基于LIN總線的低噪高效汽車交流發(fā)電機(jī)的制作方法

本發(fā)明涉及汽車交流發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于LIN總線的低噪高效汽車交流發(fā)電機(jī)。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代汽車的發(fā)展，汽車用電設(shè)備的數(shù)量不斷增加，對汽車發(fā)電機(jī)的輸出功率要求越來越高；環(huán)保與節(jié)能的規(guī)定越來越嚴(yán)，對今后車輛的要求是進(jìn)一步降低油耗。而另一方面，顧客對舒適性的要求更加高漲，與此相應(yīng)的是汽車的耗電量趨向于增加，這一部分電能相應(yīng)使油耗增加，為向用戶提供更好的汽車，就必須解決這兩個互相矛盾的要求。由此對交流發(fā)電機(jī)的要求是：提高發(fā)電機(jī)將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成電能的轉(zhuǎn)換效率；為減輕整車的質(zhì)量而追求減小體積與減輕質(zhì)量。此外，為了節(jié)油，發(fā)動機(jī)降低了怠速。與此相應(yīng)，要求發(fā)電機(jī)能夠在更低的轉(zhuǎn)速下供電。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題提供一種基于LIN總線的低噪高效汽車交流發(fā)電機(jī)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于LIN總線的低噪高效汽車交流發(fā)電機(jī)，包括外殼，固定設(shè)置在所述外殼中的定子、同軸設(shè)置于所述定子中的轉(zhuǎn)子、與所述定子的定子線圈輸出端電連接的橋式整流電路，其特征在于：還包括LIN總線調(diào)節(jié)器，所述LIN總線調(diào)節(jié)器的總線接口用于連接整車ECU，所述LIN總線調(diào)節(jié)器是通過整車ECU，根據(jù)不同工況發(fā)出相應(yīng)指令控制發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)。所述總線調(diào)節(jié)器通過LIN總線通訊協(xié)議，可以簡單可靠地實現(xiàn)同車上ECU（電子控制單元）雙向通信。LIN總線調(diào)節(jié)器向ECU發(fā)送如發(fā)電機(jī)負(fù)載狀況，芯片溫度，電氣、機(jī)械、溫度標(biāo)志位，發(fā)電機(jī)電壓值和轉(zhuǎn)速等參數(shù)，ECU根據(jù)總線調(diào)節(jié)器發(fā)送的反饋信息結(jié)合當(dāng)前工況和車身網(wǎng)絡(luò)其他單元（如發(fā)動機(jī)）的狀態(tài)，控制調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的電壓、負(fù)載響應(yīng)時間、勵磁電流等，優(yōu)化汽車交流發(fā)電機(jī)的性能。

作為優(yōu)選，所述定子線圈包括第一定子繞組和第二定子繞組，所述第一定子繞組和所述第二定子繞組并聯(lián)并且以30°的相位差嵌設(shè)于所述定子鐵芯中。第一定子繞組和第二定子繞組以30°的相位差嵌線，使得兩者產(chǎn)生的反作用磁動勢至少部分相互抵消，以在噪聲發(fā)生的源頭進(jìn)行降噪。

作為優(yōu)選，所述第一定子繞組和所述第二定子繞組均包括多個線圈子模塊，所述線圈子模塊包括由銅線彎曲形成彎曲限位部以及形成于所述彎曲限位部的兩端部之間的安裝口；所述安裝口設(shè)有連接部，多個所述線圈子模塊通過所述連接部電連接。所述線圈子模塊可沿軸向插入定子鐵芯的嵌線槽中，在通過所述連接部相互連接，形成整個第一定子繞組或第二定子繞組。使得線圈的安裝更加節(jié)省空間，實現(xiàn)線圈的無重疊嵌線，改善勵磁線圈的發(fā)熱，提高散熱性能。

