电气化推进系统及设备的制作方法

本公开涉及用于车辆的电气化传动系系统。

背景技术：

1、车辆的电气化传动系包括例如电池电动汽车、增程式电动车辆、插电式混合动力电动车辆和燃料电池混合动力电动车辆。正如熟练的从业者所理解的，电气化传动系的设计包括牵引功率、重量、包装体积、行驶里程、驾驶性能和其它因素之间的优化和权衡。车辆设计师努力实现一种快速、轻重量、反应灵敏的传动系系统，该传动系系统可以封装在车辆中，并且能够以最少的充电需求长距离行驶。

2、电机通过产生扭矩将电能转化为机械能。电动车辆（包括混合动力车辆）采用电动马达（诸如感应马达和永磁马达）来推动车辆，并在用作发电机时捕获制动能量。通常，电动马达包括在操作期间旋转的转子和静止的电定子。转子可以包含多个永磁体并且相对于固定的电定子旋转。转子连接到轴，该轴也随转子旋转。包括永磁体的转子通过预定气隙与电定子隔开。电定子包括以线绕组形式的导体。当通过导电线绕组施加电能时，生成磁场。当电能或电力被馈入电定子的导电绕组时，电力可以由磁通量产生扭矩通过气隙传递，该磁通量产生扭矩作用在转子中的永磁体上。以该方式，可以将机械能传递到旋转轴或从旋转轴提取机械能。在电动车辆中，转子因此经由旋转轴通过齿轮组将扭矩传递到车辆的驱动轮。

3、两种常见类型的电动马达包括径向通量或轴向通量型马达。在径向通量马达中，转子和电定子通常位于同心或嵌套配置中，使得当电定子通电时，它会产生从电定子径向延伸到转子的磁通量。因此，电定子中的导电绕组通常垂直于旋转轴线布置，使得生成从旋转轴线（沿着轴）在径向方向中取向的磁场。在轴向通量马达中，与旋转轴线平行的磁场由电定子中的导电线绕组产生，因此磁通量平行于旋转轴线（平行于轴）延伸。在某些应用中，轴向通量马达是期望的，因为与径向通量马达相比，轴向通量马达重量相对较轻，生成增加的功率并且具有紧凑的尺寸。

4、需要一种最大化功率密度、易于封装并提高驾驶性能的电气化传动系系统。

技术实现思路

1、描述了一种最大化功率密度、易于封装并提高驾驶性能的电气化传动系系统。它包括具有轴向通量旋转电机的推进系统、具有可选择的单向离合器的扭矩转换器和可联接到传动系的输出构件。轴向通量旋转电机包括与第一电定子同轴布置的第一转子。扭矩转换器包括流体定子、泵、涡轮和扭矩转换器离合器。轴向通量旋转电机与扭矩转换器同轴布置。轴向通量旋转电机的第一转子联接到扭矩转换器的泵，并且扭矩转换器的涡轮可旋转地联接到输出构件。

2、本公开的一个方面包括：联接到扭矩转换器的涡轮的输出构件可旋转地联接到传动系。

3、本公开的另一方面包括：扭矩转换器离合器是常闭离合器，在启动操纵期间，扭矩转换器离合器被控制为打开状态。

4、本公开的另一方面包括：轴向通量旋转电机是多相无刷永磁dc旋转电机。

5、本公开的另一方面包括：第一转子是固定到盘形背板的多个径向取向的永磁体。

6、本公开的另一方面包括：第一电定子是具有多个径向取向柱的盘形装置，其中，柱中的每个柱具有导电绕组。

7、本公开的另一方面包括：第一转子具有固定到盘形背板的多个径向取向的永磁体。第一电定子是具有多个导电绕组的盘形装置，并且多个径向取向的永磁体在轴向取向中与多个径向取向的导电绕组相邻布置并由气隙隔开。

