Isg电机及具有该isg电机的混合动力驱动系统的制作方法

Isg电机及具有该isg电机的混合动力驱动系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种ISG电机，包括机壳、定子、转子、旋转轴、二轴承、前端盖和后端盖。该电机为盘式电机，旋转轴为空心轴，还包括隔板，球笼等速联轴器及旋转变压器，还提供一种具有所述ISG电机的混合动力驱动系统，包括发动机、车用离合器、驱动电机、传动轴驱动桥和控制组件，发动机与车用离合器、驱动电机、传动轴驱动桥依次顺序连接并发动机与车用离合器、驱动电机同轴一体安装，ISG电机与发动机通过球笼等速联轴器连接并同轴分立安装。上述ISG电机尺寸小，占用安装空间小，ISG电机重量小，不需要增加一套飞轮及飞轮壳体，减小轴向长度尺寸，也不因设置皮带传动装置而产生传动效率低、油耗高、驱动系统结构复杂的问题。
【专利说明】ISG电机及具有该ISG电机的混合动力驱动系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于车辆工程【技术领域】，尤其涉及ISG电机及具有所述ISG电机的混合动力驱动系统。
【背景技术】
[0002]目前社会保有的客运、货运汽车，以常规车占绝大多数，随着大量的汽车电器设备的应用，如电涡流缓速器、电空调、发动机电动热管理系统及各种汽车电子设备等，耗电功率达十多瓧，目前常规汽车往往需要安装多个由皮带传动的常规汽车发电机才能满足用电需求。而传统的汽车发电机发电效率只有50%左右，且需安装多个发电机，导致发动机室布置困难、繁杂，降低可靠性增加维修难度，且多个电机会增加了发电机在汽车上的设置空间，而一般公交车等交通工具上驱动系统用的电机包括由电机轴、定子、转子、轴承、机壳、端盖等构成，电机的尺寸相对来说还是比较大的。
[0003]请参阅图1，图1是目前应用在12米以上混合动力公交车的混联式驱动系统示意图，该系统包括发动机1、ISG电机(Integrated Starter Generator) 2、离合器3、驱动电机4、驱动桥5、ISG电机控制器6、驱动电机控制器7、储能器8、离合器执行机构9、发动机水箱散热电风扇11和空调压缩机12，该现有驱动系统存在的问题在于:
[0004]一、一体同轴安装，使得整个驱动系统沿相应车辆的长度方向占据较大空间，不利于驱动系统在一些对长度空间有限制的车辆上布置；
[0005]二、由于发动机和驱动电机的重量均在600kg以上，且驱动电机输出的扭矩高达3000Nm，而该扭矩会通过ISG电机壳体传导到发动机机脚上，因此ISG电机的壳体强度需要高强度，壳体的厚度需要增加，这样ISG电机的重量变大，另外，该系统还增加了一套飞轮及飞轮壳体，该混联式驱动系统的整体重量进一步加大，与汽车系统结构的简单化、轻量化趋势相悖。
[0006]请参阅图2，图2是目前广泛应用在10.5米以上混合动力公交车混联式驱动系统示意图，该系统包括发动机1、离合器2、驱动电机3、离合器执行机构4、驱动桥5、BSG电机(Belt Starter Generater)控制器6、驱动电机控制器7、储能器8、BSG电机10、空调压缩机11和发动机水箱散热电风扇12，该现有驱动系统存在的问题在于:发动机1、离合器2和驱动电机3同轴一体安装，而所述BSG电机与所述的发动机沿相应车辆的宽度方向上并列设置，发动机I和与发动机I轴向平行安装的BSG电机10通过皮带传动装置连接，皮带易松动损坏、传动效率低、发电功率低、负载率低以及发动机高速运转时BSG电机的自带风冷风扇消耗额外功率而使油耗高和自带皮带张紧机构而使驱动系统结构复杂。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的在于提供一种具有空心轴、隔板、球笼等速联轴器和旋转变压器的ISG电机及一种具有所述ISG电机并将所述ISG电机与所述发动机通过所述球笼等速联轴器连接并同轴分立安装的混合动力驱动系统，旨在解决现有技术中一般电机占用安装空间及当ISG电机同轴安装于发动机之后不同位置时所带来的ISG电机壳体机械强度要求大、壳体壁厚、且还要多增加一个飞轮及飞轮壳体，造成驱动系统整体轴向空间大的问题和当ISG电机于发动机为双轴平行设置时需要增加皮带传动装置所带来的皮带传动效率低、油耗高以及自带皮带张紧机构而使驱动系统结构复杂的问题。
