用于电动汽车的宽调速永磁同步电的制造方法
【专利摘要】本发明公布了用于电动汽车的宽调速永磁同步电机，包括壳体，在壳体的两端分别安装有前端盖、以及后端盖，在壳体内部安装有定子，在前端盖和后端盖之间安装有转子轴，在转子轴上至少套装有两个转子模块，转子模块之间安装有间隔环，在转子模块与前端盖、以及转子模块与后端盖之间均安装有平衡环。本发明通过在转子轴上安装至少两个的转子模块，在不改变径向尺寸的前提下，可以通过增加转子模块的数量和定子的长度来增加电机的输出扭矩及功率，大大提高了电机的匹配性，通过优化磁路结构，降低气隙磁场强度，减弱永磁磁阻，最终达到提高电机的最高转速，提高电机的调速范围的目的，使得永磁同步电机的恒功率范围得到大大的拓宽。
【专利说明】用于电动汽车的宽调速永磁同步电机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种永磁同步电机，具体是指用于电动汽车的宽调速永磁同步电机。【背景技术】
[0002]现有应用于电动汽车上的电机基本分为两种，第一种为采用异步电机变频驱动方式:电机的转速(转子转速)小于旋转磁场的转速，从而叫为异步电机。它和感应电机基本上是相同的。s=(ns-n)/ns。s为转差率，ns为磁场转速，η为转子转速。异步电机是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机，异步电动机按照转子结构分为两种形式:有鼠笼式、绕线式异步电动机；作电动机运行的异步电机，因其转子绕组电流是感应产生的，又称感应电动机。采用异步电机变频驱动方式存在低速时转矩不足、控制精度较差，变频调速范围较小，与电动汽车低速大扭矩、高转速的需求存在较大差异，同时，异步电机工作效率较低，会大大降低整车的续驶里程；而且异步电机体积和重量较大，在车辆上安装较困难，采用异步电机变频调速的方式，异步电机的额定转速一般在3000rpm左右，最高转速在5000左右，采用自然冷却的方式。由于异步电机低转速时扭矩不足，不能满足车辆低速大扭矩(起步、加速、爬坡)的使用要求，而且最高转速也不能满足车辆的最高车速的要求，因此，异步电机需要与多档变速箱配合使用，才能满足整车的需求。当车辆在起步、加速、爬坡时，变速箱置于低档，此时变速箱减速比大，电机的输出经过变速箱减速后传递给车轮，满足车辆的大扭矩需求；当车辆在高速行驶时，变速箱置于高档(速比小于1)，此时电机的输出转速经过变速箱提升后传递给车轮，满足车辆的高转速需求。
[0003]第二种为采用永磁同步电机:同步发电机为了实现能量的转换，需要有一个直流磁场。而产生这个磁场的直流电流，称为发电机的励磁电流。根据励磁电流的供给方式，凡是从其它电源获得励磁电流的发电机，称为他励发电机，从发电机本身获得励磁电源的，则称为自励发电机。采用的永磁同步电机存在调速范围较窄，不能满足电动汽车的高速需求，需要加装变速箱来满足整车的性能需求的不足，加装变速箱后，整体结构较复杂，体积较大，安装不方便，并且成本较高，采用永磁同步电机的方式，永磁同步电机的额定转速一般在3000rpm左右，最高转速在6000左右，同样需要加装变速箱，通过调整变速箱的档位，来满足整车不同工况下的需求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供用于电动汽车的宽调速永磁同步电机，解决目前的电机工作效率较低，体积和重量较大、在车辆上安装较困难、并且成本较高的问题。
[0005]本发明的目的通过下述技术方案实现:
用于电动汽车的宽调速永磁同步电机，包括壳体，在壳体的两端分别安装有前端盖、以及后端盖，在壳体内部安装有定子，在前端盖和后端盖之间安装有转子轴，在转子轴上至少套装有两个转子模块，转子模块之间安装有间隔环，在转子模块与前端盖、以及转子模块与后端盖之间均安装有平衡环。通过在转子轴上安装至少两个的转子模块，在不改变径向尺寸的前提下，可以通过增加转子模块5的数量，同时根据需要来增加定子3的长度来增加电机的输出扭矩及功率，大大提高了电机的匹配性，而且其直径不变，便于减小空间，解决了目前的电机工作效率较低，体积和重量较大、在车辆上安装较困难、并且成本较高的问题。
[0006]所述转子模块包括转子铁芯，转子铁芯由硅钢片叠压而成并用铆钉固定，在转子铁芯的轴线上设置有用于与转子轴连接的装配孔，在所述转子铁芯上设置有多个与转子铁芯的轴线平行的通孔，在通孔内部安装有磁钢体。转子铁芯由硅钢片叠加组合而成，通过铆钉将叠加的硅钢片压紧、固定，在转子铁芯上设置有多个与转子铁芯的轴线平行的通孔，在通孔内部安装有磁钢体，相对于传统的永磁电机转子整体是永磁体的方式，不仅可以提高转子铁芯的强度，而且磁路更加严谨，符合实际的应用，即:磁路的通道、磁通量、磁场强度等等参数可以更好控制和调整，通过优化电机转子的结构和磁路结构，降低气隙磁场强度，减弱永磁磁阻，最终达到提闻电机的最闻转速，提闻电机的调速范围的目的，使得永磁同步电机的恒功率范围得到大大的拓宽，调速范围可以达到基速的四倍，从而使其成为集低转速大扭矩和较大恒功率范围内调速等优点于一身，克服了目前现有电机的种种缺陷。
[0007]在所述磁钢体的外部与通孔侧壁之间填充有环氧树脂。
[0008]在所述装配孔侧壁上设置有与转子轴的键槽相匹配的装配条。进一步讲，通过在装配孔上设置装配条，装配条与转子轴上的键槽相配合，克服了转子铁芯在工作过程中相对于转子轴圆周方向的转动，进一步增加了扭矩。
[0009]在所述转子轴分别通过轴承与前端盖和后端盖连接，在转子轴与前端盖的轴承之间安装有密封圈。
