JP2022166057A - モータステータ、駆動モータ、電気自動車 - Google Patents

モータステータ、駆動モータ、電気自動車 Download PDF

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Abstract

【課題】巻線をステータコアに非常に容易に巻回することができるモータステータを提供する。【解決手段】モータステータでは、磁束巻線１２０-１、１２０-２、１２０ー３が、波形状に曲げられており、ステータコア１１０の巻回位置に基づいて、複数の第１の部分、複数の第２の部分、複数の第３の部分に分けられ得る。ステータコアのステータスロットに磁束巻線を埋め込む工程では、磁束巻線を１つずつステータスロット内に直接入れ込み、それによって、第２の部分をステータスロット内に埋め込み、第１の部分はステータコアの外面に位置し、第３の部分はステータコアの内面に位置する。磁束巻線をステータコアに巻回するのが非常に容易なので、モータステータの体積が小さいためにテープアウトが困難になるという問題が解決される。【選択図】図２

Description

本発明は、モータ技術の分野に関し、特に、モータステータ、駆動モータ、及び電気自動車に関する。
半径方向磁場を有する従来の永久磁石モータと比較して、軸方向磁場を有する永久磁石モータは、コンパクトな構造、高いトルク密度、及び小さい体積等の重要な利点を有する。従来の技術では、アキシャルフラックスモータ（axial flux motor）の構造及びプロセスが未成熟であるため、大量の非標準部品及び機械加工プロセスが存在し、モータの組立て及びテープアウト（tapeout）は、従来のラジアルフラックスモータのそれら組立て及びテープアウトよりも困難である。また、アキシャルフラックスモータの製造コストも上昇し、アキシャルフラックスモータの競争力が低下する。
前述の問題を解決するために、本願の実施形態は、モータステータ、駆動モータ、及び電気自動車を提供する。ステータコアの端面のステータスロット構造に合わせて磁束巻線を特定の形状に曲げ、磁束巻線を１つずつステータスロット内に直接入れ込むことができるため、磁束巻線をステータコアに非常に容易に巻回することができ、それにより、モータステータの体積が小さいためにテープアウトが困難になるという問題が解決される。
これを考慮して、以下の技術的解決策が本願の実施形態で使用される。
第１の態様によれば、本願は、モータステータを提供する。モータステータは、ステータコアであって、ステータコアの外面及びステータコアの内面を貫通する複数のステータスロットを含むステータコアと；少なくとも１つの磁束巻線であって、複数のステータスロット内に入れ子にされ、電流を印加すると交番磁束を生成するように構成される磁束巻線と；を含む。磁束巻線は、複数の第１の部分、複数の第２の部分、及び複数の第３の部分を含み、複数の第１の部分及び複数の第３の部分は、交互に順次配置され、複数の第２の部分を使用して接続される。第１の部分は、磁束巻線に関するものであり且つステータコアの外面に位置する部分であり、第２の部分は、磁束巻線に関するものであり且つステータスロット内に埋め込まれる部分であり、第３の部分は、磁束巻線に関するものであり且つステータコアの内面に位置する部分である。
この実施態様では、磁束巻線は波形状に曲げられており、ステータコアの巻線位置に基づいて、複数の第１の部分、複数の第２の部分、及び複数の第３の部分に分割することができる。ステータコアのステータスロット内に磁束巻線を埋め込む工程では、磁束巻線を１つずつステータスロット内に直接入れ込み（sink into）、それによって、第２の部分をステータスロット内に埋め込み、第１の部分はステータコアの外面に位置し、第３の部分はステータコアの内面に位置するようにできる。磁束巻線をステータコアに巻回するのが非常に容易なので、モータステータの体積が小さいためにテープアウトが困難になるという問題が解決される。
一実施態様では、ステータコアは、第１の端面と、第１の端面の反対側の第２の端面とを含み、複数のステータスロットは、第１の端面及び／又は第２の端面に配置される。
この実施態様では、ステータスロットがステータコアの１つ又は２つの端面に配置されるため、ステータスロットの端面に開口部があり、それにより後で磁束巻線をステータスロット内に埋め込むのに役立つ。
一実施態様では、ステータスロットは第１の面を含み、第１の面は、ステータスロットに関するものであり且つ隣接するステータスロットに近い面である。モータステータは複数の永久磁石をさらに含み、永久磁石は、第１の面に配置され、且つ永久磁石の磁束を生成するように構成され、永久磁石の磁束の方向が、磁束巻線によって生成される交番磁束の方向に直交している。
この実施態様では、永久磁石がステータスロットの側部エッジに配置され、永久磁石によって生成される磁束の方向は、磁束巻線によって生成される磁束の方向に直交しているため、磁石によって生成される磁束は、磁束巻線によって生成される磁束を増強し、それにより駆動モータのトルク密度を高めることができる。
一実施態様では、複数の永久磁石の２つ毎に、同数のステータスロットだけ間隔が空けられる。
この実施態様では、一方の端面のステータスロットに対して、永久磁石をステータスロット内に特定数の間隔で配置することができるので、モータステータ全体の永久磁石の数量を減らすことができ、それによりモータのコストを削減し、モータの重量を削減する。
一実施態様では、永久磁石の磁束の方向は、ステータスロットの第１の面に直交している。
この実施態様では、永久磁石によって生成される磁場の方向が、ステータスロットの第１の面に直交しているため、隣接する２つの永久磁石によって生成される磁場は、隣接する２つのステータスロットの間の突起部を通過し、突起部が磁気収斂効果を有することができ、それにより駆動モータのトルク密度をより良く高めることができる。
一実施態様では、磁束巻線の形状が、波形状である。
この実施態様では、各磁束巻線はステータコアの端面の構造に適合する（conform：従う）ように波形状に曲げられ、それによって磁束巻線をステータスロット内により良く入れ込むことができる。
一実施態様では、磁束巻線の断面形状が、扁平形状又は複数の円の形状であり、ステータスロットのスロット開口部が、ステータスロットのスロット幅の半分より大きい。
この実施態様では、磁束巻線が１ターン（１回巻）のコイルである場合に、磁束巻線の断面は、通常、比較的大きな扁平形状である。ステータスロットのスロット開口部が比較的小さい場合に、磁束巻線をステータスロット内に埋め込むのは容易ではない。マルチターン（複数回巻・多巻き）の円形コイルの場合に、磁束巻線の断面形状が複数の円によって形成され、磁束巻線の形状が可変である。従って、スロット開口部が比較的大きいステータスロットの場合に、磁束巻線をステータスロット内に埋め込むのは非常に容易である。
一実施態様では、磁束巻線の断面形状が複数の円の形状であり、ステータスロットのスロット開口部は、ステータスロットのスロット幅の半分以下である。
この実施態様では、マルチターンの円形コイルによって形成される磁束巻線の断面形状が変化する可能性があるため、ステータスロットのスロット開口部は、磁束巻線をステータスロット内に確実に埋め込むことができる一方で、スロット開口部が大き過ぎるために、ステータスロット内部の永久磁石が脱落するのを防止するように可能な限り小さくされる。
一実施態様では、複数のステータスロットは、第１の端面及び／又は第２の端面に等間隔で配置される。
