增程式電動汽車及其増程器的制造方法
【專利摘要】一種增程式電動汽車及其増程器，該増程器包括發動機和ISG電機，該發動機包括曲軸、飛輪、轉速信號盤和轉速信號傳感器，該飛輪安裝在該曲軸上，該ISG電機包括定子和轉子，該ISG電機的轉子直接與該飛輪連接，該轉速信號盤和該轉速信號傳感器布置在該ISG電機的內部，該轉速信號盤固定在該ISG電機的轉子上，該轉速信號傳感器在該ISG電機內部對應于該轉速信號盤固定安裝。在該増程器中，轉速信號盤及轉速信號傳感器集成布置于ISG電機內部，節約了空間，克服了増程器的縱向尺寸較大而在發動機艙中布置困難的技術難題，可以在發動機艙內有限的空間下布置更大功率的ISG電機，提升了車輛的駕駛性能，同時保證了良好的轉速信號輸出質量。
【專利說明】
増程式電動汽車及其増程器
技術領域
[0001]本實用新型涉及電動汽車的技術領域，特別涉及一種增程式電動汽車及其増程器。
【背景技術】
[0002]發動機轉速信號即曲軸位置信號與相位信號一起為發動機電控系統點火噴油提供依據。發動機轉速信號可通過轉速信號傳感器檢測得到。轉速信號傳感器分為磁電式和霍爾式轉速信號傳感器，其中霍爾式轉速信號傳感器具有檢測反轉和快速啟動的功能。發動機轉速信號傳感器的布置在發動機的設計開發中有著嚴格的要求。
[0003]目前，轉速信號傳感器一般布置在發動機本體上，監測曲軸轉速。圖1是現有技術中轉速信號傳感器在汽車中的安裝示意圖，如圖1所示，在傳統車型中，發動機80的轉速信號盤81—般安裝在曲軸82的曲拐上，轉速信號盤81固定在飛輪83上，轉速信號傳感器84布置在發動機本體與變速器結合處，轉速信號傳感器84與轉速信號盤81對應設置。轉速信號盤81是為了識別曲軸82的運行位置(即發動機行程)而增加的部件，轉速信號盤81跟隨曲軸82轉動而轉動。轉速信號盤81—般具有(60-2)個齒，即有2個缺齒，這是為了方便識別曲軸82的位置。轉速信號盤81為齒狀是為了方便轉速信號傳感器84工作，以利于形成高、低電平的方波，這樣可以根據高、低電平的方波推斷曲軸82的運動情況。
[0004]針對于轉速信號盤81布置在飛輪83附近的布置方案，轉速信號盤81安裝在飛輪83上，轉速信號傳感器84安裝在飛輪83附近，對于增程式電動汽車而言，由于還需在曲軸82上連接設置ISG電機90，這樣的安裝方式使整個増程器(増程器包括發動機80和ISG電機90)的縱向尺寸加大，在發動機艙中存在布置困難的技術難題。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種增程式電動汽車及其増程器，克服了増程器的縱向尺寸較大而在發動機艙中存在布置困難的技術難題。
[0006]本實用新型實施例提供一種増程器，包括發動機和ISG電機，該發動機包括曲軸、飛輪、轉速信號盤和轉速信號傳感器，該飛輪安裝在該曲軸上，該ISG電機包括轉子和定子，該I SG電機的轉子直接與該飛輪連接，該轉速信號盤和該轉速信號傳感器布置在該I SG電機的內部，該轉速信號盤固定在該ISG電機的轉子上，該轉速信號傳感器在該ISG電機內部對應于該轉速信號盤固定安裝。
[0007]進一步地，該ISG電機的轉子位于該ISG電機的定子內，該ISG電機的定子或定子殼體與該發動機的缸體固定連接。
[0008]進一步地，該飛輪和該ISG電機的轉子收容在該ISG電機的定子內部。
[0009]進一步地，該ISG電機還包括蓋板，該ISG電機具有靠近該發動機的第一端和遠離該發動機的第二端，該飛輪連接在該ISG電機的轉子上且位于該ISG電機的第一端，該ISG電機的蓋板安裝在該ISG電機的定子或定子殼體上且位于該ISG電機的第二端。
[0010]進一步地，該轉速信號盤和該轉速信號傳感器位于該ISG電機的第二端。
