專利名稱：用于代用燃料車輛的電動機總成的制作方法
技術領域：
本發明主要涉及代用燃料車輛，且尤其涉及用于代用燃料車輛的電 動機總成。
背景技術：
最近幾年，隨著技術的發展，以及樣式上的不斷嘗試，導致汽車設 計發生了實質性的改變。改變之一涉及汽車內電氣和傳動系統的復雜性，特別 是代用燃料車輛，例如混合動力、電動以及燃料電池車輛。這種^ffl燃料車輛 通常使用一個或更多電動機，有可能以與另一致動裝置結合的形式，來驅動車 輪。通常，特別是在混合動力車輛里，電動機(包括定子和轉子)包圍 在相對較大的箱體，或者"罐外殼(can housing)"內。這種總成通常由汽車制 造商從其它制造商處購買，其它制造商分別購買并完成單獨的零j，配后向汽 車制造商出售。從供應商處購買這種大的、復雜的部件明顯增加了車輛的制造 成本。而且，隨著對代用燃料車輛的動力和性能需求的持續增加，對最大 化，內各個系統的效率的需求也不斷增加，還希望 > 的總成本。此外,
還始終希望降低部件對空間的需求以便最小化糊的總絲和重量。因此，希望提供一種用于在代用燃料車輛內安裝電動機的改進方法 和系統。而且，本發明其它希望的特點和特征將結合附圖和前述的技術領, 背景技術明顯地體現在下面的詳細描述和附加的權利要求中。
發明內容
在一個實施例中，提供一種汽車傳動體總成。所述汽車傳動裝置 總成包括配置為安裝在汽車內的外殼；聯接至拼殼上的第一電動機零件；可 轉動地聯接至勝一電動機部件上的第二電動機部件，所述第一和第二電動機部 件共同包括至少一個磁鐵和至少一個導電線圈，配置為當電流通^^f述至少一 個導電線圈時，第二電動機部件相對第一電動機部件轉動；以及 器總成， 其包括至少一個聯接至U第二電動機部件上的齒輪，使得第二電動機部件的轉動 引起該至少一個齒輪的運動。第二電動機部件和變速器總成聯接至拼殼上，使 得當夕卜殼安裝到汽車中時^I器總成基本上支撐第二電動機部件。在另一個實施例中，提供一種汽車傳動裝置總成。所述汽車傳動裝 置總成包括配置為以預定方向安裝在汽車內的外殼；聯接至IJ外赴的第一電 動機部件；可轉動地聯接至U第一電機部件上的第二電動機部件，所述第一和第 二電動機部件共同包括至少一個磁鐵和至少一個導電線圈，配置為當電 M過 至少一個導電線圈時，第二電動機部件相對第一電動機部件轉動；以及變速器 總成，其包括至少一個聯接到第二電動機部件上的齒輪，使得第二電動機部件 的轉動弓l起該至少一個齒輪的運動。第一電動機部件、第二電動機部件和變速 器總 置為當外殼以預定方向安裝在汽車內時，第一電動機部件、第二電動 機部件和zBI器總i^豎直方向上重疊。在另一個實施例中，提供一種汽車傳動，總成。所述汽車傳動裝
置總成包括..外殼，連接到外殼上的定子機殼，連接到并至少部分位于定子機 殼內的電動機定子，聯接到外殼并包括至少一個齒輪的變速器總成，基本上由 變速器總成支撐的轉子轂，以及連接到轉子轂上的電動機轉子，使得電動機定 子和電動機轉子共同形成包括至少一個磁鐵和至少一個導電線圈的電動機，所 述磁鐵和導電線圈設置為當電流通過所述至少一個導電線圈時，電動機轉子相 對于電動機定子轉動。
下面將結合附圖詳細描述本發明，其中相同的附圖標記表示相同的 元件，以及圖1是標根據本發明的一個實施例的示范性汽車的示意圖2是g定子總成的立體亂
圖3是表示轉子總成的立體圖；
圖4是表示定子殼體的立體圖；
圖5是標轉子轂的剖面偵艦亂以及圖6是表示圖1汽車內的變速箱的剖面側視圖，其內安裝有圖2的 定子總成、圖3的轉子總成、圖4的定子殼體以及圖5的轉子轂。
具體實施例方式下面的詳細描述僅僅是示范性的而不是為了限制本發明及其應用和 使用。而且，前面的技術領域、背景技術、發明內容或下面的詳細描述中出現 的任何明示或暗示的理論不構成限制。下面的描述涉及元件或者特征被'連接"或'聯接"在一起。作為這里所
