JP5479922B2

JP5479922B2 - 電気自動車

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Publication number: JP5479922B2
Application number: JP2010008324A
Authority: JP
Inventors: 博文新; 保河村
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-01-18
Filing date: 2010-01-18
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2030-01-18
Also published as: JP2011147318A

Description

この発明は、電力により駆動される電動モータ（以下、モータという。）の回転トルクを、動力伝達機構を介して車輪に伝達することで走行する電気自動車に関する。

従来から、蓄電装置の電力により駆動されるモータの回転トルクを、動力伝達機構を介して車輪に伝達することで走行する電気自動車においては、前記蓄電装置への１回の充電での走行距離が比較的短い、充電設備が不充実である、並びに充電時間が長いこと等が課題となっている。

また、電気自動車においては、エアコンディショナ等の電装品も電力を消費するため、例えば渋滞等に遭遇すると、走行距離が極端に短くなってしまうという懸念がある。

近時、電気自動車においては、車両に設けられた充電口と、充電スタンドあるいは家庭の電源とを充電ケーブルで接続することにより前記蓄電装置を充電するいわゆるワイヤード充電手法が考えられているが、例えば毎日充電作業を行おうとするときわめて繁雑である。

この繁雑さを解消するために、ワイヤレス充電、換言すれば非接触充電が要望されている（特許文献１）。

特許文献１には、共鳴法によって車両外部の電源から非接触で充電電力を受電し、車載の蓄電装置を充電する電気自動車（電動車両）が開示されている。そして、特許文献１には、２次自己共振コイル（いわゆる共鳴レピータ）が、車体下部に配設されることが好ましいと記載されている。

特許文献２には、ロータの永久磁石による界磁磁束を有効利用して、ステータの界磁コイルに鎖交する鎖交磁束量を増大させるアキシャルギャップモータが提案されている。

特開２００９−１０６１３６号公報（［００１５］）ＷＯ２００７／１４１９４８号公報

しかしながら、上記した特許文献１、２には、アキシャルギャップモータと受電コイルとの車両への最適な配置構成については、何も記載されていない。

この発明は、上記したアキシャルギャップモータに関連してなされたものであり、当該アキシャルギャップモータと、蓄電装置用の受電コイルとの車両内の最適配置構成を考慮した電気自動車を提供することを目的とする。

この発明に係る電気自動車は、軸中心に回転する円柱状のロータと、前記円柱状のロータの少なくとも下面側に対向配置されるステータと、前記ステータに巻回され回転磁界を発生する界磁コイルと、を備えるアキシャルギャップモータと、前記アキシャルギャップモータの電力源である蓄電装置と、を備える電気自動車であって、車両の底部側に前記ステータが水平方向に配置されるように、前記アキシャルギャップモータの軸方向を前記車両の水平方向と直交する方向に配置するとともに、前記アキシャルギャップモータの回転トルクが動力伝達機構を介して駆動輪に伝達するように構成し、前記車両の外部に設けられた送電コイルからの電力を受電し前記蓄電装置に充電電流を供給する受電コイルを、前記ステータの前記車両の底部側に一体的に設けることを特徴とする。

この発明によれば、車両の水平方向と軸が直交するようにアキシャルギャップモータを配置し、受電コイルを、前記アキシャルギャップモータを構成するステータの前記車両の底部側に一体的に設けるようにしたので、前記アキシャルギャップモータと、前記蓄電装置の前記受電コイルとの前記車両内への最適配置が可能となる。換言すれば、受電コイルが、アキシャルギャップモータのステータコアを受電コイルのコア（鉄心）として兼用することができる構成となるので、受電コイルをより多くの磁束を通過させることができる。

この場合、前記ロータは、それぞれが永久磁石を備えた３つの円柱部材により構成され、前記３つの円柱部材は軸中心を揃え軸方向に並んで配置され、それぞれ放射状に前記永久磁石が複数配置されるとともに、周方向に異なる磁極が交互に配置され、当該電気自動車は、前記３つの円柱部材の位相を互いにずらすことにより前記ロータ内の磁束短絡量を調整し、当該磁束短絡量を増大させた状態（位相位置、位相関係）で前記受電コイルが前記送電コイルからの電力を受電するよう構成することにより、ステータコア（ステータ鉄心）を通る永久磁石による磁束量が少なくなる結果、受電コイルとステータコア（ステータ鉄心）により構成される充電回路磁路の磁気抵抗を低くでき、ステータコアの磁束飽和が発生しにくくなり、受電コイルを鎖交する磁束の量が多くなる結果充電効率を高くすることができる。

