純電動(dòng)汽車(chē)用帶剎車(chē)助力的液冷式高效tm電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車(chē)用全密閉內(nèi)液冷式TM高效電機(jī)，其上集成了高精度位置傳感器和真空助力泵。另外在電機(jī)端蓋口、軸端、接線口、各個(gè)連接端面等處加設(shè)了專用密封裝置，達(dá)到良好的電機(jī)防水目的。本發(fā)明TM高效電機(jī)轉(zhuǎn)矩大、動(dòng)態(tài)性能好、高效節(jié)能、噪聲低、密閉可靠。該技術(shù)可有效控制電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的溫升，能有效防水，保證雨天或路面積水的情況下，電機(jī)安全運(yùn)行，從而提高電機(jī)工作效率和電機(jī)的安全性能及防護(hù)等級(jí)，延長(zhǎng)其使用壽命。
【專利說(shuō)明】純電動(dòng)汽車(chē)用帶剎車(chē)助力的液冷式高效TM電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)，具體地講是一種電動(dòng)汽車(chē)用液冷式高效驅(qū)動(dòng)電機(jī)(Technological Motor,簡(jiǎn)稱高效TM電機(jī))。這是一種驅(qū)動(dòng)動(dòng)力強(qiáng)勁、密閉、液冷式散熱、高效電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。該驅(qū)動(dòng)電機(jī)將剎車(chē)助力和位置傳感器與TM電機(jī)集成在一起，具有體積小、重量輕、高效節(jié)能、功能多等特點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前作為電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)的電機(jī)類型有異步電動(dòng)機(jī)、永磁無(wú)刷電機(jī)和開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)較小，但效率較低，特別在低速階段；永磁無(wú)刷電機(jī)效率較高，但制造工藝復(fù)雜，有退磁問(wèn)題，可靠性不高，因此也不理想；TM電機(jī)是在開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的電機(jī)，具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、可靠性高，全工作范圍內(nèi)效率高，低啟動(dòng)電流和高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的優(yōu)點(diǎn)，這些都是其它類型的電機(jī)不可比擬的。在燃油汽車(chē)上，剎車(chē)助力技術(shù)相對(duì)比較成熟，真空助力器的真空助力閥通過(guò)接入發(fā)動(dòng)機(jī)的真空進(jìn)氣管道，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管處的真空度上升，隨之，真空助力器的真空氣室、應(yīng)用氣室的真空度均上升，并處于隨時(shí)工作的準(zhǔn)備狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，踩下制動(dòng)踏板，踏板力經(jīng)杠桿放大后作用在控制閥推桿上，達(dá)到剎車(chē)助力的目的。而純電動(dòng)汽車(chē)要解決剎車(chē)助力只能靠外加電動(dòng)剎車(chē)助力真空泵來(lái)實(shí)現(xiàn)，還要增加壓力延時(shí)開(kāi)關(guān)。本發(fā)明把簡(jiǎn)單的機(jī)械離心式剎車(chē)助力真空泵與TM高效電機(jī)結(jié)合形成了多動(dòng)力總成純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0003]TM高效電機(jī)的旋轉(zhuǎn)離不開(kāi)位置傳感器，現(xiàn)有的位置傳感器體積較大，由于電動(dòng)汽車(chē)的空間有限，對(duì)電機(jī)的體積和大小都有一定的限制，尤其是前驅(qū)的電動(dòng)轎車(chē)。