KR20140137394A - 차량 모터 조립체 - Google Patents

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KR20140137394A
KR20140137394A KR1020147026878A KR20147026878A KR20140137394A KR 20140137394 A KR20140137394 A KR 20140137394A KR 1020147026878 A KR1020147026878 A KR 1020147026878A KR 20147026878 A KR20147026878 A KR 20147026878A KR 20140137394 A KR20140137394 A KR 20140137394A
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assembly
stator
motor
windings
teeth
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KR1020147026878A
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Inventor
다니엘 기 영 김
에릭 밀러
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리트 모터스 코포레이션
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Abstract

본원 발명의 실시예는 회전자 조립체 및 상기 회전자 조립체를 회전 구동하기 위한 고정자 조립체를 포함하는 모터를 개시한다. 고정자 조립체가 본체, 상기 본체로부터 방사상으로 연장하는 복수의 치형부, 및 적어도 2개의 권선 세트를 가지고, 상기 각각의 권선 세트가 상기 치형부 상에 권선된 코일을 포함한다. 적어도 2개의 권선 세트가 상기 회전자 조립체를 제1 가변 동작 범위로 구동하기 위한 제1 세트, 및 상기 회전자 조립체를 상기 제1 범위와 상이한 제2 가변 동작 범위로 구동하기 위한 제2 세트를 포함한다. 회전자 조립체가 전기 모터에서 이용될 수 있거나(즉, 회전자 조립체가 플라이휘일이다), 구동 모터에서 이용될 수 있을 것이다.

Description

차량 모터 조립체{VEHICLE MOTOR ASSEMBLIES}
본원은 2012년 2월 27일자로 출원된 가출원 61/603,881 및 2012년 2월 27일자로 출원된 가출원 61/603,883에 대한 우선권을 주장한다.
본원 발명의 실시예는 일반적으로 운송 차량에 관한 것이고, 보다 특히 운송 차량에서 이용되는 모터에 관한 것이다.
하이브리드, 전기, 및 연료 전지 차량과 같은 대안적인 차량에 대한 수요가 증가함에 따라, 기존의 기술적 해결책은 차량 디자인의 효율에 있어서 제한적인 인자가 되어가고 있다. 예를 들어, 하이브리드 차량에서, 전기 모터는 큰 토크량이 요구될 때 저속 조건들에 대해서 이용되는 한편, 분리된 가스 엔진은 엔진 효율이 요구될 때 고속 조건에서 사용된다. 2개의 엔진의 이용은 차량의 파워 해결책을 위해서 요구되는 공간을 증가시키고, 그에 의해서 차량의 내부 부피를 감소시킨다.
또한, 고효율 차량에 대한 수요가 증가함에 따라, 차량 중량을 최소화시키고 차량 내부 부피를 최대화하는 것이 중요해지기 시작했다. 차량 구동트레인 부피를 감소시키기 위한 현재의 해결책은 차량 핸들링을 상당히 저하시키는 경향이 있고, 모서리 진입 및 진출 속력을 감소시키고, 강우 또는 강설과 같은 혹독한 환경 조건에서 트랙션(traction)을 감소시키는 경향을 가진다. 차량의 구동 트레인을 위해서 필요한 부피를 감소시키는 한편, 차량 내부 부피 및 차량 조작성에 대한 효율을 또한 증가시키는 해결책이 요구되고 있다.
본원 발명의 비제한적 및 비배타적 실시예가 이하의 도면을 참조하여 설명되고, 그러한 도면에서, 달리 구체적으로 기재하는 바가 없는 경우에, 여러 도면 전체를 통해서 유사한 참조 번호가 유사한 부품을 지칭한다. 이하의 도면이 실척(scale)으로 도시되지 않았을 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다.
도 1a는 본원 발명의 실시예에 따른 회전자 및 고정자 조립체의 도면이다.
도 1b는 종래 기술 고정자 조립체의 도면이다.
도 2는 본원 발명의 실시예에 따른 회전자 및 고정자 조립체의 도면이다.
도 3은 본원 발명의 하나 이상의 실시예를 포함하는 직선형 2-휘일형 차량(inline two-wheeled vehicle)을 도시한다.
도 4a 및 4b는 본원 발명의 실시예에 따른 구동 휘일 모터를 도시한다.
도 5a-5d는 본원 발명의 실시예에 따른 구동 휘일 모터를 도시한다.
이하에서 설명되는 실시예의 일부 또는 모두를 도시할 수 있는 도면에 관한 설명뿐만 아니라, 여기에서 제시된 발명의 개념의 다른 잠재적인 실시예 또는 구현예에 관한 설명을 포함하는, 특정 상세 내용 및 구현예에 관한 설명이 이하에서 기술된다. 본원 발명의 실시예에 관한 개관이 이하에서 제공되고, 이어서 도면을 참조한 보다 구체적인 설명이 제공된다.
본원 발명의 실시예는 회전자 조립체를 다중 가변 동작 범위로 회전식으로 구동시키기 위해서 회전자 조립체 및 고정자 조립체를 가지는 모터를 이용하는 방법, 시스템 및 장치를 설명한다.
