專利名稱：直線isg電機和直線發(fā)動機結(jié)合的增程器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電動汽車增程器，特別涉及直線ISG電機和直線發(fā)動機結(jié)合的增程器。
背景技術(shù)：
電動汽車由于其使用過程中節(jié)能、環(huán)保的特性，被認為是未來汽車發(fā)展的方向，但受制于電池容量及技術(shù)，目前的電動汽車普遍存在單次充電續(xù)駛里程較短、購車成本較高的問題，這些問題正成為制約電動汽車發(fā)展的瓶頸。增程式電動車既具有純電動車高效率、低排放的特點，又可延長純電動汽車的續(xù)駛里程，是當前解決節(jié)能與環(huán)保問題切實可行的
方案。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供了一種可以直接將活塞直線往復運動的機械能轉(zhuǎn)換為電能，省去傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)發(fā)動機和發(fā)電機之間的連接軸的直線ISG電機和直線發(fā)動機結(jié)合的增程器。為解決以上的技術(shù)問題，本實用新型提供了一種直線ISG電機和直線發(fā)動機結(jié)合的增程器，活塞組件經(jīng)連桿組件左右對置連接，氣缸體、掃氣箱與氣缸蓋通過缸蓋螺栓連接，氣缸蓋上布置火花塞，掃氣箱與氣缸體相連，節(jié)氣門體與掃氣箱螺栓連接，節(jié)氣門體上布置噴油器、空氣流量傳感器和節(jié)氣門位置傳感器，連桿組上固結(jié)直線ISG電機動子鐵芯和永磁體，兩氣缸之間、直線ISG電機動子之外布置直線ISG電機定子鐵芯和直線ISG電機線圈，直線位移傳感器和霍爾傳感器布置于連桿組上。所述空氣流量傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、霍爾傳感器與電控單元電氣連接。所述直線ISG電機線圈與電流傳感器、電壓傳感器和功率變換器電氣連接，蓄電池、電動車主驅(qū)動電機與功率變換器電氣連接。所述電流傳感器、電壓傳感器、功率變換器與電控單元電氣連接。本實用新型的優(yōu)越功效在于I)本實用新型作為一種新型增程器應用于增程式電動汽車之上，布置結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、能量利用率高、輸出功率大、無其它附加裝置，可以有效克服純電動汽車續(xù)駛里程較短、電池質(zhì)量較大的問題，同時也可使電動汽車的電池容量大幅降低，極大地降低電動汽車的成本；2)本實用新型取消了傳統(tǒng)發(fā)動機的曲柄連桿機構(gòu)，減少了曲軸及軸承所承受的大量摩擦熱，避免了活塞與氣缸壁間的側(cè)向力，降低了發(fā)動機機械摩擦損耗。且發(fā)動機不直接與汽車動力機械傳動系統(tǒng)相連，則直線發(fā)動機可運轉(zhuǎn)在最佳工作區(qū)域，排放低、效率高；3)本實用新型活塞連桿組件運動自由，壓縮比可變，燃料適應性強，更容易實現(xiàn)均質(zhì)壓燃等高效率燃燒方式。4)增程器為電動汽車的主驅(qū)動電機和電池組供電，而不直接驅(qū)動車輛，這樣直線發(fā)動機能夠在最佳工作區(qū)域穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，避免了怠速和瞬態(tài)工況，燃油經(jīng)濟性要遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)汽車，而且由于自身能夠提供電力，所以這類車輛能夠比純電動車行駛更遠。同時以直線ISG電機電磁起動替代起動加濃混合氣，可更加快速拖動直線發(fā)動機到達預定頻率，消除了傳統(tǒng)起動受環(huán)境影響較大的缺點，達到優(yōu)化空燃比的目的，從而大幅減小不必要的廢氣排放。通過電控單元與功率變換器的配合，可方便實現(xiàn)起動及發(fā)電不同的控制要求。同時該增程器的應用也可使電動汽車的電池容量大幅降低，極大地降低電動汽車的成本。因此與其他形式的新能源汽車技術(shù)相比，本實用新型在能源利用效率、輸出功率、價格、機械結(jié)構(gòu)、燃料適應性、使用便利性等方面均具有明顯優(yōu)勢。

