DE102006032799A1 - Elektrische Tandemrotationsmaschine zur Verwendung in einem Fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die rotierende elektrische Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge enthält ein erstes Stator-Rotor-Paar, ein zweites Stator-Rotor-Paar und eine Steuervorrichtung, welche einen ersten Feldstrom, der in eine erste Feldspule des ersten Stator-Rotor-Paars fließt, und einen zweiten Feldstrom, der in eine zweite Feldspule des zweiten Stator-Rotor-Paars fließt, individuell steuert. Das erste Stator-Rotor-Paar ist konfiguriert, elektrische Leistung zu erzeugen, welche an essentielle elektrische Lasten bereitgestellt wird, und das zweite Stator-Rotor-Paar ist konfiguriert, elektrische Leistung zu erzeugen, welche an nicht-essentielle Lasten bereitgestellt wird. Die Steuervorrichtung ist konfiguriert, zu unterdrücken, dass der zweite Feldstrom in die zweite Feldspule fließt, wenn die Drehzahl eines Fahrzeugmotors, der die rotierende elektrische Maschine in Tandemanordnung antreibt, geringer als eine vorbestimmte Schwelldrehzahl ist, die oberhalb einer Leerlaufdrehzahl des Fahrzeugmotors festgesetzt ist.

Description

  • QUERBEZUG ZU VERWANDTER ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung betrifft die am 15. Juli 2005 eingereichte japanische Patentanmeldung Nr. 2005-206901, sowie die am 13. Februar 2006 eingereichte japanische Patentanmeldung Nr. 2006-35235, deren Inhalt hierdurch durch Bezug aufgenommen wird.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine rotierende elektrische Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge, welche eine gemeinsame Drehwelle und eine Vielzahl von Stator-Rotorpaaren aufweist, die an der Drehwelle befestigt sind.
  • Es ist bekannt, zwei Rotoren vom Randell-Typ in einer Tandem-Anordnung zu verbinden, um die Ausgabeleistung einer rotierenden elektrischen Maschine, wie z.B. in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nr. 1-157251, 5-137295 und 5-308751 offenbart ist, zu verdoppeln. Eine solche Tandem-Verbindung ermöglicht es, einen Generator (Wechselstromgenerator) für Fahrzeuge vorzusehen, welcher eine kompakte Größe aufweist und in der Lage ist, zwei unterschiedliche Erzeugungsspannungen zu erzeugen, die individuell gesteuert werden können. Es wird ebenfalls ermöglicht, die Herstellungskosten zu verringern und Einbauraum eines elektrischen Leistungserzeugungssystems im Vergleich zu einem herkömmlichen Fall zu sparen, in wel chem zwei rotierende elektrische Maschinen (Generatoren) separat hergestellt und verbaut werden. Eine solche rotierende elektrische Maschine in Tandemanordnung (Tandem-Generator) kann vorteilhafterweise zum Bereitstellen einer Hochspannung an ein 42V-System zusätzlich zu dem Bereitstellen einer Niederspannung an ein herkömmliches 12V-System verwendet werden.
  • Im übrigen besteht ein wachsender Bedarf, Generatoren für Fahrzeuge herzustellen, welche eine kompakte Größe sowie ein geringes Gewicht aufweisen. Bei der rotierenden elektrischen Maschine in Tandemanordnung, die oben beschrieben wurde, ist es jedoch wahrscheinlich, dass es zu einer Zunahme ihrer axialen Länge kommt.
  • Es ist bekannt, dass das Erhöhen der Drehzahl eines Generators die effektivste Weise ist, die Größe des Generators zu verringern. Ein Erhöhen der Drehzahl eines durch einen Fahrzeugverbrennungsmotor angetriebenen Generators kann durch Verringern des Durchmessers seiner Riemenscheibe (Generatorriemenscheibe) leicht erzielt werden. Das Verringern des Durchmessers der Riemenscheibe verursacht jedoch ein Problem der Verringerung der Erzeugungsleistung, sowie andere Probleme aufgrund von Riemenschlupf, speziell in einem unteren Drehzahlbereich innerhalb welchem das Generatorantriebsmoment (Generatorlastmoment) von der Seite des Verbrennungsmotors aus gesehen groß ist. Ein möglicher Ansatz ist es, den Durchmesser einer Riemenscheibe auf der Seite der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors zu vergrößern, um solche Probleme zu vermeiden. Das Erhöhen des Durchmessers der Riemenscheibe auf der Seite der Kurbelwelle ist jedoch nicht leicht, da der Motor ebenfalls andere Nebenaggregate als den Generator antreiben muss.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung sieht eine rotierende elektrische Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge vor, einschließlich:
    einem ersten Stator-Rotorpaar, welches einen ersten Rotorkern enthält, der eine erste darum gewickelte Feldspule aufweist sowie einen ersten Statorkern, der eine erste darum gewickelte Statorspule aufweist;
    einem zweiten Stator-Rotorpaar, welches einen zweiten Rotorkern enthält, der eine zweite darum gewickelte Feldspule aufweist und einen zweiten Statorkern enthält, der eine zweite darum gewickelte Statorspule aufweist; und
    einer Steuervorrichtung, welche einen ersten Feldstrom, der in die erste Feldspule fließt und einen zweiten Feldstrom, der in die zweite Feldspule fließt, individuell steuert, um eine in der ersten Statorspule induzierte Erzeugungsspannung und eine in der zweiten Statorspule induzierte Erzeugungsspannung individuell zu regeln;
    wobei die ersten und zweiten Rotorkerne an einer gemeinsamen Welle befestigt sind, die durch einen Motor eines Fahrzeugs angetrieben wird,
    das erste Stator-Rotorpaar derart konfiguriert ist, so dass dieses elektrische Leistung erzeugt, die an ein erstes elektrisches Lastsystem bereitgestellt wird, welches essentielle elektrische Lasten enthält, die konstant mit elektrischer Leistung versorgt werden müssen, wenn das Fahrzeug in Betrieb ist,
    das zweite Stator-Rotorpaar derart konfiguriert ist, so dass dieses eine elektrische Leistung erzeugt, die an ein zweites elektrisches Lastsystem bereitgestellt wird, welches nicht-essentielle elektrische Lasten enthält, die nicht konstant mit elektrischer Leistung versorgt werden müssen,
    wobei die Steuervorrichtung derart konfiguriert ist, zu unterdrücken, dass der zweite Feldstrom in die zweite Feldspule fließt, wenn die Drehzahl des Motors geringer als eine vorbestimmte Schwelldrehzahl ist, die oberhalb einer Leerlaufdrehzahl des Motors festgesetzt ist.
