CN1935551A - 一种混合动力汽车动力装置 - Google Patents

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方运舟
刘攀
彭庆丰
林伟义
龚玉豹
刘艳
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Abstract

本发明公开了一种混合动力汽车动力装置，包括发动机、电机、飞轮、离合器、变速器依次连接，其特征在于：所述电机上设有动力传输的转子支撑；变速器输入轴通过离合器与飞轮活动连接。所述的变速器输入轴通过轴承与飞轮连接。采用上述结构：电机的转子永磁材料固定到转子支撑上，通过螺栓将发动机曲轴，转子支撑和飞轮固定在一起，实现动力的传输，提高了功率密度和可靠性。变速箱输入轴的加长和轴承的增加，在飞轮上增加支撑点，减小了相邻支撑点之间的距离和电机转子的偏心距，提高了同轴度，减小了转子的震动，并降低对连接螺栓的性能要求。电机采取定子水冷和转子风冷的方式，从而达到高效的冷却效果。

Description

一种混合动力汽车动力装置
技术领域
本发明涉及汽车动力系统，具体的说是涉及一种混合动力汽车动力装置。
背景技术
混合动力汽车兼有电动车的低排放和内燃机的高比能量双重优点，所以越来越受到关注成为竞相研发的车型。90年代后，日本，美国，欧洲各大汽车公司纷纷开始研制混合动力车型。日本丰田1997年12月将混合动力prius轿车投放到了本国市场。本田公司推出了insight混合动力轿车，日产推出了tino混合动力车。混合动力汽车是在能源方面有着极大优势的车型，具有节能环保的优点，其中关键技术是在电机系统，其结构方案直接关系到动力装置的布置和系统性能。
目前，混合动力装置大部分采用了单轴并联中低度混合式结构方案，用力矩叠加的方式进行动力混合。电机通常采用外转子电机，外转子取代飞轮，发动机曲轴与外转子相连接。若采用内转子电机，连接方式为：发动机→电机→飞轮、离合器→变速器。由于增加了电机，发动机曲轴和变速箱之间的距离就加长了，增加了动扰度，当转子处于高转速下，转子的偏心距会超出设计要求，同时对发动机曲轴和变速箱输入轴的性能要求就提高了。如何减少电机转子的偏心距，提高同轴度，是现有技术需要解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种连接结构牢固、同轴度高的混合动力汽车动力装置。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种混合动力汽车动力装置，包括发动机、电机、飞轮、离合器、变速器依次连接，其特征在于：所述电机上设有动力传输的转子支撑；变速器输入轴通过离合器与飞轮活动连接。所述的变速器输入轴通过轴承与飞轮连接。
一种混合动力汽车动力装置，所述的转子支撑为圆环柱体，其径向外侧的圆周面上设有转子线圈，沿径向外侧的两端分别向圆心伸出内径不同两个圆环端面，端面上分别对称的设有连接穿孔。
一种混合动力汽车动力装置，所述转子线圈为永磁体。
一种混合动力汽车动力装置，所述的转子支撑轴向的一端与发动机曲轴相连接，另一端与飞轮相连接。
一种混合动力汽车动力装置，所述的转子支撑径向内、外侧之间设有风道。所述的风道为轴向贯穿的弧形风道，呈90度分布。
一种混合动力汽车动力装置，所述电机的定子线圈内设有冷却水道。
一种混合动力汽车动力装置，由于采用上述结构：电机的转子永磁材料固定到转子支撑上，通过螺栓将发动机曲轴，转子支撑和飞轮固定在一起，实现动力的传输，提高了功率密度和可靠性。变速箱输入轴的加长和轴承的增加，在飞轮上增加支撑点，减小了相邻支撑点之间的距离和电机转子的偏心距，提高了同轴度，减小了转子的震动，并降低对连接螺栓的性能要求。电机采取定子水冷和转子风冷的方式，从而达到高效的冷却效果。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；
图1为本发明一种混合动力汽车动力装置结构示意图；
图2为图1所示的电机结构示意图；
图3为图1所示的转子支撑结构示意图；
图4为图2所示的转子支撑A-A剖面结构示意图；
在图1～图4中，1、发动机；2、电机；3、离合器；4、变速器；5、逆变器；6、电池；7、车轮；8、变速器输入轴；9、轴承；10、飞轮；11、定子线圈；12、转子线圈；13、转子支撑；14、发动机曲轴；15、连接穿孔；16、风道；17、冷却水道。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种混合动力汽车动力装置，包括发动机1、电机2、飞轮10、离合器3、变速器4、车轮7依次连接，电池6通过逆变器5与电机2相连接，所述电机2上设有动力传输的转子支撑13，转子支撑13为圆环柱体，其径向外侧的圆周面上设有转子线圈12，沿径向外侧的两端分别向圆心伸出内径不同两个圆环端面，端面上分别对称的设有连接穿孔15。转子支撑13轴向的一端分别通过连接穿孔15用螺栓与发动机曲轴14相连接，另一端与飞轮10相连接，实现动力的传输。此种结构形式比较可靠，性能表现优良，具有功率密度高，结构简单，性能稳定可靠等特点，适合大功率电机的要求。变速器输入轴8与离合器3为固定连接，其前端通过轴承9与飞轮10相连接。飞轮10作为变速器4的支撑点，使相邻支撑点之间的距离减小了，减小了电机转子的偏心距，提高了同轴度。在上述结构中，采用力矩叠加方式进行动力混合，发动机1通过主传动轴与变速器4相联，电机2的转矩与发动机动1的转矩在变速器4前进行复合，传到变速器输入轴8上的功率是两者之和。发动机1、电机2和变速器输入轴8之间的力矩成一定的比例关系，随着阻力矩的变化，系统输出转矩也随之变化，可以通过调节电机2的输出转矩，使发动机1保持在比较平稳的工况下运行。
参见图3、图4，转子支撑13径向内、外侧之间设有轴向贯穿的弧形风道16，弧形风道16呈90度分布。转子线圈12通过转子支撑13开通风内风道，不仅增大了散热的面积，同时当转子旋转起来后，通过风道的气体流速也会增加，达到了最佳的冷却效果。由于在混合动力装置中，电机2的功率变化频繁，发热功率也大，定子线圈的发热量更大，所以采取定子水冷方式。定子线圈11内设有封闭的冷却水道17。定子内部布置水道，配备的冷却系统会根据散热量的需求来控制冷却液体的流量或流速，从而达到高效的冷却效果。冷却系统可以与发动机冷却系统集成，也可单独建立。采用水冷方式可以大大提高材料利用率，增大功率密度，减小体积重量。特别适合用于环境温度高，安装空间狭小，重量敏感度高的场合。

