电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电机。特别地但非排他地，本发明涉及用作用于机动车辆的推进马达和/或发电机的电机。本发明的多个方面涉及电机、用于电机的定子、电机控制设备及车辆。
【背景技术】
[0002]内燃发动机通常联接至使曲轴旋转的起动器机构以开始燃烧循环并且从而起动发动机。曲轴的以这种方式的旋转被称为曲轴起动发动机。对于用于机动车辆的内燃发动机而言，起动器机构可以采用电动起动器马达的形式，电动起动器马达选择性地接合联接机构以使曲轴旋转。起动器马达在发动机运转时断开以防止损害。
[0003]混合电动车辆可以将内燃发动机与牵引电机相结合以产生驱动机动车辆的动力。一种方法是将牵引电机集成到设置于车辆传动系中的壳体中。壳体例如可以为变速器壳体。牵引电机可以与内燃发动机的曲轴同轴地布置。这种布置可以被称为曲轴集成马达发电机(CIMG)。单独的电动起动器马达可以设置用于起动内燃发动机，或者CHMG可以用于起动内燃发动机。现在将参照图1和图2描述这些布置的控制架构。
[0004]图1中示出了用于混合电动车辆的已知控制设备100ο该控制设备100构造成用于起动内燃发动机的CMG 101和起动器马达103XMG 101由从高压电池105供给至逆变器107的电流激励，逆变器107将供给的直流电(DC)转换成三(3)相交流电(AC)。单独的低压电池109设置用于对起动器马达103中的电动马达供电。单向DC/DC转换器111设置用于在QMG101作为交流发电机工作时对低压电池109充电。高压电池通常在低温下工作不良并且在低于-30°C的温度下，其性能可能减小到不能对CHMG 101供电的程度。由于低压电池的化学组份，相对于高压电池，低压电池通常可以在更低的温度下工作，这意味着起动器马达103仍可以操作成曲轴起动发动机。
[0005]在图2A和图2B中图示了使CHMG 101起牵引马达和起动器马达作用的控制设备100的替代布置。DC/DC转换器111设置用于在CHMG 101作为交流发电机工作时通过CHMG 101对低压电池109充电。然而，在低温下由于高压电池105的性能减小而可能出现问题。在极低的工作温度例如低于负30°C的情况下，高压电池105中可能不存在足够对组合的CMG 101供电的电荷。如果DC/DC逆变器111是单向转换器(如图2A中所示)，则在低温度下曲轴起动内燃发动机是不可能的，因为高压电池105不能对CMG 101供电。为了克服这种限制，必须使用双向DC/DC转换器111(如图2B中所示)以使低压电池109能够对CHMG 101供电。
[0006]提供起动器马达103来补充牵引电机101的需要是不可取的。然而，已知的设备需要这种布置来实现内燃发动机的起动，甚至在高压电池例如因低的工作温度而不能对CHMG101供电时，也能实现内燃发动机的起动。CMG 101也起起动器马达作用的替代布置需要使用双向DC/DC转换器111。然而，双向DC/DC转换器通常增大了控制设备100的成本和复杂性。
[0007]至少在一些实施方式中，本发明试图克服或改善现有技术装置的缺点中的至少一些缺点。
【发明内容】
[0008]本发明的多个方面涉及电机、用于电机的定子、电机控制设备及车辆。
[0009]根据本发明的另一方面，提供了一种包括转子和定子的电机，其中，定子包括:
[0010]第一组齿，第一组中的每个齿具有第一绕组；以及
[0011]第二组齿，第二组中的每个齿具有第二绕组；
[0012]其中，所述第一绕组和所述第二绕组彼此不同。
[0013]在实施方式中，第一绕组和第二绕组可以选择性地彼此独立地被激励。
[0014]在使用中，第一绕组和第二绕组可以构造成在它们被激励时产生相应的第一磁通和第二磁通。产生的第一磁通和第二磁通可以彼此不同。通过结合不同的绕组，第一绕组和第二绕组可以选择性地被激励以产生电机的不同输出，如不同的操作速度和/或输出扭矩。第一绕组可以构造成产生适于推进车辆的牵引力。第二绕组可以构造成产生适于曲轴启动内燃发动机的曲轴起动力。在使用中，第一绕组和第二绕组可以独立地被激励或一起被激励。
[0015]第一绕组可以具有第一绕组圈数而第二绕组可以具有第二绕组圈数。第一绕组和第二绕组可以因第一绕组圈数和第二绕组圈数彼此不同而彼此不同。例如，第一绕组可以具有为七(7)匝的第一绕组圈数而第二绕组可以具有为四十(40)匝的第二绕组圈数。第二绕组例如可以具有与第一绕组的匝数的至少两、三、四或五倍一样多的匝数。
