轻型混合动力车用特种电的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种轻型混合动力车用特种电机，包括电机电磁结构、主控器、无级变速机构，主控器安装在电机电磁结构的定子上，电机转轴属于电机电磁结构的内转子，内转子外面是定子，定子外面是外壳；转轴一端连接离合器和飞轮，另一端与无级变速机构连接，主控器控制电机为动力源，或者通过飞轮输入外力动力源，或者控制电机和输入外力同时为动力源，并控制无级变速机构实施无级变速。优点在于，结构简单，因为对动力输出是无级变速，所以在不同的动力输出的情况下，电机都有较高的效率。同时因为是同时智能控制电机电磁机构、变速机构，所以能做到不同的负载输出时电机电磁机构和内燃机都总是处于最佳的工作状态。
【专利说明】轻型混合动力车用特种电机
【技术领域】
[0001]本实用新型专利涉及一种轻型混合动力车用特种电机。
技术背景
[0002]目前混合动力车有多种驱动方案。对于简单、轻型的混合动力车是同时采用蓄电池供电的电机和内燃机，其工作的特点是尽量使内燃机总是处于最佳的转速状态。因此，在低速行驶时由电机工作；在中速和高速行驶时启动内燃机，在负荷特别大时，内燃机可和此时作为电动机的电机一起驱动车辆。在负荷一般的情形下，根据电池的剩余电量状况，可以将电机作为发电机使用。
[0003]目前此系统存在以下问题:
[0004](I)系统包含的主要机体多，结构复杂，难以标准化，规范化；
[0005](2)电机本身对系统的驱动通常采用固定的速比，效率低。
【发明内容】
[0006]本实用新型提供一种轻型混合动力车用特种电机，包括电机电磁结构、主控器、无级变速机构，主控器安装在电机电磁结构的定子上，电机转轴属于电机电磁结构的内转子，内转子外面是定子，定子外面是外壳；转轴一端连接离合器和飞轮，另一端与无级变速机构连接，主控器控制电机为动力源，或者通过飞轮输入外力动力源，或者控制电机和输入外力同时为动力源，并控制无级变速机构实施无级变速。
[0007]所述无级变速机构，设有多个具有自转轴的传动球，传动球分别与输入摩擦轮和输出摩擦轮接触，输入摩擦轮固定在传动盘上，传动盘固定在电机转轴上，输出摩擦轮固定在动力输出壳上，动力输出壳输出动力。
[0008]所述传动球的自转轴安装在角度调节器上，传动球能自转，控制输入、输出摩擦轮接触传动球自转时的不同半径位置的线速度差，实现变速功能。
[0009]所述角度调节器受电动移位器控制，电动移位器受主控器控制左右移位，带动角度调节器改变传动球自转轴的角度。主控制器根据驾驶者要求以及路况，车辆和电机运行状况决定变速器的最佳变速比，发出指令到位移器控制器，实现最佳转速比。位移控制器也可以放在主控制板上。
[0010]所述电机的主控器和电机电磁结构的设计允许电机可在四象限运行。即可以正转，反转，可以作为电动机使用也可以作为发电机使用。电机是内转子电机，有利于散热。外部内燃机动力输入最大效率点的转速是决定设计电机电磁结构最高效率点的转速一个最重要的考量因素。
[0011]所述主控器设有微处理器芯片，输入分别与外部传感器、内部传感器连接，外部传感器包括力矩传感器、转速传感器、温度传感器；内部传感器包括温度传感器、电流传感器，输出控制线分别与电动移位器和电源逆变器连接。
[0012]本实用新型的优点在于，此方案结构简单，同时因为对动力输出是无级变速，所以在不同的动力输出的情况下，电机都有较高的效率。同时因为是同时智能控制电机电磁机构、变速机构，所以能做到不同的负载输出时电机电磁机构和内燃机都总是处于最佳的工作状态。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]附图1是本实用新型结构图；
[0014]附图2是主控器方框图；
[0015]图标号说明:
[0016]1-飞轮；2_离合器；3-电机定子；4_电机外壳；5-电机内转子；6_电机
[0017]轴；7-轴承；8_输入摩擦轮；9_动力输出壳；10_固定轴；11_输出摩擦轮；12_角度调节器；13-传动球；14_电动移位器；15-传动盘；16-控制线；17-主控器；18_电源线。
【具体实施方式】
[0018]请参阅附图1、2所示，本实用新型包括电机电磁结构、主控器、无级变速机构，主控器17安装在电机电磁结构的定子3上，电机转轴6属于电机电磁结构的内转子5,内转子5外面是定子3，定子3外面是外壳4 ；电机转轴6 —端连接离合器2和飞轮1，另一端与无级变速机构连接，主控器17控制电机为动力源，或者通过飞轮I输入外力动力源，或者控制电机和输入外力同时为动力源，并控制无级变速机构实施无级变速。
[0019]所述无级变速机构，设有多个具有自转轴的传动球13，传动球13分别与输入摩擦轮和输8出摩擦轮接触11，输入摩擦轮8固定在传动盘15上，传动盘15固定在电机转轴6上，输出摩擦轮11固定在动力输出壳9上，动力输出壳9输出动力。
[0020]所述传动球13的自转轴安装在角度调节器12上，传动球13能自转，工作时输入8、输出摩擦轮11接触在传动球13不同的自转半径的位置，利用接触位置的线速度差实现变速功能。
[0021]所述角度调节器12受电动移位器14控制，电动移位器14受主控器17控制左右移位，带动角度调节器12改变传动球13自转轴的角度。
[0022]所述电机的主控器17和电机电磁结构的设计允许电机可在四象限运行。