Claims (8)

1、一种混合动力汽车动力装置，包括发动机(1)、电机(2)、飞轮(10)、离合器(3)、变速器(4)依次连接，其特征在于：所述电机(2)上设有动力传输的转子支撑(13)；变速器输入轴(8)通过离合器(3)与飞轮(10)活动连接。
2、根据权利要求1所述的一种混合动力汽车动力装置，其特征在于：所述的变速器输入轴(8)通过轴承(9)与飞轮(10)连接。
3、根据权利要求1所述的一种混合动力汽车动力装置，其特征在于：所述的转子支撑(13)为圆环柱体，其径向外侧的圆周面上设有转子线圈(12)，沿径向外侧的两端分别向圆心伸出内径不同两个圆环端面，端面上分别对称的设有连接穿孔(15)。
4、根据权利要求3所述的一种混合动力汽车动力装置，其特征在于：所述转子线圈(12)为永磁体。
5、根据权利要求1或3所述的一种混合动力汽车动力装置，其特征在于：所述的转子支撑(13)轴向的一端与发动机曲轴(14)相连接，另一端与飞轮(10)相连接。
6、根据权利要求5所述的一种混合动力汽车动力装置，其特征在于：所述的转子支撑(8)径向内、外侧之间设有风道(16)。
7、根据权利要求6所述的一种混合动力汽车动力装置，其特征在于：所述的风道(16)为轴向贯穿的弧形风道，呈90度分布。
8、根据权利要求1所述的一种混合动力汽车动力装置，其特征在于：所述电机的定子线圈(11)内设有冷却水道(17)。
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