本實(shí)用新型屬于發(fā)電機(jī)領(lǐng)域，具體是一種專用于增程式電動(dòng)汽車上的單軸承永磁同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車需要使用化石燃料，熱效率低，燃燒后廢氣排放污染環(huán)境。電動(dòng)汽車雖然克服了上述問題，但是純電動(dòng)汽車的電池質(zhì)量重體積大，容量密度小，滿電行駛里程受限。油電混合動(dòng)力汽車電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)都具備直接驅(qū)動(dòng)汽車的動(dòng)力，兩套動(dòng)力設(shè)備并存導(dǎo)致車身重量上升，能量利用率降低。增程式電動(dòng)汽車，雖然也安裝有內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)，但是其內(nèi)燃機(jī)并不直接驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)，僅帶動(dòng)發(fā)電機(jī)對(duì)車載動(dòng)力電池進(jìn)行充電，而驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)的，由電動(dòng)機(jī)完成。在該種模式下，電動(dòng)機(jī)消耗動(dòng)力電池中的電能推動(dòng)車輛前進(jìn)，電池電量消耗至一定程度以下時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，燃燒燃油做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)向動(dòng)力電池中充電儲(chǔ)能。理論上只要能如傳統(tǒng)燃油型汽車般加到油，就可以不斷延長車輛的行駛距離。因此，在增程式電動(dòng)汽車上，動(dòng)力電池的容量可以設(shè)置的比較小，并將內(nèi)燃機(jī)設(shè)置在可長期工作于最佳工況下，實(shí)現(xiàn)燃料的充分燃燒，盡可能的提高能量的轉(zhuǎn)化效率，從而平衡能耗、污染、動(dòng)力、重量、空間、行駛距離等諸元間的關(guān)系。中國專利文獻(xiàn)CN204961079U，于2016年1月13日公開了“一種電動(dòng)汽車增程發(fā)電機(jī)組”， 該電動(dòng)汽車增程發(fā)電機(jī)組通過設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和柔性連接器，發(fā)動(dòng)機(jī)上固定設(shè)有飛輪，發(fā)電機(jī)包括定子線圈、轉(zhuǎn)子和輸出軸；輸出軸的一端通過柔性連接器連接于飛輪，另一端固定連接轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子的外圍設(shè)有定子線圈；接收到啟動(dòng)命令后，發(fā)電機(jī)反拖發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)，待發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，結(jié)構(gòu)簡單，便于操作和維修，實(shí)現(xiàn)了在行駛過程中既可以為整車提供動(dòng)力電源，也可以為整車動(dòng)力電池充電，待動(dòng)力電池電量充足后，通過動(dòng)力電池儲(chǔ)備的電量繼續(xù)行駛，極大地提高了電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程。但是該類結(jié)構(gòu)中，發(fā)電機(jī)需要通過飛輪柔性連接于曲軸，整個(gè)結(jié)構(gòu)的體積較大、質(zhì)量較重、零部件的數(shù)量較多，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)艙的布局擁擠，難以實(shí)現(xiàn)小型化、輕量化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問題是，現(xiàn)有永磁同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)體積較大，部件較多，不適應(yīng)小空間的機(jī)艙布局，從而提供一種增程器用單軸承永磁同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，具有體積小部件少的優(yōu)勢(shì)，可以方便機(jī)艙布局。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：一種增程器用單軸承永磁同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，包括定子、轉(zhuǎn)子和軸，軸的動(dòng)力端與曲軸的輸出端連接，所述軸與曲軸的輸出端為直接軸連接；所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的圓周半徑與定子排布所在圓的圓周半徑之比大于0.6。

本技術(shù)方案設(shè)計(jì)的永磁同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，將發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與內(nèi)燃機(jī)的曲軸輸出端直接軸連接，曲軸的扭矩完全傳遞至發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上。在該技術(shù)方案中，徹底取消了飛輪，減少了零件數(shù)量，大幅壓縮了整體體積，而將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的圓周半徑與定子排布所在圓的圓周半徑之比設(shè)置為大于0.6，使轉(zhuǎn)子形成盡可能大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，以替代飛輪的減小轉(zhuǎn)速波動(dòng)、平衡轉(zhuǎn)動(dòng)速度的功能。該比值越大，平衡效果越佳。經(jīng)過這樣的設(shè)計(jì)，整個(gè)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)的體積大幅減小，可以滿足嚴(yán)苛的布局要求。

