CN117595584A - 发电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发电机，包括电机壳体，内部形成有安装空间，该电机壳体的一侧凹设有一安装槽；定转子总成，设置在所述安装空间内；控制器总成，与所述定转子总成电气连接，该控制器总成包括一控制器壳体，所述控制器壳体安装于所述安装槽并与所述电机壳体可拆卸固定。本发明中控制器总成与电机壳体之间可拆卸固定，因此两者可以完整独立分开，可实现独立生产及试验，同时在售后中可以快速进行模块更换，减少了维修更换成本，同时减少了很多零部件，如三相高压线，冷却水接水管，控制器机盖等，节约了制造成本，同时降低产品包络，提高了整个发电机***功率密度，且减少对安装空间的需求。

Description

发电机

技术领域

本发明是关于车辆制造领域，特别是关于一种集成式的发电机。

背景技术

发电机是汽车上一个重要的部件，主要功能都是为整车蓄电池充电，满足整车电器用电需求。车用发电机的工作原理是当外电路通过电刷使励磁绕组通电时，便产生磁场，使爪极被磁化为N极和S极。当发动机带动转子旋转时，磁通交替地在定子绕组中变化，根据电磁感应原理，定子的三相绕组中便产生交变的感应电动势。

随着科技的发展，环保被越来越多的行业领域所重视。在汽车领域中，全球很多国家、地区已经宣布将在未来禁售燃油车辆，对此，越来越多的整车厂商已停止或即将停止内燃机的研发，将大力研发以混合动力、纯电形式为代表的新能源车辆。虽然纯电汽车完全摆脱了燃油的束缚，在驾驶感受等方面具有较大的优势，但不够完善的配套设施建设限制了纯电汽车的使用，因此混合动力汽车成为很多消费者尤其是家庭首辆用车的首选。

与纯电汽车不同的是，混合动力汽车仍旧搭载有内燃机，根据混合动力形式的不同，内燃机或直接参与车辆驱动，或仅驱动发电机为蓄电池充电。与传统燃油车不同在于，由于车辆电器更多，蓄电池容量更大，混合动力车辆中的发电机承担的作用更大，对发电机的要求也更高，普通燃油车上的发电机已不适用于混合动力车辆的发展。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的发电机，以解决现有技术中混合动力车辆对发电机的要求。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种发电机，包括电机壳体，内部形成有安装空间，该电机壳体的一侧凹设有一安装槽；定转子总成，设置在所述安装空间内；控制器总成，与所述定转子总成电气连接，该控制器总成包括一控制器壳体，所述控制器壳体配合安装于所述安装槽并与所述电机壳体之间可拆卸固定。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述控制器总成还包括与所述定转子总成电气连接的控制元件，所述控制器壳体包括用于容纳所述控制元件的容纳槽，和/或所述控制器壳体和电机壳体的接触面之间贴合。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述定转子总成包括凸伸于所述安装槽一侧边缘的插头，所述控制器壳体的一侧设置有与所述插头配合插接的插座，所述插座与控制元件之间电性连接。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述控制器壳体上设置有连通所述容纳槽的散热窗口，和/或所述控制器壳体的外表面上设置有第一散热筋。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述控制器壳体包括第一进液口、第一出液口以及连通所述第一进液口和第一出液口的冷却通道。

在本发明的一个或多个实施方式中，还包括设置在所述安装空间内的水套，所述水套包括第二进液口和第二出液口，所述电机壳体上开设有连通所述安装空间的第三进液口和第三出液口，所述第二进液口通过所述第三进液口与外部空间连通，所述第二出液口通过所述第三出液口与外部空间连通。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述控制器壳体包括第一进液口、第一出液口以及连通所述第一进液口和第一出液口的冷却通道，所述第一出液口通过第三进液口与所述第二进液口连通。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述水套抵接于所述定转子总成和电机壳体之间。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述电机壳体的外表面上设置有第二散热筋，和/或所述安装槽的内表面凸伸有第三散热筋。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述定转子总成包括延伸至所述电机壳体外的花键，所述花键与控制器总成位于所述电机壳体相对的两侧。

