DE102019133842A1

DE102019133842A1 - Hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE102019133842A1
Application number: DE102019133842.5A
Authority: DE
Inventors: Larry Dean Elie; Allan Roy Gale; David Allen Janson
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-12-11
Filing date: 2019-12-10
Publication date: 2020-06-18
Also published as: US20200180420A1; CN111301142A; US10857870B2

Abstract

Ein Fahrzeug beinhaltet eine elektrische Maschine, einen Motor und einen Stator. Die elektrische Maschine weist einen Magnetanker und einen Elektromagnetanker auf. Der Elektromagnetanker ist an einem Rad befestigt und weist eine elektrischen Schaltung auf, die Primär- und Sekundärspulen beinhaltet. Der Motor ist dazu konfiguriert, den Magnetanker zu drehen, um über die Primärspulen Strom in die Schaltung zu induzieren. Der Stator weist Tertiärspulen auf, die dazu konfiguriert sind, über die Sekundärspulen Leistung an den Elektromagnetanker zu übertragen, um das Rad anzutreiben.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Hybridfahrzeuge, die mehrere Leistungsquellen beinhalten, wie etwa Brennkraftmaschinen und elektrische Maschinen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Offenbarung betrifft Hybrid-/Elektrofahrzeuge.
KURZDARSTELLUNG
Ein Fahrzeug beinhaltet eine elektrische Maschine, einen Motor und einen Stator. Die elektrische Maschine weist einen Magnetanker und einen Elektromagnetanker auf. Der Elektromagnetanker ist an einem Rad befestigt und weist eine elektrischen Schaltung auf, die Primär- und Sekundärspulen beinhaltet. Der Motor ist dazu konfiguriert, den Magnetanker zu drehen, um über die Primärspulen Strom in die Schaltung zu induzieren. Der Stator weist Tertiärspulen auf, die dazu konfiguriert sind, über die Sekundärspulen Leistung an den Elektromagnetanker zu übertragen, um das Rad anzutreiben.
Ein Fahrzeug beinhaltet einen Anker, einen Motor und einen Stator. Der Anker ist an einem Antriebsrad befestigt und weist eine elektrische Schaltung auf, die Primär- und Sekundärspulen beinhaltet. Der Motor ist dazu konfiguriert, einen Magneten zu drehen, um über die Primärspulen Strom in die Schaltung zu induzieren. Der Stator weist Tertiärspulen auf, um mit den Sekundärspulen dazu zu interagieren, Leistung zwischen einer Batterie und dem Anker zu übertragen, um das Antriebsrad zu drehen oder die Batterie zu laden.
Ein Fahrzeug beinhaltet einen Elektromagnetanker, einen Motor und einen Stator. Der Elektromagnetanker weist eine elektrische Schaltung auf, die Primär- und Sekundärspulen beinhaltet. Der Motor weist eine Kurbelwelle auf, die dazu konfiguriert ist, einen Magnetanker zu drehen, um über die Primärspulen Strom in die Schaltung zu induzieren. Der Stator weist Tertiärspulen auf, die dazu konfiguriert sind, Leistung zu den Sekundärspulen zu übertragen, um den Elektromagnetanker zu drehen.
Figurenliste

1 ist eine schematische Veranschaulichung einer ersten Ausführungsform eines Antriebsstrangs eines Hybridelektrofahrzeugs;
2 ist eine schematische Veranschaulichung einer zweiten Ausführungsform des Antriebsstrangs des Hybridelektrofahrzeugs; und
3 ist eine schematische Veranschaulichung einer dritten Ausführungsform des Antriebsstrangs des Hybridelektrofahrzeugs.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Hier sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Dabei versteht es sich, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen unterschiedliche und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Einzelheiten bestimmter Komponenten zu zeigen. Dementsprechend sind hier offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Einzelheiten nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann die unterschiedlichen Verwendungen der Ausführungsformen zu lehren. Der Durchschnittsfachmann wird erkennen, dass verschiedene Merkmale, die in Bezug auf eine beliebige der Figuren dargestellt und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden können, welche in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt werden, um Ausführungsformen herzustellen, die nicht explizit veranschaulicht oder beschrieben sind. Die veranschaulichten Kombinationen aus Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, können jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein schematisches Diagramm einer ersten Ausführungsform eines Antriebsstrangs eines Hybridelektrofahrzeugs (hybrid electric vehicle - HEV) 10 veranschaulicht. 1 veranschaulicht repräsentative Beziehungen unter den Komponenten. Die physische Anordnung und Ausrichtung der Komponenten innerhalb des Fahrzeugs kann variieren. Das HEV 10 beinhaltet einen Antriebsstrang 12. Der Antriebsstrang 12 beinhaltet einen Motor 14, eine primäre elektrische Maschine 16 und ein Antriebsrad 18. Das HEV 10 kann ebenfalls eine sekundäre elektrische Maschine 20 beinhalten. Es versteht sich jedoch, dass einige Ausführungsformen die sekundäre elektrische Maschine 20 beinhalten können, während andere Ausführungsformen die sekundäre elektrische Maschine 20 ausschließen können.
Die primäre elektrische Maschine 16 beinhaltet einen Magnetrotor oder Magnetanker 22, einen Elektromagnetrotor oder Elektromagnetanker 24 und einen Primärstator 26. Der Magnetanker 22 beinhaltet einen oder mehrere Permanentmagnete 28. Der Elektromagnetanker 24 weist eine elektrische Schaltung 30 auf, die Primär- 32 und Sekundärspulen 34 beinhaltet. In der ersten Ausführungsform weist der Magnetanker 22 die Form einer sich drehenden Trommel auf, die über dem Elektromagnetanker 24 angeordnet ist, sodass der eine oder die mehreren Permanentmagnete 28 benachbart zu den Primärspulen 32 sind und dazu konfiguriert sind, mit diesen zu interagieren. Der Motor 14 ist dazu konfiguriert, den Magnetanker 22 derart zu drehen, dass es einen Drehzahlunterschied zwischen dem Magnetanker 22 und dem Elektromagnetanker 24 gibt, sodass Magnetfelder des einen oder der mehreren Permanentmagneten 28 elektrischen Strom über die Primärspulen 32 in die Schaltung 30 induzieren. Sobald der Strom über die Primärspulen 32 in den Stromkreis 30 induziert ist, erzeugen die Sekundärspulen 34 ein Magnetfeld. Der Primärstator 26 beinhaltet Tertiärspulen 36, die dazu konfiguriert sind, mit den Sekundärspulen 34 des Elektromagnetankers 24 zu interagieren. Die Tertiärspulen 36 erzeugen ein Magnetfeld, das mit dem Magnetfeld der Sekundärspulen 34 interagiert, wenn zwischen dem Elektromagnetanker 24 und dem Primärstator 26 ein Drehzahlunterschied besteht, der zu einer Kraftübertragung zwischen dem Elektromagnetanker 24 und den Tertiärspulen 36 über die Sekundärspulen 34 führt. Die Tertiärspulen 36 können durch eine externe Energiequelle wie einen Gleichstromerreger (nicht gezeigt) mit Energie versorgt werden.