  • Die vorliegende Erfindung sieht ebenfalls eine rotierende elektrische Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge vor, einschließlich:
    einem ersten Stator-Rotorpaar, welches einen ersten Rotorkern enthält, der eine erste darum gewickelt Feldspule aufweist, sowie einen ersten Statorkern enthält, der eine erste darum gewickelte Statorspule aufweist;
    einem zweiten Stator-Rotorpaar, welches einen zweiten Rotorkern enthält, der eine zweite darum gewickelte Feldspule aufweist, sowie einen zweiten Statorkern enthält, der eine zweite darum gewickelte Statorspule aufweist; und
    einer Steuervorrichtung, welche einen ersten Feldstrom, der in eine erste Feldspule fließt, und einen zweiten Feldstrom, der in eine zweite Feldspule fließt individuell steuert, um eine in der ersten Statorspule induzierte Erzeugungsspannung und eine in der zweiten Statorspule induzierte Erzeugungsspannung individuell zu regeln;
    wobei der erste und der zweite Rotorkern an einer gemeinsamen Welle befestigt sind, die durch einen Motor eines Fahrzeugs angetrieben wird,
    wobei ein Außendurchmesser des ersten Statorkerns kleiner oder gleich einem Innendurchmesser des zweiten Statorkerns ist.
  • Die vorliegende Erfindung sieht ebenfalls eine rotierende elektrische Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge vor, einschließlich:
    einem ersten Stator-Rotorpaar, welches einen ersten Rotorkern enthält, der eine erste darum gewickelte Feldspule aufweist, und einen ersten Statorkern enthält, welcher eine erste darum gewickelte Statorspule aufweist;
    einem zweiten Stator-Rotorpaar, welches einen zweiten Rotorkern enthält, der eine darum gewickelte zweite Feldspule aufweist, und einen zweiten Statorkern enthält, der eine zweite darum gewickelte zweite Statorspule aufweist; und
    einer Steuervorrichtung, welche einen ersten Feldstrom, der in die erste Feldspule fließt und einen zweiten Feldstrom, der in die zweite Feldspule fließt, individuell steuert, um eine in der ersten Statorspule induzierte Erzeugungsspannung und eine in der zweiten Statorspule induzierte Erzeugungsspannung individuell zu regeln;
    wobei die ersten und zweiten Rotorkerne an einer gemeinsamen Welle befestigt sind, die durch einen Motor eines Fahrzeugs angetrieben wird,
    das erste Stator-Rotorpaar derart konfiguriert ist, so dass dieses elektrische Leistung erzeugt, die an essentielle elektrische Lasten bereitgestellt wird, welche immer mit elektrischer Leistung versorgt werden müssen, wenn das Fahrzeug in Betrieb ist, sowie an eine erste Batterie, mit welcher die essentiellen elektrischen Lasten parallel verbunden sind,
    das zweite Stator-Rotorpaar derart konfiguriert ist, so daß dieses elektrische Leistung erzeugt, welche an nicht-essentielle elektrische Lasten bereitgestellt wird, die nicht immer mit elektrischer Leistung versorgt werden müssen, sowie an eine zweite Batterie, mit welcher die nicht-essentiellen Lasten parallel verbunden sind,
    wobei das erste Stator-Rotorpaar in der Lage ist, die erste Batterie zu laden, wenn die Drehzahl des Motors oberhalb einer vorbestimmten Schwelldrehzahl liegt, die unterhalb einer Leerlaufdrehzahl des Motors festgesetzt ist, und das zweite Stator-Rotorpaar in der Lage ist, die zweite Batterie zu laden, wenn die Drehzahl des Motors oberhalb der Leerlaufdrehzahl liegt.
  • Die vorliegende Erfindung sieht ebenfalls eine rotorierende elektrische Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge vor, einschließlich:
    einem ersten Stator-Rotorpaar, welches einen ersten Rotorkern enthält, der eine erste darum gewickelte Feldspule aufweist, und einen ersten Statorkern enthält, der eine erste darum gewickelte Statorspule aufweist;
    einem zweiten Stator-Rotorpaar, welches einen zweiten Rotorkern enthält, der eine zweite darum gewickelte Feldspule aufweist, sowie einen zweiten Statorkern enthält, der eine zweite darum gewickelte Statorspule aufweist; und
    einer Steuervorrichtung, welche einen ersten Feldstrom, der in eine erste Feldspule fließt und einen zweiten Feldstrom, der in eine zweite Feldspule fließt, individuell steuert, um eine in der ersten Statorspule induzierte Erzeugungsspannung und eine in der zweiten Statorspule induzierte Erzeugungsspannung individuell zu regeln;
    wobei der erste und der zweite Rotorkern an einer gemeinsamen Welle befestigt sind, die durch einen Motor eines Fahrzeugs angetrieben wird,
    das erste Stator-Rotorpaar derart konfiguriert ist, so daß dieses elektrische Leistung erzeugt, welche an essentielle elektrische Lasten bereitgestellt wird, die konstant mit elektrischer Leistung versorgt werden müssen, wenn das Fahrzeug in Betrieb ist, sowie an eine erste Batterie, mit welcher die essentiellen elektrischen Lasten parallel verbunden sind,
    das zweite Stator-Rotorpaar derart konfiguriert ist, so daß dieses elektrische Leistung erzeugt, welche an nicht-essentielle elektrische Lasten bereitgestellt wird, die nicht immer mit elektrischer Leistung versorgt werden müssen, und an eine zweite Batterie, mit welcher die nicht-essentiellen Lasten parallel verbunden sind,
    wobei ein Spitzenbereich einer Drehzahl-Antriebsmoment-Kennlinie des ersten Stator-Rotorpaars nicht mit einem Spitzenbereich einer Drehzahl-Antriebsmoment-Kennlinie des zweiten Stator-Rotorpaars überlappt.
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Generator in Tandemanordnung für Fahrzeuge vorzusehen, dessen Antriebsmoment in einem Niederdrehzahlbereich gering ist, um das Auftreten des Riemenschlupfes und der Leerlaufdrehzahlvariation bzw. -schwankung eines Fahrzeugmotors, welcher den Generator in Tandemanordnung antreibt, zu verhindern.
