专利名称：汽车纯电动驱动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆动力装置，是一种汽车纯电动驱动机。
背景技术：
在现有技术中，汽车的动力装置主要是汽油机和柴油机。随着人们对 减少环境污染的呼声越来越高和石油等自然资源越来越少的条件下，混合 动力、电池+电动机的纯电动等驱动装置飞跃发展。目前，在研究开发中 的纯电动汽车，电动机一般采用永磁交直流电机，由电池供电。由于现有 的交直流永磁电机在纯电动汽车上使用时，是负载零堵转启动，其瞬时峰 值电流一般都要高出额定工作电流的几倍甚至十几倍，如此大的瞬时峰值 电流，要超出电池允许瞬间放电电流指标的几倍甚至十几倍，则蓄电池极 板在长期的电动机瞬时电流冲击下极易损坏，故出现现有蓄电池的循环使
用寿命次数不到30%，使整车的一组蓄电池连续循环使用行驶总里程不到 3万公里的使用寿命。显然，改进纯电动汽车的电动驱动装置结构，以克 服负载零堵转启动状态，是解决发展纯电动汽车技术瓶颈的重要方面。并 且，本发明人在长期研究永磁体磁性能新用途中发现，永磁体具有可利用 的动能和势能二部分，现有永磁电动机只是单一地应用永磁体的激活潜在的动能，用作使电能转换成电扭矩，而没有充分运用永磁体内潜在的势能。 因此，如果能通过对电动驱动装置的总体结构和永磁体结构及布置作创新 的设计，就可以最大幅度地减小直流永磁电动机的零堵转起动瞬时峰值电 流，提高电池的有效利用率、使用寿命及汽车的运行性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车纯电动驱动机，使其能高效地适应纯电 动汽车的频繁零堵转启动、提速、加速度的波动力性能条件和能高效地减 小起动瞬时电流，以与现有蓄电池的特性条件与允许瞬间放电性能相适 应，从而提高蓄电池的循环重复使用寿命，并能有效提高纯电动汽车的驱 动性能能力和蓄电池容量的电能有效利用率来提高一次充电的续驶里程。
实现上述目的的本发明的技术方案是，包括有电机壳体、主轴、嵌有 绕组的转子及设置在机壳内圆周上的永磁体，本发明还包括一换向装置、 储能换能装置及减速装置。所说换向装置，固装在电机主轴的一端头上， 其挂脚与绕组线圈头固接，端面与电刷相啮合。所说储能换能装置，包含 有一惯性储能盘和一单向超越离合器，该单向超越离合器固装在电机主轴 的另一端，所说惯性储能盘固装在该单向超越离合器的外圆周上，在该换 能装置上还设有一主动齿轮。所说减速装置，设在换能装置的旁侧，并以 其减速齿轮与主动齿轮相啮合，该减速装置的输出端设一功率输出轴。设 置在电机壳体内周面上的永磁体呈多组、多块同极组合排列，每块永磁体 呈瓦形体，在同一位置的端面上每组的多块永磁呈同极组合，多组永磁体以N.S极间隔排列；固装在电机主轴上的转子的外周缘上，按轴向开有 与永磁体匹配的多道数量的嵌线槽，其内置以与永磁体匹配的循环绕组线 圈。如此所说的本发明，储能换能装置成为一种新的机械能动力能源，也 就能最大幅度地减小电动机零堵转起动瞬时峰值电流。本发明中的永磁体 设计成瓦形体结构后，其磁场分布为半环形体弧形线两端呈具有高磁场 区间和弱磁场区间，当反多块瓦形体结构的永磁体以电机极数、嵌线槽数 及转速相匹配的适应方式组合排列在定子(电机壳体)内圆周上后，整组 永磁体即能形成强弱磁场的波浪形磁场分布，当转子绕组线圈经供电导通 电能时，每一具有高磁场区即成为对转子的"吸力作用区间"与"排斥作 用区间"，从而即能排除电枢死角双能使转子迅速提速也就能使磁能与电 能能通过惯性储能盘储能。本发明由电池向电动机供电，电动机通过储能 换能装置驱动减速装置输出端的功率输出轴，同时，储能换能装置处于储 能状态。当电动机停止转动时，储能换能装置仍能带动减速装置转动而使 功率输出轴处于运转状态，当再次起动时机时，就能大大减小电动机瞬时 峰值电流。
本发明中的惯性储能盘，可以是一种由一盘体、多块变径滑块及相应 数量的回位弹簧组成；盘体均匀分隔成多个径向小室，每一径向小室内设
置一块变径滑块，变径滑块与回位弹簧的一端头联接，回位弹簧的另一端 固联在单向超越离合器的外圆周上。
本发明可以根据不同电机极数与转子不同槽数的换向角度位置需要 和永磁体能级值与电能可利用储能能量及抗波动力能力需要，来设计设置在电机壳体内圆周上的永磁体与永磁体的磁能级和设置储能换能装置的 变径位置与变径滑块的数量和质量及减速比与减速级数。本发明中，排列 在电机壳体内周面上的多组永磁体可以有二组、四银、六组八组，每组永 磁体可以有二、三、四或六块瓦形永磁体组成。所说变径滑块可以有三、 四、五、六......九块组成。
如上所述，由于本发明配置有储能换能装置及减速装置，并且对电机 定、转子结构特别是永磁体作出了新的设计，可见本发明具有如下所述主
