CN202727997U - 直线isg电机和直线发动机结合的增程器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种直线ISG电机和直线发动机结合的增程器，活塞组件经连杆组件左右对置连接，气缸体、扫气箱与气缸盖通过缸盖螺栓连接，气缸盖上布置火花塞，扫气箱与气缸体相连，节气门体与扫气箱螺栓连接，节气门体上布置喷油器、空气流量传感器和节气门位置传感器，连杆组上固结直线ISG电机动子铁芯和永磁体，两气缸之间、直线ISG电机动子之外布置直线ISG电机定子铁芯和直线ISG电机线圈，直线位移传感器和霍尔传感器布置于连杆组上。本实用新型的优点是质量轻、能量利用率高、输出功率大、无其它附加装置，可以有效克服纯电动汽车续驶里程较短、电池质量较大的问题。

Description

直线ISG电机和直线发动机结合的增程器

技术领域

本实用新型涉及电动汽车增程器，特别涉及直线ISG电机和直线发动机结合的增程器。

背景技术

电动汽车由于其使用过程中节能、环保的特性，被认为是未来汽车发展的方向，但受制于电池容量及技术，目前的电动汽车普遍存在单次充电续驶里程较短、购车成本较高的问题，这些问题正成为制约电动汽车发展的瓶颈。增程式电动车既具有纯电动车高效率、低排放的特点，又可延长纯电动汽车的续驶里程，是当前解决节能与环保问题切实可行的方案。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供了一种可以直接将活塞直线往复运动的机械能转换为电能，省去传统旋转发动机和发电机之间的连接轴的直线ISG电机和直线发动机结合的增程器。

为解决以上的技术问题，本实用新型提供了一种直线ISG电机和直线发动机结合的增程器，活塞组件经连杆组件左右对置连接，气缸体、扫气箱与气缸盖通过缸盖螺栓连接，气缸盖上布置火花塞，扫气箱与气缸体相连，节气门体与扫气箱螺栓连接，节气门体上布置喷油器、空气流量传感器和节气门位置传感器，连杆组上固结直线ISG电机动子铁芯和永磁体，两气缸之间、直线ISG电机动子之外布置直线ISG电机定子铁芯和直线ISG电机线圈，直线位移传感器和霍尔传感器布置于连杆组上。

所述空气流量传感器、节气门位置传感器、霍尔传感器与电控单元电气连接。

所述直线ISG电机线圈与电流传感器、电压传感器和功率变换器电气连接，蓄电池、电动车主驱动电机与功率变换器电气连接。

所述电流传感器、电压传感器、功率变换器与电控单元电气连接。

本实用新型的优越功效在于：

1）本实用新型作为一种新型增程器应用于增程式电动汽车之上，布置结构简单、质量轻、能量利用率高、输出功率大、无其它附加装置，可以有效克服纯电动汽车续驶里程较短、电池质量较大的问题，同时也可使电动汽车的电池容量大幅降低，极大地降低电动汽车的成本；

2）本实用新型取消了传统发动机的曲柄连杆机构，减少了曲轴及轴承所承受的大量摩擦热，避免了活塞与气缸壁间的侧向力，降低了发动机机械摩擦损耗。且发动机不直接与汽车动力机械传动系统相连，则直线发动机可运转在最佳工作区域，排放低、效率高；

3）本实用新型活塞连杆组件运动自由，压缩比可变，燃料适应性强，更容易实现均质压燃等高效率燃烧方式。

4）增程器为电动汽车的主驱动电机和电池组供电，而不直接驱动车辆，这样直线发动机能够在最佳工作区域稳定运转，避免了怠速和瞬态工况，燃油经济性要远远优于传统汽车，而且由于自身能够提供电力，所以这类车辆能够比纯电动车行驶更远。同时以直线ISG电机电磁起动替代起动加浓混合气，可更加快速拖动直线发动机到达预定频率，消除了传统起动受环境影响较大的缺点，达到优化空燃比的目的，从而大幅减小不必要的废气排放。通过电控单元与功率变换器的配合，可方便实现起动及发电不同的控制要求。同时该增程器的应用也可使电动汽车的电池容量大幅降低，极大地降低电动汽车的成本。因此与其他形式的新能源汽车技术相比，本实用新型在能源利用效率、输出功率、价格、机械结构、燃料适应性、使用便利性等方面均具有明显优势。