[0008]本实用新型是这样实现的，一种ISG电机，其包括机壳、安装于所述机壳内的定子、安装于所述定子内的转子、穿设于所述转子内并与所述转子一同转动的旋转轴、套设于所述旋转轴的相对两端部的二轴承及分别安装于所述机壳的前后两端的前端盖和后端盖，其特征在于:所述ISG电机为盘式电机，所述旋转轴为空心轴，所述ISG电机还包括连接于所述空心轴内且垂直于所述空心轴的轴线设置的隔板件，所述隔板件将所述空心轴内的空间分隔成球笼室和旋变室，所述ISG电机还包括设置于所述球笼室内并与所述旋转轴同轴转动的球笼等速联轴器及设置于所述旋变室内并与所述旋转轴同轴转动的旋转变压器，所述球笼等速联轴器与所述旋转变压器分别连接于所述隔板件的相对两侧，所述ISG电机包括与所述隔板件连接且伸入所述旋变室内的旋变轴及与所述后端盖连接的旋变支架，所述旋转变压器连接于所述旋变支架上，所述球笼等速联轴器包括二球笼及球笼轴，所述球笼轴具有第一端及与所述第一端相对的第二端，所述二球笼分别固定设置于所述球笼轴的第一端及第二端，位于所述球笼轴的第一端的所述球笼与所述隔板件连接，位于所述球笼轴的第二端的所述球笼的外侧设置有用于与发动机曲轴连接的第一法兰盘。
[0009]进一步地，所述空心轴的长度小于所述前端盖的外侧面与所述后端盖的外侧面之间的垂直距离，所述空心轴位于所述前端盖的外侧面与所述后端盖的外侧面之间。
[0010]进一步地，所述隔板件为与所述空心轴固定连接的隔板，所述旋变轴连接于所述隔板上，所述第一法兰盘具有超出对应所述球笼的周缘部，所述周缘部于同一圆上均布有若干连接孔，所述隔板上开设有若干安装工艺孔，所述若干安装工艺孔与所述若干连接孔是一一对应的。
[0011]进一步地，所述隔板件为一涨紧器，所述涨紧器包括涨紧外圈、结合于所述涨紧外圈内的涨紧内圈及将所述涨紧内圈锁入所述涨紧外圈内以涨开所述涨紧外圈而使所述涨紧外圈紧贴于所述空心轴的内表面的锁固件，所述涨紧外圈上开设有贯穿孔，位于所述球笼轴的第一端的所述球笼穿过所述涨紧内圈安装于所述涨紧外圈上，所述旋变轴连接于该贯穿孔中，所述旋变轴的旋转轴线与所述旋转轴的旋转轴线重合。
[0012]进一步地，所述旋转变压器包括穿套于所述旋变轴上的旋变转子、信号线及旋变定子，所述旋变支架包括圆形底板及由所述圆形底板的一侧朝向所述旋变室延伸的定子安装座，所述定子的内侧同轴套于所述转子外，所述定子的外侧嵌装于所述定子安装座上，所述信号线穿过旋变支架并固定在旋变支架上。
[0013]进一步地，所述定子安装座呈环状，所述定子安装座的内侧开设有嵌槽，所述定子的外侧嵌于所述嵌槽内。
[0014]进一步地，所述旋变轴为阶梯轴，所述旋变轴具有第一段及直径比所述第一段的直径大的第二段，所述第二段连接于所述隔板件上，所述旋变转子穿套于所述第一段上，所述第一段与所述第二段之间形成用以定位所述旋变定子的挡面，所述ISG电机为永磁电机、异步电机或磁阻电机。
[0015]进一步地，所述ISG电机还包括设置于所述后端盖的端面外围部的ISG电机引出线锁紧器。
[0016]由于上述ISG电机采用了所述空心轴，隔板将所述空心轴内的空间分隔成球笼室和旋变室，并将所述球笼等速联轴器设于所述球笼室中，将所述的旋转变压器设于所述旋变室中，这样可以利用所述空心轴的内部空间来安装所述球笼等速联轴器和所述旋转变压器，消除了现有技术中所述球笼等速联轴器和所述旋转变压器占用的轴向空间，从而减小了系统整体的轴向尺寸；另外，由于ISG电机设计成盘式ISG电机,ISG电机扁平,轴向长度尺寸也比较小，占用的轴向安装空间不大；且由于采用了所述空心轴内置球笼等速联轴器的联接技术，利用球笼联轴器径向、角向和轴向补偿特性，使所述空心轴与所述发动机的曲轴等速直联时，同轴度要求降低，所述ISG电机和所述发动机可以在同一个安装支架上独立安装，使在前端无连接法兰的常规发动机的前端，也可以用球笼等速联轴器的等速联轴方式布置ISG电机。