作為優(yōu)選，所述連接部的一端與所述彎曲限位部連接并朝著所述安裝口的外側(cè)延伸形成用于連接其他線圈子模塊的另一端。

作為優(yōu)選，所述連接部還包括設(shè)于其兩個端部之間的彎曲部。相鄰所述線圈子模塊的連接部相互掛接即可連接。

作為優(yōu)選，所述銅線的橫截面為方形。提高所述定子線圈的滿槽率，降低所述定子線圈的內(nèi)阻。

作為優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)子包括相對設(shè)置的兩個爪極、同軸設(shè)于兩個所述爪極之間的線圈架以及嵌設(shè)在所述線圈架上的勵磁線圈；所述爪極包括垂直于所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸設(shè)置的爪極座以及設(shè)置在所述爪極座的內(nèi)側(cè)面上的爪極指；所述爪極座上與兩個爪極相鄰的爪極指的根部之間對應(yīng)的位置處設(shè)有第一導(dǎo)漆槽，所述第一導(dǎo)漆槽在所述爪極座的外壁沿所述轉(zhuǎn)子的軸向設(shè)置。所述轉(zhuǎn)子在滾浸過程中，絕緣漆通過所述第一導(dǎo)漆槽滲透至所述線圈架外壁，固定所述勵磁線圈的漆包線內(nèi)層，防止轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生漆包線斷裂現(xiàn)象。

作為優(yōu)選，所述線圈架包括與所述轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置的主體、在所述主體的兩端垂直于所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸設(shè)置的兩個端面、設(shè)于所述端面外緣的齒板，兩個所述端面的齒板在所述主體的圓周方向間隔設(shè)置。

作為優(yōu)選，所述端面外表面的位于兩個所述齒板之間的位置處設(shè)有爪極固定部，所述爪極固定部包括垂直于所述端面設(shè)置的限位板，所述限位板包括靠近所述主體設(shè)置的徑向限位部和分設(shè)于所述徑向限位部兩側(cè)的軸向限位部。

作為優(yōu)選，所述主體的表面設(shè)有第二導(dǎo)漆槽，所述第二導(dǎo)漆槽包括在所述端面設(shè)于限位板的徑向限位部外的端面導(dǎo)漆槽、在所述主體的表面沿轉(zhuǎn)子的軸向設(shè)置的主體導(dǎo)漆槽，所述端面導(dǎo)漆槽的一端與所述主體導(dǎo)漆槽的一端連通。所述轉(zhuǎn)子在滾浸過程中，絕緣漆進(jìn)一步通過所述第二導(dǎo)漆槽滲透至所述線圈架內(nèi)，加強對所述勵磁線圈的固定效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的系統(tǒng)示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例的發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例的第一定子繞組和第二定子繞組連接示意圖。

圖4為本發(fā)明的線圈子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明的線圈子模塊的安裝示意圖。

圖6為本發(fā)明實施例的線圈子模塊連接示意圖。

圖7為本發(fā)明實施例的線圈架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明實施例的轉(zhuǎn)子爪極結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為本發(fā)明實施例的轉(zhuǎn)子與線圈架配合的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。

