度尺寸也比较小，占用的轴向安装空间不大；且由于采用了所述空心轴内置球笼等速联轴器的联接技术，利用球笼联轴器径向、角向和轴向补偿特性，使所述空心轴与所述发动机的曲轴等速直联时，同轴度要求降低，所述ISG电机和所述发动机可以在同一个安装支架上独立安装，使在前端无连接法兰的常规发动机的前端，也可以用球笼等速联轴器的等速联轴方式布置ISG电机。
[0017]本发明实施例的另一目的在于提供一种混合动力汽车驱动系统，其包括发动机、驱动电机、与所述驱动电机的输入轴连接的离合器、与所述驱动电机的输出轴连接的传动轴、与所述传动轴连接的驱动桥及控制组件，
[0018]还包括上述ISG电机，所述离合器与所述ISG电机分别连接于所述发动机的相对两端，所述发动机、所述离合器及所述驱动电机依次同轴一体安装，所述ISG电机沿发动机轴向独立安装于所述发动机的前方。
[0019]进一步地，所述发动机的一侧设置有曲轴皮带轮，所述曲轴皮带轮靠近所述ISG电机的一侧开设有凹台，所述第一法兰盘容置于所述凹台内，所述曲轴皮带轮的开设有所述凹台的侧端面与所述前端盖的外侧面之间的距离小于或等于5mm。
[0020]进一步地，所述控制组件包括通过信号线与所述ISG电机电连接的ISG电机控制器、通过电缆与所述驱动电机连接的驱动电机控制器、通过电缆分别与所述ISG电机控制器和所述驱动电机控制器连接的储能器、设于所述驱动电机外的离合器动作执行器。
[0021]进一步地，所述混合动力汽车驱动系统还包括连接于所述发动机的上水管和下水管，所述机壳