DE102018114321A1

DE102018114321A1 - Rotorstruktur für elektrische Maschinenbaugruppe

Info

Publication number: DE102018114321A1
Application number: DE102018114321.4A
Authority: DE
Inventors: Wei Xu; Zhichun Ma; Shuzhen Liu; Jiyao Wang
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-06-16
Filing date: 2018-06-14
Publication date: 2018-12-20
Also published as: US10720806B2; US20180367004A1; CN109149808A

Abstract

Es ist eine elektrische Maschinenbaugruppe für ein Fahrzeug bereitgestellt. Die elektrische Maschine ist in Betriebskommunikation mit einer Antriebsbatterie und beinhaltet einen Statorkern, der einen Hohlraum definiert, und einen Rotor, der innerhalb des Hohlraums angeordnet ist, mit einer inneren Region, die durch Reihen von dreieckigen Löchern definiert ist, die über entsprechenden mittigen Regionen tesselliert sind, um eine Strebenstruktur zu bilden, sodass die Löcher der Strebenstruktur während betrieblicher Rotation keine magnetischen Flusspfade beeinflussen, die durch Magneten des Rotors generiert werden. Der Rotor kann einen Dehnungsenergiewert kleiner als oder gleich 16.100 Joule aufweisen. Die Strebenstruktur kann Paare von symmetrischen Abschnitten beinhalten, die jeweils Segmente beinhalten, die mit benachbarten Rotorabschnitten angeordnet sind, um die dreieckigen Löcher zu definieren.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Rotor einer elektrischen Maschinenbaugruppe eines elektrifizierten Fahrzeugs.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die Technologie für einen verlängerten Fahrbereich für elektrifizierte Fahrzeuge, wie etwa Batterieelektrofahrzeuge (BEV) und Plug-in-Hybridfahrzeuge (PHEV), verbessert sich zunehmend. Das Erreichen dieser Bereiche erfordert jedoch oftmals Traktionsbatterien und elektrische Maschinen, um höhere Leistungsabgabe und damit verbundene Wärmemanagementsysteme mit erhöhten Kapazität im Vergleich zu früheren BEV und PHEV aufzuweisen. Das Verbessern von Gewichts- und Steifigkeitseigenschaften von Rotoren von elektrischen Maschinen kann Leistungsabgaben und Fahrzeugleistung verbessern.
KURZDARSTELLUNG
Ein Fahrzeug beinhaltet eine Antriebsbatterie und eine elektrische Maschine. Die elektrische Maschine ist in Betriebskommunikation mit der Antriebsbatterie und beinhaltet einen Statorkern, der einen Hohlraum definiert, und einen Rotor, der innerhalb des Hohlraums angeordnet ist, mit einer inneren Region, die durch Reihen von dreieckigen Löchern definiert ist, die über entsprechenden mittigen Regionen tesselliert sind, um eine Strebenstruktur zu bilden, sodass die Löcher der Strebenstruktur während betrieblicher Rotation keine magnetischen Flusspfade beeinflussen, die durch Magneten des Rotors generiert werden. Der Rotor kann einen Dehnungsenergiewert kleiner als oder gleich 16.100 Joule aufweisen. Die Strebenstruktur kann Paare von symmetrischen Abschnitten beinhalten, die jeweils Segmente beinhalten, die mit benachbarten Rotorabschnitten angeordnet sind, um die dreieckigen Löcher zu definieren. Die Segmente können ein erstes Segment, das von jedem von dem Paar von symmetrischen Abschnitten gemeinsam genutzt wird, ein zweites Segment, ein drittes Segment, ein viertes Segment und ein Seitensegment beinhalten. Jedes von den ersten Segmenten kann mit einem von den zweiten Segmenten und einem benachbarten Abschnitt des Rotors angeordnet sein, um erste und zweite dreieckige Löcher zu definieren. Jedes von den zweiten Segmenten kann mit einem von den dritten Segmenten und einem Abschnitt von einem von den Seitensegmenten angeordnet sein, um dritte und vierte dreieckige Löcher zu definieren. Jedes von den dritten Segmenten kann mit einem von den vierten Segmenten und einem anderen Abschnitt von einem von den Seitensegmenten angeordnet sein, um fünfte und sechste dreieckige Löcher zu definieren. Die vierten Segmente und ein Basisabschnitt der symmetrischen Abschnitte können miteinander angeordnet sein, um ein siebentes dreieckiges Loch zu definieren. Das erste Segment kann zu dem Basisabschnitt von einem von dem Paar von symmetrischen Abschnitten verlaufen, um das siebente dreieckige Loch in zwei separate Löcher zu teilen. Die dreieckigen Löcher können miteinander angeordnet sein, sodass eine Dehnungsenergie des Rotors gleich oder kleiner als 16.100 Joule ist.
Eine elektrische Maschinenbaugruppe beinhaltet einen Statorkern und einen Rotor. Der Statorkern definiert einen Hohlraum. Der Rotor ist innerhalb des Hohlraums angeordnet und beinhaltet eine Vielzahl von Sektoren, die radial um ein rotormittiges Durchgangsloch beabstandet sind. Jeder aus der Vielzahl von Sektoren beinhaltet nicht mehr als zwei Magnetöffnungen, um Magneten aufzunehmen, die in einer V-Form ausgerichtet sind, und eine Strebenstruktur, beinhaltend eine Vielzahl von dreieckigen Löchern, die durch Elemente definiert sind, die jeweils ein Ende an einer mittigen Region der dreieckigen Löcher aufweisen, um ein sternförmiges Muster zu bilden, das von der mittigen Region ausgeht. Die Strebenstruktur kann erste und zweite symmetrische Abschnitte beinhalten. Jeder symmetrische Abschnitt kann ein erstes Element gemeinsam nutzen und jeder symmetrische Abschnitt kann zweite und dritte Elemente beinhalten. Das erste Element kann mit jedem von den zweiten Elementen und einem benachbarten Abschnitt des Rotors angeordnet sein, um erste und zweite dreieckige Löcher zu definieren. Jedes von den zweiten Elementen kann mit einem von den dritten Elementen und einem anderen benachbarten Abschnitt des Rotors angeordnet sein, um dritte und vierte dreieckige Löcher zu definieren. Jedes von den dritten Elementen und ein Basisabschnitt von einem von den ersten und zweiten symmetrischen Abschnitten können miteinander angeordnet sein, um ein fünftes dreieckiges Loch dazwischen zu definieren. Das erste Element kann zu den Basissegmenten von jedem von den ersten und zweiten symmetrischen Abschnitten verlaufen, um das fünfte dreieckige Loch zu teilen. Das erste Element kann eine mittige Achse definieren, die zwischen einem Paar von Magneten verläuft, die innerhalb der zwei Magnetöffnungen befestigt sind.