この実施態様では、複数のステータスロットが、ステータコアの各端面に等間隔で配置され、それによって、磁束巻線を後で埋め込んだ後に生成される交番磁束がステータコアに均等に分配される。
一実施態様では、複数のステータスロットが、第１の端面及び第２の端面のそれぞれに配置され、第１の端面のステータスロット及び第２の端面のステータスロットが、ステータコアのヨーク部分に関して一対の鏡面対称方式（paired mirror symmetric manner）で配置される。
この実施態様では、ステータコアの一方の端面に配置されたステータスロットの位置と、他方の端面に配置されたステータスロットの位置とが、一対の鏡面対称方式で配置され、一端に巻回される磁束巻線によって生成される交番磁束と、他端に巻回される磁束巻線によって生成される交番磁束とのずれによって引き起こされる有効交番磁束の減少を回避する。
一実施態様では、複数のステータスロットは、第１の端面及び第２の端面のそれぞれに配置され、磁束巻線の隣接する２つの第２の部分のうちの一方が、第１の端面のステータスロット内に埋め込まれ、磁束巻線の隣接する２つの第２の部分のうちの他方が、第２の端面のステータスロット内に埋め込まれる。
一実施態様では、磁束巻線の隣接する２つの第２の部分のうちの一方が、第１の端面の第１のステータスロット内に埋め込まれ、磁束巻線の隣接する２つの第２の部分のうちの他方が、第２の端面の第２のステータスロット内に埋め込まれ、第１のステータスロット及び第２のステータスロットは、ステータコアのヨーク部分に関して鏡面対称に配置される。
一実施態様では、磁束巻線は少なくとも１回巻きのコイルを含む。
この実施態様では、マルチターンコイルが１つの磁束巻線を構成するため、ステータコアのケーブル配線工程における操作の複雑さが軽減される。さらに、マルチターンコイルを含む磁束巻線では、極相グループ毎に、２つの巻線端子を接続するだけで済み、必要な巻回／テープアウト工程は１つだけである。これにより、溶接点数及び巻回／テープアウト工程を効果的に削減し、磁束巻線の接続の信頼性及び製造効率を向上させ、製造コストを削減する。
第２の態様によれば、本願は駆動モータを提供し、駆動モータは１つの回転シャフト、少なくとも１つのモータロータ、及び第１の態様の可能な実施態様における少なくとも１つのモータステータを含む。少なくとも１つのモータロータ及び少なくとも１つのモータステータは、交互に配置され、回転シャフトに入れ子にされる。
第３の態様によれば、本願は、第１の態様の可能な実施態様における少なくとも１つの駆動モータを含む電気自動車を提供する。
以下では、実施形態又は従来技術の説明に使用する添付の図面について簡単に説明する。
本願の一実施形態による駆動モータの構造の概略図である。 本願の一実施形態によるモータステータの構造の概略図である。 本願の一実施形態によるモータステータの上面構造の概略図である。 本願の一実施形態によるステータコアの部分側面構造の概略図である。 本願の一実施形態によるステータコアの部分側面構造の概略図である。 本願の一実施形態による磁束巻線が曲げられる概略図である。 本願の一実施形態による磁束巻線がステータコアに巻回される概略図である。 本願の一実施形態による磁束巻線がステータコアに巻回される別の概略図である。 本願の一実施形態による、磁石及び磁束巻線によって生成される磁束の方向の概略図である。 本願の一実施形態による永久磁石ロータの構造の概略図である。 本願の一実施形態によるリラクタンスロータの構造の概略図である。 本願の一実施形態による電気励磁ロータの構造の概略図である。 本願の一実施形態による駆動モータの断面構造の概略図である。 本願の一実施形態による駆動モータの側面構造の概略図である。 本願の一実施形態によるモータステータの側面構造の概略図である。 本願の一実施形態による磁束巻線が曲げられる概略図である。 本願の一実施形態による、２ターンの磁束巻線をステータスロット内に埋め込むときの巻回方法の概略図である。 本願の一実施形態による、１ターンの磁束巻線をステータスロット内に埋め込むときの巻回方法の概略図である。 本願の一実施形態による、１ターンの磁束巻線をステータスロット内に埋め込むときの巻回されたステータコアの構造の概略図である。 本願の一実施形態によるステータコアのステータスロットの形状の概略図である。 本願の一実施形態によるステータコアのステータスロットの形状の概略図である。 本願の一実施形態による巻回装置が磁束巻線をプレスするときの巻回装置の概略図である。 本願の一実施形態によるベースプレートの構造の概略図である。 本願の一実施形態によるカバープレートの構造の概略図である。 本願の一実施形態による巻回装置の構造の概略図である。 本願の一実施形態による巻回装置が磁束巻線をプレスするときの巻回装置の概略図である。
以下では、本願の実施形態における添付の図面を参照して、本願の実施形態における技術的解決策について説明する。
本願の説明において、用語「中央」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「上部」、「下部」、「内部」、「外部」等によって示される方向又は位置関係は、添付の図面に示される方向又は位置関係に基づいており、単に本願を説明し、説明を簡略化することを意図しているが、機器又は要素が特定の方向を有すること、又は特定の方向で形成及び操作されることを示したり暗示したりすることを意図したものではなく、従って、本願の制限として理解すべきではない。
本願の説明において、別段の指定及び明示的な限定がない限り、「設置」、「接合」、及び「接続」という用語は、広い意味で理解すべきであり、例えば固定、着脱可能な接続、当接、又は一体化接続であり得ることに留意されたい。当業者は、特定の状況に基づいて、本願における用語の特定の意味を理解することができる。
本明細書の説明において、説明する特定の特徴、構造、材料、又は特性は、任意の１つ又は複数の実施形態又は例において適切な方法で組み合わせることができる。
図１は、本願の一実施形態による駆動モータの構造の概略図である。図１に示されるように、駆動モータは、ステータ部品１及びロータ部品２を含む。ステータ部品１は１つのモータステータ１００を含み、ロータ部品２は１つの回転シャフト２１０及び１つのモータロータ２２０を含む。モータステータ１００は、回転シャフト２１０に入れ子にされ、回転シャフト２１０に固定される。モータステータ１００は回転シャフト２１０に入れ子にされ、モータステータ１００及びモータロータ２２０は一緒に積み重ねられる。
モータステータ１００の磁束巻線に電流を印加すると、モータステータ１００の軸方向に発生する交番磁束と、モータロータ２２０が発生させる永久磁石の磁束とが相互作用し、それによってモータロータ２２０が、モータステータ１００に対して回転し、回転シャフト２１０を駆動して回転させ、それによって駆動モータが回転する。
本願の図１は１つのモータステータ１００及び１つのモータロータ２２０のみを例として使用しており、本願の技術的解決策が図１の解決策に限定されることを示すものではない。当業者にとって、１つの駆動モータにおけるモータステータ１００の数量及びモータロータ２２０の数量は限定されず、任意の数量のモータステータ１００及び任意の数量のモータロータ２２０があってもよい。