實施例一

如圖2，基于LIN總線的低噪高效汽車交流發(fā)電機(jī)。包括外殼1，固定設(shè)置在外殼1中的定子2、同軸設(shè)置于定子2中的轉(zhuǎn)子3以及LIN總線調(diào)節(jié)器。如圖1，定子3的定子線圈31輸出端電連接的橋式整流電路， LIN總線調(diào)節(jié)器的總線接口連接至汽車的ECU，汽車的LIN總線作為CAN總線的補充，主要用于車身控制。車身網(wǎng)絡(luò)主要連接對象有座椅、車門、空調(diào)和儀表顯示等系統(tǒng)。LIN總線調(diào)節(jié)器是通過整車ECU，根據(jù)不同工況（例如冷啟動工況、高原缺氧工況、節(jié)能降耗工況）發(fā)出相應(yīng)指令控制發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)。LIN總線調(diào)節(jié)器通過LIN總線通訊協(xié)議，可以簡單可靠地實現(xiàn)同車上ECU雙向通信。LIN總線調(diào)節(jié)器向ECU提供發(fā)電機(jī)負(fù)載狀況，芯片溫度，電氣、機(jī)械、溫度標(biāo)志位，發(fā)電機(jī)電壓值和轉(zhuǎn)速等參數(shù)，ECU根據(jù)LIN總線調(diào)節(jié)器發(fā)送的反饋信息結(jié)合當(dāng)前工況和車身網(wǎng)絡(luò)中的其他單元的狀態(tài)，控制LIN總線調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電壓、負(fù)載響應(yīng)時間、勵磁電流等，優(yōu)化汽車交流發(fā)電機(jī)的性能：

冷啟動工況時，ECU調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓為10.6V，暫時讓發(fā)電機(jī)不發(fā)電，減少發(fā)電機(jī)對發(fā)動機(jī)啟動的影響。發(fā)動機(jī)啟動成功后，冷啟動工況結(jié)束ECU依照新的工況條件對發(fā)電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

高原缺氧工況時，ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)對發(fā)電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)發(fā)動機(jī)處于低速或怠速運轉(zhuǎn)時，ECU調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓為10.6V，暫時讓發(fā)電機(jī)不發(fā)電，斷開發(fā)電機(jī)負(fù)載的影響，減少發(fā)動機(jī)的抖動現(xiàn)象；當(dāng)發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)平順（非低速或怠速運轉(zhuǎn)）時，霍如發(fā)電機(jī)的發(fā)電狀態(tài)（調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓為14V-16V）。

節(jié)能降耗工況時，ECU根據(jù)電瓶傳感器反饋的電瓶電壓、LIN總線調(diào)節(jié)器反饋的發(fā)電機(jī)負(fù)載和溫度參數(shù)，對發(fā)電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)發(fā)動機(jī)啟動時，ECU調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓為10.6V，使得發(fā)動機(jī)容易啟動；當(dāng)發(fā)動機(jī)啟動后，發(fā)電機(jī)負(fù)載小于一定值或電瓶電壓大于一定值時，太哦饑餓發(fā)電機(jī)仍然處于不發(fā)電（發(fā)電機(jī)輸出電壓為10.6V）或小部分發(fā)電（發(fā)電機(jī)輸出電壓10.6V~14V）；當(dāng)發(fā)電機(jī)負(fù)載大于一定值或電瓶電壓小于一定值時，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓為14V~15V；當(dāng)發(fā)電機(jī)滿負(fù)載或電瓶嚴(yán)重虧電時，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓達(dá)到15V~16V，讓電瓶快速充電。達(dá)到節(jié)能省電的效果，增加電瓶的壽命。

定子線圈31包括第一定子繞組311和第二定子繞組312，第一定子繞組311和第二定子繞組312并聯(lián)并且以30°的相位差嵌設(shè)于定子鐵芯313中，如圖3所示。發(fā)電機(jī)磁噪聲形成的主要原因是：定子所產(chǎn)生的反作用磁動勢中含有的高次諧波。將第一定子繞組和第二定子繞組以30°相位差嵌線，可以抵消其產(chǎn)生的高頻反作用磁動勢相互抵消降噪。傳統(tǒng)的嵌線方式是從定子鐵芯的內(nèi)圓一側(cè)插入繞組的，只有小于槽口寬度的較細(xì)導(dǎo)線才能嵌入。如圖4，第一定子繞組和第二定子繞組均包括多個U型的線圈子模塊。線圈子模塊包括由銅線彎曲形成彎曲限位部3111以及形成于彎曲限位部的兩端部之間的安裝口3112；安裝口3112設(shè)有連接部，多個線圈子模塊通過連接部3113電連接。連接部的一端與彎曲限位部連接并朝著安裝口的外側(cè)延伸形成用于連接其他線圈子模塊的另一端，連接部3113還包括設(shè)于其兩個端部之間的呈鉤狀的彎曲部31131。相鄰線圈子模塊的連接部相互掛接即可連接。線圈子模塊可沿軸向插入定子鐵芯的嵌線槽中，再通過連接部相互連接，形成整個第一定子繞組或第二定子繞組。得線圈的安裝更加節(jié)省空間，實現(xiàn)線圈的無重疊嵌線，改善勵磁線圈的發(fā)熱，提高散熱性能。為提高定子線圈的滿槽率，降低定子線圈的內(nèi)阻，采用橫截面為方形的扁銅線。為了確保連接部位的絕緣性能，將定子線圈浸絕緣漆。

