一种电动汽车的高效节能型电动机及其工作方法与流程

本发明属于生产制造领域，特别涉及一种电动汽车的高效节能型电动机。本发明还涉及一种电动汽车的高效节能型电动机的工作方法。

背景技术：

目前，国内外常见电动汽车的驱动电动机，一般采用工业用的交流感应异步电动机，其原理为：把蓄电池的直流电通过逆变器变成交流电，再对交流电进行变频调速，以满足电动汽车的不同速度需要。用工业用的交流感应异步电动机作为电动汽车的驱动电动机缺点较多，主要有以下几个方面：

1.体积大，重量重，增大了汽车自身的重量和空间，浪费了不必要的能源和材料。

2.汽车在起步和上坡时都需要很大的力矩，而交流感应异步电动机在低转速时，力矩最少，不胜重负，极易烧坏。

3.交流感应异步电动机在起动时需要的起动电流约为额定电流的7倍，这对电动汽车的有限直流电流造成很大的损耗和浪费，不但浪费了电池的电能还大大缩短了电池的寿命。

技术实现要素：

发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种电动汽车的高效节能型电动机，其结构简单，设计合理，能够大大提高电动汽车驱动电动机的性能指标，此电动机体积小、节省材料，同时能够节约电能，达到电动汽车高效节能环保的要求。本发明还提供一种电动汽车的高效节能型电动机的工作方法，通过脉冲产生的磁场牵引力推动转子旋转，能够降低电动机发热量，提高电动机性能。

技术方案：一种电动汽车的高效节能型电动机，包括定子、转子、壳体、第一端盖、第二端盖、轴承、轴承内盖、轴承外盖、风扇和中心转轴，所述第一端盖和第二端盖罩设在壳体的两端部，所述中心转轴设置在壳体的中心，并且左端部穿过第一端盖从壳体内伸出，所述转子套设在中心转轴的外部，并且转子置于定子中，所述轴承套设在中心转轴的左端部，并且置于壳体内，所述轴承内盖罩设在轴承位于壳体内的端部，所述轴承外盖罩设在轴承位于壳体外的端部，所述风扇设置在壳体内远离轴承的端部，并且与中心转轴连接；其中，所述定子上设有一组定子凸极，所述定子凸极上设有电磁线绕组，所述定子凸极上还设有一组位置传感器，所述壳体上设有电控盒，所述电控盒内设有控制板和功率分配器，所述位置传感器和控制板电性连接，所述控制板和功率分配器电性连接，所述电磁线绕组和功率分配器连接。本发明的电动汽车的高效节能型电动机，通过设置的位置传感器能够检测电机转子的位置信号，并传递给控制板，并进一步将信号值传送至功率分配器，功率分配器通过电磁线绕组在定子绕组上产生电磁吸力，从而使得电机转子旋转一个角度。

进一步的，上述的电动汽车的高效节能型电动机，所述定子凸极等间距的设置在定子内壁上，并且定子凸极的数目为12-18个。设置的此范围内的定子凸极数目能够达到最佳的使电机转子旋转的效果。

进一步的，上述的电动汽车的高效节能型电动机，所述转子上设有第一磁钢槽和第二磁钢槽，所述第一磁钢槽和第二磁钢槽内设有磁钢。采用双层磁钢槽结构，增加了磁阻转矩，增大凸极比，减小转矩脉动，磁钢体积更小，总用量更轻，磁钢的转子冲片的强度很好。在冲片强度满足的情况下，加有轴向通风，可以增加散热，进行去重，减少惯量。

进一步的，上述的电动汽车的高效节能型电动机，所述第一磁钢槽的截面为u型，包括第一磁钢槽一和第一磁钢槽二，所述第一磁钢槽一和第一磁钢槽二形成对称结构。此结构的磁钢槽能够有效降低磁场在定子铁芯中产生的损耗，提高转子的工作效率。

进一步的，上述的电动汽车的高效节能型电动机，所述第一磁钢槽一和第一磁钢槽二的截面为v型，包括磁钢槽本体一、磁钢槽本体二和连接部，所述连接部设置于磁钢槽本体一和磁钢槽本体二之间。用此结构的磁钢槽将磁钢置于v型磁钢槽本体内，连接部可以起到隔磁作用。

进一步的，上述的电动汽车的高效节能型电动机，所述第二磁钢槽的包括第二磁钢槽一和第二磁钢槽二，所述第二磁钢槽一和第二磁钢槽二对称设置，截面为“八”字形，所述第二磁钢槽一和第二磁钢槽二内设有磁钢。截面为“八”字形的第二磁钢槽，被第一磁钢槽包裹住，双层磁钢槽结构，工作效率高。

进一步的，上述的电动汽车的高效节能型电动机，所述第二磁钢槽一和第二磁钢槽二之间的角度为110°-160°。采用此角度，能够起到更好的聚磁作用，提高电机气隙磁密

本发明一种电动汽车的高效节能型电动机的工作方法，包括以下步骤：

1）电动机上电工作后，转子在定子内转动；

2）位置传感器检测转子角度位置，并将信号值传递给控制板；

3）控制板将接收的转子角度位置讯号传送给功率分配器；

4）功率分配器进行运算处理，向定子的其中一个定子凸极上的电磁线绕组输出一个强劲的脉冲电流；

5）定子凸极产生磁场牵引力，拖动转子转过一定角度；

6）同时，位置传感器检测到转子新的角度位置；

7）位置传感器将信号值传递给控制板；

8）重复步骤2）-7），转子在定子内转动过程中，定子凸极不断产生磁场牵引力，拖动转子转过一定角度。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的电动汽车的高效节能型电动机，设置的双层磁钢槽结构大大提高了电动机的工作效率，通过设置的位置传感器将转子位置信息传送至功率分配器，并产生脉冲至定子凸极上，推动转子旋转到一个新的角度，不断重复工作，能够使电动机的转子旋转起来。由于每个电磁线绕组都是短时脉冲通电，因此能大大节约电能；而定子磁极产生的脉冲电磁力较大，能够产生较大的旋转转矩，电动转子旋转，由于电子功率分配器和电动机都工作在脉冲状态下，因此发热量少，能够大大降低电动机的放热量，满足环保要求。