本願の技術的解決策で主張するモータステータは、ステータコア、少なくとも１つの磁束巻線、及び複数の磁石を含む。磁束巻線を入れ子にするために、少なくとも２つのステータスロットがステータコアの一方の端面に配置されるか、又は少なくとも２つのステータスロットがステータコアの各端面に配置される。ここでいう「２つの端面」とは、上記第１の端面と上記第１の端面の反対側の上記第２の端面、すなわち回転シャフトに直交するステータコアの表面である。磁束巻線は、波形状に曲げられており、ステータコアの巻線位置に基づいて、複数の第１の部分、複数の第２の部分、及び複数の第３の部分に分割することができる。複数の第１の部分及び複数の第３の部分は、交互に順番に配置され、複数の第２の部分を使用して接続される。第１の部分は、磁束巻線に関するものであり且つステータコアの外面に位置する部分であり、第２の部分は、磁束巻線に関するものであり且つステータスロットに位置する部分であり、第３の部分は、磁束巻線に関するものであり且つステータコアの内面に位置する部分である。
単一の巻線に関して、各歯巻回（tooth-wound）巻線及び隣接する歯巻回巻線は、アキシャルフラックスモータの内端及び外端を使用して交互に接続され、それにより波形状接続方式を形成する。ここでいう「歯」とは、ステータコアにおける「歯部」、すなわち、ステータコアにおいる隣接する２つのステータスロットの間の凸部を指す。「歯部」は、「ヨーク部分」、すなわちステータコアにおける凸部以外の部分に相当する。
ステータコアのステータスロット内に磁束巻線を埋め込む工程では、磁束巻線を１つずつステータスロット内に直接入れ込むことができ、それによって、第２の部分はステータスロット内に埋め込まれ、第１の部分はステータコアの外面に位置し、第３の部分はステータコアの内面に位置する。磁束巻線をステータコアに巻回するのが非常に容易なので、モータステータの体積が小さいためにテープアウトが困難になるという問題が解決される。
駆動モータのトルク密度を高めるために、本願の実施形態では、磁石がステータスロットの２つの側部エッジに別々に配置され、磁石によって生成される磁束の方向が、磁束巻線によって生成される磁束の方向に直交しているため、磁石によって生成された磁束は、磁束巻線によって生成された磁束を増強することができ、それにより駆動モータのトルク密度を高める。
以下では、軸方向磁場を有する４極１２スロット永久磁石モータを例として使用することにより、本願の解決策について説明する。
図２及び図３は、モータステータ１００を示す。モータステータ１００は、ステータコア１１０、複数の磁束巻線１２０、及び複数の永久磁石１３０を含む。これら３つの構成要素の構造及び相互結合方法は、具体的には以下の通りである：
ステータコア１１０は、通常、ケイ素鋼材を打ち抜いて巻回することにより形成したリング形状の構造体であるが、複合軟磁性部品（soft magnetic component, SMC）等の材料を直接機械加工又は接合することにより形成したリング形状の構造体であってもよい。ステータコア１１０の内面及び外面は両方とも円筒形である。ステータコア１１０の内面は回転シャフト２１０と対向する面であり、ステータコア１１０の外面は内面と反対側の面である。１２個のステータスロットをステータコア１１０の一方の端面に配置し、１２個のステータスロットを他方の端面に配置してもよく、ステータスロットを他方の端面に配置しなくてもよい。本願では、磁束巻線１２０をステータスロット内に埋め込んでステータコア１１０に巻回することができるように、ステータスロットをステータコアの１つ又は２つの端面に配置する。オプションとして、ステータスロットはステータコア１１０の中央に配置され得、換言すると孔が、ステータコア１１０の外面に開けられ、ステータコア１１０の内面に貫通し、それによってステータスロットが形成される。
例えば、図４に示されるように、ステータスロットは、ステータコア１１０の一方の端面に配置される。１２個のステータスロットは、ステータコア１１０の一方の端面に等間隔に配置され、各ステータスロットの一端がステータコア１１０の内面に接続され、各ステータスロットの他端がステータコア１１０の外面に接続され、それによって、磁束巻線１２０が、ステータコア１１０の外側からステータコア１１０の内側に貫通できるようにする。このようにして、磁束巻線１２０は、ステータコア１１０に巻回され、電流を印加すると、複数の極及び位相を有する交番磁束を発生させることができる。
好ましくは、ステータスロットがステータコア１１０の一方の端面に配置される場合に、ステータコア１１０は、第１のコア部分及び第２のコア部分を含むように設計され得る。第１のコア部分及び第２のコア部分が両方ともリング形状のケイ素鋼であり、第１のコア部分の内面の半径が第２のコア部分の外面の半径と等しいので、第１のコア部分は、第２のコア部分の外面に入れ子にされ、第２のコア部分に関するものであり且つステータスロットがない端部に配置され得る。従って、成形されたステータコア１１０に関するものであり且つステータスロットが配置される端面の外面の半径が小さくなり、ステータスロットが配置されない端面の外面の半径が大きくなり、それによって、以下のケースが回避される：磁束巻線１２０をステータスロット内に埋め込む場合に、磁束巻線１２０の一部がステータコア１１０の外面に巻回され、モータステータ１００の外面の半径が大きくなる。
例えば、図５に示されるように、ステータスロットが、ステータコア１１０の２つの端面に配置される。各端面の１２個のステータスロットは、ステータコア１１０の端面に等間隔で配置され、ステータコア１１０の内面は、ステータスロットを使用してステータコア１１０の外面に接続され、それによって磁束巻線１２０は、ステータコア１１０の外側からステータコア１１０の内側に貫通することができる。このようにして、磁束巻線１２０は、ステータコア１１０に巻回され、電流を印加すると、複数の極及び位相を有する交番磁束を発生させることができる。
好ましくは、ステータコア１１０の一方の端面に配置されるステータスロットの位置と、他方の端面に配置されるステータスロットの位置とが、ステータコア１１０のヨーク部分に関して一対の鏡面対称方式で配置されて、一端に巻回される磁束巻線１２０によって生成された交番磁束と、他端に巻回される磁束巻線１２０によって生成された交番磁束とのずれによって引き起こされる有効交番磁束の減少を回避する。
本願では、ステータスロットの形状、すなわちステータコア１１０に関するものであり且つ径方向に直交する断面は、長方形、台形、又は円等の規則な形状であってもよく、又は磁束巻線１２０及び永久磁石１３０をステータスロット内に配置することができれば、不規則な形状であってもよい。これは、本願では限定されない。好ましくは、図４及び図５に示されるように、ステータスロットの形状は「ワインボトル」に類似しており、形状はステータコア１１０の端面付近でより狭くなり、換言すると、ステータスロットのスロット開口部はより狭くなり、ステータコア１１０の端面から離れた位置で形状はより広くなり、すなわちステータスロットのスロット幅が広くなる。本願で設計するステータスロットの形状は、ステータコア１１０の端面付近でより狭くなり、後で永久磁石１３０をステータスロット内に埋め込むときに、永久磁石１３０がステータコア１１０の軸方向に脱落するのを防止する。
ステータスロットのスロット開口部とスロット幅との間の比率関係は、埋め込まれる磁束巻線１２０の断面形状に関連する。詳細について、以下で説明する：
磁束巻線１２０の断面形状が、比較的小さなマルチターンコイルによって形成される任意の可変形状である場合に、ステータスロットのスロット幅に対する開口部の比率が、比較的小さい。磁束巻線１２０をステータスロット内に確実に埋め込むことができる一方で、スロット開口部が小さいほど、永久磁石１３０がステータコア１１０の軸方向に脱落するのをより良く防止できる。好ましく、スロット幅に対する開口部の比率は１／２以下である。