Eine elektrische Maschinenbaugruppe beinhaltet einen Statorkern und einen Rotor. Der Statorkern definiert einen Hohlraum. Der Rotor ist innerhalb des Hohlraums angeordnet und beinhaltet eine innere Region mit einer Strebenstruktur und eine äußere Region zum Befestigen von Magneten daran, die radial von der inneren Region beabstandet ist. Die Strebenstruktur ist so bemessen, dass der Rotor einen Dehnungsenergiewert von etwa 16.000 Joule und ein Gewicht von etwa 6,35 Kilogramm aufweist. Die Strebenstruktur kann eine radiale Länge von etwa vierundfünfzig Millimetern definieren. Die Strebenstruktur kann erste und zweite symmetrische Abschnitte beinhalten. Jeder symmetrische Abschnitt kann ein erstes Segment gemeinsam nutzen und jeder symmetrische Abschnitt kann ein zweites Segment, ein drittes Segment und ein viertes Segment beinhalten. Das erste Segment kann mit jedem von den zweiten Segmenten und einem benachbarten Abschnitt des Rotors angeordnet sein, um erste und zweite dreieckige Öffnungen zu definieren. Jedes von den zweiten Segmenten kann mit einem von den dritten Segmenten und einem anderen benachbarten Abschnitt des Rotors angeordnet sein, um dritte und vierte dreieckige Öffnungen zu definieren. Jedes von den dritten Segmenten kann mit einem von den vierten Segmenten und noch einem anderen benachbarten Abschnitt des Rotors angeordnet sein, um fünfte und sechste dreieckige Öffnungen zu definieren. Die vierten Segmente können mit einem Basisabschnitt der symmetrischen Abschnitte angeordnet sein, um eine siebente dreieckige Öffnung zu definieren. Jedes der Segmente kann eine Breite von drei Millimetern bis sieben Millimetern definieren und der Rotor kann einen Durchmesser von einhundertzehn Millimetern bis zweihundertdreißig Millimetern definieren. Das erste Segment kann zu dem Basisabschnitt eines entsprechenden symmetrischen Abschnitts verlaufen, um die siebente dreieckige Öffnung zu teilen. Die Strebenstruktur kann erste und zweite symmetrische Abschnitte beinhalten. Jeder symmetrische Abschnitt kann ein erstes Segment gemeinsam nutzen und jeder symmetrische Abschnitt kann ein zweites Segment und ein drittes Segment beinhalten. Das erste Segment kann mit jedem von den zweiten Segmenten und einem benachbarten Abschnitt des Rotors angeordnet sein, um erste und zweite dreieckige Öffnungen zu definieren. Jedes von den zweiten Segmenten und dritten Segmenten kann mit einem anderen benachbarten Abschnitt des Rotors angeordnet sein, um dritte und vierte dreieckige Öffnungen zu definieren. Jedes von den dritten Segmenten und ein Basisabschnitt eines entsprechenden symmetrischen Abschnitts können miteinander angeordnet sein, um eine fünfte dreieckige Öffnung dazwischen zu definieren.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung, welche ein Beispiel für ein elektrifiziertes Fahrzeug veranschaulicht.
2 ist eine perspektivische auseinandergezogene Ansicht eines Beispiels für einen Abschnitt einer elektrischen Maschine.
3 ist eine Vorderansicht im Querschnitt eines Beispiels für einen Rotor mit Veranschaulichung von verschiedenen Rotorregionen.
4 ist eine Vorderansicht im Querschnitt eines Beispiels für einen Rotor für eine elektrische Maschine.
5 ist eine Vorderansicht im Querschnitt eines Abschnitts des Rotors aus 4.
6 ist eine Vorderansicht im Querschnitt eines Beispiels eines Abschnitts für einen Rotor für eine elektrische Maschine.
7 ist eine Vorderansicht im Querschnitt eines Beispiels eines Abschnitts für einen Rotor für eine elektrische Maschine.
8 ist eine Vorderansicht im Querschnitt eines Beispiels eines Abschnitts für einen Rotor für eine elektrische Maschine.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hier beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind hier offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann die vielfältige Verwendung der vorliegenden Offenbarung zu lehren. Für den Durchschnittsfachmann versteht es sich, dass verschiedene Merkmale, die in Bezug auf beliebige der Figuren dargestellt und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden können, welche in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, welche nicht explizit dargestellt oder beschrieben sind. Die Kombinationen veranschaulichter Merkmale stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Unterschiedliche Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, können jedoch in bestimmten Anwendungen oder Umsetzungen verwendet werden.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels für ein elektrifiziertes Fahrzeug. In diesem Beispiel ist das elektrifizierte Fahrzeug ein PHEV, welches hierin als ein Fahrzeug 12 bezeichnet wird. Das Fahrzeug 12 kann eine oder mehrere elektrische Maschinen 14 beinhalten, die mechanisch mit einem Hybridgetriebe 16 verbunden sind. Jede der elektrischen Maschinen 14 kann in der Lage sein, als Elektromotor oder Generator betrieben zu werden. Außerdem ist das Hybridgetriebe 16 mechanisch mit einem Verbrennungsmotor 18 verbunden. Das Hybridgetriebe 16 ist zudem mechanisch mit einer Antriebswelle 20 verbunden, die mechanisch mit den Rädern 22 verbunden ist. Die elektrischen Maschinen 14 können Vortriebs- und Abbremsfähigkeit bereitstellen, wenn der Motor 18 an- oder ausgeschaltet wird. Die elektrischen Maschinen 14 können zudem als Generatoren betrieben werden und können Kraftstoffeffizienzvorteile bereitstellen, indem Energie zurückgewonnen wird, die normalerweise in dem Reibungsbremssystem als Wärme verloren gehen würde. Die elektrischen Maschinen 14 können auch reduzierte Schadstoffemissionen bereitstellen, da das Fahrzeug 12 unter bestimmten Bedingungen in einem Elektromodus betrieben werden kann.
