[发明专利]混合动力汽车用五相容错式永磁行星齿轮电机及工作方法

权利要求书

1.一种混合动力汽车用五相容错式永磁行星齿轮电机，电机最外圈是定子（1），每个定子槽中有一相电枢绕组（2），每两相电枢绕组（2）之间有一个容错齿（7），径向相对的两套电枢绕组（2）串联构成一相，其特征是：定子（1）内依次套有同轴的永磁齿圈（3）、永磁太阳齿轮（5），永磁齿圈（3）内、外表面上均贴有几对永磁体，内、外表面上相对应的两块永磁体的中心线位于径向上且两个中心线相重合，内表面上的永磁体紧密排列，外表面上的相邻两个永磁体（6）之间留有空隙，永磁齿圈（3）外表面上的永磁体和定子（1）之间留有气隙；

永磁齿圈（3）内表面和永磁太阳齿轮（5）外表面之间是4个沿圆周方向均布的相同的永磁行星齿轮（4），每个永磁行星齿轮（4）外表面上紧密贴有永磁体，永磁行星齿轮（4）连接行星架（8）；永磁行星齿轮（4）外表面上的永磁体与永磁齿圈（3）内表面上的永磁体之间留有气隙；

永磁太阳齿轮（5）外表面上贴有几对紧密排列的永磁体，永磁太阳齿轮（5）外表面上的永磁体和永磁行星齿轮（4）外表面上的永磁体之间留有气隙； 

所有的永磁体沿各自所在的圆的径向充磁，且相邻两个永磁体是按N、S、N、S顺序排列；

在初始位置，在径向上，永磁太阳轮（5）和永磁行星轮（4）之间最靠近的两块永磁体极性相反，永磁行星轮（4）与永磁齿圈（3）之间最靠近的两块永磁体极性相同，永磁齿圈（3）内外两层相对应的两块永磁体极性相同。

2.根据权利要求1所述的混合动力汽车用五相容错式永磁行星齿轮电机，其特征是：永磁齿圈（3）极对数                                                、永磁太阳轮（5）极对数以及永磁行星轮（4）极对数满足关系式：。

3.根据权利要求1所述的混合动力汽车用五相容错式永磁行星齿轮电机，其特征是：永磁齿圈（3）半径、永磁太阳齿轮（5）半径以及永磁行星齿轮（4）半径满足关系式：。

4.根据权利要求1所述的混合动力汽车用五相容错式永磁行星齿轮电机，其特征是：所述永磁齿圈（3）外表面上贴有的每个永磁体的极弧均为7°，所述气隙是1mm。

5.一种如权利要求1所述的混合动力汽车用五相容错式永磁行星齿轮电机的工作方法，其特征是采用如下步骤：

A、将行星架（8）的输出端口固定连接于混合动力汽车的驱动轴（15），将永磁太阳齿轮（5）通过机械离合器（16）和发动机（11）相连，电池组（14）通过一个整流逆变器连接启动发电一体机（12），通过另一个整流逆变器连接电枢绕组（2），将启动发电一体机（12）连接发动机（11）的输出轴；

 B、混合动力汽车在纯电动启动、低速巡航时，关闭发动机（11），断开机械离合器（16），固定永磁太阳轮（5），电池组（14）通过整流逆变器（13）对放电，永磁齿圈（3）旋转，永磁行星轮（4）自转且公转，永磁行星轮（4）通过行星架（8）把电功率转化为机械功率传输给混合动力汽车的驱动轴（15）；

C、混合动力汽车在高速巡航时，固定永磁齿圈（3），闭合机械离合器（16），发动机（11）带动永磁太阳轮（5）旋转，永磁行星轮（4）及行星架（8）旋转，把能量传输给驱动轴（15）；同时发动机（11）向电池组（14）充电；

D、混合动力汽车在爬坡、重载、加速时，当所需负载转矩大于永磁太阳轮（5）的最大拖动转矩时，发动机（11）拖动永磁太阳轮（5）旋转的同时，电池组（14）对电枢绕组（2）放电，永磁齿圈（3）转动，永磁齿圈（3）和永磁太阳轮（5）一起带动永磁行星轮（4）转动，通过行星架（8）把电功率和机械功率传输给驱动轴（15）；

E、混合动力汽车在减速、制动时，关闭发动机（11），断开机械离合器（16），固定永磁太阳轮（5），永磁行星轮（4）带动永磁齿圈（3）旋转，通过电枢绕组（2）对电池组（14）充电。