[实用新型]一种用于混合动力汽车的双转子磁齿轮电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种双转子电机，特别涉及一种用于混合动力汽车的双转子磁齿轮电机。

背景技术

目前常规混合动力汽车采用以行星齿轮组为核心，辅以两台电机与一台发动机共同组成混合动力系统的结构。由于齿轮组在运行中存在齿间的接触和间隙，容易产生噪声和磨损。

国内外有学者提出利用同轴磁齿轮结构形成差动装置，从而取代传统的机械行星齿轮。但是传统结构的磁齿轮复合电机中，调磁块之间的空隙没有得到利用；同时，定子绕组与发动机曲轴之间无法直接产生电磁转矩，而必须通过外转子磁场。

有学者在调磁块中间插入永磁体，希望在定子上多加一套绕组对其进行利用，这就需要在定子上布置极数较多的绕组，从而造成定子齿槽数的增多，这会造成诸多不良后果，例如：槽面积减小，造成在相同槽满率情况下下线困难；槽绝缘增多，导致槽满率下降，电机出力减小；端部增多，导致用铜量增加；极靴增多，从而导致定子铁损增加，电机效率下降；定子铁芯的加工难度提高。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种用于混合动力汽车的双转子磁齿轮电机，实现电机的电磁转矩与汽车发动机转矩的无接触耦合，从而让混合动力汽车无极调速系统实现无摩擦的能量传输。

技术方案：一种用于混合动力汽车的双转子磁齿轮电机，包括外转子、定子、调磁环转子、支架；其中，所述支架设置在电机的最外侧，所述支架内侧设置外转子，所述定子设置在电机最内层，并与所述支架固定连接；所述调磁环转子设置在外转子和定子之间；所述外转子上设有外转子永磁体，外转子连接所述差速齿轮；所述调磁环转子中设有调磁块与永磁体，调磁块与永磁体间隔设置；所述定子中设有外层绕组与内层绕组；所述内层绕组产生的旋转磁场极对数与调磁环转子中永磁体极对数相同；所述外转子永磁体极对数P_o、外层绕组产生磁场的极对数P_i以及调磁环转子中调磁块个数P_s满足P_o+P_i=P_s。

作为本实用新型的改进，所述定子中设置的外层绕组与内层绕组均采用双层分数槽集中绕组排布。

作为本实用新型的进一步改进，所述外转子永磁体采用内嵌式单向充磁结构设置在所述外转子上。

有益效果：本实用新型与现有技术相比，有如下显著优点：(1)双转子磁齿轮电机通过利用定子侧的分数槽绕组的谐波磁场，可以在定子槽数很少的情况下，产生极数足够多的磁场，从而与调磁环中永磁体产生电磁转矩；(2)在多绕组定子中采用双层分数槽集中绕组，减少了绕组间的磁场相互耦合的影响，同时减小了绕线和加工的难度；(3)磁齿轮结构调磁环设计成运动部件，作为双转子磁齿轮电机的一个转子，在调磁块的空隙中填充永磁体，实现了定子磁场对发动机曲轴的直接驱动，而不会对外转子产生影响，从而可以直接实现发动机启动；(4)磁齿轮的调磁环将发动机机械能输入，外转子将发动机转矩与电磁转矩直接耦合以后，向车轮输出，使系统结构紧凑，易于装配；(5)整个电机采用外转子结构，减小了离心力对外转子永磁体的影响；(6)在外转子极对数较多的情况下，采用内嵌式单向充磁结构，即永磁体全部采用同一种充磁方向，减小了漏磁，从而提高永磁体利用率；(7)采用磁齿轮双转子电机，系统运行时避免了动力耦合过程中的齿轮磨损和噪声。

附图说明

图1是双转子磁齿轮电机用于混合动力汽车无极调速系统的结构示意图；

图2是双转子磁齿轮电机的结构示意图；

图3是双转子磁齿轮电机定子的绕组示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。

如图1所示，本实用新型的双转子磁齿轮电机用于混合动力汽车无极调速系统，该系统包括双转子磁齿轮电机1，发动机2，车轮主减速器3，逆变器4，电机控制单元5，发动机控制单元6，动力管理单元7，差速齿轮8。动力管理单元7分别连接电机控制单元5和发动机控制单元6，电机控制单元5控制逆变器4驱动双转子磁齿轮电机1，所述发动机控制单元6控制发动机2运行，发动机2连接双转子磁齿轮电机1。车轮主减速器3通过差速齿轮8连接双转子磁齿轮电机1。