磁束巻線１２０の断面形状が扁平形状である、又は断面積が比較的大きい別の固定形状である場合に、ステータスロットの開口部とスロット幅との比率が比較的大きくなるため、磁束巻線１２０をステータスロット内に埋め込むことができる。好ましくは、スロット幅に対するスロット開口部の比率は、１／２より大きい。オプションとして、ステータスロットのスロット幅に対する開口部の比が比較的大きい場合に、比較的小さなマルチターンコイルによって形成される任意の可変形状の磁束巻線１２０もステータスロット内に埋め込むことができる。磁束巻線１２０は、通常、外面を絶縁層で包んだ金属線を特定の形状に曲げることにより得られるコイルであり、特定の形状に曲げた磁束巻線１２０は、ステータコア１１０のいくつかのステータスロット内に埋め込まれ、２つのステータスロットの間の歯部分に巻回され得る。各磁束巻線はマルチターンコイルを含む。
後の説明を容易にするために、磁束巻線１２０は、磁束巻線１２０をステータスロット内に埋め込んだ後のコアステータ１１０上で部分が位置する異なる表面に基づいて、少なくとも１つの部分１２１、少なくとも１つの第２の部分１２２、及び少なくとも１つの第３の部分１２３に分割することができる。各第１の部分１２１は、第２の部分１２２を使用して第３の部分１２３に接続される。第１の部分１２１は、磁束巻線１２０に関するものであり且つステータコア１１０の外面に位置する部分であり、第２の部分１２２は、磁束巻線１２０に関するものであり且つステータスロット内に埋め込まれる部分であり、第３の部分１２３は、磁束巻線１２０に関するものであり且つステータコア１１０の内面に位置する部分である。
本願では、磁束巻線１２０は、図６に示される波形状に曲げられてもよく、それによって、磁束巻線１２０をステータスロット内に埋め込むときに、磁束巻線１２０の各第２の部分１２２がステータスロット内に埋め込まれ、各第１の部分１２１がステータコア１１０の外面に位置し、各第３の部分１２３はステータコア１１０の内面に位置する。
図４に示されるステータコア１１０を例として使用する。１２個のステータスロットがステータコア１１０の一方の端面に配置される。１つの磁束巻線１２０がステータコアに巻回される場合に、各第２の部分１２２はステータスロット内に埋め込まれ、２つの第２の部分１２２毎に、１つのステータスロットだけ間隔が空けられる。各第１の部分１２１は、ステータコア１１０に関するものであり且つ３つの連続するステータスロットの間にある外面に位置し、２つの第１の部分１２１毎に、１つのステータスロットだけ間隔が空けられる。各第３の部分１２３は、ステータコア１１０に関するものであり且つ３つの連続するステータスロット間にある内面に位置し、２つの第３の部分１２３毎に、１つのステータスロットだけ間隔が空けられる。巻回結果が図７に示される。第２の部分１２２は、ステータスロット１、ステータスロット３、ステータスロット５、ステータスロット７、ステータスロット９、及びステータスロット１１内に別々に埋め込まれる。
図４に示されるステータコアに関して、２本の磁束巻線１２０がステータコア１１０に巻回される。１つの磁束巻線１２０が図７に示される方法で巻回される。他の磁束巻線１２０の曲げ形状が、図７の磁束巻線１２０の形状と同じであり、磁束巻線１２０をステータコア１１０に巻回した後に、第２の部分１２２は、ステータスロット２、ステータスロット４、ステータスロット６、ステータスロット８、ステータスロット１０、及びステータスロット１２内に別々に埋め込まれる。
図５に示されるステータコア１１０を例として使用する。１２個のステータスロットがステータコア１１０の２つの端面に配置される。１つの磁束巻線１２０がステータコアに巻回されると、各第２の部分１２２がステータスロット内に埋め込まれ、２つの第２の部分１２２毎に１つのステータスロットだけ間隔が空けられ、隣接する２つの第２の部分１２２のうちの一方が、ステータコア１１０の一方の端面のステータスロットに位置し、隣接する２つの第２の部分１２２のうちの他方が、ステータコア１１０の他方の端面のステータスロットに位置する。各第１の部分１２１は、ステータコア１１０に関するものであり且つ３つの連続するステータスロットの間にある外面に位置し、２つの第１の部分１２１毎に１つのステータスロットだけ間隔が空けられ、第１の部分１２１の一端が、ステータコア１１０の一方の端面のステータスロット内に埋め込まれた第２の部分１２２に接続され、他端は、ステータコア１１０の他方の端面のステータスロット内に埋め込まれた第２の部分１２２に接続される。各第３の部分１２３は、ステータコア１１０に関するものであり且つ３つの連続するステータスロットの間にある内面に位置し、２つ第３の部分１２３毎に１つのステータスロットだけ間隔が空けられ、第３の部分１２３の一端が、ステータコア１１０の一方の端面のステータスロット内に埋め込まれた第２の部分１２２に接続され、他端が、ステータコア１１０の他方の端面のステータスロット内に埋め込まれた第２の部分１２２に接続される。巻回結果が図８に示される。
ステータコア１１０の一方の端面のステータスロットは、ステータスロット１、ステータスロット２、ステータスロット３、ステータスロット４、ステータスロット５、ステータスロット６、ステータスロット７、及びステータスロット８であり、ステータコア１１０の他方の端面のステータスロットは、ステータスロット１’、ステータスロット２’、ステータスロット３’、ステータスロット４’、ステータスロット５’、ステータスロット６’、ステータスロット７’、及びステータスロット８’である。従って、図８の磁束巻線１２０の第２の部分１２２は、ステータスロット１、ステータスロット３’、ステータスロット５、ステータスロット７’、ステータスロット９、及びステータスロット１１'内に、別々に埋め込まれる。
図５に示されるステータコアに関して、３本の磁束巻線１２０が、ステータコア１１０に巻回される。１つの磁束巻線１２０が図８に示される方法で巻回される。他の２つの磁束巻線１２０の曲げ形状は、図８の磁束巻線１２０の形状と同じであり、磁束巻線をステータコア１１０に巻回した後に、１つの磁束巻線１２０の第２の部分１２２は、ステータスロット２、ステータスロット４’、ステータスロット６、ステータスロット８’、ステータスロット１０、及びステータスロット１２'内に別々に埋め込まれ、他の磁束巻線１２０の第２の部分１２２は、ステータスロット３、ステータスロット５’、ステータスロット７、ステータスロット９'、ステータスロット１１、及びステータスロット１’内に別々に埋め込まれる。
本願では、磁束巻線１２０のために選択される金属材料は、通常、銅、アルミニウム等である。絶縁塗料、絶縁紙、又はゴム等の絶縁材料が、金属材料の外層に巻かれる。これは、本願では限定されない。また、磁束巻線の断面形状が、図２に示される長方形（すなわち、フラットケーブル巻線）であってもよく、又は円形（すなわち、丸ケーブル巻線）や楕円形等のどのような形状であってもよい。これは、本願では限定されない。
従来技術では、不連続波の巻線構造の磁束巻線が使用されている。ステータスロットにテープで固定された磁束巻線の場合に、各コイルには溶接が必要な２つの端子があり、各コイルには１つの極相グループにｎ個のコイルが含まれ得る。この場合に、１つの磁束巻線には２ｎ個の溶接点があり、対応するｎ回の巻回／テープアウト工程が必要である。溶接点数が多過ぎるため、溶接ポイントが少ないと溶接不良が発生し易く、モータの信頼性を低下させる。また、過剰な巻回／テープアウト工程は、製造効率を低下させ、製造コストを増加させる。しかしながら、本願では、連続波の巻線構造の磁束巻線が使用される。極相グループ毎に、２つの巻線端子を接続するだけで済み、必要な巻回／テープアウト工程は１つだけである。これにより、溶接点数及び巻回／テープアウト工程を効果的に削減し、磁束巻線の接続の信頼性及び製造効率を向上させ、製造コストを削減する。
