[发明专利]汽车纯电动驱动机

说明书

技术领域

本发明涉及车辆动力装置，是一种汽车纯电动驱动机。

背景技术

在现有技术中，汽车的动力装置主要是汽油机和柴油机。随着人们对减少环境污染的呼声越来越高和石油等自然资源越来越少的条件下，混合动力、电池+电动机的纯电动等驱动装置飞跃发展。目前，在研究开发中的纯电动汽车，电动机一般采用永磁交直流电机，由电池供电。由于现有的交直流永磁电机在纯电动汽车上使用时，是负载零堵转启动，其瞬时峰值电流一般都要高出额定工作电流的几倍甚至十几倍，如此大的瞬时峰值电流，要超出电池允许瞬间放电电流指标的几倍甚至十几倍，则蓄电池极板在长期的电动机瞬时电流冲击下极易损坏，故出现现有蓄电池的循环使用寿命次数不到30％，使整车的一组蓄电池连续循环使用行驶总里程不到3万公里的使用寿命。显然，改进纯电动汽车的电动驱动装置结构，以克服负载零堵转启动状态，是解决发展纯电动汽车技术瓶颈的重要方面。并且，本发明人在长期研究永磁体磁性能新用途中发现，永磁体具有可利用的动能和势能二部分，现有永磁电动机只是单一地应用永磁体的激活潜在的动能，用作使电能转换成电扭矩，而没有充分运用永磁体内潜在的势能。因此，如果能通过对电动驱动装置的总体结构和永磁体结构及布置作创新的设计，就可以最大幅度地减小直流永磁电动机的零堵转起动瞬时峰值电流，提高电池的有效利用率、使用寿命及汽车的运行性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车纯电动驱动机，使其能高效地适应纯电动汽车的频繁零堵转启动、提速、加速度的波动力性能条件和能高效地减小起动瞬时电流，以与现有蓄电池的特性条件与允许瞬间放电性能相适应，从而提高蓄电池的循环重复使用寿命，并能有效提高纯电动汽车的驱动性能能力和蓄电池容量的电能有效利用率来提高一次充电的续驶里程。

实现上述目的的本发明的技术方案是，包括有电机壳体、主轴、嵌有绕组的转子及设置在机壳内圆周上的永磁体，本发明还包括一换向装置、储能换能装置及减速装置。所说换向装置，固装在电机主轴的一端头上，其挂脚与绕组线圈头固接，端面与电刷相啮合。所说储能换能装置，包含有一惯性储能盘和一单向超越离合器，该单向超越离合器固装在电机主轴的另一端，所说惯性储能盘固装在该单向超越离合器的外圆周上，在该换能装置上还设有一主动齿轮。所说减速装置，设在换能装置的旁侧，并以其减速齿轮与主动齿轮相啮合，该减速装置的输出端设一功率输出轴。设置在电机壳体内周面上的永磁体呈多组、多块同极组合排列，每块永磁体呈瓦形体，在同一位置的端面上每组的多块永磁呈同极组合，多组永磁体以N.S极间隔排列；固装在电机主轴上的转子的外周缘上，按轴向开有与永磁体匹配的多道数量的嵌线槽，其内置以与永磁体匹配的循环绕组线圈。如此所说的本发明，储能换能装置成为一种新的机械能动力能源，也就能最大幅度地减小电动机零堵转起动瞬时峰值电流。本发明中的永磁体设计成瓦形体结构后，其磁场分布为：半环形体弧形线两端呈具有高磁场区间和弱磁场区间，当反多块瓦形体结构的永磁体以电机极数、嵌线槽数及转速相匹配的适应方式组合排列在定子(电机壳体)内圆周上后，整组永磁体即能形成强弱磁场的波浪形磁场分布，当转子绕组线圈经供电导通电能时，每一具有高磁场区即成为对转子的“吸力作用区间”与“排斥作用区间”，从而即能排除电枢死角双能使转子迅速提速也就能使磁能与电能能通过惯性储能盘储能。本发明由电池向电动机供电，电动机通过储能换能装置驱动减速装置输出端的功率输出轴，同时，储能换能装置处于储能状态。当电动机停止转动时，储能换能装置仍能带动减速装置转动而使功率输出轴处于运转状态，当再次起动时机时，就能大大减小电动机瞬时峰值电流。

本发明中的惯性储能盘，可以是一种由一盘体、多块变径滑块及相应数量的回位弹簧组成；盘体均匀分隔成多个径向小室，每一径向小室内设置一块变径滑块，变径滑块与回位弹簧的一端头联接，回位弹簧的另一端固联在单向超越离合器的外圆周上。

本发明可以根据不同电机极数与转子不同槽数的换向角度位置需要和永磁体能级值与电能可利用储能能量及抗波动力能力需要，来设计设置在电机壳体内圆周上的永磁体与永磁体的磁能级和设置储能换能装置的变径位置与变径滑块的数量和质量及减速比与减速级数。本发明中，排列在电机壳体内周面上的多组永磁体可以有二组、四组、六组八组，每组永磁体可以有二、三、四或六块瓦形永磁体组成。所说变径滑块可以有三、四、五、六......九块组成。