Eine Traktionsbatterie 24 speichert Energie, die von den elektrischen Maschinen 14 verwendet werden kann. Die Traktionsbatterie 24 stellt typischerweise einen Hochspannungsgleichstromausgang aus einem oder mehreren Batteriezellenarrays, mitunter als Batteriezellenstapel bezeichnet, innerhalb der Traktionsbatterie 24 bereit. Die Batteriezellenarrays können eine oder mehrere Batteriezellen beinhalten. Die Traktionsbatterie 24 ist durch ein oder mehrere Schütze (nicht gezeigt) elektrisch mit einem oder mehreren Leistungselektronikmodulen 26 verbunden. Das eine oder die mehreren Schütze isolieren die Traktionsbatterie 24 von anderen Komponenten, wenn sie geöffnet sind, und verbinden die Traktionsbatterie 24 mit anderen Komponenten, wenn sie geschlossen sind. Das Leistungselektronikmodul 26 ist zudem elektrisch mit den elektrischen Maschinen 14 verbunden und stellt die Fähigkeit bereit, elektrische Energie bidirektional zwischen der Traktionsbatterie 24 und den elektrischen Maschinen 14 zu übertragen. Zum Beispiel kann eine typische Traktionsbatterie 24 eine Gleichspannung bereitstellen, während die elektrischen Maschinen 14 eine Dreiphasenwechselspannung erfordern können, um zu funktionieren. Das Leistungselektronikmodul 26 kann die Gleichspannung in eine Dreiphasenwechselspannung umwandeln, wie durch die elektrischen Maschinen 14 erfordert. In einem Regenerationsmodus kann das Leistungselektronikmodul 26 die Dreiphasenwechselspannung aus den elektrischen Maschinen 14, die als Generatoren fungieren, in die Gleichspannung umwandeln, die durch die Traktionsbatterie 24 erfordert wird. Abschnitte der hier bereitgestellten Beschreibung gelten gleichermaßen für ein reines Elektrofahrzeug. Bei einem reinen Elektrofahrzeug kann es sich bei dem Hybridgetriebe 16 um einen Getriebekasten handeln, der mit einer elektrischen Maschine 14 verbunden ist, und bei dem der Verbrennungsmotor 18 möglicherweise nicht vorhanden ist.
Zusätzlich zum Bereitstellen von Energie für den Antrieb kann die Traktionsbatterie 24 Energie für andere elektrische Fahrzeugsysteme bereitstellen. Ein typisches System kann ein Gleichstromwandlermodul 28 beinhalten, das den Hochspannungsgleichstromausgang der Traktionsbatterie 24 in eine Niederspannungsgleichstromversorgung umwandelt, die mit anderen Fahrzeugnebenverbrauchern kompatibel ist. Andere Hochspannungsnebenverbraucher, wie etwa Verdichter und elektrische Heizvorrichtungen, können ohne die Verwendung eines Gleichspannungswandlermoduls 28 direkt mit der Hochspannung verbunden sein. In einem typischen Fahrzeug sind die Niederspannungssysteme elektrisch mit einer Hilfsbatterie 30 (z. B. einer 12-Volt-Batterie) verbunden.
Ein elektrisches Batteriesteuermodul (BECM) 33 kann mit der Traktionsbatterie 24 in Verbindung stehen. Das BECM 33 kann als Steuerung für die Traktionsbatterie 24 fungieren und kann zudem ein elektronisches Überwachungssystem beinhalten, das die Temperatur und den Ladestatus für jede Batteriezelle der Traktionsbatterie 24 verwaltet. Die Traktionsbatterie 24 kann über einen Temperatursensor 31, wie etwa einen Thermistor oder anderen Temperaturanzeiger, verfügen. Der Temperatursensor 31 kann mit dem BECM 33 in Verbindung stehen, um Temperaturdaten in Bezug auf die Traktionsbatterie 24 bereitzustellen.
Das Fahrzeug 12 kann durch eine externe Stromquelle 36, wie etwa einen Stromanschluss, wieder aufgeladen werden. Die externe Leistungsquelle 36 kann elektrisch mit einer Elektrofahrzeugversorgungsausrüstung (EVSE) 38 verbunden sein. Die EVSE 38 kann eine Schaltung und Steuerungen bereitstellen, um die Übertragung von elektrischer Energie zwischen der Leistungsquelle 36 und dem Fahrzeug 12 zu regulieren und zu verwalten. Die externe Leistungsquelle 36 kann der EVSE 38 elektrische Leistung als Gleichstrom oder Wechselstrom bereitstellen. Die EVSE 38 kann einen Ladestecker 40 zum Einstecken in einen Ladeanschluss 34 des Fahrzeugs 12 aufweisen. Der Ladeanschluss 34 kann jede Art von Anschluss sein, der dazu konfiguriert ist, Leistung von der EVSE 38 an das Fahrzeug 12 zu übertragen. Der Ladeanschluss 34 kann elektrisch mit einer Ladestation oder einem fahrzeugseitigen Leistungsumwandlungsmodul 32 verbunden sein. Das Leistungsumwandlungsmodul 32 kann die Leistung konditionieren, die von der EVSE 38 bereitgestellt wird, um der Traktionsbatterie 24 die richtigen Spannungs- und Strompegel bereitzustellen. Das Leistungsumwandlungsmodul 32 kann mit der EVSE 38 eine Schnittstelle bilden, um die Abgabe von Leistung an das Fahrzeug 12 zu koordinieren. Der Ladestecker 40 kann Stifte aufweisen, die mit entsprechenden Aussparungen des Ladeanschlusses 34 zusammenpassen.
Die verschiedenen vorstehend erörterten Komponenten können eine oder mehrere zugeordnete Steuerungen aufweisen, um den Betrieb der Komponenten zu steuern und zu überwachen. Die Steuerungen können über einen seriellen Bus (z. B. ein Controller Area Network (CAN)) oder über diskrete Leiter kommunizieren.
Die Batteriezellen der Traktionsbatterie 24, wie etwa eine prismatische oder Pouch-Zelle, können elektrochemische Elemente beinhalten, die gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie umwandeln. Prismatische oder Pouch-Zellen können ein Gehäuse, eine positive Elektrode (Kathode) und eine negative Elektrode (Anode) beinhalten. Ein Elektrolyt kann ermöglichen, dass Ionen sich während des Entladungsbetriebs zwischen der Anode und Kathode bewegen und dann während des Wiederaufladungsbetriebs zurückkehren. Anschlüsse können ermöglichen, dass Strom zur Verwendung durch das Fahrzeug aus den Batteriezellen fließt. Bei einer Positionierung in einem Array mit mehreren Batteriezellen können die Anschlüsse jeder Batteriezelle mit Gegenanschlüssen (positiv und negativ) benachbart zueinander ausgerichtet sein, und eine Stromschiene kann bei dem Vereinfachen einer Reihenschaltung zwischen den mehreren Batteriezellen behilflich sein. Die Batteriezellen können ebenfalls parallel derart angeordnet sein, dass ähnliche Anschlüsse (positiv und positiv oder negativ und negativ) benachbart zueinander liegen.
2 zeigt eine teilweise auseinandergezogene Ansicht eines Beispiels für Abschnitte einer elektrischen Maschine für ein elektrifiziertes Fahrzeug, welches hierin im Allgemeinen als eine elektrische Maschine 100 bezeichnet wird. Die elektrische Maschine kann einen Statorkern 102 und einen Rotor 106 beinhalten. Wie vorstehend erwähnt, können elektrifizierte Fahrzeuge mehr als eine elektrische Maschine beinhalten. Eine der elektrischen Maschinen kann primär als ein Motor fungieren und die andere kann primär als ein Generator fungieren. Der Motor kann betrieben werden, um Elektrizität in mechanische Leistung umzuwandeln, und der Generator kann betrieben werden, um mechanische Leistung in Elektrizität umzuwandeln. Der Statorkern 102 kann eine innere Fläche 108 und einen Hohlraum 110 definieren. Der Rotor 106 kann zur Anordnung und zum Betrieb innerhalb des Hohlraums 110 bemessen sein. Eine Welle 112 kann mit dem Rotor 106 wirkverbunden sein und kann an andere Fahrzeugkomponenten gekoppelt sein, um mechanische Leistung davon zu übertragen.
