CN102263469A - 电动机 - Google Patents

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Abstract

一种电动机装置，包括：具有转子、定子、第一线圈组和第二线圈组的电动机；其中，第一线圈组是被配置为形成第一子电动机，带有控制装置，被配置为控制在第一线圈组内的电流，以产生在转子上的第一扭矩；而第二线圈组是被配置为形成第二子电动机，带有控制装置，被配置为控制在第二线圈组内的电流，以产生在转子上的第二扭矩；其中，第一子电动机是被配置为具有第一扭矩效率曲线，而第二子电动机是被配置为具有第二扭矩效率曲线；以及控制器，用于确定由第一子电动机产生的第一扭矩值以及由第二子电动机产生的第二扭矩值，以基于电动机所需要的扭矩效率曲线来响应所请求的扭矩需求。

Description

电动机
技术领域
本发明涉及一种电动机，尤其是涉及一种轮内电动机。
背景技术
电动机系统通常包括电动机和配置为控制该电动机的电能的控制单元，可被配置为旋转电动机或线性电动机。已知类型的电动机的例子包括：感应电动机、同步无刷永磁电动机、转换磁阻电动机和线性电动机。在商业舞台上，三相电动机是可用的最普通类型的电动机。
三相电动机通常包括三个线圈组，其中每个线圈组是被配置为产生一个与交流电压的三个相位之一相关联的磁场。
为增加在电动机内形成的磁极的数量，每个线圈组通常有一定数量的子线圈组，它们被分布在该电动机的周边，且被驱动为产生一个旋转的磁场。
通过图1可见，显示了一个典型的三相电动机10，它具有三个线圈组14、16、18。每个线圈组包括四个子线圈组，它们是串联连接的。相应地，对于给定的线圈组，由各自子线圈组产生的磁场具有共同的相。
一个三相电动机的三个线圈组通常被构造为三角形或Y字形构型，三角形构型可参见图2，而Y字形构型可参见图3。
对于具有直流电电源的三相电动机的控制单元通常包括三相桥式逆变器，该逆变器产生三相电压电源，用于驱动该电动机。每个电压相是被分别应用于该电动机的各自的线圈组。
三相桥式逆变器包括一定数量的变换装置，例如，诸如绝缘栅双极晶体管（IGBT）开关等的功率电开关。
对于任意给出的电动机构造，电动机通常会有以下电机特性：在不同速度或扭矩设定具有不同值。例如，电动机在一个扭矩值的扭矩效率通常是不同于该电动机在不同扭矩值的扭矩效率，其中，电动机的扭矩效率值的组通常是显示在扭矩效率曲线，它被用于画出电动机在一定范围的电动机速度/扭矩比率的效率曲线图。
因此，电动机将不可避免地在一个速度/扭矩比率具有比另一个速度/扭矩比率更高的效率。
对于仅期望在有限的速度/扭矩范围内操作的电动机，电动机可被设计为在这个范围内具有最优的扭矩效率。然而，对于期望在宽的速度/扭矩范围内操作的电动机，例如设计为驱动车辆的电动机，该电动机将不可避免地需要随时在相对低效的速度/扭矩范围内操作。
改善这种状况是可取的。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了根据所附的权利要求所述的电动机。
本发明允许电动机具有一定数量的子电动机，它们可彼此独立地操作，每个子电动机具有一组关于电机特性的值，这些值不同于至少一个其他子电动机的关于电机特性的值。例如，所述电机特性可以是扭矩/速度效率。对于这个例子，每个子电动机可独立地操作，对于每个子电动机的扭矩需求是基于与每个子电动机相关联的扭矩/速度效率曲线图来选择，因而选择性地提供了对于该电动机的总体需要的扭矩/速度效率，继而使得电动机在一个有效的速度和扭矩范围内进行操作，满足宽范围的扭矩需求。
此外，在一个线圈组的子线圈组内的电流是独立于在另一个线圈组的子线圈组内的电流（也就是，各自的子线圈组不是串联的）。因此，每个子线圈组的线圈可具有大量的转数，相比于所有各个子线圈组是串联的同样电动机而言。在每个线圈所增加的转数会增加该电动机的总体电感。这意味着：较低的电流可被用于每个子线圈组的线圈，这导致较少的热散失问题，并允许使用较小的开关装置。采用较小的开关装置可允许更快的开关速度和更低的开关损失。