本願のこの実施形態のモータステータでは、少なくとも２つのステータスロットがステータコアの一方の端面に配置されるか、又は少なくとも２つのステータスロットがステータコアの各端面に配置される。複数の磁束巻線が使用され、複数の磁束巻線は波形状に曲げられる。ステータコアのステータスロット内に磁束巻線を埋め込む工程では、磁束巻線を１つずつステータスロット内に直接入れ込むことができ、磁束巻線をステータコアに巻回するのが非常に容易であり、それによって、モータステータの体積が小さいためにテープアウトが困難になるという問題が解決される。
駆動モータのトルク密度を高めるために、本願で設計するモータステータ１００は、複数の永久磁石１３０をさらに含む。複数の永久磁石１３０は、ステータコア１１０のステータスロットに別々に配置され、永久磁石は、各ステータスロットに関するものであり且つ隣接するステータスロットに近い片側の面、すなわち第１の面に配置され、電流を印可したときに磁束巻線１２０によって生成される交番磁束を増強する磁束を生成する。
永久磁石１３０はまた、いくつかのステータスロットに配置してもよい。例えば、ステータコア１１０の一方の端面におけるステータスロットの数量及び間隔比に基づいて、いくつかのステータスロットが選択される。選択した、２つステータスロット毎に、Ｎ個のステータスロットだけ間隔が空けられる。次に、永久磁石１３０は、選択したステータスロットの第１の面に配置される。永久磁石１３０は、ステータコアに均等に配置され、それによって、モータステータで発生する交番磁束が均等に分配されるようにする。また、永久磁石１３０が減るので、モータのコストを削減することができ、モータの重量も減らすことができる。Ｎはゼロ以上の整数である。
オプションとして、各ステータスロットに配置される永久磁石１３０は、図４に示される２つの永久磁石に限定されず、各ステータスロットに１つの永久磁石１３０を配置してもよい。永久磁石１３０は、ステータスロット内の同じ位置に配置され、換言すると、ステータスロットの同じ側の第１の面、具体的には左側の第１の面又は右側の第１の面に配置され、それによって、隣接する２つおきの永久磁石１３０の間の距離が同じであり、隣接する永久磁石１３０の永久磁石の磁束は同じであり、それにより、モータステータで生成される交番磁束の均等な分布を実現する。
例えば、ステータスロットが、図４に示されるステータコア１１０の一方の端面に配置される。図９に示されるように、電流を磁束巻線１２０に印加すると、ステータコア１１０の端面に直交する磁束が、ステータコア１１０に発生する。磁束巻線１２０に入力される電流が通常交流であるため、発生する交番磁束の方向は、ステータコア１１０の第１の端面に直交しており下向きである、又はステータコア１１０の第１の端面に直交しており上向きである。
磁束巻線１２０によって生成される交番磁束を増強するために、ステータスロット内に埋め込まれた永久磁石１３０によって生成される磁束の方向は、磁束巻線１２０によって生成される交番磁束の方向に直交しており、それによって、磁束巻線１２０によって生成した交番磁束が、ステータコア１１０の端面に直交する方向に変化する場合に、永久磁石１３０によって生成された磁束は、磁束巻線１２０によって生成された磁束の方向に、磁束巻線１２０によって生成される磁束ループに入り、それにより、磁束巻線１２０によって生成される磁束を増強する。
永久磁石１３０の材料は、例えば、ネオジム鉄ボロン、サマリウムコバルト、フェライト、又はサマリウム鉄窒素等、外部磁場を除去した後も磁性を維持する硬質磁性材料であり得る。しかしながら、実際には、モータステータ１００側の温度が比較的高く、高性能の永久磁石は比較的高価である。従って、本願では、低コストで軸方向磁場を有する永久磁石モータのトルク密度を高めるために、通常、保磁力が正の温度係数を有する安価なフェライト材料（つまり、高温で減磁しにくい安価なフェライト材料）が好まれる。
本願では、駆動モータのトルク密度は次のようになる。
Ｔ／Ｖｒ＝ＫＢｇＡ
ここで、Ｋは、モータのサイズ及び磁束巻線形状に関係する係数を表し、Ｂｇはエアギャップ中の平均磁束密度（すなわち、磁気負荷）を表し、Ｔはトルクを表し、Ａは電気負荷を表す。
本願で設計するモータステータ１００に関して、モータステータ１００と組み合わせて使用されるモータロータ２２０の構造が、任意のタイプのモータロータであり得る。例は次の通りである：
モータロータ２２０は、図１０に示される永久磁石ロータ１０００であってもよい。永久磁石ロータ１０００は、ロータコア１０１０及び複数の永久磁石１０２０を含む。複数の永久磁石１０２０は、ロータコア１０１０の一方の端面に等間隔に取り付けられ、それによって、永久磁石ロータ１０００は、図１に示される方法でモータステータ１００に結合される。また、電流をモータステータ１００に印加した後に発生する交番磁束は、永久磁石ロータ１０００に発生する永久磁石の磁束と相互作用して、回転シャフト２１０を駆動して回転させる。
モータロータ２２０は、図１１に示されるリラクタンスロータ１１００であってもよい。リラクタンスロータ１１００は１つのロータコア１１１０のみを有し、複数のロータスロットがロータコア１１１０の一方の端面に配置され、それによって、リラクタンスロータ１１００は、図１に示される方法でモータステータ１００に結合される。また、電流をモータステータ１００に印加した後に発生する交番磁束に関して、コギング（cogging）構造のロータスロットが一方の端面に複数配置されるため、変化する磁気抵抗が変化面に発生し、それによって、そのエアギャップ磁気エネルギーが変化し、対応するトルクが発生し、それにより回転シャフト２１０を駆動して回転させる。
モータロータ２２０は、図１２に示される電気励磁ロータ１２００であってもよい。電気励磁ロータ１２００は、ロータコア１２１０及び複数の励磁巻線１２２０を含む。複数のロータスロットが、ロータコア１２１０の一方の端面に等間隔で配置され、ロータスロット同士の間に突起部が形成される。励磁巻線１２２０は突出部に入れ子にされるので、電気励磁ロータ１２００は、図１に示される方法でモータステータ１００に結合される。さらに、電流を電気励磁ロータ１２００及びモータステータ１００に印加した後に、電気励磁ロータ１２００によって生成された励磁場は、モータステータ１００によって生成された交番磁束と相互作用するため、電気励磁ロータ１２００が回転し、回転シャフト２１０を駆動して回転させる。
モータステータによって生成される交番磁束を増強するために、本願では、図１３に示されるモータステータ１３００をさらに設計する。モータステータ１３００は、１つのステータコア１３１０、６つの磁束巻線（１３２０－１、・・・、１３２０－６）、及び複数の磁石（１３３０－１、１３３０－２、・・・）を含む。ステータコア１３１０の構造が、図５に示されるステータコア１１０の構造と同様であり、ステータコア１３１０の各ステータスロットのスロットがより深く、それによって、２ターンの磁束巻線１３２０を入れ子にすることができる。
磁束巻線１３２０の曲げ形状が、波形状であり、図６に示される磁束巻線１２０の形状と同様である。６つの磁束巻線１３２０は、２つのグループに分類することができ、各グループは３つの磁束巻線１３２０を含む。巻回方法は、図６の方法と同じである。詳細については、本願では再び説明しない。
