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公開番号2023074005
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-05-26
出願番号2022182820
出願日2022-11-15
発明の名称電気車両用の駆動機器、および車両
出願人ヴァレオ、イーオートモーティブ、ジャーマニー、ゲーエムベーハー,Valeo eAutomotive Germany GmbH
代理人個人,個人
主分類H02K 3/04 20060101AFI20230519BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】トルクリップルの小さい車両を駆動するための駆動機器を提供する。
【解決手段】電気車両用の駆動機器であって、ステータと、ロータと、を有し、前記ステータは、長手方向軸に沿って延びるとともに内部に多数のスロット22が前記周方向に配置されるステータコア20と、前記スロット22において複数の巻線ゾーン27を占めるステータ巻線26であって、各巻線ゾーン27が前記長手方向軸に対して垂直な断面平面において中央径方向分割部28によって第1側29と第2側30とにさらに分割される、ステータ巻線26と、を有し、前記ロータは、好適な前記回転方向として、前記回転ロータ運動の2つの前記回転方向のうちの一方を有し、前記第2側30は、前記好適な回転方向に沿って、前記第1側29に続き、前記第1側29における各巻線ゾーン27は、前記第2側30によりも前記スロット22の小さい断面積を占める、駆動機器。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
電気車両(1)用の駆動機器(2)であって、
前記駆動機器(2)は、回転磁界を生成するように構成されたステータ(3)と、前記回転界の磁気エネルギーを前記駆動機器(2)の回転出力運動(5)に変換するためのコンバータ機器(4)と、を有し、
前記ステータ(3)は、
-長手方向軸(21)に沿って延びるとともに多数のスロット(22)が前記周方向に配置されるステータコア(20)と、
-前記スロット(22)において複数の巻線ゾーン(27)を占めるステータ巻線(26)であって、各巻線ゾーン(27)が前記長手方向軸(21)に対して垂直な断面平面において中央径方向分割部(28)によって第1側(29)と第2側(30)とにさらに分割される、ステータ巻線(26)と、を有し、
前記コンバータ機器(4)は、
-前記ステータ(3)と協働して回転電気機械(7)を形成するロータ(6)であって、前記回転界に応じて2つの対向する回転方向のうちの一方を選択的に有する回転ロータ運動(8)に設定可能なロータ(6)と、
-回転ロータ運動(8)を前記回転出力運動(5)に変速するように構成された変速部(9)と、を有し、
前記コンバータ機器(4)は、前記好適な回転方向として、前記回転ロータ運動(8)の2つの前記回転方向のうちの一方を有し、前記第2側(30)は、前記好適な回転方向に沿って、前記第1側(29)に続き、前記第1側(29)における各巻線ゾーン(27)は、前記第2側(30)よりも前記スロット(22)の小さい断面積を占める、
ことを特徴とする駆動機器(2)。
続きを表示(約 3,000 文字)【請求項2】
-前記好適な回転方向(10)における前記駆動部(9)の効率は、前記回転方向のうちの他方よりも高い、および/または、
-前記変速部(9)は、前記好適な回転方向(10)を規定する非対称設計の形態を有するギアボックス(11)を有する、および/または、
-前記駆動機器(2)は、前記変速部(9)用の制御機器(13)を有し、前記制御機器(13)は、前記好適な回転方向(10)に対して、前記回転方向のうちの他の一方に対するよりも多くの選択可能な動作モードを有する、および/または、
-前記駆動機器(2)は、前記好適な回転方向(10)において、前記回転方向のうちの他の一方よりも高い冷却効率を有する換気機器(14)を有する、
請求項1に記載の駆動機器。
【請求項3】
前記ステータ巻線(26)は、丸線巻線として、または成形導体巻線として構成される、
請求項1または2に記載の駆動機器。
【請求項4】
-前記ステータ巻線(26)は、N個のストランド(U、V、W)と2・P個の極とを有し、スロット(22)の個数は2・P・N・qであり、q≧2であり、各巻線ゾーン(27)は、少なくともq+1個の前記スロット(22)に亘って延び、P、Nおよびqは自然数であり、
-各巻線ゾーン(27)は、第1~第L階層(32a~32f)に径方向にさらに分割され、前記第1~第L階層(32a~32f)は、前記径方向においてそれらのシーケンスにしたがって指定され、前記階層(32a~32f)は、第1~第(L/2)ダブル階層(33a~33c)を構成し、第i番目の前記ダブル階層(33a~33c)は、すべての1≦i≦(L/2)に対して(2i-1)番目および(2i)番目の階層(32a~32f)を含み、L≧6かつ偶数であり、Lおよびiは自然数である、
