活塞磁互力式直流電動(dòng)的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及的是一種純電動(dòng)汽車電力驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)。它是一種活塞磁互力式直流電動(dòng)機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，加工裝配容易，維護(hù)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。它由線圈，活塞，傳感器，連桿，曲軸等部件構(gòu)成，通過線圈電磁體和活塞永磁體相互作用輸出動(dòng)力。它可廣范應(yīng)用在純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，為提高純電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程能力提供了一種具有實(shí)用性可應(yīng)用的動(dòng)力模式。
【專利說明】活塞磁互力式直流電動(dòng)機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及的是一種純電動(dòng)汽車電力驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)展純電動(dòng)汽車必須解決好二個(gè)重要方面的關(guān)鍵技術(shù):電池技術(shù)、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)及其控制技術(shù)。
[0003]電池是電動(dòng)汽車的動(dòng)力源泉，也是一直制約電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。要使電動(dòng)汽車能與燃油汽車相競(jìng)爭(zhēng)，關(guān)鍵之一就是要開發(fā)出能量高、功率大、使用壽命長(zhǎng)的高效電池。到目前為止，電動(dòng)汽車用電池經(jīng)過了三代的發(fā)展，已取得了突破性進(jìn)展。
[0004]電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的關(guān)鍵部件，也是關(guān)鍵技術(shù)之一。，要使電動(dòng)汽車有良好的使用性能，驅(qū)動(dòng)電機(jī)應(yīng)具有調(diào)速范圍寬、轉(zhuǎn)速高、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、體積小、質(zhì)量小、效率高且有動(dòng)態(tài)制動(dòng)強(qiáng)和能量回饋等特性。目前，電動(dòng)汽車采用電動(dòng)機(jī)主要有直流電動(dòng)機(jī)(DCM)、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(IM)、永磁無刷電動(dòng)機(jī)(PMBLM)和開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(SRM)等四類。以上四類直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)乃至形狀一直采用定子、轉(zhuǎn)子傳統(tǒng)方式，它的研制與開發(fā)受到體積、重量、成本、功率密度、轉(zhuǎn)換效率、轉(zhuǎn)矩控制、轉(zhuǎn)矩變化、過載倍數(shù)等多種因素的制約，在一定程度上延緩了它的研發(fā)進(jìn)程。它的研制開發(fā)方向是在兼顧上述多種因素外，開發(fā)出在恒定的電壓電流作用下，產(chǎn)生持續(xù)強(qiáng)勁動(dòng)力的直流電動(dòng)機(jī)，達(dá)到提高全天候續(xù)駛里程的目的。
[0005]目前制約純電動(dòng)汽車發(fā)展的瓶頸是續(xù)駛里程能力還達(dá)不到全天候，高密度、高效率、寬調(diào)速的車輛牽引電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)既是電動(dòng)汽車的心臟，又是研制提高續(xù)駛里程能力的關(guān)鍵技術(shù)之一，仍然是研發(fā)的重點(diǎn)。為此，人們也在嘗試進(jìn)行一種新的活塞式電力驅(qū)動(dòng)模式電動(dòng)機(jī)的研究與設(shè)計(jì)，但是這種活塞式電力驅(qū)動(dòng)模式電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)要麼結(jié)構(gòu)或者控制過于復(fù)雜，要麼就是理論上的或者是技術(shù)上的一種方案，離實(shí)用性，應(yīng)用性還有很長(zhǎng)的路要走。因?yàn)橐_(dá)到實(shí)用化，商品化它的設(shè)計(jì)要綜合考慮磁路，磁通秘度，磁場(chǎng)強(qiáng)度，效率，動(dòng)力，輸出功率，扭矩，成本等因素。
[0006]如何提高活塞式電力驅(qū)動(dòng)模式電動(dòng)機(jī)的輸出功率，提供強(qiáng)勁動(dòng)力，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本，具有實(shí)用性是本領(lǐng)域要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]一、實(shí)用新型的目的。