本發(fā)明結(jié)合TM電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將高精度位置編碼器與電機(jī)進(jìn)行集成設(shè)計(jì)，使得位置傳感器占用空間小，編碼盤(pán)位置檢測(cè)電路板易于安裝、調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了編碼器與TM電機(jī)一體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，騰出足夠的空間實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)剎車(chē)真空助力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種帶剎車(chē)助力真空泵的電動(dòng)車(chē)載全密閉液冷式高效TM電機(jī)，它集成了高精度位置傳感器，電機(jī)高效節(jié)能、轉(zhuǎn)矩大、動(dòng)態(tài)性能好、可靠性高、壽命長(zhǎng)。該技術(shù)可以解決車(chē)載純電動(dòng)汽車(chē)剎車(chē)失去助力的問(wèn)題、驅(qū)動(dòng)電機(jī)防水問(wèn)題和其他類型驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)力不足的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]電動(dòng)車(chē)載全密閉液冷式TM電機(jī)防水、散熱設(shè)計(jì):
[0007]如圖1所示，TM電機(jī)由雙凸極結(jié)構(gòu)定子1、轉(zhuǎn)子2、多功能軸3、前端蓋4、后端蓋5、
6、電機(jī)外殼7、定子頂絲8、接線口蓋板9、軸承10和11、前軸承室蓋及編碼盤(pán)安裝底座12、液冷劑進(jìn)出口 13和14、光柵編碼盤(pán)15、發(fā)光管安裝孔16、光柵編碼器電路板17、真空剎車(chē)助力泵底座18、真空剎車(chē)助力泵油封室19、真空剎車(chē)助力泵20、真空剎車(chē)助力泵密封槽21、真空剎車(chē)助力泵齒輪軸22、多個(gè)位置的密封圈23、24、25、26、27、28和29、后軸承室蓋30、連接變速箱的法蘭盤(pán)31和TM電機(jī)端蓋螺栓32、33、34、35等組成。其中前后端蓋4、5、6與電機(jī)外殼7連接處有密封圈24和26 ;前軸承室蓋4、軸承室蓋及編碼盤(pán)安裝底座11和真空助力泵16之間有密封圈26和27 ;在軸承室蓋及編碼盤(pán)安裝底座12和真空剎車(chē)助力泵20之間軸上有雙油封，以保證剎車(chē)助力泵中的油不會(huì)沿著軸壁滲漏。在電機(jī)接口蓋板9、轉(zhuǎn)子的兩個(gè)軸端、電機(jī)接線蓋周邊及進(jìn)線口、進(jìn)出水端口、密閉式位置傳感器處均設(shè)有密封墊、密封環(huán)、防水圈。以上設(shè)計(jì)保證了 TM電機(jī)全密閉以及防水。
[0008]TM電機(jī)的散熱設(shè)計(jì)是在圖1中前端蓋4上設(shè)計(jì)了如圖2所示冷卻劑進(jìn)出口 13、14，該進(jìn)出口通過(guò)管路直通冷卻通道37，冷卻通道在外殼上設(shè)計(jì)成U字形分布，與電機(jī)繞組分布相一致，這樣有利于繞組所在位置熱量的散去，冷卻通道37中的冷卻劑36從冷卻液出口排出后經(jīng)過(guò)管路進(jìn)入冷卻泵，由冷卻泵的出水口進(jìn)入散熱水箱，散熱水箱的大小根據(jù)TM電機(jī)散熱的要求來(lái)計(jì)算設(shè)計(jì)。這樣就完成了 TM電機(jī)的散熱設(shè)計(jì)。
[0009]與TM電機(jī)一體化高精度位置傳感器設(shè)計(jì):