[0016]替代性地，或另外地，第一绕组可以由与第二绕组不同的材料形成。第一绕组可以由第一材料缠制而成而第二绕组可以由第二材料缠制而成。第一材料和第二材料可以具有不同的特性，例如不同的磁导率。替代性地，或另外地，第一绕组和第二绕组可以由具有不同厚度的第一线圈和第二线圈缠制而成。替代性地，或另外地，第一绕组和第二绕组可以具有不同的截面。例如，所述第一组和所述第二组中的齿的截面可以彼此不同。
[0017]定子可以包括第一弓形部段和第二弓形部段。第一组齿可以分配到所述第一弓形部段与所述第二弓形部段之间。第一弓形部段和第二弓形部段可以以在直径上彼此相对的方式布置。所述第一弓形部段和所述第二弓形部段的每一者中的第一绕组可以彼此相对。
[0018]定子中的齿的角距可以等于具有二十七(27)个齿的同等直径的圆形定子的角距。第一弓形部段和第二弓形部段可以各自包括九(9)个齿。在定子的第一侧、在所述第一弓形部段与所述第二弓形部段之间可以设置有第一周向偏移部，而在定子的第二侧、在所述第一弓形部段与所述第二弓形部段之间可以设置有第二周向偏移部。第一周向偏移部和第二周向偏移部可以以在直径上彼此相对的方式布置。
[0019]在定子的圆周上从直径上相对的位置移除了等同于四又二分之一(4 1A)个齿的部分。为了使第一弓形部段和第二弓形部段以在直径上彼此相对的方式定位而使操作力平衡，弓形部段中的一个弓形部段旋转了等于半个定子齿距的角度(在具有二十七(27)个定子齿的定子构型中为6.65°)，并且设置在部段中的一个部段上的线圈相对于另一部段上的线圈反向。由此，第一周向偏移部和第二周向偏移部以在直径上彼此相对的方式布置。这种定子构型被认为是独立可专利的。
[0020]对三相电机而言，第一部段可以以+A+B+C+A+B+C+A+B+C的方式缠绕，而第二部段可以以-A-B-C-A-B-C-A-B-C的方式缠绕。
[0021]至少在一些实施方式中，在第一周向偏移部或第二周向偏移部中可以布置第三部段。第三部段可以包括具有相A’、B’、C’的三(3)个齿以及布置在第三部段的每个周向端部处的返回磁通齿。
[0022]转子可以包括绕转子的圆周均匀间隔开的十八(18)个磁极。
[0023]在替代布置中，定子可以包括C形部段。齿可以从外C形件沿径向向内延伸。第一组齿可以在所述C形部段内分成第一群组与第二群组。第一群组和第二群组在C形部段内可以在直径上彼此相对。
[0024]第二组齿可以在所述C形部段内布置在第三群组中。第三群组可以布置在所述第一群组与所述第二群组之间。第三组齿可以布置在下述弓形部段中，所述弓形部段以与形成于所述C形部段中的周向孔口在直径上相对布置的方式布置。
[0025]第一群组和第二群组可以各自包括九(9)个齿，而第三群组可以包括六(6)个齿。
[0026]C形部段可以包括二十四(24)个齿，所述齿的角距等于具有三十(30)个齿的同等直径的圆形定子的角距。转子可以包括绕转子的圆周均匀间隔开的二十(20)个磁极。
[0027]第二绕组圈数可以选择为在第二绕组被激励时产生使内燃发动机的曲轴旋转的曲轴起动力。第一绕组和第二绕组可以由具有不同特性一一例如具有不同的直径或由不同的材料形成的导线形成。
[0028]电机可以为永磁体同步马达。替代性地，电机可以为开关磁阻电机。
[0029]在实施方式中，第一组齿中的齿的厚度可以与第二组齿中的对应齿的厚度不同。例如，第二组齿中的齿可以在定子的周向平面上比第一组齿中的齿厚，或者第二组齿中的齿可以在平行于转子的旋转轴线的方向上比第一组齿中的齿薄。在该实施方式中，第一绕组和第二绕组可以因第一绕组和第二绕组缠绕的齿的厚度的不同而不同。
[0030]根据本发明的另一方面，提供了一种用于控制根据前述权利要求中的任一项所述的电机的控制设备，其中，该控制设备包括:
[0031]第一逆变器，该第一逆变器用于向所述第一组中的每个齿上的第一绕组供给交流电；以及
[0032]第二逆变器，该第二逆变器用于向所述第二组中的每个齿上的第二绕组供给交流电。
[0033]第一逆变器可以适于联接至高压电池。第二逆变器可以适于联接至低压电池。
[0034]控制设备可以包括布置在第一逆变器与低压电池之间的单向DC/DC转换器。第二逆变器可以直接联接