附图说明

图1为本实用新型系统的结构示意图；

图中标号说明 

1——火花塞；                    2——气缸盖；

3——直线位移传感器；            4——直线ISG电机动子铁芯；

5——电压传感器；                6——电流传感器；

7——空气流量传感器；            8——节气门体；

9——节气门位置传感器；          10——喷油器；

11——电动车主驱动电机；         12——功率变换器；

13——蓄电池；                   14——永磁体；

15——直线ISG电机线圈；         16——直线ISG电机定子铁芯；

17——霍尔传感器；                18——扫气箱；

19——连杆组件；                  20——活塞组件；

21——气缸体。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。 

如图1所示，本实用新型提供了一种直线ISG电机和直线发动机结合的增程器，包括火花塞1、气缸盖2、直线位移传感器3、直线ISG电机动子铁芯4、电压传感器5、电流传感器6、空气流量传感器7、节气门体8、节气门位置传感器9、喷油器10、电动车主驱动电机11、功率变换器12、蓄电池13、永磁体14、直线ISG电机线圈15、直线ISG电机定子铁芯16、霍尔传感器17、扫气箱18、连杆组件19、活塞组件20和气缸体21。 

其中，活塞组20经连杆组件19左右对置连接，可在气缸体21内作自由直线往复运动，气缸体21、扫气箱18及气缸盖2通过缸盖螺栓固定连接，气缸盖2上布置火花塞1；扫气箱18与气缸体21相连，储存及预压缩可燃混合气；节气门体8与扫气箱18通过螺栓相连，其上布置喷油器10、空气流量传感器7和节气门位置传感器9，两传感器与电控单元电气连接，实现对节气门开度的控制；连杆组件19上固结直线ISG电机定子铁芯16和永磁体14，组成直线ISG电机动子，可随活塞组件20及连杆组件19做直线运动；两气缸之间、直线ISG电机动子之外布置直线ISG电机定子铁芯16与直线ISG电机线圈15，组成直线ISG电机定子，该部分固定不动；直线位移传感器3、霍尔传感器17布置于连杆组件19，并与电控单元电气连接，分别测量活塞组20的瞬时位移与运动频率。 

当增程式电动汽车蓄电池13电量低于预定值时，本实用新型起动运转。此时，蓄电池13提供电量用于本实用新型的起动，且直线ISG电机作为起动机运转。起动时，蓄电池13电量经功率变换器12变换后向直线ISG电机线圈15通入三相交流电，建立的电枢磁场与永磁体14的磁场相互作用，产生切向电磁力，从而拖动直线ISG电机动子运动。直线位移传感器3与霍尔传感器17跟随直线ISG电机动子铁芯4运动，实时测量直线ISG电机动子铁芯4的瞬时位移及运转频率。根据直线ISG电机动子铁芯4的瞬时位移信号及频率信号，对通入直线ISG电机线圈15的三相电流大小与相序进行控制，获得合适的起动推力，并实现电磁力的准确换向，从而带动直线发动机的活塞组件20起动。当起动频率达到某一定值后，电控单元控制喷油器10喷油，气缸体21内可燃混合气准备完毕，电控单元发出点火信号，此时火花塞1点火，可燃混合气燃烧，使直线发动机起动燃烧并加速进入最佳工作区域稳定运转。 

直线发动机起动成功后，活塞组件20运动频率将迅速增大，当霍尔传感器17测量活塞运动频率信号超过预定值后，电控单元切断起动电路。此时，直线发动机转为原动机，拖动直线ISG电机运转，电控单元接通发电电路，直线ISG电机也相应转为发电机运行。永磁体14产生的磁场切割直线ISG电机线圈15，在直线ISG电机线圈15上产生感应电动势及感应电流，将直线发动机活塞连杆组直线往复运动的机械能转换为电能输出，并通过功率变换器12整流和调节得到直流电，驱动电动车主驱动电机11运转以满足车辆继续行驶的要求。车辆行驶过程中，本实用新型除可驱动车辆正常运转外，剩余电能向蓄电池13充电，从而使增程式电动汽车可以获得更长的续驶里程。同时当电动汽车减速制动或惯性滑行时，主驱动电机11转为发电机运行，将电动汽车的动能转化为电能并储存于蓄电池13中，实现能量的回收。

Claims (4)

1. 一种直线ISG电机和直线发动机结合的增程器，其特征在于：活塞组件经连杆组件左右对置连接，气缸体、扫气箱与气缸盖通过缸盖螺栓连接，气缸盖上布置火花塞，扫气箱与气缸体相连，节气门体与扫气箱螺栓连接，节气门体上布置喷油器、空气流量传感器和节气门位置传感器，连杆组件上固结直线ISG电机动子铁芯和永磁体，两气缸之间、直线ISG电机动子之外布置直线ISG电机定子铁芯和直线ISG电机线圈，直线位移传感器和霍尔传感器布置于连杆组件上。

2. 根据权利要求1所述的直线ISG电机和直线发动机结合的增程器，其特征在于：所述空气流量传感器、节气门位置传感器、霍尔传感器与电控单元电气连接。

3. 根据权利要求1所述的直线ISG电机和直线发动机结合的增程器，其特征在于：所述直线ISG电机线圈与电流传感器、电压传感器和功率变换器电气连接，蓄电池、电动车主驱动电机与功率变换器电气连接。

4. 根据权利要求3所述的直线ISG电机和直线发动机结合的增程器，其特征在于：所述电流传感器、电压传感器、功率变换器与电控单元电气连接。

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