要优点1,能低电压小电流启动并能具有同等扭矩；2,电压变化大， 适应性强，在额定工作电压为60V、 72V、 96V、 120 V、 24 0V、 360V、 480V、 560V时，当小于24 V时同样可以小电 流启动，并具有同等扭矩；3,零堵转起动瞬时峰值电流小，它的瞬时峰 值电流是在电机允许最大功率的工作电流值范围内；4，电动机怠速时能 蓄能储能，并能在电动机停止下储能换能装置能释放动能怠速运行工作， 当储能盘释放到极限动能时，由控制器控制电机自动怠速运行蓄能储能工 作；5,磁电能、蓄储能、机械能合力做功能量大、能耗省、效率高、出 力大、温度低，温升小于l 0 0°C; 6,抗波动能力强，基本上能满足纯 电动汽车的特殊应用动力源要求；7，对现有蓄电池的电池板性能基本上
没有伤害。
图1为本发明一个实施例的正向剖视示意图。图2为图1的B-B截面示意图。 图3为图1的A-A截面示意图。
具体实施例方式
本发明的 一个较佳实施例如附图所示。以下结合附图所示实施例对本 发明作具体说明 '
由图1所见，本发明包括有电机壳体11、主轴9、嵌有绕组的转子 lO及设置在壳体ll内圆周上的永磁体12，本发明还包括一换向装置15、 储能换能装置5及减速装置3。由图可见，换向装置15固装在电机主轴9 的一端头上，其挂脚与绕组线圈头固接，端面与电刷14相啮合。请同时 参阅图2，储能换能装置5包含有一惯性储能盘6和一单向超越离合器7, 该单向超越离合器7固装在电机主轴9的另 一端，所说惯性储能盘6固装 在该单向超越离合器7的外圆周上,在该换能装置5上还设有一主动齿轮 4。由图2可见，在本实施例中，惯性储能盘6是一种由一盘体16、多块 变径滑块17及相应数量的回位弹簧18组成；盘体16均匀分隔成多个径 向小室19,每一径向小室19内设置一块变径滑块17，变径滑块17与回 位弹簧18的一端头联接，回位弹簧18的另 一端固联在单向超越离合器7 的外圆周上。由图l见，减速装置3设在换能装置5的旁侧，并以其减速 齿轮与主动齿轮4相啮合，该减速装置3的输出端设一功率输出轴1。请 同时参阅图3，在本实施例中，设置在电机壳体11内周面上的永磁体12 有四组(在其它实施例中可以是二组、六组或八组)，每组永磁体12由二块同 一极性的瓦形永磁体组成(在其它实施例中，每组永磁体可以由同一 极性的三块、四块或六块瓦形永磁体组成)，在同一位置的端面上四组多
组永磁体以N.S极间隔排列。图中标号2、 8、 13分别表示前端盖和电机 中、后端盖。
权利要求
1，一种汽车纯电动驱动机，包括有电机壳体、主轴、嵌有绕组的转子及设置在机壳内圆周上的永磁体，其特征在于还包括一换向装置、储能换能装置及减速装置；A所说换向装置，固装在电机主轴的一端头上，其挂脚与绕组线圈头固接，端面与电刷相啮合；B所说换能装置，包含有一惯性储能盘和一单向超越离合器，该单向超越离合器固装在电机主轴的另一端，所说惯性储能盘固装在该单向超越离合器的外圆周上，在该换能装置上还设有一主动齿轮；C所说减速装置，设在换能装置的旁侧，并以其减速齿轮与主动齿轮相啮合，该减速装置的输出端设一功率输出轴；D设置在电机壳体内周面上的永磁体呈多组、多块同极组合排列，每块永磁体呈瓦形体，在同一位置的端面上每组的多块永磁呈同极组合，多组永磁体以N.S极间隔排列；固装在电机主轴上的转子的外周缘上，按轴向开有与永磁体匹配的多道数量的嵌线槽，其内置以与永磁体匹配的循环绕组线圈。
2，根据权利要求l所述汽车纯电动驱动机，其特征在于所 说惯性储能盘由一盘体、多块变径滑块及相应数量的回位弹簧组 成；盘体均匀分隔成多个径向小室，每一径向小室内设置一块变 径滑块，变径滑块与回位弹簧的一端头联接，回位弹簧的另一端固联在单向超越离合器的外圆周上。
3,根据权利要求1或2所述汽车纯电动驱动机，其特征在于: 排列在电机壳体内周面上的多组永磁体可以有二组、四组、六组 八组，每组永磁体可以有二、三、四或六块瓦形永磁体组成。
4.根据权利要求1或2所述汽车纯电动驱动机，其特征在于 所说变径滑块可以有三、四、五、六......九块组成。
全文摘要
本发明是一种汽车纯电动驱动机，主要特点是包括有电机壳体、主轴、嵌有绕组的转子及设置在机壳内圆周上的永磁体，还包括有一换向装置、储能换能装置及减速装置；设置在电机壳体内周面上的永磁体呈多组、多块组合排列，每块永磁体呈瓦形体，在同一位置的端面上每组的多块永磁呈同极组合，多组永磁体以N.S极间隔排列。本发明能在低电压小电流状态下启动并能具有同等扭矩，零堵转起动瞬时峰值电流小，电动机怠速时能蓄能储能，温升小于100℃。
文档编号H02K7/10GK101552525SQ20091005103
公开日2009年10月7日 申请日期2009年5月12日 优先权日2009年5月12日
发明者杨永明 申请人:盐城合能机电科技发展有限公司