SE0950144A1 - Ett elektriskt motordrivet fordon, en produktionssats för produktion av ett elektriskt motordrivet fordon, och ett förfarande för produktion av ett elektriskt motordrivet fordon - Google Patents

Abstract

Den foreliggande uppfinningen avser ett elektriskt motordrivet fordon, en produktionssats för produktion av ett elektriskt motordrivet fordon och ett förfarande för produktion av ett elektriskt motordrivet fordon.

Description

15 ,20 25 30 35 40 åtminstone en drivaxelinrättning anpassad att överföra ett vridmoment för framdrivning av fordonet, vilken produktionssats innefattar åtminstone en elektrisk motor innefattande en stator och en rotor anslutningsbar med drivaxelinrättningen för anbringande av vridmomentet till drivaxelinrättningen och för framdrivning av fordonet, varvid rotorn är ihålig så att åtminstone en del av drivaxelinrättningen är utsträckningsbar inuti rotorn.

Enligt en andra aspekt av uppfinningen uppnås detta även med ett elektriskt motordrivet fordon som innefattar åtminstone en drivaxelinrättning anpassad för överföring av ett vridmoment för framdrivning av fordonet, och åtminstone en elektrisk motor innefattande en stator och en rotor ansluten till drivaxelinrättningen för anbringande av vridmomentet till drivaxelinrättningen och för framdrivning av fordonet, varvid rotorn är ihålig och åtminstone en del av drivaxelinrättningen är utsträckt inuti den ihåliga rotorn.

Enligt en tredje aspekt av uppfinningen uppnås detta även med ett förfarande för produktion av ett fordon innefattande åtminstone en drivaxelinrättning anpassad för överföring av ett vridmoment för fiamdrivning av fordonet, vilket förfarande innefattar: installering av en elektrisk motor innefattande en ihålig rotor i fordonet och anordning av åtminstone en del av drivaxelinrättningen att utsträcka sig inuti den ihåliga rotorn.

En fördel enligt de ovanstående aspekterna av uppfinningen är att på grund av att åtminstone en del av drivaxelinrättningen kan utsträcka sig in i utrymmet inuti den ihåliga rotom så är drivaxelinrättningens totala längd tillsammans med motorn kortare än om drivaxelinrättningen och den elektriska motorn anordnas i följd. Detta är viktigt eftersom utrymmet inuti motorrummet är begränsat och drivaxlar behöver vara av en viss längd, i synnerhet för landbaserade fordon där drivaxlarna behöver medge en tillräcklig rörelse hos hjulen på grund av vibrationer och oregelbundenheter och gupp i vägen, och vidare behöver de elektriska motorerna vara tillräckligt stora för att ha en tillfredställande prestanda. Således blir placeringen av den elektriska motorn och drivaxelinrättningen inuti motorrummet enklare. Vidare kan drivaxeln vara längre och/eller den elektriska motorn större i förhållande till om drivaxeln var anordnad helt utanför den elektriska motorn.

En annan fördel enligt dessa aspekter är att samma motor och/eller produktionssats kan användas för flera olika fordon, eftersom det finns ett spelrum för hur långt drivaxelns behöver inskjutas inuti den ihåliga rotorn. Detta medger även en enklare tillverkning, eftersom kraven på placeringen av den elektriska motorn inuti motorrummet blir lägre.

Företrädesvis innefattar drivaxeln även en kardanknut för att medge vinkelrörelser hos den ena änden av drivaxeln relativt den andra änden av axeln, varvid den elektriska motorn, rotom och förbindelsesystemet är utformade så att kardanknuten är åtminstone delvis placerad inuti den ihåliga rotorn.

Enligt en utföringsforrn av uppfinningen är fordonet ett landbaserat, motordrivet fordon.

Företrädesvis är fordonet en personbil, en buss eller en lastbil. Företrädesvis är drivaxelinrättningen anslutningsbar med ett drivhjul för överföring av ett vridmoment till 10 15 20 25 30 35 40 drivhjulet för drivning av en rotation av drivhjulet och för att således fiamdriva fordonet. I en arman utföringsform kan fordonet vara ett fartyg, såsom ett motordrivet skepp eller ett luftfordon, varvid drivaxelinrättningen är anslutningsbar till en propeller.

Företrädesvis innefattar produktionssatsen och således även fordonet ett förbindelsesystem för anslutning av drivaxeln till rotom, varvid förbindelsesystemet är utformat att medge anslutning av rotorn med åtminstone två typer av drivaxlar. Således kan samma produktionssats och förbindelsesystem användas för olika typer eller modeller av fordon.

Företrädesvis innefattar förbindelsesystemet en adapterplatta innefattande en konkav inre yta för anslutning till drivaxeln, varvid adapterplattan kan anslutas till drivaxlar med olika tjocklekar och/eller längder, och vilka är riktade i olika riktningar eller vinklar.

Enligt en utföringsfonn av uppfinningen är den elektriska motorn och rotorn anpassade att installeras i fordonet med en samroterande anslutning mellan rotorn och drivhjulet via drivaxelinrättningen, sä att rotorn, drivaxelinrättningen och drivhjulet samroterar med huvudsakligen samma rotationshastighet. F öreträdesvís utelämnas eller borttas även växellådan. Det frigjorda utrymmet kan då utnyttjas för att härbärgera ett större energimagasin, så att fordonets räckvidd kan utökas. Vidare kan det fiigjorda utrymmet även användas för mottagning av en större elektrisk motor, så att hastigheten och/eller accelerationen hos fordonet kan förbättras. Ytterligare en annan fördel med att utelämna en växellåda är att överföringsförlusterna på grund av växellådan minskar. En växellåda har typiskt överföringsfórluster på grund av rotationen av och ingreppen hos kugghjul inuti växellådan.

Enligt en utföringsform är den elektriska motorn direkt ansluten till drivaxeln, varvid överföringsförlusterna minskar än mer. F öreträdesvis är motorn direkt ansluten till en halvaxel ansluten till ett eller flera drivhjul. Således kan den elektriska motorn anslutas till drivaxeln närmare hjulen. Därmed kan drivlinan, i denna utföringsform i form av drivaxelinrättningen, vara kortare, varvid både överföringsförluster reduceras och utrymmet som upptas inuti motorrummet kan minskas, så att det finns ännu mer rum för motorn och energimagasin.

Enligt en utföringsforin av uppfinningen är rotorn vridfast ansluten till drivaxelinrättningen. Företrädesvis är rotorn vidare direkt ansluten till drivaxelinrättningen.

Företrädesvis är drivaxelinrättningen även vridfast ansluten till drivhjulet, företrädesvis direkt ansluten till drivhjulet. Hela drivaxelinrättningen är företrädesvis anordnad att rotera med huvudsakligen samma rotationshastighet, förutom eventuella vibrationsdämpare, upptag av eventuellt spel i drivaxelinrättningen och torsion i drivaxelinrättningen. En vibrationsdämpare kan vara en torsionsfj äder eller en viskös koppling. Företrädesvis är skillnaden i rotationshastighet mindre än 10 % mellan rotorn och drivhjulet under stabila förhållanden. Mer företrädesvis skiljer sig rotationshastigheterna mellan rotorn och drivhjulet med mindre än 8 % under stabila förhållanden. Ett stabilt förhållande innebär ett tillstånd med konstant hastighet och vridmoment. 10 15 20 25 30 35 40 Enligt en utföringsform innefattar produktionssatsen och således även fordonet en elektrisk synkronmotor. Företrädesvis är den elektriska synkronmotorn utformad att generera ett maximalt vridmoment som är högre än eller lika med 150 Nm. Företrädesvis är synkronmotom utformad att generera ett maximalt vridmoment som är högre än eller lika med 250 Nm. Mest företrädesvis är synkronmotorn utformad att generera ett maximalt vridmoment som är högre än eller lika med 300 Nm. Valet av maximalt vridmoment är givetvis beroende av storleken och vikten hos fordonet. Standard synkronmotorer, vilka har använts i elektriska fordon fram till framläggandet av denna ansökan, har haft ett maximalt vridmoment på upp till som mest runt 50 Nm. Användning av starkare, icke- standard synkronmotorer medger en vridfast anslutning och/eller en direkt anslutning av den elektriska motom till drivaxeln, vilket ger fördelarna som nämnts ovan. En arman fördel med att använda en icke-standard, starkare, elektrisk synkronmotor är att det genererade vridmomentet, och därmed accelerationen av fordonet, är oberoende av motorhastighet, varvid en skaplig acceleration kan uppnås vid höga hastigheter, vilket medger säkrare omkörningar. För motorer enligt den tidigare tekniken kopplade till en växellåda så minskar vridmomentet vid högre växlar, vilket medför att det tar längre tid att uppnå en tillfällig hastighetsökning.