そして、前記車両の停止時に、前記アキシャルギャップモータの前記３つの円柱部材の位相が、前記ロータ内の磁束短絡量が増大するようにずらされることで、車両の停止時には、いつでも高効率の充電が可能となる状態になっている。なお、車両の停止時であるので、位相をずらしても、車両が走行することはない。

この発明によれば、アキシャルギャップモータのステータコアを、蓄電装置の受電コイルのコアとして兼用することができるので、アキシャルギャップモータと、蓄電装置の受電コイルとの車両内への最適配置が可能にできる。

図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃは、この発明の一実施形態に係る電気自動車の車両搭載主要部品の配置を透視的に説明する側面説明図、背面説明図及び底面説明図である。図２は、図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃに示した電気自動車の車両搭載主要部品と、その配線、配管関係を説明するブロック図である。受電コイル一体型モータ動力機構とドライブシャフトと車輪の関係を説明する一部省略斜視図である。この実施形態に係る受電コイル一体型モータ動力機構と路面との対応関係説明図である。他の実施形態に係る受電コイル一体型モータ動力機構と路面との対応関係説明図である。アキシャルギャップモータの要部斜視図である。アキシャルギャップモータの模式的縦断面図である。位相可変機構の説明図である。遊星歯車機構の速度線図である。モータの弱め界磁位相状態及び強め界磁位相状態等における誘起電圧の説明図である。モータの駆動方法を説明するフローチャートである。充電制御のタイミングを説明するフローチャートである。図１３Ａは、弱め界磁位相状態での磁力線の説明図、図１３Ｂは、強め界磁位相状態での磁力線の説明図である。

以下、この発明に係る電気自動車の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃは、それぞれ、この実施形態に係る電気自動車１０の車両搭載主要部品の配置を透視的に説明する側面説明図、背面説明図及び底面説明図である。

図２は、図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃに示した電気自動車１０の車両搭載主要部品と、その配線、配管関係を説明する概略的ブロック図である。

図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃから分かるように、電気自動車１０（車両）は、リチウムイオン２次電池あるいはキャパシタ等の高圧の蓄電装置１２を備える。薄型で直方体状の蓄電装置１２は、車体１６の図示しない前部座席の下側近傍から車体１６の底部１８に沿って、後部トランク２０側まで延びて配置されている。

車体１６の前部のフロントグリルの後方には、ラジエータ２２が配置され、ラジエータ２２の後方にＥＷＰ（電動水ポンプ）２４が車幅方向にオフセットされて配置されている（図１Ｃ参照）。ＥＷＰ２４が駆動されると、ラジエータ２２及びアキシャルギャップモータ３０を通じる配管の中のクーラントが通流し、ラジエータ２２で熱交換が行われ、アキシャルギャップモータ３０が冷却される。

車体１６の前部であってボンネット下部の室２６には、アキシャルギャップモータ３０と動力伝達機構３２とが一体的に構成されたモータ動力機構３４が配置されている。

この場合、アキシャルギャップモータ３０の軸方向は、車体１６の水平方向Ｘと直交する方向である鉛直方向Ｙに指向している。すなわち、アキシャルギャップモータ３０の軸方向は、鉛直方向Ｙと平行な方向になっている。

図３に示す外周ケースを省略して描いた動力伝達機構３２及び図４に模式的に示す動力伝達機構３２は、アキシャルギャップモータ３０の出力軸の回転を減速するギアトレインからなる減速機構６４及びデファレンシャルギア６６が含まれている。減速機構６４及びデファレンシャルギア６６からなる動力伝達機構３２は、ギアボックス内に収容されている。アキシャルギャップモータ３０の出力軸に減速機構６４の入力側のドリブンギアが連結され、減速機構６４の出力側のドライブギアがデファレンシャルギア６６に連結され、デファレンシャルギア６６にドライブシャフト６８が係合され、ドライブシャフト６８により前輪５０が回転されるようになっている。前輪５０が駆動輪であり、後輪５２は、従動輪である。