进一步，当一个子线圈组的线圈被配置为形成多相电动机（也就是，形成一个逻辑子电动机）时，子线圈组的线圈可被构造为三角形（delta）或Y字形（wye）构型，最好地适合电动机的特殊需要。
各自的控制装置，也被称为驱动单元，包括逆变器，具有多个开关，用于将脉宽调制（PWM）应用到多个各自的子线圈组，这被用于控制在子线圈组的线圈内的电流。在电动机线圈内的电流的PWM控制可被增强，由于增加了包括在线圈内的转数。当采用较小的开关装置时，显著节省了费用、减少了重量和热散失。
因为更小的部件（例如，开关装置）可被用在控制装置内，它们可包在电动机的外套内。例如，控制装置可定位于在电动机内邻近各自线圈组的子线圈组，因而简化了线圈绕组的终止。发动机的外套可包括一个或多个器件，其尺寸这样设计以致控制装置可每次到达一个，取决于转子/外套和控制装置的方向。
可提供共同的控制装置来协调多个控制装置的操作，因而使得电动机的独立的子电动机是中央控制的。因此，该共同的控制装置可被操作为选择性地关闭一个或多个控制装置，以致使部分电力操作，或者调节一个子电动机的电力，以补偿另一个子电动机的故障。
具有平行子电动机的电动机减少了每个线圈组的电流，相对于具有串联的线圈组的电动机而言。
进一步，通过在所述电动机装置内的每个子电动机具有控制装置，带有也位于所述电动机装置内的关联的电容 ，减少了对于该电动机的电容需求。
附图说明
本发明将通过实施例结合所附的附图的方式来进行描述，在这些附图中：
图1图解地显示了一个三相电动机装置的例子； 
图2显示了一个三相电动机的三角形线圈绕线装置；
图3显示了一个三相电动机的Y形线圈绕线装置；
图4显示了本发明所述的电动机具体结构的爆炸分解示意图；
图5是图3所示的电动机从另一角度的爆炸分解示意图；
图6图解地显示了根据本发明的一个实施例所述的电动机的线圈组的一个示例性装置；
图7显示了与子电动机的第一子线圈组相关联的第一扭矩效率曲线图；
图8显示了与子电动机的第二子线圈组相关联的第二扭矩效率曲线图；
图9图解地显示了根据本发明的一个实施例所述的电动机的子线圈组，它们被构造为Y形构型；
图10图解地显示了根据本发明的一个实施例所述的电动机的子线圈组，它们被构造为三角形构型；
图11图解地显示了根据本发明的一个实施例所述的控制装置的一个例子；
图12是开关装置的一个电路图。
具体实施方式
本发明所描述的具体实施方式是用于车轮的电动机。该电动机是具有一组线圈的类型，该组线圈是附着到车辆的定子的一部分，由转子放射状地围绕，转子带有一组磁体，用于附着到车轮。为避免产生疑惑，本发明的多个方面也可等同地应用于具有相同装置的发电机。因此，电动机的定义也包括发电机。此外，本发明的一些方面是可应用于具有在放射状环绕线圈而中心安装的转子的装置。
具体实施的组件的物理装置可参考图4和图5来得到清楚的理解。该组件可被描述为一种内置电子元件和轴承的电动机，或者可被描述为一种轮毂电机或者轮毂驱动，当它被构建为容纳分离的车轮时。
首先参考图4，该组件包括定子252，该定子包括：后部230，形成该组件的机壳的第一部分；以及散热器和驱动装置231，包括多个线圈和电子元件，以驱动这些线圈和散热器。该线圈驱动装置231是固定到后部230，以形成定子252，然后可将定子252固定到车辆，在使用过程中不会旋转。这些线圈自身是在齿片上形成的，它们与驱动装置231和后部230形成定子252。
虽然未示出，多个电容器电路板也安装到定子，用于在电动机和电压电源之间提供电容以降低电压线降。
转子240包括：前部220；以及圆柱形部分221，形成一个盖。该转子240围绕定子252。该转子包括多个磁体242，被配置为围绕圆柱形部分221的内部。因此，这些磁体是紧密接近组件231上的线圈，以致由在组件231内的线圈产生的磁场在磁体242上产生一个力，这些磁体242被配置为围绕转子240的圆柱形部分221的内部，因而导致该转子240旋转。