Wicklungen 120 können innerhalb des Hohlraums 110 des Statorkerns 102 angeordnet sein. In einem Beispiel für einen Elektromaschinenmotor kann Strom zu den Wicklungen 120 geleitet werden, um eine Drehkraft an dem Rotor 106 zu erhalten. In einem beispielhaften Elektromaschinengenerator kann Strom, der in den Wicklungen 120 durch eine Drehung des Rotors 106 erzeugt wurde, verwendet werden, um Fahrzeugkomponenten anzutreiben. Abschnitte der Wicklungen 120, wie etwa Wickelköpfe 126, können aus dem Hohlraum 110 hervorragen. Während des Betriebs der elektrischen Maschine 100 kann Hitze entlang der Wicklungen 120 und der Wickelköpfe 126 erzeugt werden. Der Rotor 106 kann Magneten beinhalten, sodass die Drehung des Rotors 106 gemeinsam mit einem elektrischen Strom, der durch die Wickelköpfe 126 fließt, ein oder mehrere Magnetfelder erzeugt. Zum Beispiel erzeugt elektrischer Strom, der durch die Wickelköpfe 126 fließt, ein rotierendes Magnetfeld. Die Magneten des Rotors 106 magnetisieren und drehen sich mit dem rotierenden Magnetfeld, um die Welle 112 für mechanische Leistung zu drehen.
3 zeigt ein Beispiel eines Rotors für eine elektrische Maschine eines Fahrzeugs, bezeichnet als ein Rotor 130. Der Rotor 130 beinhaltet ein mittiges Durchgangsloch 134, das so bemessen ist, dass es eine Welle (nicht gezeigt), wie etwa die vorstehend beschriebene Welle 112, aufnimmt und eine äußere Oberfläche 136. Der Rotor 130 beinhaltet ferner eine innere Region 138, eine mittlere Region 139 und eine äußere Region 140.
Die innere Region 138 befindet sich neben dem mittigen Durchgangsloch 134 und verläuft radial um es herum. Die innere Region 138 definiert eine radiale Länge 142. Ein innerer Rand der inneren Region 138 kann von dem mittigen Durchgangsloch 134 beabstandet sein. Die äußere Region 140 befindet sich neben der äußeren Oberfläche 136 und verläuft radial über das mittige Durchgangsloch 134, die innere Region 138 und die mittlere Region 139. Die äußere Region 140 definiert eine radiale Länge 144. Die mittlere Region 139 definiert eine radiale Länge 146. Öffnungen oder Ausschnitte innerhalb der Regionen können Positionen zum Befestigen von Komponenten bereitstellen und stellen auch Vorteile von reduziertem Gewicht bereit. Die Größe und Position dieser Öffnungen oder Ausschnitte kann auch eine Steifigkeit des Rotors 130 beeinflussen.
Typische Rotordesigns beinhalten keine Strebenstruktur an einer inneren Region und können Dehnungsenergiewerte zwischen 16.900 Joule und 19.000 Joule für einen Rotor mit einer Masse von 6,35 Kilogramm aufweisen. Dehnungsenergie ist Energie, die von einem System gespeichert wird, das Verformung erfährt und ist eine Anzeige für die Konformität einer Struktur. Eine höhere Dehnungsenergie spiegelt typischerweise eine höhere strukturelle Konformität wider. Konformität kann als eine umgekehrte strukturelle Steifigkeit definiert werden. Eine niedrigere Konformität spiegelt typischerweise eine höhere Steifigkeit wider. Rotorstrukturen, die eine Strebenstruktur beinhalten, könne steifer als typische Designs sein. Die höhere Steifigkeit unterstützt das Reduzieren von Rotorbelastung während des Rotorbetriebs und unterstützt die Verbesserung der Haltbarkeit des Rotors während des Rotorbetriebs. Eine höhere Steifigkeit kann auch dabei unterstützen, eine Gewichtsreduzierung des Rotors zu ermöglichen.
Die 4 und 5 zeigen ein anderes Beispiel eines Rotors für eine elektrische Maschine eines Fahrzeugs, bezeichnet als ein Rotor 150. Der Rotor 150 beinhaltet ein mittiges Durchgangsloch 154 und eine äußere Oberfläche 156. Der Rotor 150 beinhaltet eine Strebenstruktur 160 in einer inneren Region. Eine Vielzahl von Strebenstrukturen 160 kann radial über den mittigen Durchgangsloch 154 und innerhalb der inneren Region angeordnet sein. Der Rotor 150 ist in 4 mit acht Strebenstrukturen 160 gezeigt. Die Strebenstrukturen 160 können ein Gewicht des Rotors 150 um zwanzig Prozent im Vergleich zu einer Ausführungsform, bei der der Rotor 150 keine Strebenstruktur 160 aufweist, reduzieren. Die Strebenstrukturen 160 können diese Gewichtsreduktion bereitstellen, während ebenfalls die gesamte strukturelle Steifigkeit um zwanzig Prozent im Vergleich zu einer Ausführungsform, bei der der Rotor 150 keine Strebenstruktur 160 aufweist, erhöht wird. In einem Beispiel können die Strebenstrukturen 160 des Rotors 150 mit einer Masse von 6,35 Kilogramm ein Generieren einer Dehnungsenergie des Rotors 150 von 16.100 Joule unterstützen. Der Dehnungsenergiewert von 16.100 Joule repräsentiert eine Erhöhung der Steifigkeit von 4 % bis 15 % im Vergleich zu typischen Rotoren, die einen Dehnungsenergiewert von 16.000 Joule bis 19.000 Joule aufweisen.
Jede dieser Strebenstrukturen 160 kann ein erstes mittiges Element 164 und ein zweites mittiges Element 166 beinhalten. Jedes von den ersten mittigen Elementen 164 und den zweiten mittigen Elementen 166 kann entlang einer mittigen Achse 167 von dem mittigen Durchgangsloch 154 verlaufen. Jede der Strebenstrukturen 160 kann so auf dem Rotor 150 angeordnet sein, dass Strom entlang der mittigen Achsen 167 fließen kann, um ein Steuern von Drehmoment zu unterstützen, wenn der Rotor 150 in Betrieb ist. Jede der Strebenstrukturen 160 beinhaltet ferner ein Paar von dritten Elementen 168, ein Paar von vierten Elementen 170, ein Paar von fünften Elementen 172, ein Paar von Seitenelementen 178, ein unteres Element 180 und ein oberes Element 182. Jedes von dem Paar von Seitenelementen 178 definiert eine Achse 183. Jede der Achsen 183 repräsentiert einen Pfad für magnetischen Fluss, der sich von dem Rotor 150 zu einem Stator (nicht gezeigt) bewegt.
