CN108539913A - 一种电动发电两用装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电动发电两用装置，包括半轴套管、转子轴和定子部件，所述转子轴与驱动部件连接，所述转子轴放置在半轴套管的中心，所述转子轴上固定有换向器，所述换向器上轴向固定若干换向片；任意两个所述换向片通过导线连接；所述半轴套管内对称布置能产生磁场的定子部件；所述导线穿过所述定子结构产生的磁场；所述半轴套管内设有一对电刷，一对所述电刷分别与通过导线连接的两个所述换向片接触。本发明可以不需要额外在转子轴上附加力使其旋转起来，真正做到了制动时的能量回收。同时由于能量传递路线短，增加了制动能量回收率。

Description

一种电动发电两用装置
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，特别涉及一种电动发电两用装置。
背景技术
以电能作为一部分能量来源的汽车而言，由于能量传递路线长制动能量回收率并不高。根据资料表明，目前仅有30％的制动能量能够被回收。
在专利号为CN201610393115的一体化(发电机)电动机装置专利公开了该专利文件所述的技术方案实现了发电机和电动机共用一个转子后，同时达到动力输出和发电的作用。然而，该一体化(发电机)电动机装置需要让电动机首先工作之后发电机才能工作，而电动机工作需要电能输入，因此虽然该装置不消耗电动机的机械能，但是它消耗了电能，所以总体的电能消耗量并没有实质性的改变。
发明内容
针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种电动发电两用装置，可以不需要额外在转子轴上附加力使其旋转起来，真正做到了制动时的能量回收。同时由于能量传递路线短，增加了制动能量回收率。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种电动发电两用装置，包括半轴套管、转子轴和定子部件，所述转子轴与驱动部件连接，所述转子轴放置在半轴套管的中心，所述转子轴上固定有换向器，所述换向器上轴向固定若干换向片；任意两个所述换向片通过导线连接；所述半轴套管内对称布置能产生磁场的定子部件；所述导线穿过所述定子结构产生的磁场；所述半轴套管内设有一对电刷，一对所述电刷分别与通过导线连接的两个所述换向片接触。
进一步，所述转子轴上轴向设有若干凹槽，若干所述凹槽与若干所述换向片一一对应；若干所述凹槽内放置所述导线。
进一步，若干所述换向片均布在所述换向器上。
进一步，通过导线连接的任意两个所述换向片间隔180°。
进一步，对称布置的所述定子部件为磁性相反的磁体定子，所述磁体定子固定在所述半轴套管内。
进一步，所述磁体定子为电磁体，所述磁体定子设有螺旋凹槽，所述螺旋凹槽内设有与所述磁体定子缠绕的导线。
进一步，还包括储能器，所述储能器与电刷连接，用于储存电能。
一种电动汽车，包括电动发电两用装置、第一位置传感器和第二位置传感器，所述电动发电两用装置的转子轴与车轮连接，所述第一位置传感器安装在加速踏板处，用于检测是否车辆处于加速状态；所述第二位置传感器安装在制动器踏板处，用于检测是否车辆处于减速状态；所述电刷与电动汽车的储能单元连接，所述电动汽车的ECU与第一位置传感器和第二位置传感器连接。
本发明的有益效果在于：
1.本发明所述的电动发电两用装置，在发电模式时转子轴的转动是汽车制动时的惯性转动，不需要额外在转子轴上附加力使其旋转，真正做到了制动时的能量回收。
2.本发明所述的电动发电两用装置，通过对磁体定子上缠绕的线圈加以直流电，使得其产生恒定磁极，使得能量回收和驱动力作用过程得以有保障。
3.本发明所述的电动发电两用装置，通过在转子轴上换向器和电刷的配合作用，缩短能量传递路线，增加了制动能量回收率。
附图说明
图1为本发明所述电动发电两用装置的结构示意图。
图2为本发明所述的磁体定子剖视图。
图3为本发明所述的转子轴的三维图。
图4为本发明所述的换向器三维图。
图5为本发明所述的转子轴和换向器安装后的主视图。
图6为本发明所述的控制流程图。
图中：
1-穿线孔；2-半轴套管；3-上磁体定子；4-电刷；5-换向器；6-转子轴；7-下磁体定子；8-换向片。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1、图3、图4和图5所示，本发明所述的电动发电两用装置，包括半轴套管2、转子轴6和定子部件，所述转子轴6与驱动部件连接，所述转子轴6放置在半轴套管2的中心，所述转子轴6上固定有换向器5，所述换向器5上轴向均布固定若干换向片8；任意两个所述换向片8通过导线连接；为了实现电流最大化，通过导线连接的任意两个所述换向片8可以间隔180°。所述转子轴6上轴向设有若干凹槽，若干所述凹槽与若干所述换向片8一一对应；若干所述凹槽内放置所述导线，为了防止导线过多，在转子轴6旋转时，互相缠绕。所述转子轴6上沿周向切削有环行凹槽，此环形凹槽能够使得轴上的电线集中起来，便于管理。所述半轴套管2内对称布置能产生磁场的定子部件；所述导线穿过所述定子结构产生的磁场；所述半轴套管2内设有一对电刷4，一对所述电刷4分别与通过导线连接的两个所述换向片8接触。所述储能器与电刷连接，用于储存电能。一般来说换向片8为偶数，这样旋转后可以与电刷4一一对应。