与现有技术相比，根据本发明实施方式的发电机，控制器总成与电机壳体之间可拆卸固定，因此两者可以完整独立分开，可实现独立生产及试验，同时在售后中可以快速进行模块更换，减少了维修更换成本，同时减少了很多零部件，如三相高压线，冷却水接水管，控制器机盖等，节约了制造成本，同时降低产品包络，提高了整个发电机***功率密度，并减少了对安装空间的需求。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的发电机的主视图；

图2是根据本发明一实施方式的发电机的侧视图；

图3是根据本发明一实施方式的发电机的俯视图；

图4是根据本发明一实施方式的发电机的***图；

图5是根据本发明一实施方式的发电机的部分拆解图；

图6是根据本发明一实施方式的发电机另一角度的部分拆解图；

图7是根据本发明一实施方式的水套的示意图。

主要附图标记说明：

100-发电机，10-电机壳体，11-第二安装环，12-第二散热筋，13-第三进液口，14-第三出液口，15-第三散热筋，16-盖板，161-第四散热筋，20-控制器总成，21-控制器壳体，211-第一安装环，212-第一进液口，213-第一出液口，214-第一散热筋，215-容纳槽，216-散热窗口，217-连接插口，22-控制元件，30-定转子总成，31-花键，32-插头，40-水套，41-第二进液口，42-第二出液口。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本说明书中各实施例采用递进方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

近年来，碳中和已经成为全球范围内的热门话题，随着气候变化的加剧和可持续发展呼声的日益高涨，碳中和被认为是减少温室气体排放、保护环境的重要手段之一。相较于传统燃油车，以纯电动汽车、混合动力汽车为代表的新能源汽车具有零/低排放、低能耗的特点，对实现碳中和目标具有重要意义。但目前还不够完善的配套补能设施建设，限制了纯电动汽车的使用。因此，混合动力汽车成为了很多补能不便的消费者的首选。

与纯电汽车不同，混合动力汽车依旧搭载了内燃机，根据混合动力形式的不同，内燃机或直接参与车辆驱动，或仅驱动发电机为蓄电池充电，由驱动电机驱动车辆行驶。而与传统燃油车不同，随着技术的发展，车辆搭载的电器数量越来越多，用电需求越来越大，蓄电池容量也在不断增大，因此对车载发电机的要求也越来越高。

而无论何种混合动力形式下的发电机，其都是由发动机驱动转子转动，磁通交替地在定子绕组中变化，从而产生交变地感应电动势并产生电能。而发电机控制器的作用是当发电机转速变化时，自动控制发电机电压，使其保持恒定，防止发电机电压过高损坏用电设备和蓄电池，同时防止发电机电压过低，使电源设备工作异常，以及电池充电不足。在传统地燃油车发电机中，控制器通常被集成在发电机主体上，虽然固定效果更好，但通过大量维修更换案例发现，发电机主体损坏或故障概率明显低于控制器，但由于一体化的设计，导致需要更换整个发电机总成，成本较高，且容易造成资源浪费。

对此，本发明提出一种改进的发电机100，如图1至图7所示，主要包括电机壳体10、控制器总成20、定转子总成30几部分，定转子总成30被设置在电机壳体10内的安装空间内，由发动机带动其转子部分相对定子部分转动，将机械能转化为电能。

与传统形式发电机不同，在本实施例中，控制器总成20与电机壳体10之间为可拆卸固定，因此在主体部分或控制器部分发生故障或损坏需要维修时可以单独进行更换，降低了成本避免了资源浪费。

具体如图5所示，在电机壳体10的外表面上对应于控制器总成20的位置处形成有安装槽结构，控制器壳体21对应安装在该安装槽区域内。

进一步的，为提高电机壳体10和控制器壳体21之间的安装效果，令两者的接触面相贴合，在电机壳体10安装槽的***形成有第二安装环11，该第二安装环11形成于朝向控制器总成20的一侧并向外凸伸，在控制器壳体21上同样形成有第一安装环211，两个安装环即为两个壳体之间的接触面，其形状相同并且可以紧密贴合，因此通过常用的螺栓固定方式即可将控制器总成20紧密贴合固定在电机壳体10上，并且固定效果较好，不存在间隙。