[0011]進一步地，該轉速信號傳感器通過一個安裝板安裝在該ISG電機的蓋板上。
[0012]進一步地，該轉速信號傳感器和該安裝板伸入至該轉速信號盤的環形空間內。
[0013]進一步地，該轉速信號傳感器為霍爾式轉速信號傳感器。
[0014]本實用新型實施例還提供一種增程式電動汽車，包括上述的増程器。
[0015]進一步地，該增程式電動汽車還包括動力電池和驅動電機，該ISG電機與該動力電池及該驅動電機相連，該動力電池與該驅動電機相連，該增程式電動汽車具有純電動驅動模式和增程驅動模式兩種工作模式，該增程式電動汽車在該動力電池電量充足的情況下工作在純電動驅動模式，該增程式電動汽車在該動力電池電量不夠的情況下工作在增程驅動模式。
[0016]本實用新型實施例提供的增程式電動汽車及其増程器，轉速信號盤及轉速信號傳感器集成布置于ISG電機內部，節約了空間，克服了増程器的縱向尺寸較大而在發動機艙中布置困難的技術難題，可以在發動機艙內有限的空間下布置更大功率的ISG電機，提升了車輛的駕駛性能，同時保證了良好的轉速信號輸出質量。
[0017]上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本實用新型的上述和其他目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例并配合附圖，詳細說明如下。
【附圖說明】
[0018]圖1是現有技術中轉速信號傳感器在汽車中的安裝示意圖。
[0019]圖2是本實用新型中增程式電動汽車的工作原理圖。
[0020]圖3是本實用新型中轉速信號傳感器在增程式電動汽車上的布置示意圖。
[0021]圖4是本實用新型中轉速信號傳感器在ISG電機上的布置示意圖。
【具體實施方式】
[0022]為更進一步闡述本實用新型為達成預定實用新型目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本實用新型提出的【具體實施方式】、結構、特征及功效，詳細說明如后。
[0023]圖2是本實用新型中增程式電動汽車的工作原理圖，請參圖2，本實用新型實施例中提供的增程式電動汽車包括發動機11、I SG電機12、動力電池20、驅動電機30、減速器40和車輪50，其中發動機11和ISG電機12組成増程器10，發動機11與ISG電機12相連，ISG電機12與動力電池20及驅動電機30相連，動力電池20與驅動電機30相連，驅動電機30與減速器40相連，減速器40與車輪50相連。
[0024]ISG( Integrated Starter and Generator)電機是汽車起動/發電一體機，在發動機11啟動時，發動機11可以帶動ISG電機12進行發電，ISG電機12發電產生的電能可以提供給動力電池20充電或者直接提供給驅動電機30用于驅動車輛，因此驅動電機30工作時所需的電能可以來自動力電池20或者直接來自于ISG電機12。驅動電機30則通過減速器40驅動車輪50轉動。
[0025]該增程式電動汽車在工作時，可以具有純電動驅動模式和增程驅動模式兩種工作模式。
[0026]在動力電池20電量充足的情況下，該增程式電動汽車工作在純電動驅動模式，根據動力電池20的最佳工作區間特性，可以預先設計一個荷電狀態(stage of charge,SOC)的最低閥值，當動力電池20的SOC值處于最低閥值以上時，該增程式電動汽車處于純電動驅動模式。在純電動驅動模式下，該增程式電動汽車與純電動汽車一樣，由動力電池20提供能量，由驅動電機30提供行駛動力，驅動電機30的動力通過減速器40傳遞至車輪50，并且通過調節驅動電機30的轉速，可以實現車速的調整。