Insbesondere kann Energie von einer Batterie 38 über die Tertiärspulen 36 zu den Sekundärspulen 34 strömen, um den Elektromagnetanker 24 anzutreiben oder zu drehen. Die Leistung kann dann von dem Elektromagnetanker 24 an das Antriebsrad 18 abgegeben werden, um das HEV 10 anzutreiben. Die Leistungsübertragung kann auch von dem Sekundäranker 24 zu der Batterie 38 fließen, um die Batterie 38 über die Wechselwirkung zwischen den Sekundärspulen 34 und den Tertiärspulen 36 aufzuladen. Insbesondere kann Energie von den Sekundärspulen 34 zu der Batterie 38 fließen, wenn der Motor 14 verwendet wird, um den Magnetanker 22 zu drehen, um elektrischen Strom innerhalb der elektrischen Schaltung 30 zu erzeugen, oder während Zeiträumen des regenerativen Bremsens, wenn Drehleistung von dem Antriebsrad 18 und in den Elektromagnetanker 24 fließt, der dann die Batterie 38 über die Interaktion zwischen den Sekundärspulen 34 und den Tertiärspulen 36 auflädt. Während Zeiträumen des regenerativen Bremsens, in denen die primäre elektrische Maschine 16 zum Laden der Batterie 38 verwendet wird, kann der Motor 14 vom Rest des Antriebsstrangs 12 getrennt werden, indem ein erster Koppler 42, der zwischen dem Motor 14 und dem Magnetanker 22 angeordnet ist, aus einer ersten Position in eine zweite Position verschoben wird. Insbesondere kann der erste Koppler 42 dazu konfiguriert sein, eine Kurbelwelle 43 des Motors 14 an den Magnetanker 22 in der ersten Position zu koppeln und die Kurbelwelle 43 von dem Magnetanker 22 in der zweiten Position zu entkoppeln. Der erste Koppler 42 kann ebenfalls dazu konfiguriert sein, den Magnetanker 22 in der zweiten Position an eine mechanische Erdung wie den Rahmen des Fahrzeugs oder den Motorblock zu koppeln. Der erste Koppler 42 kann eine beliebige Art von Kupplung (z.B. Klauenkupplung, Scheibenkupplung, auswählbare Freilaufkupplung usw.) oder eine andere Art von Trennvorrichtung sein.
Während des regenerativen Bremsens kann der Magnetanker 22 auch gesteuert (z. B. gebremst oder verlangsamt) werden, um sicherzustellen, dass ein Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem Elektromagnetanker 24 und dem Magnetanker 22 besteht. Ein derartiger Geschwindigkeitsunterschied stellt sicher, dass der Magnetanker 22 elektrischen Strom in die elektrische Schaltung 30 induziert, sodass die Sekundärspulen 34 ein Magnetfeld erzeugen, das dann mit den Tertiärspulen 36 iteragiert, um den Stromfluss vom Elektromagnetanker 24 zu der Batterie 38 zu ermöglichen.
Die Leistung, die von dem Elektromagnetanker 24 der primären elektrischen Maschine über die Wechselwirkung zwischen den Sekundärspulen 34 und den Tertiärspulen 36 in die Batterie 38 eingegeben wird, wenn der Motor 14 den Magnetanker 22 dreht, kann durch die folgende Gleichung (1): $P_{b a t 1} = (ω_{e n g} - ω_{e l e c t_a r m}) τ_{e n g}$
wobei P_bat1 die Leistungseingabe von der Batterie 38 von dem Elektromagnetanker 24 ist, ω_eng die Drehzahl des Motors ist, ω_{elect_arm} die Drehzahl des Elektromagnetankers 24 ist und τ_engdas Drehmoment des Motors 14 ist.
Die Leistungselektronik 40 kann zwischen der Batterie 38 und den Sekundärspulen 36 angeordnet sein. Die Leistungselektronik 40 kann eine Umkehrschaltung beinhalten, die Gleichstrom von der Batterie 38 in Wechselstrom umwandelt, der dann an die Sekundärspulen 36 abgegeben wird, wenn Strom von der Batterie 38 zu den Sekundärspulen 36 fließt. Die Leistungselektronik 40 kann ebenfalls eine Gleichrichterschaltung beinhalten, die Wechselstrom aus den Sekundärspulen 36 in Gleichstrom umwandelt, der dann an die Batterie 38 abgegeben wird, wenn Leistung aus der Batterie 38 zu den Sekundärspulen 36 fließt.
In Ausführungsformen, die die sekundäre elektrische Maschine 20 nicht beinhalten, kann der Elektromagnetanker 24 direkt am Antriebsrad 18 befestigt sein, sodass die Leistung direkt zwischen dem Elektromagnetanker 24 und dem Antriebsrad 18 fließt. In Ausführungsformen, die die sekundäre elektrische Maschine 20 beinhalten, kann die sekundäre elektrische Maschine 20 zwischen der primären elektrischen Maschine 16 und dem Antriebsrad 18 angeordnet sein und kann dazu konfiguriert sein, dem Antriebsrad 18 zusätzliches Drehmoment und zusätzliche Leistung hinzuzufügen. Insbesondere kann ein Sekundärrotor 44 der sekundären elektrischen Maschine 20 mit jedem der Elektromagnetanker 24 der primären elektrischen Maschine 16 und dem Antriebsrad 18 gekoppelt sein und eine Verbindung zwischen diesen herstellen, sodass Energie zwischen dem Elektromagnetanker 24 und dem Antriebsrad 18 über den Sekundärrotor 44 fließen kann.