[0023]所述主控器17设有微处理器芯片，输入分别与外部传感器、内部传感器连接，夕卜部传感器包括力矩传感器、转速传感器、温度传感器；内部传感器包括温度传感器、电流传感器，控制线16分别与电动移位器14和电源逆变器连接。
[0024]下面进一步描述本实用新型工作过程。
[0025](—)电机电磁结构作为动力源工作时，电机输入摩擦轮8固定在电机转轴6上同步旋转。电机输入摩擦轮8带动传动球13自传，传动球13带动输出摩擦轮11旋转，输出摩擦轮11固定在动力输出壳9上，使动力输出壳9旋转，完成动力输出。此时，离合器2处于分离状态，所以内燃机对于电机电磁结构来说并没有造成影响。
[0026](二)当外部动力通过飞轮I输入时，离合器2处于结合状态，外部动力直接带动电机转轴6旋转，同前述(一)的方式一样完成动力输出。此时电机电磁结构的功能成为一个发电机，产生电能通过电源线18对蓄电池充电。
[0027](三)离合器2处于结合状态，外部动力和电机电磁结构同时输出动力，通过无极变速系统同时使动力输出壳9转动完成动力输出，这样可以使电机电磁结构和外部动力结合，使整个电机提供更大的动力输出。
[0028]智能控制系统同时控制电机电磁结构、电动位移器14工作，智能控制系统对电机电磁结构的控制与普通电机的控制方式一样。对电动位移器14的控制，主要是控制无极变速机构以适合的变速比进行变速。
[0029]电动位移器14带动角度调节器12移动，以调节传动球13自传轴的角度，使电机输入摩擦轮8和输出摩擦轮11与传动球13的接触点位置改变。因为不同接触点的线速度不同导致电机输入摩擦轮8和输出摩擦轮11之间存在转速差，以此实现变速。
[0030]对于前述(一)，路况好，负载轻时仅靠电机电磁机构就能满足车辆工作，此时智能控制系统控制离合器2分离，同时需要根据行车的负载、路况和对车辆速度的要求，控制电动位移器14调节传动球13自传轴在适当的角度，使无极变速系统控制在适合的变速比上，以实现整个电机在满足工作要求的情况下，电机电磁机构总是处于最佳的工作状态。
[0031]对于前述(二)，在中速和高速行驶时，主控制器控制离合器2闭合，根据驾驶者的要求或行车状况控制内燃机的发动、停车和动力输出。智能控制系统的控制需要考虑行车的负载、路况和对车辆速度的要求，由控制电动位移器14调节传动球13自传轴在适当的角度，使变速系统控制在适合的变速比上，以实现在满足工作要求的情况下，内燃机总是处于最佳的工作状态。内燃机此时不仅驱动汽车传动装置工作，同时也驱动电机电磁机构的电机内转子5转动,使电机电磁机构成为一个发电机。所产生的电能通过电源线18对外部的蓄电池充电。
[0032]对于前述(三)，车辆负载较高，仅靠内燃机无法提供足够的动力的情况下，电机电磁结构也同时提供动力，由智能控制系统控制变速系统在适合的变速比，以实现在满足工作要求的情况下，内燃机和电机电磁机构都总是处于最佳的工作状态。
[0033]主控器17的电路板上芯片接收来自多种内外部传感器的信息，并按照预定的程序分析和决定电机电磁结构的运行状态，控制两个变速系统的变速比，以使整个特种电机处于最佳工作状态。电机内外信号的传输通过电源线18进行。
[0034]本实用新型的基本控制原理实际包含两个部分，一是电机电磁结构部分的控制，这部分的控制和通常的电机控制相同，适用于任何电磁作用原理的不同类型的电机。第二部分是变速的智能控制，它主要是通过各种内外传感器的信号，全面了解电机及被拖动系统的运行情况，从而得出最佳期望的变速比，即电动位移器14最佳应处位置。
【权利要求】
1.一种轻型混合动力车用特种电机，包括电机电磁结构、主控器、无级变速机构，其特征在于，主控器安装在电机电磁结构的定子上，电机转轴属于电机电磁结构的内转子，内转子外面是定子，定子外面是外壳；转轴一端连接离合器和飞轮，另一端与无级变速机构连接，主控器控制电机为动力源，或者通过飞轮输入外力动力源，或者控制电机和输入外力同时为动力源，并控制无级变速机构实施无级变速。
2.按权利要求1所述的轻型混合动力车用特种电机，其特征在于，所述无级变速机构，设有多个具有自转轴的传动球，传动球分别与输入摩擦轮和输出摩擦轮接触，输入摩擦轮固定在传动盘上，传动盘固定在电机转轴上，输出摩擦轮固定在动力输出壳上，动力输出壳输出动力。
3.按权利要求2所述的轻型混合动力车用特种电机，其特征在于，所述传动球的自转轴安装在角度调节器上，传动球能自转，控制输入、输出摩擦轮接触传动球自转时的不同半径位置的线速度差，实现变速功能。
4.按权利要求3所述的轻型混合动力车用特种电机，其特征在于，所述角度调节器受电动移位器控制，电动移位器受主控器控制左右移位，带动角度调节器改变传动球自转轴的角度。
5.按权利要求1所述的轻型混合动力车用特种电机，其特征在于，所述主控器设有微处理器芯片，输入分别与外部传感器、内部传感器连接，外部传感器包括力矩传感器、转速传感器、温度传感器；内部传感器包括温度传感器、电流传感器，输出控制线分别与电动移位器和电源逆变器连接。
【文档编号】B60K6/26GK203543635SQ201320667120
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年10月28日 优先权日:2013年10月28日
【发明者】陆炳林, 周佳林, 张学城, 冯峰, 孙宇龙 申请人:南通雷圣特种电机有限公司