なお、ドライブシャフト６８の回転が図示しない回転数センサにより検出され、回転数センサの出力が車速センサ６１の出力、すなわち車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］としてＥＣＵ５８に取り込まれるように構成されている。ＥＣＵ５８は、蓄電装置１２の充電制御、及び後述する位相可変機構２５０を制御する。

図１Ａに示すように、モータ動力機構３４の上部側にインバータ３６及びＶＣＵ（電圧制御ユニット）３８が配置されている。

図１Ａ及び図３、図４に示すように、アキシャルギャップモータ３０の車体１６の底部１８側には水平方向に受電コイル４０が一体的に配置されている。受電コイル４０は、アキシャルギャップモータ３０の外周部ケースの底部に樹脂モールド６２により固定されて、モータ動力機構３４と一体的に構成されている。

図１Ａ及び図１Ｃに示すように、モータ動力機構３４と蓄電装置１２の前部側との間の車体１６の底部１８側に、ダウンバータ４２と充電器４４とが配置されている。

図２に示すように、路面６０下に路面６０に平行に配置される送電コイル５４（図４も参照）からの電力を受電する受電コイル４０の出力線は、充電器４４に接続され、受電コイル４０で受電された電力が充電器４４を通じて蓄電装置１２に充電電流として供給される。すなわち、非接触充電が行われる。

なお、この実施形態において、送電コイル５４及び受電コイル４０は、電磁誘導により電力の授受を行うように構成しているが、これに限らず、図２中、２点鎖線で描いた構成のように、特許文献１等で説明されている共鳴法により電力の授受を行う構成に変更することができる。電気自動車１０は、両方の受電コイル４０、１４０を装備していてもよい。

共鳴法による場合には、図２の２点鎖線部に示すように、路面１６０下に該路面１６０に平行に、同軸上に１次コイル１５６と１次共振コイル１５８からなる受電コイル１５４が配置される一方、電気自動車１０のアキシャルギャップモータ３０の車体１６の底部１８側に水平方向に、同軸上に２次共振器１４２と２次コイル１４４からなる受電コイル１４０が配置される。受電コイル１４０は、後述するように、受電コイル４０同様アキシャルギャップモータ３０の外周部ケースの底部に樹脂モールドされて、モータ動力機構３４（受電コイル一体型モータ動力機構）と一体的に構成されている。

図５に他の実施形態として示すように、電磁誘導による受電コイル４０と共鳴法による受電コイル１４０の両方をアキシャルギャップモータ３０に樹脂モールド６２により一体的に取り付ける場合には、周波数（電磁誘導による周波数＜＜共鳴法による周波数）と電力到達距離（電磁誘導による電力到達距離＜＜共鳴法による電力到達距離）を考慮する。

すなわち、図５に、電気自動車１０Ａとして、模式的に示すように、路面２６０側から順に路面２６０に平行に、同軸上に受電コイル４０と、２次共振器１４２と２次コイル１４４とからなる受電コイル１４０と、を配置することが好ましく、樹脂モールド６２によりモータ動力機構３４のアキシャルギャップモータ３０の底部と一体化する。なお、２次共振器１４２は、コイルとコンデンサとの直列閉回路により構成されることを考慮すれば、コイルを２つに分けて鉛直方向Ｙ上、上下２層に配置するようにしてもよい。

路面側は、路面２６０の下部に示すように、同軸上に路面２６０下に順に水平方向に送電コイル５４、１次共振コイル１５８及び１次コイル１５６を配置する構成、または、図５中、左側に描いた路面１６０の下部に示すように、同軸上に路面１６０下に順に水平方向に１次共振コイル１５８及び１次コイル１５６を配置する構成、あるいは、図５中、右側に描いた路面６０の下部に示すように、路面６０下に水平方向に送電コイル５４を配置する構成のうち、いずれの構成でも図５例の電気自動車１０Ａでは、充電対応可能である。

図５例の電気自動車１０Ａにおいても、アキシャルギャップモータ３０の出力軸に減速機構６４の入力側のドリブンギアが連結され、減速機構６４の出力側のドライブギアがデファレンシャルギア６６に連結され、デファレンシャルギア６６にドライブシャフト６８が係合され、ドライブシャフト６８により前輪５０が回転されるようになっている。

