[發明專利]一種混合動力汽車用電子無級調速系統

有效

• 申請號: 201210287861.3
• 申請日: 2012-08-13
• 公開（公告）號: CN102848897A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 花為;柯海波;吳中澤;程明
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B60K6/36
• 分類號: B60K6/36;B60K6/26;H02K16/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明屬于汽車動力領域，為一種輸入功率分配型混合動力汽車調速裝置。

背景技術

近年來，隨著全球環境惡化以及石油資源的日益短缺，傳統汽車產業面臨著嚴峻考驗。因此，節能環保新能源汽車的研發已經成為世界各國政府的戰略性產業和國內外專家學者關注的熱點之一。作為新能源汽車的一類，混合動力汽車以其燃油經濟性高、尾氣排放低、續航里程長的顯著優點脫穎而出，并得到了快速的發展。

而有效實現混合動力汽車基本功能的關鍵技術之一是研發高性能的電子無級調速（electronically?continuously?variable?transmission，簡稱E-CVT）系統。根據是否采用機械齒輪，可將現有上市以及國內外專家學者廣泛研究的E-CVT系統分為兩大類：一類是采用機械齒輪（行星齒輪）的E-CVT系統，另一類為沒有齒輪嚙合的無齒輪E-CVT系統。帶機械齒輪功率分配裝置的E-CVT系統都存在一個問題，即必須采用行星齒輪來調節引擎和聯接在汽車驅動軸上的電機之間的能量傳送。和所有機械齒輪一樣，行星齒輪存在著傳輸損耗和齒輪噪音的缺點，而且必須人為定期地給齒輪加潤滑劑進行維護。而無機械齒輪功率分配裝置的E-CVT系統，通常采用一個雙轉子電機來實現功率分配，即采用電氣聯結方式來克服上述問題。然后，這種電氣聯結的電子無級調速系統在克服行星齒輪缺點的同時也產生了一個新的問題：系統中所采用的雙轉子電機必需通過滑環和碳制電刷從轉子中輸入或輸出電能量。而眾所周知，滑環和碳制電刷將產生額外的損耗，而且需要定期維護。此外，處于最里面的內轉子電機的散熱問題也是制約該系統實際應用的一個主要瓶頸。因此，研發一種既不需要行星齒輪，也不需要滑環和碳制電刷，而且效率高、控制方便、運行穩定的新型E-CVT系統成為目前混合動力汽車調速領域的熱點問題。

發明內容

技術問題：本發明是提出一種基于復合式磁通切換永磁電機的混合動力汽車用電子無極調速系統。該系統既無行星齒輪，也無滑環和碳制電刷。既解決帶齒輪功率分配裝置存在著傳輸損耗和齒輪噪音的缺點，又解決了帶電刷雙轉子電機系統產生的額外損耗、定期維護及散熱問題。

技術方案：本發明的基于復合磁通切換永磁電機的混合動力汽車用電子無極調速系統，包括發動機、離合器、主減速器、車輪，其特征是還包括復合磁通切換永磁電機、電功率模塊、電池組、控制單元；發動機通過離合器連接復合磁通切換永磁電機的內轉子，電功率模塊連接在復合磁通切換永磁電機的內定子與外定子之間，電池組與復合磁通切換永磁電機的內定子及電功率模塊相連；復合磁通切換永磁電機的外轉子經主減速器與車輪連接.；控制單元分別與發動機、電功率模塊、電池組相連。

復合磁通切換永磁電機由內轉子、內定子、外定子、外轉子組成，且內定子與外定子通過隔磁環連接為一個整體。

電功率模塊包括第一功率變換器、DC-DC變換電路、第二功率變換器，且第一功率變換器與第二功率變換器都具備雙向整流、逆變功能；電池組經過電功率模塊和第二功率變換器輸出或存儲能量。

復合磁通切換永磁電機，利用雙凸極結構電機的特點，將放置永磁體與電樞繞組的定子整合，而外電機的外轉子經主減速器與適合低速的車輪耦合，內電機的內轉子經離合器與適合高速的發動機耦合。

將汽車上三個旋轉設備：發動機，E-CVT和車輪傳動系統高度集成，發動機與車輪傳動系統之間無直接機械連結，以實現電氣聯結的電子無級調速系統。