複数の磁石１３３０は、ステータコア１３１０のステータスロット内に別々に配置され、磁石は、図４及び図５の配置方法のように、各ステータスロットに関するものであり且つ隣接するステータスロットに近い片側の面に配置され、電流を印加したときに磁束巻線１３２０によって生成される交番磁束を増強する磁束を生成する。
この実施態様では、図１３に示されるモータステータ１３００によって生成される交番磁束は、図５に示されるモータステータ１００によって生成される交番磁束の２倍である。図１に示される方法でモータステータ１３００を２つのモータロータ２２０に結合するときに、結合構造が、図１４に、モータロータ２２０が永久磁石ロータ１０００である例で示される。図５に示されるモータステータ１００を使用して、図１４のモータステータ１３００によって生成される交番磁束を達成する場合に、図５に示されるモータステータ１００を２つ使用する必要があり、その結果、成形される駆動モータの体積が大きくなる。
加えて、図５に示されるモータステータ１００の構造において、各磁束巻線１２０を、ステータコア１１０の２つの端面のステータスロット内に埋め込む必要がある。比較すると、図１３に示されるモータステータ１３１０では、各磁束巻線１３２０を一端でステータスロット内に埋め込むだけで済むので、従って、磁束巻線１３２０をステータコアに巻回するのが容易になり、それによって、駆動モータの加工工程におけるテープアウトの困難性がさらに減少する。
前述の実施形態では、軸方向磁場を有する４極１２スロット永久磁石モータを例として使用して、本願の解決策を説明している。当業者にとって、本願で主張する解決策は、軸方向磁場を有する別のタイプの永久磁石モータにさらに適用され得る。次に、軸方向磁場を有する別のタイプの永久磁石モータの例について説明する。
軸方向磁場を有する６極１８スロット永久磁石モータを例として使用する。図１５は、モータステータ１５００を示す。モータステータ１５００は、１つのステータコア１５１０及び複数の磁束巻線１５２０を含む。１８個のステータスロットが、ステータコア１５１０の２つの端面のそれぞれに等間隔で配置され、１ターン又は２ターンの磁束巻線１５２０は、各ステータスロットに入れ子にすることができる。
磁束巻線１５２０は、図１６に示される波形状に曲げることができ、それによって、磁束巻線１５２０がステータスロット内に埋め込まれると、磁束巻線１５２０の部分（以下「第２の部分」と呼ぶ）がステータスロット内に埋め込まれ、部分（以下「第１の部分」）がステータコア１５１０の外面に位置し、部分（以下「第３の部分」と呼ぶ）がステータコア１５１０の内面に位置する。
２ターンの磁束巻線１５２０を各ステータスロットに入れ子にすることができる場合に、６つの磁束巻線１５２０がステータコア１５１０の各端面に必要とされる。１つの磁束巻線１５２０がステータコアに巻回される場合に、各第２の部分はステータスロット内に埋め込まれ、２つの第２の部分毎に２つのステータスロットだけ間隔が空けられ、隣接する２つの第２の部分のうちの一方がステータスロットの下部に埋め込まれ、隣接する２つの第２の部分のうちの他方がステータスロットの出口に埋め込まれる。各第１の部分は、ステータコア１５１０に関するものであり且つ４つの連続するステータスロットの間にある外面に位置し、２つの第１の部分毎に、２つのステータスロットだけ間隔が空けられる。各第３の部分は、ステータコア１５１０に関するものであり且つ４つの連続するステータスロットの間にある内面に位置し、２つの第３の部分毎に、２つのステータスロットだけ間隔が空けられる。巻回結果が図１７に示される。第２の部分は、ステータスロット１の下部位置、ステータスロット４の上部位置、ステータスロット７の下部位置、ステータスロット１０の上部位置、ステータスロット１３の下部位置、及びステータスロット１６の上部位置に別々に埋め込まれる。
他の５つの磁束巻線１５２０の第２の部分は、以下の方法で巻回される：磁束巻線１５２０－２の第２の部分は、ステータスロット２の下部位置、ステータスロット５の上部位置、ステータスロット８の下部位置、ステータスロット１１の上部位置、ステータスロット１４の下部位置、及びステータスロット１７の上部位置に別々に埋め込まれる。磁束巻線１５２０－３の第２の部分は、ステータスロット３の下部位置、ステータスロット６の上部位置、ステータスロット９の下部位置、ステータスロット１２の上部位置、ステータスロット１５の下部位置、及びステータスロット１８の上部位置に別々に埋め込まれる。磁束巻線１５２０－４の第２の部分は、ステータスロット４の下部位置、ステータスロット７の上部位置、ステータスロット１０の下部位置、ステータスロット１３の上部位置、ステータスロット１６の下部位置、及びステータスロット１の上部位置に別々に埋め込まれる。磁束巻線の第２の部分１５２０－５は、ステータスロット５の下部位置、ステータスロット８の上部位置、ステータスロット１１の下部位置、ステータスロット１４の上部位置、ステータスロット１７の下部位置、及びステータスロット２の上部位置に別々に埋め込まれる。磁束巻線１５２０－６の第２の部分は、ステータスロット６の下部位置、ステータスロット９の上部位置、ステータスロット１２の下部位置、ステータスロット１５の上部位置、ステータスロット１８の下部位置、及びステータスロット３の上部位置に別々に埋め込まれる。６つの磁束巻線１５２０を埋め込む最終的な結果が図１５に示される。
１ターンの磁束巻線１５２０を各ステータスロットに入れ子にすることができる場合に、３つの磁束巻線１５２０がステータコア１５１０の各端面に必要とされる。１つの磁束巻線１５２０がステータコアに巻回される場合に、各第２の部分はステータスロット内に埋め込まれており、２つの第２の部分毎に、２つのステータスロットだけ間隔が空けられる。各第１の部分は、ステータコア１５１０に関するものであり且つ４つの連続するステータスロットの間にある外面に位置し、２つの第１の部分毎に、２つのステータスロットだけ間隔が空けられる。各第３の部分は、ステータコア１５１０に関するものであり且つ４つの連続するステータスロットの間にある内面に位置し、２つの第３の部分毎に、２つのステータスロットだけ間隔が空けられる。巻回結果が図１８に示される。第２の部分は、ステータスロット１、ステータスロット４、ステータスロット７、ステータスロット１０、ステータスロット１３、及びステータスロット１６内に別々に埋め込まれる。
他の２つの磁束巻線１５２０の第２の部分は、以下の方法で巻回される：磁束巻線１５２０－２の第２の部分は、ステータスロット２、ステータスロット５、ステータスロット８、ステータスロット１１、ステータスロット１４、及びステータスロット１７内に別々に埋め込まれる。磁束巻線１５２０－３の第２の部分は、ステータスロット３、ステータスロット６、ステータスロット９、ステータスロット１２、ステータスロット１５、及びステータスロット１８内に別々に埋め込まれる。６つの磁束巻線１５２０を埋め込む最終的な結果が図１９に示される。
本願では、図１５に示されるモータステータ１５００のステータコア１５１０において、ステータスロットが一例として２つの端面に配置されるが、ステータスロットは代替的にステータコア１５１０の一方の端面に配置してもよい。ステータスロットがステータコア１５１０の一方の端面に配置される場合に、磁束巻線１５２０は、図１７又は図１８に示される方法で依然としてステータスロット内に埋め込むことができる。