作為優(yōu)選，還包括軸承；所述軸承為一個(gè)，僅設(shè)于軸的非動(dòng)力端。本方案中，將傳統(tǒng)的一前一后的兩個(gè)軸承簡化為僅保留非動(dòng)力端的一個(gè)軸承。由于本方案中的發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸的動(dòng)力端已經(jīng)與曲軸直接軸連接，因此可以省略動(dòng)力端的軸承，進(jìn)一步壓縮發(fā)電機(jī)本身的軸向長度。

作為優(yōu)選，所述軸的材質(zhì)為高強(qiáng)度合金鋼。因?yàn)椴捎脝屋S承結(jié)構(gòu)，對(duì)發(fā)電機(jī)軸的剛度要求較高，所以軸的材料選用的是高強(qiáng)度合金鋼。

作為優(yōu)選，所述定子繞組采用集中繞組。發(fā)電機(jī)定子繞組采用集中繞組，可以明顯縮短繞組端部尺寸，進(jìn)一步減小發(fā)電機(jī)的軸向尺寸。

作為優(yōu)選，還包括旋變器；所述旋變器設(shè)于軸的非動(dòng)力端。旋變器用來確定轉(zhuǎn)子的位置，以及測(cè)量轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸角位移和角速度。

作為優(yōu)選，所述軸的動(dòng)力端和非動(dòng)力端均設(shè)有動(dòng)密封。動(dòng)密封配合前端蓋、后端蓋、殼體，對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)部起到密封、防水、防塵的作用。

作為優(yōu)選，還包括殼體；所述殼體上設(shè)有水套，水套內(nèi)設(shè)有流動(dòng)的冷卻液。電動(dòng)機(jī)工作時(shí)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，本方案借鑒發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體和氣缸蓋的設(shè)計(jì)思路，在殼體上設(shè)置了水套，通過在水套中注入冷卻液，使用循環(huán)流通的冷卻液帶走電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的熱量，確保發(fā)電機(jī)長期穩(wěn)定工作。

綜上所述，本實(shí)用新型的有益效果是：具有體積小部件少的優(yōu)勢(shì)，可以方便機(jī)艙布局。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的軸向剖視半圖。

其中：1旋變器、2動(dòng)密封、3軸承、4后端蓋、5殼體、6定子、7水套、8前端蓋、9轉(zhuǎn)子、10軸。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。

如圖1所示的實(shí)施例，為一種增程器用單軸承永磁同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，包括旋變器1、動(dòng)密封2、軸承3、后端蓋4、殼體5、定子6、水套7、前端蓋8、轉(zhuǎn)子9、軸10，與本發(fā)電機(jī)配套的發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸位于右側(cè)端。本例的增程器用單軸承永磁同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，其軸與曲軸的輸出端通過止口和螺栓固定，形成直接軸連接。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的圓周半徑與定子排布所在圓的圓周半徑之比大于0.6。由于本例取消了飛輪，飛輪的旋轉(zhuǎn)慣量由轉(zhuǎn)子替代。軸承僅為1個(gè)，設(shè)置于軸的非動(dòng)力端，即本例中的左側(cè)端。本例的軸的材質(zhì)為高強(qiáng)度合金鋼。定子繞組采用集中繞組。旋變器設(shè)于軸的非動(dòng)力端，即本例中的左側(cè)端。軸的動(dòng)力端和非動(dòng)力端均設(shè)有動(dòng)密封，對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)部起到密封、防水、防塵的作用。殼體上設(shè)有水套，水套內(nèi)設(shè)有流動(dòng)的冷卻液，通過在水套中注入冷卻液，使用循環(huán)流通的冷卻液帶走電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的熱量，確保發(fā)電機(jī)長期穩(wěn)定工作。

本例的一種增程器用單軸承永磁同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的同類產(chǎn)品相比，具有體積小零件少的優(yōu)點(diǎn)，可以滿足嚴(yán)苛的布局要求。