本發(fā)明涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種電動(dòng)汽車(chē)用集中式自適應(yīng)差速電機(jī)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)汽車(chē)多采用機(jī)械差速器，它位于驅(qū)動(dòng)橋的中間并通過(guò)齒輪向兩邊半軸傳遞動(dòng)力，允許兩邊半軸以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，滿(mǎn)足兩邊車(chē)輪盡可能以純滾動(dòng)的形式作不等距行駛，減少輪胎與地面的摩擦。以確保汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車(chē)輪在行程不等時(shí)，具有不同旋轉(zhuǎn)速度的可能性。輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車(chē)，去除了機(jī)械差速器，其差速功能主要由軟件完成，即電子差速控制，這種控制方式是將轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角信號(hào)傳送到電動(dòng)機(jī)調(diào)速器，以此來(lái)控制兩側(cè)電動(dòng)輪的速度和滾過(guò)的距離。與傳統(tǒng)的機(jī)械差速器控制方式相比，電子差速控制的體積與質(zhì)量大大減小，效率明顯提高。但是，這種方式需要對(duì)一系列減速器的減速比進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算，控制系統(tǒng)復(fù)雜、成本高。如何克服機(jī)械式差速器和電子差速控制的上述缺陷，達(dá)到與上述兩種控制方式一樣的控制效果，是目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種電動(dòng)汽車(chē)用集中式自適應(yīng)差速電機(jī)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種電動(dòng)汽車(chē)用集中式自適應(yīng)差速電機(jī)，包括左變速變矩裝置、右變速變矩裝置和三相同步電動(dòng)機(jī)，三相同步電動(dòng)機(jī)的左輸出軸與左變速變矩裝置的外轉(zhuǎn)子連接，三相同步電動(dòng)機(jī)的右輸出軸與右變速變矩裝置的外轉(zhuǎn)子連接；

三相同步電動(dòng)機(jī)包括定子、轉(zhuǎn)子和軸承，左變速變矩裝置和右變速變矩裝置均設(shè)有內(nèi)轉(zhuǎn)子，內(nèi)轉(zhuǎn)子外圓周上分布有永久磁極，左變速變矩裝置的外轉(zhuǎn)子與右變速變矩裝置的外轉(zhuǎn)子上都均布有繞組。

優(yōu)選的，左變速變矩裝置的外轉(zhuǎn)子與右變速變矩裝置的外轉(zhuǎn)子上都均布有三相繞組，左變速變矩裝置與右變速變矩裝置均為內(nèi)外轉(zhuǎn)子組成的三相永磁同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明提出的電動(dòng)汽車(chē)用集中式自適應(yīng)差速電機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、控制簡(jiǎn)單、可靠，不需要建立復(fù)雜的控制模型的控制過(guò)程，在實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)速度和載荷控制時(shí)，只要按照頻壓比控制三相同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速即可對(duì)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行啟動(dòng)、加速、勻速、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等控制；

2、重量輕、體積小，安裝在驅(qū)動(dòng)橋的中間，減輕了車(chē)輪的負(fù)重，使車(chē)輪能適應(yīng)復(fù)雜的路面，當(dāng)三相同步電動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速在8000-15000/min，三相同步電動(dòng)機(jī)和電磁變速變矩裝置的體積都可減小，實(shí)現(xiàn)大功率驅(qū)動(dòng)；

3、效率高，啟動(dòng)時(shí)可產(chǎn)生低速大轉(zhuǎn)矩，高速時(shí)可輸出高速低轉(zhuǎn)矩，制動(dòng)時(shí)可提供超強(qiáng)的制動(dòng)力矩，電磁變速變矩裝置就如一臺(tái)可改變速比的無(wú)級(jí)減速機(jī)，當(dāng)?shù)退佥敵鰰r(shí)在輸入轉(zhuǎn)速不變時(shí)加大減速比，即可輸出低速大轉(zhuǎn)矩，需要高速輸出時(shí)在不提高輸入轉(zhuǎn)速而減小速比，即可輸出高速低轉(zhuǎn)矩，由此帶來(lái)了高效率的驅(qū)動(dòng)和速度與轉(zhuǎn)矩的自動(dòng)調(diào)節(jié)；

4、自適應(yīng)差速控制，去掉了機(jī)械式差速器，簡(jiǎn)化了電動(dòng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的計(jì)算機(jī)控制程序，使其更簡(jiǎn)單可靠。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的立體圖；

