混合动力车用水冷变频调速电机及发电机组

    我公司提出的“混合动力车用变频调速牵引电机及发电机组” ，主要创新点是用一大〈主动力电机〉，一小〈辅动力电机兼异步发电机，额定转矩是主动力电机的40%左右〉两台变频调速牵引电机通过离合器及端盖相联，成为牵引及发电机组。此机组的主动力电机轴直接和传动轴相联，辅动力电机通过其花键轴和端盖与发动机相联，这就形成了一种全新的混合动力汽车驱动系统方案。为了在较小的空间内安装两台电机及一个离合器，我们将电机的冷却方式由空气流动冷却改为循环水冷却，使相同功率等级电机的长度缩短了28%；发动机功率也可减小30%，又省去了变速箱，保证了盘底布置的合理性及可靠性。先后到北京航空航天、厦门金龙客车、无锡安源客车、东风电动汽车公司、浙江万向电动汽车公司商讨论证方案的可行性，并和有关车用变频器生产及控制单位商讨了整车动力系统电控方案及技术参数的确定。

●主要技术特点

①适合和汽车发动机、离合器拨动机构、传动轴、大梁联接并传递动力、并且以循环水冷式电机的电机结构；

②主动力电机和辅动力电机通过离合器、飞轮、花键轴、特殊法兰端盖联接，并在花键轴轴套上装离合器拨动机构，可适时控制两电机联接和分离，实现主动力电机单独工作或两电台电机功率叠加输出；

③具备低速大转矩、高速低转矩、短时高过载能力的转速——转矩特征，符合汽车动力特性要求；

④高达1：30的转速调节范围，多种形式的发电方法；

⑤变频起动状态下，仍有高达2.5倍额定转矩的起动转矩倍数；

⑥和同转矩的普通变频电机比，体积和重量均约减少20%以上。

●技术参数

电机冷却方式：水冷式；主动力电机：型号YCVF280M-8D；功率：110kW、电压：400V、电流：197.4A、频率：90Hz、效率：94.2%、功率因数：0.854、额定转矩：778N.m、峰值功率：220KW、额定转速：1335r/min、最高转速：3000r/min、绝缘：F级、防护等级：IP55

辅动力电机：型号YCVF280S-6C；功率：70kW、电压：400V、电流：121.4A、频率：85Hz、效率：93.5%、功率因数：0.89、额定转矩：393N.m、峰值功率：140KW、额定转速：1680r/min、最高转速：3000r/min、绝缘：F级、防护等级：IP55

电机型号：YCVF200M-4；功率：32kW、电压：200V、电流：109A、频率：67Hz、效率：93 %、功率因数：0.91、额定转矩：152N.m、峰值功率：64KW、额定转速：1980r/min、最高转速：4000r/min、绝缘：F级、防护等级：IP55。

●创造性和先进性、经济性：

（1）完全具备普通燃油车的动力性能；

（2）汽车起步、低速（30km/h以下）时主动力电机工作，两电机之间的离合器分离，辅动力电机及发动机不工作，实现了纯电动输出工作模式、废气零排放；

（3）在以主动力电机为动力行驶时，若蓄电池电力不足，可起动发动机拖动辅动力电机发电，对蓄电池充电，此时为混合动力输出工作模式，保证了汽车的续驶能力，废气排放比燃油车低30%。

（4）当汽车爬坡主动力电机输出转矩不足时，起动发动机以怠速运转并给辅动力电机供电，调整辅动力电机转速与发动机怠速一致，当主动力电机和辅动力电机转速一致时合上离合器，此时两台电机共同工作，而发动机空转, 两台电机输出转矩叠加，爬坡能力强，此时为另一种纯电动输出工作模式，解决了汽车爬坡时转矩不足的问题。废气排放比燃油车低。

（5）电动汽车蓄电池能否及时补电是决定汽车续驶里程的关键，本项目因有两台可各自独立工作的电机，则其发电的机率增大，主要有如下发电形式：

a.主动力电机单独运行为纯电动工作模式时，当汽车下坡、减速和制动时，电机在电控系统控制下，自动转换为再生发电状态对蓄电池充电，动能转变为电能，实现能量回收。

b.主动力电机单独运行为纯电动工作模式时，若蓄电池电力不足，则可起动发动机拖动辅动力电机发电，对蓄电池充电，主动力电机由蓄电池供电驱动汽车，此时汽车由纯电动转换为混合动力工作模式。

c.当汽车在堵车时，主动力电机停止工作，若蓄电池电力不足，此时可起动发动机运行在怠速（或小油门给油）拖动辅动力电机发电，对蓄电池充电。

d．当汽车以主动力电机为动力做纯电动运行，车速大于30km/h时，起动发动机拖动辅动力电机一起加速到和主动力电机转速一致，合上两电机之间的离合器，同时切断电机电源，汽车转换为由发动机驱动,此时成为燃油车，便于继续加大车速，此时发动机运行在经济速区，耗油较少。在路况好发动机功率有富裕的情况下，可以合上辅动力电机电源，使辅动力电机发电对蓄电池充电。废气排放比燃油车低。

（6）两台电机均是水冷式冷却，电机体积小，温升低，增加了电机寿命，减少了占用空间，使一车装两台电机成为可能。但变频器必须是两台（当然外壳可以是一个）。