Företrädesvis är synkronmotorn vidare utformad att rotera med en maximal rotationshastighet som är mindre än eller lika med 2500 varv/min. Företrädesvis är synkronmotorn utformad att rotera med en maximal rotationshastighet som är mindre än eller lika med 2000 varv/min. Mest företrädesvis är synkronmotorn utformad att rotera med en maximal rotationshastighet som är mindre än eller lika med 1800 varv/min, företrädesvis är rotationshastigheten runt 1500 varv/min. Eftersom motorn är vridfast ansluten med drivhjulet bestäms fordonets hastighet av motorns rotationshastighet och diametern hos drivhjulet. Genom att begränsa rotationshastigheten hos den elektriska motorn begränsas fordonets maximala hastighet till säkrare hastigheter.

Enligt en utföringsform innefattar produktionssatsen och därmed fordonet en elektrisk motor som är en vridmomentmotor. Således kan den elektriska motorn generera ett vridmoment medan rotorn är stilla och utan att motom skadas. Det är då möjligt att hålla fordonet orörligt pä till exempel en lutande yta. Företrädesvis är motorn även en servomotor. Det är då möjligt att positionera rotorn i en önskad vinkel, vilket ökar precisionen vid körningen av fordonet. F öreträdesvis är den en eller flera elektriska motom en permanentmagnetmotor. Företrädesvis är rotorn magnetiserad och innefattar åtminstone en permanentmagnet. Således är det inte nödvändigt att inrätta borstar inuti motom, vilka är hemfallna till stark nötning och efterföljande haveri, till exempel på grund av gnistbildning, och även kontaktproblem med fiinktionsförlust. Företrädesvis är den elektriska motom även en synkronmotor, varvid motorn är frekvensstyrd. Detta ger bättre möjligheter att styra både motorhastigheten och vridmomentet på ett enkelt och effektivt sätt. Företrädesvis är den en eller flera elektriska motom en direktdriftsmotor, varvid rotorn 10 15 20 25 30 35 40 hos motorn är direkt ansluten till fordonets drivaxel. Företrädesvis är den en eller flera elektriska motorn en permanentrnagnetsynkrondirektdriftsservomotor.

I en annan utföringsform innefattar synkronmotorn åtminstone två olika lindningar anordnade att användas vid olika motorhastigheter. Således kan det möjliga hastighetsonirådet för motorn utökas under bibehållande av förmågan till att generera ett högt vridmoment.

En annan utföringsform av uppfinningen innefattar ett konverterat konventionellt fordon i vilket motorn och växellådan utelämnas eller borttas, och ersätts med en eller flera elektriska motorer anslutna till en eller flera drivaxlar hos fordonet. Produktionssatsen är då en konverteringssats för konvertering av ett konventionellt förbrännings- eller hybridfordon innefattande en eller flera drivaxlar till ett elektriskt fordon, där konverteringssatsen innefattar en eller flera elektriska motorer för var och en av nämnda en eller flera drivaxlar. Motsvarande innefattar förfarandet stegen: a) utelämnande av installationen av den konventionella motom och växellådan och/eller borttagning av den konventionella motom och växellådan från fordonet; b) anslutning av en elektrisk motor till var och en av drivaxlarna som exponerats genom utelämnandet och/eller borttagandet av motorn och växellådan. I en utföringsform innefattar förfarandet steget utelämnande av installationen av den konventionella motorn och växellådan i en produktionslina för fordonet. I en annan utföringsforin kan förfarandet innefatta borttagning av den konventionella motom och växellådan från ett tidigare tillverkat konventionellt fordon.

Företrädesvis är den åtminstone en elektriska motorn anpassad att anslutas till redan existerande drivaxlar i fordonet, och anpassad att ersätta en utelärnnad eller borttagen konventionell motor och/eller växellåda. Dessa drivaxlar kan bli exponerade vid borttagning av den ursprungliga motorn och växellådan.

En fördel med uppfinningen är att produktionen av ett fordon förenklas. En anledning till förenklingen är att det inte är nödvändigt att utföra omfattande omarbetning av de redan existerande anslutningarna i fordonet, i synnerhet med avseende på drivaxlarna till motom eller motorerna. Således ersätts förbränningsmotorn i fordonet med ett miljövänligt alternativ på ett enkelt sätt. Monteringen av den nya elektriska motorn är nästan lika enkel som att ersätta förbränningsmotorn med en annan förbränningsmotor av samma typ.

En annan anledning är att det inte är nödvändigt att utföra några omfattande förändringar i en produktionslinje för ett konventionellt fordon för att förändra produktionslinan till att producera elektriska fordon. Genom att utelämna steget med installation av den konventionella motom och växellådan så kan fordonet produceras som vanligt i produktionslinan. Produktionen kan sedan innefatta anslutning av den elektriska motorn antingen i ett produktionssteg inom den ursprungliga produktionslinan, till exempel genom att ersätta eller byta ut det ursprungliga motorinstallationssteget, elleri ett produktionssteg utanför produktionslinan, till exempel i ett ytterligare steg efter produktionslinan eller i ett steg parallellt med produktionslinan. 10 15 20 25 30 35 40 Enligt en utföringsform innefattar uppfinningen ett fórbindelsesystern för anslutning av varj°e drivaxel till sin egen elektriska motor. Företrädesvis är förbindelsesystemet anordnat att medge anslutning av en drivaxel med ett flertal olika dimensioner och/eller former till den elektriska motorn. Således är det möjligt att använda samma produktionssats till flera olika typer och modeller av fordon.

I en utföringsform av den föreliggande uppfinningen är det konverterade fordonet ett framhjulsdrivet fordon med motorn fram, i vilket den ursprungliga motorn och drivlinan har ersatts av tvâ elektriska motorer. Företrädesvis är rotorn hos den ena motorn ansluten till den vänstra drivaxeln hos fordonet och rotorn hos den andra elektriska motorn är ansluten till den högra drivaxeln hos fordonet. Företrädesvis är det två motorerna individuellt styrda. Således kan olika funktioner såsom antispin, antisladd, med flera användas genom att styra rotationshastigheten hos motorerna och hjulen.

För framhjulsdrivna fordon med motorn fram och bakhjulsdrivna fordon med motorn bak innefattar en föredragen utföringsform av uppfinningen anordning av två elektriska motorer, en ansluten till vänster drivaxel och den andra ansluten till höger drivaxel hos fordonet.

Konverteringssatser för landfordon i enlighet med den föreliggande uppfinningen är lämpliga för framhjulsdrivna fordon med motorn fram, bakhjulsdrivna fordon med motorn fram, 4-hjuls- eller all-hjulsdrivna fordon med motorn fram, bakhjulsdrivna fordon med motorn bak, all-hjulsdrivna fordon med motorn bak och framhjulsdrivna fordon med motorn bak. Sådana satser kan innefatta en, två eller flera elektriska motorer. Fyr- eller flerhjulsdrivna fordon kan använda kombinationer av element från de ovan angivna arrangemangen för tvåhjulsdrivna fordon.

Enligt en utföringsform av uppfirmingen innefattar konverteringssatsen vidare en elektronisk modul anpassad att ansluta de elektriska motorerna med ett internt kommunikationssystem i fordonet. Företrädesvis innefattar den elektroniska modulen även en motorstyrningsmodul för styrning av vridmoment, hastighet och/eller position av rotorn i den elektriska motorn. F öreträdesvis innefattar förfarandet att fordonet förses med en elektronisk modul och/eller motorstymingsmodul och anslutning av den elektroniska modulen och/eller motorstyrningsmodulen till ett ursprungligt datakommunikationssystem i fordonet.

Enligt en utföiingsforrn innefattar konverteringssatsen för konvertering av ett konventionellt fordon ett antal huvudkomponenter och underordnade enheter vilka ersätter de som används i ett konventionellt i syfte att producera ett elektriskt fordon med huvudsakligen samma funktionalitet som det ursprungliga konventionella fordonet.

F öreträdesvis innefattar konverteringssatsen alla nödvändiga komponenter som behövs för 10 15 20 25 30 35 40 att helt ersätta funktionerna hos den tidigare förbränningsmotorn, antingen direkt eller indirekt.

F öreträdesvis så antingen utelämnas eller borttas det ursprungliga fordonets motor och växellåda (tillsammans kallade drivpaket), medan de ursprungliga halvaxlarna (eller framdrivningsaxeln) kan behållas i omodifierad eller modifierad form. Företrädesvis kan de borttagna eller utelämnade komponenterna ersättas av en eller flera elektriska motorer, ett batteripaket och/eller andra elektricitetsmagasinsanordningar och ett förbindelsesystem för anslutning av den en eller flera halvaxlar till den(de) elektriska motorn(~erna).

Företrådesvis är konverteringssatsen anpassad så att innehållet i konverteringssatsen kan inrymmas inuti det ursprungliga motorrummet hos fordonet.

