CN106655638A - 基于lin总线的低噪高效汽车交流发电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车交流发电机技术领域，尤其涉及一种基于LIN总线的低噪高效汽车交流发电机。包括外壳，固定设置在所述外壳中的定子、同轴设置于所述定子中的转子、与所述定子的定子线圈输出端电连接的桥式整流电路，其特征在于：还包括LIN总线调节器，所述LIN总线调节器的总线接口用于连接整车ECU，所述LIN总线调节器是通过整车ECU，根据不同工况发出相应指令控制发电机工作状态。ECU根据总线调节器发送的反馈信息，控制调节器调节电压、负载响应时间、励磁电流等；优化汽车交流发电机的性能。

Description

基于LIN总线的低噪高效汽车交流发电机

技术领域

本发明涉及汽车交流发电机技术领域，尤其涉及一种基于LIN总线的低噪高效汽车交流发电机。

背景技术

随着现代汽车的发展，汽车用电设备的数量不断增加，对汽车发电机的输出功率要求越来越高；环保与节能的规定越来越严，对今后车辆的要求是进一步降低油耗。而另一方面，顾客对舒适性的要求更加高涨，与此相应的是汽车的耗电量趋向于增加，这一部分电能相应使油耗增加，为向用户提供更好的汽车，就必须解决这两个互相矛盾的要求。由此对交流发电机的要求是：提高发电机将发动机转矩转换成电能的转换效率；为减轻整车的质量而追求减小体积与减轻质量。此外，为了节油，发动机降低了怠速。与此相应，要求发电机能够在更低的转速下供电。

发明内容

本发明为解决上述技术问题提供一种基于LIN总线的低噪高效汽车交流发电机。本发明的技术方案如下：

一种基于LIN总线的低噪高效汽车交流发电机，包括外壳，固定设置在所述外壳中的定子、同轴设置于所述定子中的转子、与所述定子的定子线圈输出端电连接的桥式整流电路，其特征在于：还包括LIN总线调节器，所述LIN总线调节器的总线接口用于连接整车ECU，所述LIN总线调节器是通过整车ECU，根据不同工况发出相应指令控制发电机工作状态。所述总线调节器通过LIN总线通讯协议，可以简单可靠地实现同车上ECU（电子控制单元）双向通信。LIN总线调节器向ECU发送如发电机负载状况，芯片温度，电气、机械、温度标志位，发电机电压值和转速等参数，ECU根据总线调节器发送的反馈信息结合当前工况和车身网络其他单元（如发动机）的状态，控制调节器调节发电机的电压、负载响应时间、励磁电流等，优化汽车交流发电机的性能。

作为优选，所述定子线圈包括第一定子绕组和第二定子绕组，所述第一定子绕组和所述第二定子绕组并联并且以30°的相位差嵌设于所述定子铁芯中。第一定子绕组和第二定子绕组以30°的相位差嵌线，使得两者产生的反作用磁动势至少部分相互抵消，以在噪声发生的源头进行降噪。

作为优选，所述第一定子绕组和所述第二定子绕组均包括多个线圈子模块，所述线圈子模块包括由铜线弯曲形成弯曲限位部以及形成于所述弯曲限位部的两端部之间的安装口；所述安装口设有连接部，多个所述线圈子模块通过所述连接部电连接。所述线圈子模块可沿轴向插入定子铁芯的嵌线槽中，在通过所述连接部相互连接，形成整个第一定子绕组或第二定子绕组。使得线圈的安装更加节省空间，实现线圈的无重叠嵌线，改善励磁线圈的发热，提高散热性能。