이하의 설명에서, 실시예의 완전한 이해를 위해서, 수많은 구체적인 상세 내용이 기술된다. 그러나, 당업자는, 여기에서 개시된 기술이 구체적인 상세 내용 중 하나 이상이 없이도, 또는 다른 방법, 구성요소, 재료 등으로 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 다른 경우에, 특정 양태들을 모호하게 하는 것을 방지하기 위해서, 주지의 구조, 재료, 또는 동작을 구체적으로 제시하거나 설명하지 않았다.
도 1a는 본원 발명의 실시예에 따른 회전자 및 고정자 조립체의 도면이다. 도 1a는 고정자 조립체(100) 주위로(즉, 외부에서) 회전하기 위한 회전자 조립체(150)를 도시한다. 상기 고정자 조립체는 본체(102) 및 상기 본체로부터 방사상 외측으로 연장하는 복수의 치형부(대안적으로, 여기에서, 고정자 폴(pole)로 지칭된다)를 포함한다. 이러한 예에서, 상기 복수의 치형부가 치형부(110-115) 및 치형부(120-125)를 포함하는 것으로 도시되어 있다.
회전자 조립체(150) 및 고정자 조립체(100)와 같은 회전하는 그리고 정지적인 구성요소들을 이용하는 모터가, 모터 원리에 따라서 전기 에너지를 기계적인 에너지로 변환하기 위해서 또는 발전기 원리에 따라서 기계적인 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위해서 자기장을 이용할 수 있을 것이다.
예를 들어, 전기 모터의 고정자 구성요소가 금속 플레이트의 적층체를 포함하여, 요크(yoke) 및 많은 수의 치형부를 형성할 수 있을 것이다. 이러한 치형부들 사이의 슬롯 내에, 많은 수의 코일을 포함하는 전기 권선(electrical winding)이 제공될 수 있을 것이다. 전류가 이러한 권선을 통해서 흐를 때, 권선이 전기 모터의 자기장을 생성한다. 상기 전기 모터의 회전자 구성요소가, 예를 들어, 플레이트의 적층체를 포함할 수 있을 것이고, 그 위에 많은 수의 자석(예를 들어, 영구 자석)이 장착된다.
이러한 실시예에서, 고정자 조립체(100)가 적어도 2개의 권선 세트를 포함하고, 각각의 권선 세트가 고정자 조립체의 치형부 상에 권선된 코일을 포함한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 치형부(110-115) 상의 권선은 회전자 조립체(150)를 제1 가변 동작 범위로 구동하기 위한 제1 세트를 포함하고, 치형부(120-125) 상의 권선은 회전자 조립체(150)를 상기 제1 범위와 상이한 제2 가변 동작 범위로 구동하기 위한 제2 세트를 포함한다.
이러한 예에서, 제1 세트의 권선이 치형부(110-115) 상에 권선된 제1 수의 코일을 포함하고, 제2 세트의 권선이 치형부(120-125) 상에 권선된, 상기 제1 수 보다 적은, 제2 수의 코일을 포함한다. 제1 및 제2 세트의 권선이 또한 고정자 조립체(100)의 교번적인 치형부 상에 권선되는 것으로 도시되어 있다.
일부 실시예에서, 전술한 제1 및 제2 가변 동작 범위가 회전자 속력을 포함한다(예를 들어, 제1 범위가 0-500 RPM일 수 있는 한편, 제2 범위가 500+ RPM일 수 있을 것이다). 다른 실시예에서, 제1 및 제2 동작 범위가 동력 효율 범위를 포함한다(예를 들어, 제1 범위의 동력-입력/동력-출력 백분율이 85% 일 수 있는 한편, 제2 범위의 동력-입력/동력-출력 백분율이 90% 일 수 있을 것이다).
일부 실시예에서, 고정자는, 권선 중 하나의 고장의 경우에, 전기 모터의 동작을 보장하기 위해서 여분의 권선을 가진다. 예를 들어, 도 1a에서, 치형부(120-125) 상에 권선된 코일이 여분의 세트 - 예를 들어 치형부(125) 상의 여분의 권선(125A) - 를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 다른 실시예에서, 상기 여분의 권선이 분리된 치형부 상의 다른 권선 세트를 포함할 수 있을 것이다.
일부 실시예에서, 고정자 조립체(100) 및 회전자 조립체(150)가 다중 동작 모드를 가지는 차량 에너지 저장 적용예(application)에서 플라이휘일 모터 내에서 이용될 수 있을 것이다. 이러한 모드의 각각이 상이한 요건을 가지고, 종래 기술의 해결책에서 존재하지 않았던 이러한 모드 전부를 충족시키기 위한 적절한 단일 디자인을 생성한다(즉, 도 1b의 종래 기술의 고정자(190 및 195)와 같은 분리된 고정자 조립체가 이용될 수 있을 것이나; 본원 발명의 일부 실시예에서, 고정자(190 또는 195)와 같은 고정자 조립체가 전술한 여분의 권선의 세트를 포함한다). 치형부(110-115 및 120-125) 상의 권선의 상이한 세트가 하나 초과의 코일 권선의 세트를 포함하고, 각각의 코일 권선의 세트가 이러한 모드의 각각을 보다 잘 충족시킬 수 있도록 허용하기 위한 상이한 매개변수를 가진다.