Enligt ytterligare en utföringsforrn innefattar konverteringssatsen eller fordonet ett elektricitetsmagasin för att tillhandahålla energi till den åtminstone en eller flera elektriska motorerna. I en utföringsforrn är elektricitetsmagasinet tex. en kondensator. Företrädesvis innefattar elektricitetsmagasinet ett batteripaket innefattande åtminstone en battericell, företrädesvis ett flertal battericeller. Genom att tillhandahålla ett flertal battericeller så kan cellerna placeras i olika positioner för att forma elektricitetsmagasinet så att det passar formen hos motorrummet hos fordonet. Således kan samma konverteringssats enklare användas i olika fordon.

Företrädesvis innefattar konverteringssatsen i fordonet en batteriladdare vilken kan konvertera nätström till likström lämplig fór att ladda batterierna och eventuella andra elektricitetsmagasinsanordningar. Fordonet kan då laddas från ett vanligt hushållseluttag och kan drivas enkom av elkraft.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen innefattar konverteringssatsen och/eller fordonet ett klimatstymingssystem för styrning av klimatet i den inre passagerarkupén, varvid konverteringssatsen är anpassad att mata elektrisk energi regenererad under bromsning till klimatstyrningssystemet, om klimatstyrningssystemet är aktivt.

Effektiviteten vid uppladdning av energimagasinet är inte 100%. Därmed är det mer energieffektivt att använda regenererad elektricitet direkt istället för att slösa bort energi på att först återuppladda energimagasinet och sedan direkt använda energi från energimagasinet till att energisätta klimatstymingssystemet. Klimatstyrningssystemet kan till exempel innefatta uppvärmningselement för uppvärmning av inkommande luft eller en kylinrättning för kylning av inkommande luft.

Ytterligare information avseende möjliga anordningar, satser, förfaranden avseende konvertering av konventionella fordon till elektriskt drivna fordon tillhandahålls i den efterföljande detaljerade beskrivningen.

Kort beskrivning av ritningarna 10 15 20 25 30 35 40 Uppfinningen skall nu beskrivas som ett antal icke-begränsande exempel av uppfinningen med hänvisning till de bifogade ritningarna.

Fig. la visar en schematisk överblick av ett motorrum hos ett fordon innefattande en elektrisk motor enligt ett exempel av uppfinningen.

Fig. lb visar en elektrisk motor ansluten till en drivaxelinrättning i närmare detalj.

Fig. 2 visar en vy underifrån av den elektriska motorn i fig. 1 monterad på en basram.

Fig. 3 visar en sido-vy av ett elektriskt magasinpaket och den elektriska motom i fig. 1 försedd med ett förbindelsesystem.

Fig. 4 visar en schematisk vy över de elektriska anslutningarna mellan ett elektricitetsmagasin och de elektriska motorerna.

Fig. 5 visar en produktionssats innefattande ett flertal komponenter enligt ett exempel av uppfinningen.

Fig. 6 visar ett diagram över ett kylsystem för motorn och ett klimatsystem för passagerarkupén enligt ett exempel av uppfinningen.

Fig. 7 visar ett förfarande för produktion av ett fordon enligt ett exempel av uppfinningen.

Fig. 8 visar ett annat förfarande för produktion av ett fordon enligt ett annat exempel av uppfinningen.

Detaljerad beskrivning I ñgurerna 1-3 visas ett motorrum hos ett fordon 1. Fordonet 1 innefattar en ram 3 anpassad att bilda fordonets chassi, en drivaxelinrättning innefattande drivaxlar 7, och två hjul 5. Vart hjul 5 är anslutet till en drivaxel 7, i detta fall till en halvaxel, och är upphängt på en stötdämpare 9. I detta exempel är fordonet l ett tidigare konventionellt, förbränningsmotordrivet fordon, vilket innebär att fordonet tidigare innefattade eller var utformat för att innefatta en motor av bränslefórbränningstyp, och en växellåda som ansluter motorn till drivaxlarna 7 för överföring av kraft till hjulen 5.

Fordonet i figurerna 1-3 hari detta exempel konverterats till ett elektriskt drivet fordon 5, varvid den ursprungliga fórbränningsmotor, dess drivlina och dess växellåda har utelämnats eller borttagits och ersatts med en produktionssats i form av en konveiteringssats innefattande en eller flera elektriska motorer ll. I ett annat exempel av 10 15 20 25 30 35 40 uppfinningen kan produktionssatsen emellertid lika väl installeras i ett konventionellt hybriddrivet fordon för ersättning av förbränningsmotorn och den elektriska motorn i hybriden eller i ett fordon ursprungligen tänkt att vara ett elektriskt fordon.

Motorerna 11 är ihåliga och har ringforrniga, inre ihåliga rotorer 17. I detta exempel innefattar de elektriska motorerna en ringformig, ihålig rotor 17 med en inre diameter på åtminstone 120 mm. Således kan åtminstone en del av drivaxelinrättningen utsträcka sig in i och vara placerad inuti rotorn. Drivaxeln måste vara tillräckligt lång för att medge en tillräcklig rörelse av drivhjulet, till exempel på grund av ojämnheter eller gupp i vägen.

Genom att använda en ihålig rotor och låta drivaxeln utsträcka sig in i rotorn så kan drivaxeln vara längre medan den elektriska motorn samtidigt kan uppta ett större utrymme inuti motorrummet. Vidare förbättras även friheten i hur den elektriska motorn kan placeras inuti motorrummet. För att medge en ännu mer flexibel rörelse av hjulen uppåt och nedåt, till exempel på grund av gupp i vägen, så innefattar drivaxeln vidare en eller flera kardanknutar 18, anordnade att medge en svängningsrörelse mellan två axeldelar anslutna därtill. I detta exempel är en kardanknut anordnad nära till eller vid änden av drivaxeln ansluten till rotorn. I detta exempel är en kardanknut åtminstone delvis anordnad inuti den ihåliga rotorn. Således är avståndet mellan kardanknuten och drivhjulet längre, varvid en vridning av kardanknuten medger en större förflyttning av drivhjulet. I detta exempel är kardanknuten vidare helt inrymd inuti den ihåliga rotorn 17.

Produktions- eller konverteringssatsen innefattar vidare ett förbindelsesystem 15 för anslutning av rotorn av en motor till varje drivaxel 7 som exponeras när motorn och växellådan hos det ursprungliga fordonet borttas. F örbindelsesystemet 15 är avsett att vridfast ansluta drivaxeln hos fordonet med den ringformiga ihåliga rotorn 17, så att drivaxelinrättningen och rotorn samroterar. F örbindelsesystemet monteras direkt mot den existerande drivaxeln på vardera av respektive framhjul. På detta sätt optimeras energieffektiviteten och behovet av en mekanisk differential eller reduktionsväxel elimineras, så att överföringsförlusterna minskar. F örbindelsesystemet 15 innefattar en adapterplatta 37 vilken är fästbar längs dess periferi mot det inre av rotorn i en position som är tillräckligt djupt inuti rotorn 17 så att kraftinmatningsänden hos den ursprungliga drivaxeln kan anslutas till den direkt - och därmed bevara den ursprungliga geometrin hos drivbanan.

I detta exempel är det konverterade fordonet 1 ett framhjulsdrivet fordon med motorn ñam.

De elektriska motorerna ll är vridfast anslutna till en eller flera drivaxelinrättningar 7 hos fordonet. I detta exempel har den ursprungliga motorn och drivlinan ersatts av två elektriska motorer 1 1, varvid rotorn 17 hos den ena elektriska motorn ll är ansluten till vänster drivaxel hos fordonet, och rotorn hos den andra elektriska motorn är direkt ansluten till höger drivaxel hos fordonet. Drivaxelinrättningarna 7 är vidare anordnade att samroterande ansluta de elektriska motorerna ll med hjulen, så att de elektriska motorerna och hjulen samroterar med samma rotationshastighet. 10 15 20 25 30 35 40 10 I detta exempel är ersättningsmotorerna ll i konverteringssatsen för konvertering av fordonet till ett elektriskt motordrivet fordon och fór ersättning av fórbränningsmotorn, båda kompletta och universella, varvid motorema ll är anpassade för montering in i flera olika fordonsmodeller. Såldes kan samma produktionssats användas till flera fordonsmodeller. I detta exempel kan det ursprungliga motorstyrningssystemet och avgassystemet i det konventionella fordonet också borttas och konverteringssatsen innefattar en elektronisk modul 13 innefattande en motorstyrningsenhet. Vidare är konverteringssatsen och komponentema däri, såsom motorerna och den elektroniska modulen, direkt anslutningsbara till existerande manövreringsmedel eller styrkomponenter i fordonet. Produktionssatsen innefattar vidare ett batteripaket eller någon annan form av elektricitetsmagasin 19, styrenheter, ersättningspumpar och monteringsmedel för uppbärande av motorn och batteripaket och montering av dem i fordonet. Dessa komponenter kommer att beskrivas i närmare detalj nedan relativt fig. 5.