[0010]光柵編碼器由圖1中光柵編碼器安裝底座12、光柵編碼器軸承、光柵編碼盤(pán)15、光柵編碼器檢測(cè)電路板17、發(fā)光管和相位盤(pán)等組成。圖3為光柵編碼器軸承，通過(guò)光柵碼盤(pán)軸承孔40與TM電機(jī)前軸連接，靠光柵碼盤(pán)軸承鍵槽39固定，將圖4所示的光柵編碼盤(pán)15經(jīng)過(guò)精密機(jī)械粘貼在光柵碼盤(pán)底座38上，并用卡簧卡緊，以免松脫。如圖4所示，光柵碼盤(pán)由轉(zhuǎn)速光柵41和位置光柵42兩部分組成，轉(zhuǎn)速光柵和增量式光柵的循環(huán)二進(jìn)制光柵形同，均是由非常精細(xì)的等間距光柵柵線按圓周狀依次排列而成，因此能夠達(dá)到很高的檢測(cè)精度；位置光柵是有較長(zhǎng)的明暗等間距光柵條成圓周狀依次排列而成，明暗條紋的數(shù)量和TM電機(jī)的定子極數(shù)相同，比如用于12/8極TM電機(jī)，則位置光柵就有8條透光光柵條和8條遮光光柵條依次排列而成，且兩種光柵條的弧長(zhǎng)相等。三相TM電機(jī)就有三層8條透光光柵條。本發(fā)明采用的光柵碼盤(pán)是依據(jù)12/8極TM電機(jī)設(shè)計(jì)的，轉(zhuǎn)速光柵達(dá)到了 1024個(gè)光柵，分辨率為0.175°，最小光柵間距為0.1mm。通過(guò)位置傳感器軸承，將圖5檢測(cè)電路板、光電管安裝底座安裝在圖4所示軸承的41上，光電管嵌入圖5光電管安裝孔45，將圖6所示的編碼器檢測(cè)電路板通過(guò)電路板安裝孔48、49、50固定好，通過(guò)與前端蓋安裝孔46、47將調(diào)整好定、轉(zhuǎn)子相對(duì)位置的底座與前端蓋固定。前端蓋的左視圖如圖7所示。當(dāng)調(diào)整編碼器與TM電機(jī)轉(zhuǎn)子位置一致過(guò)程中，光電管在可以在光電管移動(dòng)區(qū)51內(nèi)滑動(dòng)，調(diào)整完畢后將安裝孔52與圖6中與前端蓋安裝孔46、47用螺栓緊固，將位置傳感器固定好。
[0011]剎車(chē)真空助力設(shè)計(jì):
[0012]純電動(dòng)汽車(chē)沒(méi)有燃油發(fā)動(dòng)機(jī)，要想實(shí)現(xiàn)剎車(chē)助力，需要按圖8所示的電動(dòng)真空助力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)剎車(chē)助力。不可避免要使用電動(dòng)真空泵，并且要配備真空壓力報(bào)警器。本發(fā)明應(yīng)用機(jī)械式真空助力泵與TM電機(jī)有機(jī)組合，生成剎車(chē)真空助力系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定可靠。機(jī)械式真空助力泵主要由泵體、轉(zhuǎn)子、滑塊、泵蓋、齒輪、密封圈等零件組成。圖9為真空助力泵底座的正視圖，其上有大小兩個(gè)偏心圓54、55，真空助力泵內(nèi)的轉(zhuǎn)子經(jīng)過(guò)TM電機(jī)真空助力齒輪軸22，帶動(dòng)四個(gè)滑塊在按電機(jī)旋轉(zhuǎn)的方向沿圖10中偏心圓上的凸臺(tái)54和55旋轉(zhuǎn)，滑塊在自身離心力的作用下，緊貼著泵體內(nèi)壁滑行，吸氣工作室不斷擴(kuò)大，被抽氣體通過(guò)吸氣管打開(kāi)單向閥(泵內(nèi)裝單向閥，對(duì)系統(tǒng)起保壓作用)進(jìn)入真空儲(chǔ)氣罐。當(dāng)滑塊轉(zhuǎn)至一定位置時(shí)，吸氣完畢。此時(shí)，吸入的氣體被隔離，轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，被隔離的氣體被逐漸壓縮一壓力升高。當(dāng)工作室轉(zhuǎn)至與出氣孔相通時(shí)，氣體從出氣孔排出，送入真空助力器內(nèi)以備剎車(chē)產(chǎn)生助力。在真空助力泵底座上有密封槽21，嵌入密封圈23可以防止泵內(nèi)齒輪油外漏。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1TM高效電機(jī)軸向截面圖
[0014]圖2TM高效電機(jī)冷卻系統(tǒng)正視剖面圖
[0015]圖3位置傳感器軸承立體圖
[0016]圖4光柵碼盤(pán)左視圖
[0017]圖5檢測(cè)電路板、光電管安裝底座左視圖
