[发明专利]一种电动汽车用集成缓速制热的一体式电机系统

说明书

本发明公开了一种电动汽车用集成缓速制热的一体式电机系统，属于电动汽车制动领域。该一体式电机系统包括一体式电机、电子控制单元、电池组和车辆制热系统。一体式电机包括电机本体和缓速器，缓速器的定子与电机本体的机座连接，缓速器的转子与电机本体的转轴连接。一体式电机与电子控制单元连接，电子控制单元与电池组相连接。本发明将再生制动和缓速制动进行集成，增大了电动汽车的制动力矩；将再生制动和缓速制动产生的热量用于汽车空调制热，可解决制热耗能导致续航里程大幅下降的问题。

技术领域

本发明涉及一种电动汽车用集成缓速制热的一体式电机系统，属于电动汽车制动领域。

背景技术

电动汽车具有安全、环保和节能等特点，是解决石油资源短缺和大气污染问题的最佳途径之一。相比于普通轿车，电动客车、公交车和卡车等大型电动汽车每日的行驶时间和里程更长，消耗的资源也更多，因此发展大型电动汽车对于国家节能减排目标的实现更有意义。

目前制约电动汽车发展的瓶颈之一是能量问题。在冬季普通燃油汽车可利用发动机的燃烧余热来制热取暖，而电动汽车的制热方式主要为PTC热敏电阻加热，这一辅助设备消耗大量电能，对电动汽车的续航里程造成极大影响。在不同的测试工况及环境条件下，开启空调后电动汽车的续航里程最大可下降近40％～60％。目前电动汽车普遍采用电机再生制动来提高续驶里程，可回收制动能量的40％左右，但经过发电、充电和电加热等过程，最终到达车内的制热效率低于20％，因此该方式不能有效利用制动能量。另一方面，大型电动汽车具有短距离制动和频繁制动的特点，可回收的制动能量占车辆总动能的20～30％，缓速器在车辆制动之前将大部分行驶动能转化为热能，增强行车制动装置的制动效能，提高行车安全性和经济性。

现有的电动汽车再生制动和制热解决方案中，发明CN105667319A公开了一种纯电动车再生制动控制系统及其方法，通过判断及控制对再生制动与机械制动两种制动方式以及制动回能的利用方式进行合理选择，提高了制动能量的回收效率，但由于能量回收系统元件的容量和耐压等因素，实际的利用效率仍然较低。发明CN106451999A公开了一种液冷电涡流缓速器及缓速器热量利用系统，有效实现了对缓速器的及时降温和降低制动制动热衰退现象，又避免了取暖导致的电量消耗，但其所利用的电涡流缓速器耗电较大，同样会降低车辆续航里程，且电机和缓速器的分体式结构成本较高，占用空间较大。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种电动汽车用集成缓速制热的一体式电机系统，该系统将缓速器集成到电动汽车的电机中，通过控制器进行再生制动和缓速制动进行集成制动，同时连通电机本体的冷却液流道和缓速器的定子流道，制动产生的热量通过循环液进入车辆的制热系统，本系统具有结构紧凑和能量回收利用效率高等优点。

本发明采用的技术方案为一种电动汽车用集成缓速制热的一体式电机系统，该系统包括一体式电机、电子控制单元、电池组和车辆制热系统。

所述一体式电机包括电机本体和缓速器；缓速器的定子与所述电机本体的机座连接，缓速器的转子与电机本体的转轴连接。一体式电机与电子控制单元连接，电子控制单元和电池组相连接；一体式电机与车辆制热系统相连接。

在电动汽车制动时，所述的电机本体提供再生制动力并发电，电能进入电池组，电机本体为永磁同步电机或交流异步电机等。

所述缓速器至少包括转子和定子，转子和定子之间通过电磁/永磁涡流或液力耦合原理将车辆的动能转换为热能，并提供缓速制动力，所转换的热能进入一体式电机的循环液。

所述缓速器的定子流道与电机本体冷却液流道由连接水管连通，形成一体式电机的循环液流道，一体式电机再生制动和缓速制动的热量通过循环液进入电动汽车的制热系统。