8、本公开的另一方面包括：扭矩转换器离合器是爪形离合器、预载摩擦离合器或电磁离合器中的一种。

9、本公开的另一方面包括：与第一转子和第一电定子同轴布置的第二转子，其中，电定子插入在第一转子和第二转子之间，以及其中，第一转子经由轴联接到第二转子。

10、本公开的另一方面包括：第一转子是固定到第一盘形背板的第一多个径向取向的永磁体，其中，第二转子包括固定到第二盘形背板的第二多个径向取向的永磁体，其中，第一电定子是具有多个导电绕组的盘形装置，其中，第一多个径向取向的永磁体在轴向取向中与多个径向取向的导电绕组的第一侧相邻布置并由第一气隙隔开，并且其中，第二多个径向取向的永磁体在轴向取向中与多个径向取向的导电绕组的第二侧相邻布置并由第二气隙隔开。

11、本公开的另一方面包括与第一转子和第一电定子同轴布置的第二电定子，其中，第一转子插入在第一和第二电定子之间。

12、本公开的另一方面包括：第一转子是固定到盘形背板的第一侧的第一多个径向取向的永磁体，其中，第一转子包括固定到盘形背板的第二侧的第二多个径向取向的永磁体，其中，第一电定子包括具有第一多个导电绕组的盘形装置，其中，第一多个径向取向的永磁体在轴向取向中与第一多个导电绕组的第一侧相邻布置并由第一气隙隔开，并且其中，第二多个径向取向的永磁体在轴向取向中与第一多个导电绕组的第二侧相邻布置并由第二气隙隔开。

13、本公开的另一方面包括一种推进系统，该推进系统包括与扭矩转换器同轴布置的第一轴向通量旋转电机和第二轴向通量旋转电机。第一轴向通量旋转电机具有与第一电定子同轴布置的第一转子。第二轴向通量旋转电机具有与第二电定子同轴布置的第二转子。扭矩转换器包括流体定子、泵、涡轮和扭矩转换器离合器。第一轴向通量旋转电机和第二轴向通量旋转电机与扭矩转换器同轴布置，其中，第一轴向通量旋转电机的第一转子和第二转子联接到扭矩转换器的泵，其中，扭矩转换器的涡轮可旋转地联接到输出构件。

14、本公开的另一方面包括联接在流体定子和机械接地元件之间的可选择单向离合器。

15、本公开的另一方面包括：扭矩转换器离合器是常闭离合器；其中，扭矩转换器离合器在启动操纵期间被控制到打开状态。

16、本公开的另一方面包括：第一电定子是具有第一多个径向取向的导电绕组的第一盘形装置，并且第一转子包括固定到第一盘形背板的第一多个径向取向的永磁体。第二电定子包括具有第二多个径向取向的导电绕组的第二盘形装置；以及第二转子包括固定到第二盘形背板的第二多个径向取向的永磁体。第一多个径向取向的永磁体在轴向取向中与第一多个径向取向的导电绕组相邻布置并由第一气隙隔开，并且第二多个径向取向的永磁体在轴向取向中与第二多个径向取向的导电绕组相邻布置并由第二气隙隔开。

17、本公开的另一方面包括推进系统，该推进系统具有第一轴向通量旋转电机、第二轴向通量旋转电机、第一扭矩转换器和第二扭矩转换器。第一轴向通量旋转电机、第二轴向通量旋转电机、第一扭矩转换器和第二扭矩转换器同轴布置。第一轴向通量旋转电机包括与第一电定子同轴布置的第一转子，并且第二轴向通量旋转电机包括与第二电定子同轴布置的第二转子。第一扭矩转换器包括第一流体定子、第一泵、第一涡轮和第一扭矩转换器离合器。第二扭矩转换器包括第二流体定子、第二泵、第二涡轮和第二扭矩转换器离合器。第一轴向通量旋转电机的第一转子联接到第一扭矩转换器的第一泵，并且第二轴向通量旋转电机的第二转子联接到第二扭矩转换器的第二泵。第一扭矩转换器的第一涡轮可旋转地联接到第一输出构件，并且第二扭矩转换器的第二涡轮可旋转地联接到第二输出构件。

18、本公开的另一方面包括：第一电定子是具有第一多个径向取向的导电绕组的第一盘形装置。第一转子包括固定到第一盘形背板的第一多个径向取向的永磁体，并且第二电定子包括具有第二多个径向取向的导电绕组的第二盘形装置。