[0027]隨著車輛在純電動驅動模式下運行，動力電池20的SOC值逐漸降低，當低于設定的最低閥值時，如果再繼續使用電池，將會減少電池的使用壽命。這時，該增程式電動汽車將進入增程驅動模式，利用增程器10發電為驅動電機30提供電能，增程器10由發動機11和ISG電機12組成，具體是由發動機11帶動ISG電機12發電，ISG電機12發電產生的電能一部分可以直接提供給驅動電機30以驅動車輛行駛，ISG電機12發電產生的另一部分多余的電能可以提供給動力電池20充電，即在增程驅動模式下，車輛也只依靠驅動電機30獨立驅動，發動機11啟動只是為了帶動ISG電機12發電。
[0028]圖3是本實用新型中轉速信號傳感器在增程式電動汽車上的布置示意圖，圖4是本實用新型中轉速信號傳感器在ISG電機上的布置示意圖，請參圖3-4，發動機11包括曲軸111、飛輪112、轉速信號盤113和轉速信號傳感器114，其中飛輪112安裝在曲軸111上并跟隨曲軸111轉動。ISG電機12包括轉子121、定子122、定子殼體123和蓋板124，轉子121位于定子122內，定子122位于定子殼體123內。ISG電機12的轉子121直接與飛輪112連接，ISG電機12的定子122固定在定子殼體123上，定子殼體123與發動機11的缸體115固定連接。
[0029]請參圖3，在本實施例中，ISG電機12具有靠近發動機11的第一端12a和遠離發動機11的第二端12b，發動機11的飛輪112連接在ISG電機12的轉子121上且位于ISG電機12的第一端12a，發動機11的飛輪112和ISG電機12的轉子121均收容在ISG電機12的定子122內部。ISG電機12的蓋板124安裝在ISG電機12的定子殼體123上且位于ISG電機12的第二端12b。
[0030]請參圖3和圖4，轉速信號盤113和轉速信號傳感器114布置在ISG電機12的內部，轉速信號盤113固定在ISG電機12的轉子121上，轉速信號傳感器114在ISG電機12內部對應于轉速信號盤113固定安裝，這種布置方式節約了空間，可以在發動機艙內有限的安裝空間中布置更大功率的ISG電機12，改善了車輛的駕駛性能。如圖1所示，當采用轉速信號盤81布置在飛輪83附近的安裝方式時，若發動機艙內總體預留給安裝ISG電機90、飛輪83和轉速信號盤81的縱向尺寸為L總，則在減去飛輪83和轉速信號盤81的安裝空間后，剩下給安裝ISG電機90的縱向尺寸為L輔I。如圖3所示，在本實施例中，由于轉速信號盤113和轉速信號傳感器114布置在ISG電機12的內部，ISG電機12的轉子121直接與飛輪112連接，發動機艙內原來總體預留的安裝空間縱向尺寸L總均可以用來布置ISG電機12，因此ISG電機12的縱向尺寸L輔!最大可以為L總(S卩L輔i=U)，這樣可以大大增加ISG電機12的尺寸，可以布置更大功率的ISG電機12，大大改善了車輛的駕駛性能。
[0031]請參圖4，圖4中移除了ISG電機12的蓋板124，以方便顯示安裝在ISG電機12內部的轉速信號盤113和轉速信號傳感器114。在本實施例中，轉速信號盤113和轉速信號傳感器114位于ISG電機12的第二端12b，其中轉速信號盤113通過固定件128如螺釘固定在ISG電機12的轉子121上，轉速信號傳感器114則通過一個安裝板125安裝在ISG電機12的蓋板124(參圖3，在圖4中未繪出蓋板124)上，具體地，轉速信號傳感器114安裝在安裝板125上，安裝板125再安裝至ISG電機12的蓋板124的內側面上。
[0032]進一步地，轉速信號傳感器114和安裝板125伸入至轉速信號盤113的環形空間內，這樣可以充分利用ISG電機12內部的空間，且避免轉速信號傳感器114和安裝板125在ISG電機12內部與其他部件發生干涉。
