本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)，尤其涉及一種用于新能源汽車的永磁電動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

1、永磁電動(dòng)機(jī)是一種利用永磁體產(chǎn)生磁場(chǎng)的電動(dòng)機(jī)，具有高效率、高功率密度和優(yōu)異的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。其核心部件包括定子、轉(zhuǎn)子和永磁體。定子繞組通電后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，與轉(zhuǎn)子上的永磁體磁場(chǎng)相互作用，從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，在新能源汽車行業(yè)，永磁電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。作為電動(dòng)汽車的核心動(dòng)力源，永磁電動(dòng)機(jī)能夠提供高扭矩輸出和寬調(diào)速范圍，滿足車輛啟動(dòng)、加速和爬坡等需求。其高效率特性有助于延長(zhǎng)電池續(xù)航里程，同時(shí)低噪音和低振動(dòng)的特點(diǎn)提升了駕駛舒適性。目前，大多數(shù)純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車都采用永磁電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

2、傳統(tǒng)永磁電動(dòng)機(jī)在新能源汽車行業(yè)中被廣泛應(yīng)用，但是由于其結(jié)構(gòu)和工作原理的限制，往往存在著一些無(wú)法忽視的問(wèn)題。現(xiàn)有的永磁電動(dòng)機(jī)在使用過(guò)程中存在兩個(gè)主要問(wèn)題：反向電動(dòng)勢(shì)增加和永磁體散熱困難。首先，當(dāng)電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子上的永磁體切割定子磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生反向電動(dòng)勢(shì)，其大小與轉(zhuǎn)速成正比。隨著轉(zhuǎn)速升高，反向電動(dòng)勢(shì)會(huì)顯著增加，導(dǎo)致電機(jī)端電壓上升，可能超過(guò)電源電壓，從而限制電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速和功率輸出。這一問(wèn)題在電動(dòng)汽車高速行駛或需要大范圍調(diào)速時(shí)尤為突出，限制了電機(jī)的動(dòng)態(tài)性能和應(yīng)用范圍，其次，永磁體通常嵌入轉(zhuǎn)子內(nèi)部，由于轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，難以直接對(duì)其進(jìn)行有效散熱。永磁體在高溫環(huán)境下容易發(fā)生退磁，導(dǎo)致電機(jī)性能下降甚至失效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題存在永磁體在繞組內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致反向電動(dòng)勢(shì)增加的問(wèn)題，以及不能夠針對(duì)永磁體進(jìn)行散熱的問(wèn)題，從而提出了一種用于新能源汽車的永磁電動(dòng)機(jī)。

2、其目的在于：通過(guò)移動(dòng)永磁體降低電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生，并針對(duì)永磁體進(jìn)行散熱，以維持永磁體的性能。

3、本發(fā)明的技術(shù)方案為一種用于新能源汽車的永磁電動(dòng)機(jī)，包括外殼，設(shè)置于外殼頂部的接線盒，還包括設(shè)置于外殼內(nèi)部的切換機(jī)構(gòu)，以及設(shè)置于外殼遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一側(cè)的換熱機(jī)構(gòu)；

4、所述切換機(jī)構(gòu)用于切換電機(jī)的工作模式，換熱機(jī)構(gòu)用于對(duì)電機(jī)內(nèi)部零件進(jìn)行針對(duì)性散熱；

5、所述切換機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于外殼內(nèi)部靠近接線盒一側(cè)的定子，設(shè)置于定子內(nèi)側(cè)的繞組，開(kāi)設(shè)于外殼靠近定子一側(cè)的軸孔，設(shè)置于軸孔內(nèi)側(cè)的輸出軸，設(shè)置于輸出軸靠近軸孔一側(cè)的驅(qū)動(dòng)單元，以及設(shè)置于輸出軸靠近驅(qū)動(dòng)單元一側(cè)的橫移單元。

6、進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)單元包括設(shè)置于輸出軸靠近軸孔一側(cè)的轉(zhuǎn)子，以及四個(gè)環(huán)形陣列開(kāi)設(shè)于轉(zhuǎn)子靠近軸孔一側(cè)的磁障孔。

7、進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)子的厚度與定子的厚度相匹配，磁障孔的外形為弧形。

8、進(jìn)一步的，所述橫移單元包括四個(gè)環(huán)形陣列開(kāi)設(shè)于轉(zhuǎn)子外側(cè)的插槽，開(kāi)設(shè)于插槽靠近輸出軸一側(cè)的卡槽，四個(gè)環(huán)形陣列開(kāi)設(shè)于輸出軸中部的滑槽，套設(shè)于輸出軸中部的軸套，開(kāi)設(shè)于軸套靠近轉(zhuǎn)子一側(cè)的通孔，四個(gè)環(huán)形陣列設(shè)置于通孔內(nèi)壁的滑塊，滑塊的外側(cè)與滑槽之間滑動(dòng)連接，四個(gè)環(huán)形陣列設(shè)置于軸套靠近轉(zhuǎn)子一側(cè)的支桿，設(shè)置于支桿遠(yuǎn)離輸出軸一側(cè)的卡條，設(shè)置于卡條遠(yuǎn)離輸出軸一側(cè)的固定套，開(kāi)設(shè)于固定套靠近轉(zhuǎn)子一側(cè)的容納腔，設(shè)置于容納腔內(nèi)部的永磁體，設(shè)置于外殼內(nèi)壁頂部的支架，開(kāi)設(shè)于支架底部的內(nèi)孔，以及設(shè)置于支架內(nèi)部的線圈。