使用的，"連接"指一個元件/特ta接接合到(或者直接通信至)另一個元件/特
征，并且不必須是機械ift3i接。同樣，"聯接"指一個元件/特ta:接或間雜合
到(或者直接或間接通信至)另一個元件/特征，并且不必須是機械iik^接。然 而應當理解的是，雖然在一個實施例中兩個元件被描述為"連接"，但在另一個 實施例中相似的元件可以是'聯接"，反之亦然。因此，雖然這里所示的示意圖 描繪了元件的示范性布置，但額外的中間零件、裝置、特征或部件都可以出現 在實際的實施方案中。也應當理解，圖l-圖6僅僅是圖示，而不是按比例纟魏ij 的。根據本發明的一個方面，提供一種汽車傳動裝置總成。所述傳動裝 置總成包括具有單獨的、模塊化部件的電動機。單獨的零件可以獨立外包，這 樣與購買完整的電動機總成相比可以降低成本。模塊化設計允許齒輪架定位在 電機動總成的正下方，這樣能節省水平(或者軸向)空間。根據本發明的另一方面，所述汽車傳動裝置總成包括配置為安裝在 汽車內的外殼。第一電動機部件聯接至拼殼上，第二電動機部件可轉動地聯接 到第一電動機部件上。第一和第二電動機部件共同包括至少一個磁鐵和至少一 個導電線圈，配置為當電流通過所述至少一個導電線圈時，第二電動機部件相 對第一電動機部件轉動。變速器總成包括至少一個聯接到第二電動機部件上的 齒輪，使得第二電動機部件的轉動引起該至少一個齒輪的運動。第二電動機部件和魏器總成聯接至拼殼上，使得當夕卜殼安裝至u汽車中時變速器總成基本上 支撐第二電動機部件。在一個實施例中，當夕卜殼安裝到汽車中時，第一和第二 電動機部件在垂直方向J^t準。圖1示出了根據本發明一個實施例的電動 (或汽車)20。汽車 20包括車架22，四個^24，和電子控制系統26。雖然沒有特別示出，車架 包括底盤和設置在底盤上的車身，其基本上包圍著汽車20的其它部件。每個車 輪24分別在,車架22的相應拐角處轉動聯接到車架22上。汽車20可以是各種不同 汽車中的一種，例如，轎車，貨車，卡 車，或者運動型多用途車(SUV)，而且可以是兩輪驅動(2WD)(也就是后輪 驅動或者fl^驅動)，四輪驅動(4WD)，或者全輪驅動(AWD)。汽車20例如 可以采用許多不同類型的發動機中的任何一種，或者它們的組合，例如，汽油 鵬油內燃機，"柔'I4M料車"(KFV)發動機(也就是4頓汽油和酒精的混合物)， 氣劍七合物(例如氫和/駄然氣)燃料發動機，燃傲電動機混合發動機，以及 電動機。在圖1所示的示范性實施例中，汽車20是AWD混^5力力糊，還 包括前致動裝置總成28，后致動裝置總成30，和電池(也就是直流(DC)電 源)34。前致動裝置總成28包括內燃機36，前電動抓變速器總成38，和前功 率變換器總成40 (或者牽引功率變換器模塊(TPM))。前電動機/^t器總成38在其中包括有變速器，該變速器集成了一個
(或更多)電動W7發電機(或者'電機")42，像通常所理解的，且聯接到內燃機 36。電動板發電機42包括定子總成和轉子總成，下面將更詳細地描述。后致動 裝置總成30包括后電動ln/變速器總成44和后功率變換器46 (或者后功率變換 器模塊(RPM))。繼續參照圖1 ，后致動裝置總成30通^ (或驅動)軸56聯接到前 致動裝置總成28上，每個致動裝置總成28和30都艦多根軸58聯接到車輪 24。因此，* 24以繞相應的輪軸線59可轉動的方式聯接到車架22上。雖然沒有示出，在一個實施例中，前變換器40和后變換器46齡 都包括聯接到電壓源和電動機的三相電路。更具體地，變換器40和46每個都 包括開關網絡(switch network),所述開關網絡具有聯接到電池34的第一輸入 和聯接到電動抓發電機42和48的輸出。