圖I為本實用新型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中標號說明I——火花塞；2——氣缸蓋； 3——直線位移傳感器；4——直線ISG電機動子鐵芯；5——電壓傳感器；6——電流傳感器；7——空氣流量傳感器；8——節(jié)氣門體；9—節(jié)氣門位置傳感器；10—噴油器；11——電動車主驅(qū)動電機；12——功率變換器；13——蓄電池；14——永磁體；15——直線ISG電機線圈；16——直線ISG電機定子鐵芯；17——霍爾傳感器；18——掃氣箱；19——連桿組件；20——活塞組件；21-氣缸體。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的描述。如圖I所示，本實用新型提供了一種直線ISG電機和直線發(fā)動機結(jié)合的增程器，包括火花塞I、氣缸蓋2、直線位移傳感器3、直線ISG電機動子鐵芯4、電壓傳感器5、電流傳感器6、空氣流量傳感器7、節(jié)氣門體8、節(jié)氣門位置傳感器9、噴油器10、電動車主驅(qū)動電機
11、功率變換器12、蓄電池13、永磁體14、直線ISG電機線圈15、直線ISG電機定子鐵芯16、霍爾傳感器17、掃氣箱18、連桿組件19、活塞組件20和氣缸體21。其中，活塞組20經(jīng)連桿組件19左右對置連接，可在氣缸體21內(nèi)作自由直線往復運動，氣缸體21、掃氣箱18及氣缸蓋2通過缸蓋螺栓固定連接，氣缸蓋2上布置火花塞I ;掃氣箱18與氣缸體21相連，儲存及預壓縮可燃混合氣；節(jié)氣門體8與掃氣箱18通過螺栓相連，其上布置噴油器10、空氣流量傳感器7和節(jié)氣門位置傳感器9，兩傳感器與電控單元電氣連接，實現(xiàn)對節(jié)氣門開度的控制；連桿組件19上固結(jié)直線ISG電機定子鐵芯16和永磁體14，組成直線ISG電機動子，可隨活塞組件20及連桿組件19做直線運動；兩氣缸之間、直線ISG電機動子之外布置直線ISG電機定子鐵芯16與直線ISG電機線圈15，組成直線ISG電機定子，該部分固定不動；直線位移傳感器3、霍爾傳感器17布置于連桿組件19，并與電控單元電氣連接，分別測量活塞組20的瞬時位移與運動頻率。當增程式電動汽車蓄電池13電量低于預定值時，本實用新型起動運轉(zhuǎn)。此時，蓄電池13提供電量用于本實用新型的起動，且直線ISG電機作為起動機運轉(zhuǎn)。起動時，蓄電池13電量經(jīng)功率變換器12變換后向直線ISG電機線圈15通入三相交流電，建立的電樞磁場與永磁體14的磁場相互作用,產(chǎn)生切向電磁力，從而拖動直線ISG電機動子運動。直線位移傳感器3與霍爾傳感器17跟隨直線ISG電機動子鐵芯4運動，實時測量直線ISG電機動子鐵芯4的瞬時位移及運轉(zhuǎn)頻率。根據(jù)直線ISG電機動子鐵芯4的瞬時位移信號及頻率信號，對通入直線ISG電機線圈15的三相電流大小與相序進行控制，獲得合適的起動推力，并實現(xiàn)電磁力的準確換向，從而帶動直線發(fā)動機的活塞組件20起動。當起動頻率達到某一定值后，電控單元控制噴油器10噴油，氣缸體21內(nèi)可燃混合氣準備完畢，電控單元發(fā)出點火信號，此時火花塞I點火，可燃混合氣燃燒，使直線發(fā)動機起動燃燒并加速進入最佳工作區(qū)域穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。