CN101588108A - 多元汽车电动发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多元汽车电动发动机，其结构是动力输出轴从机壳中穿出，在所述机壳内部设有若干水平排布、相向设置的电动机，各电动机的转轴与所述动力输出轴相对，在各电动机的转轴与所述动力输出轴之间接有传动机构。本发明具有独特的动力输出方式、多电动机的一体化结构和故障自动退出模式，适宜作为电动汽车的一种全新的动力输出装置。

Description

多元汽车电动发动机
技术领域
本发明涉及一种汽车驱动装置，具体地说是一种多元汽车电动发动机。
背景技术
在一般的汽车上，其动力输出是靠活塞做功带动曲轴旋转，再由曲轴输出动力。其基本工作方式是单缸做功模式，发动机的输出功率与燃油量成正比。这种发动机的最大输出功率及最大扭矩力是比较有限的。
目前各种车辆上的供电方式，多是由电瓶启动汽车发动机，由汽车发动机带动发电动机发电，所发电力经汽车电压调节器调压后，给车载电瓶充电。车辆的这种传统供电模式常会受到汽车发动机输出功率及转速的影响，又是会使发电动机的输出电压变的非常不稳定，从而导致很多设备的运行不稳或损坏。
现有车辆上配置的电动机多为单机结构，即在定子和转子铁芯的外部加有用于固定和散热的外壳。这种电动机当体积有限制性要求时，其输出功率往往难以达到要求，而且在大功率输出时，其温升则非常明显。一旦发生故障，即无法正常工作。
汽车上的电动机输出控制驱动模块一般是装在发动机机体的外部，这是因为发动机机体内部的工作温度较高，一般的电子元器件难以承受这种较高的工作温度。为避免电子元器件的损坏，所以只好装在汽车上发动机机体外部的其他空间。
发明内容
本发明的目的就是提供一种多元汽车电动发动机，以解决电动汽车动力输出较低和故障率较高的问题。
本发明是这样实现的：一种多元汽车电动发动机，动力输出轴从机壳中穿出，在所述机壳内部设有若干水平排布、相向设置的电动机，各电动机的转轴与所述动力输出轴相对，在各电动机的转轴与所述动力输出轴之间接有传动机构。
本发明所述电动机为上下双层排布形式，所述动力输出轴位于两层电动机之间。
本发明所述电动机设置在滑道上，在电动机后部与所述机壳之间装有电磁离合器。
本发明在所述机壳的壳壁中设有水循环系统，在所述机壳上接有风冷系统。
本发明所述各电动机分接独立的电子功率驱动电路模块。
本发明所述传动机构为圆柱斜齿传动机构或杆涡轮齿轮传动机构。
采用这种结构，排列在动力输出轴两边所有的电动机可通过传动机构将扭矩力传导给位于电动发动机机体中心的动力输出轴上。本发明的优点在于：
一是具有独特的动力输出方式：本发明中各电动机是一起工作的，一旦设定启动速度后，即可由控制电路中的单片机自动计算达到速度所需的电压、电流和扭矩等，并依此设计力矩分配，所以本发明这种电动发动机的瞬时动力性能好。而且多个电动机可按输出功率的大小设置，这样就可自动平均总的力矩输出，从而做到最小功率和最大扭矩输出。
二是多电动机的一体化结构：这种结构具有良好的机体热循环系统，即通过铸铝机壳上面的水循环系统将机体热量带走，并由智能温度传感器测取机体温度后传给水循环系统的控制电路，以控制风冷系统和水循环系统的工作起停，由此可对机体的温升起到良好的调节作用。
三是电器部件可以采用内置式结构：本发明可在每个电动机的机壳内设置内置式器件安装室，用以安装各自控制电路的电子元器件，而外控制电路可通过通讯电缆和低压动力线与各电动机内的控制电路电连接。
四是故障自动退出模式：本发明在各电动机工作之时，电磁离合器要将所有电动机沿滑道推入工作区，使各电动机的转轴通过传动机构与动力输出轴相结合；当某一电动机发生故障时，其后部装载的电磁离合器会自动将该电动机撤出工作区，其它电动机继续运行，这样就可避免因机械或电器故障而影响动力输出轴的动力输出，避免引起车辆无法运行的现象发生。