转子240通过轴承块223附着到定子252。该轴承块223可以是可被用于车辆的标准轴承块，这个电动机组件是被适合于该轴承块。该轴承块包括两部分，第一部分固定到定子，第二部分固定到转子。该轴承块是固定到定子252的壁230的中心部分233，也固定到转子240的壳壁220的中心部分225。因此，转子240是旋转地固定到车辆，通过在转子240的中心部分225的轴承块223而被用于车辆。这具有一个显著的优势：轮辋和轮胎可被固定到转子240的中心部分225，采用通常的轮螺栓来固定轮辋到转子的中心部分，继而紧固到轴承块223的可旋转侧之上。这些轮螺栓可以通过转子的中心部分225而被安装穿入轴承块自身。这个装置的第一方面的优点是：整个组件可被简单地对现有的车辆进行改造，通过移除车轮、轴承块和诸如制动装置等任意其他部件。然后，现有的轴承块可安装入该组件内，整个装置被安装到车辆的定子侧面，正常的轮辋和车轮被安装到转子，以致轮辋和车轮围绕整个电动机组件。因此，对现有车辆的改造变得非常简单。
第二方面的优点是：不需力在转子240的外侧上用于支撑车辆，尤其是不需力在圆周壁221上承载在内侧圆周上的磁体。这是因为用于承载车辆的力被直接从悬架被传送，该悬架固定到轴承块的一侧（通过定子壁的中心部分）到车轮的中心部分，围绕转子固定到该轴承块的另一侧（通过转子壁的中心部分）。这意味着转子的圆周壁221不会受制于任何可使壁变形而使磁体未对准的力。不需要复杂的轴承装置来保持圆周转子壁的对准。
图5显示了如图4所示的相同组件的爆炸分解示意图，该图从相对侧显示了：定子252包括后部定子壁230和线圈和电子组件231。转子240包括外部转子壁220和圆周壁221，磁体242被圆周地配置在圆周壁221内。如前所述，定子252是通过轴承块223在转子壁和定子壁的中心部分连接到转子240的。
此外，除了已知的电动机驱动电路之外，图4还显示了控制装置80，带有下面所述的控制电子元件。此外，在图4和图5中，在转子的圆周壁221与定子外壳230的外部边缘还提供了V形密封350。进一步，在图5中，提供了磁环227，用于相对于定子指示转子的位置的目的，一系列传感器安装在定子252的控制装置80上，该磁环227包括换向聚焦环和多个磁体。
图6图解地显示了根据本发明的一个实施例所述的电动机40的一个例子。在本例中，电动机是圆形的。然而，需要明确的是，本发明的实施例均可应用其他拓扑结构。例如，可设想线圈的线性结构，用于产生线性运动。
在本例中，电动机40包括8个线圈组60，每个线圈组60具有3个子线圈组61、62和63，它们联接于各自的控制装置64，每个控制装置64与各自的子线圈组形成一个三相逻辑电动机或子电动机，可由其他子电动机独立地控制。控制装置64以三相电压电源驱动它们各自的子电动机，因而允许各自的子线圈组产生旋转的磁场。虽然本具体实施例描述了每个线圈组60具有3个子线圈组61、62和63，但本发明并不受本实施例的限制，需要明确的是，每个线圈组60可具有两个或更多的子线圈组。同样，虽然本具体实施例描述了电动机具有8个线圈组60（也就是，8个子电动机），但是该电动机也可具有两个或更多与控制装置相关联的线圈组（也就是，两个或更多子电动机）。
电动机40可包括：转子（在图6中未示出），定位于由该电动机的多个线圈的定位所限定的圆的中心，因而使得该转子在由这些线圈所产生的旋转的磁场内进行旋转。但是，优选地，该转子是如图4和图5中所示的那样围绕线圈来布置。该转子通常可包括一个或多个永磁体，配置为这样旋转，以致它们的磁极扫过电动机40的线圈的末端。在子线圈组61、62和63的线圈内的电路的适当转换使转子的永磁体的磁极能够同步吸引和排斥，以产生电动机40的旋转动作。需要明确的是，图6是高度示意性的，实际上，子线圈组可被设置在定子的外圆周，而以转子的磁体围绕这些线圈。