[0033]請參圖4，在ISG電機12的第一端12a，ISG電機12的定子殼體123于外表面設置有多個固定部126，這些固定部126可以為凸臺結構，ISG電機12的定子殼體123可以通過這些固定部126固定安裝至發動機11的缸體115上。
[0034]在本實施例中，轉速信號傳感器114優選采用霍爾式轉速信號傳感器，霍爾式轉速信號傳感器抗電磁干擾能力強，保證了轉速信號在各工況內有效輸出。
[0035]可以理解地，在其他實施例中，上述定子殼體123也可以與定子122集成為一體式結構，也包括在本實用新型的保護范圍內，此時，固定部126直接設置在I SG電機12的定子122上，定子122通過固定部126固定在發動機11的缸體115上，ISG電機12的蓋板124安裝在ISG電機12的定子122上。
[0036]該增程式電動汽車在發動機11啟動時，發動機11帶動ISG電機12的轉子121和轉速信號盤113旋轉，轉速信號盤113的齒圈切割磁感線使轉速信號傳感器114產生感應電流和電壓，轉速信號傳感器114將電壓信號輸入給發動機11的電子控制單元(ECU)，經過ECU處理后的方波信號作為發動機11點火噴油的基本信號，使發動機11正常工作。
[0037]本實施例中，轉速信號盤113和轉速信號傳感器114可以采取如下方式進行調試和安裝:
[0038](I)檢測布置點磁場強度，即在ISG電機12內部，確定轉速信號傳感器114的安裝位置周邊的磁場強度，可以用高斯計作為工具進行測量。測量方法:測試點為轉速信號傳感器114的布置點，分別在發電機工作及不工作時測試得到布置點的磁場強度，測出的磁場強度應小于轉速信號傳感器114要求的磁場范圍限制。
[0039](2)對轉速信號盤113進行設計。根據材料及ISG電機12內部的布置邊界設計轉速信號盤113。
[0040]在上述(I)和(2)中，確定轉速信號傳感器114的布置點磁場強度及對轉速信號盤113的設計可并行進行。
[0041](3)對轉速信號傳感器114進行布置調試。采用工具包括:電機臺架、信號轉接器、示波器、電腦。測試方法:將轉速信號盤113安裝在I SG電機12的轉子121上，轉速信號傳感器114安裝在ISG電機12的蓋板124上，使轉速信號盤113和轉速信號傳感器114之間的氣隙在
0.5mm?1.5mm之間，可以依靠加工和裝配關系保證，安裝后轉速信號盤113的齒圈和ISG電機12的轉子121之間同軸度要好，ISG電機12的蓋板124和轉速信號傳感器114的安裝定位要精確。然后進行實車測試，直至轉速信號傳感器114實測輸出信號正常，發動機11在各個工況正常運轉。
[0042]本實用新型實施例提供了一種增程式電動汽車，在該增程式電動汽車的増程器10上布置有轉速信號盤113和轉速信號傳感器114。在増程器10中，ISG電機12的轉子121直接連接在發動機11的飛輪112上，ISG電機12的定子122或定子殼體123安裝在發動機11的缸體115上，轉速信號盤113和轉速信號傳感器114布置在ISG電機12的內部。轉速信號盤113和轉速信號傳感器114布置在ISG電機12內部，節約了空間，同時使用霍爾式轉速信號傳感器114，具有較強的抗電磁干擾的能力，使發動機11在各個工況穩定運行。
[0043]現有技術中，原機型的轉速信號傳感器布置在變速箱殼體上，轉速信號盤布置在飛輪上。發動機配置在新能源汽車上以后，取消了變速箱殼體，同時在飛輪端安裝了 ISG電機，原來的布置方法不再適用。本實用新型實施例將轉速信號盤113安裝在ISG電機12的轉子121上，將轉速信號盤113和轉速信號傳感器114安裝在ISG電機12內部，解決了轉速信號傳感器114無法布置的問題。