Die Elemente können miteinander angeordnet sein, um im Wesentlichen dreieckige Öffnungen des Rotors 150 zu definieren. Zum Beispiel kann jede der Strebenstrukturen 160 acht dreieckige Öffnungen definieren. Die Elemente können so miteinander angeordnet sein, dass sich ein Ende von jedem der Elemente in einer mittigen Region der Strebenstruktur 160 zwischen den dreieckigen Öffnungen trifft, um ein sternförmiges Muster zu bilden, das von der mittigen Region ausgeht. Zum Beispiel können dreieckige Öffnungen um entsprechende mittige Regionen tesselliert sein, um die entsprechende Strebenstruktur 160 zu bilden. Diese Öffnungen sind auf dem Rotor 150 angeordnet, um ein Gewicht des Rotors 150 im Vergleich zu einer festen Ausführungsform des Rotors 150 zu reduzieren. Jede der Strebenstrukturen 160 kann eine radiale Länge basierend auf einer Größe des Rotors 150, einer Größe der dreieckigen Öffnungen und einer Größe der Strebenstrukturelemente definieren. In einem Beispiel kann die Strebenstruktur 160 eine radiale Länge von etwa einem Viertel eines Radius der Rotors 150 definieren, wie etwa eine radiale Länge zwischen fünfzig Millimetern und sechzig Millimetern.
Jeder der Strebenstrukturen 160 kann erste und zweite symmetrische Regionen beinhalten. Jede der symmetrischen Regionen kann einen Abschnitt des ersten mittigen Elements 164 und des zweiten mittigen Elements 166, eines von dem Paar von dritten Elementen 168, eines von dem Paar von vierten Elementen 170, eines von dem Paar von fünften Elementen 172, eines von dem Paar von Seitenelementen 178, einen Abschnitt des oberen Elements 182 und einen Abschnitt des unteren Elements 180 beinhalten.
Jedes von den dritten Elementen 168, ein Abschnitt des oberen Elements 182 und ein Abschnitt des ersten mittigen Elements 164 können eine erste dreieckige Öffnung definieren. Jedes von den dritten Elementen 168, eines von den vierten Elementen 170 und ein Abschnitt von einem von den Seitenelementen 178 können eine zweite dreieckige Öffnung definieren. Jedes von den vierten Elementen 170, eines von den fünften Elementen 172 und ein Abschnitt von einem von den Seitenelementen 178 können eine dritte dreieckige Öffnung definieren. Jedes von den fünften Elementen 172, ein Abschnitt des zweiten mittigen Elements 166 und ein Abschnitt des unteren Elements 180 können eine vierte dreieckige Öffnung definieren.
Jedes von den dritten Elementen 168 und den fünften Elementen 172 kann eine Breite zwischen drei und sieben Millimetern bei einer Ausführungsform definieren, bei der der Rotor 150 einen Durchmesser zwischen einhundertzehn Millimetern und zweihundertdreißig Millimetern definiert. Jedes der Seitenelemente 178 kann eine Breite zwischen 1,5 und 3,5 Millimetern definieren. Jedes von dem ersten mittigen Element 164, dem zweiten mittigen Element 166, dem Paar von dritten Elementen 168, dem Paar von vierten Elementen 170, dem Paar von fünften Elementen 172 und dem Paar von Seitenelementen 178 kann eine Länge zwischen fünf und zwanzig Millimetern definieren.
Eine äußere Region des Rotors 150 kann ein Paar von Ausschnitten 186 beinhalten, die jeweils so bemessen sind, dass sie einen Magneten aufnehmen. Jedes von dem Paar von Ausschnitten 186 kann miteinander ausgerichtet sein, um eine V-Form zu definieren. Eine Spitze der V-Form kann in Richtung des mittigen Durchgangslochs 154 zeigen. Jedes von dem Paar von Ausschnitten 186 befindet sich neben der äußeren Oberfläche 156. Ein Rand von einem von dem Paar von Ausschnitten 186 kann parallel zu einem Rand von einem der Elemente der Strebenstrukturen 160 ausgerichtet sein. Magnete, die in jedem von dem Paar von Ausschnitten 186 positioniert sind, generieren magnetischen Fluss während des Betriebs des Rotors 150. Die Öffnungen können auf dem Rotor 150 angeordnet sein, sodass elektromagnetische Eigenschaften des Rotors 150 nicht beeinflusst werden. Zum Beispiel können die innere Region und die äußere Region des Rotors 150 so miteinander angeordnet sein, dass eine mittige Region eine radiale Länge von im Wesentlichen sechsundzwanzig Millimetern definiert. Die radiale Länge stellt einen Abstand zwischen der Strebenstruktur 60 und Magneten, die sich innerhalb der Ausschnitte 186 befinden können, bereit, sodass elektromagnetische Eigenschaften der Magnete nicht beeinflusst werden, während sich der Rotor 150 dreht.
Der Rotor 150 kann eine Vielzahl von Sektoren beinhalten, die sich um das mittige Durchgangsloch 154 befinden. Zum Beispiel kann jeder Sektor durch die Achsen 183, einen Abschnitt von einem Rand des mittigen Durchgangslochs 154 und einem Abschnitt der äußeren Oberfläche 156 definiert sein. Jeder Sektor kann durch eine von den mittigen Achsen 167 geteilt sein und beinhaltet nicht mehr als zwei der Ausschnitte 186, um zwei Magneten aufzunehmen, die in einer V-Form relativ zueinander angeordnet sind. Jeder Sektor kann eine der Strebenstrukturen 160 beinhalten.
6 zeigt einen Abschnitt eines Rotors 198 mit einem Beispiel einer Strebenstruktur einer inneren Region, bezeichnet als eine Strebenstruktur 200. Der Rotor 198 beinhaltet ein mittiges Durchgangsloch 204 und eine äußere Oberfläche 206. Eine Vielzahl von Strebenstrukturen 200 kann radial über den mittigen Durchgangsloch 204 und innerhalb der inneren Region angeordnet sein. 6 zeigt nur eine Strebenstruktur 200, wobei es sich jedoch versteht, dass eine vollständige Ansicht des Rotors 198 eine Vielzahl von Strebenstrukturen 200 beinhalten würde. Die Strebenstrukturen 200 des Rotors 198 können ein Gewicht des Rotors 198 im Vergleich zu einem Rotor mit einer festen Struktur, wie etwa dem Rotor 130, reduzieren. Die Strebenstrukturen 200 können diese Gewichtsreduktion bereitstellen, während die gesamte strukturelle Steifigkeit um zwanzig Prozent im Vergleich zu einer Ausführungsform, bei der der Rotor 198 keine Strebenstruktur 200 aufweist, erhöht wird.