19、第二转子包括固定到第二盘形背板的第二多个径向取向的永磁体。第一多个径向取向的永磁体在轴向取向中与第一多个径向取向的导电绕组相邻布置并且由第一气隙隔开。第二多个径向取向的永磁体在轴向取向中与第二多个径向取向的导电绕组相邻布置并且由第二气隙隔开。

20、本发明提供以下技术方案：

21、1. 一种推进系统，包括：

22、轴向通量旋转电机，其包括与第一电定子同轴布置的第一转子；

23、扭矩转换器，其包括流体定子、泵、涡轮和扭矩转换器离合器；

24、可选择单向离合器，其联接到所述流体定子；

25、其中，所述轴向通量旋转电机与所述扭矩转换器同轴布置；

26、其中，所述轴向通量旋转电机的所述第一转子联接到所述扭矩转换器的所述泵；

27、其中，所述扭矩转换器的所述涡轮可旋转地联接到输出构件。

28、2. 根据方案1所述的推进系统，其中，联接到所述扭矩转换器的所述涡轮的所述输出构件可旋转地联接到传动系。

29、3. 根据方案1所述的推进系统，其中，所述扭矩转换器离合器包括常闭离合器；以及其中，在启动操纵期间，所述扭矩转换器离合器被控制为打开状态。

30、4. 根据方案1所述的推进系统，其中，所述轴向通量旋转电机包括多相无刷永磁dc旋转电机。

31、5. 根据方案1所述的推进系统，其中，所述第一转子包括固定到盘形背板的多个径向取向的永磁体。

32、6. 根据方案1所述的推进系统，其中，所述第一电定子包括具有多个径向取向柱的盘形装置，其中，所述柱中的每个柱具有导电绕组。

33、7. 根据方案1所述的推进系统，其中，所述第一转子包括固定到盘形背板的多个径向取向的永磁体；

34、其中，所述第一电定子包括具有多个导电绕组的盘形装置；以及

35、其中，所述多个径向取向的永磁体在轴向取向中与所述多个径向取向的导电绕组相邻布置并由气隙隔开。

36、8. 根据方案1所述的推进系统，其中，所述扭矩转换器离合器包括爪形离合器、预载摩擦离合器或电磁离合器中的一种。

37、9. 根据方案1所述的推进系统，进一步包括与所述第一转子和所述第一电定子同轴布置的第二转子；其中，所述第一电定子插入在所述第一转子和所述第二转子之间；以及其中，所述第一转子经由轴联接到所述第二转子。

38、10. 根据方案9所述的推进系统，其中，所述第一转子包括固定到第一盘形背板的第一多个径向取向的永磁体；

39、其中，所述第二转子包括固定到第二盘形背板的第二多个径向取向的永磁体；

40、其中，所述第一电定子包括具有多个导电绕组的盘形装置；

41、其中，所述第一多个径向取向的永磁体在轴向取向中与所述多个径向取向的导电绕组的第一侧相邻布置并由第一气隙隔开；以及

42、其中，所述第二多个径向取向的永磁体在所述轴向取向中与多个径向取向的导电绕组的第二侧相邻布置并由第二气隙隔开。

43、11. 根据方案1所述的推进系统，进一步包括与所述第一转子和所述第一电定子同轴布置的第二电定子；其中，所述第一转子插入在所述第一电定子和所述第二电定子之间。

