一种具有LIN调节器的高效智能车用交流发电机的制作方法

本发明涉及机动车电器件领域，尤其涉及一种具有lin调节器的高效智能车用交流发电机。

背景技术：

汽车在促进经济繁荣、给人类生活带来方便的同时，也带来了能源和环保问题。随着人们对汽车的使用性能日益注重，特别是对汽车的舒适性、安全性、燃油经济性以及环境保护等要求越来越高，汽车上的电子控制装置和用电设备相应增加，用电量也随之提高。随着汽车科技的迅速发展，越来越多的电器设备被逐渐应用到汽车系统中来。作为汽车电器系统的核心电源，交流发电机的工作环境和工作负荷正变得越来越严酷，因此，汽车发电机的工作可靠性已成为影响车辆可靠性和行驶安全性的重要因素之一。发电机是汽车上比较重要的供电装置，保证发动机的性能、油耗、尾气排放、噪音、以及车灯、空调及其他车载电气装置的用电需求起着重要作用。

目前市场上车用发电机还是主要以励磁式发电机为主。其主要技术特征：外置铝制后倾角离心风扇，后轴承为滚针轴承，集电环室为密封结构，调节器为博世自制，可靠性较高。法雷奥产发电机为14v、150a及14v、200a等几种，其主要技术特征为：外置铝制径向双向风扇，定转子为8对级结构，整流桥散热板表面积较大，调节器有转子短路保护，定子匝间短路保护等措施，可靠性非常高，其缺点是低速性能不稳、使汽车尾气排放及噪音较大，对环境污染严重。美国德科·雷米生产24v、120a—300a各种发电机，其主要技术特征：外置铝制径向双向风扇，定子为双△型连接，用二至三组整流桥，调节器由德科·雷米自制，可靠性较高，后轴承为深沟球轴承，中国市场对其产品认知度不是很高。另外许多大的汽车生产商采用的是对汽车所有节点进行集中控制的解决方案。这些采用集中控制的节点负责为车窗升降、锁门和车镜位置调整等几种用户操作提供接口和控制。过去，这些采用集中控制的节点基于高性能的mcu，这个mcu负责处理模块中的各种功能。模块通常通过can总线连接，现在该方法已在大量汽车平台中得到实施。虽然该方法能够解决大量联网问题，但同时也导致基础结构太过复杂、速率要求过高。

技术实现要素：

本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种具有lin调节器的高效智能车用交流发电机的技术方案，采用lin调节器提高了整车的智能化，节能效果明显，使用寿命长，运行成本低，降低了转子的噪音，提高了汽车的舒适性。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种具有lin调节器的高效智能车用交流发电机，包括前盖、转子、定子和后盖总成，定子固定连接在前盖和后盖总成之间，转子位于定子内，转子通过前轴承和后轴承分别连接在前盖和后盖总成上，其特征在于：还包括lin调节器刷架总成、集成式整流桥组件、内置式双风扇结构和皮带轮，lin调节器刷架总成固定连接在后盖总成的外端面上，集成式整流桥组件包括后盖、散热板、3个正整流二极管和3个负整流二极管，散热板通过连接件与后盖连接，正整流二极管设置在散热板上，负整流二极管压接在后盖上，内置式双风扇结构位于转子上，皮带轮连接在前盖的外端面上；lin调节器刷架总成借助车载lin网络，通过与发动机管理系统(ecu)的双向通信，使发电机与发动机工况形成最佳匹配，ecu依据车辆工况发出指令，调整发电机参数，并要求lin调节器反馈其状态参数，使ecu配合实际状况，优化对整车的控制，集成式整流桥组件一方面降低发电机的总长度，另一方面后盖就是一个大面积的散热器，可以短时间内将整流二极管产生的热量散出，确保正负整流二极管的低温升，延长发电机的使用寿命，同时能减少功率消耗，提高发电机效率输出。

进一步，lin调节器刷架总成的外侧面上设置有防护罩，防护罩上安装有转换端子，防护罩可以起到保护lin调节器刷架总成的作用，延长其使用寿命。

进一步，散热板为压铸铝板，通过采用大面积压铸铝板，可以提高散热板的散热效率。

进一步，正整流二极管和负整流二极管的周围设置有散热孔。

进一步，内置式双风扇结构将风扇焊接在转子两端的爪极上，内置式双风扇结构与传统外置式风扇发电机有很大区别，该结构可以将两个小直径不等距风扇直接焊接在转子爪极上，通过转子的旋转，空气从发电机的两端轴向进入，从端盖径向方向的散热孔输出，对定子端部、整流二极管及lin调节器进行散热，由于无需通过定转子之间的气隙，故散热效率得以很大的提高。

爪极采用低碳钢冷挤工艺，使转子有良好的导磁性能，通过控制定转子之间的气隙，增加定子槽满率和控制整流二极管的压降使发电机的效率得以提高，发电机效率提升后相应降低油耗，一定程度上减少汽车尾气的排放，低噪音转子的设计，使爪极采用磁倒角，大面积的磁倒角可以减少高次谐波(减少因定子电流引起的电枢反应)、改变了爪极的受力状态，改善了电磁噪音，增加转子上嵌铜环，增加爪极的刚性，以提高共振频率，改变共振点，保持前后爪极爪部开档间距均匀，使该发电机与同等输出功率的相同类型发电机相比，噪音可降低5～10db。