优选的，在安装过程中，可以在第一安装环211和第二安装环11之间打上密封胶，以进一步提高密封性能，防止水或者其他异物进入，影响控制器总成20的性能甚至导致故障或者损坏等，保证稳定性。

如图6所示，控制器壳体21形成有容纳槽215，控制元件22被固定在容纳槽215内，并与定转子总成30电气连接，以控制输出的电压电流，避免损坏蓄电池或车载电器。该容纳槽215位于第一安装环211的范围内，其直接面向电机壳体10，并未采用封闭设计，因此进一步减少了控制器总成20的部件数量，如三相高压线、冷却水接水管、控制器机盖等，降低了制造成本，且产品包络同步降低，提高了整个发电机100***功率密度，减少对安装空间的需求，更加适合混动***。

如图5所示，定转子总成30与控制器总成20电气连接的插头32凸伸于电机壳体10的安装槽(即第一安装环211范围)内，在控制器壳体21内设置有相对应的插座(图未示)，因此在安装控制器总成20的过程中也一并完成了控制原件22与定转子总成30连接，减少了操作步骤，提高了安装效率。

车辆发电机在工作过程中会产生热量，为保证正常工作，需要对发电机进行冷却。传统的车辆发电机通常采用风冷的冷却方式，即发电机外壳采用镂空的方式，气流直接进入发电机内部进行散热。由于外壳镂空，在工作过程中可能会有异物进入影响正常运行，并且较炎热的环境可能也会影响发电机的正常工作。

因此，本实施例中的发电机100采用了液冷的方式，并且为保证工作效果，对控制器总成20也进行了冷却。具体如图5和6所示，在控制器外壳21上开设有第一进液口212和第一出液口213，在内部形成有冷却通道(图未示)。冷却水(也可以为其他冷却液，在此不做赘述)由第一进液口212进入冷却通道后通过第一出液口213流出，带走热量保证控制器总成20的工作温度，降低出现故障或者损坏的概率。

同时，在控制器壳体21设置有水套40，该水套40包围于定转子总成30和控制器壳体21的内壁之间进行散热。优选的，水套40和控制器壳体21的冷却通道连通，冷却水流经控制器壳体21后进入电机壳体10内对其进行冷却，最后冷却水流出并进入水箱散热。

具体如图5、6和7所示，水套40包括第二进液口41和第二出液口42，电机壳体10上设置有第三进液口13和第三出液口14，第二进液口41通过第三进液口13与第一出液口213连通，第二出液口42通过第三出液口14与外部空间连通。因此，在电机壳体10和控制器总成20之间构成了完整的冷却回路，冷却水由第一进液口212流入，流经控制器壳体21和电机壳体10后由第三出液口14流出。

优选的，第一出液口213开设在第一安装环211上，第三进液口13开设在第二安装环11上，由于两个安装环可以紧密贴合，因此第三进液口13可以直接对接第一出液口213，因此在连接冷却管路时更为方便。

发电机100通过连接插口217与车辆蓄电池连接，该连接插口217与第一进液口212分设在控制器壳体21的两侧，以避免在第一进液口212处发生泄露导致冷却水滴落在连接插口217上引发危险。

以上设置方式中发电机100与水箱只存在一条冷却回路，整体走线更为简洁，成本更低。当然，也可以选择电机壳体10和控制器总成20两者独立冷却的方式，即两者分别连接水箱进行降温，此时在发电机100和水箱之间具有两条冷却回路。

通常冷却水会流至水箱内通过风扇散热，而在本实施例中，在控制器壳体21的外表面还形成有多条第一散热筋214，通过提高控制器壳体21与空气的接触面积来辅助散热，提高散热效果。由图5可知，第一散热筋214呈交叉的“井”字形结构。