Die sekundäre elektrische Maschine 20 beinhaltet einen sekundären Stator 46. Der Sekundärstator 46 beinhaltet Quaternärspulen 48 und der Sekundärrotor 44 kann Quaternärspulen 50 beinhalten. Alternativ kann der Sekundärrotor 44 Permanentmagnete im Gegensatz zu den Quinärspulen 50 beinhalten. Die Quaternärspulen 48 und die Quaternärspulen 50 (oder Permanentmagnete) erzeugen Magnetfelder, die miteinander interagieren, wenn zwischen dem Sekundärrotor 44 und dem Sekundärstator 46 ein Geschwindigkeitsunterschied besteht, der zu einer Leistungsübertragung zwischen dem Sekundärrotor 44 und dem Sekundärstator 46 führt. Die Quaternärspulen 48 und die Qinärspulen 50 (falls sie anstelle von Permanentmagneten verwendet werden) können durch eine externe Leistungsquelle wie einen Gleichstromerreger (nicht gezeigt) mit Energie versorgt werden.
Insbesondere kann Leistung von der Batterie 38 über die Quaternärspulen 48 an die Quinärspulen 50 (oder Permanentmagneten) fließen, um den Sekundärrotor 44 anzutreiben oder zu drehen. Die Leistung wird dann von dem Sekundärrotor 44 an das Antriebsrad 18 abgegeben, um das HEV 10 anzutreiben, da der Sekundärrotor 44 an das Antriebsrad 18 gekoppelt ist. Die Leistungsübertragung kann auch vom Antriebsrad 18 über den Sekundärrotor 44 und zur Batterie 38 über die Leistungselektronik 40 und die Interaktion zwischen den Quaternärspulen 48 zu den Quinärspulen 50 (oder Permanentmagneten) fließen, um die Batterie 38 aufzuladen. Insbesondere kann Leistung von den Quinärspulen 50 (oder Permanentmagneten) der Sekundärrotoren 44 über die Quaternärspulen 48 des Sekundärstators 46 zu der Batterie 38 fließen, wenn der Motor 14 verwendet wird, um den Magnetanker 22 zu drehen, was zu einer Drehung des sekundären Rotors 44 führt, da er an den Elektromagneten 24 gekoppelt ist, oder während Zeiträumen des regenerativen Bremsens, wenn Drehleistung von dem Antriebsrad 18 und in den Sekundärrotor 44 fließt, was dann die Batterie 38 über die Interaktion zwischen den Quinärspulen 50 (oder Permanentmagenten) und den Quaternärspulen 48 lädt.
Die Leistung, die von der Batterie 38 ausgegeben wird oder über die Wechselwirkung zwischen den Quaternärspulen 48 und den Quinärspulen 50 (oder Permanentmagneten) in die Batterie 38 zu oder von der sekundären elektrischen Maschine 20 eingegeben wird, kann durch Gleichung (2) dargestellt sein: $P_{b a t 2} = ω_{e n g} τ_{e m 2}$
wobei P_bat2 die Leistungsaufnahme oder -ausgabe von der Batterie 38 an oder von der sekundären elektrischen Maschine 20 ist und τ_em2 das angeforderte Drehmoment der sekundären elektrischen Maschine 20 ist, das dazu verwendet wird, abhängig von der Richtung des Drehmoments entweder das Antriebsrad 18 anzutreiben oder die Batterie 38 zu laden.
Die Leistung, die an das Antriebsrad 18 ausgegeben wird, kann durch Gleichung (3) dargestellt sein: $P_{d w} = (τ_{e n g} + τ_{e m 2}) ω_{e l e c t_a r m}$
wobei P_bat2 die Gesamtleistung ist, die an das Antriebsrad 18 abgegeben wird, wobei die Drehzahl des Elektromagnetankers ω_{elect_arm} einen Wert aufweist, der kleiner als die Motordrehzahl ω_eng ist.
Der Sekundärrotor 44 kann direkt an das Antriebsrad 18 gekoppelt sein und kann direkt mit dem Elektromagnetanker 24 oder einem integralen Teil davon gekoppelt sein. In einer derartigen Ausführungsform, in der der Sekundärrotor 44 direkt mit dem Elektromagnetanker oder einem integralen Teil desselben gekoppelt ist, kann der Motor 14 vom Rest des Antriebsstrangs 12 getrennt sein, indem der erste Koppler 42 in die zweite Position verschoben wird, was während Zeiträumen des regenerativen Bremsens wünschenswert ist. Alternativ kann der Sekundärrotor 44 direkt mit dem Antriebsrad 18 gekoppelt sein und über einen zweiten Koppler 52 selektiv mit dem Elektromagnetanker 24 gekoppelt sein. Der zweite Koppler 52 kann eine beliebige Art von Kupplung (z. B. Klauenkupplung, Scheibenkupplung, auswählbare Freilaufkupplung, auswählbare Zweiwegkupplung usw.) oder eine andere Art von Trennvorrichtung sein. Während Perioden, in denen die primäre elektrische Maschine 16 verwendet wird, um das Antriebsrad 18 anzutreiben oder die Batterie 38 durch regeneratives Bremsen allein oder in Verbindung mit der sekundären elektrischen Maschine 20 wieder aufzuladen, kann der zweite Koppler 52 aus einer ersten Position in eine zweite umgestellt werden, um eine Verbindung zwischen dem Elektromagnetanker 24 der primären elektrischen Maschine 16 und dem Antriebsrad 18 herzustellen.
Wenn sowohl die primäre elektrische Maschine 16 als auch die sekundäre elektrische Maschine 20 Leistung an das Antriebsrad 18 übertragen, um das HEV 10 anzutreiben, kann der in den Tertiärspulen 36 der primären elektrischen Maschine 16 erzeugte Strom aus der Drehzahldifferenz zwischen dem Magnetanker 22 und dem Elektromagnetanker 24 zu den Quaternärspulen 48 des Sekundärstators 46 der sekundären elektrischen Maschine 20 durch eine elektrische Verbindung (nicht gezeigt) zwischen den Tertiärspulen 36 und den Quaternärspulen 48 geliefert werden, um die Leistungsausgabe der sekundären elektrischen Maschine 20 zu erhöhen.
Während Zeiträume, in denen die sekundäre elektrische Maschine 20 verwendet wird, um die Antriebsräder 18 allein mit Leistung zu versorgen oder um die Batterie 38 allein aufzuladen, kann der zweite Koppler 52 in die erste Position umgestellt werden, um den Motor 14 und den Elektromagnetanker 24 der primären elektrischen Maschine 16 von dem Antriebsrad 18 zu trennen. Ausführungsformen, die den zweiten Koppler 52 beinhalten, können den ersten Koppler 42 beinhalten oder nicht.
