[發(fā)明專利]汽車用無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710032679.2
• 申請(qǐng)日: 2007-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN101257225A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康龍?jiān)?/a>;徐劍鳴;王新運(yùn);鐘長藝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J15/00
• 分類號(hào): H02J15/00;H02J7/00;H02J7/14
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 何淑珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及混合動(dòng)力汽車(Hybrid?Electric?Vehicle，HEV)的三相同步交流電機(jī)，特別是汽車用無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

汽車工業(yè)的發(fā)展帶來了環(huán)境污染和石油能源危機(jī)兩大問題。在以節(jié)能和環(huán)保為主題的21世紀(jì)，汽車的發(fā)展也就有了一個(gè)明確的方向。純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車和燃料電池汽車的問世更為解決能源危機(jī)的問題拓展了一個(gè)更大的空間。純電動(dòng)汽車是取代傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車、滿足零排放的最終選擇，但是目前電池的能量密度、充電時(shí)間、價(jià)格、壽命等問題仍未得到理想的解決，此外，各地方政府對(duì)純電動(dòng)汽車能否上路存在較大分歧，一些地區(qū)已出臺(tái)了明確的法律法規(guī)規(guī)定不允許純電動(dòng)汽車上路運(yùn)行，這些問題都限制著純電動(dòng)汽車的發(fā)展。近年來燃料電池汽車發(fā)展十分迅速，但在成本、氫能源的制備等方面仍存在一些急需解決的問題。因此，人們把研究的重點(diǎn)投向可實(shí)施性較強(qiáng)的混合動(dòng)力汽車。本發(fā)明是將普通汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上的發(fā)電機(jī)的功能加以拓展，使其也具有電動(dòng)機(jī)的功能，以協(xié)助汽車行駛，改造完后屬于一種輕度混合動(dòng)力汽車。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種將汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上的發(fā)電機(jī)擴(kuò)展為發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)一體化的IMG電機(jī)，通過控制形成汽車用無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：

一種汽車用無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)、超級(jí)電容、鉛酸蓄電池、控制器；無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)以皮帶傳動(dòng)相連接，超級(jí)電容與鉛酸蓄電池串聯(lián)后與無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)相連接；控制器分別與IMG電機(jī)和超級(jí)電容相連接。

所述超級(jí)電容為130000F級(jí)牽引型超級(jí)電容器。

所述鉛酸蓄電池為6-GFM-100的閥控式密封鉛酸蓄電池。

所述控制器的核心控制芯片選用DSP中的TMS320LF2407A。

所述無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)的輸入信號(hào)經(jīng)濾波電路去除干擾后，再經(jīng)過光電隔離裝置的隔離保護(hù)和調(diào)幅后輸入到控制器的ADCIN1～ADCIN3引腳中，DSP芯片的CON引腳經(jīng)DC/DC變換器與超級(jí)電容相連。

當(dāng)汽車處于啟動(dòng)或加速狀態(tài)的時(shí)候，此時(shí)IMG電機(jī)工作于電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)，蓄電池供電給超級(jí)電容，再由超級(jí)電容放電給電機(jī)提供電能以便正常運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)汽車正常行駛或下坡的時(shí)候，電機(jī)轉(zhuǎn)子切割定子磁場(chǎng)產(chǎn)生電流給超級(jí)電容充電，之后超級(jí)電容再慢慢把電能釋放給蓄電池。

本發(fā)明將普通汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上的發(fā)電機(jī)(無刷直流發(fā)電機(jī))功能加以擴(kuò)展，使其在原有功能的基礎(chǔ)上還具有電動(dòng)機(jī)的功能，我們把這種電機(jī)稱為IMG(Integrated?Motor-generator)電機(jī)，再配上超級(jí)電容、蓄電池和控制裝置，整車就變成一種輕度混合動(dòng)力汽車。

本發(fā)明的最大優(yōu)勢(shì)就是可以將普通汽車在不需要過多更改其結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，就可以實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力的目的，從而達(dá)到節(jié)省燃油和環(huán)保的功效。并且加上超級(jí)電容后可以快速吸收電能，提高回饋能量的利用率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的控制器的電氣結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1所示，汽車用無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)1、無刷直流發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)(IMG電機(jī))2、超級(jí)電容3、鉛酸蓄電池4、控制器5。IMG電機(jī)2與發(fā)動(dòng)機(jī)1以皮帶傳動(dòng)相連接，超級(jí)電容3與鉛酸蓄電池4串聯(lián)后與IMG電機(jī)2相連接。控制器5分別與IMG電機(jī)2和超級(jí)電容3相連接。

超級(jí)電容3可選擇130000F級(jí)牽引型超級(jí)電容器，主要功能是將回收的電能儲(chǔ)存起來，再慢慢充到鉛酸蓄電池4中。鉛酸蓄電池4選用6-GFM-100的閥控式密封(VRLA)鉛酸蓄電池，主要是給IMG電機(jī)2處于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)時(shí)提供電能。IMG電機(jī)2是一種無刷直流發(fā)電機(jī)，本發(fā)明只是利用電機(jī)可逆這樣一種原理，開發(fā)出無刷直流發(fā)電機(jī)的另一功能-電動(dòng)機(jī)。

圖2是本發(fā)明的控制器5的電氣結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，核心控制芯片選用DSP中的TMS320LF2407A。IMG電機(jī)2的輸入信號(hào)經(jīng)濾波電路去除干擾后，再經(jīng)過光電隔離裝置的隔離保護(hù)和調(diào)幅后輸入到控制器5的ADCIN1～ADCIN3引腳中，DSP芯片的CON引腳經(jīng)DC/DC變換器與超級(jí)電容3相連，根據(jù)汽車行駛的狀態(tài)，控制器5控制DC/DC電路的開關(guān)狀態(tài)以及超級(jí)電容3的狀態(tài)。