I detta exempel är motorn ll utformad att generera ett maximalt vridmoment som är högre än eller lika med 150 Nm. I detta exempel är den synkrona elektriska motorn 11 utformad att generera ett maximalt vridmoment som är högre än eller lika med 250 Nm. I detta exempel är den synkrona elektriska motorn 11 utformad att generera ett maximalt vridmoment som är högre än eller lika med 300 Nm. I detta exempel är den synkrona elektriska motorn ll vidare utformad att rotera med en maximal rotationshastighet som är mindre än eller lika med 2500 varv/min. I detta exempel är den synkrona elektriska motorn 11 utformad att rotera med en maximal rotationshastighet som är mindre än eller lika med 2000 varv/min. I detta exempel är den synkrona elektriska motorn ll utformad att rotera med en maximal rotationshastighet som är mindre än eller lika med 1500 varv/min. Motorn är således anpassad att ha ett lågt maximalt varvtal och ett högt vridmoment. En fördel med att använda en elektrisk motor med ett högt vridmoment är att vridmomentet är mestadels konstant oavsett den aktuella rotationshastigheten för motorn. Således erhålls en konstant, hög acceleration vid höga hastigheter lika väl som vid låga hastigheter. En förbrärmingsmotor å andra sidan är beroende av växel, varvid det högsta vridmomentet erhålls vid lägre växlar. Vidare, genom att tillhandahålla två individuellt styrda motorer, en för vardera drivaxel, så kan skillnaden i hastighet mellan de två drivhjulen övervakas, så att glidning kan undvikas.

I detta exempel är den synkrona elmotorn ll även en vridmomentmotor. Således kan den elektriska motorn generera ett vridmoment medan rotorn är orörlig och utan att motorn skadas. Det år då möjligt att hålla fordonet stillastående på till exempel en lutande yta. I detta exempel är motorn även en servomotor. Det är då möjligt att positionera rotorn i en önskad vinkel, vilket ökar precisionen vid körning av fordonet.

I detta exempel är den elektriska motorn en permanentmagrietrnotor. I detta exempel innefattar rotorn 17 en eller flera permanentrnagneter. Således är det inte nödvändigt att anordna borstar inuti motorn, vilka är hemfallna till snabb degenerering och medföljande sönderbrott, lika väl som kontaktproblern. I detta exempel är den elektriska motorn även en 10 15 20 25 30 35 40 ll synkronmotor. Den elektriska motorn ll innefattar således en stator med åtminstone en lindning anpassad att mottaga en växelström. Utformningen av lindningen i kombination med växelströmmen inducerar ett varierande magnetfält som påverkar rotorn så att rotorn roterar. Således är den elektriska motorn frekvensstyrd. Detta ger bättre kontroll över både motorhastighet och det genererade vridmomentet. I detta exempel innefattar den elektriska motorn ll även åtminstone två olika lindningar anordnade att användas vid olika motorhastigheter, så att hastighetsområdet för motorn kan utökas medan ett högt vridmoment kan bibehållas. I detta exempel är den elektriska motorn en direktdriftsmotor, varvid rotorn hos motorn är direkt ansluten till drivaxeln hos fordonet. I detta exempel är den en eller flera elektriska motorn ll en perrnanentrnagnetsynkron- direktdriltsvridmomentservomotor.

Konverteringssatsen, och således det konverterade fordonet, innefattar även ett elektricitetsmagasin 19 fór att tillhandahålla elektricitet till de elektriska motorerna såsom bättre visas i fig. 3 och 4. I detta exempel innefattar elektricitetsmagasinet ett batteripaket.

Batteripaketet innefattar i sin tur ett flertal battericeller 21. I ett armat exempel kan elektricitetsmagasínet istället innefatta ett kondensatorpaket, eller en kombination av kondensator och batteripaket, innefattande batteri- och/eller kondensatorceller.

I detta exempel innefattar batterípaketet 19 ett antal battericeller, i detta exempel 128 battericeller, vilka vardera har en cellspänning på 3,2 V. Batterítypen åri detta exempel litiumjärnfosfat, men andra typer av battericeller kan också användas. Batteripaketet är anpassat att fylla det fysiska utrymmet i bilen, och är anpassat i antal och storlek hos cellerna enligt fordonets vikt.

Batteripaketet på 128 battericeller av litium ger en nominell spänning på runt 410 V.

Magnituden om 50 Ah per cell ger ett energiinnehåll på runt 20,5 kWh. Detta ger ett standardfordon en räckvidd på runt 150 kilometer mellan laddningar. Litiumj ärnfosfat kan hantera ett strömuttag på 10 CA, i detta fall 500 A. Vid den minsta spänningen (runt 2,6 V per cell) på runt 330 V, ger detta en maximalt tillgänglig effekt om 165 kW. Om effekten skall ökas så måste man öka antalet celler, öka storleken hos cellerna eller använda en mer effektiv typ av cell.

Konverteringssatsen och fordonet innefattar vidare en elektronisk modul 13 anpassad att installeras inuti fordonet och att anslutas till det interna datakommunikationsanslutningssystemet 23 i fordonet. Den elektroniska modulen 13 kan till exempel placeras ovanpå batteriet eller elektricítetsmagasinet 19. I detta exempel är den elektroniska modulen 13 anpassad att direkt anslutas till CAN-bussen 23 hos fordonet eller till någon annan form av I/O, för att låta konverteringssatsen och den elektroniska modulen bli integrerade med resten av fordonets system. I detta exempel år den elektroniska modulen ansluten alla elektriska system hos fordonet genom dess CAN-buss. 10 15 20 25 30 35 40 l2 Datakommunikationsanslutningssystemet 23, såsom CAN -kommunikationsbussen är anpassad för att medge kommunikation med fordonets olika styrenheter. Typiskt kan CAN-bussen överföra information från de ursprungliga sensorema anordnade i drivlinan och styrsysternen avseende parametrar såsom hjulhastighet, styrvinklar etc. för att beräkna hastighetsskillnader mellan hjulen, aktivera antisladd, dragkraftsstyming och antispinsystem, styra regenerativ bromsning och integrera detta i fordonets säkerhetssystem.

Ytterligare signaler kan överföras till fordonets vanliga instrumentpanel så att förarens miljö behålls intakt efter konverterin gen och införlivandet av konverteringssatsen i fordonet. I detta exempel är den elektroniska modulen anpassad att medge kommunikation med instrumentpanelen så att hastighetsindikatom, hastighetsmätare, temperaturmätaren etc. fungerar som vanligt. Den elektroniska modulen 13 är vidare anpassad att visa signaler så att bränsleförbrukningsmätaranordningen visar kvarvarande batterikapacitet och varnar som vanligt när det kvarvarande köravståndet når en viss gräns. l detta fall är den elektroniska modulen vidare anpassad att begränsa det maximala vridmomentet hos motorerna för att ytterligare påkalla förarens uppmärksamhet. Detta behöver inte nödvändigtvis tvinga bilen att gå långsammare, men minskar den möjliga accelerationen markant.

Den elektroniska modulen 13 kan vidare kommunicera med andra system i fordonet genom CAN-bussen eller I/O. Mottagna signaler kan till exempel innefatta information om: hjulhastighet, styrvinkel, gaspådrag eller acceleration, bromsar eller bromsverkan, handbroms, uppvärmningsbehov i kupén, luftkonditionering, tändningslås, dörrkontakter, Varningssystem, signaler från lådan med växelstyrriíng, hastighetsstyrning och/eller dragkrafisstyming (ABS, ESP). I grund och botten kan vilka signaler som helst som används i ett konventionellt fordon mottas. Utsända signaler kan till exempel innefatta information till instrumentpanelen, kylfläkten, bakre lampor och/eller klimatsystem.

Den elektroniska modulen 13 kan även innefatta en motorstyrningsenhet 25 anpassad för styrning av vridmoment och hastighet hos de två elektriska motorerna ll.

Motorstymingsenheten är ansluten till den ursprungliga CAN-bussen hos fordonet för överföring av styrsignaler till de elektriska motorerna. I detta exempel innefattar motorstyrningen frekvensmoduleringsstyrníng av de elektriska motorerna. I detta exempel innefattar motorstyrningen pulsbreddsmodulationsstyrning (PWM) av varje motors vridmoment och rotationshastighet. Genom att använda PWM-styrning kan motorns hastighet kontrolleras och ändras tusen gånger per sekund (dvs. i kHz området). Detta innebär att antilåsningsbromsning, antispinn och kraftdragningsstyrningsfunktioner kan förbättras relativt de nuvarande mekaniska/hydrauliska systemen vilka arbetar i hastigheter i området av enkelsiffriga, eller som mest dubbelsiffiriga, Hertznivåer. Varje motor ll kan styras individuellt och därmed tillhandahålla lokalt anpassad bromseffekt. I detta exempel är motorstyrningen även anpassad att styra motorerna så att hjulens differentialhastighet är 10 15 20 25 30 35 40 13 begränsad. Således uppnås ett antispin eller ett antisladd system, vilket påminner om fyrhjulsdrift utan några mekaniska komponenter.