如图2所示，对称布置的所述定子部件为磁性相反的上磁体定子3和下磁体定子7，所述上磁体定子3和下磁体定子7固定在所述半轴套管2内，使所述导线穿过所述上磁体定子3和下磁体定子7产生的磁场。所述上磁体定子3和下磁体定子7可以为电磁体，所述上磁体定子3和下磁体定子7设有螺旋凹槽，所述螺旋凹槽内设有与所述上磁体定子3和下磁体定子7缠绕的导线，导线通直流电。
本发明所述的电动汽车，包括所述电动发电两用装置、第一位置传感器和第二位置传感器，所述电动发电两用装置的转子轴6与车轮轮毂连接，车轮轮毂与车轮通过制动盘连在一起的，所以相当于转子轴6与车轮连在一起。所述第一位置传感器安装在加速踏板处，用于检测是否车辆处于加速状态；所述第二位置传感器安装在制动器踏板处，用于检测是否车辆处于减速状态；所述电刷与电动汽车的储能单元连接，所述电动汽车的ECU与第一位置传感器和第二位置传感器连接。所述电动汽车的ECU通过第一位置传感器和第二位置传感器判断电动汽车是否处于加速或者减速状态，来调控所述电动发电两用装置处于发电或者通电状态。如图6所示，具体工作如下：
当驾驶员踩油门或者加速踏板时，所述第一位置传感器将加速踏板距离的变化量传输给所述电动汽车的ECU，ECU计算出单位时间的位移变化量来判断是否车辆处于加速状态；当确定电动汽车处于加速状态时，ECU发出电动模式的指令，储能器为电刷4供电，同时启动上磁体定子3和下磁体定子7产生磁场；电刷4通过与换向片8接触为其供电，换向片8连接的导线产生电磁转矩，带动转子轴6旋转，加速汽车行驶。
当驾驶员踩刹车或者制动踏板时，所述第二位置传感器将制动踏板距离的变化量传输给所述电动汽车的ECU，ECU计算出单位时间的位移变化量来判断是否车辆处于减速或者制动状态；当确定电动汽车处于减速或者制动状态时，当ECU通过检测电路测得储能器能量大于总能量的95％时，ECU不启动电动发电两用装置，即保持现状；当确定电动汽车处于减速或者制动状态时，当ECU通过检测电路测得储能器能量小于总能量的95％时，ECU发出发电模式的指令，启动上磁体定子3和下磁体定子7产生磁场，电刷4通过与换向片8接触回收转子轴6在磁场中转动后产生的电流，为储能器供能。上磁体定子3和下磁体定子仅仅在电动车加速或者制动时候通电，其余时候保持断电状态。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电动发电两用装置，其特征在于，包括半轴套管(2)、转子轴(6)和定子部件，所述转子轴(6)与驱动部件连接，所述转子轴(6)放置在半轴套管(2)的中心，所述转子轴(6)上固定有换向器(5)，所述换向器(5)上轴向固定若干换向片(8)；任意两个所述换向片(8)通过导线连接；所述半轴套管(2)内对称布置能产生磁场的定子部件；所述导线穿过所述定子结构产生的磁场；所述半轴套管(2)内设有一对电刷(4)，一对所述电刷(4)分别与通过导线连接的两个所述换向片(8)接触。
2.根据权利要求1所述的电动发电两用装置，其特征在于，所述转子轴(6)上轴向设有若干凹槽，若干所述凹槽与若干所述换向片(8)一一对应；若干所述凹槽内放置所述导线。
3.根据权利要求1所述的电动发电两用装置，其特征在于，若干所述换向片(8)均布在所述换向器(5)上。
4.根据权利要求3所述的电动发电两用装置，其特征在于，通过导线连接的任意两个所述换向片(8)间隔180°。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的电动发电两用装置，其特征在于，对称布置的所述定子部件为磁性相反的磁体定子(3，7)，所述磁体定子(3，7)固定在所述半轴套管(2)内。
6.根据权利要求5所述的电动发电两用装置，其特征在于，所述磁体定子(3，7)为电磁体，所述磁体定子(3，7)设有螺旋凹槽，所述螺旋凹槽内设有与所述磁体定子(3，7)缠绕的导线。
7.根据权利要求5所述的电动发电两用装置，其特征在于，还包括储能器，所述储能器与电刷连接，用于储存电能。
8.一种电动汽车，其特征在于，包括权利要求1所述的电动发电两用装置、第一位置传感器和第二位置传感器，所述电动发电两用装置的转子轴(6)与车轮连接，所述第一位置传感器安装在加速踏板处，用于检测是否车辆处于加速状态；所述第二位置传感器安装在制动器踏板处，用于检测是否车辆处于减速状态；所述电刷与电动汽车的储能单元连接，所述电动汽车的ECU与第一位置传感器和第二位置传感器连接。
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