Der Antriebsstrang 12 beinhaltet ferner eine zusammenhängende Steuerung 54, wie etwa eine Antriebsstrangsteuereinheit (powertrain control unit - PCU). Obwohl sie als eine Steuerung dargestellt ist, kann die Steuerung 54 Teil eines größeren Steuersystems sein und durch verschiedene andere Steuerungen im gesamten Fahrzeug 10, wie etwa eine Fahrzeugsystemsteuerung (vehicle system controller - VSC), gesteuert werden. Dementsprechend versteht es sich, dass die Antriebsstrangsteuereinheit 54 und eine oder mehrere andere Steuerungen gemeinsam als eine „Steuerung“ bezeichnet werden können, welche verschiedene Betätigungselemente als Reaktion auf Signale von verschiedenen Sensoren steuert, um Funktionen wie etwa Starten/Stoppen eines Motors 14, Betreiben der primären elektrischen Maschine oder der sekundären elektrischen Maschine 20, um dem Antriebsrad 18 Leistung bereitzustellen oder die Batterie 38 zu laden, Umstellen des ersten Kopplers 42 oder des zweiten Kopplers 52 zwischen der ersten und zweiten Position usw., zu steuern. Steuerungen 54 können einen Mikroprozessor oder einen Hauptprozessor (central processing unit - CPU) in Kommunikation mit verschiedenen Arten von computerlesbaren Speichervorrichtungen oder Medien beinhalten. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder -medien können flüchtige und nichtflüchtige Speicher zum Beispiel im Nurlesespeicher (ROM), im Arbeitsspeicher (RAM) und im Keep-Alive-Speicher (KAM) beinhalten. Beim KAM handelt es sich um einen Dauer- oder nichtflüchtigen Speicher, der zum Speichern verschiedener Betriebsvariablen verwendet werden kann, während der CPU heruntergefahren wird. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder -medien können unter Verwendung einer beliebigen von mehreren bekannten Speichervorrichtungen umgesetzt sein, wie etwa PROM (programmierbare Festspeicher), EPROM (elektronische PROM), EEPROM (elektronische löschbare PROM), Flash-Speicher oder beliebige andere elektronische, magnetische, optische oder Kombi-Speichervorrichtungen, die dazu in der Lage sind, Daten zu speichern, von denen einige ausführbare Befehle darstellen, die durch die Steuerung zum Steuern des Motors oder Fahrzeugs verwendet werden.
Die Steuerung 54 kommuniziert mit verschiedenen Maschinen-/Fahrzeugsensoren und - betätigungselementen über eine Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle (E/A), die als eine einzelne integrierte Schnittstelle implementiert sein kann, die verschiedene Rohdaten oder Signalkonditionierung, -verarbeitung und/oder -umwandlung, Kurzschlussschutz und dergleichen bereitstellt. Alternativ können ein oder mehrere fest zugeordnete Hardware- oder Firmware-Chips verwendet werden, um bestimmte Signale zu konditionieren und zu verarbeiten, bevor diese dem CPU bereitgestellt werden. Wie in der repräsentativen Ausführungsform aus 1 allgemein veranschaulicht, kann die Steuerung 54 Signale an und/oder von dem Motor 14, der primären elektrischen Maschine 16, der Batterie 38, der sekundären elektrischen Maschine 20, der Leistungselektronik 40, dem ersten Koppler 42 und dem zweiten Koppler 52 kommunizieren. Wenngleich nicht ausdrücklich veranschaulicht, erkennt der Durchschnittsfachmann verschiedene Funktionen oder Komponenten, die innerhalb jedes der vorstehend genannten Teilsysteme durch die Steuerung 54 gesteuert werden können. Repräsentative Beispiele für Parameter, Systeme und/oder Komponenten, die unter Verwendung von Steuerlogik, die von der Steuerung ausgeführt wird, direkt oder indirekt betätigt werden können, beinhalten der Einspritzzeitpunkt, die Einspritzmenge und die Einspritzdauer, die Stellung der Drosselklappe, der Zündzeitpunkt der Zündkerzen (bei fremdgezündeten Motoren), die zeitliche Abstimmung und Dauer für Einlass- und Auslassventile, Keilriemen-(front-end accessory drive - FEAD-)komponenten, wie etwa eine Lichtmaschine, ein Klimakompressor, das Laden oder Entladen der Batterie, regeneratives Bremsen, der Betrieb der primären elektrischen Maschine 16, der Betrieb der sekundären elektrischen Maschine 20, das Anwenden von Druck auf den ersten Koppler 42 und den zweiten Koppler 52 und dergleichen. Sensoren, die Eingaben über die E/A-Schnittstelle kommunizieren, können verwendet werden, um den Ladedruck, die Kurbelwellenstellung (PIP), die Motordrehzahl (U/min), die Radgeschwindigkeiten (WS1, WS2), die Fahrzeuggeschwindigkeit (VSS), die Kühlmitteltemperatur (ECT), den Druck im Ansaugkrümmer (MAP), die Fahrpedalstellung (PPS), die Zündschalterstellung (IGN), die Drosselklappenstellung (TP), die Lufttemperatur (TMP), den Sauerstoffgehalt im Abgas (EGO) oder die Konzentration oder den Gehalt eines anderen Bestandteils des Abgases, den Ansaugluftstrom (MAF), den Brems- oder Gangwechselmodus (MDE), die Batterietemperatur, die Batteriespannung, den Batteriestrom oder den Ladezustand (SOC) der Batterie anzuzeigen.
Ein Gaspedal 56 wird durch den Fahrer des Fahrzeugs dazu verwendet, ein gefordertes Drehmoment, eine geforderte Leistung oder einen geforderten Antriebsbefehl zum Antreiben des Fahrzeugs bereitzustellen. Im Allgemeinen erzeugt das Herunterdrücken und Freigeben des Gaspedals 56 ein Gaspedalstellungssignal, das durch die Steuerung 54 als Bedarf an einer erhöhten bzw. verringerten Leistung interpretiert werden kann. Ein Bremspedal 58 wird durch den Fahrzeugführer ebenfalls dazu verwendet, ein erforderliches Bremsmoment zum Verlangsamen des Fahrzeugs bereitzustellen. Allgemein führt das Betätigen und Loslassen des Bremspedals 58 zu einem Bremspedalpositionssignal, welches durch die Steuerung 54 als ein Bedarf einer Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit ausgelegt werden kann. Auf Grundlage von Eingaben von dem Beschleunigungspedal 56 und dem Bremspedal 58 befiehlt die Steuerung 54 das Drehmoment und die Leistung an den Motor 14, die primäre elektrische Maschine 16, die sekundäre elektrische Maschine 20 und Reibbremsen (nicht gezeigt). Die Steuerung 54 steuert auch das Umstellen des ersten Kopplers 42 und des zweiten Kopplers 52 zwischen einer ersten und einer zweiten Position auf Grundlage eines gewünschten Leistungsflusses von der einen oder den mehreren Leistungserzeugern (d. h. Motor 14, erste elektrische Maschine 16 und zweite elektrische Maschine 20) zu dem Antriebsrad 18, um das HEV 10 oder einen gewünschten Leistungsfluss von dem Antriebsstrang 20 zu der Batterie 38 anzutreiben, um die Batterie 38 wieder aufzuladen.