如上所述，每个控制装置包括一个三相桥式逆变器，该逆变器是本领域技术人员所熟知的，包含6个开关。该三相桥式逆变器是联接到线圈组60的三个子线圈组，以形成一个三相电动机构型。因而，如上所述，该电动机包括八个三相子电动机，其中每个三相子电动机包括一个控制装置64，联接到线圈组60的三个子线圈组。
每个三相桥式逆变器是配置为提供PMW电压控制穿过各自的子线圈组61、62和63，以对各自的子电动机提供所需的扭矩。
对于给出的线圈组，控制装置64的三相桥式开关是配置为应用单独的电压相穿过每个子线圈组61、62和63。
扭矩，又称为力矩，是在转子上的扭转力的测量，是在转子和转子半径上的力的产物。
在电动机中，扭矩通常是与在该电动机的线圈绕组的电流成比例的。
电动机的效率是由输出的机械能与输入的电能的比率来定义的，其中，扭矩/速度效率曲线图定义了电动机在一定的速度值和扭矩值的范围之上的效率。
电动机的扭矩/速度效率可以根据在该电动机内的许多特征而变化。例如，在齿片上形成的线圈绕组的转数，用于在齿片上形成线圈绕组的线圈的直径，定子齿的形状和/或在齿片的末端与转子磁体之间的空气间隙，以及穿过线圈所施加的电压。
为了本实施例的目的，允许对于电动机产生最优化的扭矩/速度效率，至少两个子电动机被配置为具有不同数值组的扭矩/速度效率曲线图。然而，该扭矩/速度效率的数值组可以在任意数量的不同子电动机之间变动。
如上所述，本发明不受限于不同的扭矩/速度效率的数值组，其他电机特性也可在不同子电动机之间变动，或者附加于扭矩/速度效率的值，或者作为一种替代。
为允许所述扭矩/速度效率曲线图在不同子电动机之间变动，任意合适的子电动机设计特征可被改变。例如，任意一个或多个以下特征可在不同子电动机之间变动：在齿片上形成的线圈绕组的转数，用于在齿片上形成线圈绕组的线圈的直径，定子齿的形状和/或在齿片的末端与转子磁体之间的空气间隙，以及穿过线圈所施加的电压。附加地或可替代地，各自的子电动机可被驱动为产生预定的扭矩/速度效率曲线图。
对于任意一个子电动机，用于确定扭矩/速度效率曲线图的数值的设计标准通常是基于该电动机的预期用途来确定。例如，在本实施例中，电动机具有八个子电动机，该电动机可被设计为有四个子电动机带有基本上与第一扭矩/速度效率曲线图相同的扭矩/速度效率曲线图，而其他四个子电动机被配置为带有基本上与第二扭矩/速度效率曲线图相同的扭矩/速度效率曲线图。然而，电动机可以被设计为具有扭矩/速度效率曲线图的子电动机的任意装置，例如，三个子电动机可具有基本相同的扭矩/速度效率曲线图，而其他五个子电动机具有不同的扭矩/速度效率曲线图。可替代地，所有子电动机可以被配置为具有不同的扭矩/速度效率曲线图。需要注意的是，第一组子电动机的扭矩/速度效率曲线图可被选择为不同于第二组子电动机的扭矩/速度效率曲线图（也就是，第一组子电动机可被视为等同于带有预设的扭矩/速度效率曲线图的第一组子电动机，而第二组子电动机可被视为等同于带有预设的扭矩/速度效率曲线图的第二组子电动机）。
因此，子电动机的扭矩/速度效率曲线图的构造的任意组合可被采用，基于该电动机的设计需要。
虽然本实施例是基于驱动具有多个子电动机的电动机同时使扭矩/速度效率最大化，该原理也可被应用于电动机的再生（也就是，将该电动机视为发电机），同时使电动机损失最小化。
通过举例说明，如何使具有子电动机的电动机的扭矩效率曲线图被最优化的例子将在这里被描述，以便提供对于多种驱动状况的改善的扭矩/速度效率。以下说明是基于具有四个轮内电动机的车辆，每个轮内电动机具有八个子电动机。
对于车辆，首要是想驱动在城区环境中行驶，这通常涉及低速度和高扭矩，或者驱动在高速公路行驶，这通常需要高速度和低扭矩，所述八个子电动机中的四个的每个轮内电动机都被配置为具有基本相同的扭矩/速度效率曲线图，这样当一起操作时，它们具有对应于在图7中所示的扭矩/速度效率曲线图的扭矩/速度效率曲线图。所述八个子电动机的第二组都被配置为具有基本相同的扭矩/速度效率曲线图，这样当一起操作时，它们具有对应于在图8中所示的扭矩/速度效率曲线图的扭矩/速度效率曲线图。每个子电动机具有的最大扭矩是在200Nm的区域。