I detta exempel är motorstymingsmodulen 25 anpassad att styra rotationshastigheten hos en elektrisk motor och dess tillhörande drivhjul baserat på rotationshastigheten hos det andra drivhjulet och/eller elektriska motorerna. I detta exempel är motorstyrningsmodulen anpassad att styra rotationshastigheten hos en elektrisk motor baserat på den föreliggande styrvinkeln. I detta exempel styr motorstyrningsmodulen rotationshastigheten hos en elektrisk motor som styr ett hjul på en sida om fordonet att skilja sig från rotationshastigheten hos en motor som styr ett hjul på den andra sidan av fordonet, för att anpassa efter skillnaden i färdväg för hjulen vid svängning av fordonet.

Eftersom fordonet har elektronisk differential är motorstyrningsmodulen vidare enkelt inrättad att styra rotationshastigheterna hos de elektriska motorerna baserat på hjulhastigheterna och styrvinkel, så att skillnaden i rotationshastighet inte överskrider den nödvändiga skillnaden för att uppnå skillnaden i färdväg för hjulen. I detta exempel är motorstymingsmodulen, under start av fordonet, anordnat att styra de elektriska motorema att ha rotationshastigheter som skiljer sig mindre än 8 % från varandra, för att undvika att ett hjul släpper och roterar med hög hastighet, medan det andra förblir stillastående.

Således så kommer ett drivhjul inte att släppa och rotera med hög hastighet medan det andra förblir stillastående, vilket ibland förekommer i fallet med en mekanisk differential.

Detta förbättrar även tillgängligheten betydligt i förhållande till traditionella differentiallås, eftersom alla drivhjul alltid arbetar optimalt oavsett fästet för varje hjul.

Motorstyrningsmodulen kan även enkelt anordnas att styra de elektriska motorerna så att särdrag såsom antisladd och ABS-bromsning införlivas.

Om det ursprungliga fordonet hade en hydraulisk servostyrningspump så kan även konverteringssatsen innefatta en elektrisk servostyrningspump 27, såsom visas i fig. 5, och som ersätter den ursprungliga pumpen. Den elektroniska modulen 13 innefattar även en styrmodul anpassad att styra servostyrningspumpen 27. Den elektriska servostyrningspumpen kan anslutas till rör som leder till en adapter, vilken i sin tur är ansluten med de existerande servostyrningsanslutningarna hos fordonet. Det ursprungliga kylsystemet för den hydrauliska oljan behålls fiån det konventionella fordonet. Eftersom Servostyrning styrs genom torsion är den elektriska servopumpen i detta exempel anordnad att operera i ett grundtillstånd för att bibehålla ett önskat tryck och att öka rotationshastigheten intermittent. Detta sparar en mängd energi relativt en servopump av banddrivet slag.

Styrmodulen kan även generera en variabel signal till motorstyrningsenheten för att bestämma vridmomentet/hastigheten hos motorerna. Styrmodulen lagrar även felkoder och arbetstider för att tillhandahålla informationen för analys under ett efterföljande servicebesök. Eventuella kablar (från motorema) anslutna till den elektroniska modulen 13 kan placeras inuti utrymmet i motorn elleri en separat låda. 10 15 20 25 30 35 40 14 Konverteringssatsen och fordonet innefattar vidare en laddare 29 för laddning av elektricitetsmagasinet. Laddaren 29 laddar de elektriska magasinanordningama från nätström, såsom kraftledningsnätet, eller från andra elkällor. Laddaren 29 är i detta exempel anpassad att mottaga olika typer och storlekar av strömmar från olika typer av kraftnät. Den kan integreras med den elektroniska modulen och kraftnätsanslutningen ka vara 230 V, 400 V eller någon annan spänning beroende på standarden i olika länder, och kan mottaga strömmar typiskt i storleksordningen om 10 A, 16 A eller 32 A. Olika anslutningskablar kan tillhandahållas för användning med olika strömmar respektive spänningar. Kablarna kan innefatta koder som ger laddaren information om vilken strömstyrka som förekommer. Denna laddare kan resultera i en laddtid (upp till 80 % laddning) om 1-8 timmar.

Den elektroniska modulen 13 innefattar även en likström-till-lilströmomvandlare för omvandling av batteripaketets spänning till 12 V i syfte att tillhandahålla kraft till fordonets vanli ga 12 V-system. Denna är av en brytartyp och matar ut den ström som de existerande elektriska systemen hos fordonet 1 behöver. Konverteraren mottar sin ström från batteripaketet 19 och konverterar strömmen till 12 V. Den inledande strömmen är i detta exempel 1,5 kW. I fall att fordonet är en lastbil kan konverteraren istället konvertera strömmen till 24 V, för att passa de dominerande systemen hos dessa typer av fordon.

Den elektroniska modulen 13 innefattar vidare en likström-till-växelströmomvandlare vilken har förmågan att konvertera batterispänningen på 380 V eller mer direkt till en nätspänning såsom 230 V 50 Hz växelström, vilken kan levereras till en standard hushållskontald på fordonet. Ledningarna till kontakten kan dimensioneras att medge strömmar upp till 10 Amps, eller mer företrädesvis 16 Amps, och därmed medge att nätströms-elapparater såsom elektriska verktyg att bli försörjda direkt från fordonet. Ett 110 V 60 Hz (eller annan nätström) konvertering av batterispänningen kan också tillhandahållas förutom, eller istället för, 230 V 50 Hz växelströmskonverteringen. De beskrivna konverterarna kan även användas med ett annat antal celler.

Konverteringssatsen eller fordonet innefattar en bromssensor 31. bromsensom 31 kan anordnas på bromspedalen hos det ursprungliga konventionella fordonet. Bromssensorn 31 ger en signal till motorstyrningsenheten i den elektroniska modulen 13 när den första delen av bromspedalen nedtrycks. I detta område drivs motorerna ll som generatorer, så att den kinetiska energin hos fordonet returneras till fordonet som elektrisk energi. Om en ytterligare brornsningskrafi behövs, till exempel under en ytterligare nedtryckning av bromspedalen, kvarhålls den regenerativa bromsningen i samverkan med den existerande mekaniska bromsningssystemet hos fordonet. En ytterligare bromsningskraft kan även behövas om systemet for antispin eller antisladd är aktiverat. Om en skillnad i hjulhastighet upptäcks under enbart den regenerativa bromsningen så kommer motorernas ll vridrnoment att kontinuerligt anpassas till hastighetsskillnaden relativt ytan under hjulen för en optimal bromsverkan (6~8 % glidning). 10 15 20 25 30 35 40 15 Den regenererade elektriska energin leds till laddaren 29, och laddaren är motsvarande anordnad att mottaga den regenererade energin från de elektriska vridrnomentmotorerna under bromsningen. Laddaren 29 laddar sedan det elektriska magasinet 19 och battericellerna 21 med regenererad energi.

Produktionssatsen innefattar vidare en basram 33, även visad i figur 5, för montering av de elektriska motorerna 11 i fordonet 1. Basramen 33 är anpassad att anslutas med den ursprungliga ramen 3 hos fordonet 1, vilket visas i figurerna 1-3. I detta exempel innefattar basramen 33 en fyrkantsformad ram försedd med en central balk som delar ramen i två delar, varvid en motor är monterad i varj e del. Konverteringssatsen innefattar vidare en eller flera universella monteringsplattor 35, visade i fig. 5, för att hålla komponenter på basramen 33. De universella monteringsplattorna innefattar ett flertal monteringshål i flera skilda positioner, så att monteringsplattoma 35 kan användas med flera olika typer av fordon, både med monteringshål tillhandahållna i den ursprungliga kroppen av fordonet och med olika komponenter av produktionssatsen, innefattande basramen 33. Basramen 33 är likaledes försedd med ett flertal förborrade hål vilka tillåter en utföringsforrn av basramen 33 att användas till mer än en fordonsmodell.

I detta exempel kan alla delar av konverteringssatsen monteras på basramen 33, antingen direkt eller indirekt på komponenter som redan monterats på basramen 33. I synnerhet är basramen 33 anpassad för montering av det elektriska magasinet 19, innefattande battericellerna 21 och motorerna ll, på basramen. De flesta komponenterna som är delar av konverteringssatsen är således fast monterade på basramen med universella monteringar som passar många standardfordon. Batteripaketet är fäst i basramen 33 och placerad så att basramen 33 med komponenter kan inrymmas inuti motorrurnmet hos fordonet så snart det ursprungliga drivpaketet avlågsnats.

