CN108933509A - 用于电机转子的可变磁通桥 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于电机转子的可变磁通桥。一种用于电气化车辆的电机组件包括定子芯、转子、第一对磁体、第二对磁体和可变磁通磁体。定子芯限定腔。转子设置在所述腔内进行旋转并且包括桥。第一对磁体中的每个磁体可安装到转子并且在第一D轴两侧彼此间隔开。第二对磁体中的每个磁体可安装到转子并且在第二D轴两侧彼此间隔开。第一D轴与第二D轴在Q轴两侧彼此间隔开。可变磁通磁体嵌入在所述桥内并且位于转子上，以影响与Q轴关联的电流从而控制转子的扭矩输出并且对D轴电流进行脉冲调节从而控制所述桥的磁化。

Description

用于电机转子的可变磁通桥

技术领域

本公开涉及一种电气化车辆的电机组件。

背景技术

电气化车辆(诸如，电池电动车辆(BEV)、混合动力电动车辆(HEV)和插电式混合动力车辆(PHEV))的扩大驾驶范围技术持续得到改进。然而，与先前的BEV和PHEV相比，实现这些增大的范围通常需要牵引电池和电机具有更高的功率输出和与能力提升相关联的热管理系统。提高电机定子芯与转子之间的效率可增大电机的功率输出。

发明内容

一种用于电气化车辆的电机组件包括定子芯、转子、第一对磁体、第二对磁体和可变磁通磁体。定子芯限定腔。转子设置在所述腔内进行旋转并且包括桥。第一对磁体中的每个磁体安装到转子并且在第一D轴两侧彼此间隔开。第二对磁体中的每个磁体安装到转子并且在第二D轴两侧彼此间隔开。第一D轴与第二D轴在Q轴两侧彼此间隔开。可变磁通磁体嵌入在所述桥内并且位于转子上，以影响与Q轴关联的电流从而控制转子的扭矩输出并且对D轴电流进行脉冲调节从而控制所述桥的磁化。第一对磁体或第二对磁体的磁体可彼此被布置为限定倒V形。所述电机组件还可包括设置在可变磁通磁体的第一侧上的第一侧磁通屏障以及设置在可变磁通磁体的第二侧上的第二侧磁通屏障。第一侧磁通屏障以及第二侧磁通屏障可与可变磁通磁体布置在一起，以防止与Q轴关联的竖直电流或磁通影响可变磁通磁体的磁化。第一侧磁通屏障和第二侧磁通屏障均可被定位成影响磁通，以使磁通沿着穿过可变磁通磁体的大致水平的路径流动。可变磁通磁体可以是铝镍钴(AlNiCo)、铁氧体和低能量稀土金属中的一种。可变磁通磁体可与第一对磁体以及第二对磁体布置在一起，使得与Q轴关联的磁通围绕可变磁通磁体转向以控制转子扭矩输出。

一种用于电气化车辆的电机组件包括定子芯、转子、第一对磁体、第二对磁体和梯形可变磁通磁体。定子芯限定腔。转子设置在所述腔内并且包括桥。第一对磁体彼此布置成当转子旋转且定子芯被激活时沿第一D轴产生电流。第二对磁体彼此布置成当转子旋转且定子芯被激活时沿第二D轴产生电流。梯形可变磁通磁体嵌入在所述桥内并且与第一对磁体以及第二对磁体布置在一起，使得与将梯形可变磁通磁体二等分的Q轴关联的电流沿着穿过梯形可变磁通磁体的大致水平的路径流动。梯形可变磁通磁体包括第一侧和第二侧。第一侧更靠近转子的外表面，并且具有比第二侧的长度更短的长度。梯形可变磁通磁体的梯形形状可形成第一路径以及比第一路径厚的第二路径，以影响磁通使得磁通沿所述大致水平的路径流动。所述电机组件还可包括第一侧磁通屏障和第二侧磁通屏障，第一侧磁通屏障和第二侧磁通屏障分别设置在梯形可变磁通磁体的相对两侧上，以阻止或最小化沿大致竖直的流动路径流动的磁通。