附图说明

图1为本发明所述的电动汽车的高效节能型电动机的结构示意图；

图2为本发明所述的电动汽车的高效节能型电动机的内部结构示意图；

图3为本发明所述的定子和转子的局部放大图。

图中：1定子、11定子凸极、12电磁线绕组、13位置传感器、2转子、21第一磁钢槽、211第一磁钢槽一、2111磁钢槽本体一、2112磁钢槽本体二、2113连接部、212第一磁钢槽二、22第二磁钢槽、221第二磁钢槽一、222第二磁钢槽二、23磁钢、3壳体、31电控盒、32控制板、33功率分配器、4第一端盖、5第二端盖、6轴承、7轴承内盖、8轴承外盖、9风扇、10中心转轴。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

如图1所示的电动汽车的高效节能型电动机，包括定子1、转子2、壳体3、第一端盖4、第二端盖5、轴承6、轴承内盖7、轴承外盖8、风扇9和中心转轴10，第一端盖4和第二端盖5罩设在壳体3的两端部，中心转轴10设置在壳体3的中心，并且左端部穿过第一端盖4从壳体3内伸出，转子2套设在中心转轴10的外部，并且转子2置于定子1中，轴承6套设在中心转轴10的左端部，并且置于壳体3内，轴承内盖7罩设在轴承6位于壳体3内的端部，轴承外盖8罩设在轴承6位于壳体3外的端部，风扇9设置在壳体3内远离轴承6的端部，并且与中心转轴10连接；其中，定子1上设有一组定子凸极11，定子凸极11上设有电磁线绕组12，定子凸极11上还设有一组位置传感器13，壳体3上设有电控盒31，电控盒31内设有控制板32和功率分配器33，位置传感器13和控制板32电性连接，控制板32和功率分配器33电性连接，电磁线绕组12和功率分配器33连接。为了达到最佳的节能效果，定子凸极11等间距的设置在定子1内壁上，并且定子凸极11的数目为12-18个。

此外，如图2、3所示的转子2上设有第一磁钢槽21和第二磁钢槽22，第一磁钢槽21和第二磁钢槽22内设有磁钢23。其中，第一磁钢槽21的截面为u型，包括第一磁钢槽一211和第一磁钢槽二212，第一磁钢槽一211和第一磁钢槽二212形成对称结构。第一磁钢槽一211和第一磁钢槽二212的截面为v型，包括磁钢槽本体一2111、磁钢槽本体二2112和连接部2113，连接部2113设置于磁钢槽本体一2111和磁钢槽本体二2112之间。进一步的，第二磁钢槽22的包括第二磁钢槽一221和第二磁钢槽二222，第二磁钢槽一221和第二磁钢槽二222对称设置，截面为“八”字形，第二磁钢槽一221和第二磁钢槽二222内设有磁钢23。并且，第二磁钢槽一221和第二磁钢槽二222之间的角度为110°-160°。

基于上述结构的基础上，一种电动汽车的高效节能型电动机的工作方法，包括以下步骤：

1）电动机上电工作后，转子2在定子1内转动；

2）位置传感器13检测转子2角度位置，并将信号值传递给控制板32；

3）控制板32将接收的转子2角度位置讯号传送给功率分配器33；

4）功率分配器33进行运算处理，向定子1的其中一个定子凸极11上的电磁线绕组12输出一个强劲的脉冲电流；

5）定子凸极11产生磁场牵引力，拖动转子2转过一定角度；

6）同时，位置传感器13检测到转子2新的角度位置；

7）位置传感器13将信号值传递给控制板32；

8）重复步骤2-7，转子2在定子1内转动过程中，定子凸极11不断产生磁场牵引力，拖动转子2转过一定角度。

本发明的工作原理为：驱动电动机开始转动后，其中一个定子凸极11上的位置传感器13开始检测转子2的为位置角度，将信号发送至控制板32，控制板32将信号进行转化，转化为功率分配器33能够结构的讯号，并将讯号值传送给功率分配器33，功率分配器33在内部经过运算判别后，向定子凸极11上的电磁线绕组12输出一个强劲的脉冲电流，使定子凸极11产生加大的磁场牵引力，拖动转子2转过一个角度，位置传感器13转动到新的位置；此时，下一个定子凸极11上的位置传感器13开始检测转子2的为位置角度，将信号发送至控制板32，控制板32将信号进行转化，转化为功率分配器33能够结构的讯号，并将讯号值传送给功率分配器33，功率分配器33在内部经过运算判别后，向下一个定子凸极11上的电磁线绕组12输出一个强劲的脉冲电流，使下一个定子凸极11产生加大的磁场牵引力，继续拖动转子2转过一个角度，不断重复上述工作过程，完成电动机的启动过程，然后电动机将进入正常工作，脉冲的频率越高，电动机转速越快。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。