  • Andere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind anhand der nachfolgenden Beschreibung einschließlich den Zeichnungen, sowie Ansprüchen ersichtlich.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • In den begleitenden Figuren zeigen:
  • 1 eine axiale Querschnittsansicht einer rotierenden elektrischen Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 ein Diagramm, welches eine Schaltungskonfiguration der rotierenden elektrischen Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge entsprechend der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 3 ein Ablaufdiagramm, welches ein Leistungserzeugungssteuerverfahren, das durch einen in der rotierenden elektrischen Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge enthaltenen Regler durchgeführt wird, entsprechend der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 4 eine Grafik, welche Antriebsmoment-Drehzahl-Kennlinien der rotierenden elektrischen Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge entsprechend der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 5 eine halb-axiale Querschnittsansicht einer rotierenden elektrischen Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 6 ein Diagramm, welches Ausgabestrom-Drehzahl-Kennlinien einer rotierenden elektrischen Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge entsprechend einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
  • 7 ein Diagramm, welches Antriebsmoment-Drehzahl-Kennlinien einer rotierenden elektrischen Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge entsprechend einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • Erste Ausführungsform
  • Nachstehend wird eine rotierende elektrische Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf 1 beschrieben.
  • Im 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Gehäuse, das Bezugszeichen 2 ein erstes rotierendes elektrisches Teil, das Bezugszeichen 3 bezeichnet ein zweites rotierendes elektrisches Teil, das Bezugszeichen 4 bezeichnet eine Drehwelle, das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Riemenscheibe, das Bezugszeichen 6 bezeichnet ein Lager, das Bezugszeichen 7 bezeichnet ein Lager, das Bezugszeichen 8 bezeichnet einen Gleichrichter, das Bezugszeichen 9 bezeichnet einen Regler und das Bezugszeichen 10 bezeichnet eine Schleifringleistungsversorgungsvorrichtung.
  • Das Gehäuse 1 wird durch ein Frontgehäuse 11, ein Mittelgehäuse 12 und ein Heckgehäuse 13 gebildet. Die Gehäuse werden mit einer Durchgangsschraube 14 anein ander befestigt. Die Drehwelle 4 ist an dem Gehäuse 1 durch die Lager 6, 7 drehbar montiert. Die Riemenscheibe 5 ist an dem vorderen Ende der Drehwelle 4 befestigt, welches von dem Gehäuse 1 nach vorne hervorsteht. Der Gleichrichter 8, der Regler 9 und die Schleifringleistungsversorgungsvorrichtung 10 sind an dem Heckgehäuse 13 an der Rückseite des zweiten rotierenden elektrischen Teils 3 befestigt.
  • Das erste rotierende elektrische Teil 2 enthält ein Stator-Rotor-Paar, das durch einen Rotorkern 21 vom Randell-Typ, Feldspulen 22, welche um den Rotorkern 21 vom Randell-Typ gewickelt sind, einen Statorkern 23, welcher radial außerhalb des Rotorkern 21 vom Randell-Typ angeordnet ist, sowie eine Statorspule 24, welche um den Statorkern 23 gewickelt ist. Der Statorkern 21 vom Randell-Typ ist durch ein Paar von Halbkernen gebildet, welche aneinander befestigt sind, wobei jeder der Halbkerne einen Nabenabschnitt 211, Polabschnitte 212, welche sich von dem Nabenabschnitt 211 radial nach außen erstrecken und Klauenabschnitte 213 (Klauenpole) enthält. Die Feldspulen 22 sind um die Nabenabschnitte 211 herum gewickelt. Der Statorkern 23 wird zwischen dem Frontgehäuse 11 und dem Mittelgehäuse 12 gehalten.
  • Das zweite rotierende elektrische Teil 3 enthält ein Stator-Rotor-Paar, welches durch einen Rotorkern 31 vom Randell-Typ gebildet ist, Feldspulen 32, welche um den Rotorkern 31 vom Randell-Typ gewickelt sind, einen Statorkern 33, welcher radial außerhalb des Rotorkerns 31 von Randell-Typ angeordnet ist, sowie eine Statorspule 34, welche um den Statorkern 33 gewickelt ist. Der Rotorkern 31 vom Randell-Typ ist durch ein Paar von Halbkernen gebildet, welche aneinander befestigt sind, wobei jeder der Halbkerne einen Nabenabschnitt 311, Polabschnitte 312, welche sich von dem Nabenabschnitt radial nach außen erstrecken, sowie Klauenabschnitte 313 (Klauenpole) enthält. Die Feldspulen 32 sind um die Nabenabschnitte 311 gewickelt. Der Statorkern 33 wird zwischen dem Mittelgehäuse 12 und dem Heckgehäuse 13 gehalten. Da der Aufbau eines solchen Rotorkerns vom Randell-Typ bekannt ist, wird an dieser Stelle von einer weiteren Beschreibung des mechanischen Aufbaus der rotierenden elektrischen Maschine dieser Ausführungsform abgesehen.
  • Im folgenden wird die Schaltungskonfiguration der rotierenden elektrischen Maschine dieser Ausführungsform mit Bezug auf 2 beschrieben.
  • Die Dreiphasen-Wechselspannungen U, V, W, welche von den Statorspulen 24 ausgegeben werden, werden durch einen Dreiphasen-Vollwellengleichrichter 81 vollwellengleichgerichtet und die Dreiphasen-Wechselstromsspannungen U', V', W', welche von der Statorspule 34 ausgegeben werden, werden durch einen Dreiphasen-Vollwellengleichrichter 82 vollwellengleichgerichtet.
  • Die Schleifringleistungsvorrichtung 10 enthält ein Paar von Schleifringen, von welchen einer als ein gemeinsamer Masseanschluss der Feldspulen dient, und der andere mit einem positiven Anschluss der Fahrzeugbatterie verbunden ist. Der Regler 9 steuert die EIN/AUS-Tastverhältnisse der Feldstromsteuertransistoren, welche jeweils an den Rotorkern 21 und den Rotorkern 31 montiert sind, um dadurch die Feldströme, welche jeweils in die Feldspule 22 und die Feldspule 32 fließen, individuell zu steuern.