一种电机组件包括转子、可变磁通磁体以及第一磁体和第二磁体。转子设置在定子芯内并且包括桥。可变磁通磁体嵌入在所述桥内。第一磁体和第二磁体被布置为限定在第一磁体与第二磁体之间的D轴并且限定倒置的斜坡，以将与D轴关联的磁通集中到可变磁通磁体内并且增大与D轴关联的电流对可变磁通磁体的磁化的影响。所述电机组件还可包括由转子的外表面限定的切向轴以及与切向轴平行地间隔开的偏移轴。第一磁体和第二磁体中的一个磁体可限定边缘轴，并且边缘轴相对于偏移轴的角度可被选择为影响传递到可变磁通磁体内的与D轴关联的磁通的量，从而影响可变磁通磁体的磁化。边缘轴相对于偏移轴的角度可在25度与35度之间。边缘轴相对于偏移轴的角度可以是大约30度。第一磁体和第二磁体可彼此被布置为形成倒V形。所述电机组件还可包括第一侧磁通屏障和第二侧磁通屏障，第一侧磁通屏障和第二侧磁通屏障分别被设置在可变磁通磁体的相对两侧中的一侧上，以将可变磁通磁体的磁通保持在第一侧磁通屏障和第二侧磁通屏障之间。

附图说明

图1是示出电气化车辆的示例的示意图。

图2是电机的一部分的示例的分解透视图。

图3是示出电机的扭矩转速曲线的示例的曲线图。

图4是电机的转子的示例的一部分的截面形式的局部前视图。

图5是示出电机的扭矩转速曲线的另一示例的曲线图。

图6是示出转子的弹簧与滑动桥(sliding bridge)之间的关系的示例的示意图。

图7A是电机的转子和定子的示例的一部分的示出桥处于第一位置的截面形式的局部前视图。

图7B是图7A的电机的转子和定子的示例的一部分的示出所述桥处于第二位置的截面形式的局部前视图。

图7C是图7A的电机的转子和定子的示例的一部分的示出所述桥处于第三位置的截面形式的局部前视图。

图8是电机的转子的另一示例的一部分的示出各个电机部件的定向轴线和磁通路径的截面形式的局部前视图。

图9是电机的转子的另一示例的一部分的示出受各个电机部件影响的磁通流动路径的示例的截面形式的局部前视图。

图10是电机的转子的另一示例的一部分的示出受各个电机部件影响的磁通流动路径的另一示例的截面形式的局部前视图。

具体实施方式

在此描述本公开的实施例。然而，应理解的是，所公开的实施例仅为示例，并且其它实施例可采用各种形式和替代形式。附图不必按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式利用本公开的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参照任一附图示出和描述的各个特征可与一个或更多个其它附图中示出的特征组合以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可被期望用于特定的应用或实施方式。

图1是示出电气化车辆的示例的示意图。在该示例中，电气化车辆是在此被称作车辆12的PHEV。车辆12可包括机械地连接至混合动力传动装置16的一个或更多个电机14。每个电机14能够作为马达或发电机运转。此外，混合动力传动装置16机械地连接至发动机18。混合动力传动装置16还机械地连接至驱动轴20，驱动轴20机械地连接至车轮22。电机14可在发动机18开启或关闭时提供推进和减速能力。电机14还可用作发电机，并且可通过回收通常在摩擦制动系统中将作为热损失掉的能量来提供燃料经济性效益。由于车辆12可以在特定状况下以电动模式运转，所以电机14还可提供减少的污染物排放。