9、進(jìn)一步的，所述插槽的外形與固定套的外形相匹配，卡條的外形與卡槽相匹配，永磁體的長(zhǎng)度與容納腔的長(zhǎng)度相等，且永磁體的外形與容納腔相同。

10、進(jìn)一步的，所述通孔的直徑與輸出軸的外徑相匹配，內(nèi)孔的直徑大于輸出軸的外徑。

11、進(jìn)一步的，所述換熱機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于外殼遠(yuǎn)離定子一側(cè)的蓋板，若干個(gè)設(shè)置于蓋板中部的鰭片，設(shè)置于外殼內(nèi)壁靠近蓋板一側(cè)的固定環(huán)，設(shè)置于固定環(huán)遠(yuǎn)離蓋板一側(cè)的圓筒，若干個(gè)環(huán)形陣列開(kāi)設(shè)于圓筒遠(yuǎn)離固定環(huán)一側(cè)的通風(fēng)孔，圓筒的內(nèi)側(cè)與輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，以及設(shè)置于輸出軸靠近圓筒一側(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)單元。

12、進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)動(dòng)單元包括若干個(gè)環(huán)形陣列設(shè)置于輸出軸靠近圓筒位置的輻條，共同設(shè)置于若干個(gè)輻條遠(yuǎn)離輸出軸一側(cè)的連接環(huán)，若干個(gè)環(huán)形陣列設(shè)置于連接環(huán)外側(cè)的葉片。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

14、1.通過(guò)設(shè)置的切換機(jī)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)能夠在運(yùn)行過(guò)程中將永磁體移出繞組范圍，從而減少反向電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生，這種設(shè)計(jì)使電機(jī)具備在磁阻同步模式和永磁同步模式之間切換的能力，在高速運(yùn)行時(shí)，永磁體退出繞組范圍，電機(jī)主要依靠磁阻轉(zhuǎn)矩工作，降低反向電動(dòng)勢(shì)對(duì)性能的限制，擴(kuò)展電機(jī)的調(diào)速范圍，在低速或需要高扭矩輸出時(shí)，永磁體重新進(jìn)入繞組范圍，電機(jī)切換至永磁同步模式，利用永磁體提供的磁場(chǎng)增強(qiáng)轉(zhuǎn)矩輸出和效率，這種模式切換機(jī)制使電機(jī)在不同工況下都能發(fā)揮最佳性能，兼顧低速高扭矩和高速高效運(yùn)行的需求，通過(guò)靈活切換，電機(jī)能夠適應(yīng)更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，同時(shí)減少永磁體在高速運(yùn)行時(shí)的退磁風(fēng)險(xiǎn)，提升系統(tǒng)的可靠性和使用壽命。

15、2.通過(guò)設(shè)置的換熱機(jī)構(gòu)，能夠?qū)ν顺隼@組的永磁體進(jìn)行散熱，確保其溫度保持在合適范圍內(nèi)，當(dāng)永磁體退出繞組范圍時(shí)，換熱機(jī)構(gòu)將永磁體產(chǎn)生的熱量傳遞到外部環(huán)境中，這種設(shè)計(jì)避免了永磁體在高速運(yùn)行或高負(fù)載條件下因溫度過(guò)高而發(fā)生退磁，從而維持電機(jī)的性能和可靠性，確保其在不同工況下都能處于穩(wěn)定的工作溫度，通過(guò)這種方式，永磁體在退出繞組后即可得到及時(shí)的冷卻，為電機(jī)在磁阻同步模式和永磁同步模式之間切換提供了溫度保障，這種散熱設(shè)計(jì)不僅延長(zhǎng)了永磁體的使用壽命，還提升了電機(jī)在復(fù)雜工況下的適應(yīng)能力，為高性能電機(jī)的開(kāi)發(fā)提供了支持。

16、3.通過(guò)設(shè)置的轉(zhuǎn)動(dòng)單元，能夠?qū)㈦姍C(jī)輸出軸的扭矩直接轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力，這種設(shè)計(jì)充分利用電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的機(jī)械能，避免額外增設(shè)動(dòng)力源，從而節(jié)約能源并簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，這種集成化的設(shè)計(jì)減少了能量傳遞過(guò)程中的損耗，提高了整體效率，通過(guò)這種方式，電機(jī)在完成主要驅(qū)動(dòng)功能的同時(shí)，還能兼顧葉片驅(qū)動(dòng)的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，降低設(shè)備復(fù)雜性和能源消耗。