[0017]本实用新型实施例的另一目的在于提供一种混合动力汽车驱动系统，其包括发动机、驱动电机、与所述驱动电机的输入轴连接的离合器、与所述驱动电机的输出轴连接的传动轴、与所述传动轴连接的驱动桥及控制组件，
[0018]还包括上述ISG电机，所述离合器与所述ISG电机分别连接于所述发动机的相对两端，所述发动机、所述离合器及所述驱动电机依次同轴一体安装，所述ISG电机沿发动机轴向独立安装于所述发动机的前方。
[0019]进一步地，所述发动机的一侧设置有曲轴皮带轮，所述曲轴皮带轮靠近所述ISG电机的一侧开设有凹台，所述第一法兰盘容置于所述凹台内，所述曲轴皮带轮的开设有所述凹台的侧端面与所述前端盖的外侧面之间的距离小于或等于5mm。
[0020]进一步地，所述控制组件包括通过信号线与所述ISG电机电连接的ISG电机控制器、通过电缆与所述驱动电机连接的驱动电机控制器、通过电缆分别与所述ISG电机控制器和所述驱动电机控制器连接的储能器、设于所述驱动电机外的离合器动作执行器。
[0021]进一步地，所述混合动力汽车驱动系统还包括连接于所述发动机的上水管和下水管，所述机壳内开设有供流体流过的流道，所述流道环绕所述机壳一周，所述机壳的上部设置有上接口，所述机壳的下部设置有下接口，所述上接口及所述下接口与所述流道的连接处位于所述机壳的安装位置的竖直方向，所述上水管连通于所述机壳的上接口，所述下水管连通于所述机壳的下接口，所述上水管上连接有一散热水箱。
[0022]与将ISG电机同轴安装于发动机之后的混合动力驱动系统相比，由于所述混合动力驱动系统具有所述ISG电机，并将所述ISG电机与所述发动机通过所述球笼等速联轴器连接并同轴独立安装，这样ISG电机与发动机、离合器、驱动电机不成一体，发动机和驱动电机运转产生的扭矩并不会通过ISG电机壳体传导,所以对ISG电机的壳体机械强度要求较低，只要满足自身运转的机械强度要求即可，因此ISG电机壳体比较薄，ISG电机重量小，且驱动系统不需要再增加一个飞轮及飞轮壳体来安装离合器，离合器安装于发动机自带的飞轮壳和驱动电机离合器壳中，对于输出总功率为220KW左右的混合动力驱动系统来说，所述混合动力驱动系统的重量将减少200kg以上，而将增加的飞轮及飞轮壳体去除，至少可节省300_轴向长度，这样进一步减小驱动系统整体重量和轴向长度尺寸，因此所述混合动力驱动系统可装置到后悬较短的10米公交车上，适用的车型比较广；
[0023]与将ISG电机和发动机双轴平行设置的混合动力驱动系统相比，所述混合动力驱动系统并不需要增加皮带传动装置，并不产生由皮带传动装置所带来的皮带传动效率低、发电功率低、负载率低、皮带易松动损坏以及发动机高速运转时BSG电机的自带风冷风扇消耗额外功率、油耗高和自带皮带张紧机构而使驱动系统结构复杂的问题；而所述的ISG电机设计成盘式电机，其轴向尺寸与现有技术中的安装于发动机前端的皮带传动轮的轴向尺寸相当，所述混合动力驱动系统性能优于图2所示的混联式驱动系统，整体的轴向尺寸少于图1所示的混联式驱动系统。
【专利附图】

【附图说明】
[0024]图1是现有技术提供的应用在12米以上混合动力公交车的混联式驱动系统结构示意图。
[0025]图2是现有技术提供的应用在10.5米以上混合动力公交车混联式驱动系统结构示意图。
[0026]图3是本实用新型第一实施例提供的混合动力汽车驱动系统结构示意图。
[0027]图4是应用于图3的混合动力汽车驱动系统中的ISG电机的结构剖面示意图。
[0028]图5是图4提供的ISG电机的同样结构的剖面示意图。
[0029]图6是图3提供的混合动力汽车驱动系统的部分结构示意图，图中示出ISG电机的剖面图，且并未示出传动轴、驱动桥及控制组件。
[0030]图7是现有技术提供的应用在图1或图2所示的混合动力汽车驱动系统上的发动机、发动机曲轴皮带轮及皮带传动轮之间连接关系的结构示意图，图中示出部分曲轴皮带轮及皮带传动轮的剖面图。
[0031]图8是本实用新型第二实施例提供的混合动力汽车驱动系统中所应用的ISG电机的部分结构示意图。
[0032]图9是图8中的ISG电机的涨紧器的立体分解图
[0033]图10是ISG电机壳剖视示意图
[0034]图11是ISG电机与发动机冷却系统连接示意图
【具体实施方式】