예를 들어, 하나의 모드가 시동/에너지 주입/에너지 회수 모드(즉, 종래 기술의 고정자 조립체(195) 및 고정자 조립체(100)의 치형부(120-125) 상의 권선과 유사한 권선에 의해서 달성되는 모드)일 수 있을 것이다. 이러한 모드에서 최적의 작업을 위한 요건이 매우 많은 양의 동력을 신속하게 전달할 수 있는 능력을 포함한다. 이러한 것을 달성하기 위한 하나의 방식은 고정자 폴/치형부 마다(per) 보다 적은 권선(turn)을 갖는 보다 큰 직경 와이어를 이용하는 것이다. 제2 모드는 낮은 동력, 고속, 적은 변화 모드이다. 이러한 모드의 경우에, 보다 많은 권선을 가지는 보다 작은 직경 와이어가 최적일 수 있을 것이다(즉, 종래 기술의 고정자 조립체(190) 및 고정자 조립체(100)의 치형부(110-115) 상의 권선과 유사한 권선에 의해서). 일부 실시예에서, 다중 모드가 6으로 분할가능한 수량의 고정자 치형부를 가지는 휘일에서 형성될 수 있을 것이다(예를 들어, 모터(100)에서 도시된 바와 같은, 2개의 동작 모드를 위한 12개의 고정자 치형부, 3개의 동작 모드를 위한 18개의 고정자 치형부, 등). 전술한 예 이외의 다른 가능한 모드가 존재하고, 다른 실시예 내의 세분화(granularity) 정도가 동일한 고정자 치형부 주위의 권선의 다수 세트를 이용하는 것에 의해서, 또는 인접한 또는 인접하지 않은 치형부 주위에 연결되지 않은 세트를 가지는 것에 의해서 달성될 수 있을 것이다.
도 2는 본원 발명의 실시예에 따른 회전자 및 고정자 조립체의 도면이다. 이러한 실시예에서, 회전자 조립체(250)가 고정자 조립체(200) 내에서(즉, 내부에서) 회전하도록 구성된다. 상기 회전자 조립체가 본체(202), 상기 본체로부터 방사상 내측으로 연장하는 복수의 치형부(그 대신에, 여기에서 고정자 폴로서 지칭된다)를 포함한다. 이러한 예에서, 상기 복수의 치형부가 치형부(210-215) 및 치형부(220-225)를 포함하는 것으로 도시되어 있다.
이러한 실시예에서, 고정자 조립체(200)가 적어도 2개의 권선 세트를 포함하고, 각각의 권선 세트가 고정자 조립체의 치형부 상에 권선된 코일을 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 치형부(210-215) 상의 권선은 회전자 조립체(250)를 제1 가변 동작 범위로 구동하기 위한 제1 세트를 포함하고, 치형부(220-225) 상의 권선은 회전자 조립체(250)를 상기 제1 범위와 상이한 제2 가변 동작 범위로 구동하기 위한 제2 세트를 포함한다.
이러한 예에서, 제1 세트의 권선이 치형부(210-215) 상에 권선된 제1 수의 코일을 포함하고, 제2 세트의 권선이 치형부(220-225) 상에 권선된, 상기 제1 수 보다 적은, 제2 수의 코일을 포함한다. 제1 및 제2 세트의 권선이 또한 고정자 조립체(200)의 교번적인 치형부 상에 권선되는 것으로 도시되어 있다. 다른 실시예는 2 초과의 상이한 권선의 세트, 동일한 고정자 치형부 주위의 권선의 다수 세트, 또는 인접하거나 인접하지 않은 치형부 주위의 연결되지 않은 세트를 가짐으로써 포함할 수 있을 것이다.
도 3은 본원 발명의 하나 이상의 실시예를 포함하는 직선형 2-휘일형 차량을 도시한다. 이러한 실시예에서, 차량(300)이 차량 프레임(302)을 포함하고, 제1 및 제2 구동 휘일(310 및 320)을 더 포함한다. 제1 및 제2 구동 휘일 모터 발전기(312 및 322)가 각각 구동 체인(314 및 324)을 통해서 구동 휘일(310 및 320)에 각각 커플링된다. 대안적인 실시예에서, 상기 구동 휘일 모터가, 상기 구동 체인을 이용하지 않는 휘일-내(in-wheel) 허브 모터를 포함할 수 있을 것이다. 구동 휘일 모터 발전기 각각이 전술한 회전자 및 고정자 조립체의 실시예를 가지는 모터를 포함한다.
