本發明屬于混合動力車技術領域，具體涉及一種雙轉子電機。

背景技術：

目前，包含雙轉子電機的混合動力系統結構如圖1所示，發動機1的輸出軸直接與雙轉子電機的內轉子2相連，中間轉子3的輸出軸與主減速器5相連。雙轉子電機中，內轉子2與中間轉子3構成內電機23、中間轉子3與定子4構成外電機43，內轉子繞組通過滑環和第一電力電子變換器7與電池6的電極相連，電池電極還通過第二電力電子變換器8連接至定子繞組。

混合動力車行駛時，發動機工作在最佳燃油利用率附近，內電機工作在發電狀態，通過第一電力電子變換器向外電機傳輸電能。電池起到能量平衡的作用，當車輛需求轉矩較小時，電池吸收內電機發出的多余的電能，當車輛需求轉矩較大時，電池通過第二電力電子變換器釋放電能補充外電機轉矩。當車輛剎車時，外電機可以工作在發電狀態回收能量，并通過第二電力電子變換器傳遞給電池充電。該雙轉子電機特別適用于頻繁起停的城市道路中，但是，它存在以下問題：

1、由于汽車的工作環境惡劣，如存在震動、噪聲、電磁干擾等因素，電氣系統易失效，當電氣系統發生故障時，起動力產生和動力傳輸作用的雙轉子電機不能工作，汽車無法行駛而停車，給用戶帶來了很大困擾。現有技術通常采用優化控制系統電路設計和器件布局等手段，雖然一定程度上能減弱電磁干擾帶來的影響，增強其可靠性，但仍然不能避免電力電子變換器中的逆變器和控制系統出現故障。

2、汽車在高速行駛時，普通燃油汽車發動機燃油利用率和整車效率都在比較高，利用雙轉子電機實施機械傳動的效率較低；在這種情況下，混合動力車與普通車輛相比沒有節能的優勢，盡管運用高性能材料和先進的控制策略可以提高雙轉子電機的傳動效率，但雙轉子電機仍然小于傳統的機械傳動機構。

技術實現要素：

針對現有技術中存在的技術問題，本發明所要解決的技術問題就是提供一種混合動力車用復合結構雙轉子電機，它能夠避免電氣系統故障造成的汽車停車，且在汽車長時間高速行駛時機械傳動維持高效率。

本發明所要解決的技術問題是通過這樣的技術方案實現的，它包括由內轉子與中間轉子構成的內電機以及由中間轉子與定子構成的外電機，中間轉子面向發動機一側的側面上裝有齒輪，發動機輸出軸上裝有套筒，齒輪的外齒與套筒的內齒配合，推動套筒沿軸向移動的推桿與套筒連接；

或者中間轉子面向發動機一側的側面上裝有套筒，發動機輸出軸上裝有齒輪，齒輪的外齒與套筒的內齒配合，推動齒輪沿軸向移動的推桿與齒輪連接。

套筒與齒輪嚙合后，本發明可用作單轉子電機，或者單轉子電機不工作，僅用于機械傳動；套筒與齒輪分離后，本發明恢復雙轉子電機的功能。

本發明的技術效果是：在電氣系統發生故障時，本發明仍能實現動力傳輸功能，避免了行進中的汽車停車，同時在長時間高速行駛時能獲得理想的機械傳動效率。

附圖說明

本發明的附圖說明如下：

圖1為現有技術中具有雙轉子電機的混合動力系統結構示意圖；

圖2為具有本發明的混合動力系統結構示意圖；

圖3為圖2中齒輪和套筒的結構示意圖。

圖中：1.發動機；2.內轉子；23.內電機；3.中間轉子；4.定子；43.外電機；5.主減速器；6.電池；7.第一電力電子變換器；8.第二電力電子變換器；11.齒輪；12.套筒；13.推桿。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明：

如圖2和圖3所示，本發明包括由內轉子2與中間轉子3構成的內電機23以及由中間轉子3與定子4構成的外電機43，中間轉子3面向發動機一側的側面上裝有齒輪11，發動機輸出軸上裝有套筒12，齒輪11的外齒與套筒12的內齒配合，推動套筒沿軸向移動的推桿13與套筒12連接。

中間轉子3可以是單鼠籠型、單永磁型、雙鼠籠型、雙永磁型或鼠籠永磁復合型。

本發明的工作原理是：

在電池電量較低時，啟動汽車發動機，內電機23工作在發電狀態，通過第一電力電子變換器給電池充電，同時向外電機43輸送電能使外電機工作在電動狀態。內轉子2通過磁場耦合傳遞給中間轉子3部分轉矩，中間轉子3輸出軸連接至汽車主減速齒輪驅動汽車前進，此時汽車工作在混合動力模式。

在城市道路使用時，通過推桿13將套筒12與齒輪11嚙合，發動機離合器斷開，本發明的內轉子與中間轉子連為一體，電池向外電機43提供電能驅動車輛行駛，此時車輛工作在純電動模式。

當汽車在高速公路上行駛時，通過推桿13將套筒12與齒輪11嚙合，發動機離合器嚙合，發動機直接驅動車輛行駛，電氣系統退出工作，可以一方面提高電池和電力電子變換器的使用壽命，另一方面提高混合動力車的效率。

在電氣系統發生故障時，推桿13推動套筒12與齒輪11嚙合，混合動力車仍然能夠行駛，不會出現停車事故，用戶可以自行開往維修公司維修。

安裝本發明的混合動力車電池裝有充電接口，用戶在不使用汽車時可以將電池連接至市電進行充電。

容易理解地，與上述實施例相對應，將中間轉子3面向發動機一側的側面上裝上套筒12，發動機輸出軸上裝上齒輪11，齒輪11的外齒與套筒12的內齒配合，推動齒輪沿軸向移動的推桿13與齒輪11連接。該結構的工作原理同上述實施例一樣。

本發明具有以下優點：

1、創造性地將機械齒輪和雙轉子電機結合在一起，解決了雙轉子電機長期存在的因電氣系統故障引起停車的問題和高速行駛時傳動效率過低的問題，拓寬了雙轉子電機應用范圍，提高了混合動力車的可靠性；

2、將本發明應用于混合動力車中，增加了雙轉子電機工作模式，提高了混合動力車的燃油經濟性；

3、本發明的電氣系統發生故障時，混合動力車仍然可以行駛，避免了拖車費用和用戶等待時間，節省了車輛維修成本，具有較好的社會效益。