圖2為圖1的正視圖；

圖3為圖2的a-a剖面圖。

圖中：1、外轉(zhuǎn)子；2、左輸出軸；3、軸承；4、三相同步電動(dòng)機(jī)；5、轉(zhuǎn)子；6、定子；7、前端蓋；8、內(nèi)轉(zhuǎn)子；9、右輸出軸。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示：一種電動(dòng)汽車(chē)用集中式自適應(yīng)差速電機(jī)，包括左變速變矩裝置、右變速變矩裝置和三相同步電動(dòng)機(jī)4，三相同步電動(dòng)機(jī)4的左輸出軸2與左變速變矩裝置的外轉(zhuǎn)子1連接，三相同步電動(dòng)機(jī)4的右輸出軸9與右變速變矩裝置的外轉(zhuǎn)子連接；

三相同步電動(dòng)機(jī)4包括前端蓋7、定子6、轉(zhuǎn)子5和軸承3，左變速變矩裝置和右變速變矩裝置均設(shè)有內(nèi)轉(zhuǎn)子8，內(nèi)轉(zhuǎn)子8外圓周上分布有永久磁極，左變速變矩裝置的外轉(zhuǎn)子1與右變速變矩裝置的外轉(zhuǎn)子上都均布有繞組。

工作原理：

(1)啟動(dòng)過(guò)程

三相同步電動(dòng)機(jī)4啟動(dòng)，轉(zhuǎn)子5帶動(dòng)左變速變矩裝置和右變速變矩裝置的外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，外轉(zhuǎn)子上均布有繞組，內(nèi)轉(zhuǎn)子外圓周上分布有永久磁極，外轉(zhuǎn)子與內(nèi)轉(zhuǎn)子通過(guò)磁場(chǎng)連接。外轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)使得其上的繞組開(kāi)始切割由內(nèi)轉(zhuǎn)子外圓周上的永久磁極建立起來(lái)的勵(lì)磁磁場(chǎng)，進(jìn)而產(chǎn)生三相感應(yīng)電勢(shì)，三相感應(yīng)電勢(shì)經(jīng)整流后加到三相同步電動(dòng)機(jī)4磁力繞組上，從而產(chǎn)生勵(lì)磁電流。另外，左變速變矩裝置和右變速變矩裝置外轉(zhuǎn)子上的繞組內(nèi)也產(chǎn)生電流，因此產(chǎn)生了磁轉(zhuǎn)矩作用到內(nèi)轉(zhuǎn)子上。當(dāng)外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速繼續(xù)提高而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩克服了內(nèi)轉(zhuǎn)子的阻力后，內(nèi)轉(zhuǎn)子開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。三相同步電動(dòng)機(jī)4的勵(lì)磁電流是變速變矩裝置的外轉(zhuǎn)子提供的，外轉(zhuǎn)子的動(dòng)能又是三相同步電動(dòng)機(jī)4提供的，當(dāng)勵(lì)磁電流增加時(shí)三相同步電動(dòng)機(jī)的電樞繞組電流也跟隨增加，通過(guò)檢測(cè)繞組電流即可控制同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速(改變?nèi)嗄孀兊念l率)。

三相同步電動(dòng)機(jī)4帶動(dòng)左變速變矩裝置和右變速變矩裝置的外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生了勵(lì)磁電流，該勵(lì)磁電流又促使繞組電流的增加，再根據(jù)繞組電流的變化，繼續(xù)提高三相同步電動(dòng)機(jī)4的轉(zhuǎn)速，該轉(zhuǎn)速又促使左變速變矩裝置和右變速變矩裝置輸出更高的電壓，周而復(fù)始左變速變矩裝置和右變速變矩裝置的內(nèi)轉(zhuǎn)子在連續(xù)增大的轉(zhuǎn)矩控制下，轉(zhuǎn)速?gòu)牧憧焖偬嵘剿杷俣壬?，完成了啟?dòng)和加速過(guò)程。

(2)勻速過(guò)程

啟動(dòng)后當(dāng)車(chē)速達(dá)到給定速度時(shí)，保持供給三相同步電動(dòng)機(jī)的電壓(輸入功率)在一定范圍內(nèi)，集中式自適應(yīng)差速電機(jī)進(jìn)入勻速控制過(guò)程。

當(dāng)汽車(chē)上坡行走阻力加大時(shí)，內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降，從而又拉大了與外轉(zhuǎn)子的速差，其速差的加大又提高了對(duì)內(nèi)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩，也就提高了汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)能力。當(dāng)汽車(chē)下坡行駛時(shí)，由于內(nèi)外轉(zhuǎn)子速差的減小，外轉(zhuǎn)子控制內(nèi)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩也變小，三相同步電動(dòng)機(jī)4的勵(lì)磁電流降低使左變速變矩裝置和右變速變矩裝置的繞組電流也降低，從而降低了從電源吸取的功率。