Dort kann das HEV 10 unter zwei regenerativen Bremsszenarien betrieben werden. Das erste regenerative Bremsszenario kann als leichtes regeneratives Bremsen bezeichnet werden, während das zweite regenerative Bremsszenario als normales oder hartes regeneratives Bremsen bezeichnet werden kann.In dem ersten Szenario kann ein Teil des Drehmoments und der Leistung von dem Antriebsrad 18 durch die primäre elektrische Maschine 16 (über den Elektromagnetanker 24 und den Magnetanker 22) und zurück zu dem Motor 14 übertragen werden, wenn der Fahrzeugführer den Druck von dem Gaspedal 56 freigibt, während der Motor 14 das Fahrzeug antreibt, zusätzlich zu einem Teil der Leistung, die über eine der elektrischen Maschinen zur Batterie 38 fließt. Das erste Szenario kann für eine kurze Zeitspanne auftreten, bis die Steuerung 54 bestimmt, ob der Motor 14 abgestellt werden soll oder nicht.In dem zweiten Szenario ist der Magnetanker 22 von dem Motor 14 abgekoppelt und über den ersten Koppler 42 mit einer mechanischen Erde verbunden, und der Motor 14 ist abgeschaltet.Die Steuerung 54 ist dazu programmiert, in ein leichtes regeneratives Bremsszenario einzutreten, wenn vorhergesagt wird, dass der Motor 14 für weniger als eine minimale Zeitdauer abgestellt bleibt. Dies liegt daran, dass die zum Neustarten des Motors 14 erforderliche Energie zu einem höheren Kraftstoffverbrauch führt (obwohl der Motor 14 kurzzeitig abgestellt wurde) als in einem Szenario, in dem der Motor 14 nie abgestellt wurde. Die Steuerung 54 ist dazu programmiert, in ein hartes regeneratives Bremsszenario einzutreten, wenn vorhergesagt wird, dass der Motor 14 für mehr als die minimale Zeitdauer abgestellt bleibt. Dies liegt daran, dass die zum Neustarten des Motors 14 erforderliche Energie nicht zu einem höheren Kraftstoffverbrauch führt als in einem Szenario, in dem der Motor 14 nie abgestellt wurde. Während eines Herunterfahrens oder Neustarts des Motors kann die primäre elektrische Maschine 16 als Motor arbeiten, um die Drehzahlen der Eingangs- und Ausgangsseite des ersten Kopplers 42 zu synchronisieren, die an dem Motor 14 bzw. der ersten elektrischen Maschine 16 befestigt sind, um einen sanften Übergang zwischen Modi, in denen der Motor 14 mit der ersten elektrischen Maschine 16 gekoppelt oder von dieser entgekoppelt ist.
Unter Bezugnahme auf 2 ist ein schematisches Diagramm einer zweiten Ausführungsform eines Antriebsstrangs eines Hybridelektrofahrzeugs (HEV) 10' veranschaulicht. Die Elemente der zweiten Ausführungsform des HEV 10', das in 2 abgebildet ist, die gleich sind (d. h., dieselbe Kennnummer aufweisen) wie die Elemente des in 1 abgebildeten HEV 10, weisen dieselbe Struktur und Funktionalität auf, wie in Bezug auf 1 beschrieben, es sei denn, hier ist etwas anderes angegeben. Darüber hinaus sollte die zweite Ausführungsform des HEV 10' derart ausgelegt werden, dass sie alle alternativen Konfigurationen des in 1 abgebildeten HEV 10 beinhaltet, es sei denn, hier ist etwas anderes angegeben. Zum Beispiel kann die in 2 abgebildete Konfiguration des HEV 10' die sekundäre elektrische Maschine 20 beinhalten oder ausschließen, die zwischen dem Elektromagnetanker 24 und dem Antriebsrad 18 angeordnet ist, oder kann entweder den ersten Koppler 42 oder den zweiten Koppler 52 beinhalten oder ausschließen.
Der Unterschied zwischen dem in 1 abgebildeten HEV 10 und dem in 2 abgebildeten HEV 10' sind die räumlichen Konfigurationen des Magnetankers 22, des Elektromagnetankers 24 und des Primärstators 26. Der Magnetanker 22 der in 1 abgebildeten ersten elektrischen Maschine 16 ist eine Drehtrommel, die über dem Elektromagnetanker 24 angeordnet ist, der eine Drehwelle sein kann, während der Elektromagnetanker 24 der in 2 abgebildeten ersten elektrischen Maschine 16 eine Drehtrommel ist, die über dem Magnetanker 22 angeordnet ist, der eine Drehwelle sein kann. Ferner ist der in 1 dargestellte Primärstator 26 über dem Elektromagnetanker 24 neben dem Magnetanker 22 angeordnet, während der Primärstator 26 in der Konfiguration in 2 über dem Elektromagnetanker 24 angeordnet ist, der wiederum über dem Magnetanker 22 angeordnet ist.
Die Positionierung des Primärstators 26 neben dem Magnetanker 22 in 1 führt zu einer Konfiguration der elektrischen Schaltung 30 innerhalb des Elektromagnetankers 24, bei der es keine Überlappung der Primärspulen 32 und der Sekundärspulen 34 und daher keine Interferenz zwischen den von den Primärspulen 32 erzeugten Magnetfeldern und den von den Sekundärspulen 34 erzeugten Magnetfeldern gibt, was wünschenswert ist. Die Positionierung des Primärstators 26 über dem Elektromagnetanker 24 in 2 führt jedoch zu einer Konfiguration der elektrischen Schaltung 30, bei der ein Abschnitt der Schaltung 30, der die Primärspulen 32 beinhaltet, einen Abschnitt der Schaltung 30 überlappt, der die Sekundärspulen 34 beinhaltet. Um sicherzustellen, dass es keine Interferenz zwischen den von den Primärspulen 32 erzeugten Magnetfeldern und den von den Sekundärspulen 34 erzeugten Magnetfeldern gibt, ist die Positionierung der Primärspulen 32 relativ zu den Sekundärspulen 34 in der Konfiguration aus 2 versetzt.