請求項1~3の一項に記載の駆動機器。
【請求項5】
他の前記ダブル階層(33a~33c)の個数よりも少ない個数の前記ダブル階層(33a~33c)は、少なくとも1つのスロット(22)によって、他の前記ダブル階層(33a~33c)に対して前記好適な回転方向(10)と逆にずらされる、
請求項4に記載の駆動機器。
【請求項6】
-前記周方向における各巻線ゾーン(27)は、第1~第qサブ巻線ゾーン(31a、31b)にさらに分割され、前記サブ巻線ゾーン(31a、31b)は、いずれの場合もすべての階層(32a~32f)を含むとともに、前記周方向においてそれらのシーケンスにしたがって指定され、
-それぞれのストランド(U、V、W)のための前記ステータ巻線(26)は、相巻線(34u、34v、34w)を有し、
-前記相巻線(34u、34v、34w)は、電流経路を形成する少なくとも1つのサブ巻線(35a、35b)を含み、前記少なくとも1つのサブ巻線(35a、35b)は、前記スロット(22)内に配置された内側部分(39、39a~39d)と、前記ステータコア(20)の端部側(24、25)に配置された接続部分(40、41)と、を含み、前記接続部分(40、41)は、いずれの場合も導電的な態様で、前記電流経路に関して直接的に連続する2つの内側部分(39、39a~39d)を接続する、
請求項4または5に記載の駆動機器。
【請求項7】
-前記サブ巻線(35a)は、前記電流経路に関して連続する内側部分(39)からなる複数の導体シーケンス(36a~36f)を含み、
-各導体シーケンス(36a~36f)は、前記ダブル階層(33a~33c)のうちの1つに配置されるとともに、前記ステータコア(20)の完全な周回を形成し、
-前記導体シーケンスのうちの第1~第L/2導体シーケンス(36a~36c)は、いずれの場合も周方向に沿って、特に前記好適な回転方向(10)に沿って延び、
-前記導体シーケンスのうちの第[(L/2)+1]~第L導体シーケンス(36d~36f)は、いずれの場合も前記周方向と逆のさらなる周方向に沿って延びる、
請求項6に記載の駆動機器。
【請求項8】
前記電流経路に関して他の導体シーケンス(36a~36e)に直接的に続く各導体シーケンス(36b~36f)は、前記他の導体シーケンス(36a~36e)とは異なるサブ巻線ゾーン(31a、31b)に配置される、
請求項7に記載の駆動機器。
【請求項9】
-前記サブ巻線(35a)に対応するさらなるサブ巻線(35b)が設けられ、
-前記サブ巻線(35a)の内側部分(39)と同一の前記巻線ゾーン(27)の同一の前記階層(32a~32f)に存在する前記さらなるサブ巻線(35b)のそれぞれの内側部分(39)は、前記サブ巻線(35a)の前記内側部分(39)が存在する前記サブ巻線ゾーン(31a、31b)とは異なるサブ巻線ゾーン(31a、31b)に配置される、
請求項7または8に記載の駆動機器。
【請求項10】
-前記少なくとも1つのサブ巻線(35a)のうちの1つは、第1タイプの第1~第P導体シーケンス(51a~51d)のセット(50a、50b)を含み、前記第1タイプの第1~第P導体シーケンス(51a~51d)は、前記電流経路に関してそれらの指定シーケンスにおいて連続しているとともに、同一の前記ストランド(U、V、W)のための直接的に隣り合う第1~第4巻線ゾーン(27a~27d)にいずれの場合も配置され、
-前記第1タイプの各導体シーケンス(51a~51d)は、1つの第1内側部分(39a)および1つの第2内側部分(39b)からなる第1~第(L/2)対(54a~54c)を含み、前記対(54a~54c)は、前記電流経路に沿ってそれらのシーケンスにしたがって指定され、
-前記第1および前記第2内側部分(39a、39b)は、同一の前記ダブル階層(33a~33c)の異なる階層(32a~32f)に配置され、
-前記第1対(54a)は、前記第1ダブル階層(33a)に配置され、
-前記第2対(54b)は、前記第(L/2)ダブル階層(33c)に配置され、
-前記第3対(54c)は、前記第2ダブル階層(33b)に配置され、または前記第3~第(L/2)対(54c)は、前記第2~第[(L/2)-1]ダブル階層(33b)に配置され、
-前記第1~第(P-1)導体シーケンス(51a~51c)の前記内側部分が配置される前記第3巻線ゾーン(27c)は、前記電流経路に関して前記導体シーケンス(51a~51c)に続く前記導体シーケンス(51b~51d)が配置される前記第1巻線ゾーン(27a)であり、
-前記第1~第(P-1)導体シーケンス(51a~51c)の前記内側部分(39)が配置される前記第4巻線ゾーン(27d)は、前記電流経路に関して前記導体シーケンス(51a~51c)に続く前記導体シーケンス(51b~51d)が配置される前記第2巻線ゾーン(27b)である、