牵引电池24储存可被电机14使用的能量。牵引电池24通常提供来自牵引电池24内的一个或更多个电池单元阵列(有时被称作电池单元堆)的高电压直流(DC)输出。电池单元阵列可包括一个或更多个电池单元。牵引电池24通过一个或更多个接触器(未示出)电连接至一个或更多个电力电子模块26。所述一个或更多个接触器在断开时将牵引电池24与其它组件隔离，并且在闭合时将牵引电池24连接到其它组件。电力电子模块26还电连接至电机14，并提供在牵引电池24与电机14之间双向传输电能的能力。例如，典型的牵引电池24可提供DC电压，而电机14可能需要三相交流(AC)电压来运转。电力电子模块26可将DC电压转换为电机14所需要的三相AC电压。在再生模式下，电力电子模块26可将来自用作发电机的电机14的三相AC电压转换为牵引电池24所需要的DC电压。这里描述的部分同样适用于纯电动车辆。对于纯电动车辆，混合动力传动装置16可以是连接至电机14的齿轮箱，并且可以不存在发动机18。

牵引电池24除了提供用于推进的能量之外，还可为其它车辆电气系统提供能量。典型的系统可包括DC/DC转换器模块28，DC/DC转换器模块28将牵引电池24的高电压DC输出转换为与其它车辆负载兼容的低电压DC供应。其它高电压负载(诸如，压缩机和电加热器)可不使用DC/DC转换器模块28而直接连接至高电压。在典型的车辆中，低电压系统电连接至辅助电池30(例如，20伏特的电池)。

电池电力控制模块(BECM)33可与牵引电池24通信。BECM33可用作牵引电池24的控制器，并且还可包括管理牵引电池24的每个电池单元的温度和荷电状态的电子监测系统。牵引电池24可具有温度传感器31(诸如，热敏电阻或其它温度计)。温度传感器31可与BECM33通信，以提供与牵引电池24有关的温度数据。

车辆12可通过外部电源36(诸如，电插座)进行再充电。外部电源36可电连接至电动车辆供电设备(EVSE)38。EVSE 38可提供电路和控制，以调节和管理电源36与车辆12之间的电能传输。外部电源36可向EVSE 38提供DC电力或AC电力。EVSE 38可具有用于插入到车辆12的充电端口34中的充电连接器40。充电端口34可以是被配置为从EVSE 38向车辆12传输电力的任意类型的端口。充电端口34可电连接至充电器或车载电力转换模块32。电力转换模块32可对从EVSE 38供应的电力进行调节，以向牵引电池24提供合适的电压水平和电流水平。电力转换模块32可与EVSE 38进行接口连接，以协调对车辆12的电力传输。充电连接器40可具有与充电端口34的相应凹入相匹配的插脚。

上面讨论的各个组件可具有一个或更多个关联的控制器，以控制和监测组件的操作。控制器可经由串行总线(例如，控制器局域网(CAN))或者经由离散导体进行通信。

牵引电池24的电池单元(诸如，棱柱形电池单元或袋式电池单元)可包括将储存的化学能转换为电能的电化学元件。棱柱形电池单元或袋式电池单元可包括壳体、正极(阴极)和负极(阳极)。电解质可允许离子在放电操作期间在阳极与阴极之间移动，并且随后在再充电操作期间返回。端子可允许电流流出电池单元，以供车辆使用。当位于具有多个电池单元的阵列中时，每个电池单元的端子可以与彼此相邻的相对的端子(正极端子和负极端子)对齐，汇流条可有助于促进多个电池单元之间的串联连接。电池单元还可被并联布置，使得相似的端子(正极端子与正极端子或者负极端子与负极端子)彼此相邻。

图2是示出电气化车辆的电机的多个部分的示例的局部分解视图，所述电机在此总体上被称作电机100。电机可包括定子芯102和转子106。如上所述，电气化车辆可包括两个电机。电机中的一个电机可主要用作马达，另一个电机可主要用作发电机。马达可运转以将电转换为机械功率，发电机可运转以将机械功率转换为电。定子芯102可限定内表面108和腔110。转子106的尺寸可适于腔110内的设置与操作。轴112可以可操作地连接至转子106并且连接至其它车辆组件，以从轴112传输机械功率。