Unter Bezugnahme auf 3 ist ein schematisches Diagramm einer dritten Ausführungsform eines Antriebsstrangs eines Hybridelektrofahrzeugs (HEV) 10" veranschaulicht. Die Elemente der dritten Ausführungsform des HEV 10", das in 3 abgebildet ist, die gleich sind (d. h., dieselbe Kennnummer aufweisen) wie die Elemente des in 1 abgebildeten HEV 10, weisen dieselbe Struktur und Funktionalität auf, wie in Bezug auf 1 beschrieben, es sei denn, hier ist etwas anderes angegeben. Darüber hinaus sollte die zweite Ausführungsform des HEV 10" derart ausgelegt werden, dass sie alle alternativen Konfigurationen des in 1 abgebildeten HEV 10 beinhaltet, es sei denn, hier ist etwas anderes angegeben. Zum Beispiel kann die in 3 dargestellte Konfiguration des HEV 10" die sekundäre elektrische Maschine 20 beinhalten oder ausschließen, die zwischen dem Elektromagnetanker 24 und dem Antriebsrad 18 angeordnet ist, oder kann entweder den ersten Koppler 42 oder den zweiten Koppler 52 beinhalten oder ausschließen.
Ein erster Unterschied zwischen dem in 1 abgebildeten HEV 10 und dem in 3 abgebildeten HEV 10" sind die räumlichen Konfigurationen des Magnetankers 22, des Elektromagnetankers 24 und des Primärstators 26. Der Magnetanker 22 der in 1 abgebildeten ersten elektrischen Maschine 16 ist eine Drehtrommel, die über dem Elektromagnetanker 24 angeordnet ist, der eine Drehwelle sein kann, während der Elektromagnetanker 24 der in 3 abgebildeten ersten elektrischen Maschine 16 eine Drehtrommel ist, die über dem Magnetanker 22 angeordnet ist, der eine Drehwelle sein kann. Ferner ist der in 1 dargestellte Primärstator 26 über dem Elektromagnetanker 24 neben dem Magnetanker 22 angeordnet, während der Primärstator 26 in der Konfiguration in 3 über dem Elektromagnetanker 24 angeordnet ist, der wiederum über dem Magnetanker 22 angeordnet ist.
Die Positionierung des Primärstators 26 neben dem Magnetanker 22 in 1 führt zu einer Konfiguration der elektrischen Schaltung 30 innerhalb des Elektromagnetankers 24, bei der es keine Überlappung der Primärspulen 32 und der Sekundärspulen 34 und daher keine Interferenz zwischen den von den Primärspulen 32 erzeugten Magnetfeldern und den von den Sekundärspulen 34 erzeugten Magnetfeldern gibt, was wünschenswert ist. Die Positionierung des Primärstators 26 über dem Elektromagnetanker 24 in 3 führt jedoch zu einer Konfiguration der elektrischen Schaltung 30, bei der ein Abschnitt der Schaltung 30, der die Primärspulen 32 beinhaltet, einen Abschnitt der Schaltung 30 überlappt, der die Sekundärspulen 34 beinhaltet. Um sicherzustellen, dass es keine Interferenz zwischen den von den Primärspulen 32 erzeugten Magnetfeldern und den von den Sekundärspulen 34 erzeugten Magnetfeldern gibt, ist die Positionierung der Primärspulen 32 relativ zu den Sekundärspulen 34 in der Konfiguration aus 3 versetzt.
Ein zweiter Unterschied zwischen dem in 1 dargestellten HEV 10 und dem in 3 abgebildeten HEV 10" besteht darin, dass das in 3 abgebildete HEV 10" einen Tertiärstator 60 beinhaltet, der um den Magnetanker 22 angeordnet ist. Der Tertiärstator 60 beinhaltet Senärspulen 62, die dazu konfiguriert sind, dem Magnetanker 22 zusätzlich zum Motor 14 Drehmoment und Leistung hinzuzufügen. Insbesondere kann Energie von einer Batterie 38 zu den Senärspulen 62 strömen, um den Magnetanker 22 anzutreiben oder zu drehen. Die Leistungselektronik 40 ist zwischen der Batterie 38 und den Senärspulen 62 angeordnet, um den Gleichstrom aus der Batterie 38 in Wechselstrom umzuwandeln, der dann den Senärspulen 62 zugeführt wird. Wenn Leistung von dem Magnetanker 22 und zurück zu der Batterie 38 durch den Tertiärstator 60 fließt (was während des regenerativen Bremsens erfolgen kann oder wenn der Motor 14 die primäre elektrische Maschine 16 als Generator betreibt), dann arbeitet die Leistungselektronik 40, um den Wechselstrom in den Senärspulen 62 in Gleichstrom umzuwandeln, der dann an die Batterie 38 abgegeben wird.
Ein dritter Unterschied zwischen dem in 1 abgebildeten HEV 10 und dem in 3 abgebildeten HEV 10" kann die Positionierung des ersten Kopplers 42 sein. Der erste Koppler 42 kann zwischen dem Magnetanker 22 und dem Motor 14 positioniert sein, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Alternativ kann der erste Koppler 42 zwischen zwei Unterabschnitten des Magnetankers 22 positioniert sein. Der erste Unterabschnitt des Magnetankers 22 kann die Magnete beinhalten, die dazu konfiguriert sind, mit den Primärspulen 32 des Elektromagnetankers 24 zusammenzuwirken, und der zweite Unterabschnitt des Magnetankers kann die Magnete beinhalten, die dazu konfiguriert sind, mit den Senärspulen 62 des Tertiärstators 60 interagieren.