Jede der Strebenstrukturen 200 kann ein mittiges Element 210 beinhalten. Jedes der mittigen Elemente 210 kann entlang einer mittigen Achse 212 von dem mittigen Durchgangsloch 204 verlaufen. Jede der Strebenstrukturen 200 kann so auf dem Rotor 198 angeordnet sein, dass Strom entlang der mittigen Achsen 212 fließen kann, um ein Steuern von Drehmoment zu unterstützen, wenn der Rotor 198 in Betrieb ist. Jede der Strebenstrukturen 200 beinhaltet ferner ein Paar von zweiten Elementen 218, ein Paar von dritten Elementen 220, ein Paar von Seitenelementen 222, ein unteres Element 224 und ein oberes Element 226. Jedes von dem Paar von Seitenelementen 222 definiert eine Achse 230. Jede der Achsen 230 repräsentiert einen Pfad für magnetischen Fluss, der sich von dem Rotor 198 zu einem Stator (nicht gezeigt) bewegt.
Die Elemente können miteinander angeordnet sein, um im Wesentlichen dreieckige Öffnungen des Rotors 198 zu definieren. Zum Beispiel kann jede der Strebenstrukturen 200 fünf dreieckige Öffnungen definieren. Diese Öffnungen sind auf dem Rotor 198 angeordnet, um ein Gewicht des Rotors 198 im Vergleich zu einer festen Ausführungsform des Rotors 198 zu reduzieren. Jede der Strebenstrukturen 200 kann eine radiale Länge basierend auf einer Größe des Rotors 198, einer Größe der dreieckigen Öffnungen und einer Größe der Strebenstrukturelemente definieren. In einem Beispiel kann die Strebenstruktur 200 eine radiale Länge von etwa einem Viertel eines Radius der Rotors 198 definieren.
Jede der Strebenstrukturen 200 kann erste und zweite symmetrische Regionen beinhalten. Jede der symmetrischen Regionen kann einen Abschnitt des mittigen Elements 210, eines von den Paaren von zweiten Elementen 218, eines von dem Paar von dritten Elementen 220, eines von dem Paar von Seitenelementen 222, einen Abschnitt des unteren Elements 224 und einen Abschnitt des oberen Elements 226 beinhalten.
Jedes von den zweiten Elementen 218, ein Abschnitt des oberen Elements 226 und ein Abschnitt des mittigen Elements 210 können eine erste dreieckige Öffnung definieren. Jedes von den zweiten Elementen 218, eines von den vierten Elementen 220 und ein Abschnitt von einem von den Seitenelementen 222 können eine zweite dreieckige Öffnung definieren. Die dritten Elemente 220 und das untere Element 224 können eine dritte dreieckige Öffnung definieren.
Eine äußere Region des Rotors 198 kann ein Paar von Ausschnitten 234 beinhalten, die jeweils so bemessen sind, dass sie ein Magnet aufnehmen. Jedes von dem Paar von Ausschnitten 234 kann miteinander ausgerichtet sein, um eine V-Form zu definieren. Eine Spitze der V-Form kann in Richtung des mittigen Durchgangslochs 204 zeigen. Jedes von dem Paar von Ausschnitten 234 befindet sich neben der äußeren Oberfläche 206. Ein Rand von einem von dem Paar von Ausschnitten 234 kann parallel zu einem Rand von einem der Elemente der Strebenstruktur 200 ausgerichtet sein. Die Öffnungen können auf dem Rotor 198 angeordnet sein, sodass elektromagnetische Eigenschaften des Rotors 198 nicht beeinflusst werden. Zum Beispiel kann ein Abstand zwischen der Strebenstruktur 200 und Magneten, die sich innerhalb der Ausschnitte 234 befinden können, so gestaltet sein, dass elektromagnetische Eigenschaften der Magnete nicht beeinflusst werden, während sich der Rotor 198 dreht.
7 zeigt einen Abschnitt eines Rotors 248 mit einem anderen Beispiel einer Strebenstruktur einer inneren Region, bezeichnet als eine Strebenstruktur 250. Der Rotor 248 beinhaltet ein mittiges Durchgangsloch 254 und eine äußere Oberfläche 256. Eine Vielzahl von Strebenstrukturen 250 kann radial über den mittigen Durchgangsloch 254 und innerhalb der inneren Region angeordnet sein. 7 zeigt nur eine Strebenstruktur 250, wobei es sich jedoch versteht, dass eine vollständige Ansicht des Rotors 248 eine Vielzahl von Strebenstrukturen 250 beinhalten würde. Die Strebenstrukturen 250 können Gewichtsreduktion bereitstellen, während die gesamte strukturelle Steifigkeit um zwanzig Prozent im Vergleich zu einer Ausführungsform, bei der der Rotor 248 keine Strebenstruktur 250 aufweist, erhöht wird.
Jede der Strebenstrukturen 250 kann ein mittiges Element 260 beinhalten. Jedes der mittigen Elemente 260 kann entlang einer mittigen Achse 262 von dem mittigen Durchgangsloch 254 verlaufen. Jede der Strebenstrukturen 250 kann so auf dem Rotor 248 angeordnet sein, dass Strom entlang der mittigen Achsen 262 fließen kann, um ein Steuern von Drehmoment zu unterstützen, wenn der Rotor 248 in Betrieb ist. Jede der Strebenstrukturen 250 beinhaltet ferner ein Paar von zweiten Elementen 268, ein Paar von dritten Elementen 270, ein Paar von Seitenelementen 272, ein unteres Element 274 und ein oberes Element 276. Jedes von dem Paar von Seitenelementen 272 definiert eine Achse 280. Jede der Achsen 280 repräsentiert einen Pfad für magnetischen Fluss, der sich von dem Rotor 248 zu einem Stator (nicht gezeigt) bewegt.
Die Elemente können miteinander angeordnet sein, um im Wesentlichen dreieckige Öffnungen des Rotors 248 zu definieren. Zum Beispiel kann jede der Strebenstrukturen 250 sechs dreieckige Öffnungen definieren. Diese Öffnungen sind auf dem Rotor 248 angeordnet, um ein Gewicht des Rotors 248 im Vergleich zu einer festen Ausführungsform des Rotors 248 zu reduzieren. Ferner sind Öffnungen so bemessen, dass sie Vorteile von reduziertem Gewicht bereitstellen, während die Steifigkeit des Rotors 248 ebenfalls erhöht wird. Jede der Strebenstrukturen 250 kann eine radiale Länge basierend auf einer Größe des Rotors 248, einer Größe der dreieckigen Öffnungen und einer Größe der Strebenstrukturelemente definieren.
