双源电机以及电动汽车动力系统的制作方法

1.本发明涉及电机技术领域，尤其涉及双源电机以及电动汽车动力系统。


背景技术：

2.随着新能源电动汽车技术的发展，传统汽车上的汽/柴油发动机被新能源驱动电机取代，原来集成在传统发动机上的气泵和转向助力油泵随着发动机的取消而失去动力源，但新能源汽车仍需要用于刹车的压缩空气气泵和用于转向助力的转向助力油泵。鉴于此，新能源汽车所用的气泵、转向助力油泵由电机驱动一体机技术应运而生。根据电动客车安全要求gb 38032-2020，转向助力油泵为安全控制件，必须保证100％安全可靠，转向助力油泵的电机必须有失效状态下的冗余设计，故此对这种气泵、转向助力油泵一体机提出了一系列特殊的技术要求：转向助力油泵高压动力源异常时，应保持转向系统维持助力状态或至少保持转向助力状态30s。
3.目前市面大多数气泵和转向助力油泵一体机仅有高压电源作为动力源，即单源电机，无法满足上述技术要求。如图1所示，现有的电机包括定子和转子1，定子包括定子铁芯2和定子线圈4，转子1连接至输出轴，定子和转子设置于电机防护壳3内，高压电源向定子供电，输出轴的两端分别由电机防护壳3的前端盖8和后端盖5伸出，输出轴的前端7用于连接气泵离合器，输出轴的后端6用于连接助力油泵。如为满足安全运行的冗余设计的要求，在现有的驱动电机和转向助力油泵的基础上，再另外配备一套驱动电机及转向助力油泵，又存在经济性差的缺点，同时这种改进方式对安装空间要求较大。