作为优选，所述连接部的一端与所述弯曲限位部连接并朝着所述安装口的外侧延伸形成用于连接其他线圈子模块的另一端。

作为优选，所述连接部还包括设于其两个端部之间的弯曲部。相邻所述线圈子模块的连接部相互挂接即可连接。

作为优选，所述铜线的横截面为方形。提高所述定子线圈的满槽率，降低所述定子线圈的内阻。

作为优选，所述转子包括相对设置的两个爪极、同轴设于两个所述爪极之间的线圈架以及嵌设在所述线圈架上的励磁线圈；所述爪极包括垂直于所述转子的转轴设置的爪极座以及设置在所述爪极座的内侧面上的爪极指；所述爪极座上与两个爪极相邻的爪极指的根部之间对应的位置处设有第一导漆槽，所述第一导漆槽在所述爪极座的外壁沿所述转子的轴向设置。所述转子在滚浸过程中，绝缘漆通过所述第一导漆槽渗透至所述线圈架外壁，固定所述励磁线圈的漆包线内层，防止转子高速旋转产生漆包线断裂现象。

作为优选，所述线圈架包括与所述转子同轴设置的主体、在所述主体的两端垂直于所述转子的转轴设置的两个端面、设于所述端面外缘的齿板，两个所述端面的齿板在所述主体的圆周方向间隔设置。

作为优选，所述端面外表面的位于两个所述齿板之间的位置处设有爪极固定部，所述爪极固定部包括垂直于所述端面设置的限位板，所述限位板包括靠近所述主体设置的径向限位部和分设于所述径向限位部两侧的轴向限位部。

作为优选，所述主体的表面设有第二导漆槽，所述第二导漆槽包括在所述端面设于限位板的径向限位部外的端面导漆槽、在所述主体的表面沿转子的轴向设置的主体导漆槽，所述端面导漆槽的一端与所述主体导漆槽的一端连通。所述转子在滚浸过程中，绝缘漆进一步通过所述第二导漆槽渗透至所述线圈架内，加强对所述励磁线圈的固定效果。

附图说明

图1为本发明实施例的系统示意图。

图2为本发明实施例的发电机结构示意图。

图3为本发明实施例的第一定子绕组和第二定子绕组连接示意图。

图4为本发明的线圈子模块的结构示意图。

图5为本发明的线圈子模块的安装示意图。

图6为本发明实施例的线圈子模块连接示意图。

图7为本发明实施例的线圈架结构示意图。

图8为本发明实施例的转子爪极结构示意图。

图9为本发明实施例的转子与线圈架配合的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。

实施例一

如图2，基于LIN总线的低噪高效汽车交流发电机。包括外壳1，固定设置在外壳1中的定子2、同轴设置于定子2中的转子3以及LIN总线调节器。如图1，定子3的定子线圈31输出端电连接的桥式整流电路， LIN总线调节器的总线接口连接至汽车的ECU，汽车的LIN总线作为CAN总线的补充，主要用于车身控制。车身网络主要连接对象有座椅、车门、空调和仪表显示等系统。LIN总线调节器是通过整车ECU，根据不同工况（例如冷启动工况、高原缺氧工况、节能降耗工况）发出相应指令控制发电机工作状态。LIN总线调节器通过LIN总线通讯协议，可以简单可靠地实现同车上ECU双向通信。LIN总线调节器向ECU提供发电机负载状况，芯片温度，电气、机械、温度标志位，发电机电压值和转速等参数，ECU根据LIN总线调节器发送的反馈信息结合当前工况和车身网络中的其他单元的状态，控制LIN总线调节器调节电压、负载响应时间、励磁电流等，优化汽车交流发电机的性能：

冷启动工况时，ECU调节发电机输出电压为10.6V，暂时让发电机不发电，减少发电机对发动机启动的影响。发动机启动成功后，冷启动工况结束ECU依照新的工况条件对发电机进行调节。

高原缺氧工况时，ECU根据发动机的工作状态对发电机进行调节。当发动机处于低速或怠速运转时，ECU调节发电机输出电压为10.6V，暂时让发电机不发电，断开发电机负载的影响，减少发动机的抖动现象；当发动机运转平顺（非低速或怠速运转）时，霍如发电机的发电状态（调节发电机输出电压为14V-16V）。