Jede der Strebenstrukturen 250 kann erste und zweite symmetrische Regionen beinhalten. Jede der symmetrischen Regionen kann einen Abschnitt des mittigen Elements 260, eines von dem Paar von zweiten Elementen 268, eines von dem Paar von dritten Elementen 270 und eines von dem Paar von Seitenelementen 272 beinhalten.
Jedes von den zweiten Elementen 268, ein Abschnitt des oberen Elements 276 und ein Abschnitt des mittigen Elements 260 definieren eine erste dreieckige Öffnung. Jedes von den zweiten Elementen 268, eines von den dritten Elementen 270 und ein Abschnitt von einem von den Seitenelementen 272 können eine zweite dreieckige Öffnung definieren. Jedes von den dritten Elementen 270, ein Abschnitt von einem oder den Seitenelementen 272 und ein Abschnitt des unteren Elements 274 können eine dritte dreieckige Öffnung definieren.
Eine äußere Region des Rotors 248 kann ein Paar von Ausschnitten 284 beinhalten, die jeweils so bemessen sind, dass sie ein Magnet aufnehmen. Jedes von dem Paar von Ausschnitten 284 kann miteinander ausgerichtet sein, um eine V-Form zu definieren. Eine Spitze der V-Form kann in Richtung des mittigen Durchgangslochs 254 zeigen. Jedes von dem Paar von Ausschnitten 284 befindet sich neben der äußeren Oberfläche 256. Ein Rand von einem von dem Paar von Ausschnitten 284 kann parallel zu einem Rand von einem der Elemente der Strebenstruktur 250 ausgerichtet sein.
8 zeigt einen Abschnitt eines Rotors 298 mit einem anderen Beispiel einer Strebenstruktur einer inneren Region, bezeichnet als eine Strebenstruktur 300. Der Rotor 298 beinhaltet ein mittiges Durchgangsloch 304 und eine äußere Oberfläche 306. Eine Vielzahl von Strebenstrukturen 300 kann radial über den mittigen Durchgangsloch 304 und innerhalb der inneren Region angeordnet sein. 8 zeigt nur eine Strebenstruktur 300, wobei es sich jedoch versteht, dass eine vollständige Ansicht des Rotors 298 eine Vielzahl von Strebenstrukturen 300 beinhalten würde. Die Strebenstrukturen 300 des Rotors 298 können ein Gewicht des Rotors 298 im Vergleich zu einem Rotor mit einer festen Struktur, wie etwa der Rotor 130, reduzieren. Die Strebenstrukturen 300 können diese Gewichtsreduktion bereitstellen, während ebenfalls ein zufriedenstellender Steifigkeitsfaktor bereitgestellt wird.
Jede der Strebenstrukturen 300 kann ein mittiges Element 310 beinhalten. Jedes der mittigen Elemente 310 kann entlang einer mittigen Achse 312 von dem mittigen Durchgangsloch 304 verlaufen. Jede der Strebenstrukturen 300 kann so auf dem Rotor 298 angeordnet sein, dass Strom entlang der mittigen Achsen 312 fließen kann, um ein Steuern von Drehmoment zu unterstützen, wenn der Rotor 298 in Betrieb ist. Jede der Strebenstrukturen 300 beinhaltet ferner ein Paar von zweiten Elementen 318, ein Paar von dritten Elementen 320, ein Paar von vierten Elementen 322, ein Paar von Seitenelementen 324, ein unteres Element 326 und ein oberes Element 328. Jedes von dem Paar von Seitenelementen 324 definiert eine Achse 330. Jede der Achsen 330 repräsentiert einen Pfad für magnetischen Fluss, der sich von dem Rotor 298 zu einem Stator (nicht gezeigt) bewegt.
Die Elemente können miteinander angeordnet sein, um im Wesentlichen dreieckige Öffnungen des Rotors 298 zu definieren. Zum Beispiel kann jede der Strebenstrukturen 300 acht dreieckige Öffnungen definieren. Diese Öffnungen sind auf dem Rotor 298 angeordnet, um ein Gewicht des Rotors 298 im Vergleich zu einer festen Ausführungsform des Rotors 298 zu reduzieren. Jede der Strebenstrukturen 300 kann eine radiale Länge basierend auf einer Größe des Rotors 298, einer Größe der dreieckigen Öffnungen und einer Größe der Strebenstrukturelemente definieren.
Jeder der Strebenstrukturen 300 kann erste und zweite symmetrische Regionen beinhalten. Jede der symmetrischen Regionen kann einen Abschnitt des mittigen Elements 310, eines von dem Paar von zweiten Elementen 318, eines von dem Paar von dritten Elementen 320, eines von dem Paar von vierten Elementen 322, eines von dem Paar von Seitenelementen 324, einen Abschnitt des unteren Elements 326 und einen Abschnitt des oberen Elements 328 beinhalten.
Ein Abschnitt des mittigen Elements 310, eines von dem Paar von zweiten Elementen 318 und ein Abschnitt des oberen Elements 328 können eine erste dreieckige Öffnung definieren. Eines von den zweiten Elementen 318, eines von den dritten Elementen 320 und ein Abschnitt von einem von den Seitenelementen 324 können eine zweite dreieckige Öffnung definieren. Eines von den dritten Elementen 320, eines von den vierten Elementen 322 und ein Abschnitt von einem von den Seitenelementen 324 können eine dritte dreieckige Öffnung definieren. Die vierten Elemente 322 und das untere Element 326 können eine vierte dreieckige Öffnung definieren.
Eine äußere Region des Rotors 298 kann ein Paar von Ausschnitten 334 beinhalten, die jeweils so bemessen sind, dass sie ein Magnet aufnehmen. Jedes von dem Paar von Ausschnitten 334 kann miteinander ausgerichtet sein, um eine V-Form zu definieren. Eine Spitze der V-Form kann in Richtung des mittigen Durchgangslochs 304 zeigen. Jedes von dem Paar von Ausschnitten 334 befindet sich neben der äußeren Oberfläche 306. Ein Rand von einem von dem Paar von Ausschnitten 334 kann parallel zu einem Rand von einem der Elemente der Strebenstruktur 300 ausgerichtet sein.
Die Öffnungen können auf dem Rotor 298 angeordnet sein, sodass elektromagnetische Eigenschaften des Rotors 298 nicht beeinflusst werden. Zum Beispiel können die innere Region und die äußere Region so miteinander angeordnet sein, dass ein Abstand zwischen der Strebenstruktur 300 und Magneten, die sich innerhalb der Ausschnitte 334 befinden können, dabei behilflich sind sicherzustellen, dass elektromagnetische Eigenschaften der Magnete nicht beeinflusst werden, während sich der Rotor 298 dreht.