[0008]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出動(dòng)力強(qiáng)，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，具有實(shí)用性的活塞磁互力式直流電動(dòng)機(jī)，達(dá)到提高續(xù)駛里程的目的，促進(jìn)純電動(dòng)汽車實(shí)用化、商品化、家庭化發(fā)展進(jìn)程。
[0009]二、實(shí)用新型的技術(shù)解決方案。
[0010]本實(shí)用新型主要是通過下述技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)。
[0011]所述的活塞磁互力式直流電動(dòng)機(jī)，包括線圈，鋼體，活塞，傳感器，硅鋼導(dǎo)磁固定架，連桿，曲軸，線圈鐵芯，輸出驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0012]所述的線圈(10)是右側(cè)線圈，右側(cè)線圈(10)內(nèi)中間設(shè)有右側(cè)圓形線圈鐵芯(7)，位于右側(cè)圓形鋁合金鋼體(8)的上部，右側(cè)圓形線圈鐵芯(7)選用金屬硅鋼導(dǎo)磁材料，工作時(shí)由輸出驅(qū)動(dòng)電路提供雙向直流，產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，對(duì)高溫釹鐵硼強(qiáng)磁鋼活塞產(chǎn)生相互吸力和斥力。
[0013]所述的右側(cè)圓形鋁合金鋼體(8)的下端設(shè)有鋼體下端圓形孔(4)，鋼體下端霍爾傳感器(2)位于其中，右側(cè)圓形鋁合金鋼體(8)的上端設(shè)有鋼體上端圓形孔(5)，鋼體上端霍爾傳感器(3)位于其中。
[0014]所述的右側(cè)方形硅鋼導(dǎo)磁固定架(9)，位于右側(cè)線圈(10)的上部和左右兩側(cè)，是金屬導(dǎo)磁材料，既固定右側(cè)圓形鋁合金鋼體(8)，又起到導(dǎo)磁的作用。
[0015]所述的右側(cè)高溫釹鐵硼強(qiáng)磁鋼活塞(11)，位于右側(cè)圓形鋁合金鋼體(8)內(nèi)右側(cè)線圈(10)的下部，在鋼體內(nèi)通過連桿連動(dòng)曲軸在相互吸力和斥力的作用下，上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，輸送動(dòng)力。
[0016]所述兩個(gè)霍爾傳感器是由鋼體下端霍爾傳感器(2)和鋼體上端霍爾傳感器(3)組成，隨時(shí)檢測(cè)高溫釹鐵硼強(qiáng)磁鋼活塞運(yùn)動(dòng)的位置，并且及時(shí)向輸入驅(qū)動(dòng)電路傳送檢測(cè)信號(hào)。
[0017]所述的右側(cè)連桿(17)上端通過連桿上端轉(zhuǎn)軸(21)與右側(cè)高溫釹鐵硼強(qiáng)磁鋼活塞
(11)相連，右側(cè)連桿(17)下端通過連桿下端轉(zhuǎn)軸(22)與曲軸(6)相連。以上兩側(cè)完全對(duì)稱。
[0018]所述輸入驅(qū)動(dòng)電路，根據(jù)霍爾傳感器傳送的檢測(cè)信號(hào)，及時(shí)控制輸出驅(qū)動(dòng)電路向兩個(gè)鐵芯線圈輸送交替變化的直流，進(jìn)而產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。輸入驅(qū)動(dòng)電路的另一個(gè)作用是接收速度控制腳踏板信息，通過輸出驅(qū)動(dòng)電路控制活塞輸出不同的動(dòng)力。
[0019]通過上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，使本實(shí)用新型可達(dá)到前述發(fā)明目的。
[0020]三、實(shí)用新型的效果。
[0021]本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0022]1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、加工裝配容易、性能穩(wěn)定可靠。
[0023]2.采用高溫釹鐵硼強(qiáng)磁鋼活塞，可增加線圈匝數(shù)，在交變磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生強(qiáng)勁動(dòng)力，進(jìn)而達(dá)到提高續(xù)駛里程的目的。
[0024]3.由于它在結(jié)構(gòu)上采用活塞模式，可以方便地?cái)U(kuò)展沖程，如四沖程、多沖程等。
[0025]4.從結(jié)構(gòu)上來說，現(xiàn)有的汽車成熟技術(shù)完全可以移植，如操控系統(tǒng)，變速箱等，可以降低開發(fā)成本。采用變速箱成熟技術(shù)，降低了對(duì)電動(dòng)機(jī)要求調(diào)速范圍寬、轉(zhuǎn)速高、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大的特性。
[0026]5.驅(qū)動(dòng)控制電路比較簡(jiǎn)單，成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是活塞磁互力式直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖
[0028]圖2是輸出驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)電路方框圖
