[发明专利]车用无刷化转子永磁双机械端口电机结构

说明书

本发明涉及电机技术领域，公开了一种车用无刷化转子永磁双机械端口电机结构，包括由内转子、调制转子、内定子、外定子和外转子；调制转子与输入转轴转动，内、外转子均与输出转轴转动连接，内、外定子用定子隔磁分隔。内转子上设有内转子永磁体，其包括2n个混合永磁磁极沿圆周均匀分布，每个混合永磁磁极采用内转子稀土永磁体、内转子铁氧体永磁体并列间隔布置；外转子由2n₁个底部大槽口小的外转子凹槽铁心单元和2n₁块外转子永磁体沿圆周均匀间隔放置。本发明应用于混合动力汽车领域，可实现双机械端口电机的无刷化和高转矩密度，工作可靠，通过内、外电机的控制，满足不同工况功率需求。

技术领域

本发明属于电机设计的领域，具体是一种应用于混合动力汽车的无刷双机械端口电机。

背景技术

随着混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle，HEV）的发展，采用双机械端口驱动电机的电磁传动式混合动力系统被提出并得到关注，相对于传统汽车驱动系统，电磁传动式混合动力系统可实现高效率的无级变速动力耦合，具有高燃油经济性；相对于采用行星齿轮的机械传动式混合动力系统，电磁传动式混合动力系统具有紧凑的结构，且双机械端口驱动电机能代替起动/发电机、电动机实现混合动力的耦合与分配，因此该系统已成为混合动力系统的发展方向之一。

中国发明专利申请号201310412708.3和201510755061.3中提出的双机械端口电机结构，由内外两个电机按照“外定子-中间转子-内转子-转轴”的顺序径向集成在一起，内转子和外定子上均设置有绕组，构成双机械端口电机的双电气通道；内转子与发动机相连，中间转子与负载连接，内转子与中间转子构成双机械端口电机的双机械通道，双电气通道和双机械通道形成四端口电机结构。应用于混合动力系统中，双机械端口电机通过内电机调速、外电机调矩作用可实现发动机输出的机械能与储能装置输出的电能在不同工况下的能量分配和耦合，从而在提高发动机和系统运行效率的同时，降低燃油消耗，实现节能减排。然而，由于双机械端口电机的内转子常处于旋转状态，内转子上的绕组接入的电流需经电刷传递，而混合动力系统中内转子的转速通常较大，电刷带来的粉尘及火花给系统运行带来了极大的安全隐患，因此双机械端口电机的无刷化成为目前研究的一大热点。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种车用无刷化转子永磁双机械端口电机结构，克服有刷双机械端口电机运行效率不足，可靠性低及电刷维护工作量大的问题。

技术方案：本发明提供了一种车用无刷化转子永磁双机械端口电机结构，包括输入转轴，同轴设置的输出转轴、环绕输出转轴的内转子、环绕内转子的调制转子、环绕调制转子的内定子、环绕内定子的定子隔磁、环绕定子隔磁的外定子、环绕外定子的外转子；

所述内转子包括内转子铁心单元以及其上采用辐条式排列有内转子永磁体，所述内转子永磁体包括2n个混合永磁磁极沿圆周均匀分布，所述每个混合永磁磁极采用内转子稀土永磁体、内转子铁氧体永磁体并列间隔布置，n为正整数；

所述外转子由2n₁个底部大槽口小的外转子凹槽铁心单元和2n₁块外转子永磁体沿圆周均匀间隔放置，外转子凹槽铁心单元的槽口指向输出转轴，n₁为正整数。

进一步地，所述内转子铁心单元与调制转子之间、调制转子与内定子之间、外定子与外转子之间均设置有气隙；内转子铁心单元内壁固定在输出转轴上，定子隔磁径向内外侧壁分别与内定子外侧壁、外定子内侧壁固定连接。

进一步地，所述调制转子通过调制转子支架与输入转轴固定连接，并与输出转轴转动连接；内定子、定子隔磁、外定子构成定子单元，其通过定子支架与电机外壳固定连接，并与输出转轴转动连接；外转子通过外转子支架与输出转轴固定连接，并与电机外壳转动连接；所述电机外壳分别与输入转轴和输出转轴转动连接。