[發明專利]具有緩速和差速功能純電動汽車用雙轉子電機及工作方法

有效

• 申請號: 201610203808.9
• 申請日: 2016-04-05
• 公開（公告）號: CN105846622B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 何仁;李夢琪
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H02K16/02
• 分類號: H02K16/02;H02K7/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及純電動汽車領域，具體是一種用于純電動汽車的雙轉子電機。

背景技術

傳統的電動機一般只有一個定子和一個轉子，無論是直流電動機、同步電動機還是異步電動機，都只有一個機械端口。近年來出現的雙轉子電機具有兩個機械軸，可以實現兩個機械軸能量的獨立傳遞，這種新型電機具有結構緊湊、布置簡單、控制靈活、成本低等優點，通過內、外兩個電機的協調工作，在純電動汽車上可以取代變速箱、起動機和發電機，減小了動力傳動部分的體積和重量，提高了傳動效率，較好地改善車輛的燃油經濟性和排放性能。

緩速器是一種商用汽車行車制動的安全輔助裝置，它將制動力作用到車輛傳動部件上，起到降低汽車行駛速度的作用。目前使用廣泛的緩速器是電渦流緩速器，它是利用電磁學原理把汽車行駛的動能轉化為熱能散發掉，從而實現減速和制動作用。電渦流緩速器具有響應時間短、工作時噪聲很小、制動力矩大且制動力矩的大小可以通過控制勵磁電流來調節、易實現自動控制、故障率低、維修方便、可靠性高等優點，但其具有體積大、重量大、耗電量大、散熱差、持續工作時制動力矩衰退嚴重等缺點。

差速器在車輛直線行駛時，通過車輪轉速傳感器測量速度，將速度信號送入微機控制ECU系統，微機控制ECU系統比較左右兩輪的轉速，并通知電機控制器使左右車輪速度一致，且保證左右兩車輪滾過相同的距離。車輛轉向行駛時，欲使輪胎不發生滑移，需要保證驅動車輪相對旋轉中心的角速度相等，根據方向盤給定的轉角、路面狀況和車輪實際轉速，由微機控制ECU系統進行計算，將兩輪所需的轉速信號傳送給電機控制器，實現對左右兩車輪的差速控制。

雙轉子電機由一個定子和兩個轉子同軸心布置而成，定子固定在內外轉子之間，內、外轉子可以獨立的繞定子轉動，由電機控制器分別給內、外轉子獨立提供驅動電流，實現雙轉子電機內、外轉子兩個獨立的轉動模式。現有的這種雙轉子電機只是實現純電動汽車的驅動功能，目前還沒有出現將緩速功能及差速功能集成在雙轉子電機當中的結構。

發明內容

本發明的目的是克服現有雙轉子結構的不足，提供一種具有緩速和差速功能的純電動汽車用的雙轉子電機，結構構簡單、易于控制、具有可調性。本發明同時還提供該雙轉子電機的工作方法，實現對車輛進行驅動功能的同時，還實現對車輛具有的輔助制動和差速的功能。

本發明具有緩速和差速功能純電動汽車用雙轉子電機所采用的技術方案是：包括左側殼體和右側殼體，在左側殼體和右側殼體之間設有內轉子、內轉子勵磁線圈、外轉子、外轉子勵磁線圈、永磁體以及永磁體支架，內轉子、永磁體和外轉子由內向外以同軸嵌套的形式布置，永磁體的左右兩端固定連接永磁體支架；外轉子內側纏繞著外轉子勵磁線圈，外轉子左端與左側殼體固定連接、右端與右側殼體固定連接；內轉子外側纏繞著內轉子勵磁線圈，內轉子同軸固定套在第一傳動軸右段上，第一傳動軸左段穿過永磁體支架左端和左側殼體，第一傳動軸通過永磁體支架左支撐軸承與永磁體支架左端連接、通過左側殼體支撐軸承與左側殼體連接；第一傳動軸的右側是第二傳動軸，第一傳動軸與第二傳動軸的中心軸共線，第二傳動軸的中間段與右側殼體固定連接，第二傳動軸的左端通過永磁體支架右支撐軸承與永磁體支架右端連接；第一傳動軸右端和永磁體支架右端之間是旋轉電機，旋轉電機的輸出軸固定連接永磁體支架；內轉子勵磁線圈、外轉子勵磁線圈及旋轉電機分別通過導線與電機控制器相連；第一傳動軸左端通過左側驅動橋與純電動汽車的左側驅動輪相連，第二傳動軸右端通過右側驅動橋與右側驅動輪相連。

本發明具有緩速和差速功能純電動汽車用雙轉子電機的工作方法所采用的技術方案是包括：

A、電機控制器給旋轉電機通入電流，外轉子勵磁線圈、內轉子勵磁線圈不通入電流，旋轉電機轉動，帶動永磁體支架轉動，永磁體隨之轉動，內轉子、外轉子在永磁體產生的旋轉磁場的作用中做切割磁感線運動，產生感應電動勢及感應電流，進而產生電磁轉矩，帶動固定連接的第一傳動軸、第二傳動軸轉動，從而帶動左側驅動輪及右側驅動輪轉動，驅動汽車；

B、電機控制器給外轉子勵磁線圈及內轉子勵磁線圈通入電流，線圈產生的磁場與永磁體磁場方向相反，內轉子、外轉子的感應電動勢及感應電流變小，電磁轉矩也隨之降低，通過作用于第一傳動軸和第二傳動軸對汽車輔助制動；

C、直線行駛時，電機控制器通過控制內轉子勵磁線圈和外轉子勵磁線圈中電流的大小，保證左右車輪速度一致；車輛轉向行駛時，根據方向盤的轉角信號、兩前從動輪的轉速和車輪直徑獲得兩前從動輪的線速度，計算出實時車速，由電機控制器進行調速控制，對左右兩驅動車輪進行差速控制。