純電動汽車用帶剎車助力的液冷式高效tm電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電動汽車用全密閉內(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，延長其使用壽命。
【專利說明】純電動汽車用帶剎車助力的液冷式高效TM電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及純電動汽車驅(qū)動電機(jī)技術(shù)，具體地講是一種電動汽車用液冷式高效驅(qū)動電機(jī)(Technological Motor,簡稱高效TM電機(jī))。這是一種驅(qū)動動力強(qiáng)勁、密閉、液冷式散熱、高效電動汽車驅(qū)動電機(jī)。該驅(qū)動電機(jī)將剎車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]目前作為電動汽車驅(qū)動的電機(jī)類型有異步電動機(jī)、永磁無刷電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)。異步電動機(jī)轉(zhuǎn)矩波動較小，但效率較低，特別在低速階段；永磁無刷電機(jī)效率較高，但制造工藝復(fù)雜，有退磁問題，可靠性不高，因此也不理想；TM電機(jī)是在開關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的電機(jī)，具有結(jié)構(gòu)堅固、可靠性高，全工作范圍內(nèi)效率高，低啟動電流和高啟動轉(zhuǎn)矩的優(yōu)點(diǎn)，這些都是其它類型的電機(jī)不可比擬的。在燃油汽車上，剎車助力技術(shù)相對比較成熟，真空助力器的真空助力閥通過接入發(fā)動機(jī)的真空進(jìn)氣管道，發(fā)動機(jī)起動后，發(fā)動機(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，并處于隨時工作的準(zhǔn)備狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)行制動時，踩下制動踏板，踏板力經(jīng)杠桿放大后作用在控制閥推桿上，達(dá)到剎車助力的目的。而純電動汽車要解決剎車助力只能靠外加電動剎車助力真空泵來實(shí)現(xiàn)，還要增加壓力延時開關(guān)。本發(fā)明把簡單的機(jī)械離心式剎車助力真空泵與TM高效電機(jī)結(jié)合形成了多動力總成純電動汽車驅(qū)動電機(jī)。
[0003]TM高效電機(jī)的旋轉(zhuǎn)離不開位置傳感器，現(xiàn)有的位置傳感器體積較大，由于電動汽車的空間有限，對電機(jī)的體積和大小都有一定的限制，尤其是前驅(qū)的電動轎車。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，使得位置傳感器占用空間小，編碼盤位置檢測電路板易于安裝、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，騰出足夠的空間實(shí)現(xiàn)電動汽車剎車真空助力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種帶剎車助力真空泵的電動車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、動態(tài)性能好、可靠性高、壽命長。該技術(shù)可以解決車載純電動汽車剎車失去助力的問題、驅(qū)動電機(jī)防水問題和其他類型驅(qū)動電機(jī)動力不足的問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]電動車載全密閉液冷式TM電機(jī)防水、散熱設(shè)計:
[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安裝底座12、液冷劑進(jìn)出口 13和14、光柵編碼盤15、發(fā)光管安裝孔16、光柵編碼器電路板17、真空剎車助力泵底座18、真空剎車助力泵油封室19、真空剎車助力泵20、真空剎車助力泵密封槽21、真空剎車助力泵齒輪軸22、多個位置的密封圈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安裝底座12和真空剎車助力泵20之間軸上有雙油封，以保證剎車助力泵中的油不會沿著軸壁滲漏。在電機(jī)接口蓋板9、轉(zhuǎn)子的兩個軸端、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)計是在圖1中前端蓋4上設(shè)計了如圖2所示冷卻劑進(jìn)出口 13、14，該進(jìn)出口通過管路直通冷卻通道37，冷卻通道在外殼上設(shè)計成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)散熱的要求來計算設(shè)計。這樣就完成了 TM電機(jī)的散熱設(shè)計。
[0009]與TM電機(jī)一體化高精度位置傳感器設(shè)計:
[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15、光柵編碼器檢測電路板17、發(fā)光管和相位盤等組成。圖3為光柵編碼器軸承，通過光柵碼盤軸承孔40與TM電機(jī)前軸連接，靠光柵碼盤軸承鍵槽39固定，將圖4所示的光柵編碼盤15經(jīng)過精密機(jī)械粘貼在光柵碼盤底座38上，并用卡簧卡緊，以免松脫。如圖4所示，光柵碼盤由轉(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)到很高的檢測精度；位置光柵是有較長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)明采用的光柵碼盤是依據(jù)12/8極TM電機(jī)設(shè)計的，轉(zhuǎn)速光柵達(dá)到了 1024個光柵，分辨率為0.175°，最小光柵間距為0.1mm。通過位置傳感器軸承，將圖5檢測電路板、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所示的編碼器檢測電路板通過電路板安裝孔48、49、50固定好，通過與前端蓋安裝孔46、47將調(diào)整好定、轉(zhuǎn)子相對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)子位置一致過程中，光電管在可以在光電管移動區(qū)51內(nèi)滑動，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]剎車真空助力設(shè)計:
[0012]純電動汽車沒有燃油發(fā)動機(jī)，要想實(shí)現(xiàn)剎車助力，需要按圖8所示的電動真空助力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)剎車助力。不可避免要使用電動真空泵，并且要配備真空壓力報警器。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，生成剎車真空助力系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，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，其上有大小兩個偏心圓54、55，真空助力泵內(nèi)的轉(zhuǎn)子經(jīng)過TM電機(jī)真空助力齒輪軸22，帶動四個滑塊在按電機(jī)旋轉(zhuǎn)的方向沿圖10中偏心圓上的凸臺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，被抽氣體通過吸氣管打開單向閥(泵內(nèi)裝單向閥，對系統(tǒng)起保壓作用)進(jìn)入真空儲氣罐。當(dāng)滑塊轉(zhuǎn)至一定位置時，吸氣完畢。此時，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，氣體從出氣孔排出，送入真空助力器內(nèi)以備剎車產(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光柵碼盤左視圖
[0017]圖5檢測電路板、光電管安裝底座左視圖
[0018]圖6光柵檢測電路板左視圖
[0019]圖7TM電機(jī)前端蓋左視圖
[0020]圖8電動剎車真空助力系統(tǒng)
[0021]圖9剎車真空助力泵底座正視圖
[0022]圖10剎車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安裝底座12、液冷劑進(jìn)出口 13和14、光柵編碼盤15、發(fā)光管安裝孔16、光柵編碼器電路板17、真空剎車助力泵底座18、真空剎車助力泵油封室19、真空剎車助力泵20、真空剎車助力泵密封槽21、真空剎車助力泵齒輪軸22、多個位置的密封圈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15用精密儀器粘接在位置傳感器軸承光柵碼盤底座38上，將帶有檢測電路板、光電管安裝底座12、光碼盤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)子對齊，將底座12與端蓋4固定，然后安裝真空剎車助力泵底座18，安裝好密封圈，將真空助力泵20與助力泵底座18通過螺栓連接緊固，這樣就組成了帶剎車真空助力和高精度編碼器的TM高效電機(jī)。
【權(quán)利要求】
1.一種電動汽車用的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安裝底座12、液冷劑進(jìn)出口 13和14、光柵編碼盤15、發(fā)光管安裝孔16、光柵編碼器電路板17、真空剎車助力泵底座18、真空剎車助力泵油封室19、真空剎車助力泵20、真空剎車助力泵密封槽21、真空剎車助力泵齒輪軸22、多個位置的密封圈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15、光柵編碼器檢測電路板17、發(fā)光管和相位盤等組成，TM電機(jī)前端蓋4設(shè)計有發(fā)光管移動區(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)集成的剎車助力裝置由剎車真空助力泵底座18、真空剎車助力泵油封室19、真空剎車助力泵20、真空剎車助力泵密封槽21、真空剎車助力泵齒輪軸22和密封圈23組成，剎車真空助力泵底座18即使位置編碼器的端蓋也是剎車助力泵產(chǎn)生真空的凸面，其上有大偏心圓凸臺和54小偏心圓凸臺55，有油封室19和與真空剎車助力泵20和電機(jī)前端蓋4的連接螺栓安裝孔57和58。
【文檔編號】H02K11/00GK103795179SQ201210421430
【公開日】2014年5月14日 申請日期: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 申請人:王艷, 殷天明