KR20100112122A

KR20100112122A - 액세서리 구동 시스템 및 전기기계적 컨버터의 사용

Info

Publication number: KR20100112122A
Application number: KR1020107014872A
Authority: KR
Inventors: 대런 레이 포스터
Original assignee: 네덜란제 오르가니자티에 포오르 토에게파스트-나투우르베텐샤펠리즈크 온데르조에크 테엔오
Priority date: 2007-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2010-10-18
Also published as: US20110133610A1; EP2231432A1; CN101909913A; WO2009078719A1; JP2011508698A; EP2072310A1

Abstract

본 발명은 전기기계적 컨버터, 특히 전자 변화가능 트랜스미션을 포함하는 액세서리 구동 시스템에 관한 것이다. 컨버터는 그 상부에 장착된 로터를 가지는 주 샤프트, 그 상부에 장착된 인터로터를 가지는 부 샤프트 및, 전기기계적 컨버터의 하우징에 고정 장착되는 스테이터가 제공된다. 방사상 방향으로 상기 주 샤프트로부터 보면, 로터, 인터로터 및 스테이터는 서로에 대해 동심으로 배열된다. 또한, 주 샤프트 또는 부 샤프트의 하나는 엔진의 출력 샤프트와 커플링을 위해 배열되고 주 샤프트 또는 부 샤프트의 다른 하나는 임의의 차량 구동 라인이 없고 기계적 액세서리 유닛의 입력 샤프트와 커플링을 위해 배열된다.

Description

액세서리 구동 시스템 및 전기기계적 컨버터의 사용{AN ACCESSORY DRIVE SYSTEM AND USE OF AN ELECTROMECHANICAL CONVERTER}

본 발명은 전기기계적 컨버터(electromechanical converter), 특히 전자 변화가능 트랜스미션(electric variable transmission)을 포함하고, 그 상부에 장착된 로터(rotor)를 가지는 주 샤프트(primary shaft), 그 상부에 장착된 인터로터(interrotor)를 가지는 부 샤프트(secondary shaft) 및, 전기기계적 컨버터의 하우징에 고정 장착되는 스테이터(stator)가 제공되고, 방사상 방향(radial direction)으로 상기 주 샤프트로부터 보면, 상기 로터, 상기 인터로터 및 상기 스테이터는 서로에 대해 동심으로(concentrically) 배열되고, 상기 로터 및 상기 스테이터는 하나 또는 그 이상의 와인딩을 가지도록 디자인되고, 상기 인터로터는 기계적으로(mechanically) 그리고 전기자기적으로(electromagnetically) 하나의 전체를 형성하며, 적어도 탄젠셜 방향에서 자기 플럭스를 위한 컨덕터로서 배열되는 악세서리 구동 시스템에 관한 것이다.

연소 엔진(combustion engine)을 포함하는 차량 구동 시스템은 종종 예를 들어 에어 컨디셔닝 유닛(air conditioning unit), 쿨링 팬(cooling fan), 오일 펌프(oil pump), 물 펌프(water pump) 및/또는 파워 스티어링 유닛(power steering unit)과 같은 기계적 액세서리 유닛이 갖추어진다. 종래 기술의 시스템으로부터 기계적 액세서리 유닛을 연소 엔진의 출력 크랭크 샤프트(output crank shaft)로 커플링하는 것이 알려져 있다.

종래 차량 구동 시스템의 단점은 엔진이 꺼졌을 때, 기계적 액세서리 유닛도 꺼진다는 것이다. 이는 특히 비교적 긴 정거(stop) 또는 반복 정거 중, 예를 들어 차량 운전자가 교통 신호에서 기다릴 때 특히 단점이 된다.

상기 공지 차량 구동 시스템의 다른 단점은, 액세서리의 입력 샤프트 속도가 연소 엔진의 출력 크랭크 샤프트 속도에 직접 관련되기 때문에, 기계적 액세서리 유닛의 효율이 어떤 환경에서는 낮을 수 있다.

또한, 결합된 연소 엔진과 전기 엔진 구동 시스템이 갖추어진 차량에서, 소위 하이브리드 차량(hybrid vehicle)에서, 기계적 액세서리 유닛은 연소 엔진이 꺼졌을 때, 운행 중이 아닐 때 꺼지고 단지 전기 모터만 활동한다.

선행기술에서, 시스템은 연소 엔진이 꺼졌을 때 하이브리드 차량이 기계적 액세서리 유닛 기능을 제공하도록 시스템이 제공되었다. 일본 특허 공개 JP 2002 204 501은 기계적 액세서리 유닛이 고전압 전기 구동 시스템에 결합되는 시스템을 개시한다. 상기 시스템의 문제는 중요한 파워 로스가 기계적 에너지를 향한 전기 에너지의 전환에서 일어난다는 것이다. 또한, 미국 특허 공개 US 2004/0221594 는 연소 엔진이 기계적 액세서리 유닛을 구동하기 위해 전기 모터에 일방향 클러치(one-way clutch)를 경유하여 연결되는 시스템을 개시한다. 만약 연소 엔진이 꺼지면, 전기 모터는 직접 기계적 액세서리 유닛을 구동할 수 있다. 기계적 액세서리 입력 샤프트의 속도는 기계적 구동 시스템의 속도가 심하게 변할 때 제어되지 않는다. 기계적 액세서리의 적절한 기능을 얻기 위하여, 구동 시스템과 기계적 액세서리 입력 사프트 사이의 커플링이 충분히 높은 입력 샤프트 속도가 보장되도록, 또한 구동 시스템의 낮은 속도에서 그러하도록 디자인된다. 결과적으로, 구동 시스템의 전형적인 속도 범위에서, 입력 샤프트 속도는 액세서리의 적절한 기능에 요구되는 명목 속도(nominal speed)를 실질적으로(substantially) 초과한다. 따라서, 액세서리는 비효율적으로 사용되고 에너지가 낭비된다. 또한 JP '501과 US '594에서 개시된 시스템은 에너지 소모가 있고 비싸다.

또한, 엔진이 잠시 꺼졌을 때(switch off) 온도 컨디셔닝 기능을 지속하기 위해 온도 버퍼로서 작동하는 위상-변화 물질을 포함하는 저장고(reservoir)를 가지는 온도 제어 시스템이 제공된 차량을 제공하는 것이 알려져 있다. 대체적으로 온도 제어 시스템은 온도 컨디셔닝 유동체(fluid) 또는 고체 물질에 기반하여 적용될 수 있다. 온도 제어 시스템은, 예를 들어 EP 1 424 531로부터 알려져 있다. 하지만, 온도 제어 유동체 저장고의 치수가 제한되어, 단순히 상대적으로 작은 공간이 제한된 기간 동안 온도 제어될 수 있다. 또한, 상기 시스템은 복잡하고, 비싸며 큰 대량 생산 차량에 덜 적합하다.

도입 단락에 따른 전기기계적 컨버터는 차량의 구동 메커니즘을 구동하기 위해 국제 특허 공개 WO 03/075437 로부터 알려진다.

EVT(electric variable transmission)은 두 기계적 포트, 예를 들어 주(구동하는) 샤프트와 부(구동되는) 샤프트와, 에너지가 교환될 수 있는 전기 게이트를 가진 전기기계적 컨버터이다. 만약 전기 게이트가 사용되지 않으면, EVT는 공통의 무한 변화가능 트랜스미션으로 작동하고, 전송 비율은 매우 넓은 범위를 가진다. EVT는 차량의 클러치와 기어박스의 조합의 기능에 필적할만한 기능을 발휘한다. EVT으 조합에 있어, 연소 엔진은 사실 파워 소스로 작동하고, 그에 의해 속도는 엔진의 최적 특성에 따라 설정될 수 있다. 연료 소모, 노이즈 레벨(noise level) 및 차량으로부터의 유해 가스(noxious gas)의 배출은 따라서 감소될 수 있다. EVT가 무한히 변화가능한 트랜스미션이기 때문에, 가속 중 기어이동(gearshiting) 충격은 없다. 또한 일정(최대 허용가능한) 파워를 가진 가속이 항상 가능하고, 종래 기어 박스에서는, 시간의 함수로 파워의 대략 톱니형 코스를 가진 가속은 가능하지 않다. 동일 엔진에서, EVT를 가진 가속은 따라서 종래 기어박스보다 더 빠르게 진행한다.

일반적으로, 차량의 전기 시스템에 적용될 수 있는 전압 레벨은 채용되는 배터리 타입에 의해 제한된다. 파워 전자 컨버터를 경유한, EVT의 사용에 있어, 더 높은 전압 레벨이 간단히 생성될 수 있고, 파워는 연소 엔진에 의해서만 제한된다. 이것은 예를 들어 파워 스티어링(power steering)을 위한 펌프, 또는 버스의 컴프세서(compressor)와 같은, 종래 엔진에 의해 직접 구동되는 어떤 부가 장치는 전기적으로 구동될 수 있다는 것을 의미한다. 그것들은 그런 다음 어떤 로드 로스(load loss)도 발생하지 않도록 마음대로 켰다 껐다 할 수 있다.

하지만, 기계적 액세서리 유닛에 대한 에너지 경로가 많은 수의 에너지 전환 단계를 포함하기 때문에, 시스템은 에너지에서 있어 효율적이지 않다. WO '437에 개시된 전기기계적 컨버터의 인터로터에 의해 직접적으로 기계적 액세서리 유닛을 대체 구동함으로써, 액세서리 입력 샤프트 속도가 인터로터가 주로 차량의 바퀴를 구동하는 인터로터 샤프트 속도에 직접 관련될 때, 에너지적으로 비효율적인 시스템이 얻어진다.

본 발명의 목적은 적어도 하나의 상술한 단점이 대응되는 도입 단락에 따른 액세서리 구동 시스템을 제공하는 것이다. 특히, 본 발명은 효율적 작동 동작을 제공하는 도입 단락에 따른 액세서리 구동 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기 목표를 위해, 본 발명에 따른 주 샤프트 또는 부 샤프트의 하나는 엔진의 출력 샤프트와 커플링을 위해 배열되고, 주 샤프트 또는 부 샤프트의 다른 하나는 차량 구동 라인이 없으며 기계적 액세서리 유닛의 입력 샤프트에 커플링을 위해 배열된다.

차량 구동 라인의 구동 없이, 전기기계적 컨버터를 엔진의 출력 샤프트에 그리고 기계 액세서리 유닛의 입력 샤프트에 커플링함으로써, 전기기계적 컨버터의 에너지에 있어 효율적 조작을 유지하면서, 기계 액세서리 유닛의 대략 최적 샤프트가 획득될 수 있다. 결과적으로, 전기기계적 컨버터와 기계적 액세서리 유닛의 전체 성능은 에너지에 있어 효율적 조건 범위 내에서 설정될 수 있고, 주로 차량 구동 속도에 독립적이다.

또한, 로터와 스테이터의 와인딩을 흐르는 전류를 제어함으로써, 기계 액세서리 유닛이 엔진에 의해 또는 전기 소스에 의해 또는 둘 다에 의해 구동될 수 있다. 결과적으로, 기계적 액세서리 유닛은 엔진이 꺼졌을 때도 그 기능을 유지할 수 있다. 전기 소스는 그런 다음 모터가 기계 액세서리 유닛을 구동하기 위해 꺼졌을 때 전기기계적 컨버터로 에너지를 공급할 수 있다.

본 발명은 또한 액세서리 구동 시스템을 포함하는 차량 구동 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 또한 전기기계적 컨버터의 사용에 관한 것이다.

차량 구동 라인의 구동 없이, 전기기계적 컨버터를 엔진의 출력 샤프트에 그리고 기계 액세서리 유닛의 입력 샤프트에 커플링함으로써, 전기기계적 컨버터의 에너지에 있어 효율적 조작을 유지하면서, 기계 액세서리 유닛의 대략 최적 샤프트가 획득될 수 있다. 결과적으로, 전기기계적 컨버터와 기계 액세서리 유닛의 전체 성은은 에너지에 있어 효율적 조건 범위내에서 설정될 수 있고, 주로 차량 구동 속도에 독립적이다.

또한, 로터와 스테이터의 와인딩을 흐르는 전류를 제어함으로써, 기계 액세서리 유닛이 엔진에 의해 또는 전기 소스에 의해 또는 둘 다에 의해 구동될 수 있다. 결과적으로, 기계 액세서리 유닛은 엔진이 꺼졌을 때도 그 기능을 유지할 수 있다. 전기 소스는 그런 다음 모터가 기계 액세서리 유닛을 구동하기 위해 꺼졌을 때 전기기계적 컨버터로 에너지를 공급할 수 있다.

본 발명은 첨부 도면에 표시된 대로 예시적 실시예를 기초하여 더 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 액세서리 구동 시스템의 개략적 도면을 보인다. 그리고
도 2는 도 1의 액세서리 구동 시스템에 사용을 위한 전기 변화가능한 트랜스미션의 개략적 도면을 보인다.
도면에서 대응하는 부분은 가능한 동일한 참조 부호로 지시된다.

도 1은 전기기계적 컨버터(21)를 포함하는, 본 발명에 따른 액세서리 구동 시스템(20)을 개략적으로 보인다. 컨버터는 차량의 연소 엔진(22)에 그리고 기계 액세서리 유닛(23)에 기계적으로 커플링된다. 기계적 액세서리 유닛(23)은 예를 들어, 에어 컨디셔닝 유닛의 펌프, 유압 펌프(hydraulic pump) 또는 파워 스티어링 유닛으로서 실행된다. 하지만, 다른 기계적 액세서리 유닛 타입은 또한 터보 컴프레셔와 같은 것으로 적용될 수 있다.

전기기계적 컨버터, 전기 변화가능한 트랜스미션(EVT)(21)의 기본 구조는 도 2에 개략적으로 표시된다. EVT(21)은 주 샤프트(5)를 가진 주 유도 기계와 부 샤프트(7)를 가진 부 유도 기계가 배열되는 하우징(3)을 포함한다. 두 샤프트(5, 7)은 하우징(3) 내 베어링 장착된다. 주 유도 기계(primary induction machine)는 전기 접근가능한 다상 와인딩을 가지는 슬립 링 전기자(armature)와 비전기 접속가능한 케이지 전기자(cage armature)(9)에 의해 형성된다. 부 유도 기계는 정적 파트(stationary part), 하우징(3)에 고정되게 연결된 스테이터(10) 및, 부 샤프트(7)에 장착된 케이지 전기자(11)를 포함한다. 부 유도 기계의 부 샤프트(7)는 또한 로터(8)에 베어링 장착된다. 스테이터(10)는 전기적으로 접근가능한 다상(polyphase) 와인딩(winding)을 가진다. 로터(8)와 스테이터(10) 사이에서, 전기 에너지는 제어 유닛을 경유하여 교환될 수 있고, 이는 슬립 링(slip ring)과 브러시(brush)의 조합(14)을 경유하여 로터 와인딩에 연결되는 제1 파워 전자 AC/DC 컨버터(12) 및, 제2 파워 전자 AC/DC 컨버터(13)를 포함하고, 이는 둘 다 교번 전압-직접 전압 인버터(alternating voltage-direct voltage inverter)로서 디자인된다. 두 인버터(12, 13)의 DC 터미널은 서로 연결되고, 배터리 또는 슈퍼캡(supercap)과 같은 제어 유닛에 의해 이루어지는 DC 저장 에너지 시스템(2)에 연결된다. 제어 유닛은 와인딩을 흐르는 전류를 제어하기 위해 제어 소자(22)를 포함한다. 따라서, 제어 소자(22)는 데이터 라인(23, 24)를 경유하여 인버터(12, 13)을 제어한다. 주 유도 케이지 전기자(9)와 부 유도 케이지 전기자(11)는 연결되어 인터로터(15)를 형성한다. EVT의 기초는 낮은 로스 속도 비율 제어를 가능하게 하는, 재생 전기자기 클러치로서 작동하는 주 유도 기계이다. 부 기계는, 주 기계로부터의 재생 에너지가 공급되고, 토크 곱(torque multiplication)을 가능하게 하는 부 모터로서 작동한다.

본 발명의 일면에 따른 실시예에서, 인터로터는 자기 회로와 전기 회로를 포함하고, 자기 회로는 자기 플럭스 도전 실린더를 포함하고, 전기 회로는 상기 플럭스 도전 실린더 내 연장되는 많은 수의 전기 회로-형성 와인딩을 포함하며, 인터로터는 로터와 스테이터 사이의 직접 토크의 인가가 인터로터의 자기 포화에서 일어날 수 있도록 탄젠셜 및 방사상 방향으로 자기 플럭스를 위한 도전체로서 배열된다.

주 샤프트(5)는 연소 엔진(22)의 출력 샤프트(24)에 결합되는 반면, 부 샤프트(7)는 기계 액세서리 유닛(23)의 입력 샤프트(26)에 연결된다. 더 상세하게는, 주 샤프트(5)는 트랜스 미션 유닛, 즉 벨트(25) 또는 기어 트랜스미션과 같은 것을 경유하여 엔진(22)의 출력 샤프트(24)에 결합된다. 부 샤프트(7)는 액세서리 유닛(23)의 입력 샤프트(26)에 직접 결합된다. 명백히, 대응하는 샤프트에 대해 주 샤프트와 부 샤프트(7) 둘 다를 커플링하는 것은 트랜스미션 유닛에 의해 직접 또는 간접적으로 형성될 수 있다. 결과적으로, 액세서리 구동 시스템의 조작 중, 전기기계적 컨버터(21)는 엔진(22)에 의해 구동되고, 어떠한 차량 구동 라인도 구동하지 않고 본 발명에 따른 기계적 액세서리 유닛(23)만을 구동한다. 기계적 액세서리 유닛을 독점적으로 구동함으로써, 차량 구동 라인의 샤프트 속도와 기계적 액세서리의 입력 샤프트 사이의 어떠한 의존도 실질적으로 피할 수 있다.

도 1에 도시된 액세서리 구동 시스템(20)은 연소 엔진(22)이 차량 구동 라인을 구동하는, 차량 구동 시스템의 부분을 형성한다.

도 1에 대해 설명된 실시예는 비교적 낮은 샤프트 속도에서도 상대적으로 큰 토크를 요구하는 기계적 액세서리 유닛(23)을 위해 특히 적합하다. 대체적으로, 만약 기계 액세서리 유닛(23)이 비교적 높은 구동 속도와 낮은 토크를 요구한다면, 예를 들어 원심력(centrifugal) 컴프레서의 경우에서처럼, 주 샤프트(5)는 바람직하게 기계 액세서리 유닛(23)의 입력 샤프트(26)에 결합되는 반면, 부 샤프트(7)는 엔진(22)의 출력 샤프트(24)에 결합된다. 이런 식으로, 로터와 인터로터의 기하학적 차이는 최적으로 이용된다.

모터(22)와 액세서리 유닛(23) 사이의 전기기계적 컨버터(21)를 배열함으로써, 액세서리 유닛(23)의 입력 샤프트 구동 속도는 대개 모터 구동 속도와 독립적으로 설정되어, 대부분의 환경에서 액세서리 유닛의 더 효율적인 작동점을 만든다.

전기기계적 컨버터(21)를 적용함으로써, 기계 액세서리 유닛(23)은 기계적으로, 전기적으로 또는 동시에 기계적 전기적으로 조합되어 구동될 수 있다. 예로서, 액세서리 유닛은 엔진(22)이 꺼졌을 때 전기적으로 구동될 수 있다. 전기 DC 저장 시스템(2)은 그런 다음 액세서리 유닛(23)을 구동하도록 파워를 제공한다. 기계적으로 그리고 전기적으로 모두 액세서리 유닛의 입력 샤프트를 구동함으로써, 최적 구동 상태가 에너지 시각으로부터 설정될 수 있다.

또한, 전기 버퍼는, 엔진(22)이 기계적 액세서리 유닛(23)에 의해 요구되는 것보다 더 많은 에너지를 생산할 때 초과 에너지(excess energy)를 저장할 수 있다. 유사하게, 전기 버퍼(2)는, 엔진(22)이 기계적 액세서리 유닛(23)에 의해 필요한 것보다 더 작은 에너지를 생산할 때, 예를 들어 엔진이 유휴(idle) 상태일 때 전기기계적 컨버터에 부가 에너지를 공급할 수 있다. 전기 소스(2)를 제공함으로써 및/또는 트랜스미션 비율을 조절함으로써, 로터/인터로터 속도 비의 최적의 작동 범위는 전기기계적 컨버터에 대해 정의될 수 있다.

본 발명에 따른 바람직한 실시예에서, 로터/인터로터 속도 비율은 대략 일정(unity)하다. 전기기계적 컨버터는 그런 다음 에너지 효율적인 방식으로 작동한다. 본 발명에 따른 다른 바람직한 실시예에서, 로터/인터로터 속도 비율의 범위와 기계적 액세서리 유닛의 구동된 입력 샤프트의 작동 속도는 조합에서 에너지 최적화되어, 에너지 최적화 작동상태가 얻어질 수 있다. 예로서, 로터/인터로터 속도비율의 최적 범위는 1:2 및 2:1 사이의 값으로 설정됨으로써, 상태 1:1을 포함한다. 비록 상기 예시의 경우, 전기기계적 컨버터와 기계적 액세서리 유닛 자체가 부적당하게(suboptimal) 작동하더라도, 전체로서 액세서리 구동 시스템은 EVT의 효율적 작동 범위로 인해 효율적으로 작동되며, 따라서 에너지의 절약의 결과를 만든다.

본 발명에 따른 다른 바람직한 실시예에서, 엔진이 배열되는 차량의 기 결정된 상태 동안, 예를 들어 엔진이 스위치 오프되는 유휴-정지 방식(idle-stop modus) 또는 e-구동 방식(e-drive modus) 동안, 에너지는 로터 및/또는 스테이터의 와인딩을 공급하는 DC 에너지 저장 시스템(2)에 의해 실질적으로 독점적으로 기계적 액세서리 유닛에 제공된다. 유휴-정지 방식에서, 엔진(22)은 짧은 정지, 예를 들어 신호등 정지 또는 승객 출현(drop-off) 정지에서 스위치 오프된다. e-구동 방식은 차량이 하이브리드 구동 시스템의 일부를 형성하는 전기 모터 구동 시스템에 의해 구동되는 상태이다. e-구동 방식 중, 하이브리드 구동 시스템의 일부를 또한 형성하는 연소 엔진은, 스위치 오프될 수 있다. 또한, 상기 기결정된 상태는, 연소 엔진의 출력 크랭크 샤프트가 비교적 낮은 속도, 예를 들어 차량의 정지 중과 같은 상태 또는 연소 엔진이 기결정된 기간보다 짧게 동작하는 상태를 포함한다. 전기 에너지를 전기기계적 컨버터를 경유하여 기계적 액세서리에 공급함으로써, 액세서리의 기능은 바람직하게 제공되고 및/또는 유지될 수 있다.

액세서리 구동 시스템을 작동할 때, 액세서리 유닛을 구동하는데 요구되는 것보다 더 많은 전기 파워를 생성할 수 있다. 상술한 대로, 초과 전기 파워는 예를 들어 전기 버퍼(22) 내 저장될 수 있다. 버퍼는 전기 시스템에 결합될 수 있다. 이런 식으로, 액세서리 구동 시스템(21)은 차량의 교류 발전기(alternator)를 대체할 수 있다.

본 발명은 여기에 설명된 예시 실시예에 한정되지 않는다. 많은 변형예가 가능한 것이 당업자에게 명백할 것이다.

기계적 액세서리 유닛의 입력 샤프트에 결합되는 전기기계적 컨버터의 주 샤프트 또는 부 샤프트는 다른 기계 액세서리 유닛의 입력 샤프트에 또한 결합될 수 있다. 일반적으로, 전기기계적 컨버터는 많은 수의 기계적 액세서리 유닛을 구동하기 위해 배열될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 액세서리 구동 시스템은 다수의 전기기계적 컨버터를 선택적으로 포함할 수 있고, 그 각각은 단일 엔진의 출력 샤프트에 의해 구동되고 하나 또는 그 이상의 기계적 액세서리 유닛을 구동한다.

또한, 본 발명에 따른 액세서리 구동 시스템의 차량 구동 시스템은 차량 구동 라인을 구동하기 위해 분리된 전기기계적 컨버터가 제공될 수 있다. 물론, 다른 구조도 가능하며, 예를 들어 하이브리드 구동 라인도 가능하다.

또한, 로터와 스테이터에 다상 와인딩을 적용하는 대신, 단상 와인딩이 로터 및/또는 스테이터 내에 적용될 수 있다는 것에 유의한다.

유사하게, 전기기계적 컨버터를 구동하기 위해 연소 엔진을 사용하는 대신, 다른 엔진 타입, 예를 들어 가스 터빈이 사용될 수 있다.

예를 들어 인터로터가 케이지 전기자 내 전기적으로 접근가능하지 않은 와인딩의 쌍을 포함하지 않고, 자기 플럭스 도전 실린더를 포함하도록, 인터로터가 다르게 디자인될 수 있고, 그 맞은편에는 예를 들어 블록(block) 형태로 영구적(permanantly) 자기 물질이 배열된다. 선택적으로 영구적 자기 물질이 내장된다. 다른 가능한 실시예에서, 인터로터는 자기 플럭스 도전 실린더를 포함하고, 일면에는 영구적 자기 물질이 적용되고, 다른 쪽에는 전기적으로 접근가능한 와인딩이 배열된, 종방향으로 연장된 그루브(groove)가 제공되었다. 후자의 경우, 하지만 전류 공급점이 인터로터 또는 부 샤프트 상에 존재하는 것을 보장해야 한다; 부 샤프트 상에 슬립 링이 쉽게 장착될 수 있고, 이것을 경유하여 전류가 제공되거나 제거될 수 있다.

다른 변형예가 당업자에게 자명할 것이고, 다음 청구항에 형성된 대로 본 발명의 범위 내 있는 것으로 생각될 것이다.

Claims

전기기계적 컨버터, 특히 전자 변화가능 트랜스미션을 포함하고,
그 상부에 장착된 로터를 가지는 주 샤프트, 그 상부에 장착된 인터로터를 가지는 부 샤프트 및, 전기기계적 컨버터의 하우징에 고정 장착되는 스테이터가 제공되고, 방사상 방향으로 상기 주 샤프트로부터 보면, 상기 로터, 상기 인터로터 및 상기 스테이터는 서로에 대해 동심으로 배열되고, 상기 로터 및 상기 스테이터는 하나 또는 그 이상의 와인딩을 가지도록 디자인되고, 상기 인터로터는 기계적으로 그리고 전기자기적으로 하나의 전체를 형성하며, 적어도 탄젠셜 방향에서 자기 플럭스를 위한 컨덕터로서 배열되고,
상기 주 샤프트 또는 상기 부 샤프트의 하나는 엔진의 출력 샤프트와 커플링을 위해 배열되고, 상기 주 샤프트 또는 상기 부 샤프트의 다른 하나는 임의의 차량 구동 라인이 없고 기계적 악세서리 유닛의 입력 샤프트와 커플링을 위해 배열되는 악세서리 구동 시스템.
제1항에 있어서,
상기 로터 및/또는 상기 스테이터의 하나 또는 그 이상의 와인딩은 단상 또는 다상 타입이고 전기적으로 접근 가능한 악세서리 구동 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 인터로터는 자기 회로 및 전기 회로를 더 포함하고, 상기 자기 회로는 자기 플럭스 도전 실린더를 포함하고, 상기 전기 회로는 상기 플럭스 도전 실린더 내에서 연장되는 많은 수의 전기 회로-형성 와인딩을 포함하며, 상기 로터와 상기 스테이터 사이의 직접 토크의 실행이 상기 인터로터의 자기 포화에서 일어날 수 있도록 상기 인터로터는 탄젠셜 방향과 방사상 방향으로 자기 플럭스를 위한 컨덕터로서 배열되는 악세서리 구동 시스템.
선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 로터 및/또는 상기 스테이터의 전기적으로 접근가능한 와인딩은 상기 와인딩을 흐르는 전류를 제어하기 위한 제어 유닛에 연결되는 악세서리 구동 시스템.
선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주 샤프트는 상기 기계적 악세서리 유닛의 입력 샤프트에 연결되는 악세서리 구동 시스템.
선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기계적 악세서리 유닛은 에어 컨디셔닝 시스템인 악세서리 구동 시스템.
선행하는 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 유닛은 로터 와인딩에 연결된 제1 AC/DC 인버터, 스테이터 와인딩에 연결된 제2 AC/DC 인버터, 상기 와인딩에 흐르는 전류를 제어하기 위한 제어 소자 및, 상기 AC/DC 인버터의 DC 터미널에 연결된 DC 에너지 저장 시스템을 포함하는 악세서리 구동 시스템.
차량의 구동 라인을 구동하는 출력 샤프트를 가지는 엔진을 포함하는 차량 구동 시스템으로서,
상기 시스템은 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 따른 악세서리 구동 시스템을 더 포함하며, 기계적 악세서리 유닛은 입력 샤프트를 가지고, 상기 엔진의 출력 샤프트는 상기 전기기계적 컨버터의 주 샤프트 또는 부 샤프트에 연결되며, 상기 기계적 악세서리 유닛의 상기 입력 샤프트는 상기 전기기계적 컨버터의 부 샤프트 또는 주 샤프트에 각각 연결되는 차량 구동 시스템.
전기기계적 컨버터의 사용, 특히 전자 변화가능 트랜스미션의 사용으로서,
그 상부에 장착된 로터를 가지는 주 샤프트, 그 상부에 장착된 인터로터를 가지는 부 샤프트 및, 전기기계적 컨버터의 하우징에 고정 장착되는 스테이터가 제공되고, 방사상 방향으로 상기 주 샤프트로부터 보면, 상기 로터, 상기 인터로터 및 상기 스테이터는 서로에 대해 동심으로 배열되고, 상기 로터 및 상기 스테이터는 하나 또는 그 이상의 와인딩을 가지도록 디자인되고, 상기 인터로터는 기계적으로 그리고 전기자기적으로 하나의 전체를 형성하며, 적어도 탄젠셜 방향에서 자기 플럭스를 위한 컨덕터로서 배열되고,
상기 주 샤프트 또는 상기 부 샤프트의 하나는 엔진과 커플링을 이루며, 상기 주 샤프트 또는 상기 부 샤프트의 다른 하나는 임의의 차량 구동 라인이 없고 기계적 악세서리 유닛의 입력 샤프트와 커플링을 이루는 전기기계적 컨버터의 사용.
제9항에 있어서,
에너지는, 상기 엔진이 배열되는 차량의 미리 정해진 상태 동안, 상기 로터 및/또는 상기 스테이터의 와인딩에 공급하는 DC 에너지 저장 시스템에 의해 주로 독점적으로 상기 기계적 악세서리 유닛에 제공되는 전기기계적 컨버터의 사용.
제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 로터/인터로터 속도 비율은 대략 일정한 전기기계적 컨버터의 사용.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 로터/인터로터 속도 비율의 범위와 상기 기계적 액세서리 유닛의 상기 구동 입력 샤프트의 작동 속도는 조합으로 에너지적으로 최적화되는 전기기계적 컨버터의 사용.
제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기계적 액세서리 유닛의 상기 입력 샤프트는 동시에 기계적으로 전기적으로 조합되어 구동되는 전기기계적 컨버터의 사용.