一种汽车电动助力转向系统双轴电机的制作方法

1.本实用新型涉及汽车设备技术领域，尤其涉及一种汽车电动助力转向系统双轴电机。


背景技术：

2.新能源电动汽车不断发展的同时，对整车的安全性和可靠性也提出了更高的要求。
3.目前市场上针对新能源车转向系统推出的一种双源电机，其原理是一台电机定子上包含两套绕组，分别对应的是高压绕组和低压绕组。该高压绕组连接的是整车动力电池，低压绕组连接的是低压电池。当整车高压系统出现故障无法助力时低压电源接通提供短时的应急助力转向。但是该双源电机在使用过程中存在以下问题：
4.1)当高压绕组烧毁时低压绕组也会烧毁，导致无应急助力转向。
5.2)当高压工作时低压会持续给整车低压电池馈电，导致整车低压电压过高报警。
6.3)高压故障后切换低压的响应时间太慢。


技术实现要素：

7.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种汽车电动助力转向系统双轴电机。
8.本实用新型提供了一种汽车电动助力转向系统双轴电机，包括机壳、高压绕组、低压绕组、监测单元和低压控制器；
9.所述机壳内构造成第一容置空间和第二容置空间，所述第一容置空间和所述第二容置空间之间不连通；
10.所述高压绕组容置于所述第一容置空间内，用于车辆正常行驶时提供转向助力，所述监测单元与所述高压绕组连接，用于监测所述高压绕组的转速；
11.所述低压绕组容置于所述第二容置空间内，所述低压绕组与所述监测单元连接，所述监测单元用于监测所述低压绕组的转速，所述监测单元与所述低压控制器连接。
12.其中，上述汽车电动助力转向系统双轴电机还可以具有以下特点：
13.所述监测单元包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器设在所述第一容置空间内，并与所述高压绕组电连接；所述第二传感器设在所述第二容置空间内，并与所述低压绕组电连接；
14.所述第一传感器与所述第二传感器分别与所述低压控制器通信连接。
15.其中，上述汽车电动助力转向系统双轴电机还可以具有以下特点：
16.所述第一传感器和所述第二传感器均包括位置传感器。
17.其中，上述汽车电动助力转向系统双轴电机还可以具有以下特点：
18.所述高压绕组包括第一转子组件和第一定子组件，所述第一转子组件转动连接在所述机壳上，所述第一定子组件环绕所述第一转子组件设置。
19.其中，上述汽车电动助力转向系统双轴电机还可以具有以下特点：
20.所述低压绕组包括第二转子组件和第二定子组件，所述第二转子组件转动连接在所述机壳上，所述第二定子组件环绕所述第二转子组件设置。
21.其中，上述汽车电动助力转向系统双轴电机还可以具有以下特点：
22.所述机壳包括上壳体和下壳体，其中，所述上壳体和所述下壳体可拆卸连接，所述上壳体内部构造成至少一个放置空间，所述低压控制器位于所述至少一个放置空间内，所述第一容置空间和所述第二容置空间并排设置在所述下壳体内。
23.其中，上述汽车电动助力转向系统双轴电机还可以具有以下特点：
24.所述下壳体上的第一侧面设有第一前端盖和第二前端盖，所述下壳体上的第二侧面设有第一后端盖和第二后端盖，其中，所述第一侧面和所述第二侧面相对设置，所述第一前端盖和所述第一后端盖分别扣接于所述第一转子组件的两端；所述第二前端盖和所述第二后端盖分别扣接于所述第二转子组件的两端。
25.其中，上述汽车电动助力转向系统双轴电机还可以具有以下特点：
26.所述上壳体上设有多个数据插头。
27.本实用新型还提供一种汽车电动助力转向系统双轴电机的控制方法，应用于汽车电动助力转向系统双轴电机的低压控制器，其特征在于，
28.获取高压绕组的第一转速；
29.判断所述第一转速是否低于预设阈值；
30.若所述第一转速低于预设阈值，提高所述低压绕组的第二转速至第一预设转速。
31.其中，上述汽车电动助力转向系统双轴电机的控制方法还可以具有以下特点：
32.若所述第一转速高于所述预设阈值，保持所述低压绕组的第二转速为第二预设转速。
33.本实用新型的汽车电动助力转向系统双轴电机，通过将高压绕组设置在第一容置空间内，将低压绕组设置在第二容置空间内，其中第一容置空间和第二容置空间均为设在同一机壳内的两个容置空间。即在一个机壳内同时设计高压绕组和低压绕组，且两者之间为分开设计的，有效避免了当高压绕组损坏时会影响到低压绕组。而在高压绕组运行异常时，低压绕组介入并提供短时应急助力转向，保证转向的连续性，提高转向的安全性。同时，能有效保证在车辆正常运行时，高压绕组对低压绕组的一侧无反电势产生，提高车辆运行的稳定性。
34.参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本实用新型的其他特性特征和优点将变得清晰。
附图说明
35.并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且与描述一起用于解释本实用新型的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1是实施例中的一种汽车电动助力转向系统双轴电机的立体示意图；