また、磁束巻線１５２０の巻回方法は、図１７及び図１８に示される２つの巻回方法に限定されない。磁束巻線１５２０は、図５の２つの端面上でステータスロット同士の間で交互に巻回され得る。詳細については、図５に示される方法を参照されたい。これは、本願では限定されない。
本願のこの実施態様では、ステータスロットの形状が、図１９に示される「ワインボトル」と同様の形状であってもよく、又は図２０に示される「Ｕ」と同様の形状であってもよい。これは、本願では限定されない。
駆動モータのトルク密度を高めるために、本願で設計するモータステータ１５００は、複数の磁石１５３０をさらに含む。複数の磁石１５３０を配置する方法は、前述の実施形態において永久磁石１３０をモータステータ１００に配置する方法と同じである。詳細については、図４及び図５に示される構造を参照されたい。詳細については、本願では再び説明しない。
図２２は、巻回装置２２００を示す。巻回装置２２００は、ベースプレート２２１０、カバープレート２２２０、及び複数のストッパ２２３０を含む。これら３つの構成要素の構造は、具体的には以下の通りである：
ベースプレート２２１０は、通常、ディスク形状の構造である。複数の凹部が、ベースプレート２２１０の片側の面に配置され、複数のストッパ２２３０を入れ子にして複数のストッパ２２３０に固定するように構成される。例えば、図２３に示されるように、９個の凹部（図示せず、ストッパ２２３０が埋め込まれる位置にある）がベースプレート２２１０の片側の面に配置され、９個の凹部は３つのグループに分類され得る。凹部の各グループは、ベースプレート２２１０の片側の面の外側エッジに配置され、ベースプレート２２１０の円中心に対する２つおきの凹部グループの間の夾角は１２０°である。各グループの３つの凹部について、３つの凹部が波形状に配置され、外側に近い２つの凹部と中央の１つの凹部との間の距離は同じであり、中央の凹部は、外側に近い２つの凹部よりもベースプレート２２１０の外側エッジに近く、外側に近い２つの凹部とベースプレート２２１０の外側エッジとの間の距離は同じである。
また、カバープレート２２２０は、通常、ディスク形状の構造に関するものである。複数の凹部が、カバープレート２２２０の片側の面にも配置され、複数のストッパ２２３０を入れ子にして複数のストッパ２２３０に固定するように構成される。例えば、図２４に示されるように、９個の凹部（図示せず、ストッパ２２３０が埋め込まれる位置にある）がカバープレート２２２０の片側の面に配置され、９個の凹部は３つのグループに分類され得る。凹部の各グループは、カバープレート２２２０の片側の面の外側エッジに配置され、カバープレート２２２０の円中心に対する２つおきの凹部グループの間の夾角は１２０°である。各グループの３つの凹部について、３つの凹部は波形状に配置され、外側に近い２つの凹部と中央の１つの凹部の間の距離は同じであり、中央の凹部は、外側に近い２つの凹部よりもカバープレート２２２０の外側エッジから離れている。また、外側に近い２つの凹部とカバープレート２２２０の外側エッジとの間の距離は同じである。
巻回装置２２００が磁束巻線の形状をプレスする工程では、図２３に示されるように、まずベースプレート２２１０の片側の面のストッパ２２３０に磁束巻線を巻き付け、ストッパ２２３０を全て磁束巻線の内側に配置する。次に、ストッパ２２３０の２つおきのグループの間に位置する磁束巻線の一部が、ベースプレート２２１０の円中心方向に押し出され、カバープレート２２２０がベースプレート２２１０の円中心に配置され、それによって、磁束巻線の押し出し部分は、カバープレート２２２０のストッパ２２３０に入れ子にすることができ、押し出された磁束巻線は、カバープレート２２２０のストッパ２２３０とカバープレート２２２０の円中心との間に位置する。このようにして、ベースプレート２２１０のストッパ２２３０及びカバープレート２２２０のストッパ２２３０は、磁束巻線を、軸方向磁場を有する６極１８スロット永久磁石モータの磁束巻線内に曲げることができる。巻回装置２２００によって最終的にプレスされた磁束巻線の構成構造を図２２に示す。
上記実施形態の巻回装置２２００では、軸方向磁場を有する６極１８スロット永久磁石モータの磁束巻線の構成のみを例として使用した。ベースプレート２２１０及びカバープレート２２２０のストッパ２２３０の数量は、軸方向磁場を有する別のタイプの永久磁石モータの磁束巻線を形成できるように、さらに増減することができる。これは、本願では限定されない。
この実施形態で提供する巻回装置２２００は、円形断面を有する磁束巻線又は断面形状が限定されない磁束巻線により適している。
図２５は、巻回装置２５００を示す。巻回装置２５００は、ベースプレート２５１０及び制限溝２５２０を含む。これら２つの構成要素の構造は、具体的には以下の通りである：
ベースプレート２５１０は、通常、円盤形状の構造であるか、又は別の構造であってもよい。１つの制限溝２５２０が、ベースプレート２５１０の片側の面に配置され、磁束巻線を入れ子にするように構成される。例えば、図２５に示されるように、制限溝２５２０は、ベースプレート２５１０の中心位置に位置し、これを形成して、軸方向磁場を有する６極１８スロット永久磁石モータに磁束巻線の形状を形成する。
巻回装置２５００が磁束巻線の形状をプレスする工程において、磁束巻線は、最初に制限溝２５２０の形状に類似する形状に曲げられ、次に、曲げられた磁束巻線が徐々にベースプレート２５１０の制限溝２５２０内に埋め込まれ、軸方向磁場を有する６極１８スロット永久磁石モータの磁束巻線の形状を形成する。巻回装置２５００によって最終的にプレスされた磁束巻線の構成構造を図２６に示す。
上記実施形態の巻回装置２５００では、軸方向磁場を有する６極１８スロットの永久磁石モータの磁束巻線の構成のみを例として使用した。制限溝２５２０の形状をさらに変更することができ、それによって、磁束巻線を制限溝２５２０内に埋め込んで、軸方向磁場を有する別のタイプの永久磁石モータの磁束巻線の形状を形成する。これは、本願では限定されない。
この実施形態で提供する巻回装置２５００は、平坦な断面を有する磁束巻線、又は長方形又は台形等の規則的な形状を有する磁束巻線により適している。
本願の一実施形態は、少なくとも１つの駆動モータを含む電気自動車をさらに提供する。駆動モータは、図１～図２１で説明した少なくとも１つのモータステータ及び対応するコンテンツを含む。電気自動車がモータステータを含むので、電気自動車は、モータステータの利点の全て又は少なくともいくつかを有する。
本明細書の説明において、特定の特徴、構造、材料、又は特性は、実施形態又は例のいずれか１つ又は複数において適切な方法で組み合わせることができる。
最後に、前述の実施形態は、単に本願の技術的解決策を説明することを意図しており、本願を限定することを意図していないことに留意されたい。本願は、前述の実施形態を参照して詳細に説明しているが、当業者は、本願の実施形態の技術的解決策の範囲から逸脱することなく、前述の実施形態で説明した技術的解決策に変更を加えたり、そのいくつかの技術的特徴に同等の置換を行ったりできることを理解する必要がある。

Claims (20)

  1. モータステータであって、当該モータステータは、
    ステータコアであって、該ステータコアの外面が、複数のステータスロットを介して前記ステータコアの内面に接続される、ステータコアと、
    少なくとも１つの磁束巻線であって、前記複数のステータスロット内に入れ子にされ、電流を印加すると交番磁束を生成するように構成される磁束巻線と、を含み、