雖然示出了單個電壓電源(例如，電池34)，也可以使用具有兩個串聯電源的分布式直流(DC)鏈路。開關網絡可 以包括三對串聯的開關以及與電動機42和48每一運行階段相對應的反平行二 極管(也就是與^開關反平行)。仍然參照圖1 ，電子控制系統26可操作地與前致動裝置總成28、后 致動裝置總成30、電池34、以及變換器40和46通信。雖然沒有詳細示出，電 子控制系統26包括各種傳SH和汽車控制模塊，或者電子控制單元(ECU)， 例如變換控制模塊和車輛控制器，以及至少一個處理器和/或存儲器，所述存儲 器包括存儲在其中(或其它計算機可讀介質內)的指令，用于執行下面描述的 禾Mi^和方法。在一個實施例中，汽車20是'串聯HEV"，其中內燃機36不直接聯 接到 器上，而是聯接到電動機42和48上，用于致動電動機42和48以產 生電功率。在另一個實施例中，汽車20是'并聯HEV"，其中內燃機36ffl31， 例如，使電動機的轉子旋轉聯接到內燃機36的傳動軸上，直接聯接到變速器上。在運行過程中，仍然參照圖1 ，汽車20 ffi51內燃機36與電動機42 和48以交替的方式和Mffi過內燃機36與電動機42和48同時地向車輪24提供 動力實現運行。為了向電動機42和48供能，電池34向變換器40和46提供直 流電功率，所述變換器40和46在、M電動機42和48之,將直流電功率轉換 為交流電功率。圖2-圖5表示根據本發明一個實施例的前致動裝置總成28的各個部 件。圖2表示電動機42的定子總成(或者定子)60。如圖所示，定子60是具 有轉子開口62貫穿其中的大致環狀糊犬，并且包括數個導電線圈64，就如通常 所理解的那樣。圖3標轉子總成(或者轉子)66。轉子66是具有軸開口 68 貫穿其中的大致環狀形狀，并且包括鐵磁芯，如通常所理解的那樣。雖然沒有 具體示出，轉子66的外徑可以近似于(或者稍微小于)貫穿定子60 (圖2)的 轉子開口62的直徑。如下面所描述的，定子60和轉子66共同形成電動機(例 如電動機42)，其可以包括數個電磁極(例如16個極)，就如通常所理解的那樣。圖4表示定子機殼，或者定子罐外殼70。定子罐外殼70是具有定子 開口 (或腔)72延伸貫穿其中的大致環形或者圓筒形狀。雖然沒有具體示出， 定子開口72的直徑近似于(或者稍微小于)定子60 (圖2)的外徑。定子罐外 殼70在其一端還包括數個附接構件74 (例如，用于安裝到輔和/或輸;i^g中)。圖5表示轉子轂76。雖然只示出了剖面，轉子轂76為在其一側具有, 腔78并在其相對的一側具有軸開口 80的大致環狀形狀(相似于罐外殼70)。根據本發明的一個方面，電動機部件60、 66、 70和76都模i央化地 安裝在汽車20內(圖l)。更詳細地，定子60和轉子66在沒有通常包圍電動機 部件的機殼的情況下獨立地安裝在汽車20內。圖6表示根據一個實施例的汽車 20內的^I箱(或者外殼)82，其中安裝有定子60和轉子66。雖然沒有具體 示出，變速箱82可以具有多個與后致動裝置總成30 (圖l)相關聯的，器和 域電動機部件(例如，離合器、軸、禾口/或后電動機48)，該后致動裝置總成早 于定子60和轉子66的安裝而安裝在^I箱中。定子60 (圖2)首先在定子開口 72內連接到罐70上(例如，定子 60被壓配合進定子開口 72內)。參照圖6，定子罐外殼70然后在變速箱82內 固定在其上部。轉子66 (圖3)在轉子腔78內3i接到轉子轂76上(例如，轉 子66被壓配合在轉子轂76上)。轉子轂76然后定位在變速箱82內位于定子罐 外殼70 (和定子60)的下方，使得轉子66插入轉子開口62。