I figurerna 1-3 och 5 visas förbindelsesystemet 15 fór anslutning av en drivaxel till rotorn av en motor. I detta exempel är förbindelsesystemet 15 anpassat att vridfast ansluta drivaxeln till rotorn. Förbindelsesystemet 15 är anordnat inuti den ihåliga rotorn 17 och innefattar en adapterplatta 37 tillhandahållet med en konkav, konformad inre yta, vilken anpassningsbart passar med den yttre ytan av en drivaxel och ansluter drivaxeln till den elektriska motorn. Således kan samma motor ll och fórbindelsesystemet 15 användas för flera olika typer av drivaxlar. Vidare kan motorn passas till drivaxeln oavsett den tidigare monteringsvinkeln hos förbrärmingsmotom, och således den nuvarande vinkelriktningen fór drivaxeln, och oavsett längden hos drivaxlarna, eftersom anslutningen för längre drivaxlar helt enkelt flyttas längre in i de ihåliga rotorerna. Således kan motorema inrymmas i samma positioner i basramen 33 fór flera olika konfigurationer av drivaxlar, oavsett olika avstånd mellan de två närmsta ändama av de två främre drivaxlarna.

I ett annat exempel kan adapterplattan 37 hos fórbindelsesysteinet 15 orienteras och anslutas med rotorn 17 i den andra riktningen, så att den yttre konformade ytan av 10 15 20 25 30 35 40 16 adapterplattan exponeras och ansluts med drivaxeln istället för dess inre yta. I synnerhet passar motorn och förbindelsesystemet 15 då även fordon i vilka avståndet mellan de existerande drivaxlarna är mindre än den gemensamma bredden hos motorerna. Således kan Förbindelsesystemet passa fordon både med stora avstånd mellan drivaxlama och försedda med spår, och fordon med små avstånd mellan drivaxlarna och försedda med flänsar. När förbindelsesystemet ansluts till spår är det även försett med en behållare med ett Smörjmedel och med en anslutning för anpassning till existerande lager.

Förbindelsesystemet är anpassat för universell användning för att passa flera olika typer och modeller av fordon, i synnerhet med olika typer av bilar.

I detta exempel är de elektriska motorerna anpassade för vätskekylning såsom visas i fig. 6, och överskottsvärmen i kylvätskan kan användas för värmning av passagerarkupén hos fordonet. Den elektriska motorns stymingsenhet i den elektroniska modulen 13 kan också anpassas för vätskekylning och överskottsvärmen kan användas för värrnning av passagerarkupén hos fordonet. Om det ursprungliga fordonet hade en motordriven vattenpump så kan konverteringssatsen, om vätskekylning av motorn(-erna) och/eller motorstymingsenheten behövs, innefatta en elektrisk vattenpump 39, som visad i fig. 5, vilken ersätter den ursprungliga pumpen. För att kunna använda endast en vattenpump är det föredraget att placera motorstyrningsenheterna nära de elektriska motorerna ll och i fluidanslutning med deras kylsystem. Således kan den elektroniska modulen 13 även kylas av det ursprungliga kylsysternet för fordonet. I fall att fordonet ursprungligen avsågs vara ett elektriskt fordon skulle det elektriska fordonet naturligtvis också kunna innefatta en sådan elektrisk vattenpump 39.

Energin för uppvärmning av passagerarkupén avtappas således i första hand fiån kylvätskan använd för att kyla motorerna 11 och deras styrenhet(-er) 13. Emellertid eftersom de elektriska motorerna 11 och elektroniken 13 är mycket energieffektiva så kommer överskottsvärmen som genereras inte att vara tillräcklig för att värma passagerarkupén under mycket kalla förhållanden. Således kan uppvärmningen av passagerarkupén kompletteras med en elektrisk värmare 41 och en värmepump. I detta exempel är en elektrisk värmare för uppvärmning av luften till passagerarkupén anordnad inuti luftkanalen till passagerarkupén. Den elektriska värmaren är placerad nedströms om den ursprungliga värmeväxlaren med kylarsystemet, varvid den elektriska värmaren inte kommer att värma kylvätskan som passerar motorerna utan endast luften till passagerarkupén. Den elektriska värmaren är självreglerande varvid den elektriska värmaren värmer luften beroende på uppvärmningsbehovet till en önskad temperatur.

För att ytterligare spara energi är konverteringssatsen och/eller fordonet anpassat att tillhandahålla den regenererade elektriciteten till exempel från bromsning av fordonet direkt till en komponent i fordonet, till exempel till den elektriska värmaren för uppvärmning av passagerarkupén. Eftersom en del av energin förloras vid uppladdning av batteriet så sparas energi genom att rikta den regenererade energin direkt till en komponent i fordonet. I synnerhet så sparas energi genom att rikta den regenererade elektriciteten till 10 15 20 25 30 35 40 17 den elektriska värmaren för att värma luften till passagerarkupén under kalla förhållanden.

Detta medger även ett mindre dyrt fordon eftersom elektroniken för styrning av uppladdningen av batteriet från regenererad elektricitet kan exkluderas.

För att spara ännu mer energi innefattar uppfinningen begränsning av rörelsen hos ett återcirkulationsspj äll för att styra återcirkulationen av luften in till passagerarkupén, så att en del av luften återcirkuleras in i passagerarkupén. Således returneras värmeenergin i den återcirkulerade luften till passagerarkupén.

I detta exempel innefattar det ursprungliga konventionella fordonet ett luftkonditioneringssystem innefattande en kylkompressor. Under konverteringen av det konventionella fordonet behålls kylkompressorn, men konverteringssatsen och det konverterade fordonet innefattar en extra elektrisk motor 43 vilken är monterad direkt på kompressorns axel. Den extra elektriska motorn är anpassad att driva kompressorn enligt de aktuella kylbehoven.

Ett konventionellt fordon innefattar vanligen en cirkulationspump driven av förbränningsmotorn medelst ett bälte och anordnad att åstadkomma ett cirkulerande flöde hos kylvätskan. Således innefattar konverteringssatsen och fordonet en elektrisk cirkulationspump 39, visad i fig. 5, vilken är ansluten till och styrs av den elektroniska modulen 13 för att ersätta den ursprungliga cirkulationspumpen.

Ersättningscirkulationspumpen kan monteras på basramen 33 och kan ytterligare innefatta slangar som ansluter cirkulationspumpen med det ursprungliga kylsystemet genom användning av adaptrar. Den elektriska cirkulationspumpen är i detta exempel styrd av den elektroniska modulen 13 baserad på temperaturen i den elektriska motorn ll och av uppvärmningsbehovet i passagerarkupén. Således är cirkulationspumpen endast aktiv när den behövs, till skillnad från den bältesdrivna cirkulationspumpen enligt den tidigare tekniken.

Luftkonditionerings eller uppvärmningssystemet hos fordonet fungerar således normalt efter konverteringen. Emellertid ger konverteringen fördelarna med en bättre styrning såsom beskrivs ovan. Vidare år den elektroniska modulen 13 anordnad att styra initieringen av föruppvärmningen av fordonet oberoende av information om avsedd användning från en förare av fordonet och av information om till exempel avseende en eventuell anslutning till elnätet, tillgänglig energi i det elektricitetsmagasinet och utomhustemperatur. Styrningen av uppvärmningssystemet kan utföras med en mobiltelefon av användaren och/eller så kan tidsperioder för uppvärmning vara fördefiriierade.

Konverteringssatsen och fordonet innefattar även styrkretsari den elektroniska modulen 13 for att tillhandahålla ett körtillståndsval. I detta exempel är körtillståndsvåljaren ansluten till den ursprungliga växelstymingen. Således innefattar konverteringssatsen elektriska anslutningar för att anpassa den ursprungliga våxelstyrnin gen med körtillståndskretsar.

Kommunikationen kan utföras genom CAN-bussen 23. Körtillståndsvalskretsen kan anordnas att tillhandahålla ett första, neutralt körtillstånd, i vilket fordonet förblir orörligt, 10 15 20 25 30 35 40 18 ett andra körtillstånd för framåtkörning, och ett tredje körtillstånd för bakåtrörelse, såsom normalt tillhandahålls för konventionella fordon med automatväxel.

Om det ursprungliga fordonet hade en motordriven vakuumpump för att tillhandahålla vakuum till bromsarna så kan konverteringssatsen innefatta en elektrisk vakuumpump 45, vilken ersätter den ursprungliga pumpen. Vakuumpumpen 45 är i detta exempel monterad på batterilådan. Den elektriska vakuumpumpen innefattar en slang ansluten till en adapter, vilken is sin tur är ansluten till den ursprungliga anslutningen för vakuum hos det konverterade fordonet. Vakuumpumpen styrs av en vakuumbrytare, varvid Vakuumpumpen 45 drivs enbart vid behov, vilket sparar energi.

