[發(fā)明專利]一種起動發(fā)電機改進結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510522795.7
• 申請日: 2015-08-24
• 公開（公告）號: CN105099302B
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梅一峰;宋剛;周曉平
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇江南電機有限公司
• 主分類號: H02P9/00
• 分類號: H02P9/00;H02P25/02;H02K1/24;H02K1/14;H02K1/16;H02P101/45;H02P101/25
• 代理公司: 北京馳納智財知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11367
• 代理人: 蔣路帆

本發(fā)明提供了一種起動發(fā)電機改進結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所述的起動發(fā)電機采用了非永磁體和無繞組的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)以及多相繞組的定子結(jié)構(gòu)，基于控制器對各相繞組的同步精確開關(guān)控制實現(xiàn)具有電動模式和發(fā)電模式的起動發(fā)電機，可實現(xiàn)初始起動、穩(wěn)定助力狀態(tài)以及發(fā)電等多種工作狀態(tài)。由于采用了電動模式和發(fā)電模式均全程分段可調(diào)節(jié)的繞組控制技術(shù)，能夠有效控制兩種工作模式下的輸出功率，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中起動過程和發(fā)電過程功率不匹配的難題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車技術(shù)，更具體地，涉及一種起動發(fā)電機改進結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

基于燃油經(jīng)濟性、降低有害氣體排放和產(chǎn)業(yè)大規(guī)模應(yīng)用成本等多種因素，混合動力汽車成為目前汽車新技術(shù)的發(fā)展方向，業(yè)界相信在未來不長的時間內(nèi)就會取代傳統(tǒng)動力汽車而成為市場主流產(chǎn)品。

混合動力汽車擁有燃油發(fā)動機和電動—發(fā)電機兩組動力源，通過智能化的控制和輸出分配，電動—發(fā)電機可以作為燃油發(fā)動機的起動機，在初始起動過程中克服發(fā)動機的阻力轉(zhuǎn)矩，使發(fā)動機達到足夠的起動轉(zhuǎn)速；起動后電動—發(fā)電機可以視情況為燃油發(fā)動機提供輔助動力，也可以在適當(dāng)狀態(tài)下完全關(guān)閉發(fā)動機，單純依靠電動－發(fā)電機提供動力。另外，電動－發(fā)電機具有能量轉(zhuǎn)換的可逆性，即可以實現(xiàn)從機械能到電能的逆向轉(zhuǎn)換，因此在汽車減速制動過程中可以將發(fā)動機的機械能生成電能，通過逆變器存儲于汽車蓄電池內(nèi)。因此，在混合動力汽車中電動－發(fā)電機系統(tǒng)一般被稱之為起動發(fā)電機。

發(fā)動機與起動發(fā)電機的動力耦合方式包括雙軸皮帶傳動動力混合以及單軸扭矩疊加動力混合。在雙軸皮帶傳動動力混合方式中，起動發(fā)電機與發(fā)動機通過皮帶傳動實現(xiàn)雙軸并聯(lián)。發(fā)動機作為整車動力源，起動發(fā)電機能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動機快速啟動。因此，汽車在運行過程中遇到各種需要短時停車的情況，發(fā)動機可以關(guān)閉，關(guān)閉期間的油耗、廢氣、噪聲都可以降至最低；而需要再度起動時，起動發(fā)電機系統(tǒng)使發(fā)動機由停機至達到怠速以上的起動期間僅為數(shù)百毫秒；另外，在汽車減速制動過程中，起動發(fā)電機利用發(fā)動機輸出的機械能實現(xiàn)對蓄電。雙軸皮帶傳動動力混合受到皮帶傳動效率的制約，電動系統(tǒng)的功率比較低，而且性能存在不穩(wěn)定，必將會逐漸被更先進的技術(shù)所替代。單軸扭矩疊加動力混合方式將發(fā)動機和電動系統(tǒng)的扭矩進行直接疊加，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動機和電動系統(tǒng)多種形式的工況復(fù)合。在初始起動時，電動系統(tǒng)為發(fā)動機提供初始轉(zhuǎn)矩以便使發(fā)動機快速進入工作狀態(tài)；在行車加速時，電動系統(tǒng)實現(xiàn)助力，彌補發(fā)動機扭矩不足；在減速制動過程中，電動系統(tǒng)實現(xiàn)能量回收，對蓄電池進行充電；在停車狀態(tài)下關(guān)閉發(fā)動機，降低排放和油耗。單軸扭矩疊加動力混合方式是目前綜合性能最完善的混合動力解決方案，具有廣闊的發(fā)展空間。

現(xiàn)有技術(shù)中，單軸扭矩疊加動力混合方式存在多種實現(xiàn)方式，圖1是目前技術(shù)水平最為先進的混聯(lián)方式，如圖1所示，混合動力系統(tǒng)包括發(fā)動機、起動發(fā)電機、離合器、傳動系統(tǒng)、電池以及綜合控制單元。其中，起動發(fā)電機用于起動發(fā)動機，以及將發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)換為電能從而對電池充電；起動發(fā)電機和發(fā)動機在綜合控制單元的協(xié)調(diào)下以不同的動力模式運行，包括完全使用電動輸出動力進行行駛的電動模式，以發(fā)動機的輸出作為主要動力并且以電動提供輔助動力的混動模式，以及在剎車和制動過程中通過起動發(fā)電機回收能量并向電池充電的再生模式等。其中發(fā)動機、起動發(fā)電機以及離合器同軸安裝，通過單軸扭矩復(fù)合形成混合動力。

在單軸扭矩疊加動力混合方式中，起動發(fā)電機直接集成在發(fā)動機的主軸上。一般采用盤式永磁體同步起動發(fā)電機。永磁體同步起動發(fā)電機包括攜帶永磁體的轉(zhuǎn)子以及帶有線圈繞組的定子；其中轉(zhuǎn)子集成在發(fā)動機的主軸上，而定子一般固定于發(fā)動機殼體的配套支撐結(jié)構(gòu)上。在起動過程中，通過定子的繞組勵磁而驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動；而在發(fā)電過程中，轉(zhuǎn)子的磁通作用于定子的繞組而實現(xiàn)發(fā)電。