绕组120可设置在定子芯102的腔110内。在电机为马达的示例中，电流可被馈送到绕组120，以获得转子106上的旋转力。在电机为发电机的示例中，通过转子106的旋转在绕组120中产生的电流可被用于为车辆组件供电。绕组120的多个部分(诸如，端部绕组126)可从腔110中突出。在电机100的操作期间，可沿着绕组120和端部绕组126产生热。转子106可包括磁体，使得转子106的旋转与流过端部绕组126的电流协作产生一个或更多个磁场。例如，流过端部绕组126的电流产生旋转磁场。转子106的磁体将磁化并且随着旋转磁场而旋转，以使轴112旋转从而获得机械功率。

图3示出了示出电机的扭矩转速曲线的示例的曲线图，所述曲线图在此总体上被称作曲线图200。X轴204表示转子转速，Y轴206表示电机操作的扭矩。扭矩转速曲线210表示电机的典型的扭矩输出与转子转速之间的关系。区域212表示高扭矩性能要求的区域，区域214表示低扭矩驱动循环点的区域。针对与运转通过大部分EPA效率循环所需的扭矩量有关的性能，电机在机动车牵引应用中的作用可能需要高扭矩。永磁马达通常由于由与永磁体关联的“自由”转子磁场提供的高效率而被使用。然而，一个缺点是该自由转子磁场总是“处于接通状态”(on)并且电机中的定子芯损耗是磁场的函数。对于高扭矩点，需要大的转子磁场来利用低电流产生大的扭矩量。然而，对于低扭矩点或零扭矩点，大的转子磁场可产生高定子芯损耗。因此，对于需要高的最大扭矩和低的驱动循环扭矩的电机，恒定的永磁转子磁场通常仅针对期望的条件中的一个条件而进行优化。

图4是示出电机的转子(在此被称作转子230)的一部分的示例的局部截面视图。电机可在电气化车辆或仅包括内燃发动机的车辆中运转。转子230包括组件，以通过使用滑动桥来产生随转子230的转速和桥的位置而变化的转子磁通场(rotor flux field)，从而形成具有可变转子磁通的永磁电机。产生可变转子磁通提供了高扭矩输出和低扭矩输出两者，以适应车辆驾驶循环中的不同的扭矩需求。在转子磁通可变的情况下，连接到转子230的轴的扭矩输出可基于转子230的转速而被调节。例如，转子230可包括一对第一磁体232、一对第二磁体234以及设置在每个磁体对之间的通道236。例如，每个磁体可以是稀土磁体(诸如，钕磁体)。通道236可与磁体大致等距离地间隔开。通道236的第一端可与转子230的外表面间隔开基于转子230的预定应力操作参数的距离。桥238可设置在通道236内，以在至少第一位置与第二位置之间平移。例如，因转子230的转动而产生的离心力可影响桥238在通道236内的运动。桥238可以是具有高磁化率和高磁导率特性的软铁磁材料。用于桥238的材料的示例包括硅钢、铁、钴和铁氧体。

通过可预测地控制桥238在通道236内的位置，可根据桥238的位置调整来改变分流磁通路径的厚度。第一非磁性引导件242和第二非磁性引导件244可在大致中央通道区域处或者大致中央通道区域附近分别设置在通道236的相对两侧上。第一非磁性引导件242和第二非磁性引导件244可以是具有低摩擦系数和非磁性特性的材料(诸如，聚合物)。例如，与转子230的材料或者其它较高摩擦系数的材料相比，低摩擦系数可有助于影响桥238的更容易的平移。当转子230静止时，桥238可位于静止区域246。当转子230转动时，桥238可由于离心力而滑动通过过渡区域到达有效分流磁通区域248。当桥238位于通道236的上壁处或者位于通道236的上壁附近时，桥238处于完全分流区域。桥238可被设置在通道236内，使得气穴(air pocket)被限定在桥238的任一侧上。气穴可用作磁通屏障(flux barrier)来阻止转子磁通泄漏，直到桥238处于有效分流磁通区域248为止。