Wenn bei laufendem Motor 14 das Antriebsrad 18 dreht und keine elektrische Energie zu oder von den Sekundärspulen 62 gezogen oder hinzugefügt wird, während elektrische Energie aus den Sekundärspulen 34 gezogen wird, dreht sich das Antriebsrad 18 mit einer Geschwindigkeit, die eine Hälfte der Drehzahl der Kurbelwelle 43 oder weniger beträgt, wird die Hälfte der Motorleistung zum Antreiben des Antriebsrads 18 verwendet und wird die Hälfte der Motorleistung zum Laden der Batterie 38 verwendet. Dasselbe gilt für die Konfiguration in den 1 und 2, wenn der Motor 14, der Elektromagnetanker 24 und das Antriebsrad 18 alle verbunden sind. Es gibt keine Möglichkeit, den Motor 14 zu belasten, ohne die Drehzahl des Antriebsrads 18 zu erhöhen, wenn keine elektrische Leistung zu oder von den Senärspulen 62 gezogen oder hinzugefügt wird. Daher führt das Steuern der Last (d. h. der Leistung) des Motors 14 zum Einstellen der Drehzahl des Antriebsrads 18. Da das Steuern der Last auf den Motor 14 zum Einstellen der Geschwindigkeit des Antriebsrads 18 führt, können die hierin offenbarten Antriebsstrangkonfigurationen als drehzahlverzweigte Hybride bezeichnet werden, bei denen die Leistung hauptsächlich zwischen dem Antriebsrad 18 und der Batterie 38 aufgeteilt sein kann, indem die Drehzahl des Motors 14 und/oder die Drehzahl des Antriebsrads 18 gesteuert wird.
Wenn elektrische Energie von den Senärspulen 62 entzogen wird (z. B. um die Batterie 38 zu laden), wird die an die Senärspulen 62 abgegebene Energie von dem Motor 14 geliefert. Die Leistung aus dem Motor 14, die an die Sekundärspulen 62 abgegeben wird, steht der primären elektrischen Maschine 16 nicht zur Verfügung, um entweder als Leistung und Drehmoment an das Antriebsrad 18 abgegeben zu werden oder um als elektrische Leistung zum Laden der Batterie 38 durch die Tertiärspulen 36 geliefert zu werden. Daher kann dem Motor 14 eine Last von den Senärspulen 62 hinzugefügt werden, ohne die Geschwindigkeit des Antriebsrads 18 zu erhöhen. Die Motorleistung kann auf Grundlage des von den Senärspulen 62 geforderten Drehmoments gesteuert und auf Grundlage des Drehmoments zwischen den Senärspulen 62 und der primären elektrischen Maschine 16 (die entweder die Leistung an das Antriebsrad 18 oder die Batterie 38 abgibt) aufgeteilt werden, obwohl die Motorleistung dazu gesteuert werden kann, eine gewünschte Geschwindigkeit des Antriebsrads 18 zu beinhalten, wie im vorstehenden Absatz beschrieben. Daher können die hierin offenbarten Antriebsstrangkonfigurationen durch Aufteilen sowohl des Drehmoments als auch der Drehzahl gesteuert werden, die von dem Motor 14 an die primäre elektrische Maschine 16 abgegeben werden (die entweder die Leistung an das Antriebsrad 18 oder die Batterie 38 abgibt).
Es versteht sich, dass jeder der vorstehend beschriebenen Sätze von Spulen (d. h. Primärspulen 32, Sekundärspulen 34, Tertiärspulen 36, Quaternärspulen 48, Quinärspulen 50 und Senärspulen 62) für mehrere Phasen von Spulenwicklungen repräsentativ sein kann wobei jede Phase eine oder mehrere Spulenwicklungen beinhalten kann. Zusätzlich versteht es sich, dass, obwohl dies möglicherweise nicht gezeigt ist, elektrische Verbindungen zwischen der Batterie 38, der Leistungselektronik 40 und den verschiedenen Statorspulen (z.B. den Tertiärspulen 36, den Quartärspulen 48 und den Senärspulen 62) hergestellt sind. Es versteht sich zudem, dass die Bezeichnungen erster, zweiter, dritter, vierter usw. oder Primär-, Sekundär-, Tertiär-, Quaternär- usw. für Spulen, Rotoren, Anker, Statoren oder andere Komponenten, Zustände oder Bedingungen, die hierin beschrieben sind, in den Ansprüchen neu angeordnet sein können, sodass sie in Bezug auf diese Ansprüche chronologisch sind.
Bei den in der Beschreibung verwendeten Ausdrücken handelt es sich eher um beschreibende als um einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass unterschiedliche Änderungen vorgenommen werden können, ohne von Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie vorstehend beschrieben, können die Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um Ausführungsformen zu bilden, die unter Umständen nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Während unterschiedliche Ausführungsformen als gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen im Stand der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften vorteilhaft oder bevorzugt beschrieben sein könnten, 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, welche von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängig sind. Als solches sind Ausführungsformen, welche als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen im Stand der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer Eigenschaften beschrieben sind, nicht außerhalb des Geltungsbereiches der Offenbarung und können diese bei bestimmten Anwendungen wünschenswert sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist; eine elektrische Maschine, die einen Magnetanker und einen Elektromagnetanker aufweist, wobei der Elektromagnetanker an einem Rad befestigt ist und eine elektrischen Schaltung aufweist, die Primär- und Sekundärspulen beinhaltet; einen Motor, der dazu konfiguriert ist, den Magnetanker zu drehen, um über die Primärspulen Strom in die elektrische Schaltung zu induzieren; und einen Stator, der Tertiärspulen aufweist, die dazu konfiguriert sind, Leistung über die Sekundärspulen an den Elektromagnetanker zu übertragen, um das Rad anzutreiben.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Elektromagnetanker dazu konfiguriert, Energie über die Sekundärspulen an die Tertiärspulen zu übertragen, um eine Batterie zu laden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch eine sekundäre elektrische Maschine, die dazu konfiguriert ist, das Rad anzutreiben und die Batterie aufzuladen.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Rotor der sekundären elektrischen Maschine zwischen dem Elektromagnetanker und dem Rad angeordnet und ist an jedes des Elektromagnetankers und des Rads gekoppelt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch einen Koppler, der dazu konfiguriert ist, den Rotor der sekundären elektrischen Maschine an den Elektromagnetanker zu koppeln und davon zu entkoppeln.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch einen Koppler, der dazu konfiguriert ist, den Motor von dem Magnetanker zu entkoppeln.