ここで、アキシャルギャップモータ３０の構成について説明する。

図６は、特許文献２に開示されたものと同等のアキシャルギャップモータ３０の要部を示す斜視図である。

図７は、そのアキシャルギャップモータ３０の模式的縦断面に対する磁束の流れの説明図である。なお、このアキシャルギャップモータ３０の構成・作用効果は、上記特許文献２に詳細に記載されており、この発明の主題ではないので、ここでは、概括的に説明する。

図８は、アキシャルギャップモータ３０の位相可変機構２５０の説明図である。

図６及び図７において、図面中、砂目処理を施した部分は永久磁石を示し、出力軸２２５を除く部分は鉄心部分を示す。また、図７及び図８において、×印の部分は、ティース部に巻回される界磁コイル２２６，２２８の断面を示している。永久磁石の磁極Ｎ、Ｓの位置は、図７に示している。

アキシャルギャップモータ３０は、基本的には、出力軸（回転軸）２２５とともに回転可能なロータ２１１と、回転軸の方向の両側からロータ２１１を挟み込むようにして対向配置され、ロータ２１１を回転させる回転磁界を発生する、複数相、この実施形態では３相の固定子巻線がティースに巻回された第１ステータ２１２と第２ステータ２１３とを備えるアキシャルギャップ型のモータである。

ロータ２１１は、３層構造とされており、複数の略扇形の主永久磁石が放射状に装着された中央の層の第２ロータ２２２と、第２ロータ２２２を挟むように配置される複数の直線状の副永久磁石が放射状に装着された第１ロータ２２１と、複数の直線状の副永久磁石が放射状に装着された第３ロータ２２３とから構成される。

第１ロータ２２１と、第２ロータ２２２と、第３ロータ２２３とは、軸２４２（出力軸２２５）の方向に沿って同軸に、順次、積層されるようにして配置されている。

この場合、図８に示すように、ロータ２１１は、少なくとも第１ロータ２２１及び第３ロータ２２３と、第２ロータ２２２との何れか一方、この実施形態では、第１ロータ２２１及び第３ロータ２２３を軸２４２の周りに回転させることによって第１ロータ２２１及び第３ロータ２２３と、第２ロータ２２２との間の相対的な位相を変更可能な位相可変機構２５０とを備えて構成される。

図８に示すように、第１ロータ２２１と第３ロータ２２３とは連結部２２４により機械的に固定されて連結されている。また、第１ロータ２２１の中心軸位置は、図示しない減衰機構に歯合される出力軸２２５に連結している。出力軸２２５は、軸受２２７により支持されている。

一方、軸受２３０に、遊星歯車機構を構成するサンギア２３２が支持されている。サンギア２３２にプラネタリキャリア２３４、２３６を介してリングギア２４０、２３８が歯合している。アクチュエータである角度調整部２３９により軸２４２を回転させることで、プラネタリキャリア２３４が回転軸２４２周りに回動させられると、アキシャルギャップモータ３０の回転状態あるいは停止状態に拘わらず、第１ロータ２２１と、第２ロータ２２２及び第３ロータ２２３との間の永久磁石の相対的な位相を所定位相関係に変更することができる。

例えば、図９に示すサンギア（Ｓ）２３２の回転状態のように、軸２４２周りの回転に対するプラネタリキャリア（Ｃ１）２３６の速度は、角度調整部２３９の作動状態に拘わらずにゼロである。このため、リングギア（Ｒ１）２３８及び第１及び第３ロータ２２１、２２３は、例えば逆転方向に適宜の速度で回転するサンギア２３２に対して、リングギア２３８に対するサンギア２３２のギア比（つまり、増速比）ｇ２に応じた速度で正転方向に回転することになる。

そして、角度調整部２３９の非作動状態においては、軸２４２周りの回転に対するプラネタリキャリア（Ｃ１）２３６の速度はゼロである。このため、リングギア（Ｒ１）２３８及び第１ロータ２２１は、例えば逆転方向に適宜の速度で回転するサンギア（Ｓ）２３２に対して、リングギア（Ｒ１）２３８に対するサンギア（Ｓ）２３２のギア比（つまり、増速比）ｇ１に応じた速度で正転方向に回転することになる。ここで、ギア比ｇ１とギア比ｇ２とは略同等（ｇ１≒ｇ２）であることから、第１ロータ２２１と、第２ロータ２２２及び第３ロータ２２３とは同期回転となり、第１ロータ２２１と、第２ロータ２２２及び第３ロータ２２３との間の相対的な位相は変化せずに維持されることになる。

一方、角度調整部２３９の作動状態（つまり進角動作または遅角動作の実行状態）においては、軸２４２周りの回転に対するプラネタリキャリア（Ｃ２）２３４の速度はゼロ以外の値であって、正転方向または逆転方向に対する適宜の正値または負値となる。このため、リングギア（Ｒ２）２４０及び第１ロータ２２１は、例えば逆転方向に適宜の速度で回転するサンギア（Ｓ）２３２に対して、リングギア（Ｒ２）２４０に対するサンギア（Ｓ）２３２のギア比（つまり、増速比）ｇ１に応じた速度よりも速い速度または遅い速度で正転方向に回転することになる。ここで、ギア比ｇ１とギア比ｇ２とは略同等（ｇ１≒ｇ２）であることから、第１ロータ２２１は第２及び第３ロータ２２２、２２３に比べて増速または減速され、第１ロータ２２１と、第２ロータ２２２及び第３ロータ２２３との間の相対的な位相が変化することになる。

そして、角度調整部２３９は、リングギア２４０に対するサンギア（Ｓ）２３２のギア比（つまり、増速比）ｇ１と、アキシャルギャップモータ３０の極対数ｐとに対し、少なくとも、機械角θ（°）＝（１８０／ｐ）×ｇ１／（１＋ｇ１）だけプラネタリキャリア（Ｃ２）２３４を軸２４２周りの正転方向または逆転方向に回動可能とされている。

これにより、第１ロータ２２１と、第２ロータ２２２及び第３ロータ２２３との間の相対的な位相は、少なくとも電気角の１８０°だけ進角側または遅角側に変化可能となり、アキシャルギャップモータ３０の状態は、弱め界磁位相状態と強め界磁位相状態との間の適宜の状態に設定可能となる。

すなわち、図１０に示すように、位相可変機構２５０により、ステータ２１２、２１３とロータ２１１との位相（電気角）に対して、誘起電圧の大きさを、始動時等に使用される強め界磁位相（誘起電圧大）、走行時のクルージング等に使用される弱め界磁位相（誘起電圧小）、ゼロ界磁位相（誘起電圧ゼロ）に調整（設定）することができる。

位相可変機構２５０を利用したアキシャルギャップモータ３０の位相可変方法について、図１１のフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ１において、例えば回転センサ等により検出される第１ロータ２２１と第２ロータ２２２及び第３ロータ２２３との間の相対的な位相である電気角α［ｄｅｇ］を取得する。

次に、ステップＳ２において、取得した電気角αを、アクシャルギャップモータ３０の極対数ｐ［ｐｏｌｅｓ］に応じて機械角β（＝α／ｐ）［ｄｅｇ］に変換する。

次いで、ステップＳ３において、機械角βと、リングギア２４０（Ｒ２）２４０に対するサンギア（Ｓ）２３２のギア比ｇ２とに応じて、プラネタリキャリア（Ｃ２）２３４を軸２４２周りに回動させる際の回動量である動作角γ（＝β×ｇ２／（１＋ｇ２））［ｄｅｇ］を算出する。

最後に、ステップＳ４において、角度調整部２３９によりプラネタリキャリア（Ｃ２）２３４を軸２４２周りに動作角γだけ回動させ、処理を終了する。

このようにして、第１ロータ２２１と、第２及び第３ロータ２２２、２２３との同期運転の実行状態あるいはアキシャルギャップモータ３０の停止状態であっても第１ロータ２２１と、第２ロータ２２２及び第３ロータ２２３との間の相対的な位相を容易に変更することができる。

すなわち、プラネタリキャリア（Ｃ１）２３６は、ゼロ速度に固定される。プラネタリキャリア（Ｃ２）２３４も、通常は、ゼロ速度に固定される。位相調整時のみプラネタリキャリア（Ｃ２）２３４が回転する。例えば、進角動作時は、プラネタリキャリア（Ｃ２）２３４の正回転により、第２ロータ（Ｒ２）２２２が第１ロータ（Ｒ１）２２１より高速回転となる。プラネタリキャリア（Ｃ２）２３４が止まると同期運転に戻る。サンギア（Ｓ）２３２と第１ロータ（Ｒ１）２２１が停止中もプラネタリキャリア（Ｃ２）２３６によって第２ロータ（Ｒ２）２２２の回転、つまり位相調整が可能となる。

次に、電気自動車１０、１０Ａに対する充電タイミング制御について、図１２のフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ１１において、ＥＣＵ５８は、車両である電気自動車１０、１０Ａが停止しているかどうかを判定する。この車両停止の判定は、車速センサ６１による車速の値がゼロ値、図示しないサイドブレーキがオン状態、または図示しないパーキングブレーキがオン状態のいずれかまたはこれらの組み合わせにより判定する。

車両が停止していない場合には、ステップＳ１２において、充電処理を行うことなく、すなわち、通常の制御状態、例えば、走行状態でフローを終了し、ステップＳ１１の判断の待機状態に入る。

なお、車両が停止していない走行状態等の場合には、蓄電装置１２の電力がＶＣＵ３８を通じて昇圧され、インバータ３６を通じてアキシャルギャップモータ３０が３相駆動される。アキシャルギャップモータ３０の回生時には、インバータ３６及びＶＣＵ３８を通じて蓄電装置１２が充電される。なお、蓄電装置１２の電力はダウンバータ４２を通じて補機であるＥＷＰ２４を駆動し、上述したように、アキシャルギャップモータ３０を冷却する。

その一方、ステップＳ１１の判断において、車両が停止していると判断したときには、ステップＳ１３において、位相可変機構２５０の角度調整部２３９を作動させ、第１ロータ２２１、第２ロータ２２２、及び第３ロータ２２３を弱め界磁位相状態に調整する。

図１３Ａは、強め界磁位相状態でのモータ永久磁石による磁束３０２の流れと、送電コイル５４から受電コイル４０に鎖交する磁束３１０の流れとを模式的に示している。

図１３Ｂは、弱め界磁位相状態でのモータ永久磁石による磁束３０６の流れと、送電コイル５４から受電コイル４０に鎖交する磁束３１２の流れとを模式的に示している。

強め界磁位相状態では、第１〜第３ロータ２２１〜２２３の永久磁石の位置によって形成される磁束３０２がステータ２１２、２１３を磁路として利用するために、ステータ２１２、２１３のコア部分が磁束飽和し、受電コイル４０の磁束３１０の磁路としては磁気抵抗が高くなり、充電効率が悪いことが分かる。

その一方、弱め界磁位相状態では、第１〜第３ロータ２２１〜２２３の永久磁石の位置によって形成される磁束３０６が第１〜第３ロータ２２１〜２２３を磁路として利用するため、ステータ２１２、２１３のコア部分が磁束飽和しない状態になっており、磁気抵抗の低い状態になっている。このため、受電コイル４０の磁束３１２が下側のステータ２１３のコア部分を通り、受電コイル４０の中心をより多くの磁束３１２が鎖交することとなり、充電効率が上がることになる。

受電コイル４０で発生した電力は充電器４４を通じて蓄電装置１２に充電される。

以上説明したように上述した実施形態によれば、電気自動車１０、１０Ａは、軸中心に回転する円柱状のロータ２１１と、前記円柱状のロータ２１１の少なくとも下面側に対向配置されるステータ２１３と、ステータ２１３に巻回され回転磁界を発生する界磁コイル２２６と、を備えるアキシャルギャップモータ３０と、アキシャルギャップモータ３０の電力源である蓄電装置１２と、を備える電気自動車１０、１０Ａであって、車両の底部１８側にステータ２１３が水平方向Ｘに配置されるように、アキシャルギャップモータ３０の軸方向を前記車両の水平方向Ｘと直交する方向（鉛直方向）Ｙに配置するとともに、アキシャルギャップモータ３０の回転トルクが動力伝達機構３２を介して駆動輪である前輪５０に伝達するように構成し、前記車両の外部に設けられた送電コイル５４からの電力を受電し蓄電装置１２に充電電流を供給する受電コイル４０を、ステータ２１３の車両の底部１８側に一体的に設けている。