第一非磁性引导件242和第二非磁性引导件244可有助于阻止沿由箭头245表示的从桥238向磁体对中的一个的方向发生的磁通泄漏。第一非磁性引导件242和第二非磁性引导件244中的每个的形状可基于安装到转子230且位于第一非磁性引导件242和第二非磁性引导件244中的每个附近的磁体的角度或方位而变化。例如，每个非磁性引导件可包括与所述一对第一磁体232或所述一对第二磁体234的邻近磁体中的一个的磁体边缘大致平行的引导件边缘。在该示例中，每个非磁性引导件被示出为具有大致长形的三角形形状，然而，可预期的是，非磁性引导件可具有其它形状(诸如，在邻近的磁体被定向成限定与非磁性引导件的矩形侧面平行的边缘或平面的实施例中，非磁性引导件大致为矩形的形状)。

可选地，弹簧250可被设置在通道236内，从而以可预测的方式使桥238的运动发生偏置。例如，如上所述，当转子230转动时，弹簧250可在通道236内被定向以可预测地影响向心力，从而抵抗作用在桥238上的离心力。另外，当转子230未转动时，弹簧250可用于将桥238保持在静止区域246内。弹簧250可被固定到桥238的一端并且被固定到通道236的内表面。在特定状况(转子230以一定转速转动)下，弹簧250可用于可预测地影响桥238以使桥238位于有效分流磁通区域248内。可基于转子的尺寸、取决于转子230的操作状况的离心力范围以及马达扭矩转速规范来调节弹簧250的偏置。

图5和图6示出了弹簧、桥以及转子(诸如，弹簧250、桥238以及转子230)之间的机械关系的示例。在图5中，X轴251表示每分钟转数(RPM)，Y轴252表示扭矩。线253表示扭矩转速曲线。转子的转速以RPM1的线254、RPM2的线255以及RPM3的线256被表示。如上所述，因转子230的转动而产生的离心力(在图6中由以箭头表示的力F_c表示)可影响桥238在通道236内的运动。当转子230以RPM1转动时，桥238可处于静止位置。当转子230以RPM2转动时，桥238可处于过渡区域与有效分流区域之间。当转子230以RPM3转动时，桥238可处于完全分流位置。

为了影响桥238在通道236内的位置调整，弹簧250的弹簧常数可以是基于桥238的质量以及桥238的期望运动的。图6示出了转子230、桥238以及弹簧250的示意图。X1处的线257可与桥238的静止位置相对应。X2处的线258可与桥238在过渡区域与有效分流区域之间的位置相对应。X3处的线259可与桥238的完全分流位置相对应。

弹簧250的力方程可被表示为：

F_s＝kx

在加速度下针对滑动桥238的质量的力方程可被表示为：

F_c＝mrω²＝mrπRPM²/30

系统的方程可被表示为：

或者

为了识别弹簧250的弹簧常数和变形，基于转子230的性能要求来限定转换RPM1、RPM2以及RPM3的期望转速。然后，可选择X1并且可在RPM1下求解k。通过使用k，可在RPM2下求解X2，并且可在RPM3下求解X3。

图7A至图7C示出了桥238的产生相对于具有端部绕组262的定子芯260的不同磁通路径的位置的示例。由彼此邻近的所述一对第一磁体232中的一个磁体和所述一对第二磁体234中的一个磁体产生的分流磁通由流动路径261表示。由定子芯260产生的磁通由流动路径263表示。在图7A中，桥238被示出为未与流动路径261接合并且位于静止区域246内的静止位置。在该位置处，桥238促进磁通流向定子芯260。在图7B中，桥238被示出为在到有效分流磁通区域248的路线上的过渡区域内与流动路径261部分地接合。在图7C中，桥238被示出为与流动路径261接合并且位于有效分流磁通区域248内的有效分流位置。在该位置处，桥238促进由所述一对第一磁体232以及所述一对第二磁体234产生的磁通流，以通过保持转子230内的磁通来使感应电压以及磁损耗最小化同时使与端部绕组262的相互作用最小化。