正如图7中所示，第一扭矩/速度效率曲线图是被配置为在较低速度时具有较高的扭矩/速度效率值，正如当在城区环境中行驶时通常遇到的那样。正如图8中所示，第二扭矩/速度效率曲线图是被配置为在较高速度时具有较低的扭矩/速度效率值，正如当在高速公路环境中行驶时通常遇到的那样。
为允许对于给出的扭矩/速度需求确定一个最优的扭矩/速度效率，一个表被存储在内存中，优选是在轮内控制装置的内存中，该表限定了由每组子电动机提供的扭矩贡献的量，其中，总扭矩T总是由第一组子电动机的扭矩TA和第二组子电动机的扭矩TB的总和。优选地，该表列出了在可用的扭矩值与电机速度的范围之上的第一组子电动机与第二组子电动机的百分比贡献，对于本实施例，这将对应于0 至1600Nm的扭矩范围和0 至 1200rpm的电机速度范围。该表可采用任意合适的方式才创建，例如，通过增加该表的百分比贡献来提供在特定扭矩/速度点的最优化扭矩/速度效率。
例如，对于450Nm的扭矩需求和300 rpm的电动机速度，为提供最优化的扭矩/速度效率，由第一组子电动机提供的贡献率将是100%。由第二组子电动机提供的贡献率将是0%。扭矩贡献是由在与各自子电动机相关联的线圈绕组内产生的电流来确定的。
对于250Nm的扭矩需求和700 rpm的电动机速度，由第二组子电动机提供的贡献率将是100%。由第一组子电动机提供的贡献率将是0%。
然而，对于大多数情形，两组子电动机将提供一种扭矩贡献，尤其是如果总的扭矩要求超过了每组子电动机可用的程度。例如，对于700Nm的扭矩需求，在700 rpm的电动机速度时，可能的预想情形是由第一组子电动机提供500Nm的扭矩，以88% 至 90%的扭矩/速度效率来运转，而由第二组子电动机提供200Nm的扭矩，在约90%的扭矩/速度效率下运转。
因此，对于在各自子电动机的线圈绕组内流动的电流的所需要的扭矩值，是选择的以提供对于电动机的预定的扭矩效率。换言之，对于该电动机所需要的扭矩值可以是固定的，但被选择流经各自子电动机的线圈绕组的电流是变动的，或者基于各自子电动机的扭矩效率的总和，以及它们对于由该电动机所产生的总体扭矩的贡献来选择以提供对于该电动机的预定的扭矩效率。
虽然本发明采用了一个表来限定由各自子电动机在所要求的速度产生的扭矩的比率，该由各自子电动机在所要求的速度产生的扭矩的比率也可以是由其他方式来确定，例如，采用一种算法。
可选择地，对于给出的总体扭矩值，可以对电动机实施一些形式的控制环，由不同子电动机所提供的扭矩的贡献是变动的，采用反馈环来提供最优化的扭矩效率。
此外，用于确定由各自子电动机所产生的扭矩比率的装置也可以是被构造为根据各自子电动机的温度而作适应性改变。例如，为避免子电动机过热，一旦子电动机的温度已经超过极限值，可采用不同比率的扭矩，以避免子电动机的过热。
图9显示了在图6中所示的电动机，其中，每个控制装置桥式逆变器是联接到它们各自的子线圈组，以形成Y字形构造。
图10显示了在图6中所示的电动机，其中，每个控制装置桥式逆变器是联接到它们各自的子线圈组，以形成三角形构造。
为提高在子电动机之间的不同的扭矩效率曲线图，一组子电动机可被联接在Y字形构造，而另一组子电动机可被联接在三角形构造。
图11显示了根据本发明的一个实施例所述的控制装置80的一个例子。
该控制装置80包括第一电路板83和第二电路板82。优选地，第二电路板82被配置为覆盖第一电路板83，如图11所示。
第一电路板83包括多个开关，这些开关被配置为应用交变电压穿过各自子线圈组。这些开关可包括半导体装置，例如MOSFET或者IGBT。在本具体实施例中，这些开关包括IGBT开关。
如上所述，多个开关被配置为形成一个n相桥式电路。因此，正如本领域技术人员所熟知，开关的数量将取决于被施加到各自子电动机的电压相的数量。在本具体实施例中，控制装置和子线圈组被配置为形成一个三相电动机，各自控制装置的第一电路板83包括6个开关。虽然电路设计显示每个子电动机具有一个三相结构，该子电动机可被构建为具有两相或更多相。