このように、車両の水平方向Ｘと軸が直交するようにアキシャルギャップモータ３０を配置し、受電コイル４０を、アキシャルギャップモータ３０を構成するステータ２１３の前記車両の底部１８側に一体的に（上記実施形態では、樹脂モールド６２で）設けるようにしたので、アキシャルギャップモータ３０と、蓄電装置１２の受電コイル４０との前記車両内への最適配置が可能となる。換言すれば、受電コイル４０が、アキシャルギャップモータ３０のステータ２１３のコアを受電コイル４０のコア（鉄心）として兼用することができる構成となるので、受電コイル４０をより多くの磁束を通過させることができる。

この場合、ロータ２１１は、それぞれが永久磁石を備えた３つの円柱部材からなる第１〜第３ロータ２２１、２２２、２２３により構成され、前記３つの円柱部材である第１〜第３ロータ２２１、２２２、２２３は軸中心を揃え軸方向に並んで配置され、それぞれ放射状に前記永久磁石が複数配置されるとともに、周方向に異なる磁極が交互に配置され、当該電気自動車１０、１０Ａは、前記３つの円柱部材である第１〜第３ロータ２２１、２２２、２２３の位相を互いにずらすことによりロータ２１１内の磁束短絡量を調整し、当該磁束短絡量を増大させた状態（位相位置、位相関係）である弱め界磁位相状態で受電コイル４０が送電コイル５４からの電力を受電するよう構成することにより、ステータ２１３のコア（ステータ鉄心）を通る永久磁石による磁束量が少なくなる結果、受電コイル４０とステータ２１３のコア（ステータ鉄心）により構成される充電回路磁路の磁気抵抗を低くでき、ステータ２１３のコアの磁束飽和が発生しにくくなり、受電コイル４０を鎖交する磁束の量が多くなる結果、充電効率を高くすることができる。

そして、前記車両の停止時に、アキシャルギャップモータ３０の前記３つの円柱部材である第１〜第３ロータ２２１、２２２、２２３の位相が、ロータ２１１内の磁束短絡量が増大するようにずらされることで、車両の停止時には、いつでも高効率の充電が可能となる状態になっている。なお、車両の停止時であるので、位相をずらしても、車両が走行することはない。

このように上述した実施形態によれば、アキシャルギャップモータ３０のステータ２１３のコアを、蓄電装置１２の受電コイル４０のコアとして兼用することができるので、アキシャルギャップモータ３０と、蓄電装置１２の受電コイル４０との車両内への最適配置が可能にできる。

なお、この発明は、上述の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０、１０Ａ…電気自動車１２…蓄電装置
３０…アキシャルギャップモータ３２…動力伝達機構
４０…受電コイル５４…送電コイル
６２…樹脂モールド２１１…ロータ
２１２、２１３…ステータ２２１〜２２３…第１〜第３ロータ
２５０…位相可変機構

Claims

軸中心に回転する円柱状のロータと、前記円柱状のロータの少なくとも下面側に対向配置されるステータと、前記ステータに巻回され回転磁界を発生する界磁コイルと、を備えるアキシャルギャップモータと、
前記アキシャルギャップモータの電力源である蓄電装置と、を備える電気自動車であって、
車両の底部側に前記ステータが水平方向に配置されるように、前記アキシャルギャップモータの軸方向を前記車両の水平方向と直交する方向に配置するとともに、前記アキシャルギャップモータの回転トルクが動力伝達機構を介して駆動輪に伝達するように構成し、
前記車両の外部に設けられた送電コイルからの電力を受電し前記蓄電装置に充電電流を供給する受電コイルを、前記ステータの前記車両の底部側に一体的に設け、
前記ロータは、それぞれが永久磁石を備えた３つの円柱部材により構成され、前記３つの円柱部材は軸中心を揃え軸方向に並んで配置され、それぞれ放射状に前記永久磁石が複数配置されるとともに、周方向に異なる磁極が交互に配置され、
当該電気自動車は、前記３つの円柱部材の位相を互いにずらすことにより前記ロータ内の磁束短絡量を調整し、当該磁束短絡量を増大させた状態で前記受電コイルが前記送電コイルからの電力を受電する
ことを特徴とする電気自動車。
請求項１記載の電気自動車において、
前記車両の停止時に、前記アキシャルギャップモータの前記３つの円柱部材の位相が、前記ロータ内の磁束短絡量が増大するようにずらされる
ことを特徴とする電気自動車。