在運行過程中， 轉子66圍繞轉子軸線83相對于定子60 (和/或車架22)轉動。然后，與前致動裝置總成28相關聯的^I器部件安裝在變速箱82 內，包括齒輪架84 (例如，^3I器總成包括一系列的行星齒輪)，其設置在轉子 轂76的下方并且通過軸(未示出)和軸承86與轉子轂76聯接。特別值得注意 的是，與僅包圍了定子60和轉子66的機殼相反，轉子轂76 (和轉子66)由變 速器部件(例如齒輪架84)支撐，因為在本發明的實施例中沒有這樣的機殼。 如圖6所示，^il箱82然后以預定方向安裝進汽車20內，使得定子罐外殼70、 轉子轂76和齒輪架(或者^t器總成)84沿轉子軸線83在垂直方向上"重疊"， 或者垂直對準。因此，轉子軸線83延伸穿過定子罐外殼70、轂76和齒輪架84 并且正交于(例如，垂直于但不相交于)輪軸線59 (圖l)。也就是說，在至少 一個實施例中，定子60和轉子66布置在變速箱82內，使得當變速箱82安裝 在汽車20內時，轉子軸線在汽車20處于基本水平面時基本是垂直的。上面描述的電動機總成的一個優點是因為獨立的、單獨的部件，電 動機可模塊化制造。也就是說，各部件的生產可被外包給多個制造商，使得成 本斷氏。另一個優點是，模塊化的部州吏得總成結構更緊湊，其中齒輪架可以 設置在定子和轉子下方的位置。也就是說，定子、轉子和齒輪架可以垂OT準，因此降低了電動機總成和頓器所需要的水平(也就是軸向)空間。前面詳細描述了至少一個示范性的實施例，應當理解的是其還可以 有大量的變化。還應當理解的是示范性的實施例僅僅是舉例，并不限制本發明 的范圍、應用或構造。相反，前面的詳細描述提供給本領域的技術人員應用示 范性實施例的便利途徑。應當理解，在不背離通過權利要求及其等效物所定義 本發明的范圍內可以對元件的功能和布置進行各種改變。
權利要求
1、一種汽車傳動裝置總成，包括配置為安裝在汽車內的外殼；聯接到所述外殼上的第一電動機部件；可轉動地聯接到第一電動機部件上的第二電動機部件，所述第一和第二電動機部件共同地包括至少一個磁鐵和至少一個導電線圈，所述磁鐵和導電線圈配置為當電流通過所述至少一個導電線圈時，第二電動機部件相對第一電動機部件轉動；以及變速器總成，其包括至少一個聯接到第二電動機部件上的齒輪，使得第二電動機部件的轉動引起所述至少一個齒輪的運動，其中第二電動機部件和所述變速器總成聯接到所述外殼上，使得當所述外殼安裝到汽車中時，所述變速器總成基本上支撐第二電動機部件。
2、 根據權利要求1所述的汽車傳動裝置總成，其中所述汽車傳動體總成不包括基本上包圍第一和第二電動機部件的機殼，基本上不包圍所述變速器總 成，且基本上支撐第二電動機部件。
3、 根據權利要求1所述的汽車傳動裝置總成，其中當所述外殼安裝在汽車 內時，第一電動機部件、第二電動機部件和所述魏器總成在垂直方向上對準。
4、 根據權利要求3所述的汽車傳動裝置總成，其中第二電動機部件可圍繞 軸線相對于第一電動機部件轉動，且所述軸線延伸穿過第一電動機部件和所述 魏器總成。
5、 根據權利要求4所述的汽車傳動裝置總成，其中當所述外殼安裝在汽車 內并且汽車處于基本水平面時，所述軸線基本上是垂直的。
6、 根據權利要求4所述的汽車傳動裝置總成，其中所述^I器總成位于第 一和第二電動機部件的下方。
7、 根據權利要求6所述的汽車傳動裝置總成，還包括連接到所述外殼上的 定子機殼，其中第一電動機部件至少部分±也位于所述定子機殼內。
8、 根據權利要求7所述的汽車傳動裝置總成，還包括轉子轂，所述轉子轂 連接至悌二電動機部件上并且聯接到所超少一個齒輪上。
9、 根據權利要求8所述的汽車傳動裝置總成，其中所述定子機殼不包圍第二電動機部件。
10、 根據權利要求9所述的汽車傳動裝置總成，其中第一電動機部件是定 子，第二電動機部件是轉子。