[0044]本實用新型實施例提供的增程式電動汽車及其増程器，轉速信號盤及轉速信號傳感器集成布置于ISG電機內部，節約了空間，克服了増程器的縱向尺寸較大而在發動機艙中布置困難的技術難題，可以在發動機艙內有限的空間下布置更大功率的ISG電機，提升了車輛的駕駛性能，同時保證了良好的轉速信號輸出質量。
[0045]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內。
【主權項】
1.一種増程器(10)，包括發動機(11)和ISG電機(12)，該發動機(11)包括曲軸(111)、飛輪(112)、轉速信號盤(113)和轉速信號傳感器(114)，該飛輪(112)安裝在該曲軸(111)上，該ISG電機(12)包括轉子(121)和定子(122)，其特征在于，該ISG電機(12)的轉子(121)直接與該飛輪(112)連接，該轉速信號盤(113)和該轉速信號傳感器(114)布置在該ISG電機(12)的內部，該轉速信號盤(113)固定在該I SG電機(12)的轉子(121)上，該轉速信號傳感器(114)在該ISG電機(12)內部對應于該轉速信號盤(113)固定安裝。2.根據權利要求1所述的増程器(10)，其特征在于:該ISG電機(12)的轉子(121)位于該ISG電機(12)的定子(122)內，該ISG電機(12)的定子(122)或定子殼體(123)與該發動機(11)的缸體(115)固定連接。3.根據權利要求1所述的増程器(10)，其特征在于:該飛輪(112)和該ISG電機(12)的轉子(121)收容在該ISG電機(12)的定子(122)內部。4.根據權利要求1所述的増程器(10)，其特征在于:該ISG電機(12)還包括蓋板(124)，該ISG電機(12)具有靠近該發動機(11)的第一端(12a)和遠離該發動機(11)的第二端(12b)，該飛輪(112)連接在該ISG電機(12)的轉子(121)上且位于該ISG電機(12)的第一端(12a)，該ISG電機(12)的蓋板(124)安裝在該ISG電機(12)的定子(122)或定子殼體(123)上且位于該ISG電機(12)的第二端(12b)。5.根據權利要求4所述的増程器(10)，其特征在于:該轉速信號盤(113)和該轉速信號傳感器(114)位于該ISG電機(12)的第二端(12b)。6.根據權利要求5所述的増程器(10)，其特征在于:該轉速信號傳感器(114)通過一個安裝板(125)安裝在該ISG電機(12)的蓋板(124)上。7.根據權利要求6所述的増程器(10)，其特征在于:該轉速信號傳感器(114)和該安裝板(125)伸入至該轉速信號盤(113)的環形空間內。8.根據權利要求1-6中任一項所述的増程器(10)，其特征在于:該轉速信號傳感器(114)為霍爾式轉速信號傳感器。9.一種增程式電動汽車，其特征在于，包括如權利要求1-8中任一項所述的増程器(1)010.根據權利要求9所述的增程式電動汽車，其特征在于:該增程式電動汽車還包括動力電池(20)和驅動電機(30)，該ISG電機(12)與該動力電池(20)及該驅動電機(30)相連，該動力電池(20)與該驅動電機(30)相連，該增程式電動汽車具有純電動驅動模式和增程驅動模式兩種工作模式，該增程式電動汽車在該動力電池(20)電量充足的情況下工作在純電動驅動模式，該增程式電動汽車在該動力電池(20)電量不夠的情況下工作在增程驅動模式。
【文檔編號】B60K1/00GK205601633SQ201620396830
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月4日
【發明人】李鑫, 莫潤康, 賴開昌, 曾志新
【申請人】廣州汽車集團股份有限公司