Laddningsstationer som försörjer fordonet med kraft kan anordnas varhelst fordon normalt parkeras, till exempel i anslutning till parkeringsplatser. Laddningsstationen kan även innefatta en guideanordning för att guida en kontaktenhet tillhandahållen på fordonet till elektrisk kontakt med laddningsstationen. Konverteringssatsen eller fordonet kan innefatta en kontaktenhet monterad på en arm som sträcker ut kontaktenheten från fordonet, företrädesvis så att kontaktenheten blir synlig fór föraren av fordonet. Således kan föraren köra fordonet så att kontaktenheten guidas av guideanordningen till elektrisk kontakt med laddningsstationen, utan att behöva lämna fordonet. I detta exempel innefattar armen även en fjäder, företrädesvis en gasstyrd fiäder, för dämpning av kollisionen vid anslutningen.

Vid lämning av laddningsstationen behöver föraren motsvarande endast köra bakåt, och kontaktenheten kopplas loss från laddningsstationen och dras tillbaka automatiskt.

Den elektroniska modulen har även en integrerad GPS/GSM/BG-krets anordnad att sända ett meddelande till en serviceleverantör vid eventuella fel. Således skickas informationen direkt till en servicepartner som kan utföra lämpliga åtgärder. GPS-kretsen är även anordnad att skydda fordonet mot stöld, i det att ägaren eller serviceleverantören kan fråga efter fordonets position från en extern kommunikationslänk. Den elektroniska modulen är vidare anordnad att överföra ett meddelande, till exempel till ägaren av fordonet eller till en serviceleverantör eller en server, utifall att service behövs. En server kan då vara anpassad att automatiskt boka tid till ett servicebesök.

Lämpliga fordon för konvertering eller produktion innefattar bilar, såsom privata bilar, och lätta lastbilar. I synnerhet kan lätta lastbilar förses med stora batteripaket för förlängd körsträcka. Fordonet kan även ñrses med en spänningskonverteringskrets anordnad att tillhandahålla en växelström för att driva extern utrusning. Till exempel kan fordonet förses med en verktygsspärmingskälla för att förse elektricitet till elektriska verktyg som används i närheten av fordonet. Således kan fordonet användas av arbetare både till transport och som en energikälla för verktyg, såsom spikpistoler etc. F ordonen kan även förses med en verktygsspänningskällor med en spänning på 230 V ~ för handhållna elektriska verktyg, eller med 400 V ~ för tyngre utrustning. Fordonet kan även förses med en likspänningskälla för att driva verktyg eller utrustning anpassade för likström. 10 15 20 25 30 35 40 19 Om fordonet innefattar fyrhjulsdrift kan en extra motor anslutas till framdrivningsaxeln för drivning av det andra hjulparet. I fall att det ursprungliga fordonet innefattar en slutvåxel tillhandahållen mellan framdrivningsaxeln och drivhjulen så kan motorn förses med en lindning för ett högre varvtal och lägre vridmoment, så att växeln kan behållas i fordonet.

Vid körning startas det konverterade fordonet på samma sätt som innan konverteiingen.

När tändningen vrids på agerar instrumentpanelen som vanligt, även om viss information, exempelvis sj ålvdiagnostik, kan tas bort. Vid vridning av startnyckeln till startposition eller när en startknapp nedtrycks så visas systemet som aktivt. Indikeringen i instrumentpanelen beror på designen hos de olika bilmodellerna. I bilmodeller med textbaserad eller grafisk display visas detta med en text eller med en symbol.

I neutralläge aktiveras bromsarna (såsom på automatiska bilar) och körriktriing väljs.

Systemet håller sedan bilen i positionen tills acceleratorn rörs. Acceleratorn styr motorns vridmoment, vilket innebär att den elektriska drivningen upplevs som ett konventionellt fordon med en förbrånningsmotor. Eftersom vridmomentet hos motorn är mycket stort redan från början begränsas det aktuella vridmomentet för var och en av respektive motorer så att drivhjulens hastighet inte överskrider 8 % av bilens hastighet, vilket år brytpunkten för optimalt grepp, efter vilket ytterligare acceleration ej kan uppnås.

Ett exempel på innehållet i en konverteringssats enligt uppfinningen innefattar följande komponenter: Fast monterade delar Basram 2 eller flera elektriska vridmomentmotorer Batterilåda innefattande individuellt anslutningsbara battericeller med tillhörande skyddskåpor Elektronisk modul Drivelektronik Eventuellt en elektrisk cirkulationspump Tillbehör Förbindelsesystem Universalfästen Styrdatapro gram Elektrisk servopump Elektrisk vakuumpump Elektrisk extravärmare Elektrisk motor för drivning av kylkompressor Elektriska kablar med kontakter anpassade efter fordonstyp eller modell Adapter för eventuell hydraulik Adapter för kylvattensystem 10 15 20 25 30 35 40 20 Adapter för vakuum I fig. 7 visas ett exempel på ett förfarande enligt uppfinningen. Förfarandet innefattar produktion av ett nytt elektriskt fordon i en produktionslina. I detta exempel innefattar förfarandet produktion av ett nytt elektriskt fordon i en ursprunglig, men modifierad, produktionslina för produktion av konventionella fordon. Detta förfarande kan till exempel utföras i en produktionsanläggning eller tillverkningsfabrik för produktion av fordon, i syrmerhet landbaserade fordon och mest i synnerhet bilar eller lastbilar.

I en första grupp av produktionssteg, gemensamt refererade med 50 i fig. 7, produceras ett fordon på ett konventionellt sätt fram till installationen av fórbränningsmotorn och/eller transmissionen innefattande växellådan. I detta exempel innefattar gruppen med steg 50 huvudsakligen samma steg som stegen vid produktion av ett konventionellt fordon i produktionslinan. Emellertid utelämnar förfarandet stegen med installation av förbränningsmotorn, växellådan och eventuella komponenter som beror av förbränningsmotorn, såsom bältesdrivna pumpar och liknande.

I en andra grupp av produktionssteg, gemensamt refererade med 51 i fig. 7, innefattar förfarandet förberedelse av fordonet för installation av en produktionssats för produktion av ett elektriskt motordrivet fordon. Denna grupp av steg 51 kan till exempel innefatta anpassning av elektriska- eller fluidanslutriingar, monteringar eller liknande till komponenterna i produktionssatsen.

Förfarandet innefattar vidare att fordonet görs om till ett elektriskt fordon i en tredje grupp av steg 53. Gruppen av steg 53 innefattar således installering av en produktionssats innefattande åtminstone en elektrisk motor i fordonet. I detta exempel innefattar den elektriska motorn en ihålig rotor, varvid förfarandet vidare innefattar anordning av åtminstone en del av drivaxelinråttningen att utsträcka sig in inuti den ihåliga rotorn. I detta exempel innefattar förfarandet anslutning av en inre yta hos den ihåliga rotorn med drivaxelinrättningen genom användning av en adapterplatta. I detta exempel innefattar förfarandet även anslutning av drivaxelinrättningen med rotorn så att åtminstone en del av drivaxeln anordnas inuti den ihåliga rotorn. I detta exempel innefattar drivaxeln vidare åtminstone en kardanknut för att medge vinkelrörelser för den ena änden av axeln relativt den andra änden av axeln, varvid förfarandet innefattar anslutning av drivaxelinrättningen till den ihåliga rotorn så att kardanknuten är åtminstone delvis placeras inuti den ihåliga rotorn. I detta exempel är drivaxelinrättningen och den elektriska motorn anordnade så att kardanknuten är helt inrymd inuti den ihåliga rotorn.

Förfarandet innefattar vidare installering av produktionssatsen så att den elektriska motorn installeras i fordonet med en samroterande anslutning mellan rotorn och drivhjulet via drivaxelinrättningen, så att rotorn, drivaxelinrätmingen och drivhjulet samroterar med samma rotationshastighet. I detta exempel installeras den elektriska motorn så att rotom är vridfast ansluten med drivaxeln, företrädesvis direkt ansluten med drivaxeln. Drivaxeln är i 10 15 20 25 30 35 40 Zl sin tur samroterande ansluten till åtminstone ett drivhjul hos fordonet. Således kommer det inte att finnas någon växellåda anordnad mellan den elektriska motorn och drivhjulet, varvid effektförluster i transmissionen minskas.

I detta exempel innefattar förfarandet installering av en elektrisk motor som har ett högt vridmoment och ett lågt maximalt varvtal. I detta exempel är det maximala varvtalet mindre än eller lika med 2000 rpm, företrädesvis mindre än eller lika med 1700 rpm.

Företrädesvis är vridmomentet även högre än eller lika med 150 Nm, företrädesvis högre än eller lika med 250 Nm, och mest företrädesvis högre än eller lika med 300 Nm.

I detta exempel innefattar den tredje gruppen med steg även installering av en produktionssats innefattande ett elektriskt magasin, en elektronisk modul, en basrarn och/eller andra komponenter såsom beskrivs ovan.