37.图2是实施例中的一种汽车电动助力转向系统双轴电机的主视图；
38.图3是实施例中的一种汽车电动助力转向系统双轴电机的一种竖向剖视图；
39.图4是实施例中的一种汽车电动助力转向系统双轴电机的一种横向剖视图；
40.图5是实施例中的一种汽车电动助力转向系统双轴电机的控制方法的框图。
具体实施方式
41.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
42.本实用新型为了实现双轴电机在运行过程中，避免因高压绕组损坏时会影响到低压绕组，同时避免在车辆正常运行过程中，高压绕组对低压绕组一侧会产生反电势，从而将高压绕组和低压绕组分开设计，并集成在同一个机壳内，以有效提高双轴电机运行的稳定性、及有效保证转向的连续性和安全性。
43.下面结合附图，对根据本公开所提供的汽车电动助力转向系统双轴电机进行详细说明。
44.图1示出了本公开的汽车电动助力转向系统双轴电机的一种具体实施例的立体示意图，图2示出了本公开的汽车电动助力转向系统双轴电机的主视图，图3示出了汽车电动助力转向系统双轴电机的一种竖向剖面示意图，图4示出了汽车电动助力转向系统双轴电机的一种横向剖面示意图。
45.结合图1至图4所示，该汽车电动助力转向系统双轴电机包括机壳1、高压绕组2、低压绕组3、监测单元4和低压控制器5。
46.根据本公开的一个实施例，参照图1至图4所示，机壳1作为双轴电机的主要承载主体，在其内部构造成第一容置空间11和第二容置空间12。其中，第一容置空间11和第二容置空间12之间不连通，即通过第一容置空间11和第二容置空间12的设计，可以将电机的主要运转部件设置在第一容置空间11和第二容置空间12内。例如，将高压绕组2设置在第一容置空间11内，将低压绕组3设置在第二容置空间12内。或者，将低压绕组3设置在第一容置空间11内，将高压绕组2设置正在第二容置空间12内。
47.本具体公开实施例中，以高压绕组2设置在第一容置空间11内，低压绕组3设置在第二容置空间12内为例进行说明。
48.示例性的，参照图1和图4所示，高压绕组2为主绕组，用于车辆正常行驶时提供转向助力，并容置于第一容置空间11内。其中，高压绕组2包括第一转子组件21和第一定子组件22，第一转子组件21转动连接在机壳1上，第一定子组件22环绕第一转子组件21设置。需要指出的是，第一定子组件22和第一转子组件21均可通过采用现有技术来实现高压绕组为车辆正常行驶时提供转向助力，第一转子组件21和第一定子组件22中的具体结构在此不再赘述。
49.示例性的，参照图1至图4所示，低压绕组3容置于第二容置空间12内。其中，当车辆正常行驶时，低压绕组3以低功率输出状态运行，当高压绕组2运行异常时，低压绕组3介入
并提供短时应急助力转向，以使故障车辆行驶到安全位置处，有效保证驾驶人员的安全。
50.具体的，低压绕组3包括第二转子组件31和第二定子组件32，第二转子组件31转动连接在机壳1上，第二定子组件32环绕第二转子组件31设置。需要指出的是，第二定子组件32和第二转子组件31均可通过采用现有技术来完成，并实现低压绕组3为车辆提供短时应急助力转向，第二定子组件32和第二转子组件31中的具体结构在此不再赘述。
51.示例性的，参照图1所示，监测单元4设在机壳1内，且用于实时监测高压绕组2和低压绕组3的运行状态。具体的，监测单元4包括第一传感器41和第二传感器42，第一传感器41设在第一容置空间11内，并与高压绕组2电连接，具体的，对高压绕组2中第一转子组件21的运行状态进行实时监测。第二传感器42设在第二容置空间12内，并与低压绕组3电连接，对低压绕组3的运行状态进行实时监测。第一传感器41与第二传感器42分别与低压控制器5通信连接。
52.其中，第一传感器41和第二传感器42均可采用位置传感器，与高压绕组2连接的位置传感器即第一传感器41用于实时采集第一转子组件21的转速。与低压绕组3连接的位置传感器即第二传感器42用于实时监测低压绕组3的运行状态，例如，可以实时采集第二转子组件31的转速、或磁极位置、或输出功率等。
53.示例性的，参照图3所示，低压控制器5设置在机壳1，低压控制器5与监测单元4电连接，以在高压绕组2运行异常时，将高压绕组2切换为低压绕组3。其中，低压控制器5可用于实时采集第一传感器41发来的高压绕组2中的转速以及高压绕组2的故障信息。
54.例如，当车辆正常行驶，高压绕组2系统完好时，双源电机中高压绕组2持续输出功率提供转向助力，第一传感器41实时采集高压绕组2的第一转子组件21的转速，并将该转速转化为转向信号传送至低压控制器5。当高压绕组2出现故障时，第一转子组件21的转速下降，第一传感器41检测到第一转子组件21的转速信号并传送至低压控制器5。当第一转子组件21转速下降到设定值后，比如第一转子组件21的转速由1500rpm(revolutions per minute，转/每分钟)下降至800rpm时，低压控制器5将高压绕组2切换为低压绕组3，并提高第二转子组件31的输出功率至峰值状态，以提供短时应急助力转向。