11、 一種汽車傳動裝置總成，包括配置為以預定方向安裝在汽車內的外殼； 聯接到所述外殼上的第一電動機部件；可轉動地聯接到第一電動機部件上的第二電動機部件，所述第一和第二電 動機部件共同地包括至少一個磁鐵和至少一個導電線圈，配置為當電流通過所 艇少一個導電線圈時，第二電動機部件相對第一電動機部件轉動；以及魏器總成，其包括至少一個聯接至IJ第二電動機部件上的齒輪，使得第二 電動機部件的轉動弓l起所述至少一個齒輪的運動，其中第一電動機部件、第二電動機部件和所述變速器總 置為當所述夕卜 殼以預定方向安裝在汽車內時，第一電動機部件、第二電動機部件和所述變速 器總成在垂直方向上重疊。
12、 根據權利要求ll所述的汽車傳動裝置總成，其中第二電動機部件和所 述變速器總成聯接至IJ所述外殼上，使得當所淞卜殼以預定方向安裝至U汽車內時， 所述，器總成基本上支撐第二電動機部件。
13、 根據權禾腰求ll所述的汽車傳動裝置總成，其中所述汽車傳動裝置總 成不包括基本上包圍第一和第二電動機部件的機殼，基本上不包圍所述變速器 總成，且基本上支撐第二電動機部件。
14、 根據權禾腰求12所述的汽車傳動裝置總成，其中所述變速器總成位于第一和第二電動機部件的下方。
15、 根據權禾腰求14所述的汽車傳動裝置總成，還包括連接至斷述外殼上的定子機殼，其中第一電動機部件至少部分地位于所述定子機殼內，且所述定 子機殼不包圍第二電動機部件。
16、 一種汽車傳動裝置總成，包括 外殼；連接至斷述外殼上的定子機殼；連接到并至少部分位于所述定子機殼內的電動機定子；聯接至IJ所游卜殼并包括至少一個齒輪的魏器總成；基本上由所述變速器總成支撐的轉子轂；以及連接至u所述轉子轂上的電動機轉子，使得所述電動機定子和所述電動機轉子共同地形成包括至少一個磁鐵和至少一個導電線圈的電動機，所述磁鐵和導 電線圈設置為當電流通過所述至少一個導電線圈時，所述電動機轉子相對于所 述電動機定子轉動。
17、 根據權利要求16所述的汽車傳動裝置總成，其中所述外殼配置為安裝 在汽車內，以及其中所述電動機定子、所述電動機轉子和所述變速器總成布置 為當所述外殼安裝在汽車內時所述電動機定子、所述電動機轉子和所述變速器 總成在垂直方向上重疊。
18、 根據權禾腰求17所述的汽車傳動裝置總成，其中所述電動機轉子可圍 繞軸線相對于所述電動機定子轉動，且所述軸線延伸穿過所述電動機定子和所 述變速器總成。
19、 根據權禾腰求18所述的汽車傳動裝置總成，其中所游卜殼配置為當所 述外殼安裝在汽車內并且汽車處于基本水平面時，所述軸線基本上是垂直的。
20、 根據權利要求19所述的汽車傳動體總成，其中所述電動機定子、電動機軒和變速器總 置為當所述外殼安裝在汽車內時，所述^3I器總成位 于第一和第二電動機部件的下方。
全文摘要
本發明涉及用于代用燃料車輛的電動機總成。提供一種汽車傳動裝置總成，其包括配置為安裝在汽車內的外殼；聯接到外殼上的第一電動機部件；可轉動地聯接到第一電機部件上的第二電動機部件，所述第一和第二電動機部件共同地包括至少一個磁鐵和至少一個導電線圈，配置為當電流通過所述至少一個導電線圈時，第二電動機部件相對第一電動機部件轉動；以及變速器總成，其包括至少一個聯接到第二電動機部件上的齒輪，使得第二電動機部件的轉動引起至少一個齒輪的運動。第二電動機部件和變速器總成聯接到外殼上，使得當外殼安裝到汽車上時變速器總成基本上支撐第二電動機部件。
文檔編號H02K7/116GK101564990SQ20091020394
公開日2009年10月28日 申請日期2009年4月3日 優先權日2008年4月4日
發明者K·D·肖赫, T·J·賴因哈特 申請人:通用汽車環球科技運作公司