Bei den in der Beschreibung verwendeten Ausdrücken handelt es sich um beschreibende und nicht um einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die unter Umständen nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften als vorteilhaft oder bevorzugt beschrieben sein können, erkennt ein Durchschnittsfachmann, dass ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Eigenschaften in Frage gestellt werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erreichen, die von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängig sind. Diese Attribute können unter anderem folgende beinhalten: Kosten, Festigkeit, Lebensdauer, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Betriebsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Einfachheit der Montage usw. Von daher liegen Ausführungsformen, welche in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik beschrieben werden, nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Fahrzeug, umfassend: eine Antriebsbatterie; und eine elektrische Maschine in Betriebskommunikation mit der Antriebsbatterie und beinhaltend einen Statorkern, der einen Hohlraum definiert, und einen Rotor, der innerhalb des Hohlraums angeordnet ist, mit einer inneren Region, die durch Reihen von dreieckigen Löchern definiert ist, die über entsprechenden mittigen Regionen tesselliert sind, um eine Strebenstruktur zu bilden, sodass die Löcher der Strebenstruktur während betrieblicher Rotation keine magnetischen Flusspfade beeinflussen, die durch Magneten des Rotors generiert werden.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Rotor einen Dehnungsenergiewert kleiner als oder gleich 16.100 Joule aufweist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Strebenstruktur Paare von symmetrischen Abschnitten beinhaltet, die jeweils Segmente beinhalten, die mit benachbarten Rotorabschnitten angeordnet sind, um die dreieckigen Löcher zu definieren.
Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei die Segmente ein erstes Segment, das durch jedes von dem Paar von symmetrischen Abschnitten gemeinsam genutzt wird, ein zweites Segment, ein drittes Segment, ein viertes Segment und ein Seitensegment umfassen, wobei jedes von den ersten Segmenten mit einem von den zweiten Segmenten und einem benachbarten Abschnitt des Rotors angeordnet ist, um erste und zweite dreieckige Löcher zu definieren, wobei jedes von den zweiten Segmenten mit einem von den dritten Segmenten und einem Abschnitt von einem von den Seitensegmenten angeordnet ist, um dritte und vierte dreieckige Löcher zu definieren, wobei jedes von den dritten Segmenten mit einem von den vierten Segmenten und einem anderen Abschnitt von einem der Seitensegmente angeordnet ist, um fünfte und sechste dreieckige Löcher zu definieren, und wobei die vierten Segmente und ein Basisabschnitt der symmetrischen Abschnitte miteinander angeordnet sind, um ein siebentes dreieckiges Loch zu definieren.
Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei das erste Segment zu dem Basisabschnitt von einem von dem Paar von symmetrischen Abschnitten verläuft, um das siebente dreieckige Loch in zwei separate Löcher zu teilen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die dreieckigen Löcher miteinander angeordnet sind, sodass eine Dehnungsenergie des Rotors gleich oder kleiner als 16.100 Joule ist.
Elektrische Maschinenbaugruppe, umfassend: einen Statorkern, der einen Hohlraum definiert; und einen Rotor, der innerhalb des Hohlraums angeordnet ist, und beinhaltend eine Vielzahl von Sektoren, die radial um ein rotormittiges Durchgangsloch beabstandet sind, wobei jeder aus der Vielzahl von Sektoren nicht mehr als zwei Magnetöffnungen beinhaltet, um Magneten aufzunehmen, die in einer V-Form ausgerichtet sind, und eine Strebenstruktur beinhaltet, beinhaltend eine Vielzahl von dreieckigen Löchern, die durch Elemente definiert sind, die jeweils ein Ende an einer mittigen Region der dreieckigen Löcher aufweisen, um ein sternförmiges Muster zu bilden, das von der mittigen Region ausgeht.
Baugruppe nach Anspruch 7, wobei die Strebenstruktur erste und zweite symmetrische Abschnitte beinhaltet, wobei jeder symmetrische Abschnitt ein erstes Element gemeinsam nutzt, und jeder symmetrische Abschnitt zweite und dritte Elemente beinhaltet, wobei das erste Element mit jedem der zweiten Elemente und einem benachbarten Abschnitt des Rotors angeordnet ist, um erste und zweite dreieckige Löcher zu definieren, und wobei jedes von den zweiten Elementen mit einem von den dritten Elementen und einem anderen benachbarten Abschnitt des Rotors angeordnet ist, um dritte und vierte dreieckige Löcher zu definieren.
Baugruppe nach Anspruch 8, wobei jedes von den dritten Elementen und ein Basisabschnitt von einem von den ersten und zweiten symmetrischen Abschnitten miteinander angeordnet sind, um ein fünftes dreieckiges Loch dazwischen zu definieren.
Baugruppe nach Anspruch 9, wobei das erste Element zu den Basissegmenten von jedem von den ersten und zweiten symmetrischen Abschnitten verläuft, um das fünfte dreieckige Loch zu teilen.
Baugruppe nach Anspruch 8, wobei das erste Element eine mittige Achse definiert, die zwischen einem Paar von Magneten verläuft, die innerhalb der zwei Magnetöffnungen befestigt sind.
Elektrische Maschinenbaugruppe, umfassend: einen Statorkern, der einen Hohlraum definiert; und einen Rotor, der innerhalb des Hohlraums angeordnet ist und beinhaltend eine innere Region mit einer Strebenstruktur und eine äußere Region zum Befestigen von Magneten daran, die radial von der inneren Region beabstandet ist, wobei die Strebenstruktur so bemessen ist, dass der Rotor einen Dehnungsenergiewert von etwa 16.000 Joule und ein Gewicht von etwa 6,35 Kilogramm aufweist.
Baugruppe nach Anspruch 12, wobei die Strebenstruktur eine radiale Länge von etwa vierundfünfzig Millimetern definiert.
Baugruppe nach Anspruch 12, wobei die Strebenstruktur erste und zweite symmetrische Abschnitte beinhaltet, wobei jeder symmetrische Abschnitt ein erstes Segment gemeinsam nutzt und jeder symmetrische Abschnitt ein zweites Segment, ein drittes Segment und ein viertes Segment beinhaltet, wobei das erste Segment mit jedem von den zweiten Segmenten und einem benachbarten Teil des Rotors angeordnet ist, um erste und zweite dreieckige Öffnungen zu definieren, wobei jedes von den zweiten Segmenten mit einem von den dritten Segmenten und einem anderen benachbarten Abschnitt des Rotors angeordnet ist, um dritte und vierte Segmente dreieckige Öffnungen zu definieren, wobei jedes der dritten Segmente mit einem von den vierten Segmenten und noch einem anderen Abschnitt des Rotors angeordnet ist, um fünfte und sechste dreieckige Öffnungen zu definieren, und wobei die vierten Segmente mit einem Basisabschnitt der symmetrischen Abschnitte angeordnet sind, um eine siebente dreieckige Öffnung zu definieren.
Baugruppe nach Anspruch 14, wobei jedes der Segmente eine Breite von drei Millimetern bis sieben Millimetern definiert und der Rotor einen Durchmesser von einhundertzehn Millimetern bis zweihundertdreißig Millimetern definiert.