  • Das erste rotierende elektrische Teil 2 dient dem Erzeugen einer Niederspannung (z. B. 12 Volt), welche an Niederspannungslasten (nicht gezeigt) bereitgestellt wird, und der zweite rotierende elektrische Teil 3 dient dem Erzeugen einer Hochspannung (z. B. 42 Volt) welche an Hochspannungslasten (nicht gezeigt) bereitgestellt wird. Die Wicklungszahl der Statorspule 34 des zweiten rotierenden elektrischen Teils 3 ist größer als die der zweiten Statorspule 24 des ersten rotierenden elektrischen Teils 2. In dieser Ausführungsform wird angenommen, dass essentielle Lasten, welche immer mit elektrischer Leistung versorgt werden müssen, die Niederspannungslasten sind und nicht-essentielle Lasten, wie z. B. ein Kompressormotor eines Klimatisierungssystems, welche nicht immer mit elektrischer Leistung versorgt werden müssen, die Hochspannungslasten sind.
  • Im folgenden wird das durch den Regler 9 durchgeführte Leistungssteuerverfahren mit Bezug auf das Ablaufdiagramm der 3 beschrieben.
  • Vor der Beschreibung des Leistungserzeugungssteuerverfahrens erfolgt eine Beschreibung der Antriebsmoment-Drehzahl-Kennlinie eines herkömmlichen Generators für Fahrzeuge. Der Generator für Fahrzeuge weist im allgemeinen eine Kennlinie auf, im Rahmen welcher das Antriebsmoment dieses mit der Zunahme der Drehzahl dieses ansteigt, bis dieses einen Spitzenwert erreicht. Im Anschluss daran sinkt das Antriebsmoment mit der Zunahme der Drehzahl des Generators. Diese Kennlinie ist ein Ergebnis einer Feldstromregelung, welche durchgeführt wird, um eine Batteriespannung (welche im wesentlichen einer Leistungsversorgungsspannung gleicht, die an elektrische Lasten angelegt wird) auf einem konstanten Wert zu halten. Da eine Feldstromsteuervorrichtung einen Feldstrom an die Feldspule des Generators mit einem Tastverhältnis von 100 Prozent bereitstellt, während die Erzeugungsspannung geringer als ein vorbestimmter Wert ist, steigt die Erzeugungsspannung, welche in der Statorspule induziert wird, mit Zunahme der Drehzahl des Generators, wodurch der Erzeugungsstrom ansteigt, in Folge dessen die Batteriespannung eine Zielspannung erreicht. Da das Antriebsmoment des Generators für Fahrzeuge im wesentlichen durch den Erzeugungsstrom bestimmt wird, welcher von der Statorspule ausgegeben wird, nimmt das Antriebsmoment mit Zunahme der Drehzahl zu.
  • Der Mittel- bzw. Durchschnittswert des Erzeugungsstroms, welcher von dem Generator für Fahrzeuge an das elektrische Lastsystem einschließlich einer Fahrzeugbatterie und elektrischer Lasten bereitgestellt wird, hängt von der Differenz zwischen der Erzeugungsspannung des Generators für Fahrzeuge und der Fahrzeugbatterie ab. Wenn die Drehzahl des Generators zunimmt, nimmt die Erzeugungsspannung und der Erzeugungsstrom zu, infolge dessen die Batteriespannung zunimmt. Dies kommt daher, da die Zunahme des Ladestroms (Erzeugungsstrom) der Batterie verursacht, dass das Produkt der internen Impedanz der Batterie und des Ladestroms ansteigt, infolge dessen die Anschlussspannung der Batterie steigt. Wenn dementsprechend die Feldstromregelung durchgeführt wird, um die Batteriespannung auf der Zielspannung zu halten, verursacht die Erhöhung der Batteriespannung aufgrund der Erhöhung der Drehzahl die Senkung des Tastverhältnisses des Feldstroms. Dies verursacht die Senkung des Mittelwerts der Erzeugungsspannung und letztendlich die Senkung des Erzeugungsstroms. Die Senkung des Erzeugungsstroms verursacht, dass das Antriebsmoment abnimmt. Nachdem das Antriebsmoment des Generators seinen Spitzenwert erreicht, nehmen dementsprechend der Feldstrom und das Antriebsmoment, welches eine starke positive Korellation mit dem Feldstrom aufweist, infolge der Senkung des Tastverhältnisses des Feldstroms ab. D.h. nachdem die Drehzahl einen bestimmten Wert erreicht, welcher dem Spitzenwert des Antriebsmoment entspricht, nimmt das Antriebsmoment mit der Zunahme der Drehzahl ab. Es sollte im übrigen beachtet werden, dass die obige Erklärung auf der Annahme basiert, dass der Betriebszustand des elektrischen Lastsystems (Ladepegel der Batterie, Stromverbrauch des elektrischen Lastsystems etc.) konstant ist, und deshalb wird jegliche Variation des Betriebszustands des elektrischen Lastsystems in der obigen Erklärung nicht in Betracht bezogen.
  • Es ist selbstverständlich, dass ein Fahrzeugmotor ein hohes Drehmoment erzeugen muß, wenn das Antriebsmoment eines Fahrzeuggenerators seinen Spitzenwert aufweist. Die vorliegende Erfindung basiert auf dem Konzept, dass die Spitzenbereiche der Antriebsmomente der beiden Stator-Rotorpaare derart getrennt sind, so dass sich diese nicht überschneiden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Spitzenwert des Gesamtantriebsmoments des Generators, oder die Summe der Antriebsmomente der beiden Stator-Rotorpaare zu verringern, um dadurch zu verhindern, dass der Fahrzeugmotor einem übermäßigen Drehmoment ausgesetzt ist, wenn die beiden Stator-Rotorpaare die Erzeugungsströme an deren jeweilige elektrische Lastsysteme bereitstellen und um das Auftreten eines Schlupfes des Riemens zu verhindern. Der Begriff „Spitzenbereich" bedeutet hier ein Bereich der Drehzahl innerhalb welchem das Antriebsmoment größer oder gleich 90 Prozent von dessen Spitzenwert beträgt.
  • Wiederrum bezugnehmend auf 3 beginnt das Leistungserzeugungssteuerverfahren durch Auslesen der Drehzahl eines Motors oder dessen Äquivalent bei Schritt S100. Daraufhin wird bei Schritt S102 geprüft, ob die Drehzahl des Motors geringer als einer vorbestimmte Schwelldrehzahl (z.B. 1500 Umdrehungen pro Minute) ist, welche über der Leerlaufdrehzahl des Motors (z.B. 700 bis 1000 Umdrehungen pro Minute) eingestellt ist. Falls das Prüfergebnis bei Schritt S102 positiv ist, wird die Versorgung des Feldstroms an die Feldspule 32 bei Schritt S104 unterdrückt, um die Versorgung von elektrischer Leistung an die Hochspannungslasten (nicht-essentielle Lasten) zu unterdrücken. Falls das Prüfergebnis andererseits bei Schritt S102 negativ ist, d.h. falls die Drehzahl des Verbrennungsmotors größer oder gleich der vorbestimmten Schwelldrehzahl ist, wird die Versorgung des Antriebsstroms an die Feldspule 32 bei Schritt S106 erlaubt, um die Versorgung von elektrischer Leistung an die Hochspannungslasten (nicht-essentielle Lasten) zu erlauben.
  • Das obige Steuerverfahren ermöglicht es, das Antriebsmoment des Generators in dem Niederdrehzahlbereich des Generators zu verringern, um dadurch das Auftreten von Riemenschlupf zu verhindern, während die Versorgung von Niederspannungslasten (essentielle Lasten), welche im gesamten Drehzahlbereich betrieben werden müssen, mit elektrischer Leistung sichergestellt wird, selbst wenn der Durchmesser der Riemenscheibe 5 des Generators verringert ist, um die Drehzahl der Drehwelle 4 zu erhöhen. 4 zeigt eine Beziehung zwischen dem Generatorantriebsmoment (Generatorlastmoment) und der Drehzahl des Generators auf.
  • In 4 repräsentiert Ts ein Schwellschlupfmoment des Auftretens des Riemenschlupfes, Ni repräsentiert einen Wert der Drehzahl des Generators welcher der Motorleerlaufdrehzahl entspricht und Nx repräsentiert, einen Wert der Drehzahl des Generators, bei welchem das zweite Stator-Rotor-Paar mit der Leistungserzeugung beginnt. Wie anhand von 4 ersichtlich ist, überschreitet das Gesamtantriebsmoment des Generators nicht das Schwellschlupfmoment Ts, nachdem die Drehzahl des Generators Nx erreicht, da das Antriebsmoment des ersten Stator-Rotorpaars bereits von seinem Spitzenwert abnimmt. Im Rahmen dieser Ausführungsform ist es möglich zu verhindern, dass das Gesamtantriebsmoment des Generators das Schwellschlupfmoment Ts überschreitet, wenn sowohl die Hochspannungslasten als auch die Niederspannungslasten mit elektrischer Leistung versorgt werden.
  • Zweite Ausführungsform
  • 5 ist eine Halbquerschnittsansicht einer rotierenden elektrischen Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Wie in dieser Figur gezeigt, ist die zweite Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Statorkerns 33 des zweiten rotierenden elektrischen Teils 3 dem Außendurchmesser des Statorkerns 23 des ersten rotierenden elektrischen Teils 2 gleicht und die frontseitigen Spulenenden der Statorspule 34 sich über die heckseitigen Spulenenden des Statorkerns 24 hinaus erstrecken.
  • Im folgenden erfolgt eine Beschreibung eines Verfahrens des Stanzens von elektromagnetischen Stahlblechen zum Herstellen der Statorkerne 23 und 33. Der erste Schritt ist es, ein Kernblech des elektromagnetischen Kerns 23, welches einen kleineren Durchmesser aufweist, aus einem elektromagnetischen Stahlblech auszustanzen. Anschließend wird ein Kernblech des Statorkerns 30, welches einen größeren Durchmesser aufweist, von dem Rest des elektromagnetischen Stahlblechs ausgestanzt. Diese Reihenfolge kann umgekehrt werden. Der Außendurchmesser des Kernblechs des Statorkerns 23 ist derart bemessen, dass dieser dem Innendurchmesser des Kernblechs des Statorkerns 33 gleicht, um eine Verschwendung bzw. einen Abfall des elektromagnetischen Stahlblechs zu minimieren. Durch konzentrisches Ausstanzen der Kernbleche des Statorkerns 23 und des Statorkerns 33 von dem identischen elektromagnetischen Stahlblech wie oben beschrieben, ist es möglich, das Ertragsverhältnis des teueren elektromagnetischen Stahlblechs zu verbessern, um dadurch die Herstellungskosten zu verringern. Dadurch dass der Außendurchmesser des Statorkerns 23 derart bemessen ist, dass dieser kleiner oder gleich dem Innendurchmesser des Statorkerns 33 ist, ist es ebenfalls möglich, zu verhindern, dass die Spulenenden der Statorspulen 24 und 34 nachteilige thermische Effekte aufeinander ausüben, da ein genügender Abstand in Radialrichtung zwischen den Spulenenden der Statorkerne 23 und 33 vorgesehen werden kann, wenn sich diese wie in 5 gezeigt in Axialrichtung überlappen.
  • 5, zeigt, dass der zweite rotierende elektrische Teil 3 an der abgelegenen Seite der Riemenscheibe 5 angeordnet ist. Da jedoch die Trägheitsmasse des zweiten rotie renden elektrischen Teils 3 größer als die des ersten rotierenden elektrischen Teils 2 ist, kann diese Ausführungsform derart konfiguriert sein, dass das zweite rotierende elektrische Teil 3 an der nahegelegenen Seite der Riemenscheibe 5 angeordnet ist, und das zweite rotierende elektrische Teil 2 an der abgelegenen Seite der Riemenscheibe 5 angeordnet ist.
  • Nachstehend erfolgt eine Beschreibung des Kühlmechanismus dieser Ausführungsform. Wie in 5 gezeigt weist die rotierende elektrische Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge dieser Ausführungsform ein Kühlgebläse 100 (mittlere Zentrifugalblätter) auf, welches zwischen den Rotorkernen 21, 31 angeordnet ist, ein Kühlgebläse 101, welches vor dem Rotorkern 21 angeordnet ist, und ein Kühlgebläse 102, welches hinter dem Rotorkern 31 angeordnet ist. Das Kühlgebläse 101 saugt kühle Luft von den Einlasslöchern an, welche in der Frontwand des Frontgehäuses 11 ausgebildet sind, und stößt diese von den Ausstoßlöchern aus, welche in der Seitenwand des Gehäuses 1 ausgebildet sind, um die frontseitigen Spulenenden der Statorspule 24 zu kühlen. Das Kühlgebläse 102 saugt Kühlluft von den Einlasslöchern an, welche in der Heckwand des Heckgehäuses 13 ausgebildet sind, und stößt diese von den Ausstoßlöchern aus, welche in der Seitenwand des Gehäuses 1 ausgebildet sind, um die heckseitigen Spulenenden der Statorspule 34 zu kühlen. Das Kühlgebläse 100 (mittlere Zentrifugalblätter) ist zwischen dem hinteren Ende des Rotorkerns 21 und dem vorderen Ende des Rotorkerns 31 derart befestigt, so dass verhindert wird, dass die Zentrifugalblätter des Kühlgebläses 100 vibrieren, und Kühlluft effizient in Radialrichtung ausgestoßen wird. Die Kühlluft strömt hauptsächlich durch den Abstand zwischen den Polabschnitten 212 des Rotorkerns 21 in die radial innere Seite der Zentrifugalblätter. In den Nabenabschnitten 311 des Rotorkerns 31 können Löcher ausgebildet sein, welche sich in Axialrichtung erstrecken, um dadurch Kühlluft von der hinteren Seite zu der radial inneren Seite des Kühlgebläses 100 durch diese bereitzustellen. Die Kühlluft, welche von dem Kühlgebläse 100 an die radial äußere Seite dieses geblasen wird, kühlt die heckseitigen Spulenenden der Statorspule 34 und wird anschließend an das äußere ausgestoßen. Da das Kühlgebläse 100 an beiden seiner axialen Enden gelagert ist, können der Lärm und der Fluidverlust verringert werden.
  • Im Rahmen dieser Ausführungsform ist es möglich, die axiale Länge der rotierenden elektrischen Maschine in Tandemanordnung zu verringern, um dadurch die Größe und das Gewicht der rotierenden elektrischen Maschine in Tandemanordnung weiter zu verringern. Im Rahmen dieser Ausführungsform ist es ebenfalls möglich, das Problem einer herkömmlichen rotierenden elektrischen Maschine in Tandemanordnung zu beseitigen, das die Temperatur einer der beiden Spulenenden jeder der beiden Statorspulen, welche zwischen den beiden Rotorkernen angeordnet ist, aufgrund einer ungenügenden Versorgung mit Kühlluft übermäßig ansteigt.
  • Dritte Ausführungsform
  • Im folgenden wird eine rotierende elektrische Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge entsprechend einer dritten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Die dritte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl N1 bei welcher der Erzeugungsstrom (Ausgabestrom) des ersten rotierenden elektrischen Teils (des ersten Stator-Rotorpaars) 2 steigt, unterhalb der der Laufdrehzahl Ni festgesetzt ist und dass die Drehzahl N2, bei welcher der Erzeugungsstrom (Ausgabestrom) des zweiten rotierenden elektrischen Teils (des zweiten Stator-Rotorpaars) 3 steigt, wie in 6 gezeigt, oberhalb der der Laufdrehzahl Ni festgesetzt ist. Es sollte beachtet werden, dass 6 einen Fall zeigt, in welchem der Ausgabestrom des ersten rotierenden elektrischen Teils 2 durch die Feldstromregelung unter einen bestimmten Wert geregelt wird und dass der Ausgabestrom des zweiten rotierenden elektrischen Teils 3 ebenfalls durch die Feldstromregelung unter einen bestimmten Wert geregelt wird. Es wird in dieser Ausführungsform angenommen, dass das erste rotierende elektrische Teil 2 elektrische Leistung an die essentiellen Lasten eines Fahrzeugs bereitstellt, welche wenn das Fahrzeug in Betrieb ist, immer mit elektrischer Leistung versorgt werden müssen, sowie an eine Fahrzeugbatterie bereitstellt, mit welcher die essentiellen Lasten parallel verbunden sind, und dass das zweite rotierende elektrische Teil 3 die nicht-essentiellen Lasten, welche nicht immer mit elektrischer Leistung versorgt werden müssen, jedoch eine relativ hohe elektrische Leistung verbrauchen, mit elektrischer Leistung versorgt, so dass das Generatorantriebsmoment, welches der Motor bei der Drehzahl, welche etwa der Leerlaufdrehzahl des Motors entspricht, erzeugen muss, verringert werden kann. Im übrigen kann, obwohl die vertikale Achse des Diagramms der 6 den Ausgabestrom repräsentiert, die vertikale Achse die Ausgabeleistung repräsentieren.
  • Vierte Ausführungsform
  • Im folgenden wird eine rotierende elektrische Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge entsprechend einer vierten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. In dem Diagramm der 7 repräsentiert die Kurve 100 eine Beziehung zwischen dem Antriebsmoment des ersten rotierenden elektrischen Teils (des ersten Stator-Rotorpaars) 2 und der Drehzahl des Generators, welche in die Drehzahl des Motors umgewandelt wurde, die Kurve 200 repräsentiert eine Beziehung zwischen dem Antriebsmoment des zweiten rotierenden elektrischen Teils (des zweiten Stator-Rotorpaars) 3 und der Drehzahl des Generators, welche in die Drehzahl des Motors umgewandelt wurde, und die Kurve 300 repräsentiert eine Beziehung zwischen der Summe dieser Antriebsmomente und der Drehzahl des Generators, welche in die Drehzahl des Motors umgewandelt wurde. In 7 wird angenommen, dass sowohl das erste rotierende elektrische Teil 2 als auch das zweite rotierende elektrische Teils 3 an ihre Lasten ein bestimmtes Niveau von elektrischer Leistung bzw. Strom liefern. Es ist jedoch selbstverständlich, dass das Antriebsmoment von sowohl dem ersten rotierenden elektrischen Teil 2 als auch des zweiten rotierenden elektrischen Teil 3 durch einen Wirbelungsverlust, einen mechanischen Verlust etc. verursacht wird, bevor die Drehzahl des Generators eine vorbestimmte Leistungserzeugungsstartdrehzahl erreicht. In 7 wird ebenfalls angenommen, dass das erste rotierende elektrische Teil 2 elektrische Leistung an die essentiellen Lasten eines Fahrzeugs bereitstellt, welche immer mit elektrischer Leistung versorgt werden müssen, wenn das Fahrzeug in Betrieb ist, sowie an eine Fahrzeugbatterie bereitstellt, mit welcher die essentiellen Lasten parallel verbunden sind, und dass das zweite rotierende elektrische Teil 2 elektrische Leistung an die nicht-essentiellen Lasten bereitstellt, welche nicht konstant mit elektrischer Leistung versorgt werden müssen, jedoch eine relativ hohe Leistung verbrauchen.
  • Sowohl die Antriebsmoment-Drehzahlkurve 100 als auch 200 ist eine Kurve mit einem einzelnen Spitzenwert, wie anhand der vorhergehenden Beschreibung ersichtlich ist. Die Antriebsmoment-Drehzahl 100 weist in dieser Ausführungsform einen Spitzenwert Tp1 bei einer Drehzahl Np1 auf, und die Antriebsmoment-Drehzahlkurve 200 weist einen Spitzenwert Tp2 bei einer Drehzahl Np2 auf. Diese Ausführungsform ist derart konfiguriert, so dass der Spitzenbereich der Antriebsmoment-Drehzahlkurve 100 (die Fläche, in welcher das Antriebsmoment größer oder gleich 90 Prozent des Spitzenwerts Tp1 ist) den Spitzenbereich der Antriebsmoment-Drehzahlkurve 200 (Fläche, in welcher das Antriebsmoment größer oder gleich 90 Prozent des Spitzenwerts Tp2 ist) nicht überlappt. Dies ermöglicht es zu verhindern, dass die Gesamtantriebsmoment-Drehzahlkurve 300 einen Spitzenwert aufweist, welcher größer als ein zwischen dem Riemen und der Generatorriemenscheibe maximal übertragbares Drehmoment ist, um dadurch das Auftreten des Riemenschlupfes zu verhindern.
  • Es ist selbstverständlich, dass verschiedene Modifikationen an den oben beschriebenen Ausführungsformen, wie nachstehend beschrieben durchgeführt werden können.
  • Die Anzahl der Stator-Rotorpaare kann drei oder mehr betragen. Die Rotorkerne können andere Rotorkerne als die vom Randell-Typ sein. Die Erzeugungsspannung, welche von dem ersten Stator-Rotorpaar ausgegeben wird, kann der Erzeugungsspannung welche von dem zweiten Stator-Rotorpaar ausgegeben wird, gleichen. Die Erzeugungsspannung, welche von dem ersten Stator-Rotorpaar ausgegeben wird und an die Niederspannungslasten angelegt wird, kann zu der Erzeugungsspannung, welche von dem zweiten Stator-Rotorpaar ausgegeben wird, hinzugefügt werden, um eine Hochspannung zu erzeugen, welche an die Hochspannungslasten angelegt wird.
  • Obgleich die oben beschriebenen Ausführungsformen auf einen Tandemgenerator für Fahrzeuge gerichtet sind, ist die vorliegende Erfindung ebenfalls auf einen Tandemmotor anwendbar.
  • Die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen sind für die Erfindung der vorliegenden Anmeldung beispielhaft, welche ausschließlich durch die nachstehend beigefügten Ansprüche beschrieben ist. Es ist ersichtlich, dass Modifikationen der bevorzugten Ausführungsformen, sofern sie dem Fachmann ersichtlich sind, durchgeführt werden können.

Claims (9)

  1. Rotierende elektrische Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge, aufweisend: ein erstes Stator-Rotorpaar, welches einen ersten Rotorkern enthält, der eine erste darum gewickelte Feldspule aufweist, und einen ersten Statorkern enthält, der eine erste darum gewickelte Statorspule aufweist; ein zweites Stator-Rotorpaar, welches einen zweiten Rotorkern enthält, der eine zweite darum gewickelte Feldspule aufweist und einen zweiten Statorkern, der eine zweite darum gewickelte Statorspule aufweist; und eine Steuervorrichtung, die einen ersten Feldstrom, der in die erste Feldspule fließt, sowie einen zweiten Feldstorm, der in eine zweite Feldspule fließt individuell steuert, um eine in der ersten Statorspule induzierte Erzeugungsspannung und eine in der zweiten Statorspule induzierte Erzeugungsspannung individuell zu regeln; wobei der erste und der zweite Rotorkern an einer gemeinsamen durch einen Motor eines Fahrzeugs angetriebenen Drehwelle befestigt sind, das erste Stator-Rotorpaar konfiguriert ist, elektrische Leistung zu erzeugen, welche an ein erstes elektrisches Lastsystem bereitgestellt wird, das essentielle elektrische Lasten enthält, die immer mit elektrischer Leistung versorgt werden müssen, wenn das Fahrzeug in Betrieb ist, das zweite Stator-Rotorpaar konfiguriert ist, elektrische Leistung zu erzeugen, welche an ein zweites elektrisches Lastsystem bereitgestellt wird, das nicht-es sentielle elektrische Lasten enthält, die nicht immer mit elektrischer Leistung versorgt werden müssen, wobei die Steuervorrichtung konfiguriert ist, zu unterdrücken, daß der zweite Feldstrom in die zweite Feldspule fließt, wenn die Drehzahl des Motors geringer als eine vorbestimmte Schwelldrehzahl ist, die oberhalb einer Leerlaufdrehzahl des Motors festgesetzt ist.
  2. Rotierende elektrische Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung derart konfiguriert ist, daß der erste Feldstrom in die erste Feldspule fließt, wenn die Drehzahl des Motors höher als die Leerlaufdrehzahl ist, um zu ermöglichen, daß das erste Stator-Rotorpaar elektrische Leistung erzeugt, und daß verhindert wird, daß der zweite Feldstrom in die zweite Feldspule fließt, wenn die Drehzahl des Motors geringer als die vorbestimmte Schwelldrehzahl ist, um zu unterbinden, daß das zweite Stator-Rotorpaar elektrische Leistung erzeugt.
  3. Rotierende elektrische Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge, aufweisend: ein erstes Stator-Rotorpaar, welches einen ersten Rotorkern enthält, der eine erste darum gewickelte Feldspule aufweist, sowie einen ersten Statorkern enthält, der eine erste darum gewickelte Statorspule aufweist; ein zweites Stator-Rotorpaar, welches einen zweiten Rotorkern enthält, der eine zweite darum gewickelte Feldspule aufweist, sowie einen zweiten Statorkern enthält, der eine zweite darum gewickelte Statorspule aufweist; und eine Steuervorrichtung, welche einen ersten Feldstrom, der in die erste Feldspule fließt, sowie einen zweiten Feldstrom, der in die zweite Feldspule fließt, individuell steuert, um eine in der ersten Statorspule induzierte Erzeugungsspannung und eine in der zweiten Statorspule induzierte Erzeugungsspannung individuell zu regeln; wobei der erste und der zweite Rotorkern an einer gemeinsamen durch einen Motor eines Fahrzeugs angetriebenen Welle befestigt sind, wobei ein Außendurchmesser des ersten Statorkerns kleiner oder gleich einem Innendurchmesser des zweiten Statorkerns ist.
  4. Rotierende elektrische Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge nach Anspruch 3, wobei die erste Statorspule und die zweite Statorspule derart angeordnet sind, so daß eines der beiden Spulenenden der ersten Statorspule eines der beiden Enden der zweiten Statorspule in einer Axialrichtung der gemeinsamen Drehwelle überlappt, wobei dazwischen ein bestimmter Abstand in einer Radialrichtung der gemeinsamen Drehwelle vorgesehen ist.
  5. Rotierende elektrische Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge nach Anspruch 4, ferner ein Kühlgebläse aufweisend, welches zwischen dem ersten Rotorkern und dem zweiten Rotorkern zum Bereitstellen von Kühlluft an das eine der beiden Spulenenden der ersten Statorspule und das eine der beiden Spulenenden der zweiten Statorspule angeordnet ist, wobei das Kühlgebläse an dem ersten Rotorkern und dem zweiten Rotorkern befestigt ist.
  6. Rotierende elektrische Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge nach Anspruch 5, wobei das Kühlgebläse mittlere Zentrifugalblätter enthält.
  7. Rotierende elektrische Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge, aufweisend: ein erstes Stator-Rotorpaar, welches einen ersten Rotorkern enthält, der eine erste darum gewickelte Feldspule aufweist und einen ersten Statorkern enthält, der eine erste darum gewickelte Statorspule aufweist; ein zweites Stator-Rotorpaar, welches einen zweiten Rotorkern enthält, der eine zweite darum gewickelte Feldspule aufweist, und einen zweiten Statorkern enthält, der eine zweite darum gewickelte Statorspule aufweist; und eine Steuervorrichtung, welche einen ersten Feldstrom, der in die erste Feldspule fließt und einen zweiten Feldstrom, der in die zweite Feldspule fließt, individuell steuert, um eine in der ersten Statorspule induzierte Erzeugungsspannung und eine in der zweiten Statorspule induzierte Erzeugungsspannung individuell zu regeln; wobei der erste und der zweite Rotorkern an einer gemeinsamen durch einen Motor eines Fahrzeugs angetriebenen Welle befestigt sind, das erste Stator-Rotorpaar konfiguriert ist, elektrische Leistung zu erzeugen, welche an essentiell elektrische Lasten bereitgestellt wird, die konstant mit elektrischer Leistung versorgt werden müssen, wenn das Fahrzeug in Betrieb ist, sowie an eine erste Batterie bereitgestellt wird, mit welcher die essentiellen elektrischen Lasten parallel verbunden sind, das zweite Stator-Rotorpaar konfiguriert ist, elektrische Leistung zu erzeugen, welche an nicht-essentielle elektrische Lasten bereitgestellt wird, die nicht immer mit elektrischer Leistung versorgt werden müssen, sowie an eine zweite Batterie bereitgestellt wird, mit welcher die nicht-essentiellen Lasten parallel verbunden sind, wobei das erste Stator-Rotorpaar in der Lage ist, die erste Batterie zu laden, wenn die Drehzahl des Motors oberhalb einer vorbestimmten Schwelldrehzahl ist, die unterhalb einer Leerlaufdrehzahl des Motors festgesetzt ist, und das zweite Stator-Rotorpaar in der Lage ist, die zweite Batterie zu laden, wenn die Drehzahl des Motors oberhalb der Leerlaufdrehzahl ist.
  8. Rotierende elektrische Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge, aufweisend: ein erstes Stator-Rotorpaar, welches einen ersten Rotorkern enthält, der eine erste darum gewickelte Feldspule aufweist, und einen ersten Statorkern enthält, der eine erste darum gewickelte Statorspule aufweist; ein zweites Stator-Rotorpaar, welches einen zweiten Rotorkern enthält, der eine zweite darum gewickelte Feldspule aufweist, und einen zweiten Statorkern enthält, der eine zweite darum gewickelte Statorspule aufweist; und eine Steuervorrichtung, welche einen ersten Feldstrom, der in die erste Feldspule fließt, und einen zweiten Feldstrom, der in die zweite Feldspule fließt, individuell steuert, um eine in der ersten Statorspule induzierte Erzeugungsspannung und eine in der zweiten Statorspule induzierte Erzeugungsspannung individuell zu regeln; wobei die ersten und zweiten Rotorkerne an einer gemeinsamen, durch einen Motor eines Fahrzeugs angetriebenen Welle befestigt sind, das erste Stator-Rotorpaar konfiguriert ist, elektrische Leistung zu erzeugen, welche an essentielle elektrische Lasten bereitgestellt wird, die immer mit elektrischer Leistung versorgt werden müssen, wenn das Fahrzeug in Betrieb ist, sowie an eine erste Batterie bereitgestellt wird, mit welcher die essentiellen elektrischen Lasten parallel verbunden sind, das zweite Stator-Rotorpaar konfiguriert ist, elektrische Leistung zu erzeugen, welche an nicht-essentielle elektrische Lasten bereitgestellt wird, die nicht immer mit elektrischer Leistung versorgt werden müssen, sowie an eine zweite Batterie bereitgestellt wird, mit welcher die nicht-essentiellen Lasten parallel verbunden sind, wobei ein Spitzenbereich einer Drehzahl-Antriebsmoment-Kennlinie des ersten Stator-Rotorpaars nicht mit einem Spitzenbereich einer Drehzahl-Antriebsmoment-Kennlinie des zweiten Stator-Rotorpaars überlappt.
  9. Rotierende elektrische Maschine in Tandemanordnung für Fahrzeuge nach Anspruch 8, wobei der Spitzenbereich der Drehzahl-Antriebs-Kennlinie des ersten Stator-Rotorpaars ein Drehzahlbereich des Motors ist, innerhalb welchem das Antriebsmoment des ersten Stator-Rotorpaars größer oder gleich 90% eines Spitzenwertes des Antriebsmoments des ersten Stator-Rotorpaars ist, und der Spitzenbereich der Drehzahl-Antriebsmoment-Kennlinie des zweiten Stator-Rotorpaars ein Drehzahlbereich des Motors ist, innerhalb welchem das Antriebsmoment des zweiten Stator-Rotorpaars größer oder gleich 90% eines Spitzenwertes des Antriebsmoments des zweiten Stator-Rotorpaars ist.
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