輪內馬達單元的制作方法
【專利摘要】一種輪內馬達單元(11)適于附接至車身(101)。該單元(11)包括輪部分(13，14)、旋轉機械(20)、以及逆變器設備(30)。輪部分(13，14)是旋轉體。旋轉機械(20)布置于輪部分(13，14)中并且包括定子(40)和轉子(50)。逆變器設備(30)構造為將從車身(101)一側供應的電能從直流電轉變?yōu)榻涣麟姴⑶覍⑥D變的電能供應至旋轉機械(20)。定子(40)和轉子(50)形成為環(huán)形形狀。逆變器設備(30)布置于在定子(40)和轉子(50)內側形成的空間部分中。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本公開涉及輪內馬達單元，其包括布置于輪中的旋轉機械。 輪內馬達單元

【背景技術】
[0002] 近年來，由旋轉機械（電動馬達）驅動的電動車輛投入實際使用。有人提出一種輪 內馬達單元，其具有結合于機動車輛的輪部分中的旋轉機械。在電動車輛中，通過使用輪內 型旋轉機械以代替為車身提供的旋轉機械，能使得車體的尺寸較?。↗P-A-2012-249469)。
[0003] 通常，由交流電驅動的交流電旋轉電動機械用作用于電動車輛的旋轉機械。布置 于電動車輛中的電池是用于輸出直流電的存儲電池，比如鋰離子電池。因此，從車內電池輸 出的直流電通過逆變器（inverter)設備轉變?yōu)榻涣麟?，并且交流電旋轉電動機械由這種 轉變之后的電力驅動。這種逆變器設備布置于車身中，并且從而車身需要用于布置逆變器 設備的空間。在此情況下，如果優(yōu)先考慮確保電池安裝空間，就難以布置逆變器設備。這種 問題例如在小型機動技術中變得顯著。
[0004] 另外，旋轉機械的旋轉速度隨著供應至旋轉機械的交流電的頻率和電壓而變化。 因而，旋轉機械的旋轉速度由逆變器設備的輸出控制。通常，將電力供應至輪內型旋轉機械 的逆變器設備布置在靠近車內電池處，并且可能會引起旋轉機械和逆變器設備之間的通訊 延遲。出于上述原因，輪內馬達單元的構造仍有改進的空間。


【發(fā)明內容】

[0005] 本公開解決上述問題中的至少一個。因而，本公開的一個目標是提供一種輪內馬 達單元，其能適合地結合有逆變器設備和旋轉機械。
[0006] 為了實現(xiàn)本公開的目標，提供了一種適于附接至車身的輪內馬達單元。該單元包 括輪部分、旋轉機械、以及逆變器設備。輪部分是旋轉體。旋轉機械布置于輪部分中并且包 括定子和轉子。逆變器設備構造為將從車身一側供應的電能從直流轉變?yōu)榻涣鞑⑥D變的 電能供應至旋轉機械。定子和轉子形成為環(huán)形形狀。逆變器設備布置于形成于定子和轉子 內側的空間部分中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 本公開的以上和其他目標、特點和優(yōu)點從以下參照附圖做出的詳細描述中將變得 更加明顯。在附圖中：
[0008] 圖1是粗略示出根據(jù)一個實施例的車輛的視圖；
[0009] 圖2是示出用于控制根據(jù)該實施例的輪內馬達單元的電力構造的視圖；
[0010] 圖3是示出根據(jù)該實施例的輪在其軸向上的截面圖；
[0011] 圖4A是示出根據(jù)該實施例的定子和定子保持件的正視圖；
[0012] 圖4B是沿著圖4A中的線IVB-IVB截取的截面圖；
[0013] 圖5是示出根據(jù)該實施例的逆變器模塊的截面圖；
[0014] 圖6是示出該實施例的逆變器模塊中的設備封裝的布置的正視圖；
[0015] 圖7是示出根據(jù)一個變型的逆變器模塊的構造的截面圖；
[0016] 圖8是示出根據(jù)一個變型的逆變器模塊的構造的截面圖；并且
[0017] 圖9是示出根據(jù)一個變型的逆變器模塊的構造的截面圖。

【具體實施方式】
[0018] 根據(jù)一個實施例的車輛是兩輪電動車輛，并且兩個輪（前輪和后輪）中的每個包 括輪內馬達單元。