이러한 실시예에서, 자이로(gyro) 안정화 유닛(330)이 차량 프레임(302)을 통해서 차량(300)에 커플링된다. 자이로 안정화기(330)가 플라이휘일(332 및 334)을 수용하는 제1 및 제2 자이로 조립체를 포함할 수 있을 것이고; 상기 플라이휘일은 크기 및 재료 조성이 상이할 수 있거나, 실질적으로 동일할 수 있을 것이다. 상기 제1 및 제2 자이로 조립체는 그들의 각각의 플라이휘일을 구동하기 위한 플라이휘일 모터-발전기를 추가적으로 수용할 수 있을 것이다. 이러한 플라이휘일-모터 발전기 각각이 전술한 회전자 및 고정자 조립체의 실시예를 가지는 모터를 포함할 수 있을 것이다.
이러한 실시예에서, 차량(300)이 배터리 뱅크(340), 커패시터 뱅크(342), 그리고 상기 배터리 뱅크(340), 커패시터 뱅크(342)와 전기적으로 소통하는 동력 스위칭 회로를 가지는 에너지 저장 유닛을 더 포함하고, 전술한 구동 휘일 모터-발전기 및 플라이휘일 모터-발전기 중 임의의 것이 전술한 회전자 및 고정자 조립체의 실시예를 가진다. 동력 스위칭 회로망이 본원 발명의 실시예에 따른 회전자 및 고정자 조립체를 이용하는 모터의 다중 동작 모드를 제어할 수 있을 것이고 - 예를 들어, 차량 에너지 저장 적용예가 상기 고정자 조립체에 의해서 허용가능한 다중 동작 모드를 이용한다. 다른 실시예에서, 상기 동력 스위칭 회로망이 디지털 로직, 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 프로세서-실행 소프트웨어 모듈, 또는 회로망, 로직, 및 모듈의 임의 조합을 포함할 수 있을 것이다.
본원 발명의 실시예는, 동력을 휘일로 전달하기 위해서 휘일 허브 내에 포함되는 휘일 및 모터를 포함하기 위한 휘일 허브를 이용하는 방법, 시스템, 및 장치를 개시한다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 본원 발명의 실시예는 차량 구동트레인 부피를 감소시키고 차량 내부 부피의 효율을 증가시키는 한편, 차량의 조작성에는 부정적인 영향을 미치지 않는다.
도 4a 및 4b는 본원 발명의 실시예에 따른 구동 휘일 모터를 도시한다. 이러한 실시예에서, 휘일(402), 휘일 허브(404), 그리고 상기 휘일 및 휘일 허브에 커플링된 스윙 아암 조립체(406)를 포함하는 것으로, 장치(400)가 도 4에 도시되어 있다. 이러한 실시예에서, 휘일(402)이 차량의 뒤쪽 휘일을 포함하고; 다른 유사한 실시예에서, 휘일(402)이 차량의 앞쪽 휘일을 포함할 수 있을 것이다. 스윙 아암 조립체(406)가 발진(oscillating) 방식으로 차량 프레임으로 커플링되는 것으로 도시되어 있고, 그에 따라 사용자가 뒤쪽 휘일(402)을 "터닝(turn)"시킬 수 있게 하고 - 즉, 뒤쪽 휘일이 차량의 조향 시스템에 응답하여 이동한다. 그에 따라, 임의의 앞쪽 휘일 조작성과 함께 뒤쪽 휘일이 터닝되게 함으로써 차량 조작성이 크기 개선된다(예를 들어, 스윙 아암 조립체(406)가 정확한 조향 능력을 허용한다).
이러한 실시예에서, 휘일 허브(404)는, 동력을 휘일(402)로 전달하기 위해서 휘일 허브 내에 포함되는 모터(410)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 단일 휘일로 힘을 인가하기 위한 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 구동 휘일 모터가 복수의 휘일로 힘을 인가하도록 구성될 수 있을 것이다(예를 들어, 단일 스윙 아암 조립체가, 각 측부에 휘일을 가지는, 양면형(double-sided) 스윙 아암 조립체를 포함하는 실시예). 도 4b는, 액슬(412), 액슬 케이스(414), 고정자(416) 및 회전자(418)를 포함하는, 모터(410)의 구성요소를 도시한다. 액슬 케이스(414)가 스윙 아암(406)에 고정적으로 부착되고, 액슬(412)이 베어링 부재(미도시)를 통해서 액슬 케이스 내에서 회전가능하게 지지된다.
이러한 실시예에서, 고정자(416) 및 회전자(418)가 휘일(402)로 인가되는 회전력을 생성하는 것으로 도시되어 있다. 예를 들어, 전기 모터의 회전자 구성요소가 금속 플레이트들의 적층체를 포함하여, 요크 및 복수의 치형부를 형성할 수 있을 것이다. 이러한 치형부들 사이의 슬롯들 내에서, 많은 수의 코일을 포함하는 전기 권선이 제공될 수 있을 것이다. 전류가 이러한 권선을 통해서 흐를 때, 권선이 전기 모터의 자기장을 생성하고, 상기 자기장은 회전자 조립체가 회전되게 한다. 상기 전기 모터의 회전자 구성요소가, 예를 들어, 플레이트의 적층체를 포함할 수 있을 것이고, 그 위에 많은 수의 자석(예를 들어, 영구 자석)이 장착된다. 동력 전달 부재(420)가 모터(410)의 회전 동력을 휘일(402)로 제어식으로 인가하는 것을 제공하는 것으로 도시되어 있다.
