[发明专利]具有附加无源定子的单面轴向磁通电机

说明书

本发明涉及一种电机，该电机包括：第一定子，其包括定子芯和多个绕组；以及可动元件，其可动地安装成与第一定子相邻，以在可动元件与第一定子的绕组之间形成第一气隙，其中可动元件为与轴连接的滑块或转子，其中包括定子芯的第二定子被布置为与可动元件的另一侧上的第一定子相对，其中可动元件可动地安装成与第二定子相邻，以在可动元件与第二定子的定子芯之间形成第二气隙，其中第一定子、第二定子和可动元件被布置为使得在电机运行期间，磁通量从第一定子穿过第一气隙，穿过可动元件并穿过第二气隙到达第二定子，其中第二定子充当磁通量的返回路径，其中第二定子(2)在面向可动元件的表面上不包括绕组(4)。

本发明涉及一种电机、一种包括电机的车辆以及一种用于控制电机运行的方法。

用作电动机或发电机的电机可以将电能转换为机械能，反之亦然，其中基本的物理原理在本领域中是公知的。对于电机存在多种不同的技术设计，其中大多数类型通过线绕组中的磁场与电流之间的相互作用以产生机械力来运行。近年来，电机及其发展引起了很多关注，这是由于它们有望在提高电动车辆和混合动力车辆的性能方面扮演重要角色。增强型电机可以为减少对石油基燃料的依赖做出重大贡献，而同时允许对全球资源进行更加可持续的管理。相应地，在该领域进行了全面的研究以得到改进的电机。

在本领域已知的电机当中，轴向磁通电机通常被认为是特别有前途的，尤其是与径向磁通电机相比。轴向磁通电机是具有至少一个转子和至少一个定子的电动机或发电机，其中转子与定子之间的磁通量平行于转子的旋转轴。

轴向磁通电机已经在小众汽车应用中使用了许多年，它们的形状和紧凑性提供了特定的好处，例如当用作混合传动系统的集成电机时。在过去十年中，轴向磁通电机的整体市场接受度有所提高，这是由于已知它们可以提供出色的功率和扭矩密度。

尽管在机械和电磁设计方面存在差异，但轴向磁通电机的基本概念在本领域中是公知的，即：永磁体电机、内置永磁体电机、感应电机、有刷DC电机和开关磁阻电机。原则上，轴向磁通电机可以被设计为具有单个转子和单个定子(通常称为“单面”设计)，在两个定子之间具有单个转子(通常称为“中心转子”设计)或在两个转子之间具有单个定子(通常称为“中心定子”设计)。在2015年5月3日至6日在韩国Kintex举行的EVS 28国际电动车辆研讨会和展览会上MU Lamperth等人的文章“用于混合传动系统集成的轴向磁通电机技术评估”中，提供了对普通技术背景和技术人员知识概述的良好介绍。

轴向磁通电机根据现有技术是已知的。例如，WO 01/11755 A1公开了一种中心转子轴向磁通电机。特别地，公开了一种轴流电动机，该轴流电动机包括布置在机器轴上的无铁盘形转子和布置在转子旁边的两个定子，其中转子包括嵌入在纤维增强塑料或织物增强塑料中的永磁体，并且其中每个永磁体都以正配合的方式接合到周围的塑料，以与机器轴形成尺寸稳定的单元。

WO 20018/003990 A2公开了一种轴向磁通电机，该轴向磁通电机包括安装成与至少一个定子相邻的转子，该转子被安装在用于相对于定子旋转的可旋转构件上，使得转子和定子形成机器的第一转子-定子模块，其中该机器包括多个转子-定子模块，每个转子-定子模块基本上与第一模块相同并且在轴向上与其相邻，其中每个转子被安装在可旋转构件上。

WO 2009/087376 A2公开了一种用于轴向磁通电机的转子，该转子具有固定在其上的多个永磁体，其中多个磁体中的每一个至少部分地延伸通过转子中的孔，该布置使得转子的材料与磁体抵接，从而相对于转子的旋转轴基本上周向地且在至少一个轴向方向上基本上轴向地定位磁体。

另外的现有技术公开于WO 2012/059753 A1、US 2009/134723 A1、WO 2008/006906 A1、EP 0660494 A1、US 2007/046124 A1、US 2010/071972A1、FR 3022708 A1、JPH10243589A、US 2015/171722 A1、US 2019/002214 A1和WO 2014/108111 A2中。