請求項6に記載の駆動機器。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、回転磁界を生成するように構成されたステータとコンバータ機器とを有する、電気車両の駆動機器に関する。ステータは、ステータコアとステータ巻線とを有する。ステータコアは、長手方向軸に沿って延び、その内部に周方向に配置された多数のスロット(溝)が構成される。ステータ巻線は、スロットにおいて複数の巻線ゾーンを占める。各巻線ゾーンは、長手方向軸に対して垂直な断面平面において中央径方向分割部によって第1側と第2側とにさらに分割される。コンバータ機器は、回転界の磁気エネルギーを駆動機器の回転出力運動に変換するためのものである。コンバータ機器は、ステータと協働して回転電気機械を形成し、回転界に応じて2つの対向する回転方向のうちの一方を選択的に有する回転ロータ運動に設定可能なロータと、回転ロータ運動を回転出力運動に変速するように構成される変速部と、を有する。
続きを表示(約 1,900 文字)【0002】
また、本発明は、車両に関する。
【背景技術】
【0003】
JP5935587B2は、パラレル・ハイブリッド車両に配置される電気機械およびギアボックスを開示している。電気機械は、ステータコアおよびステータ巻線を有するステータ、ならびにロータを有している。
【0004】
電気で駆動される車両において、好適なNVH(ノイズ、振動、ハーシュネス)の挙動を達成するためには、理想的に滑らかなトルクの伝達、すなわちできる限りリップルの小さいトルクの伝達が望まれる。これは、特に、駆動機器の電気機械における小さいトルクリップルおよび小さい寄生力により達成される。電気機械のステータのステータ巻線の場合、必要な個数の巻線が、ステータのステータコアにおいて、巻線の張り出しが少なく対称的に配置されるべきであるとともに、簡単かつ高いプロセス信頼性を有する自動生産を視野に入れた生産しやすい方法で接続されるべきである。
【発明の概要】
【0005】
本発明は、トルクリップルの小さい車両を駆動するためのオプションを構成するという目的に基づいている。
【0006】
冒頭に述べたタイプの駆動機器において、この目的は、本発明によれば、コンバータ機器が好適な回転方向として回転ロータ運動の2つの回転方向のうちの一方を有し、第2側が好適な回転方向に沿って第1側に続き、第1側における各巻線ゾーンが第2側よりもスロットの小さい断面積を占める、という点において達成される。
【0007】
本発明による駆動機器は、ステータを有する。ステータは、回転磁界を生成するように構成される。ステータは、ステータコアを有する。ステータコアは、長手方向軸に沿って延びる。ステータコアには、多数のスロットが構成される。スロットは、周方向に配置される。ステータは、ステータ巻線をさらに有する。ステータ巻線は、スロットにおける複数の巻線ゾーンを占める。各巻線ゾーンは、断面平面において中央径方向分割部によって第1側と第2側とにさらに分割される。断面平面は、長手方向軸に対して垂直である。駆動機器は、回転界の磁気エネルギーを駆動機器の回転出力運動に変換するためのコンバータ機器をさらに有する。コンバータ機器は、ロータを有する。ロータは、ステータと協働して回転電気機械を形成する。ロータは、回転ロータ運動に設定可能である。回転ロータ運動は、回転界に応じて2つの対向する回転方向のうちの一方を選択的に有する。コンバータ機器は、変速部をさらに有する。変速部は、回転ロータ運動を回転出力運動に変速するように構成される。コンバータ機器は、好適な回転方向として、回転ロータ運動の2つの回転方向のうちの一方を有する。第2側は、好適な回転方向に沿って、第1側に続く。第1側における各巻線ゾーンは、第2側よりもスロットの小さい断面積を占める。
【0008】
本発明は、巻線ゾーンが不均一に占められる場合、NVHの挙動が、回転ロータ運動の一方の回転方向において、他方の回転方向に沿うよりも良好に達成されるという構想に基づいている。本発明は、巻線ゾーンを占めることが駆動機器の好適な回転方向に応じて選択されるという点においてこの構想を利用する。この結果としてわずかなトルクリップルが達成され、これによって電気機械の非常に滑らかな運転が達成されると同時に、ステータ巻線はスロットに対称的に配置される。
【0009】
典型的には、ステータコアは、積層された、および/または相互に分離した多数の個々のシートから構成される。この範囲で、ステータコアは、積層ステータコアとも称され得る。断面平面は、特に、径方向および周方向によって定義される。径方向分割部は、特に、長手方向軸および径方向によって定義される面上に延びる。ステータコアは、典型的には、端部側と、この端部側の反対側に存在するさらなる端部側と、を有する。
【0010】
ロータは、恒久的に励磁されてもよいし、恒久的に励磁されなくてもよい。ロータは、独立して励磁され得る。ロータは、磁気的に励磁されてもよいし、電圧的に励磁されても良い。変速部は、特に、回転ロータ運動を回転出力運動に変換するようにも構成される。回転ロータ運動の回転方向は、回転ロータ運動の向きであるとも理解され得る。これにより、好適な回転方向が好適な向きに対応する。
(【0011】以降は省略されています)

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