[0019] 在圖1中，粗略地示出車輛100的構造，本實施例的輪內馬達單元11布置于車輛 100中。車輛100包括車身101、以及兩個附接至車身101的輪（前輪和后輪）10。在車身 101中，布置有將電能供應至各種車載電負載的電池110、以及控制各種電負載的驅動的電 子控制單元（E⑶)120。分別給前輪和后輪10-體地提供輪內馬達單元11。輪內馬達單元 11包括旋轉機械20和逆變器模塊30。逆變器模塊30通過電源線L1連接至電池110,并且 通過信號線L2連接至E⑶120。逆變器模塊30是用于把由電池110供應的電能從直流電轉 變?yōu)榻涣麟娨员銓㈦娔芄列D機械20的逆變器設備。
[0020] 基于用戶的操作信息，比如加速器操作，或關于車輛100的行駛狀態(tài)的信息，比如 車速，E⑶120控制輪內馬達單元11的驅動以便適當?shù)乜刂栖囕v100的行駛狀態(tài)。
[0021] 用于控制輪內馬達單元11的電力構造在圖2中示出。旋轉機械20包括由U相位 線圈21a、V相位線圈21b以及W相位線圈21c構成的三相線圈21。逆變器模塊30包括控 制器31、驅動器32以及電能逆變電路33。
[0022] 電能逆變電路33包括具有電能元件比如金屬氧化物半導體場效應晶體管 (M0SFET)和絕緣柵雙極型晶體管（IGBT)的六個切換元件（逆變器元件）33a。這些切換元 件33a中的每兩個成對，切換元件33a的每兩個之間的連接點連接至旋轉機械20的線圈 21a至21c中的相應一個。電能逆變電路33能進行雙向（交流電和直流電）電能轉換。在 驅動旋轉機械20時，電路33通過直流電至交流電的電能轉換來驅動旋轉機械20。在通過 旋轉機械20進行再生性電能產生時，電路33通過交流電至直流電的電能轉換來給電池110 充電。
[0023] 驅動器32連接至切換元件33a(例如，M0SFET的柵，IGBT的基極）的控制端子。 驅動器32在通過控制器31的控制之下在適當?shù)臅r刻將驅動信號輸出至切換元件33a以便 對電能逆變電路33進行相位控制。
[0024] 對于旋轉機械20,設置有產生與旋轉機械20的旋轉狀態(tài)相應的信號的旋轉角度 傳感器34,以及產生與穿過線圈21a至21c的電流相應的信號的電流傳感器34。由這些傳 感器34、35產生的檢測信號輸入至控制器31。
[0025] 控制器31是微型計算機，其包括中央處理單元（CPU)、只讀存儲器（ROM)、隨機存 儲器（RAM)等，并且通過執(zhí)行預先存儲于ROM中的程序來控制每個切換元件33a的操作，并 且最終控制旋轉機械20的操作。在此情況下，控制器31根據(jù)從ECU120輸出的控制信號以 及由旋轉角度傳感器34產生的檢測信號來控制旋轉機械20。因此，能在車輛100的行駛 狀態(tài)等受到監(jiān)控情況下，以及在考慮旋轉機械20的實際旋轉狀態(tài)情況下，正確地控制旋轉 機械20。另外，基于當前傳感器35的檢測信號，控制器31確定是否產生通過每個線圈21a 至21c的過載電流。如果確定產生過載電流，控制器31限制其中產生過載電流的線圈的電 流。
[0026] 輪內馬達單元11的構造將詳細描述。車輪10沿其軸向的截面圖在圖3中示出。
[0027] 車輪10附接至固定至車身101的軸102 (軸元件），并且可與作為旋轉中心的該 軸102 -起旋轉。軸102是用于將車輪10附接至車身101的附接元件。軸102的軸線由 "XA"指示。車輪10包括輪胎12、用于在繞著軸102的方向上固定輪胎12的輪緣13、以及 固定所述輪緣13并且由軸102可旋轉地支撐的輪盤14。輪緣13和輪盤14構成輪部分。 軸102由金屬制成，并且包括適于電源線L1和信號線L2穿過的空心部分。軸102可經由 例如懸架機構固定至車身101。
[0028] 附接至軸102的這對輪盤14在軸線XA的方向上遠離彼此布置。輪盤14形成為圓 盤形狀。輪盤14由于設置于輪盤14的中心部分處的軸承15而可相對于軸102旋轉。輪 緣13形成為圓筒形狀，并且設置于這對輪盤14的外周部上以便橋接這兩個輪盤14。輪胎 12附接于輪緣13的徑向外側。