55.需要说明的是，通过第一传感器41和第二传感器42实时监测高压绕组2和低压绕组3的运行状态，并通过低压控制器5来完成高压绕组2与低压绕组3之间的快速切换，从而大大降低应急响应切换时间。其中，可将第一传感器41和第二传感器接42入至上位机(例如用于控制车辆运行的主机或芯片等)，监测高压绕组2中第一转子组件21停机，到低压绕组3中第二转子组件31转速达到短时应急助力所需转速的这段时间即为应急响应切换时间，在本具体实施例中，应急响应切换时间小于500ms。
56.示例性的，参照图1和图2所示，在本公开的具体实施例中，机壳1包括上壳体13和下壳体14，其中，上壳体13和下壳体14可拆卸连接，以便于机壳的组装和拆卸，以及便于双源电机的维修和维护。上壳体13内部构造成至少一个放置空间131，低压控制器5位于其中一个放置空间131内，其中，第一容置空间11和第二容置空间12并排设置在下壳体14内，通过将高压绕组2设置于第一容置空间11内，将低压绕组3设置于第二容置空间12内，将低压控制器5设置在其中一个放置空间131内，从而将双源电机的高压绕组2和低压绕组3分开设计，避免高压绕组2损坏时影响到低压绕组3，有效保证转向的连续性，提高转向的安全性。
57.同时，在本公开的具体实施例中，当车辆正常行驶且高压绕组2在运行时，低压绕
组3以低功率输出状态运行，从而有效避免低压绕组3一侧产生反电势，避免对低压绕组3一侧的低压电池进行馈电。
58.示例性的，参照图3至图4所示，下壳体14上的第一侧面设有第一前端盖15和第二前端盖16，下壳体14上的第二侧面设有第一后端盖17和第二后端盖18，其中，第一侧面和第二侧面相对设置，第一前端盖15和第一后端盖17分别扣接于第一转子组件21的两端；第二前端盖16和第二后端盖18分别扣接于第二转子组件31的两端。以便于高压绕组2和低压绕组3在机壳1中进行快速安装或拆卸，以及便于进行维修保养等工作。
59.示例性的，参照图1至图2所示，上壳体13上设有多个数据插头19，其中数据插头19可以与放置空间131内的部件进行快速电连接使用。例如与低压绕组3所需的低压电池进行连接，与高压绕组2所需的高压电池进行连接。或者与第一传感器41、第二传感器42和低压控制器5进行电连接使用。
60.本公开的汽车电动助力转向系统双轴电机，通过将高压绕组2设置在第一容置空间11内，将低压绕组3设置在第二容置空间12内，其中第一容置空间11和第二容置空间12均为设在同一机壳1内的两个容置空间。即在一个机壳1内同时设计高压绕组2和低压绕组3，且两者之间为分开设计的，有效避免了当高压绕组2损坏时会影响到低压绕组3。而在高压绕组2运行异常时，低压绕组3介入并提供短时应急助力转向，保证转向的连续性，提高转向的安全性。同时，能有效保证在车辆正常运行时，高压绕组2对低压绕组3的一侧无反电势产生，提高车辆运行的稳定性。
61.如图5所示，本公开还提供了一种汽车电动助力转向系统双轴电机的控制方法，应用于汽车电动助力转向系统双轴电机的低压控制器，该方法包括以下步骤：
62.s100：获取高压绕组的第一转速。其中，第一转速为汽车正常行驶时，高压绕组的正常输出功率的转速。
63.s200：判断第一转速是否低于预设阈值。其中预设阈值可以根据不同汽车型号或类型进行灵活设定，例如，在本具体实施例中，该预设阈值可以是第一转速的百分之三十或百分之三十以下。
64.当判断结果为是时，执行步骤s200；若判断结果为否时，执行步骤s400。
65.s300：若第一转速低于预设阈值，提高低压绕组的第二转速至第一预设转速。其中，低压绕组的第二转速为其在低输出功率运行时的转速，该转速低于高压绕组的第一转速。第一预设转速为汽车正常运行时电机的输出功率的峰值状态。当第一转速低于预设阈值时，低压绕组介入并接替高压绕组，并提高第二转速至电机输出功率的峰值状态，以提供汽车行驶时的应急助力转向。
66.s400：若第一转速高于预设阈值时，保持低压绕组的第二转速为第二预设转速。其中，第二预设转速可以等同于低压绕组在高压绕组正常运行时，低压绕组以低功率运行时的转速。第二预设转速低于第一预设转速。
67.通过上述控制方法的实施，使低压控制器能有效提高双轴电机在车辆行驶过程中高压绕组和低压绕组之间的快速切换效率，使得高压绕组运行故障时，低压绕组介入并替换高压绕组，提高双双轴电机的瞬时输出功率，为车辆的行驶提供短时应急助力转向，保证转向的连续性，提高转向的安全性。
68.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排
他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
69.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。