电机单元制造技术

本主题提供了一种电机单元(152)和用于机动化设备(100)的对应方法。电机单元(152)包括转子组件和定子组件。定子组件包括多个定子构件，多个定子构件被配置为与转子组件的对应的多个转子构件协同工作。模式选择器(450)配置为使得能够依据机动化设备(100)的一个或多个参数来操作多个定子构件中的一个或多个定子构件以旋转转子轴。本主题提供了一种低成本系统，该系统被配置为最佳地使用来自电源的动力。力。力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电机单元


[0001]本主题涉及一种用于机动化设备的电机单元，其中机动化设备包括但不限于机动车辆。

技术介绍

[0002]一般而言，机动化设备，如机动车辆众所周知是由内燃(IC)发动机提供动力的。IC发动机充当机动车辆的动力单元来驱动机动车辆。IC发动机将燃烧过程期间产生的废气排放到大气中。在这一过程中，发生着很大比例的能量损耗。除了由于废气清除而导致的能量损耗外，能量在冷却等期间由于摩擦也会发生损耗。因此，尽管IC发动机普遍流行，但其能效却被认为是糟糕的。
[0003]近年来，机动车辆中的电机因其能效更高而正在流行起来。与IC发动机相比，电机更加环保。电机被用作机动车辆中的原动机或IC发动机的辅助系统。通常，电机由机动车辆的车载电源驱动。动力通过控制单元以受控方式递送到电机。车载电源可以从外部电源充电，也可以由能够作为发电机运行的电机充电。人们一直在努力提高机动车辆的效率并延长其里程。换言之，这意味着降低电源的充电频率。
附图说明
[0004]参考附图描述具体实施方式，其与作为本专利技术一个实施例的两轮机动车辆相关。然而，本专利技术不限于所描绘的实施例。在图中，始终使用相同或相似的附图标记来表示相似的特征和部件。
[0005]图1示出了根据本主题的实施例的示例性机动化设备的左侧视图。
[0006]图2(a)描绘了根据本主题的实施例的电机单元的示意图。
[0007]图2(b)示出了根据本主题的实施例的电机单元的示意图。
[0008]图3示出了根据本主题的实施例的电机单元的示意性电路图。
[0009]图4示出了根据如图3所示的实施例的电机单元的另一实施方式。
[0010]图5(a)示出了根据本主题的实施例的电机单元的操作方法。
[0011]图5(b)示出了根据本主题的实施例的电机单元的操作方法。
具体实施方式
[0012]除了与效率相关的关注之外；废气排放目标的降低、不可再生资源的逐渐耗尽和污染水平的不断升高正在加速在机动车辆中对电机的采用。即使是在紧凑型两轮和三轮机动车辆中，电机也在被改造。然而，在两轮和三轮机动车辆中引入电机存在着诸多挑战。例如，由于两轮或三轮机动车辆的紧凑布局，可用于封装更大容量电源的存储空间是有限的。因此，即使是小容量汽车和四轮车也面临着类似的电源存储空间问题。当大容量电源，如大电池组容纳在这些小容量机动车辆上时，便要牺牲掉机动车辆上的实用空间。例如，在两轮机动车辆中，牺牲了头盔存储空间或负载承载空间以封装电源。类似地，在三轮机动车辆、
小容量汽车和四轮车的情况下，牺牲了行李存储空间以封装电源。行李存储空间在这类机动车辆上至关重要，但却被电源占用了。在混合动力车辆中，因为电机与IC发动机协同地来使用，这一问题变得突出。因此，必须在机动车辆上为原动机，即电机和IC发动机创造封装空间。此外，类似于用于电机的电源，与IC发动机相关联的系统也要封装在机动车辆上。这些系统可以是燃料存储单元、进气系统、点火相关电子装置等。因此，主要的挑战是封装大容量电池，这是因为在电动模式中机动车辆的里程取决于电源的容量。然而，由于上述挑战，在机动车辆上多次提供了较小容量的电池以保留实用空间。由于电池容量小，可以在较短里程内且只在低功率下操作机动车辆。
[0013]传统上，机动车辆中的电机要么安装在轮毂上，要么安装在底盘上。电机充当牵引马达，其从电源接收电力。电力被转换成机械功来驱动机动车辆。例如，无刷直流(BLDC)马达在某些应用中广泛用于充当原动机。电机应当能够在起动或爬坡条件期间递送高扭矩，并且在巡航或类似操作条件期间提供高速度。
[0014]然而，为了降低成本、降低功耗以及由于上述封装挑战，在上述小容量机动车辆中使用了低容量(瓦数)电机。然而，这类电机由于其糟糕的扭矩和动力递送能力而无法满足某些操作条件，如攀爬坡道道路。高容量电机可以用于满足某些需要高功率的骑行条件，但在这类配置中功率消耗更高。即使满足了行驶要求，这类电机的功耗也更高。功耗较高将导致行驶里程非常有限。这会引起驾驶员的里程焦虑，而这是不期望的。此外，电源需要频繁充电，导致了能量更快耗尽和充放电循环频繁。
[0015]进一步地，当使用较大的电机时，该电机中出现的各种损耗也较高。各种损耗包括铜损耗、芯损耗、机械损耗和杂散损耗等。铜损耗与经过电机绕组的电流的平方成正比。由于较大的电机包括较大的绕组，因此铜损耗量较高。此外，能量损耗以发热的形式发生。过热会影响电机的运行特性，从而在使用较长时间时损害电机的性能。类似地，芯损耗是由芯中感应的涡流以及磁滞损耗引起的。由于电流在机动车辆的所有操作条件期间均流过绕组，因此大容量电机中的这类芯损耗也较高。因此，当使用较大的电机时，电机有着糟糕的效率。