为进一步提高控制器壳体21的散热效果，在控制器壳体21上还开设有连通内部容纳槽215的散热窗口216。综上，容纳槽215内的热量可被三种形式的散热方式带走，其一为冷却管路内的冷却水；其二为传递至控制器壳体21本体后被进一步传递至外部空间，表面的第一散热筋214可提高与空气接触面积提高散热效果；其三为通过散热窗口216直接排至外部空间。通过设置多重散热方式，可以将控制器壳体21控制在合理的温度范围内，进一步降低损坏的概率。

在本实施例中，水套40套设在定转子总成30和电机壳体10的内壁之间，并分别与两者接触，因此定转子总成30的热量可直接通过水套40表面传递至内部冷却水。同时由于紧贴电机壳体10的内壁，因此电机壳体10还会带走部分水套40的热量，并且在外表面设置有多条第二散热筋12，通过第二散热筋12提高与空气的接触面积，进行辅助散热，提高散热效果，该第二散热筋12阵列设置在电机壳体10的侧面。

同时，在安装槽内(即第一安装环11范围内)也设置了第三散热筋15，因此部分热量可通过控制器壳体21传递至外部空间。并且如图5所示，第三散热筋15包括由中心向外辐射的部分以及圆形部分，故第三散热筋15整体呈蛛网结构。

如图6所示，定转子总成30具有凸伸至电机壳体10外的花键31，发电机10通过该花键31与车辆发动机直连，相较于传统的皮带轮和皮带传动，直驱发电机减少了传输损耗，提高了传递效率，同时可以将发电机100集成在发动机一侧，可降低对发动机舱的空间占用，提高空间利用率。

为方便放置定转子总成30和水套40，在电机壳体10的另一侧设置为可拆卸的盖板16结构，并在盖板16中心位置开孔以供花键31伸出。并且，在该盖板16上同样设置有第四散热筋161，其采用与第三散热筋15相同的蛛网形式，在增加与空气接触面积提高散热效果时，也便于操作人员拿取。同时由于该侧除花键31外没有其他部件，第四散热筋161可占用更多盖板16的表面空间，因此可以设置更多的环状散热筋，与空气的接触面积更大，散热效果更好。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种发电机，其特征在于，包括：

电机壳体，内部形成有安装空间，该电机壳体的一侧凹设有一安装槽；

定转子总成，设置在所述安装空间内；

控制器总成，与所述定转子总成电气连接，该控制器总成包括一控制器壳体，所述控制器壳体配合安装于所述安装槽并与所述电机壳体之间可拆卸固定。

2.如权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述控制器总成还包括与所述定转子总成电气连接的控制元件，所述控制器壳体包括用于容纳所述控制元件的容纳槽，和/或

所述控制器壳体和电机壳体的接触面之间贴合。

3.如权利要求2所述的发电机，其特征在于，所述定转子总成包括凸伸于所述安装槽一侧边缘的插头，所述控制器壳体的一侧设置有与所述插头配合插接的插座，所述插座与控制元件之间电性连接。

4.如权利要求2所述的发电机，其特征在于，所述控制器壳体上设置有连通所述容纳槽的散热窗口，和/或

所述控制器壳体的外表面上设置有第一散热筋。

5.如权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述控制器壳体包括第一进液口、第一出液口以及连通所述第一进液口和第一出液口的冷却通道。

6.如权利要求1所述的发电机，其特征在于，还包括设置在所述安装空间内的水套，所述水套包括第二进液口和第二出液口，所述电机壳体上开设有连通所述安装空间的第三进液口和第三出液口，所述第二进液口通过所述第三进液口与外部空间连通，所述第二出液口通过所述第三出液口与外部空间连通。

7.如权利要求6所述的发电机，其特征在于，所述控制器壳体包括第一进液口、第一出液口以及连通所述第一进液口和第一出液口的冷却通道，所述第一出液口通过第三进液口与所述第二进液口连通。

8.如权利要求6所述的发电机，其特征在于，所述水套抵接于所述定转子总成和电机壳体之间。

9.如权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述电机壳体的外表面上设置有第二散热筋，和/或

所述安装槽的内表面凸伸有第三散热筋。

10.如权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述定转子总成包括延伸至所述电机壳体外的花键，所述花键与控制器总成位于所述电机壳体相对的两侧。