用于机动车的电机以及机动车制造技术

本发明专利技术涉及一种用于机动车的电机，其包括定子(2)和转子(4)，转子(4)具有至少一个产生磁性励磁场的磁性元件(8‑11)，其中，在定子(2)和转子(4)之间布置具有至少一个导磁的导体区段的屏蔽件(6)，其中，可调整屏蔽件(6)相对于转子(4)的相对位置以改变至少一个磁性元件(8‑11)被至少一个导体区段遮盖的方案。

Motor for motor vehicle and motor vehicle

The invention relates to a motor for a motor vehicle, which comprises a stator (2) and a rotor (4) and a rotor (4) has at least one magnetic excitation field of the magnetic element (8 11), which, in the stator (2) and a rotor (4) is arranged between the shield conductor section has at least a magnetic guide (6), wherein, the adjustable shield (6) relative to the rotor (4) to change the relative position of at least one magnetic element (8 11) by at least one conductor section covered by the scheme.

【技术实现步骤摘要】
用于机动车的电机以及机动车
本专利技术涉及一种用于机动车的电机，其包括定子和转子，转子具有至少一个产生磁性励磁场的磁性元件。
技术介绍
长期以来，这种电机已经是已知的并且在汽车工业中用于混合动力驱动的或全电驱动的机动车。在以低转速运行时，电机典型地产生基本上恒定的扭矩。然而，在较高的转速时，典型地从约4000/min开始，扭矩通过互感效应的增加几乎线性/直线下降到0Nm。已知的是，通过有目的地减弱磁性励磁场的场强克服扭矩下降。为此，例如可通过有目的地施加相反地指向的磁场减小转子的磁性元件的磁通量。为了减弱场强而产生的磁场对产生扭矩没有贡献，并且由此降低了电机的效率。除了用于减弱场强的这种电磁措施，也已知的是，使转子相对于定子在轴向方向上从定子场中引导出来，并且由此以机械的方式减小励磁场的磁通量。然而，由于作用到转子上的力矩，在电机运行期间转子的这种运动成本非常高。
技术实现思路
因此本专利技术提出的目标是，给出用于机械的磁场弱化的相对改善的、尤其成本更低的可能性。根据本专利技术，在开头所述类型的电机中，该目标通过以下方式实现，即，在定子和转子之间布置具有至少一个导磁的导体区段(导磁区段)的屏蔽件，其中，可调整屏蔽件相对于转子的相对位置以改变至少一个导体区段对至少一个磁性元件的遮盖/遮盖情况。本专利技术基于这样的构思，即，通过以下方式减弱转子的磁性励磁场并且由此减弱与定子场相互作用的磁通，即，通过屏蔽件的导体区段可变地遮盖至少一个磁性元件。该导体区段是布置在定子和转子之间的屏蔽件的优选扁平的区段并且由导磁性良好的材料制成。在该构思中，导磁的材料的特征在于这样的导磁率，即，其显著大于顺磁体的导磁率，具有至少10、优选地至少100的导磁性、即例如导磁系数。尤其地，导体区段由铁磁的材料制成并且优选地具有带有高饱和度的软磁材料性能。通过如此构造的导体区段，可通过磁短路减弱励磁场，从而减小励磁场的磁通。由此，根据至少一个磁性元件被至少一个导体区段遮盖的面积，可改变磁场弱化的强度，为此，调整屏蔽件相对于转子的可变的相对位置。换句话说，相对于转子屏蔽在遮盖面积上进入导体区段中的励磁场的磁力线，尤其通过由屏蔽件短路磁性回路。遮盖面积确定遮盖程度，即，相对于定子被至少一个导体区域遮盖的至少一个磁性元件的部分。通过调整屏蔽件的相对位置，可在当没有遮盖时为0的最小值和尤其地当至少一个磁性元件被至少一个导体区域完全遮盖的最大值之间预定该遮盖程度。适宜地，可根据转速预定遮盖程度，以便在电机的整个运行范围上通过针对性的磁场弱化实现尽可能高的扭矩。例如，可根据经验确定转速和遮盖程度的合适的关联性并且将其储存在储存单元中，在电机运行期间，该关联性可用于调整相对位置。在这一点上应指出的是，至少一个磁性元件优选地是永磁体，因为刚好在这种情况中不能实现直接控制其励磁场。例如可设置唯一的、穿过转子轴线的永磁体，其产生转子的极对。但是，备选地，作为磁性元件，也可设置多个等距地在转子的周向上布置的永磁体，其产生转子的一个或多个极对。然而，本专利技术不一定限制在永磁激励的转子上，而是原则上为了磁场弱化，也可使用电磁产生的励磁场、即使用例如外部激励的同步电机或异步电机。由此，有利地，通过本专利技术不仅可省去引入附加的磁场，而且可省去为了磁场弱化进行的转子相对于定子的运动。由此，既不会由于用于产生附加弱化的磁场的附加功率需求导致电机效率直接下降，也不会为了实现可动的转子而导致显著提高的结构成本。相反地，仅仅在定子和转子之间、即在电机的气隙的区域中设置基本上质量很小的屏蔽件，与用于磁场弱化的传统技术相比，可利用明显更简单且由此成本更低的措施调整屏蔽件相对于转子的相对位置。在根据本专利技术的电机中适宜的是，屏蔽件具有柱形的外形。也就是说，其布置在定子和转子之间的柱形的气隙中。在此，屏蔽件不必构造成完整的空心柱形，而是也可具有缺口或其它不完整的区域。在根据本专利技术的电机中，可通过以下方式实现用于改变至少一个磁性元件被至少一个导体区段遮盖情况的第一可能性，即，屏蔽件与转子转动耦合并且为了改变遮盖以可绕转子轴线旋转的方式支承。即，屏蔽件跟随转子相对于定子的运动，即，其与转子一起旋转，其中，附加地可通过旋转调整屏蔽件相对于转子的相对位置。根据屏蔽件相对于转子轴线的旋转角度，在此可改变至少一个磁性元件被至少一个导体区段遮盖的程度。在这种电机中，此外尤其优选的是，屏蔽件具有多个导体区段，其中，导体区段中的至少两个构造成轴向导体区段，其在轴向方向上沿着屏蔽件延伸并且布置在转子的周向上。由此，轴向导体区段可在轴向方向上遮盖至少一个磁性元件，其中，尤其适宜的是，轴向导体区段的轴向延伸尺寸至少相应于至少一个磁性元件的轴向延伸长度。那么，磁场弱化可从在完全遮盖至少一个磁性元件时的最大值变化到在适宜地没有磁场弱化时的最小值。在带有具有轴向导体区段的屏蔽件的电机中，一方面可设想，屏蔽件在处于两个轴向导体区段之间的至少一个中间区域中具有缺口。然而优选的是，屏蔽件在两个轴向导体区段之间的至少一个中间区域中具有比轴向导体区段更小的导磁率的中间区段。这种中间区域减小了在转子和定子之间的气隙体积并且由此改善了励磁场的磁场分布。此外，带有中间区段的屏蔽件的完整的实施方案有助于改善屏蔽件的机械稳定性，尤其在高的转子转速时。中间区段优选地由非铁磁的材料构成，优选地由顺磁的金属、例如铝或抗磁的材料、例如铜构成。但是也可设想使用合成材料。决定性的是，在中间区域中，不屏蔽或者仅仅以不显著的程度屏蔽磁性的励磁场。此外，在带有具有轴向导体区段的屏蔽件的电机中适宜的是，轴向导体区段的数量至少为通过至少一个磁性元件形成的极对数量的两倍。在这种情况中，每个极对可通过至少两个轴向导体区段遮盖。在屏蔽件在转子处的布置方案方面，此外在带有为了改变遮盖而以可绕转子轴线旋转的方式支承的屏蔽件的电机中有利的是，屏蔽件可转动地设置在转子的端侧处。以这种方式，在屏蔽件相对于转子的可转动性同时，尤其简单地实现了屏蔽件与转子的运动耦合。在根据本专利技术的电机中，用于至少一个磁性元件被至少一个导体区段遮盖的备选的有利的可能方案在于，为了改变遮盖，屏蔽件以在轴向上可移动的方式支承，该可能方案原则上也可与以上描述的通过绕转子轴线旋转改变遮盖组合地实现。同时，至少一个磁性元件在轴向方向上仅仅部分地被至少一个轴向导体区段遮盖，其中，为了调整屏蔽件相对于转子的相对位置，设计有在轴向方向上的平移运动。在这种情况中，屏蔽件不必与转子转动耦合，即，在运行中不必跟随转子的旋转运动。然而，如果设置了通过绕转子轴线旋转和在轴向方向上的平移运动改变屏蔽件相对于转子的相对位置，则需要与转子转动耦合。在带有以可在轴向方向上移动的方式支承的屏蔽件的电机中尤其优选的是，至少一个导体区段或多个导体区段中的至少一个构造成周向导体区段，其在周向上至少局部地连续地包围屏蔽件。由此，在最简单的情况中，周向导体区段成型为空心柱状并且以可变的份额在轴向方向上遮盖转子，由此，仅仅遮盖至少一个磁性元件的相应部分。由此，有利地得到了用于预定磁场弱化强度的屏蔽件的尤其简单的结构实现方案。在带有以可在轴向方向上移动的方式支承的屏蔽件的电机中，此外适宜的是，屏蔽件在至少一个端侧处具有在轴向方向上延伸的、至少局部地在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机动车的电机，其包括定子(2)和转子(4)，其特征在于，所述转子(4)具有多个产生磁性励磁场的、表面装配的磁性元件(8‑11)，其中，在所述定子(2)和转子(4)之间布置具有至少一个导磁的导体区段的屏蔽件(6)，其中，可调整所述屏蔽件(6)相对于转子(4)的相对位置以改变所述至少一个导体区段对磁性元件(8‑1)的遮盖。