技術(shù)特征：

1.一種用于新能源汽車的永磁電動(dòng)機(jī)，包括外殼，設(shè)置于外殼頂部的接線盒，其特征在于：還包括設(shè)置于外殼內(nèi)部的切換機(jī)構(gòu)，以及設(shè)置于外殼遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一側(cè)的換熱機(jī)構(gòu)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于新能源汽車的永磁電動(dòng)機(jī)，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)單元包括設(shè)置于輸出軸靠近軸孔一側(cè)的轉(zhuǎn)子，以及四個(gè)環(huán)形陣列開(kāi)設(shè)于轉(zhuǎn)子靠近軸孔一側(cè)的磁障孔。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于新能源汽車的永磁電動(dòng)機(jī)，其特征在于：所述轉(zhuǎn)子的厚度與定子的厚度相匹配，磁障孔的外形為弧形。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于新能源汽車的永磁電動(dòng)機(jī)，其特征在于：所述橫移單元包括四個(gè)環(huán)形陣列開(kāi)設(shè)于轉(zhuǎn)子外側(cè)的插槽，開(kāi)設(shè)于插槽靠近輸出軸一側(cè)的卡槽，四個(gè)環(huán)形陣列開(kāi)設(shè)于輸出軸中部的滑槽，套設(shè)于輸出軸中部的軸套，開(kāi)設(shè)于軸套靠近轉(zhuǎn)子一側(cè)的通孔，四個(gè)環(huán)形陣列設(shè)置于通孔內(nèi)壁的滑塊，滑塊的外側(cè)與滑槽之間滑動(dòng)連接，四個(gè)環(huán)形陣列設(shè)置于軸套靠近轉(zhuǎn)子一側(cè)的支桿，設(shè)置于支桿遠(yuǎn)離輸出軸一側(cè)的卡條，設(shè)置于卡條遠(yuǎn)離輸出軸一側(cè)的固定套，開(kāi)設(shè)于固定套靠近轉(zhuǎn)子一側(cè)的容納腔，設(shè)置于容納腔內(nèi)部的永磁體，設(shè)置于外殼內(nèi)壁頂部的支架，開(kāi)設(shè)于支架底部的內(nèi)孔，以及設(shè)置于支架內(nèi)部的線圈。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于新能源汽車的永磁電動(dòng)機(jī)，其特征在于：所述插槽的外形與固定套的外形相匹配，卡條的外形與卡槽相匹配，永磁體的長(zhǎng)度與容納腔的長(zhǎng)度相等，且永磁體的外形與容納腔相同。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于新能源汽車的永磁電動(dòng)機(jī)，其特征在于：所述通孔的直徑與輸出軸的外徑相匹配，內(nèi)孔的直徑大于輸出軸的外徑。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于新能源汽車的永磁電動(dòng)機(jī)，其特征在于：所述換熱機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于外殼遠(yuǎn)離定子一側(cè)的蓋板，若干個(gè)設(shè)置于蓋板中部的鰭片，設(shè)置于外殼內(nèi)壁靠近蓋板一側(cè)的固定環(huán)，設(shè)置于固定環(huán)遠(yuǎn)離蓋板一側(cè)的圓筒，若干個(gè)環(huán)形陣列開(kāi)設(shè)于圓筒遠(yuǎn)離固定環(huán)一側(cè)的通風(fēng)孔，圓筒的內(nèi)側(cè)與輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，以及設(shè)置于輸出軸靠近圓筒一側(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)單元。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于新能源汽車的永磁電動(dòng)機(jī)，其特征在于：所述轉(zhuǎn)動(dòng)單元包括若干個(gè)環(huán)形陣列設(shè)置于輸出軸靠近圓筒位置的輻條，共同設(shè)置于若干個(gè)輻條遠(yuǎn)離輸出軸一側(cè)的連接環(huán)，若干個(gè)環(huán)形陣列設(shè)置于連接環(huán)外側(cè)的葉片。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)一種用于新能源汽車的永磁電動(dòng)機(jī)，包括外殼，設(shè)置于外殼頂部的接線盒，還包括設(shè)置于外殼內(nèi)部的切換機(jī)構(gòu)，以及設(shè)置于外殼遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一側(cè)的換熱機(jī)構(gòu)；切換機(jī)構(gòu)用于切換電機(jī)的工作模式，換熱機(jī)構(gòu)用于對(duì)電機(jī)內(nèi)部零件進(jìn)行針對(duì)性散熱；切換機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于外殼內(nèi)部靠近接線盒一側(cè)的定子，設(shè)置于定子內(nèi)側(cè)的繞組，開(kāi)設(shè)于外殼靠近定子一側(cè)的軸孔，設(shè)置于軸孔內(nèi)側(cè)的輸出軸，設(shè)置于輸出軸靠近軸孔一側(cè)的驅(qū)動(dòng)單元。通過(guò)設(shè)置切換機(jī)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)能夠在運(yùn)行過(guò)程中將永磁體移出繞組范圍，從而減少反向電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生，并與換熱機(jī)構(gòu)配合對(duì)退出繞組的永磁體進(jìn)行散熱，確保其溫度保持在合適范圍內(nèi)。

技術(shù)研發(fā)人員：蘇江,徐寒,劉子恒,黃煒豪,李錦怡
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15