[发明专利]一种用于新能源车辆的电机及其控制方法

说明书

本发明提供一种用于新能源车辆的电机及其控制方法。本发明的电机利用转子和定子之间电磁驱动部件所设置的错开角度，而在电流驱动下产生周向的力矩，迅速驱动电机运行，避免电机在特定角度下难以被启动。为进一步减少电机启动运行时所需驱动电流，本申请还通过转子启动单元与电机轴之间的耦合作用为转子提供驱使其转动的扭矩。由此，本申请能够迅速将电机运行状态调整至额定工作点附近。本申请还能够进一步的利用转子启动单元与电机轴和转子之间的耦合作用而相应的通过增设转子和定子，而根据车辆运行需要相应调整电机输出扭矩，以提高车辆整体的运行效率。

技术领域

本发明涉及新能源车辆技术领域，具体而言涉及一种用于新能源车辆的电机及其控制方法。

背景技术

新能源车辆运行过程中，由于其自身搭载的电池储能容量有限，因此如何提高车辆运行过程中电能的利用效率已经逐渐成为行业关注的重点。新能源车辆运行过程中，驱动电机始终是车辆中耗能最多的器件之一。因此，如何提高车辆电机的运行效率是影响车辆续航距离的关键问题。

电机在设计时，具有额定工作点，电机处于额定工作点时，其运行效率最高，能够最大程度地将电池电能转换为车辆的运行动能。但是，该额定工作点仅匹配于车辆的特定负载状态。车辆轻载、重载或刚启动等状态下，电机工作点偏离额定工作点，此时电机的工作效率甚至仅有额定工作点下的70％甚至更低。因此，如何将电机的工作效率始终维持在额定工作点附近，逐渐成为新能源车辆设计的重点。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种用于新能源车辆的电机及其控制方法，本发明通过对电机定子、转子之间偏转角度的设计以及转子启动单元的设计，能够将电机运行状态迅速调整至额定工作点附近，并根据车辆运行需要相应调整电机输出扭矩，以提高车辆整体的运行效率。本发明具体采用如下技术方案。

首先，为实现上述目的，提出一种用于新能源车辆的电机，其包括：电机轴，其包括间隔设置并连接为一整体的圆柱段和棱柱段，所述圆柱段和棱柱段同轴；转子，其套设在电机轴中圆柱段的外周，包括转子本体，以及嵌入转子本体外周表面的转子永磁体，所述转子本体的内部与圆柱段之间连接有，所述转子本体中接近棱柱段的一侧端部设置有对接凹槽，所述对接凹槽的内壁设置有对接啮合齿，所述转子永磁体沿转子本体的外周等间距排列，且，各所述转子永磁体的长轴方向均与电机轴之间沿第一方向错开有第一预设角度；定子，其设置在转子的外周，所述定子与转子之间预留有供转子转动的间隙，所述定子的内周表面间距排列有绕组固定槽，各所述绕组固定槽的长轴方向均与电机轴之间沿第二方向错开有第二预设角度，所述第二方向与第一方向相反；转子启动单元，其设置在电机轴棱柱段的外周，所述转子启动单元在电机启动的过程中沿电机轴向转子的对接凹槽内部滑动，与所述对接啮合齿啮合并向转子输出驱动其转动的瞬时扭矩；电机运行的过程中，所述转子启动单元通过对接啮合齿从动于转子，从而通过转子启动单元内周与电机轴棱柱段棱边之间的配合关系驱动电机轴随同转子同步转动。

可选的，上述任一所述的用于新能源车辆的电机，其中，所述转子启动单元包括：驱动线圈，其环绕设置在电机轴的棱柱段的外周，并与电机轴之间保留有间隔距离；保护套，其包覆在驱动线圈外，所述保护套的内圈与电机轴之间无直接接触；滑动驱动装置，其包括：连接部，其设置在所述保护套的内圈与电机轴之间，所述连接部的内周与棱柱段的外周滑动连接并保持与棱柱段同步转动；啮合部，其固定连接在所述连接部的端部，位于接近转子中对接凹槽的一端，所述啮合部的外周具有能够与对接啮合齿相啮合的凸齿；驱动端子，其可伸缩的设置在所述连接部上，所述驱动端子的末端固定有导磁体；驱动线圈通电时，驱动端子受磁场吸引而伸出连接部，抵触保护套从而驱动连接部沿电机轴向转子的对接凹槽内部滑动，或受磁场作用而带动整个连接部沿电机轴向驱动线圈的内侧滑动。

可选的，如上任一所述的用于新能源车辆的电机，其中，所述驱动端子的伸缩方向与电机轴之间沿转子转动的方向错开有第一旋转角度。

可选的，如上任一所述的用于新能源车辆的电机，其中，所述啮合齿和/或凸齿相对于电机轴具有第一螺旋角。