[0029] 容納空間S限定于輪緣13和這對輪盤14的內側，并且旋轉機械20容納于該容納 空間S中。旋轉機械20包括定子40和設置為與定子40相對的轉子50。定子40和轉子 50都形成為環(huán)形形狀。
[0030] 定子40由具有圓盤形狀并且固定至軸102的定子保持件（定子保持元件）41支 撐，并且設置為與軸102同軸。轉子50在這對輪盤14的外周部附近固定于輪盤14的內表 面上。定子40和轉子50在軸102的軸線XA方向上并排設置于容納空間S的距軸102最 遠的外端位置處，即，輪緣13的徑向內側以及距輪緣13的短距離處。在此情況下，環(huán)形空 間在定子40和轉子50的徑向內側，S卩，旋轉機械20的徑向內側，形成于軸102的周圍。
[0031] 定子保持件41由金屬，比如鋁、鐵或合金，制成，并且形成為圓盤形狀。通孔43設 置于定子保持件41的中心處，并且軸102插入穿過該通孔43。定子保持件41通過螺釘?shù)?緊固固定至軸102。代替通過螺釘、螺栓等緊固，例如，通過焊接接合，或通過粘合劑的膠粘 粘接也可應用于定子保持件41與軸102之間的固定。
[0032] 定子保持件41在這對輪盤14的中心處設置于它們之間，并且保持件41的兩個側 面都分別與輪盤14相對。因此，旋轉機械20的徑向內側的環(huán)形空間由定子保持件41分為 兩部分，從而限定兩個平狀空間。
[0033] 定子40和定子保持件41的詳細結構在圖4A和4B中示出。在圖4B中，在上側上 示出線圈纏繞狀態(tài)，并且在下側上示出定子芯部42的截面形狀。
[0034] 定子芯部42以預定的間隔布置并且附接至定子保持件41的外周部。定子芯部42 是由磁性材料制成的具有梯形板形狀的元件，并且設置在軸線XA的方向上。在此情況下， 定子芯部42在定子保持件41的一個表面?zhèn)壬弦约傲硪粋€表面?zhèn)壬隙纪怀觯⑶依@組22分 別繞著定子芯部42的這些側面部分纏繞以便相應地形成第一線圈部分45和第二線圈部分 46。第一線圈部分45和第二線圈部分46分別包括U相位、V相位以及W相位線圈。線圈部 分45、46的U相位線圈都串聯(lián)地連接；線圈部分45、46的V相位線圈都串聯(lián)連接；并且線圈 部分45、46的W相位線圈都串聯(lián)地連接。因此，形成三相線圈21。定子芯部42和線圈21 構成定子40。繞組22在兩個線圈部分45、46處的端部在定子40的內側拉出。
[0035] 對于定子保持件41，設有通孔44,兩個線圈部分45、46的繞組22中的一個朝著繞 組22中的另一個引導穿過所述通孔44。通過該通孔44,兩個線圈部分45、46的繞組22在 定子保持件41的一側上被集成以便被連接在一起。
[0036] 回到圖3的解釋，給這對輪盤14分別提供轉子50,以便與第一線圈部分45和第 二線圈部分46的外側（即定子芯部42的梯形傾斜部分）相對。轉子50在與定子芯部42 的傾斜表面相對的位置處包括磁體，以便形成適于磁通量經由定子芯部42穿過的磁路。定 子芯部42的傾斜表面和磁體不接觸，并且設置有能在軸線XA的方向上形成磁路的必要間 隙。在該間隙變小時，能形成更強的磁路，那么定子芯部42和磁體容易相接觸，從而由于例 如來自外面的撞擊而損壞。為此，設置的間隙所具有的距離使得能形成強磁路并且芯部42 和磁體不容易損壞。
[0037] 在由輪緣13和輪盤14限定的容納空間S中，除了上述旋轉機械20以外，設置有 逆變器模塊30,用于執(zhí)行直流電與交流電之間的電能轉換。在此情況下，尤其，環(huán)形空間在 定子40和轉子50的徑向內側（旋轉機械20的徑向內側）形成于軸102的周圍，并且利用 該環(huán)形空間提供逆變器模塊30。逆變器模塊30通過在逆變器基板上封裝構成圖2的電路 中所示的控制器31、驅動器32以及電能逆變電路33的各種元件來構造。逆變器模塊30固 定至定子保持件41。