子线圈组的电线（例如，铜线）可被直接连接到适当的开关装置。
第二电路板82包括一定数量的电气部件，用于控制安装在第一电路板83上的开关的操作。安装在第二电路板82上的电气部件的例子包括控制逻辑，用于控制这些开关的操作，用于提供PWM电压控制和接口部件，例如CAN接口芯片，使得控制装置80与在控制装置80外部的装置（例如，其他控制装置80或者主控制器）进行通信。通常，第二控制板82将与接口通信，以接收扭矩需求请求，并传输状态信息。
如上所述，第二电路板82被配置为安装在第一电路板83，第一电路板83和第二电路板82都包括用于安装在电动机40内（例如，邻近它们控制的子线圈组）的装置，直接安装到冷却板。在所示的例子中，第一电路板83和第二电路板82是充分楔形的。这个形状使得多个控制装置80可被定位于在电动机内互相邻近的位置，形成扇形的装置。通过从这些开关中分离控制逻辑，具有从从这些开关中分离控制逻辑的优势，同时也使由这些开关所产生的电噪声的影响最小化。
每个电路板上也安装有传感器，该传感器可被用于确定转子240的位置，例如，霍尔传感器，它被配置为根据聚焦环与安装在转子240上的磁体227的相对位置而产生一个电信号。为确定转子在电路板上转动的方向，优选地具有两个传感器，它们是通过预定的角度来相弥补的，以致来自每个传感器的信号的改变都可被分析，以决定转子240的相对位置以及该转子的旋转方向。为使得每个控制装置（然后是每个子电动机）能互相独立地进行操作，每个电路板具有它们自身的位置传感器组。然而，也可采用单独的位置传感器组。
图12显示了第一电路板的六个开关，它们被配置为一个三相桥式构型，并耦接到线圈组的子线圈组，设置为Y形构型。这六个半导体开关是连接到一个电压电源，例如300伏电源，并且接地。各对子线圈组是连接在所述桥式电路的两条引腿之间。简单地，为了在一个方向操作该电动机和供给电压，这些开关是成对地操作的，一个开关在桥的上半部，而另一个开关在桥的下半部的不同的引脚上。每个开关负载三分之一时间的输出电流。
为改变所述电动机的旋转方向，在线圈内的电流的极性和时序是改变的，以致在相反方向上形成合力。如上所述，脉宽调制技术被用于对应用到半导体开关的门的信号进行脉宽调制，以控制施加到线圈的电压，其中PWM电压是基于所接收的扭矩需求的请求来确定的。然后，该PWM电压决定线圈电流，因而决定所产生的扭矩。 
当轮内电动机的每个子电动机独立于其他子电动机（也就是，这些子电动机是非串行连接的）进行操作时，为改善在各自子电动机之间的扭矩，共同的控制装置可被定位于该轮内电动机之内，用于监视和调节各自子电动机的操作，以便平衡各自子电动机的操作。
可选择地，各自子电动机的平衡和同步可通过一个或多个子电动机控制装置80来进行，其中该轮内电动机的控制装置80通过通信总线在彼此之间进行通信。
在整合多个车轮的车辆中，每个车轮具有一个轮内电动机40，每个电动机整合了所有需要管理其动作的情报。每个电动机明确其在车辆上的位置，并相应地控制它的动作。优选地，每个电动机还提供了关于其他电动机的以下信息：例如速度、扭矩和状态，这些信息都基于每个电动机在该车辆上的位置的认知以及其他电动机的状态，它可确定扭矩的最佳水平，以致应用于给出需求的扭矩。即使没有这些其他信息，所述电动机仍能继续响应所需求的扭矩。
其他控制信号，例如上电/断电控制信号，也可从主控制器被发送/接收，该主控制器是设置为控制车辆的总体操作，各个轮内电动机被安装在该车辆内。对于轮内电动机，这些控制信号是与各自控制装置80通信的，直接或间接地通过共同的控制装置。如上所述，这些控制信号通常是通过通信总线（例如，CAN总线）来进行通信的。然而，本领域技术人员所应当知晓，这些信号也可以通过任意合适的装置进行通信。该控制信号也可包括用于调整/定义电压脉冲的信号，该电压脉冲由控制装置80施加到与它相关联的子线圈组的线圈，用于启动电动机，因而调节对于该轮内电动机的扭矩需求。