그에 따라, 이러한 실시예에서, 뒤쪽 휘일이 차량의 조향 시스템에 응답하여 터닝할 수 있게 허용하는 것에 의해서, 차량 조작성이 상당히 증가된다. 또한, 휘일 허브(404) 내에 포함된 모터(410)를 가지는 것은, 차량 구동 모터가 차량의 내부 부피에 부정적인 영향을 미치지 않도록 한다.
도 5a-5d는 본원 발명의 실시예에 따른 구동 휘일 모터를 도시한다. 이러한 실시예에서, 통합된 휘일 허브 모터(예를 들어, 전기 모터)를 가지는 중앙 허브 조향 메커니즘이 앞쪽 휘일을 차량 프레임에 커플링시키는 것으로 도시되어 있다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 휘일(500)이 허브 모터의 중앙 액슬을 통해서 차량 프레임에 커플링된 차량의 앞쪽 휘일 및 조향 조립체(510)를 포함하고; 다른 유사한 실시예에서, 휘일(500)이 차량의 뒤쪽을 포함할 수 있을 것이다. 이하에서 설명하는 바와 같이, 이러한 실시예에서, 중앙 액슬이 스핀(spin)하지 않고; 휘일 구동 모터(이하에서 설명됨)가 회전력을 앞쪽 휘일(500)로 인가하고, 회전력을 액슬로 인가하지 않도록 복수의 베어링을 통해서 중앙 액슬로 커플링된다. 그에 따라, 중심 액슬이 조향을 위해서 이용될 수 있을 것이다(그리고, 그에 따라, 여기에서 "조향 액슬"로서 달리 지칭된다).
앞쪽 휘일(500)의 허브는, 회전력을 휘일(500)로 인가하기 위해서, 허브 모터 및 조향 조립체(510)를 포함하는 것으로 도 5b의 횡단면에 도시되어 있다. 본원 발명의 실시예에 따른 허브-중심 모터 및 조향 시스템은 베어링 상의 아암, 또는 아암들을 이용하고, 그에 따라 현가 시스템과 통합된 상향 휘일 편향을 허용한다. 전기 모터/발전기 권선 및 전기자가, 전기를 생산하는 휘일 및 허브의 부품이 된다. 단일 휘일로 힘을 인가하는 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 상기 구동 휘일 모터가 복수의 휘일로 힘을 인가하도록 구성될 수 있을 것이다. 또한, 이하에서 설명되는 바와 같이, 본원 발명의 실시예가 차량용 에너지 회수 시스템의 부품으로서 추가적으로 이용될 수 있을 것이다.
도 5c는 허브 모터 및 조향 조립체(510) 및 현가 조립체(502)를 도시한다. 이러한 실시예에서, 휘일(500)을 위한 제동 시스템이 현가 조립체(502)의 커버/하우징으로 통합된 브레이크 액추에이터 모듈을 통해서 제어된다. 도 5c는, 허브-모터 케이블 및 액추에이터 모듈-대-액추에이터 제어 유닛(미도시) 케이블을 포함할 수 있는, 케이블(504)을 추가적으로 도시한다. 그에 따라, 현가 아암 조립체(502)가, 복수의 동력 공급 케이블, 브레이크/조향 활성화장치 모듈 또는 여분의 기계적인 제동 시스템을 수용하는 현가 아암 커버를 포함할 수 있을 것이다.
도 5c 및 5d는 허브 모터의 구성요소(511-519) 및 조향 조립체(510)를 도시한다. 이러한 실시예에서, 허브 모터 및 조향 조립체(510)가 제1 현가 아암(511), 4개의 바아 링키지 장착부(512), 휘일 베어링(513), 스핀들 캡(514), 스핀들 베어링(515), 허브 스핀들(516), 스핀들 캡(517), 전기 모터(518), 및 제2 현가 아암(519)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 상기 현가 아암이 또한 전술한 스윙 아암(예를 들어, 도 1의 스윙 아암 조립체(106))을 포함할 수 있을 것이다. 전기 모터(518)가 고정자 조립체(518A), 코일/동력 전자장치/인버터(518B), 영구 자석(518C), 및 회전자(518D)를 더 포함하는 것으로 도시되어 있다. 상기 회전자 및 고정자 조립체는 휘일(500)로 인가하기 위한 회전력을 생성한다. 동력 전달 부재(미도시)를 이용하여, 모터(510)의 회전 동력을 휘일(500)로 제어식으로 인가하는 것을 제공할 수 있을 것이다.
일부 실시예에서, 전술한 앞쪽 및 뒤쪽 휘일 실시예에서와 같은 허브-내 전기 모터가 트랙션 모터 및 2-휘일형, 자가-균형 차량(예를 들어, 도 3에 도시된 그리고 전술한 차량) 내의 재생 제동 시스템의 부품으로서 작용할 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 상기 전기 모터가 트랙션 모터로서만 작용할 수 있을 것이다. 모든 실시예에서, 하나 이상의 허브-내 전기 모터를 이용하는 것은, 차량 핸들링을 저하시키지 않고, 모서리 진입 및 진출 속력에 부정적인 영향을 미치지 않고, 강우 또는 강설과 같은 혹독한 환경 조건에서 트랙션을 감소시키지 않고, 구동 모터 저장부(storage)로서 지정된 차량 프레임 내의 공간의 양을 상당히 감소시키지 않는다.
