[發(fā)明專利]一種儲能電機及使用方法

有效

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• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN114257033B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設計）人: 錢鳳軍;羅業(yè)富;何剛
• 申請（專利權）人: 中磁動力設備（深圳）有限公司
• 主分類號: H02K7/02
• 分類號: H02K7/02;H02K7/10;H02K16/00;H02K7/09;H02K7/116;H02K3/52
• 代理公司: 成都云縱知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 51316
• 代理人: 劉沙粒;伍星

一種儲能電機及使用方法，該電機包括機殼，機殼內固定有定子鐵芯和主軸，主軸上設置有傳動配合的離合裝置和變速裝置，離合裝置連接有飛輪轉子，變速裝置上傳動配合有齒圈；離合裝置包括第一聯(lián)動狀態(tài)和第二聯(lián)動狀態(tài)，在第一聯(lián)動狀態(tài)下，飛輪轉子的旋轉經(jīng)所述離合裝置、變速裝置帶動齒圈轉動；在第二聯(lián)動狀態(tài)下，齒圈的轉動經(jīng)變速裝置、離合裝置帶動所述飛輪轉子旋轉。本發(fā)明在能量回收過程是機械能到機械能的轉變，且在驅動狀態(tài)下飛輪轉子便處于高速旋轉狀態(tài)下，因而其能夠更快地超過其儲能密度，能量轉化過程的損耗小，能量轉化效率高，并從根源上解決了傳統(tǒng)能量回收系統(tǒng)在向儲能狀態(tài)轉變時存在的定子鐵芯的剩余磁場造成的發(fā)電延遲的問題。

技術領域

本發(fā)明涉及電機技術領域，具體涉及一種基于飛輪轉子的儲能電機及該儲能電機的驅動、儲能方法。

背景技術

電機是指依據(jù)電磁感應定律實現(xiàn)電能轉換或傳遞的一種電磁裝置，主要由定子和轉子組成，利用通電線圈產(chǎn)生旋轉磁場并作用于轉子形成磁電動力旋轉扭矩。

電機是新能源電動車的核心部件之一，其驅動特性決定了電動車行駛的續(xù)航能力。為了提高電動車的續(xù)航能力，提出了能量回收系統(tǒng)。目前，電動車的能量回收系統(tǒng)是在電動車正常駕駛時，通過踩下加速踏板，電機正常工作輸出動能，松開加速踏板后不會像燃油發(fā)動機那樣有怠速轉速，而是完全變成靜止工作狀態(tài)，當車輛慣性前行的動力開始發(fā)力，反向拖拽電機時，這時候電機將變成發(fā)電機工作原理，定子與轉子旋轉產(chǎn)生電能，經(jīng)過控制器回充給動力電池，實現(xiàn)能量回收。

但是，由于傳統(tǒng)的電動車能量回收系統(tǒng)的能量回收方式是由車輛慣性前行的動力反向拖拽電機時發(fā)電，由于電機是從電動機模式瞬間轉換成發(fā)電機模式，電機的定子鐵芯上的剩余磁場會延遲發(fā)電時間，電機不會在切換后立即發(fā)電，因此降低了能量回收的效率。同時，傳統(tǒng)的能量回收方式是將機械能轉化為電能后通過化學的方式儲存再通過電能轉化成機械能，能量轉化過程中損耗大、效率低。因此，現(xiàn)有的電機在能量回收過程中產(chǎn)生的損耗使其僅能夠回收8～15％的能量，無法滿足電動車的能量回收要求，不能真正有效提升電動車續(xù)航能力。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于飛輪轉子的儲能電機，其采用飛輪轉子作為電機的轉子，將傳統(tǒng)的能量回收方式由機械能轉化為電能轉變?yōu)橛蓹C械能轉化為機械能，不僅克服了定子鐵芯的剩余磁場造成的發(fā)電延遲的問題，而且降低了能量轉化所產(chǎn)生的損耗，實現(xiàn)高效能量回收，提高電動車的續(xù)航能力。

本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)：

一種儲能電機，包括機殼，所述機殼內固定有定子鐵芯和主軸，所述定子鐵芯上設置有定子線圈，所述主軸上設置有傳動配合的離合裝置和變速裝置，所述離合裝置連接有旋轉設置于主軸上的飛輪轉子，所述變速裝置上傳動配合有用于連接輪軸的齒圈；所述離合裝置包括第一聯(lián)動狀態(tài)和第二聯(lián)動狀態(tài)，在所述第一聯(lián)動狀態(tài)下，所述飛輪轉子的旋轉經(jīng)所述離合裝置、變速裝置帶動所述齒圈轉動，所述電機進入驅動狀態(tài)；在所述第二聯(lián)動狀態(tài)下，所述齒圈的轉動經(jīng)所述變速裝置、離合裝置帶動所述飛輪轉子旋轉，所述電機進入儲能狀態(tài)。

本技術方案中，儲能電機包括機殼，以及收容于機殼內部的飛輪轉子、定子和主軸。其中，定子和主軸固定于機殼內，主軸的兩端可以延伸至機殼外部，主軸上安裝的飛輪轉子能夠圍繞主軸旋轉。在一個或多個實施例中，所述飛輪轉子與主軸經(jīng)轉子軸承組件轉動配合。

主軸上還設置有離合裝置和變速裝置。離合裝置與飛輪轉子連接，在驅動狀態(tài)下，定子線圈通電促使飛輪轉子旋轉后，旋轉的飛輪轉子能夠帶動離合裝置的部分部件，例如主動轉子、第一從動轉子等同步轉動，轉動的離合裝置通過變速裝置改變傳動比后帶動齒圈轉動，齒圈進一步帶動輪軸轉動，滿足不同行駛條件對牽引力的需要，此時離合裝置處于第一聯(lián)動狀態(tài)。在儲能狀態(tài)下，離合裝置由第一聯(lián)動狀態(tài)切換至第二聯(lián)動狀態(tài)，慣性驅動下繼續(xù)旋轉的齒圈經(jīng)變速裝置增高傳動比放大轉速后，將通過處于第二聯(lián)動狀態(tài)的離合裝置帶動飛輪轉子高速旋轉。