[0029]圖1中的(I)是機(jī)座，(2)是鋼體下端霍爾傳感器，(3)是鋼體上端霍爾傳感器，
(4)是鋼體下端圓形孔，(5)是鋼體上端圓形孔，(6)是曲軸，(7)是右側(cè)圓形線圈鐵芯，選用金屬硅鋼導(dǎo)磁材料，(8)是右側(cè)圓形鋁合金鋼體，是金屬非導(dǎo)磁材料，(9)是右側(cè)方形硅鋼導(dǎo)磁固定架，是金屬導(dǎo)磁材料，既固定鋼體又起到導(dǎo)磁的作用，(10)是右側(cè)線圈，(11)是右側(cè)高溫釹鐵硼強(qiáng)磁鋼活塞，(12)是左側(cè)高溫釹鐵硼強(qiáng)磁鋼活塞，(13)是左側(cè)線圈，(14)是左側(cè)圓形線圈鐵芯，選用金屬硅鋼導(dǎo)磁材料，(15)是左側(cè)圓形鋁合金鋼體，是金屬非導(dǎo)磁材料，(16)是左側(cè)方形硅鋼導(dǎo)磁固定架，是金屬導(dǎo)磁材料，既固定鋼體又起到導(dǎo)磁的作用，
(17)是右側(cè)連桿，(18)是左側(cè)連桿，(19)是左側(cè)線圈引線，(20)是右側(cè)線圈引線，(21)是連桿上端轉(zhuǎn)軸，(22)是連桿下端轉(zhuǎn)軸。
[0030]圖2是輸出驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)電路方框圖，它由電動(dòng)機(jī)和控制電機(jī)輸出驅(qū)動(dòng)電路，輸入驅(qū)動(dòng)電路，傳感器檢測(cè)電路四部分組成。電源來自電能管理系統(tǒng)，加速踏板信息來自主控系統(tǒng)。
[0031]【具體實(shí)施方式】
[0032]圖1和圖2是實(shí)施例，通過實(shí)施例，并結(jié)合活塞磁互力式直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖附圖1，輸出驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)電路方框圖附圖2，對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及工作過程作進(jìn)一步地描述:
[0033]附圖1中的(10)是右側(cè)線圈，(13)是左側(cè)線圈，可根據(jù)供電電壓值和動(dòng)力要求選擇不同規(guī)格的銅漆包線繞制而成。圖1中的(11)是右側(cè)高溫釹鐵硼強(qiáng)磁鋼活塞，(12)是左側(cè)高溫釹鐵硼強(qiáng)磁鋼活塞，霍爾傳感器位于右側(cè)圓形鋁合金鋼體(8)上下兩端。當(dāng)右側(cè)高溫釹鐵硼強(qiáng)磁鋼活塞(11)運(yùn)動(dòng)到鋼體下端時(shí)，鋼體下端霍爾傳感器(2)輸出檢測(cè)信號(hào)，送給輸入驅(qū)動(dòng)電路，由輸入驅(qū)動(dòng)電路控制輸出驅(qū)動(dòng)電路向右側(cè)線圈(10 )流入同向直流，線圈兩端產(chǎn)生與活塞同向磁極性，兩磁體產(chǎn)生互相吸力。而向左側(cè)線圈(13)則流入的是反向直流，線圈兩端產(chǎn)生與活塞相反向的磁極性，兩磁體產(chǎn)生互相排斥力，以此通過活塞帶動(dòng)連桿和曲軸運(yùn)動(dòng)。反之，當(dāng)右側(cè)高溫釹鐵硼強(qiáng)磁鋼活塞(11)運(yùn)動(dòng)到鋼體上端時(shí)，鋼體上端霍爾傳感器(3)輸出檢測(cè)信號(hào)，送給輸入驅(qū)動(dòng)電路，由輸入驅(qū)動(dòng)電路控制輸出驅(qū)動(dòng)電路向右側(cè)線圈(10)送入反向直流，線圈兩端產(chǎn)生與活塞反向磁極性，兩磁體產(chǎn)生互相排斥力。而向左側(cè)線圈(13)則流入的則是同向直流，線圈兩端產(chǎn)生與活塞相同向的磁極性，兩磁體產(chǎn)生互相吸引力，作用恰好與上述過程相反，這樣就完成了周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)。
[0034]通過上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作過程，使本實(shí)用新型可達(dá)到前述發(fā)明目的。
【權(quán)利要求】
1.一種活塞磁互力式直流電動(dòng)機(jī),包括線圈，鋼體，活塞，傳感器，娃鋼導(dǎo)磁固定架，連桿，曲軸，線圈鐵芯，其特征在于所述的線圈(10)是右側(cè)線圈，右側(cè)線圈(10)內(nèi)中間設(shè)有右側(cè)圓形線圈鐵芯(7)，位于右側(cè)圓形鋁合金鋼體(8)的上部，在右側(cè)圓形鋁合金鋼體(8)的下端設(shè)有鋼體下端圓形孔(4)，鋼體下端霍爾傳感器(2)位于其中，右側(cè)圓形鋁合金鋼體(8)的上端設(shè)有鋼體上端圓形孔(5)，鋼體上端霍爾傳感器(3)位于其中，右側(cè)方形硅鋼導(dǎo)磁固定架(9),位于右側(cè)線圈(10)的上部和左右兩側(cè)，是金屬導(dǎo)磁材料，既固定右側(cè)圓形鋁合金鋼體(8)，又起到導(dǎo)磁的作用，右側(cè)高溫釹鐵硼強(qiáng)磁鋼活塞(11)，位于右側(cè)圓形鋁合金鋼體(8)內(nèi)右側(cè)線圈(10)的下部，右側(cè)連桿(17)上端通過連桿上端轉(zhuǎn)軸(21)與右側(cè)高溫釹鐵硼強(qiáng)磁鋼活塞(11)相連，右側(cè)連桿(17)下端通過連桿下端轉(zhuǎn)軸(22)與曲軸(6)相連。
【文檔編號(hào)】H02K33/18GK203747617SQ201420110876
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月12日
【發(fā)明者】蘭敦臣 申請(qǐng)人:蘭敦臣