用于动力系电气化的分段式开关磁阻马达制造技术

本公开涉及一种用于动力系电气化的分段式开关磁阻马达，其中变速器系统具有变速器子系统、用于容纳变速器子系统的变速箱壳和与变速器子系统可操作地关联的转子。转子具有充当飞轮的重量和尺寸。至少一个定子极段被容纳在变速箱壳内，并且其上具有接近转子的表面定位的至少一个定子绕组。变换器与定子绕组连通，并且使绕组通电以使转子旋转。

Piecewise switched reluctance motor used for electrification of power system

The disclosure relates to a segmented switched reluctance motor for electrification of power system, wherein the transmission system has a transmission subsystem, a transmission case for accommodating the transmission subsystem, and a rotor that can be operatively linked to the transmission subsystem. The rotor has the weight and size that acts as a flywheel. At least one stator pole is housed in the gearbox shell and has at least one stator winding located near the surface of the rotor. The converter is connected to the stator winding, and the winding is electrified so that the rotor is rotated.

【技术实现步骤摘要】
用于动力系电气化的分段式开关磁阻马达
本公开涉及用于机动车辆的动力系，并且更具体地涉及用于形成机动车辆的电气化动力系的分段式开关磁阻马达，并且该分段式开关磁阻马达可被集成到车辆的变速器的常规变速箱壳中。
技术介绍
本部分提供涉及本公开的背景信息，所述信息不一定是现有技术。传统的前轮驱动(FWD)车辆通常具有横向安装的动力系，其在工业中被认为处于“P2位置(P2location)”。应理解，在该位置非常需要空间。因此，当发动机、变速器、飞轮以及变矩器被设置在P2位置时，实际上没有用于电动马达的额外的空间。这在图1中例示，图1示出典型的发动机/变速器架构，其中变速箱壳与发动机的曲轴轴向对准。独立的电动马达通常被固定到或者邻近于变速箱壳，以在启动操作期间起动发动机。这些部件进一步被横向布置在车辆的发动机舱中。更具体地说，在P2位置可用的横向空间不允许简单地在发动机和变速器之间增加常规的电动马达。因此，混合动力系必须在车辆上的某其它位置处包含电动马达，这从空间可用性的角度来看也会具有挑战性。远离其它动力系部件设置电动马达也会使车辆排气系统的设计和/或布局复杂化。更进一步，在不同于P2位置的某位置处使用完全独立的电动马达(其通常被容纳在其自身的外壳内)会给车辆增加明显的额外重量和/或改变车辆的重量分布。因此，需要一种能够被集成到P2位置中而不明显增加动力系的总体长度的混合动力系结构。
技术实现思路
本部分提供本公开的概述，而不是本公开的全部范围或其所有特征的全面公开。在一个方面，本公开涉及一种变速器系统，包括：变速器子系统、用于容纳所述变速器子系统的变速箱壳和与所述变速器子系统可操作地关联的转子。所述转子被支撑以在所述变速箱壳内旋转，并且具有充当飞轮的重量和尺寸。至少一个定子极段被容纳在所述变速箱壳内，并且其上具有至少一个定子绕组。所述定子极段以所述定子极段的一部分接近所述转子的表面的方式被固定至所述变速箱壳。包括变换器，所述变换器与所述定子极段的所述定子绕组电连通。所述变换器被配置成使所述定子极段的所述绕组通电以使所述转子旋转。在另一方面，本公开涉及一种变速器系统。所述变速器系统可具有变速器子系统、具有至少两个开口的变速箱壳和可操作地联接到所述变速器子系统的转子。所述转子被支撑以在所述变速箱壳内旋转，并具有充当飞轮的重量和尺寸。至少两个独立定子极段被安装在多个开口中。每个独立定子极段在其上具有定子绕组，并且所述定子极段彼此沿圆周大致等距地间隔开，并以每个定子极段的一部分接近所述转子的外周表面的方式被固定到所述变速箱壳。所述独立定子极段共同形成开关磁阻马达，所述开关磁阻马达被配置成向联接到所述变速器子系统的发动机提供动力。在又一方面，本公开涉及一种用于形成变速器的方法。所述方法可包括，将变速器子系统安装在变速箱壳内。所述方法还可包括，将转子与所述变速器子系统联接，并支撑所述转子在所述变速箱壳内旋转运动。所述转子可被配置成具有充当飞轮的重量和尺寸。所述方法还可包括，将多个至少两个独立定子极段至少部分地在所述变速箱壳内，所述定子极段各自具有定子绕组并且彼此沿圆周大致等距地间隔开。所述独立定子极段也可以每个所述独立定子极段的一部分接近所述转子的外周表面的方式被支撑。可使用变换器，该变换器与所述独立定子极段的所述定子绕组电连通，并被配置成使所述独立定子极段通电以使所述转子旋转。根据在此提供的描述，其它应用领域将变得显而易见。本概述中的描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，而非旨在限制本公开的范围。附图说明在此描述的附图仅用于例示所选实施例的目的，而非所有可能的实现，并且不旨在限制本公开的范围。图1是例示现有技术的动力系布局的高级方框图，其中发动机、齿圈、变矩器和变速器沿公共轴线布置；图2是例示根据本公开的混合动力系系统的一个实施例的高级方框图，其中开关磁阻马达被集成在变速器中；图3是图2的变速器的方框图端视图，示出集成在变速器中的开关磁阻马达，和用于开关磁阻马达的电控转换(commutate)的变换器(inverter)的方框表示版本；和图4是本公开的另一实施例的高级示意图，其中套筒状的定子子系统被整体包含在变速箱壳的外周之内。在全部若干附图中，相应附图标记表示相应部件。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例性实施例。参见图2，根据本公开示出混合动力系10的一个实施例。在此示例中混合动力系10(此后简称为“动力系”)10包括内燃机12、变速器14和电子变换器16。变换器16从车载电池17接收直流电。变速器14包括具有集成的分段式定子系统20的外壳18。外壳18内为转子22，转子22具有形成在其上或固定到其上的可选择的齿轮24。转子22具有足以使转子22充当飞轮的直径和重量。转子22被固定到输入轴杆26，输入轴杆26又被可操作地联接到发动机12的曲轴(未示出)。变矩器28和变速器子系统30也可操作地联接到输入轴杆26。变速器子系统30的输出轴杆32被用于驱动车辆的与动力系10一起使用的至少一对轮。系统10的主要优点是集成的分段式定子系统20(此后简称为“定子系统”20)。该定子系统能够被集成到变速器14中，而不增加动力系10的总体轴向长度，这在动力系被设置在车辆的P2位置时尤其重要，该位置空间非常有限。进一步参见图3，定子系统20包括被安装在变速箱壳18中的适合尺寸的开口36中的多个独立形成的定子极段34a-34c。在此示例中，使用三个定子极段34a-34c形成定子，但是将理解，如果需要，可以使用更多数量的定子极段。将需要至少一个定子极段，但是希望有两个或更多个极段以更好地消除支撑定子22的主轴承(未示出)上任何不利的径向负载。定子极段34a-34c围绕变速箱壳18等距地间隔开，并且每个均在其上包括线圈绕组组件38a-38c。因此，多个线圈绕组组成线圈绕组组件38a，分开的多个线圈绕组组成线圈绕组组件38b，并且另一分开的多个线圈绕组组成线圈绕组组件38c。定子极段34a-34c被示出为从变速箱壳的外表面40略向外突出，尽管取决于变速箱壳的尺寸，定子极段可被完全包含在变速箱壳18之内。定子极段34a-34c被定位使得每个定子极段的径向向内表面与转子22的外周边缘上的齿轮24的外表面之间存在小的轴向气隙。然而，取决于电磁设计要求，间隙可包括径向间隙，或者甚至可能包括轴向间隙和径向间隙的组合。如以上提到的，定子极段34a-34c围绕转子22的等距间隔是优选的，因为这也消除了在将转子22支撑在输入轴杆26上的轴承(未示出)上产生不平衡力矢量的可能性。如对于转换开关磁阻马达在其它情况下所公知的那样，分段式转子位置传感器42被定位成紧邻转子22，以实时检测转子的角度位置，并向变换器16提供电角度位置信号。带有其定子极段34a-34c的定子系统20、变换器子系统16和转子位置传感器42共同形成开关磁阻马达44。还将理解，如与任何开关磁阻马达一致的那样，转子22形成凸极部件。如在本领域中所了解的那样，为了转换开关磁阻马达44，每个极段34a-34c中的选定的定子线圈对由变换器16一次通电，以拉动转子22与通电的定子线圈极段对准。变换器16使用来自正在检测转子22上的一个或多个元件(未示出)的存在的转子位置传感器42的反馈信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变速器系统，包括：变速器子系统；用于容纳所述变速器子系统的变速箱壳；转子，与所述变速器子系统可操作地关联并被支撑以在所述变速箱壳内旋转，并且具有充当飞轮的重量和尺寸；至少一个定子极段，其上具有至少一个定子绕组，并以所述定子极段的一部分接近所述转子的表面的方式被固定至所述变速箱壳；和变换器，与所述定子极段的所述定子绕组电连通，并且被配置成使独立的定子极段通电以使所述转子旋转。

