一种用于电动汽车的集成电气附件的双转子电机驱动系统的制作方法

文档序号:12000113阅读:241来源:国知局

本实用新型涉及一种用于电动汽车的集成电气附件的双转子电机驱动系统,涉及新能源汽车技术领域。



背景技术:

现阶段汽车能源供应和环境问题突出,新能源汽车的研究迫在眉睫,新能源汽车的轻量化要求和电动单元一体化要求越来越高,特别是纯电动汽车。现有的纯电动汽车的动力需求包括主驱电机、DCDC、空调、打气泵、转向泵,而独立的动力源供给上述电气耗件将占据车辆较多布置空间,使得车辆的使用空间减小,目前的技术状态下:主驱动电机、DCDC、打气泵、转向泵、空调均使用独立动力源,需要多个电机驱动,且每个驱动电机需要对应控制器,成本和布置空间均较大,能量的转换效率低,动力系统集成度不高。

中国实用新型专利CN201410849104.X已经提出一种新能源汽车打气泵和转向泵的集成系统,该实用新型专利提出了打气泵和助力转向油泵的集成方案,但是没有集成电动空调和主驱动电机,且需要另外通过双轴电机分别控制打气泵以及转向泵,因而整体的电机系统的集成度并不高,能量转化效率较低。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种结构简单,操作方便且减小纯电动驱动系统的体积和质量,提高纯电动动力系统的集成度和能量转换效率的双转子电机驱动系统。

为了解决上述技术问题,本实用新型是通过以下技术方案实现的:

一种用于电动汽车的集成电气附件的双转子电机驱动系统,包括双转子电机、供电系统、辅助动力系统以及控制系统,所述供电系统与双转子电机电连接且控制双转子电机转动,所述双转子电机与辅助动力系统传动连接并控制辅助动力系统运行,所述控制系统分别与双转子电机、供电系统、辅助动力系统数据连接。

作为优选,所述双转子电机包括电机壳体、定子绕组、永磁体、外转子、内转子、内转子绕组和轴承,外转子安装固定于电机壳体内,内转子安装固定于外转子内,内转子与带动车辆驱动桥的主驱动轴传动连接,外转子与辅助动力系统传动连接,所述轴承包括两个第一轴承以及两个第二轴承,两个所述第一轴承分别设置在外转子的两端,所述第一轴承固定安装在电机壳体与外转子之间,两个所述第二轴承分别设置在内转子的两端,所述第二轴承固定安装在外转子与内转子之间,所述定子绕组环绕电机壳体内壁安装固定,内转子绕组安装在内转子的外侧,永磁体的数量设置为两个且相对的安装固定在外转子的内侧和外侧,外侧的永磁体的位置与定子绕组的位置相对应,内侧的永磁体的位置与内转子绕组的位置相对应。

作为优选,所述辅助动力系统包括辅助动力输出机构、辅助动力输出轴、助力转向油泵总成、空调压缩机总成、打气泵总成以及发电机总成,辅助动力输出机构的一端与外转子的转动轴传动连接,另一端与辅助动力输出轴传动连接,所述辅助动力输出轴与助力转向油泵总成、空调压缩机总成、打气泵总成以及发电机总成之间均皮带传动连接。

作为优选,所述供电系统包括高压供电滑环、高压线束、动力电池,高压供电滑环安装在主驱动轴上,且所述高压供电滑环通过高压线束给内转子绕组以及定子绕组供电,动力电池通过高压线束与高压供电滑环连接。

作为优选,所述供电系统还包括低压供电滑环、低压线束、低压配电盒、低压供电滑环安装在主驱动轴上,且所述低压供电滑环与低压配电盒通过低压线束连接。

作为优选,所述控制系统包括电机控制器、整车控制器和信号线,整车控制器通过信号线与电机控制器连接,电机控制器通过高压线束与高压供电滑环连接,且所述电机控制器通过高压线束与内转子绕组以及定子绕组连接。

作为优选,所述整车控制器通过信号线与低压配电盒数据连接。

与现有技术相比,本实用新型的有益之处是:所述用于电动汽车的集成电气附件的双转子电机驱动系统能够对主驱动电机、转向泵、打气泵、空调、发电机总成进行集成,使纯电动动力系统共用一个动力源,减小了纯电动驱动系统的体积和质量,减少了驱动部件与电气附件之间的能量转化环节,提高了纯电动动力系统的集成度和能量转换效率,节约能源且节约车内布置空间资源,节约成本,方便安装,因而整体系统的实用性以及经济效益高,适合推广应用。

附图说明:

下面结合附图对本实用新型进一步说明:

图1是本实用新型的正面结构示意图。

具体实施方式:

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本实用新型保护的范围:

如图1所示的一种用于电动汽车的集成电气附件的双转子电机驱动系统,包括双转子电机、供电系统、辅助动力系统以及控制系统,所述供电系统与双转子电机电连接且控制双转子电机转动,所述双转子电机与辅助动力系统传动连接并控制辅助动力系统运行,所述控制系统分别与双转子电机、供电系统、辅助动力系统数据连接。

在实际应用中,通过供电系统为双转子电机提供动能控制双转子电机转动,而双转子电机的两个转子分别为汽车驱动桥、辅助动力系统输出动力,控制系统发送各种不同的工作指令控制双转子电机以及控制辅助动力系统运行。

为更方便稳定的输出动能,在实际应用中,所述双转子电机包括电机壳体1、定子绕组2、永磁体3、外转子4、内转子5、内转子绕组6和轴承,外转子4安装固定于电机壳体1内,内转子5安装固定于外转子4内,内转子5与带动车辆驱动桥的主驱动轴7传动连接,外转子4与辅助动力系统传动连接,继而由内转子为车辆驱动桥提供输出动力,由外转子4为辅助动力系统提供动力,两者之间不会相互独立且不会相互影响和干涉,运行过程更加稳定。