如上所述，在给出的线圈组中，产生来驱动不同子线圈组的每个电信号具有不同的相角度。由不同电路板所产生的每个电信号具有基本相同的相角度，与由其他电路板所产生的电信号相对应。例如，对于一个三相电动机，当每个子电动机包括具有三个子线圈组的线圈组时，每个子电动机将产生具有第一相角度的电信号，对于每个子电动机是基本相同的。类似地，在一个三相电动机内的每个子电动机也会产生具有第二相角度和第三相角度的电信号，其中第二相角度和第三相角度在子电动机之间是基本相同的。
对于每个不同的电信号，相角度和电压包络是由各自电路板采用PWM电压控制来产生的，其中电信号的电压包络和相角度是由调制的电压脉冲来决定的。
然而，为了使DC连接电容和电磁噪声最小化，对于以基本相同的相角度具有电压包络的电信号，由每个子电动机所产生的PWM电压信号是相对于彼此抵消的。这就是说，对于由不同的子电动机所产生的不同信号，即使电压包络是基本相同的，用于产生这些电压信号的PWM信号也是相对于彼此抵消的。
为获得在不同子电动机之间的PWM抵消，对于每个不同的子电动机，PWM计数器是同步的，而抵消的同步信号是对于在不同电路板上的计数器而产生的，其中对于每个电路板（也就是，每个子电动机），该抵消同步信号是不同的。对于由每个电路板所提供的每个相应的电相信号，PWM电压具有相偏移效应。因此，对于由这些电路板产生的不同的电压信号，即使电压包络具有基本相同的相角度，用于产生这些电压信号的PWM信号没有基本相同的相角度，因而有助于使DC连接电容和电磁噪声最小化。
显然，对于本领域技术人员而言，这里所揭示的主题内容可以多种方式来改变，可假设不同于前述的特定的优选实施方式的其他实施例，例如，多个电动机可被安装在一辆汽车上，其中至少一个电动机具有不同的电机特性值，例如不同的扭矩效率值，相对于其他电动机而言。因此，类似于上述的实施方式，不同子电动机可被驱动为具有不同的电机特性值，不同的电动机，优选是轮内电动机，可被驱动为具有不同的电机特性值。例如，两个电动机可被驱动为提供一个扭矩值，而这两个电动机是以第一扭矩效率值来操作，而另一对电动机是被提供另一个扭矩值，以第二扭矩效率值来操作。

Claims (28)

1.一种电动机装置，包括：
具有转子、定子、第一线圈组和第二线圈组的电动机，其中，第一线圈组是被配置为形成第一子电动机，而第二线圈组是被配置为形成第二子电动机，第一子电动机与第二子电动机具有电机特性，即对于第一子电动机由第一组值，对于第二子电动机由第二组值；以及
控制器，用于确定提供给第一子电动机的第一电流值与提供给第二子电动机的第二电流值，以提供带有预定或最优化的值的电机特性的电动机。
2.根据权利要求1所述的电动机装置，其特征在于：所述电机特性是扭矩/速度效率，以及第一组值形成第一扭矩/速度图，第二组值形成第二扭矩/速度图。
3.根据前述任一权利要求所述的电动机装置，其特征在于：所述控制器是被配置为确定第一电流值和第二电流值，以响应接收的扭矩或者速度需求。
4.根据权利要求3所述的电动机装置，其特征在于：所述控制器是被配置为确定第一电流值和第二电流值，以响应采用查找表或者算法或者控制回路所接收的扭矩或者速度需求。
5.当权利要求3从属于权利要求2时，根据权利要求3所述的电动机装置，其特征在于：在第一扭矩/速度效率曲线图与第二扭矩/速度效率曲线图之间的扭矩/速度效率曲线图的差异是由以下至少一个因素来确定的：
i）形成第一线圈组与第二线圈组的线圈绕组的匝数；
ii）形成第一线圈组与第二线圈组的线圈绕组的直径；
iii）对于第一线圈组与第二线圈组的布线连接类型；或者
iv）形成第一线圈组与第二线圈组的一部分的定子齿的形状和/或尺寸。
6.根据前述任一权利要求所述的电动机装置，其特征在于：每个线圈组包括多个子线圈组。
7.根据前述任一权利要求所述的电动机装置，其特征在于：还包括控制装置，被配置为控制在第一线圈组的电流，以在所述转子产生第一扭矩，并控制在第二线圈组的电流，以在所述转子产生第二扭矩。
