[发明专利]车用无刷双转子电机结构

说明书

本发明涉及电机技术领域，公开了一种车用无刷双转子电机结构，由内外两个径向磁路结构的电机组成，包括由内转子（内转子铁心单元、内转子永磁体）、调制转子、内定子（内定子铁心单元和内定子绕组）组成的内电机组件；和由外定子（外定子绕组、外定子铁心单元、外定子永磁体）和外转子组成的外电机组件；调制转子与输入转轴相连并随之旋转，内、外转子均与输出转轴刚性相连并与输出转轴一起旋转，内、外定子用定子隔磁分隔并被固定在电机外壳上。与现有技术相比，本发明可应用于混合动力汽车领域，可实现双转子电机的无刷化，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转子电机结构。

背景技术

随着混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle, HEV）的发展，采用双转子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，且双转子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中提出的双转子电机结构，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，构成双转子电机的双电气通道；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转子电机的双机械通道，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，双转子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，由于双转子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，因此双转子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，本发明提出一种混合动力汽车用无刷双转子电机结构，克服有刷双转子电机运行效率不足，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双转子电机结构，包括输入转轴、与输入转轴同轴设置的输出转轴、环绕输出转轴的内转子铁心单元、环绕内转子铁心单元的内转子永磁体、环绕内转子永磁体的调制转子、环绕调制转子的内定子铁心单元、环绕内定子铁心单元的定子隔磁、环绕定子隔磁的外定子铁心单元、环绕外定子铁心单元的外定子永磁体、环绕外定子永磁体的外转子7；

所述内转子永磁体与调制转子之间、调制转子与内定子铁心单元之间、外定子铁心单元与外定子永磁体之间、外定子永磁体与外转子之间均设置有气隙，所述内转子永磁体由2n个沿圆周均匀分布的径向交替充磁永磁体单元构成，n为正整数；

所述内转子铁心单元固定于输出转轴上，内转子永磁体固定于内转子铁心单元上，定子隔磁径向内、外侧壁分别与内定子铁心单元外侧壁、外定子铁心单元内侧壁固定连接。

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；所述内定子铁心单元、定子隔磁、外定子铁心单元、外定子永磁体组成了定子单元，其通过定子支架与一电机外壳固定连接，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；电机外壳分别与输入转轴和输出转轴转动连接。

进一步地，所述外定子铁心单元为圆环形，其外圆表面沿轴向开有多个槽，所述多个槽的开口指向外转子且槽开口中心线沿圆周均匀分布，所述多个槽内分别嵌入外定子绕组形成m相绕组，通入m相对称交流电流时，形成2p极数的旋转磁场，m、p均为正整数。