[0035]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0036]请参阅图3和图4，本实用新型第一实施例提供的混合动力汽车驱动系统中应用的ISG电机4包括机壳40、安装于所述机壳40内的定子41、安装于所述定子41内的转子42、穿设于所述转子42内并与所述转子42 —同转动的旋转轴43、套设于所述旋转轴43的相对两端部的二轴承46及分别安装于所述机壳40的前后两端的前端盖44和后端盖45。
[0037]所述定子41和所述转子42均设置于所述机壳40、所述前端盖44和所述后端盖45所围成的空间(未标示)内。所述前端盖44和所述后端盖45能限制所述二轴承46轴向和径向移动的作用，所述前端盖44和所述后端盖45本身除可以防尘和密封外，也常和密封件配合以达到密封的作用，
[0038]请同时参阅图5，所述ISG电机4为盘式电机4，所述盘式电机4扁平，轴向长度尺寸比较小，占用的轴向安装空间不大，所述旋转轴43为空心轴430，所述ISG电机4还包括连接于所述空心轴430内且垂直于所述空心轴430的轴线设置的隔板件47，所述隔板件47与所述空心轴430内壁连接，所述隔板件47起动力传递和支承作用；
[0039]请参阅图4，所述隔板件47将所述空心轴430内的空间分隔成球笼室4301和旋变室4302，所述ISG电机4还包括设置于所述球笼室4301内并与所述旋转轴43同轴转动的球笼等速联轴器49及设置于所述旋变室4302内并与所述旋转轴43同轴转动的旋转变压器48，所述球笼等速联轴器49与所述旋转变压器48分别连接于所述隔板件47的相对两侧，所述球笼等速联轴器49包括二球笼491及球笼轴492，所述球笼轴492具有第一端4921及与所述第一端4921相对的第二端4922，所述二球笼491分别固定设置于所述球笼轴492的第一端4921及第二端4922，位于所述球笼轴492的第一端4921的所述球笼491与所述隔板件47连接，位于所述球笼轴492的第二端4922的所述球笼491的外侧设置有用于与发动机曲轴连接的第一法兰盘4911。
[0040]所述ISG电机4包括与所述隔板件47连接且伸入所述旋变室4302内的旋变轴481及与所述后端盖45连接的旋变支架483。所述旋转变压器48的定子484连接于所述旋变支架483上，旋变轴481的旋转轴线与所述空心轴430的旋转轴线重合。
[0041]由于所述ISG电机4还采用了所述隔板件47，所述隔板件47将所述空心轴430内的空间分隔成球笼室4301和旋变室4302，并将所述球笼等速联轴器49设于所述球笼室4301中，将所述的旋转变压器48设于所述旋变室4302中，这样可以利用所述空心轴430的内部空间来安装所述球笼等速联轴器49和所述旋转变压器48，消除了现有技术中所述球笼等速联轴器49和所述旋转变压器48占用的轴向空间，从而减小了系统整体的轴向尺寸。
[0042]请参阅图4和图5,进一步地,所述空心轴430的长度小于所述前端盖44的外侧面与所述后端盖45的外侧面之间的垂直距离，所述空心轴430位于所述前端盖44的外侧面与所述后端盖45的外侧面之间。
[0043]所述空心轴430是无外伸空心轴430，即所述空心轴430的相对两端面分别未超出所述前端盖44的外侧面和所述后端盖45的外侧面，这样有利于缩小所述空心轴430的轴向长度，减少所述空心轴430的轴向安装空间；所述空心轴430由所述二轴承46支撑，所述二轴承46也起到了限制所述空心轴430径向移动的作用；
[0044]由于上述ISG电机4采用了所述空心轴430，所述空心轴430的长度小于所述前端盖44的外侧面与所述后端盖45的外侧面之间的垂直距离，且所述空心轴430位于所述前端盖44的外侧面与所述后端盖45的外侧面之间，这样保证ISG电机4满足最小的安装空间要求。
[0045]请同时参阅图4和图5，进一步地，所述隔板件47为与所述空心轴430固定连接的隔板473，所述隔板473是板状结构。所述旋变轴481连接于所述隔板473上。所述球笼等速联轴器49与所述旋转变压器48分别固定连接于所述隔板473的相对两侧，所述第一法兰盘4911具有超出对应所述球笼的周缘部4913，所述周缘部4913于同一圆上均布有若干连接孔1012，所述隔板473上开设有若干安装工艺孔471，所述若干安装工艺孔471与所述若干连接孔1012是一一对应的。