8.根据权利要求6所述的电动机装置，其特征在于：所述控制装置是被配置为以不同的电压相角来驱动每个子线圈组。
9.根据权利要求8所述的电动机装置，其特征在于：所述控制装置是被配置为采用脉宽调制来控制到每个子线圈组的电压。
10.根据权利要求7或8所述的电动机装置，其特征在于：所述控制装置是被配置作为对于第一子电动机的第一控制装置，以及对于第一子电动机的第一控制装置。
11.根据权利要求10所述的电动机装置，其特征在于：所述第一控制装置与第二控制装置是彼此邻近地安装的。
12.根据权利要求10或11所述的电动机装置，其特征在于：所述第一控制装置和第二控制装置包括六个开关，被配置为三相桥，用于控制提供给各自子线圈组的电压。
13.根据权利要求10至12之一所述的电动机装置，其特征在于：所述第一控制装置和第二控制装置具有多个开关，安装在第一电路板上；控制器安装在第二电路板上，被配置为控制在第一电路板上的多个开关的操作，以提供电压到所述子线圈组。
14.根据权利要求10至13之一所述的电动机装置，其特征在于：还包括传感器，被配置为检测所述电动机的转子的位置，以产生位置信号，其中，所述第一控制装置和第二控制装置都被配置为采用所述位置信号控制电压到各个子线圈组。
15.根据权利要求14所述的电动机，其特征在于：所述转子包括多个磁体，其中，所述传感器是被配置为通过检测所述磁体的位置来确定转子的位置。
16.根据权利要求10至15之一所述的电动机装置，其特征在于：每个控制装置包括传感器，被配置为检测所述的转子的位置，以产生位置信号，其中，每个控制装置是被配置为采用各自的位置信号控制电压到各自的子线圈组。
17.根据权利要求10至16之一所述的电动机装置，其特征在于：每个控制装置包括多个传感器，被配置为检测所述的转子的位置，以产生位置信号与转子的旋转方向信号，其中，每个控制装置是被配置为采用各自的位置信号和方向信号控制电压到各自的子线圈组。
18.根据权利要求10至17之一所述的电动机装置，其特征在于：所述第一控制装置和第二控制装置都被配置为接收扭矩需求的请求，并被配置为基于所述扭矩需求的请求来控制在所述子线圈组内的电流。
19.根据前述任一权利要求所述的电动机装置，其特征在于：每个子线圈组包括多个邻近的线圈。
20.根据权利要求10至19之一所述的电动机装置，其特征在于：所述第一控制装置和第二控制装置都安装在定子上。
21.根据权利要求20所述的电动机装置，其特征在于：所述定子还包括散热器，所述第一控制装置和第二控制装置都安装到散热器。
22.根据权利要求10至21之一所述的电动机装置，其特征在于：所述第一控制装置和第二控制装置是位于邻近它们各自在所述电动机内的子线圈组。
23.根据权利要求10至22之一所述的电动机装置，其特征在于：所述第一控制装置和第二控制装置是通过通信接口联接的，以致使所述第一控制装置和第二控制装置进行通信。
24.根据权利要求10至23之一所述的电动机装置，其特征在于：所述第一控制装置是安装在邻近于所述第一线圈组的定子上，而所述第二控制装置是安装在邻近于所述第二线圈组的定子上。
25.根据权利要求24所述的电动机，其特征在于：所述线圈组是围绕所述定子的轴以不同角度沿圆周安装的，各自的控制装置是以与各自的线圈组相同的角度围绕所述轴来安装的。
26.根据权利要求10至25之一所述的电动机装置，其特征在于，所述控制装置是被配置为：在每个子线圈组的磁场是采用脉宽调制电压控制来产生的。
27.根据权利要求26所述的电动机装置，其特征在于：所述控制装置是这样配置以致在所述第一线圈组的各个子线圈组内产生的磁场的磁相角是与在所述第二线圈组的各个子线圈组内产生的磁场的磁相角相同的。
28.根据权利要求27所述的电动机装置，其特征在于：所述控制装置是这样配置以致用于在所述第一线圈组内产生磁场的脉宽调制电压信号是与在所述第二线圈组内产生磁场的脉宽调制电压信号相抵消的。
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