JP2020509727A - 低電圧で電力供給される電気機械および関連するマルチセルパワートレイン - Google Patents
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Abstract
Description
電源を取り扱う危険性の問題、
電力インバータのかさの問題、および
電気機械の早期劣化の問題
を解決するものとなる。
図1a、図1b、および図1cは、既に説明したが、本発明に先行する現行技術水準のパワートレインを示す図である。
図2は、本発明の一実施形態による電気機械を示す図である。
図3aおよび図3bは、本発明の実施形態による電気機械のコイルに電力供給するために必要な種々の要素を示す図である。
図4aおよび図4bは、本発明を実施するために使用されることが可能な電力インバータの複数の異なる実施形態のうちの1つを示す図である。
図5は、本発明によるパワートレインに必要な電力の関数として得ることができる効率の例を与える図である。
図6aおよび図6bは、巻線の部分コイルが、電気回路に接続された単一のU字型ターンから製造される、本発明の有利な実施形態を示す図である。
電気機械に関して、電気機械の磁気構造、すなわち、その形状、そのかさ、コイルの数、コイルあたりの巻き数、プレートの構造などは、既知の電気機械に対して変更されない。既存の電気機械において本発明を実施するために必要な唯一の変更は、各巻線を、端子が個別の電源に接続されている、より小さなサイズの複数の部分コイルに置き換えることからなる。巻線を複数の部分コイルに置き換えることは、一定の量において行われる。したがって、既存の電気機械において本発明を実施することは、巻線の変更に限定される。
電力インバータに関して、本発明は、単一の高電力インバータではなく、より低い電力の複数の中電圧または低電圧インバータを使用することを可能にする。
電源に関して、本発明は、単一の高電圧バッテリを使用するのではなく、中またはさらには低電圧のバッテリを並列に使用することを可能にする。本発明は、既存のパワートレインと互換性があり、蓄電池はグループにおいて接続され、直列ではなく並列に使用される必要があるだけである。送達される総電圧が現行技術水準の電圧と同等である場合、電源の並列化により、各バッテリの電圧が60ボルト未満に低減されるとき、特別な予防措置を必要とせずに機器アイテムを取り扱うことが可能である。
本発明はまた、必要な電力の関数として特定のコイルをオフにすることを可能にすることにより、パワートレイン全体にわたって全体的な効率を改善することを可能にする。
・巻線の変更のみを受ける、既存の電気機械との互換性。したがって、巻線を構成する各部分コイルは独立した端子を必要とする。
・1つまたは複数のコイルが故障した場合に電気機械の動作が損なわれないため、スイッチ電圧の低下により、電気機械の耐劣化性およびその信頼性が向上する。
・絶縁体の厚さの減少および/または平坦な導体など、断面積の大きい導体からの部分コイルが生成されることに起因して、巻線の占有率が改善する。
・まったく同一の基準電位に電力インバータを接続することにより、導体と機械の磁気回路との間の容量結合に関連する寄生電流を削減する。
・コイルの低電圧での供給が可能な機器の並列化を受けた、パワートレインを構成する要素のリスクのない取り扱い。
インバータの効率を改善し、必要な表面積を削減することを目的とした、電力インバータの生産に新規のトランジスタ技術の使用。
・電力インバータを細分化し、したがって、電気機械と可能な限り密接に集積することが可能であること、したがって、効率(電気機械を電力インバータに接続するトラックまたは導体の長さが短縮する)、熱管理、占有スペースおよび電磁放射が改善する。
・各バッテリから送達される電力を調整し、バッテリの経年劣化をより適切に考慮して管理できるようにする。
・電力供給されるコイルの数を調整することにより、電力の分割が管理され、これにより、電気機械の速度に関係なく、パワートレインの最適な効率を得、変換チェーンの構成要素を保護することが可能になる。
Claims (11)
- ロータおよびステータを含むタイプの電気機械であって、前記ステータは、絶縁された導電性材料のコイルから作成される少なくとも1つの巻線を含み、各巻線は前記電気機械の相に関連付けられ、前記電気機械は、各巻線が、独立して電力供給される複数のコイルを含むことを特徴とする、電気機械。
- まったく同一の巻線の前記コイルが、前記電気機械のまったく同一の相に関連付けられる、請求項1に記載の電気機械。
- まったく同一の巻線の前記コイルは、実質的に同等の巻き数を有する、請求項1または2に記載の電気機械。
- 前記巻線は各々、独立して電力供給されるまったく同一の数のコイルを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の電気機械。
- 前記コイルは、単一のU字形の導電性要素から構成され、前記導電性要素の端部は、前記導電性要素に電力供給するプリント回路基板に機械的および電気的に接続されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の電気機械。
- 電動パワートレインであって、請求項1〜5のいずれか一項に記載の電気機械と、前記電気機械の異なる相に関連付けられるAC供給信号を生成するように構成された複数の電力インバータと、複数のDC電源とを備え、各DC電源は個別の電力インバータに関連付けられており、まったく同一の巻線のコイルは、個別の電力インバータによって生成されるまったく同一の相に関連付けられた電力信号によって電力供給されることを特徴とする、電動パワートレイン。
- 前記電力インバータは、前記プリント回路基板上に製造される、請求項5に従属するときの請求項6に記載の電動パワートレイン。
- 前記電力インバータは、MOSFETまたはGaN FETタイプのトランジスタに基づいて製造される、請求項6または7に記載の電動パワートレイン。
- 前記電力インバータが共通電位に接続されている、請求項6〜8のいずれか一項に記載の電動パワートレイン。
- 前記電源は、低電圧信号を送達する、請求項6〜9のいずれか一項に記載の電動パワートレイン。
- 前記電力インバータは、必要な電力の関数として前記電気機械の前記コイルの電力供給をオフにすることが可能である、請求項6から10のいずれか一項に記載のパワートレイン。
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