[0010]在转子轴位于后端盖的部位安装有位置传感器。
[0011]本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果:
I本发明用于电动汽车的宽调速永磁同步电机，通过在转子轴上安装至少两个的转子模块，在不改变径向尺寸的前提下，可以通过增加转子模块5的数量，同时根据需要来增加定子3的长度来增加电机的输出扭矩及功率，大大提高了电机的匹配性，而且其直径不变，便于减小空间，解决了目前的电机工作效率较低，体积和重量较大、在车辆上安装较困难、并且成本较高的问题。
[0012]2本发明用于电动汽车的宽调速永磁同步电机，在转子铁芯上设置有多个与转子铁芯的轴线平行的通孔，在通孔内部安装有磁钢体，相对于传统的永磁电机转子整体是永磁体的方式，不仅可以提高转子铁芯的强度，而且磁路更加严谨，符合实际的应用，磁路的通道、磁通量、磁场强度等等参数可以更好控制和调整，通过优化电机转子的结构和磁路结构，降低气隙磁场强度，减弱永磁磁阻，最终达到提高电机的最高转速，提高电机的调速范围的目的，使得永磁同步电机的恒功率范围得到大大的拓宽，调速范围可以达到基速的四倍，从而使其成为集低转速大扭矩和较大恒功率范围内调速等优点于一身，克服了目前现有电机的种种缺陷；
3本发明用于电动汽车的宽调速永磁同步电机，通过在装配孔上设置装配条，装配条与转子轴上的键槽相配合，克服了转子铁芯在工作过程中相对于转子轴圆周方向的转动，进一步增加了扭矩。【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明半剖结构示意图；
图2为本发明转子模块装配示意图。
[0014]附图中标记及相应的零部件名称:
1-前端盖，2-壳体，3-定子，4-间隔环，5-转子模块，6-后端盖，7-位置传感器，8-轴承，9-平衡环，10-密封圈，11-转子轴，12-铆钉，13-转子铁芯，14-磁钢体，15-通孔，16-装配条。
【具体实施方式】
[0015]下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。实施例
[0016]如图1至2所示，本发明用于电动汽车的宽调速永磁同步电机，包括壳体2，壳体2可以采用风冷壳式，也可以是水冷式，在壳体2的两端分别安装有前端盖1、以及后端盖6，在壳体2内部安装有定子3，定子3的长度根据实际的电机长度而定，可以变化，以符合实际应用，在前端盖I和后端盖6上均安装有轴承8，在两个轴承8之间安装有转子轴11，在转子轴11上套装有三个转子模块5，转子模块5之间安装有间隔环4，在转子模块5与前端盖
1、以及转子模块5与后端盖6之间均安装有平衡环9，在转子轴11与前端盖I的轴承8之间安装有密封圈10，在转子轴11位于后端盖6的端头上安装有位置传感器7 ;其中转子模块5包括转子铁芯13，转子铁芯13由硅钢片叠压而成并用铆钉12固定，在转子铁芯13的轴线上设置有用于与转子轴连接的装配孔，在装配孔侧壁上设置有与转子轴的键槽相匹配的装配条16 ;在转子铁芯13上设置有多个与转子铁芯13的轴线平行的通孔15，在通孔15内部安装有磁钢体14，在磁钢体14的外部与通孔15侧壁之间填充有环氧树脂。
[0017]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.用于电动汽车的宽调速永磁同步电机，包括壳体(2)，在壳体(2)的两端分别安装有前端盖(I)、以及后端盖(6)，在壳体(2)内部安装有定子(3)，在前端盖(I)和后端盖(6)之间安装有转子轴(11)，其特征在于:在转子轴(11)上至少套装有两个转子模块(5 )，转子模块(5)之间安装有间隔环(4)，在转子模块(5)与前端盖(I)、以及转子模块(5)与后端盖(6)之间均安装有平衡环(9)。
2.根据权利要求1所述的用于电动汽车的宽调速永磁同步电机，其特征在于:所述转子模块(5)包括转子铁芯(13)，转子铁芯(13)由硅钢片叠压而成并用铆钉(12)固定，在转子铁芯(13)的轴线上设置有用于与转子轴连接的装配孔，其特征在于:在所述转子铁芯(13)上设置有多个与转子铁芯(13)的轴线平行的通孔(15)，在通孔(15)内部安装有磁钢体(14)。
3.根据权利要求1所述的用于电动汽车的宽调速永磁同步电机，其特征在于:在所述磁钢体(14)的外部与通孔(15)侧壁之间填充有环氧树脂。
4.根据权利要求3所述的用于电动汽车的宽调速永磁同步电机，其特征在于:在所述装配孔侧壁上设置有与转子轴的键槽相匹配的装配条(16)。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的用于电动汽车的宽调速永磁同步电机，其特征在于:在所述转子轴(11)分别通过轴承(8)与前端盖(I)和后端盖(6)连接，在转子轴(11)与前端盖(I)的轴承(8)之间安装有密封圈(10)。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的用于电动汽车的宽调速永磁同步电机，其特征在于:在转子轴(11)位于后端盖(6)的部位安装有位置传感器(7)。
【文档编号】H02K16/02GK103580410SQ201210269428
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月31日 优先权日:2012年7月31日
【发明者】樊成芳, 何勤, 张闯, 陈奇志 申请人:成都联腾动力控制技术有限公司