【技术特征摘要】
2015.12.24 DE 102015016978.51.一种用于机动车的电机，其包括定子(2)和转子(4)，其特征在于，所述转子(4)具有多个产生磁性励磁场的、表面装配的磁性元件(8-11)，其中，在所述定子(2)和转子(4)之间布置具有至少一个导磁的导体区段的屏蔽件(6)，其中，可调整所述屏蔽件(6)相对于转子(4)的相对位置以改变所述至少一个导体区段对磁性元件(8-1)的遮盖。2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述屏蔽件(6)的外形呈柱状。3.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，所述屏蔽件(6)与所述转子(4)转动耦合并且为了改变所述遮盖以能绕转子轴线(3)旋转的方式支承。4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，所述屏蔽件(6)具有多个导体区段，其中，所述导体区段中的至少两个构造成轴向导体区段(12-15)，所述轴向导体区段在轴向方向上沿着所述屏蔽件(6)延伸并且布置在所述转子(4)的周向上。5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，所述屏蔽件(6)在位于两个轴向导体区段(12-15)之间的至少一个中间区域中具有比所述轴向导体区段(12-15)更小的导磁率的中间区段(16-19)和/或在两个轴向导体区段(12-15)之间的至少一个中间区域中具有缺口。6.根据权利要求4或5所述的电机，其特征在于，所述轴向导体区段(12-15)的数量至少为通过所述磁性元件(8-11)形成的极对数量的两倍。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·奥贝蒂尔，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE