DE102016116033A1

DE102016116033A1 - Verschachtelter Doppelmotor/-Generator

Info

Publication number: DE102016116033A1
Application number: DE102016116033.4A
Authority: DE
Inventors: Chengyun Guo; Joel Maguire
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2015-09-08
Filing date: 2016-08-29
Publication date: 2017-03-09
Also published as: CN106505812A; US20170070106A1

Abstract

Eine Reihe von Variationen kann ein Produkt umfassen, das einen ersten Motor oder Generator umfasst, der einen ersten Stator, der innerhalb eines ersten Rotors angeordnet ist, sowie eine erste Welle umfasst, die mit dem ersten Rotor wirkverbunden ist; einen zweiten Motor, der einen zweiten Stator umfasst, der einen zweiten Rotor und eine zweite Welle umfasst, die mit dem zweiten Rotor wirkverbunden ist; und wobei der zweite Motor in dem ersten Motor oder Generator verschachtelt ist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/215,290, die am 8. September 2015 eingereicht wurde.
TECHNISCHES GEBIET
Das Gebiet, auf das sich die Offenbarung allgemein bezieht, umfasst Motoren/Generatoren.
HINTERGRUND
Ein Kraftfahrzeug oder eine motorangetriebene Vorrichtung kann die Verwendung von Dualmotoren umfassen.
ZUSAMMENFASSUNG VON BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Reihe von Variationen kann ein Produkt umfassen, das einen ersten Motor oder Generator umfasst, der einen ersten Stator, der innerhalb eines ersten Rotors angeordnet ist, sowie eine erste Welle umfasst, die mit dem ersten Rotor wirkverbunden ist; einen zweiten Motor, der einen zweiten Stator umfasst, der einen zweiten Rotor und eine zweite Welle umfasst, die mit dem zweiten Rotor wirkverbunden ist; und wobei der zweite Motor in dem ersten Motor oder Generator verschachtelt ist.
Eine Reihe von Variationen kann ein Produkt umfassen, das einen Motor oder Generator vom Außenrotortyp umfasst, der innerhalb eines ersten Rotors angeordnet ist, sowie eine erste Welle, die mit dem ersten Rotor wirkverbunden ist; einen Motor vom Innenrotortyp, der einen zweiten Stator umfasst, der einen zweiten Rotor umgibt, sowie eine zweite Welle, die mit dem zweiten Rotor wirkverbunden ist; wobei der Motor vom Innenrotortyp innerhalb des Motors oder Generators vom Außenrotortyp verschachtelt ist; und ein Gehäuse, das den Motor oder Generator vom Außenrotortyp und den Motor vom Innenrotortyp umgibt.
Eine Anzahl von Variationen kann ein Verfahren zur Integration eines Doppelmotors/-Generators umfassen, das Folgendes umfasst: Bereitstellen eines ersten Motors oder Generators umfassend einen ersten Stator, der innerhalb eines ersten Rotors angeordnet ist, und eine erste Welle, die mit dem ersten Rotor wirkverbunden ist; Bereitstellen eines zweiten Motors, der einen zweiten Stator umfasst, der einen zweiten Rotor und eine zweite Welle umfasst, die mit dem zweiten Rotor wirkverbunden ist; und Verschachteln des zweiten Motors in dem ersten Motor oder Generator.
Weitere Variationen zur Veranschaulichung, die in den Umfang der Erfindung fallen, werden aus der im Folgenden gegebenen detaillierten Beschreibung deutlich werden. Es sollte klar sein, dass die detaillierte Beschreibung und die speziellen Beispiele, auch wenn sie Abwandlungen innerhalb des Umfangs der Erfindung offenbaren, rein dem Zweck der Veranschaulichung dienen und den Umfang der Erfindung in keiner Weise einschränken sollen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ausgewählte Beispiele von Abwandlungen innerhalb des Umfangs der Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen deutlich werden, in denen:
1 eine Schnittansicht eines verschachtelten Doppelmotors/-generators nach einer Reihe von Variationen veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen erfolgt rein zur Veranschaulichung und soll in keiner Weise den Umfang der Erfindung, deren Anwendung oder ihre Einsatzmöglichkeiten beschränken.
Unter Bezugnahme auf 1 kann in einer Reihe von Variationen ein integrierter Doppelmotor/-generator 10 einen ersten Motor/Generator 12 und einen zweiten Motor 28 umfassen, der innerhalb des ersten Motors/Generators 12 verschachtelt ist. Der erste Motor/Generator 12 kann ein Motor/Generator vom Außenrotortyp sein, wobei der Rotor 14 sich um die Außenseite des Stators 16 dreht, und der zweite Motor 28 kann vom Innenrotortyp sein, wobei sich der Rotor 30 innerhalb der Statoranordnung 32 dreht. In einer Variation kann der Motor/Generator 12 ein riemenangetriebener Starter/Generator sein, und der zweite Motor 28 ein elektrischer Antrieb für eine Reihe von Einrichtungen 42. Der integrierte Doppelmotor/-generator 10 kann eine kompakte und ökonomische Doppelmotoranordnung bereitstellen. Dies kann die Verwendung von Doppelmotoren/-generatoren in Anwendungen erlauben, in denen der Raum begrenzt sein kann.
In einer Reihe von Variationen können der erste Motor/Generator 12 und der zweite Motor 28 innerhalb eines Gehäuses 44 enthalten sein. In einer Reihe von Variationen kann das Gehäuse 44 eine erste Seite 46 und eine zweite Seite 48 aufweisen. In einer Reihe von Variationen kann das Gehäuse 44 zylindrisch sein. In einer Reihe von Variationen kann die zweite Seite 48 des Gehäuses 44 eine zylindrische Bohrung umfassen, die durch eine Innenfläche 50 und eine Außenfläche 58 definiert wird. In einer Reihe von Variationen kann die Innenfläche 50 einen ersten zylindrischen Hohlraum 62 definieren, der ausgebildet und angeordnet sein kann, um den zweiten Motor 28 aufzunehmen, und die Außenfläche 58 kann einen zweiten zylindrischen Hohlraum 64 bilden, der ausgebildet und angeordnet sein kann, um den ersten Motor/Generator 12 aufzunehmen. In einer Reihe von Variationen kann eine erste Abdeckung 52 an der ersten Seite 46 des Gehäuses 44 angebracht sein, und eine zweite Abdeckung 54 kann an der zweiten Seite 48 des Gehäuses 44 geführt und gesichert sein. Die erste und zweite Abdeckung 52, 54 können jeweils zumindest einen Abschnitt des ersten Motors/Generators 12 und des zweiten Motors 28 umschließen.
In einer Reihe von Variationen kann der erste Motor/Generator 12 einen Rotor 14, eine Statoranordnung 16 und eine Welle 20 umfassen. Wie oben erwähnt kann der erste Motor/Generator 12 ein Motor/Generator vom Außenrotortyp sein, bei dem der Rotor 14 sich um die Außenseite der Statoranordnung 16 dreht. Der Rotor 14 kann mit der Welle 20 durch einen Presssitz oder eine Keilführungsbefestigung wirkverbunden sein. Die Welle 20 kann durch ein vorderes Lager 22 und ein hinteres Lager 24 gelagert sein. In einer Variation kann das vordere Lager 22 innerhalb der ersten Abdeckung 52 angeordnet sein, und das hintere Lager 24 kann innerhalb des Gehäuses 44 angeordnet sein. Eine Antriebsriemenscheibe 26 kann mit der Welle 20 in einer beliebigen Reihe von Variationen wirkverbunden sein, die, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, eine Keilbefestigung zwischen der Antriebsriemenscheibe 26 und der Welle 20 umfasst. In einer Reihe von Variationen kann der erste Motor/Generator 12 so ausgebildet und angeordnet sein, dass ein geeigneter Raum innerhalb des ersten Motors/Generators 12 verfügbar ist, um den zweiten Motor 28 innerhalb des ersten Motors/Generators 12 zu verschachteln. Der erste Motor/Generator 12 kann auch ausgebildet und angeordnet sein, um einen Luftspalt mit größerem Durchmesser für den radialen Packraum und die Länge zu umfassen, was eine höhere Leistung und/oder ein höheres Drehmoment als ein herkömmlicher Motor vom Innenrotortyp mit demselben Durchmesser und derselben Länge bereitstellt.
In einer Reihe von Variationen kann der zweite Motor 28 einen Rotor 30, eine Statoranordnung 32 und eine Welle 36 umfassen. Der Rotor 30 kann mit der Welle 36 in einer beliebigen Reihe von Variationen wirkverbunden sein, die, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, eine Keilbefestigung umfasst. Die Welle 36 kann durch ein erstes Lager 38 und ein zweites Lager 40 gelagert sein. Das erste Lager 38 kann innerhalb des Gehäuses 44 angeordnet sein, und das zweite Lager 40 kann innerhalb der zweiten Abdeckung 54 angeordnet sein. Die Welle 36 kann eine beliebige Anzahl von Einrichtungen antreiben, die, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, einen Kompressor 42, ein Gebläse, oder eine Pumpe umfassen. In einer Reihe von Variationen kann die Statoranordnung 32 innerhalb der Innenfläche 50 der zylindrischen Bohrung in der zweiten Seite 48 des Gehäuses 44 installiert sein.
In einer Reihe von Variationen kann ein Kühlmantel/Kühlkreis 56 in das Gehäuse 44 integriert sein und kann dazu verwendet werden, den ersten Motor/Generator 12 und den zweiten Motor 28 zu kühlen. In einer Variation kann der Kühlmantel 56 zusammen mit dem Gehäuse 44 ausgebildet sein, was einschließt, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, dass er zusammen mit dem Gehäuse 44 gegossen wird. In einer Reihe von Variationen kann der Kühlmantel 56 zwischen dem ersten Motor/Generator 28 und dem zweiten Motor 28 eingeschachtelt sein. In einer Variation kann der Kühlmantel 56 in die zylindrische Bohrung zwischen der Innenfläche 50 und der Außenfläche 58 integriert sein. Die Verwendung eines einzelnen Kühlmantels 56, der von dem ersten Motor/Generator 12 und dem zweiten Motor 28 geteilt wird, kann den für die Dualmotoren/-generatoren erforderlichen radialen Raum beträchtlich verringern.
In einer Reihe von Variationen kann der integrierte Doppelmotor/-generator 10 auch ausgebildet und angeordnet sein, um eine beliebige Reihe von Leistungselektroniken (nicht illustriert) zu teilen. In einer Variation kann die Leistungselektronik operativ mit einer Platte 60 verbunden sein, die benachbart zu der zweiten Seite 48 des Gehäuses 44 sein kann.
Der obige integrierte Doppelmotor/-generator 10 kann eine kompakte Konstruktion bei reduzierten Kosten bereitstellen und kann eine höhere Leistungsdichte liefern.
Die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen dient rein zur Veranschaulichung von Komponenten, Elementen, Handlungen, Produkten und Verfahren, die als in den Umfang der Erfindung fallend betrachtet werden, und soll in keiner Weise den Umfang durch das, was im Detail offenbart ist oder nicht ausdrücklich dargelegt wird, einschränken. Die hierin beschriebenen Komponenten, Elemente, Handlungen, Produkte und Verfahren können anders als hierin ausdrücklich beschrieben kombiniert und umgestellt werden und werden dennoch als in den Umfang der Erfindung fallend betrachtet.
Variation 1 kann ein Produkt umfassen, das Folgendes umfasst: einen ersten Motor oder Generator, der einen ersten Stator, der innerhalb eines ersten Rotors angeordnet ist, sowie eine erste Welle umfasst, die mit dem ersten Rotor wirkverbunden ist; einen zweiten Motor, der einen zweiten Stator umfasst, der einen zweiten Rotor und eine zweite Welle umfasst, die mit dem zweiten Rotor wirkverbunden ist; und wobei der zweite Motor in dem ersten Motor oder Generator verschachtelt ist.
Variation 2 kann ein Produkt nach Variation 1 umfassen, das des Weiteren ein Gehäuse umfasst, wobei das Gehäuse dazu ausgebildet und angeordnet ist, den ersten Motor oder Generator und den zweiten Motor unterzubringen.
Variation 3 kann ein Produkt nach Variation 2 umfassen, das des Weiteren einen in das Gehäuse integrierten Kühlmantel umfasst, und wobei der Kühlmantel dazu ausgebildet und angeordnet ist, den ersten Motor oder Generator und den zweiten Motor zu kühlen.
Variation 4 kann ein Produkt nach Variation 3 umfassen, das des Weiteren eine erste Abdeckung und eine zweite Abdeckung umfasst, wobei die erste Abdeckung an einer ersten Seite des Gehäuses angebracht ist und die zweite Abdeckung an einer zweiten Seite des Gehäuses angebracht ist.
Variation 5 kann ein Produkt nach einer der Variationen 2 bis 4 umfassen, wobei das Gehäuse zylindrisch ist, und wobei das Gehäuse eine zylindrische Bohrung umfasst, die durch eine Innenfläche und eine Außenfläche definiert wird, und wobei die Innenfläche einen ersten zylindrischen Hohlraum bildet, der ausgebildet und angeordnet ist, um den zweiten Motor aufzunehmen, und die Außenfläche einen zweiten zylindrischen Hohlraum bildet, der ausgebildet und angeordnet ist, um den ersten Motor oder Generator aufzunehmen.
Variation 6 kann ein Produkt nach Variation 5 umfassen, das des Weiteren einen Kühlmantel umfasst, der zwischen der Innenfläche und der Außenfläche angeordnet ist.
Variation 7 kann ein Produkt nach einer der Variationen 1 bis 6 umfassen, wobei der erste Rotor an der ersten Welle durch zumindest einen Presssitz und/oder eine Keilführungsbefestigung operativ angebracht ist.
Variation 8 kann ein Produkt nach einer der Variationen 1 bis 7 umfassen, wobei die erste Welle durch ein vorderes Lager und ein hinteres Lager gelagert ist, und wobei das vordere Lager innerhalb der ersten Abdeckung angeordnet ist und das hintere Lager innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
Variation 9 kann ein Produkt nach einer der Variationen 1 bis 8 umfassen, das des Weiteren eine Antriebsriemenscheibe umfasst, wobei die Antriebsriemenscheibe mit der ersten Welle wirkverbunden ist.
Variation 10 kann ein Produkt nach Variation 9 umfassen, wobei die Antriebsriemenscheibe mit der ersten Welle durch eine Keilbefestigung wirkverbunden ist.
Variation 11 kann ein Produkt nach einer der Variationen 1 bis 10 umfassen, wobei der erste Motor oder Generator einen Luftspalt mit einem Durchmesser umfasst, der zumindest eine erhöhte Leistung und/oder ein höheres Drehmoment liefert.
Variation 12 kann ein Produkt nach einer der Variationen 1 bis 11 umfassen, wobei der zweite Rotor mit der zweiten Welle durch eine Keilbefestigung wirkverbunden ist.
Variation 13 kann ein Produkt nach einer der Variationen 4 bis 12 umfassen, wobei die zweite Welle durch ein erstes Lager und ein zweites Lager gelagert wird, und wobei das erste Lager innerhalb der zweiten Seite des Gehäuses angeordnet ist, und das zweite Lager innerhalb der zweiten Abdeckung angeordnet ist.
Variation 14 kann ein Produkt nach einer der Variationen 1 bis 13 umfassen, wobei der erste Motor oder Generator ein riemenangetriebener Starter/Generator ist und der zweite Motor ein elektrischer Antrieb für eine elektrische Antriebsvorrichtung ist.
Variation 15 kann ein Produkt nach einer der Variationen 1 bis 14 umfassen, wobei der erste Motor oder Generator und der zweite Motor ausgebildet und angeordnet sind, um sich zumindest eine Leistungselektronik zu teilen.
Variation 16 kann ein Produkt umfassen, das Folgendes umfasst: einen Motor oder Generator vom Außenrotortyp, der einen ersten Stator umfasst, der innerhalb eines ersten Rotors angeordnet ist, sowie eine erste Welle, die mit dem ersten Rotor wirkverbunden ist; einen Motor vom Innenrotortyp, der einen zweiten Stator umfasst, der einen zweiten Rotor umgibt, sowie eine zweite Welle, die mit dem zweiten Rotor wirkverbunden ist; wobei der Motor vom Innenrotortyp innerhalb des Motors oder Generators vom Außenrotortyp verschachtelt ist; und ein Gehäuse, das den Motor oder Generator vom Außenrotortyp und den Motor vom Innenrotortyp umgibt.
Variation 17 kann ein Produkt nach Variation 16 umfassen, wobei das Gehäuse des Weiteren einen integrierten Kühlmantel zwischen dem Motor oder Generator vom Außenrotortyp und dem Motor vom Innenrotortyp umfasst.
Variation 18 kann ein Verfahren zur Integration eines Doppelmotors/-generators umfassen, das folgende Schritte umfasst: Bereitstellen eines ersten Motors oder Generators, der einen ersten Stator, der innerhalb eines ersten Rotors angeordnet ist, sowie eine erste Welle umfasst, die mit dem ersten Rotor wirkverbunden ist; Bereitstellen eines zweiten Motors, der einen zweiten Stator umfasst, der einen zweiten Rotor und eine zweite Welle umfasst, die mit dem zweiten Rotor wirkverbunden ist; und Verschachteln des zweiten Motors in dem ersten Motor oder Generator.
Variation 19 kann ein Verfahren nach Variation 18 umfassen, das des Weiteren das Einschließen zumindest eines Abschnitts des ersten Motors oder Generators und des zweiten Motors innerhalb eines Gehäuses und zumindest einer Abdeckung umfasst.
Variation 20 kann ein Produkt nach Variation 19 umfassen, das des Weiteren das Integrieren eines Kühlmantels in das Gehäuse umfasst, um den ersten Motor oder Generator und den zweiten Motor zu kühlen.
Die obige Beschreibung ausgewählter Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der Erfindung ist rein beispielhafter Natur, und daher werden Abwandlungen und Varianten davon nicht als Abweichungen vom Geist und Umfang der Erfindung angesehen.

Claims

Produkt, das Folgendes umfasst: einen ersten Motor oder Generator, der einen ersten Stator, der innerhalb eines ersten Rotors angeordnet ist, sowie eine erste Welle umfasst, die mit dem ersten Rotor wirkverbunden ist; einen zweiten Motor, der einen zweiten Stator umfasst, der einen zweiten Rotor und eine zweite Welle umfasst, die mit dem zweiten Rotor wirkverbunden ist; und wobei der zweite Motor in dem ersten Motor oder Generator verschachtelt ist.
Produkt nach Anspruch 1, das des Weiteren ein Gehäuse umfasst, wobei das Gehäuse dazu ausgebildet und angeordnet ist, den ersten Motor oder Generator und den zweiten Motor unterzubringen.
Produkt nach Anspruch 2, das des Weiteren einen in das Gehäuse integrierten Kühlmantel umfasst, und wobei der Kühlmantel dazu ausgebildet und angeordnet ist, den ersten Motor oder Generator und den zweiten Motor zu kühlen.
Produkt nach Anspruch 2, das des Weiteren eine erste Abdeckung und eine zweite Abdeckung umfasst, wobei die erste Abdeckung an einer ersten Seite des Gehäuses angebracht ist und die zweite Abdeckung an einer zweiten Seite des Gehäuses angebracht ist.
Produkt nach Anspruch 2, wobei das Gehäuse zylindrisch ist, und wobei das Gehäuse eine zylindrische Bohrung umfasst, die durch eine Innenfläche und eine Außenfläche definiert wird, wobei die Innenfläche einen ersten zylindrischen Hohlraum bildet, der ausgebildet und angeordnet ist, um den zweiten Motor aufzunehmen, und wobei die Außenfläche einen zweiten zylindrischen Hohlraum bildet, der ausgebildet und angeordnet ist, um den ersten Motor oder Generator aufzunehmen.
Produkt nach Anspruch 5, das des Weiteren einen Kühlmantel umfasst, der zwischen der Innenfläche und der Außenfläche angeordnet ist.
Produkt nach Anspruch 1, wobei der erste Rotor an der ersten Welle durch zumindest einen Presssitz und/oder eine Keilführungsbefestigung operativ angebracht ist.
Produkt nach Anspruch 4, wobei die erste Welle durch ein vorderes Lager und ein hinteres Lager gelagert ist, und wobei das vordere Lager innerhalb der ersten Abdeckung angeordnet ist und das hintere Lager innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
Produkt nach Anspruch 1, das des Weiteren eine Antriebsriemenscheibe umfasst, wobei die Antriebsriemenscheibe mit der ersten Welle wirkverbunden ist.
Produkt nach Anspruch 9, wobei die Antriebsriemenscheibe mit der ersten Welle durch eine Keilbefestigung wirkverbunden ist.
Produkt nach Anspruch 1, wobei der erste Motor oder Generator einen Luftspalt mit einem Durchmesser umfasst, der zumindest eine erhöhte Leistung und/oder ein höheres Drehmoment liefert.
Produkt nach Anspruch 1, wobei der zweite Rotor mit der zweiten Welle durch eine Keilbefestigung wirkverbunden ist.
Produkt nach Anspruch 4, wobei die zweite Welle durch ein erstes Lager und ein zweites Lager gelagert wird, und wobei das erste Lager innerhalb der zweiten Seite des Gehäuses angeordnet ist, und das zweite Lager innerhalb der zweiten Abdeckung angeordnet ist.
Produkt nach Anspruch 1, wobei der erste Motor oder Generator ein riemenangetriebener Starter/Generator ist und der zweite Motor ein elektrischer Antrieb für eine elektrische Antriebsvorrichtung ist.
Produkt nach Anspruch 1, wobei der erste Motor oder Generator und der zweite Motor ausgebildet und angeordnet sind, um sich zumindest eine Leistungselektronik zu teilen.
Produkt, das Folgendes umfasst: einen Motor oder Generator vom Außenrotortyp, der einen ersten Stator umfasst, der innerhalb eines ersten Rotors angeordnet ist, sowie eine erste Welle, die mit dem ersten Rotor wirkverbunden ist; einen Motor vom Innenrotortyp, der einen zweiten Stator umfasst, der einen zweiten Rotor umgibt, sowie eine zweite Welle, die mit dem zweiten Rotor wirkverbunden ist; wobei der Motor vom Innenrotortyp innerhalb des Motors oder Generators vom Außenrotortyp verschachtelt ist; und ein Gehäuse, das den Motor oder Generator vom Außenrotortyp und den Motor vom Innenrotortyp umgibt.
Produkt nach Anspruch 16, wobei das Gehäuse des Weiteren einen integrierten Kühlmantel zwischen dem Motor oder Generator vom Außenrotortyp und dem Motor vom Innenrotortyp umfasst.
Verfahren zur Integration eines Doppelmotors/-generators, das folgende Schritte umfasst: Bereitstellen eines ersten Motors oder Generators, der einen ersten Stator, der innerhalb eines ersten Rotors angeordnet ist, sowie eine erste Welle umfasst, die mit dem ersten Rotor wirkverbunden ist; Bereitstellen eines zweiten Motors, der einen zweiten Stator umfasst, der einen zweiten Rotor und eine zweite Welle umfasst, die mit dem zweiten Rotor wirkverbunden ist; und Verschachteln des zweiten Motors in dem ersten Motor oder Generator.
Verfahren nach Anspruch 18, das des Weiteren das Einschließen zumindest eines Abschnitts des ersten Motors oder Generators und des zweiten Motors innerhalb eines Gehäuses und zumindest einer Abdeckung umfasst.
Produkt nach Anspruch 19, das des Weiteren das Integrieren eines Kühlmantels in das Gehäuse umfasst, um den ersten Motor oder Generator und den zweiten Motor zu kühlen.