[0046]所述旋转变压器48包括穿套于所述旋变轴481上的旋变转子482、信号线401及旋变定子484。所述旋变支架483包括圆形底板4831及由所述圆形底板4831的一侧朝向所述旋变室4302延伸的呈圆筒状的定子安装座4832，所述旋变定子484的内侧同轴套于所述旋变转子482外，所述旋变定子484的外侧嵌装于所述定子安装座4832上，所述信号线401穿过旋变支架483并固定在旋变支架483上。所述信号线401将ISG电机4的转子42转角成某一函数关系的电信号输出到其他控制装置。
[0047]具体地，所述定子安装座4832呈环状，所述定子安装座4832的内侧开设有嵌槽4833，所述旋变定子484的外侧嵌于所述嵌槽4833内。
[0048]所述安装工艺孔471的分布圆的中心线与所述空心轴430中心线在同一直线上，所述安装工艺孔471的分布圆的直径大于所述旋变转子482的外径，如此，在后续将ISG电机4由发动机上拆卸下来时，只需把旋变支架483拆卸下来，然后通过安装工艺孔471可以将安装于连接孔1012上的固定件(图未示)拆卸下来，达到将ISG电机4与发动机拆卸下来的目的。同时，在将ISG电机4安装于发动机上时，通过安装工艺孔471可以将固定件安装于连接孔1012上，然后再安装旋变定子484及旋变支架483，由此，安装工艺孔471的存在使发动机及ISG电机4的安装变得简单。
[0049]所述旋转变压器48是一种将转子42转角变换成与之成某一函数关系的电信号的元件，是自动控制系统中的精密控制微电机。
[0050]所述旋变轴481与所述隔板件47为固定连接或一体成型，本实施例中采用固定连接。
[0051]所述后端盖45具有一底板451及由所述底板451的一侧向所述ISG电机4内部延伸的轴承座452，所述二轴承46中的其中一轴承46设置于所述轴承座452上，所述旋变支架483的所述圆形底板4831与所述后端盖45的所述底板451机械连接，所述机械连接为止口定位连接，所述止口定位连接使所述旋变定子484与所述旋变转子482位置同心对应，所述旋变支架483和旋变定子484可作为一整体从ISG电机4上拆卸下来，这样方便拆装，可节省拆装时间，节省劳动力，提高拆装效率。
[0052]所述前端盖44同样也设置有用来安装轴承46的轴承座，该轴承座与后端盖45的轴承座452相同结构，在些不加赘述。
[0053]所述旋变轴481为阶梯轴，所述旋变轴481具有第一段485及直径比所述第一段485的直径大的第二段486，所述第二段486连接于所述隔板件47上，所述旋变转子482穿套于所述第一段485上，所述第一段485与所述第二段486之间形成用以定位所述旋变定子484的挡面487。所述阶梯轴对所述旋变转子482起到轴向定位的作用。在本实施例中，所述ISG电机4可为永磁ISG电机、异步ISG电机或磁阻ISG电机。
[0054]请同时参阅图4和图5,所述ISG电机4还包括设置于所述后端盖45的端面外围部的电机引出线锁紧器402。
[0055]请参阅图3，本实用新型第一实施例提供的所述混合动力汽车驱动系统包括发动机1、驱动电机3、与所述驱动电机3的输入轴连接的离合器2、与所述驱动电机3的输出轴连接的传动轴11、与所述传动轴11连接的驱动桥5及控制组件10。
[0056]所述混合动力汽车驱动系统还包括上述ISG电机4，所述离合器2与所述ISG电机4分别连接于所述发动机I的相对两端，所述发动机1、所述离合器2及所述驱动电机3依次同轴一体安装，所述ISG电机4沿发动机I轴向独立安装于所述发动机I的前方。所述混合动力驱动系统的动力传递路径是:发动机I一离合器2—驱动电机3—传动轴11一驱动桥5 ；
[0057]由于采用了所述空心轴430内置所述球笼等速联轴器49的联接技术，利用所述球笼联轴器径向、角向和轴向补偿特性，使所述空心轴430与所述发动机I的曲轴等速直联时，同轴度要求降低，所述ISG电机4和所述发动机I可以在同一个安装支架上独立安装，使现有技术中前端无连接法兰的常规发动机I的前端也可以用球笼等速联轴器49的等速联轴方式布置所述ISG电机4。
