異步電機(jī)與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型所述的異步電機(jī)與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)，將異步電機(jī)與電磁直驅(qū)式變速器高度集成，采用同一根軸作為驅(qū)動軸，可以提高系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)緊湊性和動力傳遞效率；集成后的系統(tǒng)可以充分發(fā)揮異步電機(jī)適應(yīng)性強(qiáng)的工作特性，使系統(tǒng)可以在不同工況下平穩(wěn)工作；異步電機(jī)和電磁直驅(qū)變速器電路均由“電—磁—力”原理提供電流，控制系統(tǒng)工作的實質(zhì)即為控制裝置內(nèi)部的電流，使控制更加精準(zhǔn)高效。本實用新型適用于汽車動力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是應(yīng)用在純電動汽車技術(shù)領(lǐng)域時，將有效增加車輛的續(xù)航里程數(shù)，且為車輛的安全運行和智能汽車的高效運行奠定了較好的技術(shù)基礎(chǔ)。本實用新型推廣應(yīng)用后，將較大程度地降低驅(qū)動裝置能耗，進(jìn)而帶來較大的經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說明】
異步電機(jī)與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及汽車動力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種異步電機(jī)與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]《2016政府工作報告》中明確提出，大力發(fā)展和推廣以電動汽車為主的新能源汽車，開發(fā)高效節(jié)能的適用于電動汽車的動力系統(tǒng)將成為電動汽車研究的主要問題之一。目前電動汽車的動力系統(tǒng)大部分還是電機(jī)輸出的動力通過變速器進(jìn)行減速增扭，再將動力傳輸?shù)杰囕?。本實用新型所述的異步電機(jī)與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)，縮短動力傳輸路徑，提高汽車的傳動效率，并且能夠有效縮小動力系統(tǒng)的體積，進(jìn)而實現(xiàn)動力系統(tǒng)乃至電動汽車的整車優(yōu)化，進(jìn)而提升能源利用率和整車結(jié)構(gòu)緊湊性。
[0003]目前，電機(jī)與變速器集成的技術(shù)研究已經(jīng)開始，大部分是將電機(jī)軸同時作為變速器的動力輸入軸，利用傳統(tǒng)的換擋機(jī)構(gòu)進(jìn)行換擋，降低了動力系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)的設(shè)計與制造成本，并且提高了傳動效率，但這些技術(shù)的集成度不足，尚有較大的提升空間。
[0004]本實用新型所述的異步電機(jī)與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)，將異步電機(jī)與電磁直線執(zhí)行器直接驅(qū)動接合套運動實現(xiàn)換擋的電磁直驅(qū)式變速器高度集成。采用同一根軸作為驅(qū)動軸，在電機(jī)內(nèi)部完成換擋后輸出動力，可以提高系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)緊湊性和動力傳遞效率。同時，異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，工作效率高，工作穩(wěn)定性好，能夠保證集成后的動力系統(tǒng)具有較大的適用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型所述的一種異步電機(jī)與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)，其目的在于:將電磁直驅(qū)技術(shù)運用到自動變速器中，可以提高換擋過程中的效率，電磁直驅(qū)裝置代替換擋操縱機(jī)構(gòu)，也使變速器整體結(jié)構(gòu)更加緊湊。將變速器集成到異步電機(jī)中，能夠提高動力體統(tǒng)的工作效率，減小結(jié)構(gòu)尺寸，降低能耗，提高能源利用率;異步電機(jī)的工作特性可以保證集成后的動力系統(tǒng)具有較強(qiáng)的工作適應(yīng)性。集成化的動力系統(tǒng)控制精度更好，協(xié)調(diào)性能更強(qiáng)，具有較好的研究和使用價值。
[0006]異步電機(jī)與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)，包括:殼體、第一傳動軸、異步電機(jī)、第一隔磁環(huán)、電磁直驅(qū)變速器、第二傳動軸、常嚙合齒輪副和動力輸出軸;所述異步電機(jī)包括異步電機(jī)定子繞組、異步電機(jī)定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯和籠型轉(zhuǎn)子繞組;所述電磁直驅(qū)變速器包括一擋嚙合齒輪副、第二隔磁環(huán)、花鍵轂、接合套、電磁直線執(zhí)行器動子、電磁直線執(zhí)行器定子、第三隔磁環(huán)和二擋嚙合齒輪副。其特征在于:
[0007]所述異步電機(jī)為鼠籠型異步電機(jī);所述異步電機(jī)定子繞組、異步電機(jī)定子鐵芯、第一隔磁環(huán)、第二隔磁環(huán)、電磁直線執(zhí)行器定子和第三隔磁環(huán)固定在殼體上;所述轉(zhuǎn)子鐵芯、籠型轉(zhuǎn)子繞組、花鍵轂固定在第一傳動軸上;所述一擋嚙合齒輪副和二擋嚙合齒輪副空套在第一傳動軸上，且固定于第二傳動軸上;所述常嚙合齒輪副同時固定于第二傳動軸和動力輸出軸上;所述接合套僅有沿第一傳動軸軸線方向自由度，且與花鍵轂相連，且接合套上空套有電磁直線執(zhí)行器動子；
[0008]共同驅(qū)動第一傳動軸的異步電機(jī)和電磁直驅(qū)變速器集成于殼體中，所述異步電機(jī)和電磁直驅(qū)變速器之間設(shè)有防止電磁干擾的第一隔磁環(huán);所述電磁直線執(zhí)行器定子兩邊設(shè)有防止漏磁的第二隔磁環(huán)和第三隔磁環(huán)。
[0009]所述電磁直驅(qū)變速器不包含換擋撥叉、換擋撥叉軸、換擋撥指和換擋軸等選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，而是通過電磁直線執(zhí)行器直接驅(qū)動接合套完成自動換擋。
[0010]所述電磁直線執(zhí)行器動子為動圈式結(jié)構(gòu)。
[0011]所述異步電機(jī)定子繞組、籠型轉(zhuǎn)子繞組和電磁直線執(zhí)行器動子與電源之間采用無線電力傳輸技術(shù)。
[0012]本實用新型所述的異步電機(jī)與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)，將異步電機(jī)與電磁直驅(qū)式變速器高度集成，具有結(jié)構(gòu)緊湊、工作效率高、控制精確度高的優(yōu)點，運用在電動汽車上能夠達(dá)到高效節(jié)能、一體化控制的效果;集成后的系統(tǒng)可以充分發(fā)揮異步電機(jī)適應(yīng)性強(qiáng)的工作特性，使系統(tǒng)可以在不同工況下平穩(wěn)工作；用于對擋位數(shù)要求較少的電動汽車動力系統(tǒng)時，將最大程度簡化動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、提高傳動效率;電磁直驅(qū)變速器利用電磁感應(yīng)原理，由電磁直線執(zhí)行器動子直接驅(qū)接合套做直線運動完成換擋，取消撥叉等選換擋裝置，使裝置結(jié)構(gòu)更加緊湊，能源利用率高；異步電機(jī)和電磁直驅(qū)變速器電路均由“電一磁一力”原理提供電流，控制系統(tǒng)工作的實質(zhì)即為控制裝置內(nèi)部的電流，使控制更加精準(zhǔn)高效。
[0013]本實用新型所述的異步電機(jī)與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)適用于汽車動力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是應(yīng)用在純電動汽車技術(shù)領(lǐng)域時，將有效增加車輛的續(xù)航里程數(shù)，且為車輛的安全運行和智能汽車的高效運行奠定了較好的技術(shù)基礎(chǔ)。本實用新型投入實際生產(chǎn)之后，將提高車輛的能源利用率，帶來較大的經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的一種異步電機(jī)與雙速自動變速器集成動力系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型作更進(jìn)一步的說明。
[0016]如圖1所示，本實用新型所述的異步電機(jī)與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)，包括:殼體1、第一傳動軸2、異步電機(jī)3、第一隔磁環(huán)4、電磁直驅(qū)變速器5、第二傳動軸6、常嗤合齒輪副7和動力輸出軸8;異步電機(jī)3包括異步電機(jī)定子繞組31、異步電機(jī)定子鐵芯32、轉(zhuǎn)子鐵芯33和籠型轉(zhuǎn)子繞組34;電磁直驅(qū)變速器5包括一擋嚙合齒輪副51、第二隔磁環(huán)52、花鍵轂53、接合套54、電磁直線執(zhí)行器動子55、電磁直線執(zhí)行器定子56、第三隔磁環(huán)57和二擋嗤合齒輪副58。其特征在于:
[0017]異步電機(jī)3為鼠籠型異步電機(jī);異步電機(jī)定子繞組31、異步電機(jī)定子鐵芯32、第一隔磁環(huán)4、第二隔磁環(huán)52、電磁直線執(zhí)行器定子56和第三隔磁環(huán)57固定在殼體I上;異步電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯33、籠型轉(zhuǎn)子繞組34、花鍵轂53固定在第一傳動軸2上；一擋嚙合齒輪副51和二擋嚙合齒輪副58空套在第一傳動軸2上，且固定于第二傳動軸6上;常嚙合齒輪副7同時固定于第二傳動軸6和動力輸出軸8上;接合套54僅有沿第一傳動軸軸線方向自由度，且與花鍵轂53相連，且接合套54上空套有電磁直線執(zhí)行器動子55;