图8至图10是示出转子(在此总体上被称作转子300)的另一示例的局部截面视图。转子300可在电气化车辆或者仅具有内燃发动机的车辆的电机中运转。转子300包括用于产生具有可变转子磁通的永磁电机的组件。例如，转子300可包括一对第一磁体304、一对第二磁体306以及嵌入在桥312内的可变磁通磁体310。所述一对第一磁体304以及所述一对第二磁体306中的每个磁体可以是例如稀土磁体(诸如，钕磁体)。如在此进一步描述的，可变磁通磁体310可以是例如具有较低矫顽力性质的磁体(诸如，铝镍钴(AlNiCo)、铁氧体或低能量稀土金属)。所述一对第一磁体304中的每个磁体可彼此布置以形成倒V形。所述一对第二磁体306中的每个磁体可彼此布置以形成倒V形。可由转子300在所述一对第一磁体304的每个磁体的两侧上限定空间316，并且可由转子300在所述一对第二磁体306的每个磁体的两侧上限定空间318。空间316和空间318提供用于辅助将所述一对第一磁体304和所述一对第二磁体306相对于可变磁通磁体310进行定向的结构。

由彼此邻近的所述一对第一磁体304中的一个磁体和所述一对第二磁体306中的一个磁体产生的分流磁通由流动路径315表示。由定子芯(未示出)产生的磁通由流动路径317表示。

通过防止过量的磁通到达邻近的定子芯，将可变磁通磁体310嵌入在桥312内有助于在不需要高扭矩时对磁通进行分流。取决于可变磁通磁体310的磁化状态，可添加、减去或忽略来自从转子300到定子的沿Q轴的主路径的磁通。可变磁通磁体310可具有抵抗来自主路径的磁通的特性，同时也可利用合理的D轴电流进行控制。例如，AlNiCo是可因较低的矫顽力特性以及较高的温度不敏感性而被使用的材料。还可使用铁氧体或较弱/较薄的稀土级材料。

可变磁通磁体310可以是楔形的，以有助于控制转子300运转时的磁通。例如，如图8所示，可变磁通磁体310可具有外侧319的长度小于内侧321的梯形形状。还可预期的是，在另一组件示例中，外侧319可具有大于内侧321的长度。该梯形形状可有助于提供具有变化长度的磁通路径以控制磁化特性，这是因为系统效率可随着对可变磁通磁体310的互换的南极和北极的增加的控制而被提高。例如，较薄的路径可能需要较小的磁场来对可变磁通磁体310进行磁化或去磁化，以产生较小的D轴电流。较厚的路径可能需要较大的磁场来对可变磁通磁体310进行磁化或去磁化，以产生较大的D轴电流。D轴电流可被脉冲调节(pulse)以帮助控制桥312的磁化。例如，D轴电流可在低扭矩输出到高扭矩输出之间的转换(或者高扭矩输出到低扭矩输出之间的转换)下被脉冲调节，以将桥磁化控制为适合于所需的磁通分流的量。

第一D轴324可被限定在所述一对第一磁体304之间并且与每个相邻的空间316的边缘等距离地间隔开。第二D轴326可被限定在所述一对第二磁体306之间并且与每个相邻的空间318的边缘等距离地间隔开。第一D轴324和第二D轴326中的每个表示磁极的中心线。例如，所述一对第一磁体304可表示南极，所述一对第二磁体306可表示北极。可预期的是，类似的D轴将以相对于其它相邻的磁体对的类似的位置分散在整个转子300中。

Q轴332可被限定在所述一对第一磁体304中的一个磁体与所述一对第二磁体306中的一个磁体之间、与彼此相邻的空间316和空间318的边缘等距离地间隔开并且被设置在第一D轴324与第二D轴326之间。可预期的是，类似的Q轴将以相对于其它相邻的磁体的类似的位置分散在整个转子300中。可变磁通磁体310可被Q轴332二等分或者可从Q轴332沿任一方向偏移。沿Q轴332流动的电流可有助于控制转子300的扭矩输出。

第一D轴324可与第一切向轴340垂直。第一切向轴340可表示转子300的外表面的切线。第二D轴可与第二切向轴342垂直。第二切向轴342可表示转子300的外表面的另一切线。Q轴可与第三切向轴344垂直。第三切向轴344可表示转子300的外表面的另一切线。