[0058]请同时参阅图4至图6,进一步地,所述发动机I的一侧设置有曲轴皮带轮101,所述曲轴皮带轮101靠近所述ISG电机4的一侧开设有凹台1011，所述第一法兰盘4911容置于所述凹台1011内，所述曲轴皮带轮101的开设有所述凹台1011的侧面与所述前端盖44的外侧面之间的距离可以小于或等于5mm。
[0059]所述凹台1011具有连接孔1012，所述凹台1011与所述第一法兰盘4911刚性连接，在本实施例中采用螺栓连接，这样在拆卸ISG电机4的时候，必须先将所述旋转变压器48的旋变支架483及旋变定子484卸下，再需要借助特殊的工具，透过隔板件47的安装工艺孔471装卸，将藏于所述凹台1011内部的螺栓拧下；
[0060]由于所述空心轴430通过所述球笼等速联轴器49的所述第一法兰盘4911与所述曲轴皮带轮101的所述凹台1011刚性连接，实现刚性直联，这样盘式ISG电机4可方便地前置安装到常规汽车上，实现发动机I的启/停控制，并可对常规汽车供电系统升级，取代常规发电机，提高发电效率和功率，满足常规汽车因进行节能、减排需要而进行的，如电空调系统、电动热管理系统、电涡流缓速系统等节能、安全技术的应用而产生对电力的需求，简化了发动机室布置，提高可靠性及维护操作方便性，实现常规汽车节油减排的目标。
[0061]进一步地，所述控制组件10包括通过信号线401与所述ISG电机4电连接的ISG电机控制器6、通过电缆与所述驱动电机3连接的驱动电机控制器7、通过电缆分别与所述ISG电机控制器6和所述驱动电机控制器7连接的储能器8、设于所述驱动电机3外的离合器动作执行器9。
[0062]所述信号线401是所述旋转变压器48和ISG电机控制器6的信号传递桥梁；驱动电机控制器7是实现对驱动电机3的启动、停止、正转、反转和再生发电等的控制；储能器8，其为混合动力电驱系统提供能量和储存回收电能；离合器动作执行器9实现对离合器2结合和分开动作的控制，根据汽车的运行状态，混合动力系统的发动机I与驱动电机3通过离合器2实现动力耦合。
[0063]与将ISG电机4同轴安装于发动机I之后的混合动力驱动系统(图1所示的系统)相比，由于所述混合动力驱动系统具有所述ISG电机4，并将所述ISG电机4与所述发动机I通过所述球笼等速联轴器49连接并同轴独立安装于发动机I的前方，这样ISG电机4与发动机1、离合器2、驱动电机3不成一体，发动机I和驱动电机3运转产生的扭矩并不会通过所述ISG电机4壳体传导，所以对所述ISG电机4的壳体机械强度要求较低，只要满足自身运转的机械强度要求即可，因此ISG电机4壳体比较薄，ISG电机4重量小，且驱动系统不需要再增加一套飞轮及飞轮壳体来安装离合器2，离合器2安装于发动机I自带的飞轮上，对于输出总功率为220KW左右的混合动力驱动系统来说，所述混合动力驱动系统的重量将减少200kg以上，而将飞轮及飞轮壳体去除，至少可节省300mm轴向长度，这样进一步减小驱动系统整体重量和轴向长度尺寸，因此所述混合动力驱动系统可装置到后悬较短的10米公交车上，适用的车型比较广；
[0064]与将BSG电机和发动机I双轴平行设置的混合动力驱动系统(图2所示的系统)相t匕，所述混合动力驱动系统并不需要增加皮带传动装置，并不产生由皮带传动装置所带来的皮带传动效率低、发电功率低、负载率低、皮带易松动损坏以及发动机高速运转时BSG电机的自带风冷风扇消耗额外功率、油耗高和自带皮带张紧机构而使驱动系统结构复杂的问题；
[0065]请同时参阅图2和图7，在现有技术中，特别是图2所示的系统中，发动机的前端的曲轴皮带轮101上连接有皮带传动轮102，皮带传动轮102上安装皮带，皮带传动轮102本身会占用一定的轴向空间，在本实用新型中，由于所述的ISG电机4设计成盘式ISG电机4，其轴向尺寸与图7所示的安装于发动机I前端的皮带传动轮102的轴向尺寸相当，由此，上述混合动力驱动系统性能优于图2所示的混联式驱动系统，整体的轴向尺寸少于图1所示的混联式驱动系统。