进一步，皮带轮为oad皮带轮，oad皮带轮为单向离合器解耦器，能使整车在运行过程中，起到轮系减振的作用，避免出现皮带打滑，提高汽车的舒适性。

进一步，前盖与后盖总成之间通过调整套连接，提高了连接时的稳定性和强度。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1、提高了发电机的可靠性与稳定性，发电机vda效率高于60％，燃油消耗率降低，提高整车效能达到节能减排，满足汽车对于标准化零件的需求，延长寿命；

2、采用lin调节器提高了整车的智能化，lrc可消除由于电气负载需求突然增加时所引起的引擎调速与震动，这些效应往往会在低转速时造成转矩负载突增，lin调节器更智能的选择lrc时间与关闭频率以达到最佳效能；

3、采用oad皮带轮，提高了汽车的舒适性；

4、节能效果明显，使用寿命长，运行成本低。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种具有lin调节器的高效智能车用交流发电机的爆炸图；

图2为本发明中的电气原理图。

图中：1-皮带轮；2-前盖；3-前轴承；4-转子；5-后轴承；6-定子；7-后盖总成；8-调整套；9-lin调节器刷架总成；10-防护罩；11-转换端子。

具体实施方式

如图1至图2所示，为本发明一种具有lin调节器的高效智能车用交流发电机，包括前盖2、转子4、定子6和后盖总成7，定子6固定连接在前盖2和后盖总成7之间，转子4位于定子6内，转子4通过前轴承3和后轴承5分别连接在前盖2和后盖总成7上，前盖2与后盖总成7之间通过调整套8连接，提高了连接时的稳定性和强度，还包括lin调节器刷架总成9、集成式整流桥组件、内置式双风扇结构和皮带轮1，lin调节器刷架总成9固定连接在后盖总成7的外端面上，lin调节器刷架总成9的外侧面上设置有防护罩10，防护罩10上安装有转换端子11，防护罩10可以起到保护lin调节器刷架总成9的作用，延长其使用寿命，lin调节器刷架总成9借助车载lin网络，通过与发动机管理系统(ecu)的双向通信，使发电机与发动机工况形成最佳匹配，ecu依据车辆工况发出指令，调整发电机参数，并要求lin调节器反馈其状态参数，使ecu配合实际状况，优化对整车的控制。

集成式整流桥组件包括后盖、散热板、3个正整流二极管和3个负整流二极管，散热板通过连接件与后盖连接，散热板为压铸铝板，通过采用大面积压铸铝板，可以提高散热板的散热效率，正整流二极管设置在散热板上，负整流二极管压接在后盖上，正整流二极管和负整流二极管的周围设置有散热孔，集成式整流桥组件一方面降低发电机的总长度，另一方面后盖就是一个大面积的散热器，可以短时间内将整流二极管产生的热量散出，确保正负整流二极管的低温升，延长发电机的使用寿命，同时能减少功率消耗，提高发电机效率输出。

内置式双风扇结构位于转子4上，内置式双风扇结构将风扇焊接在转子4两端的爪极上，内置式双风扇结构与传统外置式风扇发电机有很大区别，该结构可以将两个小直径不等距风扇直接焊接在转子4爪极上，通过转子的旋转，空气从发电机的两端轴向进入，从端盖径向方向的散热孔输出，对定子6端部、整流二极管及lin调节器进行散热，由于无需通过定转子之间的气隙，故散热效率得以很大的提高。

爪极采用低碳钢冷挤工艺，使转子4有良好的导磁性能，通过控制定转子4之间的气隙，增加定子槽满率和控制整流二极管的压降使发电机的效率得以提高，发电机效率提升后相应降低油耗，一定程度上减少汽车尾气的排放，低噪音转子4的设计，使爪极采用磁倒角，大面积的磁倒角可以减少高次谐波(减少因定子电流引起的电枢反应)、改变了爪极的受力状态，改善了电磁噪音，增加转子4上嵌铜环，增加爪极的刚性，以提高共振频率，改变共振点，保持前后爪极爪部开档间距均匀，使该发电机与同等输出功率的相同类型发电机相比，噪音可降低5～10db。

皮带轮1连接在前盖2的外端面上，皮带轮1为oad皮带轮，oad皮带轮为单向离合器解耦器，能使整车在运行过程中，起到轮系减振的作用，避免出现皮带打滑，提高汽车的舒适性。

本发明的交流发电机的性能参数如下：

1、额定输出：14v150a

2、工作环境温度：-40℃～105℃，相对湿度：≤90％

3、使用转速范围：(1000～12000)r/min

4、瞬时最高转速：18000r/min

5、零电流转速：冷态1100r/min、热态1200r/min

6、转速特性：|δu|≤0.3v@t＝25℃、n＝1500～10000r/min

7、负载特性：|δu|≤0.5v@t＝25℃、n＝6000r/min

8、发电机在环境温度25±5℃，试验电压13.5±0.1v时，工作性能如下：转速1950r/min，输出电流：95a；转速5000r/min，输出电流：150a。

9、lin协议版本可选2.1a/b，1.3a/b，不接lin端子，默认调节电压14.3±0.25v。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。