[发明专利]一种混合动力汽车用电子无级调速系统

说明书

技术领域

本发明属于汽车动力领域，为一种输入功率分配型混合动力汽车调速装置。

背景技术

近年来，随着全球环境恶化以及石油资源的日益短缺，传统汽车产业面临着严峻考验。因此，节能环保新能源汽车的研发已经成为世界各国政府的战略性产业和国内外专家学者关注的热点之一。作为新能源汽车的一类，混合动力汽车以其燃油经济性高、尾气排放低、续航里程长的显著优点脱颖而出，并得到了快速的发展。

而有效实现混合动力汽车基本功能的关键技术之一是研发高性能的电子无级调速（electronically continuously variable transmission，简称E-CVT）系统。根据是否采用机械齿轮，可将现有上市以及国内外专家学者广泛研究的E-CVT系统分为两大类：一类是采用机械齿轮（行星齿轮）的E-CVT系统，另一类为没有齿轮啮合的无齿轮E-CVT系统。带机械齿轮功率分配装置的E-CVT系统都存在一个问题，即必须采用行星齿轮来调节引擎和联接在汽车驱动轴上的电机之间的能量传送。和所有机械齿轮一样，行星齿轮存在着传输损耗和齿轮噪音的缺点，而且必须人为定期地给齿轮加润滑剂进行维护。而无机械齿轮功率分配装置的E-CVT系统，通常采用一个双转子电机来实现功率分配，即采用电气联结方式来克服上述问题。然后，这种电气联结的电子无级调速系统在克服行星齿轮缺点的同时也产生了一个新的问题：系统中所采用的双转子电机必需通过滑环和碳制电刷从转子中输入或输出电能量。而众所周知，滑环和碳制电刷将产生额外的损耗，而且需要定期维护。此外，处于最里面的内转子电机的散热问题也是制约该系统实际应用的一个主要瓶颈。因此，研发一种既不需要行星齿轮，也不需要滑环和碳制电刷，而且效率高、控制方便、运行稳定的新型E-CVT系统成为目前混合动力汽车调速领域的热点问题。

发明内容

技术问题：本发明是提出一种基于复合式磁通切换永磁电机的混合动力汽车用电子无极调速系统。该系统既无行星齿轮，也无滑环和碳制电刷。既解决带齿轮功率分配装置存在着传输损耗和齿轮噪音的缺点，又解决了带电刷双转子电机系统产生的额外损耗、定期维护及散热问题。

技术方案：本发明的基于复合磁通切换永磁电机的混合动力汽车用电子无极调速系统，包括发动机、离合器、主减速器、车轮，其特征是还包括复合磁通切换永磁电机、电功率模块、电池组、控制单元；发动机通过离合器连接复合磁通切换永磁电机的内转子，电功率模块连接在复合磁通切换永磁电机的内定子与外定子之间，电池组与复合磁通切换永磁电机的内定子及电功率模块相连；复合磁通切换永磁电机的外转子经主减速器与车轮连接.；控制单元分别与发动机、电功率模块、电池组相连。

复合磁通切换永磁电机由内转子、内定子、外定子、外转子组成，且内定子与外定子通过隔磁环连接为一个整体。

电功率模块包括第一功率变换器、DC-DC变换电路、第二功率变换器，且第一功率变换器与第二功率变换器都具备双向整流、逆变功能；电池组经过电功率模块和第二功率变换器输出或存储能量。

复合磁通切换永磁电机，利用双凸极结构电机的特点，将放置永磁体与电枢绕组的定子整合，而外电机的外转子经主减速器与适合低速的车轮耦合，内电机的内转子经离合器与适合高速的发动机耦合。

将汽车上三个旋转设备：发动机，E-CVT和车轮传动系统高度集成，发动机与车轮传动系统之间无直接机械连结，以实现电气联结的电子无级调速系统。