[0066]请同时参阅图8和图9，本实用新型第二实施例提供的混合动力汽车驱动系统与第一实施例提供的混合动力汽车驱动系统大致相同，其不同之处在于ISG电机的不同，具体地，在第二实施例中，利用一涨紧器470来替代第一实施例中的隔板473，更具体地，所述隔板件47为一涨紧器470，所述涨紧器470包括涨紧外圈475、结合于所述涨紧外圈475内的涨紧内圈474及将所述涨紧内圈474锁入所述涨紧外圈475内以涨开所述涨紧外圈475而使所述涨紧外圈475紧贴于所述空心轴430的内表面的锁固件476，所述涨紧外圈475上设置有与上述隔板47相同的连接球笼4921的结构，并开设有贯穿孔477，位于所述球笼轴492的第一端4921的所述球笼491穿过所述涨紧内圈474并安装于所述涨紧外圈475上，所述旋变轴481连接于该贯穿孔477中，所述旋变轴481的旋转轴线与所述旋转轴43的旋转轴线重合。
[0067]在第二实施例中，将固定于空心轴430内的隔板473替换为涨紧器470，实现隔板件47的可拆卸功能，当锁固件476锁入涨紧内圈474上时，涨紧外圈475会紧贴于空心轴430的内表面，实现涨紧器470与空心轴430的连接，当锁固件476旋松时，涨紧外圈475的张力解除，使涨紧外圈475可以由空心轴430内拆除。
[0068]对于第一实施例来说，由于隔板473是固定连接于空心轴430内，当作为损耗件的球笼等速联轴器49损坏时，必须将ISG电机卸下，然后由ISG电机的靠近发动机的一侧拆除球笼等速联轴器49，更换好之后，再装上ISG电机，安装与拆卸过程较麻烦且耗时间，而对于第二实施例来说，当球笼等速联轴器49损坏时，可以先拆除与所述后端盖45连接的旋变支架483旋变转子482、旋变轴481及涨紧器470，然后使用工具将第一法兰盘4911与发动机的曲轴皮带轮101之间连接件(例如螺栓)拆除，然后将坏了的球笼等速联轴器49换掉，更换完毕，再将涨紧器470、旋变轴481、旋转变压器48及旋变支架483安装好，实现快速及便捷地更换损耗件-球笼等速联轴器49。
[0069]请同时参阅图10和图11，无论是第一实施例还是第二实施例中，所述混合动力汽车驱动系统还包括连接于所述发动机I的水冷系统，该水冷系统包括连接于发动机I的上水管100和下水管103，所述机壳40内开设有供流体流过的流道104，所述流道104环绕所述机壳40—周，所述机壳40的上部设置有上接口 105，所述机壳40的下部设置有下接口106，所述上接口 105及所述下接口 106与所述流道104的连接处位于所述机壳40的安装位置的竖直方向，所述上水管100连通于所述机壳40的上接口 105，所述下水管103连通于所述机壳40的下接口 106，所述上水管100上连接有一散热水箱107。
[0070]本实用新型的ISG电机4的机壳40连接于发动机I的水冷系统，通过上水管100与下水管103连接于机壳40的流道104内，在冷却过程中，温度较高的液体
[0071]流至散热水箱107中，在散热水箱107的散热下，温度较高的液体
[0072]变为温度较低的液体，然后温度较低的液体由机壳40的上部的上接口进入流道104内，并在流道104内分为左右两路汇入下接口处，然后再通过下水管103流回至发动机I中，再对发动机I进行冷却，实现了发动机I与ISG电机4的两部件的冷却。由于所述上接口 105及所述下接口 106与所述流道104的连接处位于所述机壳40的安装位置的竖直方向，当流体由上接口 105流至流道104后，分为两路流至下接口 106，使流体在ISG电机4内可以均匀地散热。
[0073]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种ISG电机,其包括机壳、安装于所述机壳内的定子、安装于所述定子内的转子、穿设于所述转子内并与所述转子一同转动的旋转轴、套设于所述旋转轴的相对两端部的二轴承及分别安装于所述机壳的前后两端的前端盖和后端盖，其特征在于:所述ISG电机为盘式电机，所述旋转轴为空心轴，所述ISG电机还包括连接于所述空心轴内且垂直于所述空心轴的轴线设置的隔板件，所述隔板件将所述空心轴内的空间分隔成球笼室和旋变室，所述ISG电机还包括设置于所述球笼室内并与所述旋转轴同轴转动的球笼等速联轴器及设置于所述旋变室内并与所述旋转轴同轴转动的旋转变压器，所述球笼等速联轴器与所述旋转变压器分别连接于所述隔板件的相对两侧，所述ISG电机包括与所述隔板件连接且伸入所述旋变室内的旋变轴及与所述后端盖连接的旋变支架，所述旋转变压器连接于所述旋变支架上，所述球笼等速联轴器包括二球笼及球笼轴，所述球笼轴具有第一端及与所述第一端相对的第二端，所述二球笼分别固定设置于所述球笼轴的第一端及第二端，位于所述球笼轴的第一端的所述球笼与所述隔板件连接，位于所述球笼轴的第二端的所述球笼的外侧设置有用于与发动机曲轴连接的第一法兰盘。