[0038] 逆變器模塊30包括用于直流電源的輸入/輸出端子和用于交流電源的輸入/輸 出端子。電源線L1(正極電源線V+和接地線GND)連接至用于直流電源的輸入/輸出端子。 定子40的線圈21連接至用于交流電源的輸入/輸出端子。在交流電源由逆變器模塊30 供應至線圈21時，在定子40與轉子50之間產生磁力。轉子50由于該磁力而旋轉，并且由 于轉子50的旋轉，輪盤14旋轉，并且最終除了定子40以外，整個車輪10旋轉。
[0039] 將描述逆變器模塊30的具體構造。在圖6中，省略控制器31和驅動器32的圖示。
[0040] 逆變器模塊30包括：逆變器基板（布線基板）36,其是用于布線各種元件的印刷 電路板；六個設備封裝37,在每個設備封裝37中切換元件33a通過樹脂成型而封裝；以及 散熱器（散熱裝置）38,用于釋放在設備封裝37中的切換元件33a中產生的熱。在本實施 例中，設備封裝37可對應于"逆變器元件"。
[0041] 逆變器基板36是具有環(huán)形形狀的印刷電路板，并且在基板36的中心處，形成有軸 102插入穿過其中的通孔36a。逆變器基板36的外徑的尺寸可以是不妨礙環(huán)形定子40的 尺寸。在本實施例中，為定子保持件41設置通孔44,并且逆變器基板36的外徑尺寸是不妨 礙通孔44的尺寸。
[0042] 逆變器基板36與定子保持件41相對，并被固定至保持件41且在它們之間具有預 定間隙。具體地，如圖5所示，圓筒形間隔件61設置于逆變器基板36與定子保持件41之 間，并且螺栓62和螺母63緊固在一起并且螺栓62插入穿過定子保持件41、逆變器基板36 以及間隔件61。螺栓62也可以是一端螺旋入定子保持件41的柱螺栓。間隔件61、螺栓62 以及螺母63是用于在相對于定子保持件41的預定位置處保持逆變器基板36的基板保持 元件。將逆變器基板36固定至定子保持件41的所述位置以及這些固定的數(shù)量可以任意地 確定。例如，逆變器基板36可在兩個或更多個位置處固定至定子保持件41。代替螺栓緊 固，膠粘接合裝置比如粘合劑可用于逆變器基板36與定子保持件41之間的固定裝置。
[0043] 散熱器38由金屬制成，并具有矩形平板形狀，且固定于設備封裝37的與逆變器基 板36相反的表面上。散熱器38吸收來自設備封裝37中的元件的熱并且將熱釋放至設備 封裝37的外部。散熱器38和設備封裝37可構造為借助于例如具有高導熱性的硅脂相接 觸。
[0044] 通過以疊置狀態(tài)將設備封裝37和散熱器38固定至逆變器基板36來構造逆變器 模塊30。散熱器38直接與定子保持件41相接觸或經由中間材料與定子保持件41相對。 在此情況下，散熱器38和定子保持件41的表面相接觸或彼此緊密地相對，并且熱通過它們 各自的相對表面?zhèn)鬟f。例如，具有高導熱性的粘合劑可用作散熱器38與定子保持件41之 間的中間材料。在使用粘合劑等的情況下，散熱器38和定子保持件41可以相接觸。
[0045] 如圖6所示，設備封裝37以規(guī)則的間隔布置于逆變器基板36上。具體地，在逆變 器基板36上，設備封裝37沿著以逆變器基板36的通孔36a(即，軸102)作為中心的圓周 以60°的間隔分別布置。
[0046] 由本實施例產生的效果將在下面描述。
[0047] 由于定子40和轉子50具有環(huán)形形狀，因此在它們的徑向內側形成空間部分。通 過在該空間部分中容納逆變器模塊30,逆變器模塊30能結合于輪內馬達單元11的輪部分 中，并且因而無需給車身101提供用于布置逆變器模塊30的空間。另外，與逆變器模塊30 布置于車身101中的情況相比較，旋轉機械20和逆變器模塊30布置為相互靠近。因此能 在控制輪內馬達單元11中實現(xiàn)甚至更適合的構造。
[0048] 在軸向間隙型旋轉機械20中，定子40和轉子50布置為在軸線XA的方向上彼此 相對。在此情況下，在定子40和轉子50的徑向內側限定的空間部分的厚度為定子40的厚 度和轉子50的厚度的總和。因此，用于集成逆變器模塊30的空間能適當?shù)氐玫酱_保。
