[发明专利]汽车用无刷直流发电机/电动机系统

说明书

技术领域

本发明涉及混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle，HEV)的三相同步交流电机，特别是汽车用无刷直流发电机/电动机系统。

背景技术

汽车工业的发展带来了环境污染和石油能源危机两大问题。在以节能和环保为主题的21世纪，汽车的发展也就有了一个明确的方向。纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池汽车的问世更为解决能源危机的问题拓展了一个更大的空间。纯电动汽车是取代传统内燃机汽车、满足零排放的最终选择，但是目前电池的能量密度、充电时间、价格、寿命等问题仍未得到理想的解决，此外，各地方政府对纯电动汽车能否上路存在较大分歧，一些地区已出台了明确的法律法规规定不允许纯电动汽车上路运行，这些问题都限制着纯电动汽车的发展。近年来燃料电池汽车发展十分迅速，但在成本、氢能源的制备等方面仍存在一些急需解决的问题。因此，人们把研究的重点投向可实施性较强的混合动力汽车。本发明是将普通汽车发动机上的发电机的功能加以拓展，使其也具有电动机的功能，以协助汽车行驶，改造完后属于一种轻度混合动力汽车。

发明内容

本发明提供了一种将汽车发动机上的发电机扩展为发电机/电动机一体化的IMG电机，通过控制形成汽车用无刷直流发电机/电动机系统。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种汽车用无刷直流发电机/电动机系统包括发动机、无刷直流发电机/电动机、超级电容、铅酸蓄电池、控制器；无刷直流发电机/电动机与发动机以皮带传动相连接，超级电容与铅酸蓄电池串联后与无刷直流发电机/电动机相连接；控制器分别与IMG电机和超级电容相连接。

所述超级电容为130000F级牵引型超级电容器。

所述铅酸蓄电池为6-GFM-100的阀控式密封铅酸蓄电池。

所述控制器的核心控制芯片选用DSP中的TMS320LF2407A。

所述无刷直流发电机/电动机的输入信号经滤波电路去除干扰后，再经过光电隔离装置的隔离保护和调幅后输入到控制器的ADCIN1～ADCIN3引脚中，DSP芯片的CON引脚经DC/DC变换器与超级电容相连。

当汽车处于启动或加速状态的时候，此时IMG电机工作于电动机的状态，蓄电池供电给超级电容，再由超级电容放电给电机提供电能以便正常运转；当汽车正常行驶或下坡的时候，电机转子切割定子磁场产生电流给超级电容充电，之后超级电容再慢慢把电能释放给蓄电池。

本发明将普通汽车发动机上的发电机(无刷直流发电机)功能加以扩展，使其在原有功能的基础上还具有电动机的功能，我们把这种电机称为IMG(Integrated Motor-generator)电机，再配上超级电容、蓄电池和控制装置，整车就变成一种轻度混合动力汽车。

本发明的最大优势就是可以将普通汽车在不需要过多更改其结构的基础上，就可以实现混合动力的目的，从而达到节省燃油和环保的功效。并且加上超级电容后可以快速吸收电能，提高回馈能量的利用率。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图。

图2为本发明的控制器的电气结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，汽车用无刷直流发电机/电动机系统包括发动机1、无刷直流发电机/电动机(IMG电机)2、超级电容3、铅酸蓄电池4、控制器5。IMG电机2与发动机1以皮带传动相连接，超级电容3与铅酸蓄电池4串联后与IMG电机2相连接。控制器5分别与IMG电机2和超级电容3相连接。

超级电容3可选择130000F级牵引型超级电容器，主要功能是将回收的电能储存起来，再慢慢充到铅酸蓄电池4中。铅酸蓄电池4选用6-GFM-100的阀控式密封(VRLA)铅酸蓄电池，主要是给IMG电机2处于电动机状态时提供电能。IMG电机2是一种无刷直流发电机，本发明只是利用电机可逆这样一种原理，开发出无刷直流发电机的另一功能-电动机。

图2是本发明的控制器5的电气结构示意图。如图2所示，核心控制芯片选用DSP中的TMS320LF2407A。IMG电机2的输入信号经滤波电路去除干扰后，再经过光电隔离装置的隔离保护和调幅后输入到控制器5的ADCIN1～ADCIN3引脚中，DSP芯片的CON引脚经DC/DC变换器与超级电容3相连，根据汽车行驶的状态，控制器5控制DC/DC电路的开关状态以及超级电容3的状态。