节能降耗工况时，ECU根据电瓶传感器反馈的电瓶电压、LIN总线调节器反馈的发电机负载和温度参数，对发电机进行调节。当发动机启动时，ECU调节发电机输出电压为10.6V，使得发动机容易启动；当发动机启动后，发电机负载小于一定值或电瓶电压大于一定值时，太哦饥饿发电机仍然处于不发电（发电机输出电压为10.6V）或小部分发电（发电机输出电压10.6V~14V）；当发电机负载大于一定值或电瓶电压小于一定值时，调节发电机输出电压为14V~15V；当发电机满负载或电瓶严重亏电时，调节发电机输出电压达到15V~16V，让电瓶快速充电。达到节能省电的效果，增加电瓶的寿命。

定子线圈31包括第一定子绕组311和第二定子绕组312，第一定子绕组311和第二定子绕组312并联并且以30°的相位差嵌设于定子铁芯313中，如图3所示。发电机磁噪声形成的主要原因是：定子所产生的反作用磁动势中含有的高次谐波。将第一定子绕组和第二定子绕组以30°相位差嵌线，可以抵消其产生的高频反作用磁动势相互抵消降噪。传统的嵌线方式是从定子铁芯的内圆一侧插入绕组的，只有小于槽口宽度的较细导线才能嵌入。如图4，第一定子绕组和第二定子绕组均包括多个U型的线圈子模块。线圈子模块包括由铜线弯曲形成弯曲限位部3111以及形成于弯曲限位部的两端部之间的安装口3112；安装口3112设有连接部，多个线圈子模块通过连接部3113电连接。连接部的一端与弯曲限位部连接并朝着安装口的外侧延伸形成用于连接其他线圈子模块的另一端，连接部3113还包括设于其两个端部之间的呈钩状的弯曲部31131。相邻线圈子模块的连接部相互挂接即可连接。线圈子模块可沿轴向插入定子铁芯的嵌线槽中，再通过连接部相互连接，形成整个第一定子绕组或第二定子绕组。得线圈的安装更加节省空间，实现线圈的无重叠嵌线，改善励磁线圈的发热，提高散热性能。为提高定子线圈的满槽率，降低定子线圈的内阻，采用横截面为方形的扁铜线。为了确保连接部位的绝缘性能，将定子线圈浸绝缘漆。

如图8，转子2包括相对设置的两个爪极21、同轴设于两个爪极之间的线圈架22以及嵌设在线圈架上的励磁线圈（图中未示出）。励磁线圈的导线的横截面为方形。爪极21包括垂直于转子的轴向设置的爪极座211以及设置在爪极座211的内侧面上的爪极指212。线圈架22和爪极21设有的导漆组件。导漆组件包括设于爪极21的第一导漆槽231和设于线圈架22的第二导漆孔。第一导漆槽和第二导漆孔均具有多个，并且沿着所述转子的圆周方向均匀分布并一一对应。

第一导漆槽231设于爪极座的相邻的两个爪极的爪极指的根部之间的对应位置处，第一导漆槽231的横截面大致为弧形，并在爪极座的外壁沿转子的轴向设置。转子转动的过程中引起的气流可以经第一导漆槽流过，带走一部分励磁线圈产生的热量。

如图7，线圈架22包括与转子同轴设置的主体221、在主体221的两端垂直于转子的转轴设置的两个端面222、设于端面222外缘的齿板223。主体221为与转子同轴的圆筒状结构。两个端面的齿板223在主体221的圆周方向间隔设置，相邻的两个齿板223在主体的圆周方向之间具有间隔。第二导漆孔包括设于端面222的端面导漆孔2221和设于主体221表面的主体导漆孔2211。主体导漆孔2211在主体221的表面沿转子的轴向设置。端面222的外表面上，与相邻的两个齿板223之间的间隔对应的位置处设有爪极固定部。爪极固定部包括垂直于端面设置的限位板2222和限位孔2223。限位板大致呈V型，包括靠近主体设置的径向限位部和分设于径向限位部两侧的轴向限位部22222。限位孔2223设于限位板两侧的轴向限位部22222之前，与爪极的爪极指末端配合使得爪极和线圈架组装方便，结构稳定。并且使得第一导漆槽和第二导漆孔在所述转子的径向方向上对齐，转子在滚浸过程中，绝缘漆通过第一导漆槽渗透至线圈架外壁，并流经第二导漆孔，固定励磁线圈的漆包线内层，防止转子高速旋转产生漆包线断裂现象。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。