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch einen zweiten Stator, der Quaternärspulen aufweist, die dazu konfiguriert sind, Drehmoment innerhalb des Magnetankers zu erzeugen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist; einen Anker, der an einem Antriebsrad befestigt ist und eine elektrische Schaltung aufweist, die Primär- und Sekundärspulen aufweist; einen Motor, der dazu konfiguriert ist, einen Magneten zu drehen, um einen Strom über die Primärspulen in der Schaltung zu induzieren; und einen Stator, der Tertiärspulen aufweist, die dazu konfiguriert sind, mit den Sekundärspulen zu interagieren, um Leistung zwischen einer Batterie und dem Anker zu übertragen, um das Antriebsrad zu drehen oder die Batterie zu laden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch eine sekundäre elektrische Maschine, die dazu konfiguriert ist, das Antriebsrad zu drehen und die Batterie aufzuladen.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Rotor der sekundären elektrischen Maschine zwischen dem Anker und dem Antriebsrad angeordnet und ist an jedes des Ankers und des Antriebsrads gekoppelt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch einen Koppler, der dazu konfiguriert ist, den Rotor der sekundären elektrischen Maschine an den Anker zu koppeln und davon zu entkoppeln.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch einen Koppler, der dazu konfiguriert ist, den Motor von dem Magneten zu entkoppeln.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch einen zweiten Stator, der Quaternärspulen aufweist, die dazu konfiguriert sind, Drehmoment innerhalb des Magneten zu erzeugen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist; einen Elektromagnetanker, der eine elektrischen Schaltung aufweist, die Primär- und Sekundärspulen beinhaltet; einen Motor, der eine Kurbelwelle aufweist, die dazu konfiguriert ist, einen Magnetanker zu drehen, um über die Primärspulen Strom in die elektrische Schaltung zu induzieren; und einen Stator, der Tertiärspulen aufweist, die dazu konfiguriert sind, Leistung an die Sekundärspulen zu übertragen, um den Elektromagnetanker zu drehen.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Elektromagnetanker dazu konfiguriert, Energie über die Sekundärspulen an die Tertiärspulen zu übertragen, um eine Batterie zu laden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch eine sekundäre elektrische Maschine, die dazu konfiguriert ist, ein Rad anzutreiben und die Batterie aufzuladen.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Rotor der sekundären elektrischen Maschine zwischen dem Elektromagnetanker und dem Rad angeordnet und ist an jedes des Elektromagnetankers und des Rads gekoppelt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch einen Koppler, der dazu konfiguriert ist, den Rotor der sekundären elektrischen Maschine an den Elektromagnetanker zu koppeln und davon zu entkoppeln.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch einen Koppler, der dazu konfiguriert ist, die Kurbelwelle von dem Magnetanker zu entkoppeln.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch einen zweiten Stator, der Quaternärspulen aufweist, die dazu konfiguriert sind, Drehmoment innerhalb des Magnetankers zu erzeugen.

Claims

Fahrzeug, das Folgendes umfasst: eine elektrische Maschine, die einen Magnetanker und einen Elektromagnetanker aufweist, wobei der Elektromagnetanker an einem Rad befestigt ist und eine elektrische Schaltung aufweist, die Primär- und Sekundärspulen beinhaltet; einen Motor, der dazu konfiguriert ist, den Magnetanker zu drehen, um Strom über die Primärspulen in die Schaltung zu induzieren; und einen Stator, der Tertiärspulen aufweist, die dazu konfiguriert sind, Leistung über die Sekundärspulen an den Eletkromagnetanker zu übertragen, um das Rad anzutreiben.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Elektromagnetanker dazu konfiguriert ist, Leistung über die Sekundärspulen an die Tertiärspulen zu übertragen, um eine Batterie zu laden.
Fahrzeug nach Anspruch 2, das ferner eine sekundäre elektrische Maschine umfasst, die dazu konfiguriert ist, das Rad anzutreiben und die Batterie zu laden.
Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei ein Rotor der sekundären elektrischen Maschine zwischen dem Elektromagnetanker und dem Rad angeordnet ist und an jedes des Elektromagnetankers und des Rads gekoppelt ist.
Fahrzeug nach Anspruch 4, das ferner einen Koppler umfasst, der dazu konfiguriert ist, den Rotor der sekundären elektrischen Maschine an den Elektromagnetanker zu koppeln und davon zu entkoppeln.
Fahrzeug nach Anspruch 1, das ferner einen Koppler umfasst, der dazu konfiguriert ist, den Motor an den Magnetanker zu koppeln und davon zu entkoppeln.
Fahrzeug nach Anspruch 1, das ferner einen zweiten Stator umfasst, der Quaternärspulen aufweist, die dazu konfiguriert sind, Drehmoment innerhalb des Magnetankers zu erzeugen.
Fahrzeug, das Folgendes umfasst: eine Armatur, die an einem Antriebsrad befestigt ist und eine elektrische Schaltung aufweist, die Primär- und Sekundärspulen aufweist; einen Motor, der dazu konfiguriert ist, einen Magneten zu drehen, um Strom über die Primärspulen in die Schaltung zu induzieren; und einen Stator, der Tertiärspulen aufweist, um mit den Sekundärspulen dazu zu interagieren, Leistung zwischen einer Batterie und dem Anker zu übertragen, um das Antriebsrad zu drehen oder die Batterie zu laden.
Fahrzeug nach Anspruch 8, das ferner eine sekundäre elektrische Maschine umfasst, die dazu konfiguriert ist, das Antriebsrad zu drehen und die Batterie zu laden.
Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei ein Rotor der sekundären elektrischen Maschine zwischen dem Anker und dem Antriebsrad angeordnet ist und an jedes des Ankers und des Antriebsrads gekoppelt ist.
Fahrzeug, das Folgendes umfasst: einen Elektromagnetanker, der eine elektrische Schaltung aufweist, die Primär- und Sekundärspulen aufweist; einen Motor, der eine Kurbelwelle aufweist, die dazu konfiguriert ist, einen Magnetanker zu drehen, um Strom über die Primärspulen in der Schaltung zu induzieren; und einen Stator, der Tertiärspulen aufweist, die dazu konfiguriert sind, Leistung zu den Sekundärspulen zu übertragen, um den Elektromagnetanker zu drehen.
Fahrzeug nach Anspruch 11, wobei der Elektromagnetanker dazu konfiguriert ist, Leistung über die Sekundärspulen an die Tertiärspulen zu übertragen, um eine Batterie zu laden.
Fahrzeug nach Anspruch 12, das ferner eine sekundäre elektrische Maschine umfasst, die dazu konfiguriert ist, ein Rad anzutreiben und die Batterie zu laden.
Fahrzeug nach Anspruch 13, wobei ein Rotor der sekundären elektrischen Maschine zwischen dem Elektromagnetanker und dem Rad angeordnet ist und an jedes des Elektromagnetankers und des Rads gekoppelt ist.
Fahrzeug nach Anspruch 14, das ferner einen zweiten Stator umfasst, der Quaternärspulen aufweist, die dazu konfiguriert sind, Drehmoment innerhalb des Magnetankers zu erzeugen.