【技术特征摘要】
2016.10.04 US 15/285,2171.一种变速器系统，包括：变速器子系统；用于容纳所述变速器子系统的变速箱壳；转子，与所述变速器子系统可操作地关联并被支撑以在所述变速箱壳内旋转，并且具有充当飞轮的重量和尺寸；至少一个定子极段，其上具有至少一个定子绕组，并以所述定子极段的一部分接近所述转子的表面的方式被固定至所述变速箱壳；和变换器，与所述定子极段的所述定子绕组电连通，并且被配置成使独立的定子极段通电以使所述转子旋转。2.根据权利要求1所述的变速器系统，其中所述系统包括彼此沿圆周等距间隔开的至少三个独立的定子极段。3.根据权利要求1所述的变速器系统，进一步包括变矩器。4.根据权利要求1所述的变速器系统，其中所述定子极段从所述变速箱壳的外表面部分地向外突出。5.根据权利要求1所述的变速器系统，进一步包括可操作地联接到所述变速器子系统以形成混合动力系的发动机。6.根据权利要求1所述的变速器系统，其中所述定子包括齿圈。7.根据权利要求1所述的变速器系统，进一步包括邻近所述转子的外周设置的转子位置传感器，用于检测所述转子的角度位置并将角度位置信号传达至所述变换器。8.一种变速器系统，包括：变速器子系统；具有至少两个开口的变速箱壳；转子，可操作地联接到所述变速器子系统并被支撑以在所述变速箱壳内旋转，并且具有充当飞轮的重量和尺寸；以及安装在所述多个开口内的多个至少两个独立定子极段，每个所述独立定子极段在其上具有至少一个定子绕组，并且各自均彼此沿圆周大致等距间隔开，并以每个所述定子极段的一部分接近所述转子的外周表面(周向、径向或两者)的方式被固定到所述变速箱壳；和所述独立定子极段共同形成开关磁阻马达，所述开关磁阻马达被配置成用于向发动机提供动力或起动所述发动机中的至少一种，其中所述发动机被联接到所述变速器子系统。9.根据权利要求8所述的变速器系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·克雷策柳斯，詹姆斯·P·唐斯，
申请(专利权)人：美国轮轴制造公司，
类型：发明
国别省市：美国,US