如圖8，轉(zhuǎn)子2包括相對設(shè)置的兩個爪極21、同軸設(shè)于兩個爪極之間的線圈架22以及嵌設(shè)在線圈架上的勵磁線圈（圖中未示出）。勵磁線圈的導(dǎo)線的橫截面為方形。爪極21包括垂直于轉(zhuǎn)子的軸向設(shè)置的爪極座211以及設(shè)置在爪極座211的內(nèi)側(cè)面上的爪極指212。線圈架22和爪極21設(shè)有的導(dǎo)漆組件。導(dǎo)漆組件包括設(shè)于爪極21的第一導(dǎo)漆槽231和設(shè)于線圈架22的第二導(dǎo)漆孔。第一導(dǎo)漆槽和第二導(dǎo)漆孔均具有多個，并且沿著所述轉(zhuǎn)子的圓周方向均勻分布并一一對應(yīng)。

第一導(dǎo)漆槽231設(shè)于爪極座的相鄰的兩個爪極的爪極指的根部之間的對應(yīng)位置處，第一導(dǎo)漆槽231的橫截面大致為弧形，并在爪極座的外壁沿轉(zhuǎn)子的軸向設(shè)置。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的過程中引起的氣流可以經(jīng)第一導(dǎo)漆槽流過，帶走一部分勵磁線圈產(chǎn)生的熱量。

如圖7，線圈架22包括與轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置的主體221、在主體221的兩端垂直于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸設(shè)置的兩個端面222、設(shè)于端面222外緣的齒板223。主體221為與轉(zhuǎn)子同軸的圓筒狀結(jié)構(gòu)。兩個端面的齒板223在主體221的圓周方向間隔設(shè)置，相鄰的兩個齒板223在主體的圓周方向之間具有間隔。第二導(dǎo)漆孔包括設(shè)于端面222的端面導(dǎo)漆孔2221和設(shè)于主體221表面的主體導(dǎo)漆孔2211。主體導(dǎo)漆孔2211在主體221的表面沿轉(zhuǎn)子的軸向設(shè)置。端面222的外表面上，與相鄰的兩個齒板223之間的間隔對應(yīng)的位置處設(shè)有爪極固定部。爪極固定部包括垂直于端面設(shè)置的限位板2222和限位孔2223。限位板大致呈V型，包括靠近主體設(shè)置的徑向限位部和分設(shè)于徑向限位部兩側(cè)的軸向限位部22222。限位孔2223設(shè)于限位板兩側(cè)的軸向限位部22222之前，與爪極的爪極指末端配合使得爪極和線圈架組裝方便，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。并且使得第一導(dǎo)漆槽和第二導(dǎo)漆孔在所述轉(zhuǎn)子的徑向方向上對齊，轉(zhuǎn)子在滾浸過程中，絕緣漆通過第一導(dǎo)漆槽滲透至線圈架外壁，并流經(jīng)第二導(dǎo)漆孔，固定勵磁線圈的漆包線內(nèi)層，防止轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生漆包線斷裂現(xiàn)象。

雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實施方式，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改。