为提高双转子电机运行过程中的稳定性,所述轴承包括两个第一轴承8以及两个第二轴承9,两个所述第一轴承8分别设置在外转子4的两端,所述第一轴承8固定安装在电机壳体1与外转子4之间,两个所述第二轴承9分别设置在内转子5的两端,所述第二轴承9固定安装在外转子4与内转子5之间,因而通过将第一轴承8固定支撑在电机壳体1与外转子4的端部之间,将第二轴承9固定支撑在外转子4与内转子5的端部之间,能有效保证内转子和外转子在电机壳体内相互独立且稳定的运行。

另外,在实际安装时,所述定子绕组2环绕电机壳体1内壁安装固定,内转子绕组6安装在内转子5的外侧,永磁体3的数量设置为两个且相对的安装固定在外转子4的内侧和外侧,外侧的永磁体31的位置与定子绕组2的位置相对应,内侧的永磁体32的位置与内转子绕组6的位置相对应。

在本实施例中,所述辅助动力系统包括辅助动力输出机构10、辅助动力输出轴11、助力转向油泵总成12、空调压缩机总成13、打气泵总成14以及发电机总成15,所述助力转向油泵总成12、空调压缩机总成13、打气泵总成14以及发电机总成15分别为汽车辅助动力系统,分别为助力转向、空调、打气泵以及发电机提供动力,而在实际应用中,通过将辅助动力输出机构10的一端与外转子4的转动轴传动连接,另一端与辅助动力输出轴11传动连接,且所述辅助动力输出轴11与助力转向油泵总成12、空调压缩机总成13、打气泵总成14以及发电机总成15之间均皮带传动连接,继而有效的利用外转子电机的输出动力,且有效的集成了各个辅助动力总成,集成度高。

在本实施例中,为方便为双转子电机提供电能,所述供电系统包括高压供电滑环16、高压线束17、动力电池18,高压供电滑环16安装在主驱动轴7上,高压供电滑环16通过高压线束17给内转子绕组6以及定子绕组2供电,动力电池18通过高压线束17与高压供电滑环16连接,另外,所述供电系统还包括低压供电滑环19、低压线束20、低压配电盒21、低压供电滑环19安装在主驱动轴7上,低压供电滑环19与低压配电盒21通过低压线束20连接。

在具体应用中,为方便控制双转子电机的运行以及为方便控制辅助动力系统的运行,所述控制系统包括电机控制器22、整车控制器23和信号线24,整车控制器23通过信号线24与电机控制器22连接,电机控制器22通过高压线束17与高压供电滑环16连接,且所述电机控制器22通过高压线束17与内转子绕组6以及定子绕组2连接,所述整车控制器23通过信号线24与低压配电盒21数据连接,因而,在实际控制过程中,由整车控制器通过信号线发送控制指令给到电机控制器,再由电机控制器根据接收到的控制指令再控制双转子电机的内转子以及外转子的运行,而在内转子控制过程中,整车控制器还能根据需求发送启动、制动指令给到电机控制器,继而控制内转子的实际运行,满足控制需要,另外,整车控制器内还设有控制辅助动力系统的助力转向油泵总成、发电机总成运行的控制指令程序。

因而,在实际应用过程中,当纯电动汽车需要起动的时候,通过钥匙启动,整车高压电路继电器吸合完毕,由整车控制器发送指令给电机控制器,电机控制器接受控制指令并通过高压线束驱动外转子转动,且转速控制在辅助动力输出机构的额定转速下,即辅助动力输出机构及辅助动力输出轴以额定转速转动,整车上电完成后助力转向油泵总成和发电机总成一直处于工作状态,整车控制器给助力转向油泵总成及发电机总成发送使能指令,助力转向油泵总成及发电机总成开始工作。

当纯电动汽车的储气室气压值小于0.65Mpa时,需要带打气泵总成开启,给储气室加气压,整车控制器给打气泵总成发送使能指令,打气泵总成开启工作;当储气室的气压值大于0.8Mpa时,整车控制器给打气泵总成发送停止工作指令,打气泵关闭,停止工作。

当驾驶员发出空调启动指令时,需要空调压缩机工作,空调控制器发出压缩机工作指令,空调压缩机总成开启工作;当驾驶员发出空调停止指令时,需要空调压缩机停止,空调控制器发出压缩机工作指令,空调压缩机总成停止工作。

而当整车上电完成之后,若整车控制器有油门需求输入,则整车控制器给电机控制器发送转矩模式控制需求,且发送需求驱动转矩,电机控制器接收整车控制器的转矩需求指令,驱动内转子转动,内转子通过主驱动轴输出动力给车辆的驱动桥,驱动汽车行驶,当油门信号消失,则该驱动转矩需求撤销;当行驶过程中有制动信号输入时,车辆进行制动,整车控制器给电机控制器发送需求制动扭矩,内转子处于制动模式工作,制动回收的能量以内转子绕组产生的回收电流的形式回收到动力电池内。

上述用于电动汽车的集成电气附件的双转子电机驱动系统能够对主驱动电机、转向泵、打气泵、空调、发电机总成进行集成,使纯电动动力系统共用一个动力源,减小了纯电动驱动系统的体积和质量,减少了驱动部件与电气附件之间的能量转化环节,提高了纯电动动力系统的集成度和能量转换效率,节约能源且节约车内布置空间资源,节约成本,方便安装,实用性以及经济效益高。

需要强调的是:以上仅是本实用新型的较佳实施例而已,并非对本实用新型作任何形式上的限制,凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

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