따라서, 도 3을 참조하면, 제1 및 제2 구동 휘일 모터 발전기(312 및 322) 각각이, 각각의 구동 휘일(310 및 320)의 허브 내에 포함될 수 있고, 전술한 임의의 전기 모터 실시예를 포함할 수 있을 것이다(그에 따라, 구동 체인(314 및 324)을 이용하지 않는다). 예를 들어, 구동 휘일 모터(322)가 도 5a-2d에 도시된 앞쪽 휘일 모터를 포함할 수 있을 것이고, 구동 휘일 모터(312)가 도 4a-4b에 도시된 조향가능한 뒤쪽-휘일 모터를 포함할 수 있을 것이다.
전술한 설명이 예시적인 것으로 의도된 것이고, 제한적으로 의도된 것이 아님을 이해할 수 있을 것이다. 상기 설명을 읽고 이해한 당업자는 많은 다른 실시예를 자명하게 이해할 수 있을 것이다. 그에 따라, 개시 내용의 범위가, 청구항에 의한 전체 균등 범위와 함께, 첨부된 청구항을 참조하여 결정되어야 할 것이다.
전술한 구체적인 설명의 일부 부분이 동작의 알고리즘 및 심볼화된 표상과 관련하여 컴퓨터 메모리 내의 데이터 비트로 표현된다. 이러한 알고리즘적인 기술 내용 및 표상은 데이터 프로세싱 분야의 당업자가 그들의 작업의 본질을 다른 당업자에게 가장 효과적으로 전달하기 위해서 이용되는 수단이다. 알고리즘은, 여기에서 그리고 일반적으로, 희망 결과를 유도하는 일관성 있는 일련의 동작으로 변환된다. 동작들은, 물리적 양의 물리적 조작을 필요로 하는 것이다. 일반적으로, 비록 필수적인 것은 아니지만, 이러한 양은 저장, 전송, 조합, 비교, 및 달리 조작될 수 있는 전기적 또는 자기적 신호의 형태를 취한다. 그러한 양은, 주로 일반적인 사용을 이유로, 그러한 신호를 비트, 값, 요소, 심볼, 문자, 용어, 숫자, 수치, 등으로 종종 지칭하는 것이 편리한 것으로 확인되었다.
그러나, 이들 또는 유사한 용어 모두는 적절한 물리량과 연관되고, 그러한 양에 적용되는 단지 편리한 표지(label)일 뿐임을 이해하여야 할 것이다. 달리 구체적으로 언급되지 않은 경우에, 전술한 설명에서 자명한 바와 같이, 설명 전반에 걸쳐서, "캡쳐링하는 것", "전달하는 것", "수신하는 것", "구문 분석하는 것", "형성하는 것", 모니터링하는 것", "개시하는 것", "실시하는 것", "부가하는 것" 등과 같은 용어를 이용한 설명은, 컴퓨터 시스템의 레지스터 및 메모리 내에서 물리적(예를 들어, 전자적) 양으로서 표현된 데이터를 조작하고 그리고 컴퓨터 시스템 메모리나 레지스터 또는 다른 그러한 정보 저장, 전달 또는 디스플레이 장치 내에서 물리적 양으로서 유사하게 표현되는 다른 데이터로 변환하는, 컴퓨터 시스템 또는 유사한 전자적 컴퓨팅 장치의 작용 및 프로세스를 지칭한다.
개시 내용의 실시예는 또한 여기에서 동작을 실시하기 위한 장치에 관한 것이다. 이러한 장치는 필요한 목적을 위해서 특별하게 구축될 수 있을 것이고, 또는 컴퓨터 내에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해서 선택적으로 활성화된 또는 재구성된 범용 컴퓨터를 포함할 수 있을 것이다. 그러한 컴퓨터 프로그램은 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체, 예를 들어, 비제한적으로, 플로피 디스크, 광학적 디스크, CD-ROM, 및 자기-광학 디스크, 리드-온리 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), EPROM, EEPROM, 자기적 또는 광학적 카드, 또는 전자적 명령을 저장하기에 적합한 임의 타입의 매체 내에 저장될 수 있을 것이다.
전술한 구체적인 설명의 일부 부분이 동작의 알고리즘 및 심볼화된 표상과 관련하여 컴퓨터 메모리 내의 데이터 비트로 표현된다. 이러한 알고리즘적인 기술 내용 및 표상은 데이터 프로세싱 분야의 당업자가 그들의 작업의 본질을 다른 당업자에게 가장 효과적으로 전달하기 위해서 이용되는 수단이다. 알고리즘은, 여기에서 그리고 일반적으로, 희망 결과를 유도하는 일관성 있는 일련의 단계로 인식된다. 단계는, 물리적 양의 물리적 조작을 필요로 하는 것이다. 일반적으로, 비록 필수적인 것은 아니지만, 이러한 양은 저장, 전송, 조합, 비교, 및 달리 조작될 수 있는 전기적 또는 자기적 신호의 형태를 취한다. 그러한 양은, 주로 일반적인 사용을 이유로, 그러한 신호를 비트, 값, 요소, 심볼, 문자, 용어, 숫자, 수치, 등으로 종종 지칭하는 것이 편리한 것으로 확인되었다.