[0018]共同驅(qū)動第一傳動軸2的異步電機(jī)3和電磁直驅(qū)變速器5集成與殼體I中，異步電機(jī)3和電磁直驅(qū)變速器5之間設(shè)有防止電磁干擾的第一隔磁環(huán)4;電磁直線執(zhí)行器定子56兩邊設(shè)有防止漏磁的第二隔磁環(huán)52和第三隔磁環(huán)57。
[0019]本實用新型的進(jìn)一步優(yōu)選方案是:
[0020]電磁直驅(qū)變速器5不包含換擋撥叉、換擋撥叉軸、換擋撥指和換擋軸等選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，而是通過電磁直線執(zhí)行器動子55直接驅(qū)動接合套54完成自動換擋。
[0021]電磁直線執(zhí)行器動子55為動圈式結(jié)構(gòu)。
[0022]異步電機(jī)定子繞組31、籠型轉(zhuǎn)子繞組34和電磁直線執(zhí)行器動子55與電源之間采用無線電力傳輸技術(shù)。
[0023]本實用新型的異步電機(jī)與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)，如圖1所示，異步電機(jī)定子繞組31和異步電機(jī)定子鐵芯32利用“電一磁一力”原理使轉(zhuǎn)子鐵芯33產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，帶動第一傳動軸2旋轉(zhuǎn)；電磁直線執(zhí)行器動子55利用“電一磁一力”原理與電磁直線執(zhí)行器定子56相互作用，產(chǎn)生直線運動，直接驅(qū)動接合套54沿第一傳動軸2軸線方向運動，完成換擋;接合套54位于中間位置時為空擋，與一擋嚙合齒輪副51和二擋嚙合齒輪副58嚙合時分別為一擋和二擋；當(dāng)電磁直驅(qū)變速器5處于掛擋狀態(tài)時，動力依次通過第二傳動軸6、常嚙合齒輪副7，由動力輸出軸8輸出。在異步電機(jī)3與電磁直驅(qū)變速器5之間設(shè)有第一隔磁環(huán)4，用于避免電磁干擾;在電磁直線執(zhí)行器定子56兩側(cè)設(shè)有第二隔磁環(huán)52和第三隔磁環(huán)57，防止漏磁。異步電機(jī)3和電磁直驅(qū)變速器5電路均由“電一磁一力”原理提供電流，控制系統(tǒng)工作的實質(zhì)即為控制裝置內(nèi)部的電流，使控制更加精準(zhǔn)高效;運用于純電動汽車技術(shù)領(lǐng)域時，能夠有效增加車輛的續(xù)航里程，提高車輛行駛安全性，為智能汽車的高效運行奠定基礎(chǔ)。
[0024]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.異步電機(jī)與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)，包括:殼體(I)、第一傳動軸(2)、異步電機(jī)(3)、第一隔磁環(huán)(4)、電磁直驅(qū)變速器(5)、第二傳動軸(6)、常嚙合齒輪副(7)和動力輸出軸(8);所述異步電機(jī)(3)包括異步電機(jī)定子繞組(31)、異步電機(jī)定子鐵芯(32)、轉(zhuǎn)子鐵芯(33)和籠型轉(zhuǎn)子繞組(34);所述電磁直驅(qū)變速器(5)包括一擋嚙合齒輪副(51)、第二隔磁環(huán)(52)、花鍵轂(53)、接合套(54)、電磁直線執(zhí)行器動子(55)、電磁直線執(zhí)行器定子(56)、第三隔磁環(huán)(57)和二擋嚙合齒輪副(58)，其特征在于: 所述異步電機(jī)(3)為鼠籠型異步電機(jī);所述異步電機(jī)定子繞組(31)、異步電機(jī)定子鐵芯(32)、第一隔磁環(huán)(4)、第二隔磁環(huán)(52)、電磁直線執(zhí)行器定子(56)和第三隔磁環(huán)(57)固定在殼體(I)上；所述轉(zhuǎn)子鐵芯(33)、籠型轉(zhuǎn)子繞組(34)、花鍵轂(53)固定在第一傳動軸(2)上;所述一擋嚙合齒輪副(51)和二擋嚙合齒輪副(58)空套在第一傳動軸(2)上，且固定于第二傳動軸(6)上;所述常嚙合齒輪副(7)同時固定于第二傳動軸(6)和動力輸出軸(8)上;所述接合套(54)僅有沿第一傳動軸軸線方向自由度，且與花鍵轂(53)相連，且接合套(54)上空套有電磁直線執(zhí)行器動子(55);共同驅(qū)動第一傳動軸(2)的異步電機(jī)(3)和電磁直驅(qū)變速器(5)集成于殼體(I)中，所述異步電機(jī)(3)和電磁直驅(qū)變速器(5)之間設(shè)有防止電磁干擾的第一隔磁環(huán)(4);所述電磁直線執(zhí)行器定子(56)兩邊設(shè)有防止漏磁的第二隔磁環(huán)(52)和第三隔磁環(huán)(57)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異步電機(jī)與雙速電磁直驅(qū)變速器集成動力系統(tǒng)，其特征在于:所述電磁直線執(zhí)行器動子(55)為動圈式結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的異步電機(jī)與雙速電磁直驅(qū)變速器動力集成系統(tǒng)，其特征在于:所述異步電機(jī)定子繞組(31)、籠型轉(zhuǎn)子繞組(34)和電磁直線執(zhí)行器動子(55)與電源之間采用無線電力傳輸技術(shù)。
【文檔編號】H02K7/10GK205663867SQ201620450838
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】邵世磊, 李波, 葛文慶
【申請人】山東理工大學(xué)