技术实现要素：

4.本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
5.本发明的一个目的是提供双源电机以及电动汽车动力系统，该双源电机可以提供高压动力源失效时的冗余设计，即提供低压动力源以维持电动汽车动力系统的运转，满足了电动汽车的安全性要求，同时还具有成本低，对安装空间要求小的优点。
6.为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种双源电机，包括：
7.高压驱动系统，其包括高压定子和高压转子，所述高压转子以可相对于所述高压定子转动的方式设置；
8.低压驱动系统，其包括低压定子和低压转子，所述低压转子以可相对于所述低压定子转动的方式设置；
9.其中，所述高压转子和低压转子共用一个输出轴；
10.所述高压驱动系统和所述低压驱动系统中二者择一地通过所述输出轴输出驱动力。
11.优选的是，所述的双源电机中，所述高压定子和所述低压定子为同轴设置。
12.优选的是，所述的双源电机，还包括：
13.电机防护壳；
14.其中，所述高压定子、所述高压转子、所述低压定子和所述低压转子设置于所述电极防护壳内，所述输出轴的两端分别由所述电机防护壳的前端盖和后端盖伸出。
15.优选的是，所述的双源电机中，所述高压驱动系统还包括高压驱动控制器，所述高压驱动控制器连接至高压电源和所述高压定子，用于控制所述高压电源向所述高压定子供电，致使所述高压转子转动，所述输出轴输出驱动力；所述低压驱动系统还包括低压驱动控制器，所述低压驱动控制器连接至低压电源和所述低压定子，用于在所述高压驱动系统处于异常状态时控制所述低压电源向所述低压定子供电，致使所述低压转子转动，所述输出轴输出驱动力。
16.优选的是，所述的双源电机，其为永磁同步电机。
17.优选的是，所述的双源电机中，所述高压电源为高压直流电源；所述低压电源为24v/12v直流电源。
18.另一方面，提供了一种电动汽车动力系统，包括：
19.所述的双源电机；
20.助力油泵和气泵；
21.其中，所述输出轴的一端连接至所述助力油泵，所述输出轴的另一端通过气泵离合器连接至所述气泵。
22.本发明至少包括以下有益效果：
23.本发明提供了双源电机和电动汽车动力系统。该双源电机，包括：高压驱动系统，其包括高压定子和高压转子，所述高压转子以可相对于所述高压定子转动的方式设置；低压驱动系统，其包括低压定子和低压转子，所述低压转子以可相对于所述低压定子转动的方式设置；其中，所述高压转子和低压转子共用一个输出轴；所述高压驱动系统和所述低压驱动系统中二者择一地通过所述输出轴输出驱动力。该双源电机可以提供高压动力源失效时的冗余设计，即提供低压动力源以维持电动汽车动力系统的运转，满足了电动汽车的安全性要求，同时还具有成本低，对安装空间要求小的优点。
24.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
25.图1为现有技术中电机的结构示意图；
26.图2为本发明实施例中双源电机的结构示意图。
具体实施方式
27.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
28.如图2所示，本发明实施例提供了一种双源电机，包括：高压驱动系统，其包括高压定子2和高压转子1，所述高压转子1以可相对于所述高压定子2转动的方式设置；低压驱动系统，其包括低压定子5和低压转子14，所述低压转子14以可相对于所述低压定子5转动的方式设置；其中，所述高压转子1和低压转子14共用一个输出轴13；所述高压驱动系统和所
述低压驱动系统中二者择一地通过所述输出轴13输出驱动力。
29.具体地，本发明提供了两套独立的系统，分别为高压驱动系统和低压驱动系统，高压驱动系统和低压驱动系统二者择一地通过输出轴输出驱动力。其中，高压驱动系统为长期工作制，可以在正常情况下持续稳定地向外输出驱动力，驱动气泵和转向助力油泵工作。低压驱动系统为冗余设计的部分，其为短时工作制，可持续工作时间≥60秒，可以在高压驱动系统处于异常状态下维持转向助力油泵在短时间内的正常工作。
30.而且，本发明提供的双源电机中高压转子和低压转子共用一个输出轴，当高压驱动系统工作，高压转子转动，带动输送轴旋转输出驱动力；当低压驱动系统工作，低压转子转动，带动输出轴旋转输出驱动力。基于本发明提供的双源电机，不需要另外设置一套驱动电机和转向助力油泵，其成本低，对安装空间的要求小。
31.在一个优选的实施例中，所述的双源电机中，所述高压定子2和所述低压定子5为同轴设置。
32.在一个优选的实施例中，所述的双源电机，还包括：电机防护壳；其中，所述高压定子2、所述高压转子1、所述低压定子5和所述低压转子14设置于所述电极防护壳8内，所述输出轴13的两端分别由所述电机防护壳8的前端盖10和后端盖9伸出。具体地，输出轴的前端12连接气泵离合器，再连接至气泵，后端11连接至转向助力油泵。
33.将高压转子1和低压转子14共用一个输出轴13，高压定子2和低压定子5同轴设置，高压定子2、高压转子1、低压定子5和低压转子14设置于一个电机防护壳8中，即一台电机同轴布置双定子、双转子结构，有助于减小双源电机的体积，降低对于安装空间的要求。
34.此外，电机防护壳8还具有散热结构，以保证对双源电机中各部件的散热。
35.在一个优选的实施例中，所述的双源电机中，所述高压驱动系统还包括高压驱动控制器，所述高压驱动控制器连接至高压电源和所述高压定子2，用于控制所述高压电源向所述高压定子2供电，致使所述高压转子1转动，所述输出轴13输出驱动力；所述低压驱动系统还包括低压驱动控制器，所述低压驱动控制器连接至低压电源和所述低压定子5，用于在所述高压驱动系统处于异常状态时控制所述低压电源向所述低压定子5供电，致使所述低压转子14转动，所述输出轴13输出驱动力。
36.具体地，高压驱动系统中，高压定子2还包括高压定子铁芯4和高压定子线圈3，高压电源在高压驱动控制器的控制下向高压定子线圈3供电，从而使高压转子1转动。低压驱动系统中，低压定子5还包括低压定子铁芯7和低压定子线圈6，低压电源在低压电源控制器的控制下向低压定子线圈6供电，从而使低压转子14转动。其中，当高压驱动系统发生故障时，其工作状态处于异常时，低压驱动控制器控制低压电源向低压定子供电，实现无延时低压驱动系统的衔接工作，以保证行车安全。这里，可以将高压驱动控制器和低压驱动控制器连接至行车电脑，低压驱动控制器从行车电脑获取高压驱动系统处于异常状态的信号，或者从行车电脑获取启动低压驱动系统的控制信号，并根据所获取的信号控制低压电源向低压定子供电，以实现无延时低压驱动系统的衔接工作。
37.在一个优选的实施例中，所述的双源电机，其为永磁同步电机。
38.在一个优选的实施例中，所述的双源电机中，所述高压电源为高压直流电源；所述低压电源为24v/12v直流电源。
39.综上所述，本发明提供了双源电机，包括：高压驱动系统，其包括高压定子和高压
转子，所述高压转子以可相对于所述高压定子转动的方式设置；低压驱动系统，其包括低压定子和低压转子，所述低压转子以可相对于所述低压定子转动的方式设置；其中，所述高压转子和低压转子共用一个输出轴；所述高压驱动系统和所述低压驱动系统中二者择一地通过所述输出轴输出驱动力。该双源电机可以提供高压动力源失效时的冗余设计，即提供低压动力源以维持电动汽车动力系统的运转，满足了电动汽车的安全性要求，同时还具有成本低，对安装空间要求小的优点。
40.进一步地，本发明实施例还提供了一种电动汽车动力系统，包括：所述的双源电机；助力油泵和气泵；其中，所述输出轴的一端连接至所述助力油泵，所述输出轴的另一端通过气泵离合器连接至所述气泵。
41.其中，气泵属于短时工作制。气泵工作时，当储气罐压力低于设定值，气泵需要工作对车载储气罐加气；在车载储气罐压力达到设定值后，气泵停止工作。因此，气泵的工作属于间歇性的。基于气泵的这一工作特性，气泵与驱动电机之间需要连接一个气泵离合器实现气泵的工作与停止，气泵离合器工作与否受车载储气罐的压力传感器信号控制。
42.本发明提供的电动汽车动力系统采用上述实施例所述的双源电机，该双源电机可以提供高压动力源失效时的冗余设计，即提供低压动力源以维持电动汽车动力系统的运转，满足了电动汽车的安全性要求。
43.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。