第一偏移轴350可与第一切向轴340平行地间隔开并且与第一D轴324垂直。第一偏移轴350可与所述一对第一磁体304中的每个磁体的拐角相交。所述一对第一磁体304中的每个磁体可包括限定第一边缘轴354的边缘352。每个第一边缘轴354可被布置为相对于第一偏移轴350成零度到九十度之间的角度(由角度358表示)。在一个示例中，每个第一边缘轴354被布置为相对于第一偏移轴350成三十度角。

第二偏移轴360可与第二切向轴342平行地间隔开并且与第二D轴326垂直。第二偏移轴360可与所述一对第二磁体306中的每个磁体的拐角相交。所述一对第二磁体306中的每个磁体可包括限定第二边缘轴364的边缘362。每个第二边缘轴364可被布置为相对于第二偏移轴360成零度到九十度之间的角度(由角度368表示)。在一个示例中，每个第二边缘轴364被布置为相对于第二偏移轴360成三十度角。

由所述一对第一磁体304和所述一对第二磁体306限定的每个倒V形有助于将D轴磁通集中到可变磁通磁体310中，以允许放大D轴电流对磁化的影响。在图9中，所述一对第一磁体304和所述一对第二磁体306中的每个磁体被布置为不干扰由定子芯产生且由流动路径365表示的磁通。该布置有助于将流动路径365引导进入可变磁通磁体310内。

所述一对第一磁体304和所述一对第二磁体306中的每个磁体的各种定向可用于对磁体进行布置，以有助于将流动路径365引导进入可变磁通磁体310内。例如，所述一对第一磁体304中的一个磁体的上部外拐角370以及所述一对第二磁体306中的一个磁体的上部外拐角372可与转子300的外表面间隔开基于转子300的预定应力操作参数的距离。所述一对第一磁体304中的一个磁体的上部内拐角379以及所述一对第二磁体306中的一个磁体的上部内拐角376可与转子300的外表面间隔开基于转子300的预定应力操作参数的距离。

第一侧磁通屏障380和第二侧磁通屏障382中的每个可在可变磁通磁体310的相对两侧上安装到转子300。第一侧磁通屏障380和第二侧磁通屏障382可有助于防止Q轴电流或磁通影响可变磁通磁体310的磁化状态。例如，与大致竖直方向(由图10中的流动路径392表示)相比，第一侧磁通屏障380和第二侧磁通屏障382可将流过可变磁通磁体310的磁通影响为处于大致水平方向(由图10中的流动路径390表示)。第一侧磁通屏障380和第二侧磁通屏障382还可提供来自定子的D轴磁通与来自所述一对第一磁体304以及所述一对第二磁体306的D轴磁通的分离的度量，以帮助促进对可变磁通磁体310的更好的磁化控制。尽管在该示例中第一侧磁通屏障380和第二侧磁通屏障382被示出为具有三个大致直线形状的屏障，但是可预期的是可使用具有弯曲形状的更大数量的屏障。

说明书中使用的词语为描述性词语而非限制性词语，并且应理解的是，可在不脱离本公开的精神和范围的情况下作出各种改变。如前所述，各个实施例的特征可被组合，以形成本发明的可能未被明确描述或示出的进一步的实施例。尽管各个实施例可能已被描述为提供优点或者在一个或更多个期望的特性方面优于其它实施例或现有技术的实施方式，但是本领域普通技术人员应该认识到，根据具体的应用和实施方式，一个或更多个特征或特性可被折衷，以实现期望的整体系统属性。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、装配容易性等。因此，被描述为在一个或更多个特性方面不如其它实施例或现有技术的实施方式合意的实施例并不在本公开的范围之外，并且可被期望用于特定的应用。

Claims (15)