그러나, 이들 또는 유사한 용어 모두는 적절한 물리량과 연관되고, 그러한 양에 적용되는 단지 편리한 표지일 뿐임을 이해하여야 할 것이다. 달리 구체적으로 언급되지 않은 경우에, 전술한 설명에서 자명한 바와 같이, 설명 전반에 걸쳐서, "캡처링하는 것", "결정하는 것", "분석하는 것", "구동하는 것" 등과 같은 용어를 이용한 설명은, 컴퓨터 시스템의 레지스터 및 메모리 내에서 물리적(예를 들어, 전자적) 양으로서 표현된 데이터를 조작하고 그리고 컴퓨터 시스템 메모리나 레지스터 또는 다른 그러한 정보 저장, 전달 또는 디스플레이 장치 내에서 물리적 양으로서 유사하게 표현되는 다른 데이터로 변환하는, 컴퓨터 시스템 또는 유사한 전자적 컴퓨팅 장치의 작용 및 프로세스를 지칭한다.
전술한 알고리즘 및 디스플레이는 본질적으로 임의의 특별한 컴퓨터 또는 다른 장치와 관련된 것이 아니다. 여러 가지 범용 시스템이 여기에서의 교시 내용에 따른 프로그램과 함께 이용될 수 있을 것이고, 또는 요구되는 방법 단계를 실시하기 위한 보다 구체적인 장치를 구축하는 것이 편리한 것으로 확인될 수 있을 것이다. 다양한 이러한 시스템에서 요구되는 구조가 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다. 또한, 본원 개시 내용은 임의의 특별한 프로그래밍 언어에 대한 언급으로 설명되지 않는다. 다양한 프로그래밍 언어를 이용하여 여기에서 개시된 바와 같은 개시 내용의 교시 내용을 구현할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
명세서 전체를 통한 "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 언급은, 실시예와 관련하여 설명된 특별한 특징, 구조, 또는 특성이 본원 개시 내용의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 그에 따라, 상기 상세한 설명 전체를 통한 여러 개소에서의 "일 실시예" 또는 "실시예"라는 문구의 출현이 모두 동일한 실시예를 반드시 지칭하는 것이 아니다. 또한, 특별한 특징, 구조, 또는 특성이 하나 이상의 실시예로 임의의 적합한 방식에 따라 조합될 수 있을 것이다.
설명을 위해서, 구체적인 실시예를 참조하여 본원 개시 내용을 설명하였다. 그러나, 전술한 예시적인 설명은 포괄적으로 의도된 것이 아니고 또는 개시된 정확한 형태로 개시 내용을 제한하도록 의도된 것이 아니다. 많은 수정 및 변경이 상기 교시 내용에 비추어 가능할 수 있다. 개시 내용의 원리 및 그 실용적 적용예를 최적으로 설명하도록, 그에 의해서, 고려되는 특별한 용도에 적합한 바에 따른 여러 가지 수정이 가하여, 여러 실시예를 당업자가 최적으로 이용할 수 있도록, 실시예를 선택하고 설명하였다.
방법 및 프로세스가 비록 특별한 시퀀스 또는 순서로 제시되어 있지만, 달리 구체적으로 언급되지 않은 경우에, 작용의 순서가 수정될 수 있을 것이다. 그에 따라, 전술한 방법 및 프로세스는 단지 예로서 이해되어야 할 것이고, 다른 순서로 실시될 수 있을 것이고, 일부 작용이 병렬로 실시될 수 있을 것이다. 부가적으로, 본원 발명의 여러 실시예에서 하나 이상의 작용이 생략될 수 있을 것이고; 그에 따라 모든 작용이 모든 구현예에서 요구되는 것은 아니다. 다른 프로세스 흐름이 가능하다.