[0018]圖6光柵檢測(cè)電路板左視圖
[0019]圖7TM電機(jī)前端蓋左視圖
[0020]圖8電動(dòng)剎車(chē)真空助力系統(tǒng)
[0021]圖9剎車(chē)真空助力泵底座正視圖
[0022]圖10剎車(chē)真空助力泵底座左視圖
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面根據(jù)附圖1一 10進(jìn)行說(shuō)明:
[0024]TM電機(jī)由雙凸極結(jié)構(gòu)定子1、轉(zhuǎn)子2、多功能軸3、前端蓋4、后端蓋5、6、電機(jī)外殼
7、定子頂絲8、接線口蓋板9、軸承10和11、前軸承室及端蓋和編碼盤(pán)安裝底座12、液冷劑進(jìn)出口 13和14、光柵編碼盤(pán)15、發(fā)光管安裝孔16、光柵編碼器電路板17、真空剎車(chē)助力泵底座18、真空剎車(chē)助力泵油封室19、真空剎車(chē)助力泵20、真空剎車(chē)助力泵密封槽21、真空剎車(chē)助力泵齒輪軸22、多個(gè)位置的密封圈23、24、25、26、27、28和29、后軸承室蓋30、連接變速箱的法蘭盤(pán)31和TM電機(jī)端蓋螺栓32、33、34、35等組成。TM電前軸承室及端蓋和編碼盤(pán)安裝底座12如圖7所示，將端蓋12與電機(jī)定子外殼7緊固后，把檢測(cè)電路板、光電管安裝在圖5所示的底座上，并在位置傳感器軸承底座41處連接好，然后把光柵編碼盤(pán)15用精密儀器粘接在位置傳感器軸承光柵碼盤(pán)底座38上，將帶有檢測(cè)電路板、光電管安裝底座12、光碼盤(pán)15的軸承穿到電機(jī)軸上，調(diào)整位置傳感器底座12，使之與電機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)齊，將底座12與端蓋4固定，然后安裝真空剎車(chē)助力泵底座18，安裝好密封圈，將真空助力泵20與助力泵底座18通過(guò)螺栓連接緊固，這樣就組成了帶剎車(chē)真空助力和高精度編碼器的TM高效電機(jī)。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)汽車(chē)用的TM高效電機(jī)由雙凸極結(jié)構(gòu)定子1、轉(zhuǎn)子2、多功能軸3、前端蓋4、后端蓋5、6、電機(jī)外殼7、定子頂絲8、接線口蓋板9、軸承10和11、前軸承室及端蓋和編碼盤(pán)安裝底座12、液冷劑進(jìn)出口 13和14、光柵編碼盤(pán)15、發(fā)光管安裝孔16、光柵編碼器電路板17、真空剎車(chē)助力泵底座18、真空剎車(chē)助力泵油封室19、真空剎車(chē)助力泵20、真空剎車(chē)助力泵密封槽21、真空剎車(chē)助力泵齒輪軸22、多個(gè)位置的密封圈23、24、25、26、27、28和29、后軸承室蓋30、連接變速箱的法蘭盤(pán)31和TM電機(jī)端蓋螺栓32、33、34、35等組成。
2.與TM電機(jī)一體化高精度位置傳感器由圖1中光柵編碼器安裝底座12、光柵編碼器軸承、光柵編碼盤(pán)15、光柵編碼器檢測(cè)電路板17、發(fā)光管和相位盤(pán)等組成，TM電機(jī)前端蓋4設(shè)計(jì)有發(fā)光管移動(dòng)區(qū)51和與光柵編碼器安裝底座12連接的螺栓安裝孔52。
3.機(jī)械式真空助力泵與TM電機(jī)集成的剎車(chē)助力裝置由剎車(chē)真空助力泵底座18、真空剎車(chē)助力泵油封室19、真空剎車(chē)助力泵20、真空剎車(chē)助力泵密封槽21、真空剎車(chē)助力泵齒輪軸22和密封圈23組成，剎車(chē)真空助力泵底座18即使位置編碼器的端蓋也是剎車(chē)助力泵產(chǎn)生真空的凸面，其上有大偏心圓凸臺(tái)和54小偏心圓凸臺(tái)55，有油封室19和與真空剎車(chē)助力泵20和電機(jī)前端蓋4的連接螺栓安裝孔57和58。
【文檔編號(hào)】H02K11/00GK103795179SQ201210421430
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月30日
【發(fā)明者】王艷, 殷天明 申請(qǐng)人:王艷, 殷天明