Förfarandet innefattar vidare ytterligare tillverkningssteg, såsom anslutning av en 12 V utgång från den elektroniska modulen och/eller elektriska magasinet till de redan existerande batterikablarna i fordonet, anslutning av slangar till olika purnpari satsen och anslutning av andra elektrisk eller kommunikationsanslutningar såsom beskrivits ovan. I synnerhet innefattar förfarandet anslutning av den elektroniska modulen 13 till den interna datakommunikationsbussen och/eller CAN-bussen hos fordonet. Detta förfarande innefattar även installering av en extern anslutning för mottagning av extern elektrisk kraft för laddning av elektricitetsmagasinet.

Således produceras ett elektriskt fordon genom förfarandet, vilket har producerats genom användning av en konventionell produktionslina för produktion av konventionella fordon av förbrännings- eller hybridtyp. De första, andra och tredje grupperna av steg kan utföras i samma produktionsceller som för ett konventionellt fordon. Den första, andra och tredje gruppen av steg kan utföras i samma produktionsceller som för installationscellen fór förbränningsmotom. Den andra och tredje gruppen av steg kan emellertid även utföras i produktionsceller anordnade utanför och/eller parallellt med den konventionella produktionslinan.

De första, andra och tredje gruppen av produktionssteg kan vidare blandas med varandra så att några eller alla av justeringsstegen för förberedelse av fordonet för elektrisk framdrivning och installeringsstegen för konvertering av fordonet till ett elektriskt fordon utförs vid samma tidpunkt eller inskjutna mellan konventionella produktionssteg. Vidare kan en del av stegen i de första och andra grupperna även utföras efter fullbordan av stegen i den tredje gruppen. Vidare kan stegen för produktion av ett konventionellt fordon även utelämnas och/ eller fördröjas till ett senare skede av produktionen av fordonet, för att bättre passa produktionen av det elektriska fordonet. 10 15 20, 25 22 I fig. 8 visas ett annat exempel av ett förfarande enligt uppfinningen. Förfarandet innefattar konvertering av en redan producerat konventionellt fordon till ett elektriskt fordon och kan till exempel utföras i en verkstad eller liknande.

I en första grupp av konverteringssteg 6l innefattar förfarandet borttagning av ursprungliga komponenter fiån fordonet, vilka inte skall vara kvar i det nya konverterade fordonet. I synnerhet innefattar förfarandet borttagning av den ursprungliga förbränningsmotorn. 1 detta exempel innefattar förfarandet även borttagning av delar av transmissionen hos fordonet, i synnerhet borttagning av växellådan från fordonet. Dessutom kan förfarandet innefatta borttagning av en eller flera av avgassystemet, ljuddâmparen, en katalytisk omvandlare, l2-V batteri, inmatningsrör, cirkulationspump, servopump och vakuumpump.

Förfarandet kan även innefatta bortkoppling av en eller flera av slangarna för kylvätskan, slangarna för styrservot, slangarna för vakuum och anslutningama till motorn, anslutningarna till körtillståndsväljaren och Växelspak, och anslutningarna till bränsletanken. Den första gruppen av steg 61 kan även innefatta ytterligare steg som beskrivs i den andra gruppen av produktionssteg 53 i förfarandet visat i fig. 7.

I en följande grupp av konverteringssteg 63 innefattar förfarandet installering av en konverteringssats för konvertering av det konventionella fordonet till ett elektriskt motordrivet fordon. Den andra gruppen steg 63 kan till exempel innehålla samma eller liknande produktionssteg som de in den tredje gruppen i förfarandet visat i fig. 7.

Uppfinningen är inte begränsad till den visade utföringsforrnen utan kan varieras fritt inom ramen för de efterföljande patentkraven. I synnerhet kan särdragen hos de olika beskrivna utföringsforrnerna och exemplen fritt kombineras med varandra i syfte att ernå ytterligare utföringsforiner, vilka alla anses vara inom omfånget för den föreliggande ansökan.

Claims (13)

10 15 20 25 30 35 40 23 Claims

1. A production kit comprising at least one component adapted to be installed into a vehicle, the vehicle comprising at least one drive shaft arrangement adapted for transmitting a torque for propelling the vehicle, the production kit comprising at least one electric motor comprising a stator and a rotor connectable with the drive shaft arrangement for applying the torque to the drive shaft arrangement and for propelling the vehicle, characterized in that the production kit comprises at least two individually controlled motors, wherein the rotor of one electric motor is connected to the left-hand drive shaft of the vehicle and the rotor of the second electric motor is connected to the right-hand drive shaft of the vehicle, and in that the rotor is hollow so that at least a part of the drive shaft arrangement is extendable inside the rotor, and that the electric motor and the rotor are adapted to be installed in a vehicle with a co-rotating connection between the rotor and a drive wheel via the drive shaft arrangement, so that the rotor, the drive shaft arrangement, and the drive wheel co-rotate with the same rotational speed.

2. A production kit according to claim 1, characterized in that the drive shaft comprises at least one universal joint for allowing angular movement of one end of the shaft in relation to the other end of the shaft, wherein the electric motor is adapted to allow a connection with the drive shaft arrangement so that the universal joint is positioned inside the hollow rotor.

3. A production kit according to claim 1 or 2, characterized in that the electric motor is a synchronous motor designed to generate a maximum torque which is higher than or equal to 150 Nm, preferably higher than or equal to 250 Nm, and most preferably higher than or equal to 300 Nm.

4. A production kit according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the electric motor is a torque motor, and the electric motor is able to generate a torque with its rotor positioned immobile in a controlled position.

5. A production kit according to any of the claims 1-4, characterized in that the production kit is a conversion kit adapted for converting a conventional combustion engined vehicle into an electrical vehicle, wherein the conversion kit comprises components adapted to replace the original engine and gearbox in the vehicle, wherein at least one component is the electric motor adapted to be co-rotationally connected with a drive wheel via at least one remaining drive shaft in the vehicle.

6. A production kit according to claim 5, characterized in that the conversion kit comprises an electronic module adapted to be connected with an original internal communication system in the vehicle, and arranged to connect at least one component in the conversion kit with the communication system in the vehicle. 10 15 20 25 30 35 40 24

7. A production kit according to claim 6, characterized in that the electronic module comprises a motor control module adapted to control the electric motor and to communicate through the original intemal communication system in the vehicle.

8. Electric motor driven vehicle comprising at least one drive shaft arrangement adapted for transmitting a torque for propelling the vehicle, and at least one electric motor comprising a stator and a rotor connected with the drive shaft arrangement for applying the torque to the drive shaft arrangement and for propelling the vehicle, characterized in that the vehicle comprises at least two individually controlled motors, Wherein the rotor of one electric motor is connected to a left-hand drive shaft of the vehicle and the rotor of the second electric motor is connected to a right-hand drive shaft of the vehicle, and in that the rotor is hollow so that at least a part of the drive shaft arrangement is extendable inside the rotor, and that the electric motor and the drive shaft arrangement are arranged to form a co- rotational connection between the rotor and the drive wheel, so that the rotor, the drive shaft, and the drive wheel co-rotates with the same rotational speed.

9. Electric motor driven vehicle according to claim 8, characterized in that the drive shaft comprises at least one universal joint for allowing angular movement of one end of the shaft in relation to the other end of the shaft, Wherein at least a part of the universal joint is positioned inside the hollow rotor.

10. Electric motor driven vehicle according to any of the claims 8-9, characterized in that the drive shaft arrangement is arranged to transmit a torque and a rotation from the rotor to the drive wheel without a gear-box.

11. 1 1. Electric motor driven vehicle according to any of the claims 8-10, characterized in that the electric vehicle is converted from a conventional vehicle that comprised a combustion engine and a transmission that contained a gearbox and was connected to the drive shaft, Wherein the original engine and transmission are replaced with a conversion kit according to any of the claims 6-8, comprising the at least one electric motor.

12. A method for producing a vehicle comprising at least one drive shaft arrangement adapted for transmitting a torque for propelling the vehicle, the method comprising: installing at least two individually controlled motors, Wherein the rotor of one electric motor is connected to the left-hand drive shaft of the vehicle and the rotor of the second electric motor is connected to the right-hand drive shaft of the vehicle, and installing an electric motor comprising a hollow rotor into a vehicle with a co-rotating connection between the rotor and a drive wheel via the drive shaft arrangement, so that the rotor, the drive shaft arrangement, and the drive wheel co-rotate with the same rotational speed, and arranging at least a part of the drive shaft arrangement to extend inside the hollow rotor.

13. A method according to claim 12, comprising converting a conventional vehicle into an electric motor driven vehicle by: omitting the installation of a combustion engine and 25 transmission comprising a gearbox into the vehicle and/or removing a combustion engine and transmission comprising a gearbox from the vehicle, and replacing the combustion engine and transmission With the at least one electric motor.