[0049] 形成為環(huán)形形狀的定子40由定子保持件41從定子40的徑向內側保持。另外，逆 變器模塊30在環(huán)形定子40的徑向內側固定至定子保持件41。因此，定子保持件41兼具保 持所述定子40的功能和固定逆變器模塊30的功能。
[0050] 逆變器基板36設置為遠離定子保持件41地與保持件41相對。另外，設備封裝37 設置于逆變器基板36與定子保持件41之間的空間中。另外，散熱器38附接至設備封裝37 以允許朝著定子保持件41釋放熱。因此，設備封裝37的切換元件33a中產生的熱能適當 地釋放至定子保持件41。定子保持件41經由用作單元附接元件的軸102固定至車身101。 因此，已經釋放至定子保持件41的熱通過軸102適當?shù)爻嚿?01釋放。
[0051] 散熱器38的一個板表面與設備封裝37相接觸，并且散熱器38的另一個板表面與 定子保持件41相接觸。因此，設備封裝37中的切換元件33a中產生的熱能有效地釋放至 定子保持件41并且最終適當?shù)蒯尫胖淋嚿?01。尤其，由于散熱器38和定子保持件41是 表面接觸，所以能甚至更有效地釋放熱。
[0052] 設備封裝37以規(guī)則的間隔布置于逆變器基板36上。因此，與設備封裝37間隔緊 密地布置的情況相比較，能有效地執(zhí)行從設備封裝37至定子保持件41的熱釋放。
[0053] 給出指令以轉變電能的控制器31布置于逆變器模塊30中?？刂破?1檢測流過 旋轉機械20的電流是否為過載電流，并且在檢測到過載電流的情況下停止旋轉機械20的 供電。通過該構造，輪內馬達單元11的安全性能得到改進。
[0054] 另外，控制器31，以及檢測通過旋轉機械20的線圈21的過載電流的電流傳感器 35,都設置于輪內馬達單元11的內部。因而，控制器31和電流傳感器35鄰近地布置。因 此，如果引起了過載電流，控制器31能快速地確定過載電流已經產生以便停止旋轉機械20 的供電。因此，安全性能進一步得到改進。
[0055] 定子保持件41由金屬制成，并且因此具有高導熱性，因此逆變器模塊30中產生的 熱有效地傳遞至定子保持件41。另外，金屬的定子保持件41和金屬的軸102固定在一起。 因此，傳遞至定子保持件41的熱通過軸102有效地傳遞至車身101。
[0056] 在逆變器模塊30結合于車身101中并且由該逆變器模塊30轉變的三相交流電供 應至旋轉機械20的情況下，至少三根來自車身101的電線需要連接至車輪10。在本實施例 中，由于直流電從車輛供應至車輪，因此將要連接的電線是兩根：電源線V+和接地線GND， 因此線的數(shù)量能減少。
[0057] 對于以上實施例的變型將在下面描述。切換元件33a可分別設置于逆變器基板36 的彼此相反的兩個基板表面上。例如，如圖7所示，設備封裝37安裝于逆變器基板36的兩 側上，并且該逆變器模塊30固定至定子保持件41。在此情況下，逆變器基板36的兩側之一 上的散熱器38固定至定子保持件41。
[0058] 在環(huán)形形狀的定子40具有較小的內徑尺寸的情況下，或用于在旋轉機械20內側 的空間中提供逆變器基板36的空間受到限制情況下，逆變器基板36的尺寸受到限制以致 于設備封裝37難以分散地布置于逆變器基板36上。在這種情況下，設備封裝37封裝在逆 變器基板36的兩側上。因此，即使逆變器基板36的尺寸受到限制，設備封裝37也能適當 地分散布置于逆變器基板36上。
[0059] 如果從設備封裝37輸出的電流量設計為分別不同，設備封裝37的生熱量就會彼 此不同。在此情況下，通過將輸出電流量較大（即生熱量較大）的設備封裝37安裝于定子 保持件41 一側，能執(zhí)行有效的冷卻。
[0060] 如果逆變器模塊30構造為包括十二個設備封裝37,例如，在逆變器基板36的兩側 上可分別布置六個設備封裝37。具體地，在基板36的每側上，設備封裝37在以逆變器基板 36的通孔36a(S卩，軸102)作為中心的圓周上以60°的間隔分別布置。在此情況下，在基 板36的兩側上，設備封裝37可交替地布置為相互移位。具體地，布置于不同表面上的設備 封裝37能以30°的間隔布置。如上所述，通過將設備封裝37 (加熱元件）遠離彼此地隔開 以便以規(guī)則的間隔布置，熱能有效地從設備封裝37釋放。