1.一种用于电气化车辆的电机组件，包括：

定子芯，限定腔；

转子，设置在所述腔内进行旋转并且包括桥；

第一对磁体，安装到转子并且在第一D轴两侧彼此间隔开；

第二对磁体，安装到转子并且在第二D轴两侧彼此间隔开，其中，第一D轴与第二D轴在Q轴两侧彼此间隔开；

可变磁通磁体，嵌入在所述桥内并且位于转子上，以影响与Q轴关联的电流从而控制转子的扭矩输出并且对D轴电流进行脉冲调节从而控制所述桥的磁化。

2.如权利要求1所述的电机组件，其中，第一对磁体或第二对磁体的磁体彼此被布置为限定倒V形。

3.如权利要求1所述的电机组件，还包括设置在可变磁通磁体的第一侧上的第一侧磁通屏障以及设置在可变磁通磁体的第二侧上的第二侧磁通屏障，其中，第一侧磁通屏障以及第二侧磁通屏障与可变磁通磁体布置在一起，以防止与Q轴关联的竖直电流或磁通影响可变磁通磁体的磁化。

4.如权利要求3所述的电机组件，其中，第一侧磁通屏障和第二侧磁通屏障均被定位成影响磁通，以使磁通沿着穿过可变磁通磁体的大致水平的路径流动。

5.如权利要求1所述的电机组件，其中，可变磁通磁体是铝镍钴(AlNiCo)、铁氧体和低能量稀土金属中的一种。

6.如权利要求1所述的电机组件，其中，可变磁通磁体与第一对磁体以及第二对磁体布置在一起，使得与Q轴关联的磁通围绕可变磁通磁体转向以控制转子扭矩输出。

7.一种用于电气化车辆的电机组件，包括：

定子芯，限定腔；

转子，设置在所述腔内并且包括桥；

第一对磁体，第一对磁体中的每个磁体彼此布置成当转子旋转且定子芯被激活时沿第一D轴产生电流；

第二对磁体，第二对磁体中的每个磁体彼此布置成当转子旋转且定子芯被激活时沿第二D轴产生电流；

梯形可变磁通磁体，嵌入在所述桥内并且与第一对磁体以及第二对磁体布置在一起，使得与将梯形可变磁通磁体二等分的Q轴关联的电流沿着穿过梯形可变磁通磁体的大致水平的路径流动。

8.如权利要求7所述的电机组件，其中，梯形可变磁通磁体包括第一侧和第二侧，并且其中，第一侧更靠近转子的外表面并且具有比第二侧的长度更短的长度。

9.如权利要求7所述的电机组件，其中，梯形可变磁通磁体的梯形形状形成第一路径以及比第一路径厚的第二路径，以影响磁通使得磁通沿所述大致水平的路径流动。

10.如权利要求7所述的电机组件，还包括第一侧磁通屏障和第二侧磁通屏障，第一侧磁通屏障和第二侧磁通屏障分别设置在梯形可变磁通磁体的相对两侧上，以阻止或最小化沿大致竖直的流动路径流动的磁通。

11.一种电机组件，包括：

转子，设置在定子芯内并且包括桥；

可变磁通磁体，嵌入在所述桥内；

第一磁体和第二磁体，被布置为限定在第一磁体与第二磁体之间的D轴并且限定倒置的斜坡，以将与D轴关联的磁通集中到可变磁通磁体内并且增大与D轴关联的电流对可变磁通磁体的磁化的影响。

12.如权利要求11所述的电机组件，还包括由转子的外表面限定的切向轴以及与切向轴平行地间隔开的偏移轴，其中，第一磁体和第二磁体中的一个磁体限定边缘轴，并且其中，边缘轴相对于偏移轴的角度被选择为影响传递到可变磁通磁体内的与D轴关联的磁通的量，从而影响可变磁通磁体的磁化。

13.如权利要求12所述的电机组件，其中，边缘轴相对于偏移轴的角度在25度与35度之间。

14.如权利要求12所述的电机组件，其中，边缘轴相对于偏移轴的角度为大约30度。

15.如权利要求12所述的电机组件，其中，第一磁体和第二磁体彼此被布置为形成倒V形。