直線發(fā)動機起動成功后，活塞組件20運動頻率將迅速增大，當霍爾傳感器17測量 活塞運動頻率信號超過預定值后，電控單元切斷起動電路。此時，直線發(fā)動機轉(zhuǎn)為原動機，拖動直線ISG電機運轉(zhuǎn)，電控單元接通發(fā)電電路，直線ISG電機也相應轉(zhuǎn)為發(fā)電機運行。永磁體14產(chǎn)生的磁場切割直線ISG電機線圈15，在直線ISG電機線圈15上產(chǎn)生感應電動勢及感應電流，將直線發(fā)動機活塞連桿組直線往復運動的機械能轉(zhuǎn)換為電能輸出，并通過功率變換器12整流和調(diào)節(jié)得到直流電，驅(qū)動電動車主驅(qū)動電機11運轉(zhuǎn)以滿足車輛繼續(xù)行駛的要求。車輛行駛過程中，本實用新型除可驅(qū)動車輛正常運轉(zhuǎn)外，剩余電能向蓄電池13充電，從而使增程式電動汽車可以獲得更長的續(xù)駛里程。同時當電動汽車減速制動或慣性滑行時，主驅(qū)動電機11轉(zhuǎn)為發(fā)電機運行，將電動汽車的動能轉(zhuǎn)化為電能并儲存于蓄電池13中，實現(xiàn)能量的回收。
權(quán)利要求1.一種直線ISG電機和直線發(fā)動機結(jié)合的增程器，其特征在于活塞組件經(jīng)連桿組件左右對置連接，氣缸體、掃氣箱與氣缸蓋通過缸蓋螺栓連接，氣缸蓋上布置火花塞，掃氣箱與氣缸體相連，節(jié)氣門體與掃氣箱螺栓連接，節(jié)氣門體上布置噴油器、空氣流量傳感器和節(jié)氣門位置傳感器，連桿組件上固結(jié)直線ISG電機動子鐵芯和永磁體，兩氣缸之間、直線ISG電機動子之外布置直線ISG電機定子鐵芯和直線ISG電機線圈，直線位移傳感器和霍爾傳感器布置于連桿組件上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直線ISG電機和直線發(fā)動機結(jié)合的增程器，其特征在于所述空氣流量傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、霍爾傳感器與電控單元電氣連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直線ISG電機和直線發(fā)動機結(jié)合的增程器，其特征在于所述直線ISG電機線圈與電流傳感器、電壓傳感器和功率變換器電氣連接，蓄電池、電動車主驅(qū)動電機與功率變換器電氣連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直線ISG電機和直線發(fā)動機結(jié)合的增程器，其特征在于所述電流傳感器、電壓傳感器、功率變換器與電控單元電氣連接。
專利摘要本實用新型公開一種直線ISG電機和直線發(fā)動機結(jié)合的增程器，活塞組件經(jīng)連桿組件左右對置連接，氣缸體、掃氣箱與氣缸蓋通過缸蓋螺栓連接，氣缸蓋上布置火花塞，掃氣箱與氣缸體相連，節(jié)氣門體與掃氣箱螺栓連接，節(jié)氣門體上布置噴油器、空氣流量傳感器和節(jié)氣門位置傳感器，連桿組上固結(jié)直線ISG電機動子鐵芯和永磁體，兩氣缸之間、直線ISG電機動子之外布置直線ISG電機定子鐵芯和直線ISG電機線圈，直線位移傳感器和霍爾傳感器布置于連桿組上。本實用新型的優(yōu)點是質(zhì)量輕、能量利用率高、輸出功率大、無其它附加裝置，可以有效克服純電動汽車續(xù)駛里程較短、電池質(zhì)量較大的問題。
文檔編號B60L11/12GK202727997SQ201220362399
公開日2013年2月13日 申請日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月25日
發(fā)明者王哲, 尹兆雷, 孫晨樂, 鄧俊, 胡玉巖, 吳虎威, 李惠聰, 章桐 申請人:同濟大學