    該磁束巻線は、複数の第１の部分、複数の第２の部分、及び複数の第３の部分を含み、前記複数の第１の部分及び前記複数の第３の部分は、順番に交互に配置され、且つ前記複数の第２の部分を使用して接続され、
    前記第１の部分は、前記磁束巻線に関するものであり且つ前記ステータコアの前記外面に位置する部分であり、前記第２の部分は、前記磁束巻線に関するものであり且つ前記ステータスロット内に埋め込まれる部分であり、前記第３の部分は、前記磁束巻線に関するものであり且つ前記ステータコアの前記内面に位置する部分である、
    モータステータ。
  2. 前記ステータコアは、第１の端面と、該第１の端面の反対側の第２の端面とを含み、前記複数のステータスロットは、前記第１の端面及び／又は前記第２の端面に配置される、請求項１に記載のモータステータ。
  3. 前記ステータスロットは第１の面を含み、該第１の面は、前記ステータスロットに関するものであり且つ隣接するステータスロットに近い面であり、前記モータステータは複数の永久磁石をさらに含み、該永久磁石は、前記第１の面に配置され、且つ永久磁石の磁束を生成するように構成され、該永久磁石の磁束の方向が、前記磁束巻線によって生成される交番磁束の方向に直交している、請求項１に記載のモータステータ。
  4. 前記複数の永久磁石の２つ毎に、同数のステータスロットだけ間隔が空けられる、請求項３に記載のモータステータ。
  5. 前記永久磁石の磁束の前記方向は、前記ステータスロットの前記第１の面に直交している、請求項３に記載のモータステータ。
  6. 前記磁束巻線の形状が、波形状である、請求項１に記載のモータステータ。
  7. 前記磁束巻線の断面形状が、扁平形状又は複数の円の形状であり、前記ステータスロットのスロット開口部が、前記ステータスロットのスロット幅の半分より大きい、請求項１に記載のモータステータ。
  8. 前記磁束巻線の断面形状が複数の円の形状であり、前記ステータスロットのスロット開口部が、前記ステータスロットのスロット幅の半分以下である、請求項１に記載のモータステータ。
  9. 前記複数のステータスロットは、第１の端面及び／又は第２の端面に等間隔で配置される、請求項１に記載のモータステータ。
  10. 複数のステータスロットが、第１の端面及び第２の端面のそれぞれに配置され、
    前記第１の端面のステータスロット及び前記第２の端面のステータスロットが、前記ステータコアのヨーク部分に関して一対の鏡面対称方式で配置される、請求項１に記載のモータステータ。
  11. 前記複数のステータスロットは、第１の端面及び第２の端面のそれぞれに配置され、
    前記磁束巻線の隣接する２つの第２の部分のうちの一方が、前記第１の端面の前記ステータスロット内に埋め込まれ、前記磁束巻線の前記隣接する２つの第２の部分のうちの他方が、前記第２の端面の前記ステータスロット内に埋め込まれる、請求項１に記載のモータステータ。
  12. 前記磁束巻線の前記隣接する２つの第２の部分のうちの一方が、前記第１の端面の第１のステータスロット内に埋め込まれ、前記磁束巻線の前記隣接する２つの第２の部分のうちの他方が、前記第２の端面の第２のステータスロット内に埋め込まれ、前記第１のステータスロット及び前記第２のステータスロットは、前記ステータコアのヨーク部分に関して鏡面対称に配置される、請求項１１に記載のモータステータ。
  13. 前記磁束巻線は、少なくとも１回巻きのコイルを含む、請求項１に記載のモータステータ。
  14. １つの回転シャフト、少なくとも１つのモータロータ、及び少なくとも１つのモータステータを含む駆動モータであって、前記モータステータは、
    ステータコアであって、該ステータコアの外面が、複数のステータスロットを介して前記ステータコアの内面に接続される、ステータコアと、
    少なくとも１つの磁束巻線であって、前記複数のステータスロット内に入れ子にされ、電流を印加すると交番磁束を生成するように構成される磁束巻線と、を含み、
    該磁束巻線は、複数の第１の部分、複数の第２の部分、及び複数の第３の部分を含み、前記複数の第１の部分及び前記複数の第３の部分は、順番に交互に配置され、且つ前記複数の第２の部分を使用して接続され、
    前記第１の部分は、前記磁束巻線に関するものであり且つ前記ステータコアの前記外面に位置する部分であり、前記第２の部分は、前記磁束巻線に関するものであり且つ前記ステータスロット内に埋め込まれる部分であり、前記第３の部分は、前記磁束巻線に関するものであり且つ前記ステータコアの内面に位置する部分であり、
    前記少なくとも１つのモータロータ及び前記少なくとも１つのモータステータは、交互に配置され、且つ前記回転シャフトに入れ子にされる、
    駆動モータ。
  15. 前記ステータコアは、第１の端面と、該第１の端面の反対側の第２の端面とを含み、前記複数のステータスロットは、前記第１の端面及び／又は前記第２の端面に配置される、請求項１４に記載の駆動モータ。
  16. 前記ステータスロットは第１の面を含み、該第１の面は、前記ステータスロットに関するものであり且つ隣接するステータスロットに近い面であり、前記モータステータは複数の永久磁石をさらに含み、該永久磁石は、前記第１の面に配置され、且つ永久磁石の磁束を生成するように構成され、該永久磁石の磁束の方向が、前記磁束巻線によって生成される交番磁束の方向に直交している、請求項１４に記載の駆動モータ。
  17. 前記複数の永久磁石の２つ毎に、同数のステータスロットだけ間隔が空けられる、請求項１６に記載の駆動モータ。
  18. 少なくとも１つの駆動モータを含む電気自動車であって、前記駆動モータは１つの回転シャフト、少なくとも１つのモータロータ、及び少なくとも１つのモータステータを含み、該モータステータは、
    ステータコアであって、該ステータコアの外面が、複数のステータスロットを介して前記ステータコアの内面に接続される、ステータコアと、
    少なくとも１つの磁束巻線であって、前記複数のステータスロット内に入れ子にされ、電流を印加すると交番磁束を生成するように構成される磁束巻線と、を含み、
    該磁束巻線は、複数の第１の部分、複数の第２の部分、及び複数の第３の部分を含み、前記複数の第１の部分及び前記複数の第３の部分は、順番に交互に配置され、且つ前記複数の第２の部分を使用して接続され、
    前記第１の部分は、前記磁束巻線に関するものであり且つ前記ステータコアの前記外面に位置する部分であり、前記第２の部分は、前記磁束巻線に関するものであり且つ前記ステータスロット内に埋め込まれる部分であり、前記第３の部分は、前記磁束巻線に関するものであり且つ前記ステータコアの前記内面に位置する部分であり、
    前記少なくとも１つのモータロータ及び前記少なくとも１つのモータステータは、交互に配置され、且つ前記回転シャフトに入れ子にされる、
    電気自動車。
  19. 前記ステータコアは、第１の端面と、該第１の端面の反対側の第２の端面とを含み、前記複数のステータスロットは、前記第１の端面及び／又は前記第２の端面に配置される、請求項１８に記載の電気自動車。
  20. 前記ステータスロットは第１の面を含み、該第１の面は、前記ステータスロットに関するものであり且つ隣接するステータスロットに近い面であり、前記モータステータは複数の永久磁石をさらに含み、該永久磁石は、前記第１の面に配置され、且つ永久磁石の磁束を生成するように構成され、該永久磁石の磁束の方向が、前記磁束巻線によって生成される交番磁束の方向に直交している、請求項１８に記載の電気自動車。

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