[0016]在现有技术中很少尝试解决上述问题中的一些问题。例如，一种尝试公开了一种可堆叠的无刷直流(DC)马达。直流马达可以根据驾驶员要求并依据行驶条件而进行堆叠。这样的配置仍然存在与使用大堆时的损耗相关的问题。此外，这样的设计不能支持不断变化的功率需求。例如，在起动期间要求高功率机器的特性，而低功率机器的特性又足以在高速下巡航。单个堆叠马达无法满足这类要求。因此，这不能被视为可行的解决方案。
[0017]在现有技术中的其他尝试也很少是通过修改电机来进行的。然而，对电机进行修改需要在电机的外壳上进行多个螺柱连接。进一步地，螺柱连接将连接到多个控制器。通常，用于操作电机的控制器体积较大。这些控制器在高电流下运行以操作电机。控制器使用复杂的耐高温电力电子装置。进一步地，由于这些控制器在高电流下运行，因此会散发大量热量。控制器在机动车辆的几乎整个运行时间内都是可操作的。因此，在机动车辆的整个运行期间热量被消散。通常，为每个控制器设置大的散热器用于散热。因此，电机的已知配置具有体积更大的控制器，是昂贵的。使用多个控制器时，问题更加严重。此外，当考虑到紧凑型机动车辆，如两轮或三轮或紧凑型四轮机动车辆时，另外的挑战是将所有控制器都封装在机动车辆上。多个控制器要间隔开以实现有效散热，这在机动车辆上需要大量空间。
[0018]因此，需要一种解决现有技术中上述问题和其他问题的电机单元。电机单元应当能够在需要时产生高扭矩。同时，在某些骑行条件期间，电机单元应当消耗低功率。即使是低容量电源，也应当能够满足电机的功率要求，而不会造成任何里程焦虑。电机单元应当是低成本的，无需多个控制器部件。
[0019]本主题提供了一种包括转子组件的电机单元。转子组件包括多个转子构件。转子构件中的每个包括多个磁性构件。在一个实施例中，磁性构件的北极和南极以交替模式设置在每个旋转构件上。
[0020]在一个实施例中，电机单元包括转子轴。转子轴是支撑整个转子组件的通用构件。在一种实施方式中，多个转子构件在转子轴上轴向对准。转子组件与整个转子轴一起旋转。在一种实施方式中，转子轴由包括轴承等的一个或多个旋转支撑构件可旋转地支撑在电机单元中。
[0021]在一个实施例中，电机单元包括定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于机动化设备(100)的电机单元(150、151、152)，所述电机单元(150、151、152)包括：转子组件(210)，其中所述转子组件(210)包括：多个转子构件(201R、202R、203R)；转子轴(205)，其中所述转子轴(205)配置为支撑所述转子组件(210)，并且所述转子组件(210)能够与所述转子轴(205)一起旋转；定子组件(215)，其中所述定子组件(215)包括：多个定子构件(210S、202S、203S、301S、302S、303S)，其中所述多个定子构件(21OS、202S、203S、301S、302S、303S)中的每个定子构件均配置为用于与所述多个转子构件(201R、202R、203R)中的对应的转子构件协同工作；模式选择器(250、350、450)，所述模式选择器(250、350、450)配置为使得能够操作所述多个定子构件(210S、202S、203S、301S、302S、303S)中的一个或多个定子构件以依据所述机动化设备(100)的一个或多个参数来旋转所述转子轴(205)。2.如权利要求1所述的用于机动化设备(100)的电机单元(150、151、152)，其中所述多个定子构件(210S、202S、203S、301S、302S、303S)配置为通过控制单元(230、330)通过从所述机动化设备(100)的电源(265、365)获取电力而通电。3.如权利要求1所述的用于机动化设备(100)的电机单元(150、151、152)，其中所述模式选择器(250、350)是能够由驾驶员可操作开关(225、354)操作的机电开关，并且所述模式选择器(250、350)配置为在所述定子组件(215)的一个或多个绕组之间建立电连接。4.如权利要求1所述的用于机动化设备(100)的电机单元(150、151、152)，其中所述模式选择器(450)是机电开关，所述模式选择器(450)能够由致动构件(480)操作，所述致动构件能由所述机动化设备(100)的控制单元(330)操作。5.如权利要求1所述的用于机动化设备(100)的电机单元(150、151、152)，其中所述模式选择器与所述机动化设备(100)的控制单元(230、330)一体形成。6.如权利要求1所述的用于机动化设备(100)的电机单元(150、151、152)，其中所述转子组件(210)和所述定子组件(215)容纳在所述电机单元(151)的外壳(220)内，并且所述转子轴(205)支撑设置在所述转子轴(...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：TVS电机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：