Claims (10)

1.一种基于LIN总线的低噪高效汽车交流发电机，包括外壳，固定设置在所述外壳中的定子、同轴设置于所述定子中的转子、与所述定子的定子线圈输出端电连接的桥式整流电路，其特征在于：还包括LIN总线调节器，所述LIN总线调节器的总线接口用于连接整车ECU，所述LIN总线调节器通过整车ECU，根据不同工况发出相应指令控制发电机工作状态。

2.根据权利要求1所述的基于LIN总线的低噪高效汽车交流发电机，其特征在于：所述定子线圈包括第一定子绕组和第二定子绕组，所述第一定子绕组和所述第二定子绕组并联并且以30°的相位差嵌设于所述定子铁芯中。

3.根据权利要求2所述的基于LIN总线的低噪高效汽车交流发电机，其特征在于：所述第一定子绕组和所述第二定子绕组均包括多个线圈子模块，所述线圈子模块包括由铜线弯曲形成弯曲限位部以及形成于所述弯曲限位部的两端部之间的安装口；所述安装口设有连接部，多个所述线圈子模块通过所述连接部电连接。

4.根据权利要求3所述的基于LIN总线的低噪高效汽车交流发电机，其特征在于：所述连接部的一端与所述弯曲限位部连接并朝着所述安装口的外侧延伸形成用于连接其他线圈子模块的另一端。

5.根据权利要求4所述的基于LIN总线的低噪高效汽车交流发电机，其特征在于：所述连接部还包括设于其两个端部之间的弯曲部。

6.根据权利要求3所述的基于LIN总线的低噪高效汽车交流发电机，其特征在于：所述铜线的横截面为方形。

7.根据权利要求3所述的基于LIN总线的低噪高效汽车交流发电机，其特征在于：所述转子包括相对设置的两个爪极、同轴设于两个所述爪极之间的线圈架以及嵌设在所述线圈架上的励磁线圈；所述爪极包括垂直于所述转子的转轴设置的爪极座以及设置在所述爪极座的内侧面上的爪极指；所述爪极座上与两个爪极相邻的爪极指的根部之间对应的位置处设有第一导漆槽，所述第一导漆槽在所述爪极座的外壁沿所述转子的轴向设置。

8.根据权利要求7所述的基于LIN总线的低噪高效汽车交流发电机，其特征在于：所述线圈架包括与所述转子同轴设置的主体、在所述主体的两端垂直于所述转子的转轴设置的两个端面、设于所述端面外缘的齿板，两个所述端面的齿板在所述主体的圆周方向间隔设置。

9.根据权利要求8所述的基于LIN总线的低噪高效汽车交流发电机，其特征在于：所述端面外表面的位于两个所述齿板之间的位置处设有爪极固定部，所述爪极固定部包括垂直于所述端面设置的限位板，所述限位板包括靠近所述主体设置的径向限位部和分设于所述径向限位部两侧的轴向限位部。

10.根据权利要求9所述的基于LIN总线的低噪高效汽车交流发电机，其特征在于：所述主体的表面设有第二导漆槽，所述第二导漆槽包括在所述端面设于限位板的径向限位部外的端面导漆槽、在所述主体的表面沿转子的轴向设置的主体导漆槽，所述端面导漆槽的一端与所述主体导漆槽的一端连通。