[发明专利]转子发动机启发一体化装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种转子发动机启发一体化装置，包括启发一体化电机，启发一体化电机包括定子和与转子发动机主体连接的永磁体转子。本发明的转子发动机启发一体化装置，能够大大减轻増程系统重量、体积，实现増程系统的轻量化，其控制方法能够保证启动、发电状态的稳定性；能够满足启发一体化电机大电流的要求，并且转子发动机控制器依据发动机转速信号和电机转速信号的大小可以实现启动自动切换；能够保证储能电源的稳定充电、外界系统负载的稳定供电，并且转子发动机控制器能够实现充电、发电的动态调整。

技术领域

本发明属于新能源动力系统技术领域，具体地说，本发明涉及一种转子发动机启发一体化装置及其控制方法。

背景技术

随着国家能源结构的调整，传统的燃料能源正在逐渐向新能源(水能、风能、太阳能、核能等)方向发展，所有新能源最终都以电能的形式被利用，电动汽车、电动自行车、电动飞机等电动产品都是电能的附属产品。这些电动产品都会存在一个共同的问题，续航能力有限，怎样提高电动产品的续航能力显得非常重要，油电混合的动力系统应运而生，并被广泛应用于电动产品。利用动力电池和驱动电机组成混合动力系统的电动系统，利用发动机和发电机组成发电系统(增程系统)，当电动系统用电量不足时，通过发电系统给电动系统供电，提高整个系统的续航能力。因此，在动力电池容量没有大大提高的环境下，増程系统技术的发展成为提高电动产品续航的重要途径。

传统的发动机为往复运动式发动机，发动机活塞在气缸里做往复直线运动，为了把活塞发动机的直线运动转化为旋转运动，必须使用曲柄滑块机构。转子发动机则不同，可直接将燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩，与往复式发动机相比，转子发动机取消了无用的直线运动，因而同样功率的转子发动机尺寸较小，重量较轻，而且振动和噪声较低，具有较大优势，对重量、尺寸要求比较严格的航空飞机，对振动、噪音要求比较严格的新能源汽车，转子发动机具有很大的优势，能够提供稳定的输出功率、扭矩。

转子发动机启动的过程：首先给转子发动机附件的直流电机通电(12V)，然后直流电机转动轴带动转子发动机的输出轴转动，最后转子发动机达到一定的转速通过机械结构将直流电机的转动轴剥离转子输出轴。

转子发动机和发电机发电的过程：首先用联轴器将转子发动机和发电机机械连接，然后转子发动机带动发电机转动，最终发电机转动的转子切割定子线圈输出交流电。

转子发动机和发电机是两个独立的系统，一方面转子发动机与发电机独立的系统会增加增程系统的体积、重量，另一方面两者独立的控制系统增加控制策略设计的难度，特别是在航空飞机、新能源汽车上，体积、重量、集成化程度都是重要的设计因素，设计一款启动、发电一体化的转子发动机显示十分有必要。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种转子发动机启发一体化装置及其控制方法，目的是实现增程系统结构的轻量化。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：转子发动机启发一体化装置，包括启发一体化电机，启发一体化电机包括定子和与转子发动机主体连接的永磁体转子。

所述启发一体化电机还包括壳体，所述定子和所述永磁体转子设置于壳体中，壳体具有让冷却液通过的冷却水道。

所述的转子发动机启发一体化装置还包括用于供电的储能电源、与储能电源电连接的启动继电器、与启动继电器电连接且用于输出直流电的同步整流模块和用于将同步整流模块输出的直流电转化为三相交流电的逆变模块，逆变模块与所述启发一体化电机电连接。

所述的转子发动机启发一体化装置还包括与所述储能电源电连接的第一发电继电器、与所述启发一体化电机电连接且用于输出直流电的第一整流模块和与第一整流模块电连接且用于向储能电源进行充电的电源充电模块。

所述的转子发动机启发一体化装置还包括与系统负载电连接的第二发电继电器和与所述启发一体化电机电连接且用于输出直流电的第二整流模块，第二整流模块与第二发电继电器电连接。