三相同步電動(dòng)機(jī)4的勵(lì)磁電流與左變速變矩裝置和右變速變矩裝置的內(nèi)外轉(zhuǎn)子速差成比例，速差越大轉(zhuǎn)矩越大，反之速差越小產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩越小，當(dāng)速差為零時(shí)轉(zhuǎn)矩為零。

(3)制動(dòng)過(guò)程

當(dāng)外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速小于內(nèi)轉(zhuǎn)子時(shí)產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩(反速差)，這個(gè)速差越大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩也越大，甚至當(dāng)外轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)時(shí)可提供更大的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

(4)自適應(yīng)差速過(guò)程

差速控制是靠左變速變矩裝置和右變速變矩裝置自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。由于左變速變矩裝置和右變速變矩裝置的內(nèi)外轉(zhuǎn)子是靠磁場(chǎng)建立連接的，左右輪可工作在不同的轉(zhuǎn)速上，它受控于外轉(zhuǎn)子對(duì)其轉(zhuǎn)矩的影響又受控于外部對(duì)左右輪阻力的影響。

當(dāng)左右車(chē)輪阻力相同時(shí)，兩車(chē)輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩相同，外轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)相同，它將同時(shí)向三相同步電動(dòng)機(jī)4的勵(lì)磁繞組供電，并在變速變矩裝置內(nèi)轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生相同的轉(zhuǎn)矩；

當(dāng)轉(zhuǎn)彎時(shí)，內(nèi)輪速度不變或降低，外輪速度提高并大于內(nèi)倫轉(zhuǎn)速。自適應(yīng)原理：帶動(dòng)內(nèi)車(chē)輪變速變矩裝置的外轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電勢(shì)大于外車(chē)輪變速裝置外轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電勢(shì)。當(dāng)同時(shí)作用到三相同步電動(dòng)機(jī)4勵(lì)磁繞組上時(shí)，其運(yùn)動(dòng)特性關(guān)系和轉(zhuǎn)矩分配關(guān)系將符合對(duì)稱(chēng)式錐齒輪差速器特性。當(dāng)內(nèi)側(cè)輪轉(zhuǎn)矩加大時(shí)外側(cè)輪減少，內(nèi)外輪轉(zhuǎn)速正好相反。變速變矩裝置的外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)大于內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)是靠外轉(zhuǎn)子遠(yuǎn)大于內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速而形成的力矩克服了內(nèi)轉(zhuǎn)子阻力使其旋轉(zhuǎn)的，如果用外力推動(dòng)外側(cè)輪順向旋轉(zhuǎn)，就等于用外力克服了車(chē)輪阻力，使外力輪加速旋轉(zhuǎn)。這也就是轉(zhuǎn)彎時(shí)外輪會(huì)自動(dòng)跟隨轉(zhuǎn)彎半徑自動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)速的作用；

當(dāng)進(jìn)入泥濘路面時(shí)，它與行星齒輪差速器的效果相反，當(dāng)一邊車(chē)輪在泥中，另一車(chē)輪在堅(jiān)實(shí)路面上，本發(fā)明可直接驅(qū)動(dòng)阻力大的車(chē)輪，而行星齒輪差速器是做不到的，它只能使在泥濘中的車(chē)輪打滑而停止行走。

本發(fā)明可以直接產(chǎn)生雙輪驅(qū)動(dòng)力，提供了啟動(dòng)、勻速、減速、制動(dòng)和差速控制。速度控制器將根據(jù)左右車(chē)輪速度將直流逆變成三相交流電驅(qū)動(dòng)三相同步電機(jī)旋轉(zhuǎn)，控制三相同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，即可控制電動(dòng)汽車(chē)的速度和驅(qū)動(dòng)力，因此在針對(duì)通用型電動(dòng)汽車(chē)而言只采用開(kāi)環(huán)控制即可。

本發(fā)明重量輕、體積小，控制過(guò)程簡(jiǎn)單、可靠，啟動(dòng)時(shí)可產(chǎn)生低速大轉(zhuǎn)矩，高速時(shí)可輸出高速低轉(zhuǎn)矩，制動(dòng)時(shí)可提供較強(qiáng)的制動(dòng)力矩。

本發(fā)明核心技術(shù)就是自適應(yīng)差速控制，它在不采用機(jī)械式差速器和電子差速控制技術(shù)的前提下即可實(shí)現(xiàn)性能極高的差速控制，為電動(dòng)汽車(chē)差速控制提供了極為簡(jiǎn)單而又可靠的一種新方法。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，本發(fā)明的再一實(shí)施例，左變速變矩裝置的外轉(zhuǎn)子1與右變速變矩裝置的外轉(zhuǎn)子上都均布有三相繞組，左變速變矩裝置與右變速變矩裝置均為內(nèi)外轉(zhuǎn)子組成的三相永磁同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。