[发明专利]设置有控制系统的轮内电动马达

说明书

轮内电动马达包括位于车辆侧处的连接器短柱、连接至连接器短柱并且在外表面上配备有定子绕组的定子体，并且还包括同轴地包围定子并且可绕旋转轴旋转的转子体。电动马达还包括用于为定子供电的电力电子器件装置和用于转子体相对于定子的角位置的检测器。连接器短柱设置有用于联接至电力电子器件装置的支承件，该电力电子器件装置在中空的定子体内安装在该支承件上。检测器包括角位置传感器，该角位置传感器安装在中空的定子体内并联接至转子体，其中，检测器安装在与旋转轴同轴的电力电子器件装置上。

技术领域

本发明涉及设置有控制系统的轮内电动马达。另外，本发明涉及制造这种轮内电动马达的方法。另外，本发明涉及用于包括这种电动马达的车辆的车轮的驱动组件。

背景技术

这种轮内电动马达从WO 2013/025096中已知，其描述了一种具有轮内电动马达的电动车辆，其中，转子联接至承载一个或多个轮胎的车轮的轮辋。定子经由车轮悬挂系统安装在车辆的框架上。该已知的轮内马达是直接驱动轮的部分，其中，马达的电磁体在没有任何中间齿轮的情况下直接驱动轮辋和轮胎。以这种方式，节省了重量和空间，并将驱动组件中的部件数量降至最低。

由轮内马达产生的扭矩取决于转子与定子之间的通量承载表面，并且是转子半径的二次函数。转子磁体尽可能向外远离地放置在定子周围，以获取最大可能的转子半径，以及对马达设计进行优化，以使转子与定子之间的间隙降至最低，从而向轮胎传递最大力和扭矩。另一方面，转子与定子之间的间隙宽度设计得足够大，以在驾驶条件期间吸收车轮上的机械冲击。

定子的绕组由位于定子内的电力电子器件供电，该电力电子器件将来自车辆的电力供应系统，例如，来自电池组和/或发电机的电能转换成适于电动马达使用的AC电流。这种电力电子器件通常包括例如诸如在EP 1 252 034中描述的IGBT电流模块和电流调节器的电力电子器件。通过使用电力电子器件来控制提供给定子的绕组的电流和/或电压来控制定子所产生的通量的磁场矢量，并使电动马达以期望的扭矩和/或旋转速度进行操作。通过将电力电子器件集成在定子内，可以使从电力电子器件向电磁体延伸的汇流条(busbar)的长度保持很短，这对于使操作这种电动马达通常所需的高电流和电压的损失降至最低是非常期望的，其中，所需的高电流例如可达到在700V时300A或更大。

为了冷却电动马达和/或电力电子器件，已知的驱动组件设置有冷却系统，该冷却系统具有靠近电力电子器件和/或定子的外表面定位的一个或多个冷却通道，液体冷却剂可通过该一个或多个冷却通道流入驱动组件中并从驱动组件流出。

轮内驱动组件可实施为基本上独立的模块，且车辆的任何移动部分均不附接至转子和/或延伸至转子中。优选地，由转子限定的内部空间基本上是封闭的，从而防止诸如车辆的制动系统和/或道路释放出的灰尘和/或磨损颗粒的外来颗粒进入所述内部中。

轮内驱动组件可通过将驱动组件的车辆侧连接至车辆框架而安装在车辆上的各种位置。用于安装轮胎的轮辋可附接至转子，优选地附接至转子的基本上为圆柱形的外表面。

从EP 1 252 034中已知一种轮内马达的电子控制器，其放置在定子绕组内，并且包括电力模块、电流调节器和矢量发生器。矢量发生器包括绕中心轴安装并适于确定转子的角度的编码器或旋转变压器，并向电流调节器提供控制信号。操作和控制电子器件容纳在夹紧构件的容纳空间内，并且通过设置有安装凸缘的盖板与外界密封隔离，轮内马达通过该安装凸缘安装至车辆。

在US 6,731,032中示出了一种用于无刷马达的电动马达控制器，在该电动马达控制器中，盘上的磁环安装在中心转子上。霍尔传感器测量角位置，并经由控制器以正弦电流波形驱动定子线圈。

然而，在现有技术的轮内电动马达中，由于包括位置传感器的电力电子器件隐藏在电动马达内部，因而用于测量转子相对于定子的角位置的位置传感器的安装需要一些复杂的对准操作。