本发明适宜作为电动汽车的一种全新的动力输出装置。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明所用控制电路的电原理图。
具体实施方式
本发明多元汽车电动发动机的机壳2可采用装有一体化带水循环散热的铸铝壳，动力输出轴1从机壳2的中心穿出。在机壳2内按输出功率的大小，将多个电动机3分上下两排分别设置，每个电动机3坐落在滑道上，动力输出轴1位于两层电动机之间的中心位置。每层上的电动机数为2台或4台，分两列相向设置，各电动机的转轴与动力输出轴1相对，在各电动机的转轴与动力输出轴1之间接有传动机构。本发明多元汽车电动发动机的动力输出方式为偏轴或中轴模式。
在各电动机3的后部与机壳2之间分别装有一套电磁离合器4。当电动机或驱动电路出现故障时，电磁离合器4动作，自动将电动机退出动力传导部分。在机壳2的壳壁中设有上下散热水循环系统，风扇水箱通过导管连接在机壳2上。
本发明多元汽车电动发动机中的传动机构可以采用圆柱斜齿传动机构或杆涡轮齿轮传动机构，也可采用斜向传导轮的传动机构。在各电动机3的转轴上携带斜向传导轮，将扭矩力传导给位于机体中心的动力输出轴1上。
本发明多元汽车电动发动机的外形可制成与现有汽车发动机外形相同的形状，这样就可取代现有汽车发动机，而方便地配装在汽车底盘上。
本发明多元汽车电动发动机是一种利用功率分配机制的专用控制多电动机结构。在各电动机3上分接有独立的电子功率驱动电路模块，作为各自的控制电路。
图2给出了一种本发明多元汽车电动发动机的控制电路的电原理图，其工作原理是：U2为数据主处理芯片，U1为RS485总线通讯电路。当汽车主控电脑通过U1向U2下达电动机运转命令后，U2的P2口通过U3至U8芯片输出调制的PWM信号。该PWM信号传递给由Q1至Q6组成的三相桥电动机驱动电路，使电动机M1开始运转。在电动机M1运转的同时，由U9、U10等组成的霍尔式位置传感器将电动机的运转状态传给U2，U2根据电动机的运行角度，调整PWM信号的脉冲宽度，从而控制电动机的输出扭矩力及输出功率。在电动机运行过程中，当由U11及外围元件组成的故障检测电路检测到电动机工作状态异常时，会立即通知U2，U2马上关闭PWM驱动信号输出，直至故障排除后，才会输出正常的驱动信号。

Claims (6)

1、一种多元汽车电动发动机，动力输出轴(1)从机壳(2)中穿出，其特征在于在所述机壳(2)内部设有若干水平排布、相向设置的电动机(3)，各电动机的转轴与所述动力输出轴(1)相对，在各电动机的转轴与所述动力输出轴(1)之间接有传动机构。
2、根据权利要求1所述的多元汽车电动发动机，其特征在于所述电动机(3)为上下双层排布形式，所述动力输出轴(1)位于两层电动机之间。
3、根据权利要求1或2所述的多元汽车电动发动机，其特征在于所述电动机(3)设置在滑道上，在电动机(3)后部与所述机壳(2)之间装有电磁离合器(4)。
4、根据权利要求1或2所述的多元汽车电动发动机，其特征在于在所述机壳(2)的壳壁中设有水循环系统，在所述机壳(2)上接有风冷系统。
5、根据权利要求1或2所述的多元汽车电动发动机，其特征在于所述各电动机(3)分接独立的电子功率驱动电路模块。
6、根据权利要求1或2所述的多元汽车电动发动机，其特征在于所述传动机构为圆柱斜齿传动机构、杆涡轮齿轮传动机构或斜向传导轮传动机构。
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