Claims (20)

  1. 장치이며,
    회전자 조립체; 및
    회전자를 회전 구동하기 위한 고정자 조립체로서, 고정자 조립체는 본체, 본체로부터 방사상으로 연장하는 복수의 치형부, 및 적어도 2개의 권선 세트를 가지고, 각각의 권선 세트는 치형부 상에 권선된 코일을 포함하는, 고정자 조립체를 포함하고;
    적어도 2개의 권선 세트는 회전자 조립체를 제1 가변 동작 범위로 구동하기 위한 제1 세트, 및 회전자 조립체를 제1 범위와 상이한 제2 가변 동작 범위로 구동하기 위한 제2 세트를 포함하는, 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    권선 세트 중 적어도 하나는 여분의 권선을 포함하는, 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    고정자 조립체의 제1 세트의 권선은 치형부 상에 권선된 제1 수의 코일을 포함하고, 고정자 조립체의 제2 세트의 권선은 치형부 상에 권선된, 제1 수 보다 큰, 제2 수의 권선을 포함하는, 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    고정자 조립체의 제1 및 제2 세트의 권선은 고정자 조립체의 교번적인 치형부 상에 권선되는, 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    고정자 조립체의 제1 및 제2 세트의 권선은 고정자 조립체의 각각의 치형부 상의 상이한 세트의 권선을 포함하는, 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    제1 및 제2 가변 동작 범위는 회전자 속력을 포함하는, 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    제1 및 제2 동작 범위는 동력 효율 범위를 포함하는, 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    회전자 조립체는 전기 모터 플라이휘일 또는 구동 모터 휘일을 포함하는, 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    회전자 조립체는 고정자 조립체의 본체 외부에 배치되고, 고정자 조립체의 고정자 치형부는 고정자 조립체의 본체로부터 외측으로 연장하는, 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    회전자 조립체는 고정자 조립체의 본체의 내부에 배치되고, 고정자 조립체의 고정자 치형부는 코어로부터 내측으로 연장하는, 장치.
  11. 차량이며,
    프레임;
    앞쪽 휘일 및 뒤쪽 휘일;
    앞쪽 휘일 구동 모터로서,
    앞쪽 휘일 허브와,
    앞쪽 휘일로 동력을 전달하기 위해서 앞쪽 휘일 허브 내에 포함되는 모터와,
    앞쪽 휘일 허브를 지지하기 위한 하나 이상의 롤링 베어링으로서, 앞쪽 휘일의 스피닝을 가능하게 하기 위한 하나 이상의 롤링 요소를 가지는 하나 이상의 롤링 베어링과,
    휘일을 조향하기 위해서 앞쪽 휘일 허브 내에 배치되고 휘일에 대해서 스핀하지 않도록 고정적으로 커플링되는 조향 액슬을 포함하는, 앞쪽 휘일 구동 모터;
    앞쪽 휘일을 위한 현가 아암 조립체;
    뒤쪽 휘일 구동 모터로서,
    뒤쪽 휘일 허브와,
    뒤쪽 휘일로 동력을 전달하기 위해서 뒤쪽 휘일 허브 내에 포함되는 모터를 포함하는, 뒤쪽 휘일 구동 모터; 및
    제1 및 제2 단부를 가지는 뒤쪽 휘일을 위한 스윙 아암 조립체로서, 제1 단부는 뒤쪽 휘일을 조향하기 위해서 차량 프레임에 회전가능하게 커플링되고, 제2 단부는 모터에 커플링되는, 스윙 아암 조립체를 포함하는
    차량.
  12. 제11 항에 있어서,
    앞쪽 휘일 허브는 복수의 휘일, 복수의 휘일로 동력을 전달하기 위한 앞쪽 휘일 구동 모터를 포함하는, 차량.
  13. 제11 항에 있어서,
    앞쪽 휘일 허브는 기껏해야 하나의 휘일을 포함하는, 차량.
  14. 제11 항에 있어서,
    스윙 아암 조립체는 단면형 스윙 아암 조립체를 포함하는, 차량.
  15. 제14 항에 있어서,
    뒤쪽 휘일 허브는 하나의 휘일을 포함하는, 차량.
  16. 제11 항에 있어서,
    스윙 아암 조립체는 양면형 스윙 아암 조립체를 포함하는, 차량.
  17. 제16 항에 있어서,
    뒤쪽 휘일 허브는 복수의 휘일, 복수의 휘일로 동력을 전달하기 위한 뒤쪽 휘일 구동 모터를 포함하는, 차량.
  18. 제11 항에 있어서,
    현가 아암 조립체 또는 스윙 아암 조립체 중 적어도 하나는, 각각의 모터를 위한 동력 공급 케이블, 브레이크 활성화장치 모듈, 조향 활성화장치 모듈, 또는 각각의 휘일을 위한 여분의 기계적인 제동 시스템 중 적어도 하나를 포함하기 위한 커버 하우징을 포함하는, 차량.
  19. 제11 항에 있어서,
    플라이 휘일 및 플라이휘일로 그리고 플라이휘일로부터 에너지를 전달하기 위한 플라이휘일 모터-발전기를 포함하는, 자이로스코프-안정화기;
    배터리를 포함하는 커패시터 뱅크; 및
    차량의 속력을 증가시키기 위한 입력의 검출에 응답하여 플라이휘일 모터-발전기로부터 커패시터 뱅크로 에너지를 전달하기 위한; 그리고 차량의 속력을 감소시키기 위한 입력의 검출에 응답하여 앞쪽 휘일 및 뒤쪽 휘일 구동 모터로부터 커패시터 뱅크로 에너지를 전달하기 위한 동력 제어기를 더 포함하는, 차량.
  20. 제19 항에 있어서,
    차량의 속력을 감소시키기 위한 입력은 차량의 제동 시스템과 결합시키기 위한 입력을 포함하고, 제동 시스템은 커패시터 뱅크로 전달가능한 에너지를 생성하는, 차량.
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