44、12. 根据方案11所述的推进系统，

45、其中，所述第一转子包括固定到盘形背板的第一侧的第一多个径向取向的永磁体；

46、其中，所述第一转子包括固定到所述盘形背板的第二侧的第二多个径向取向的永磁体；

47、其中，所述第一电定子包括具有第一多个导电绕组的盘形装置；

48、其中，所述第一多个径向取向的永磁体在轴向取向中与所述第一多个导电绕组的第一侧相邻布置并由第一气隙隔开；以及

49、其中，所述第二多个径向取向的永磁体在所述轴向取向中与所述第一多个导电绕组的第二侧相邻布置并由第二气隙隔开。

50、13. 一种推进系统，包括：

51、与扭矩转换器同轴布置的第一轴向通量旋转电机和第二轴向通量旋转电机；

52、所述第一轴向通量旋转电机包括与第一电定子同轴布置的第一转子；

53、所述第二轴向通量旋转电机包括与第二电定子同轴布置的第二转子；

54、所述扭矩转换器包括流体定子、泵、涡轮和扭矩转换器离合器；

55、其中，所述第一和第二轴向通量旋转电机与所述扭矩转换器同轴布置；

56、其中，所述第一轴向通量旋转电机的所述第一转子和所述第二转子联接到所述扭矩转换器的所述泵；以及

57、其中，所述扭矩转换器的所述涡轮可旋转地联接到输出构件。

58、14. 根据方案13所述的推进系统，进一步包括联接在所述流体定子和机械接地元件之间的可选择单向离合器。

59、15. 根据方案13所述的推进系统，其中，所述扭矩转换器离合器包括常闭离合器；其中，所述扭矩转换器离合器在启动操纵期间被控制到打开状态。

60、16. 根据方案13所述的推进系统，

61、其中，所述第一电定子包括具有第一多个径向取向的导电绕组的第一盘形装置；

62、其中，所述第一转子包括固定到第一盘形背板的第一多个径向取向的永磁体；

63、其中，所述第二电定子包括具有第二多个径向取向的导电绕组的第二盘形装置；以及

64、其中，所述第二转子包括固定到第二盘形背板的第二多个径向取向的永磁体；

65、其中，所述第一多个径向取向的永磁体在轴向取向中与所述第一多个径向取向的导电绕组相邻布置并由第一气隙隔开；以及

66、其中，所述第二多个径向取向的永磁体在轴向取向中与第二多个径向取向的导电绕组相邻布置并由第二气隙隔开。

67、17. 一种推进系统，包括：

68、第一轴向通量旋转电机、第二轴向通量旋转电机、第一扭矩转换器和第二扭矩转换器；

69、其中，所述第一轴向通量旋转电机、所述第二轴向通量旋转电机、所述第一扭矩转换器和所述第二扭矩转换器同轴布置；

70、所述第一轴向通量旋转电机包括与第一电定子同轴布置的第一转子；

71、所述第二轴向通量旋转电机包括与第二电定子同轴布置的第二转子；

72、所述第一扭矩转换器包括第一流体定子、第一泵、第一涡轮和第一扭矩转换器离合器；

73、所述第二扭矩转换器包括第二流体定子、第二泵、第二涡轮和第二扭矩转换器离合器；

74、其中，所述第一轴向通量旋转电机的所述第一转子联接到所述第一扭矩转换器的所述第一泵；

75、其中，所述第二轴向通量旋转电机的所述第二转子联接到所述第二扭矩转换器的所述第二泵；

76、其中，所述第一扭矩转换器的所述第一涡轮可旋转地联接到第一输出构件；以及

77、其中，所述第二扭矩转换器的所述第二涡轮可旋转地联接到第二输出构件。

78、18. 根据方案17所述的推进系统，其中，所述第一扭矩转换器离合器包括常闭离合器；以及其中，所述第一扭矩转换器离合器在启动操纵期间被控制到打开状态。

79、19. 根据方案17所述的推进系统，其中，所述第二扭矩转换器离合器包括常闭离合器；以及其中，所述第二扭矩转换器离合器在启动操纵期间被控制到打开状态。

80、20. 根据方案17所述的推进系统，

81、其中，所述第一电定子包括具有第一多个径向取向的导电绕组的第一盘形装置；

82、其中，所述第一转子包括固定到第一盘形背板的第一多个径向取向的永磁体；

83、其中，所述第二电定子包括具有第二多个径向取向的导电绕组的第二盘形装置；

84、其中，所述第二转子包括固定到第二盘形背板的第二多个径向取向的永磁体；

85、其中，所述第一多个径向取向的永磁体在轴向取向中与所述第一多个径向取向的导电绕组相邻布置并且由第一气隙隔开；以及

86、其中，所述第二多个径向取向的永磁体在轴向取向中与所述第二多个径向取向的导电绕组相邻布置并由第二气隙隔开。

87、当结合附图时，如所附权利要求中所限定的，从用于执行本教导的一些最优模式和其它实施例的以下详细描述中，本教导的上述特征和优点以及其它特征和优点是显而易见的。