2.如权利要求1所述的ISG电机，其特征在于，所述空心轴的长度小于所述前端盖的外侧面与所述后端盖的外侧面之间的垂直距离，所述空心轴位于所述前端盖的外侧面与所述后端盖的外侧面之间。
3.如权利要求1所述的ISG电机，其特征在于，所述隔板件为与所述空心轴固定连接的隔板，所述旋变轴连接于所述隔板上，所述第一法兰盘具有超出对应所述球笼的周缘部，所述周缘部于同一圆上均布有若干连接孔，所述隔板上开设有若干安装工艺孔，所述若干安装工艺孔与所述若干连接孔是一一对应的。
4.如权利要求1所述的ISG电机，其特征在于，所述隔板件为一涨紧器，所述涨紧器包括涨紧外圈、结合于所述涨紧外圈内的涨紧内圈及将所述涨紧内圈锁入所述涨紧外圈内以涨开所述涨紧外圈而使所述涨紧外圈紧贴于所述空心轴的内表面的锁固件，所述涨紧外圈上开设有贯穿孔，位于所述球笼轴的第一端的所述球笼穿过所述涨紧内圈安装于所述涨紧外圈上，所述旋变轴连接于该贯穿孔中，所述旋变轴的旋转轴线与所述旋转轴的旋转轴线重合。
5.如权利要求1-4任一项所述的ISG电机，其特征在于，所述旋转变压器包括穿套于所述旋变轴上的旋变转子、信号线及旋变定子，所述旋变支架包括圆形底板及由所述圆形底板的一侧朝向所述旋变室延伸的定子安装座，所述定子的内侧同轴套于所述转子外，所述定子的外侧嵌装于所述定子安装座上，所述信号线穿过所述旋变支架并固定在所述旋变支架上。
6.如权利要求5所述的ISG电机，其特征在于，所述旋变轴为阶梯轴，所述旋变轴具有第一段及直径比所述第一段的直径大的第二段，所述第二段连接于所述隔板件上，所述旋变转子穿套于所述第一段上，所述第一段与所述第二段之间形成用以定位所述旋变定子的挡面，所述ISG电机为永磁电机、异步电机或磁阻电机。
7.一种混合动力汽车驱动系统，其包括发动机、驱动电机、与所述驱动电机的输入轴连接的离合器、与所述驱动电机的输出轴连接的传动轴、与所述传动轴连接的驱动桥及控制组件，其特征在于:还包括如权利要求1-6任一项所述的ISG电机，所述离合器与所述ISG电机分别连接于所述发动机的相对两端，所述发动机、所述离合器及所述驱动电机依次同轴一体安装，所述ISG电机沿所述发动机轴向独立安装于所述发动机的前方。
8.如权利要求7所述的混合动力汽车驱动系统，其特征在于，所述发动机的一侧设置有曲轴皮带轮，所述曲轴皮带轮靠近所述ISG电机的一侧开设有凹台，所述第一法兰盘容置于所述凹台内，所述曲轴皮带轮的开设有所述凹台的侧端面与所述前端盖的外侧面之间的距离小于或等于5_。
9.如权利要求7所述的混合动力汽车驱动系统，其特征在于，所述控制组件包括通过信号线与所述ISG电机电连接的ISG电机控制器、通过电缆与所述驱动电机连接的驱动电机控制器、通过电缆分别与所述ISG电机控制器和所述驱动电机控制器连接的储能器、设于所述驱动电机外的离合器动作执行器。
10.如权利要求7所述的混合动力汽车驱动系统，其特征在于，所述混合动力汽车驱动系统还包括连接于所述发动机的上水管和下水管，所述机壳内开设有供流体流过的流道，所述流道环绕所 述机壳一周，所述机壳的上部设置有上接口，所述机壳的下部设置有下接口，所述上接口及所述下接口与所述流道的连接处位于所述机壳的安装位置的竖直方向，所述上水管连通于所述机壳的上接口，所述下水管连通于所述机壳的下接口，所述上水管上连接有一散热水箱。
【文档编号】B60K6/28GK203691130SQ201320780615
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2013年12月2日
【发明者】罗向平, 罗中柱 申请人:罗向平