[0061] 或者，如圖8所示，提供兩個定子保持件41，并且逆變器基板36的兩側上的散熱器 38分別固定至這兩個定子保持件41。例如，在具有兩個定子40的構造中，分別給定子40 提供定子保持件41，并且這些定子保持件41遠離彼此布置。逆變器模塊30布置于這些定 子保持件41之間。
[0062] 由于以上構造，安裝于基板36的兩側上的設備封裝37中產生的熱能經由散熱器 38和定子保持件41傳遞至軸102。另外，由于逆變器模塊30的兩側定位于兩個定子保持 件41之間，逆變器模塊30能穩(wěn)定地受到支撐。
[0063] 在上述實施例中，三相交流電型旋轉機械用作旋轉機械。替代地，代替該三相型旋 轉機械，例如，可使用六相型旋轉機械。通過增加旋轉機械的相位數(shù)量，逆變器模塊30中的 切換元件33a的數(shù)量增加。在此情況下，如圖7和8所示，通過使用由設備封裝37密封的 切換元件33a分散地布置于逆變器基板36的兩側上的構造，在旋轉機械的相位數(shù)量增加情 況下，整個逆變器模塊30的尺寸能減小。
[0064] 如圖9所示，為定子保持件41提供側向地開口的容納凹陷部41a，并且逆變器模塊 30可容納于該容納凹陷部41a中。在此情況下，在逆變器模塊30中，逆變器元件33a封裝 在逆變器基板36的兩側上，并且散熱器38布置為分別與切換元件33a相接觸。容納凹陷 部41a由樹脂填充，從而形成樹脂成型部分39以密封包括逆變器基板36和切換元件33a 的整個模塊。由與定子保持件41類似的金屬構成的蓋體41b附接至容納凹陷部41a的開 口側。
[0065] 由于切換元件33a布置為分別與散熱器38相接觸，切換元件33a中產生的熱通過 散熱器38適當?shù)貍鬟f至定子保持件41。另外，切換元件33a中產生的熱通過樹脂傳遞至定 子保持件41。傳遞至定子保持件41的熱經由軸102釋放至車身101。因此，設備封裝37 能甚至更有效地冷卻。
[0066] 與逆變器模塊30布置于車身101中的構造相比較，在逆變器模塊30結合于車輪 10中的構造中，水很可能會進入車輪10,并且因而逆變器模塊30的防水性就變成一個問 題。在這點上，由于逆變器模塊30由樹脂成型部39和定子保持件41密封，逆變器模塊30 的防水性能得到改進。
[0067] 沒有用樹脂密封的切換元件33a可封裝在逆變器基板36上，并且該封裝的切換元 件33a和逆變器基板36都可用樹脂密封。通過用樹脂密封切換元件33a和逆變器基板36 以形成樹脂成型部39,逆變器模塊30的防水性能可得到改進。
[0068] 代替在軸向上在定子和轉子之間具有間隙的軸向間隙型旋轉機械，在移動半徑方 向上在定子和轉子之間具有間隙的徑向間隙型旋轉機械可用于輪內馬達。
[0069] 可省去散熱器。具體地，設備封裝37和定子保持件41可表面接觸以將設備封裝 37中產生的熱直接地釋放至定子保持件41。
[0070] 應用至兩輪電動車輛以外的車輛也是可能的。例如，本公開可應用于四輪電動汽 車。不同于兩輪車輛的車輪，四輪車輛的車輪可具有在軸線XA的方向上不對稱的結構。在 此情況下，用作單元附接元件的圓盤形狀的固定部分（例如，關節(jié)）設置于車輪的車體一側 上，并且輪盤設置于其相對側上以便與固定部分相對。環(huán)形旋轉機械設置于固定部分和輪 盤之間的空間部分中，并且逆變器模塊設置于旋轉機械內側的空間部分中。因此，能產生與 上述實施例中的效果相類似的效果。
[0071] 總之，根據(jù)以上實施例的輪內馬達單元11能如下描述。
[0072] 輪內馬達單元11適于附接至車身101。單元11包括輪部分13,14、旋轉機械20、 以及逆變器設備30。輪部分13、14是旋轉體。旋轉機械20布置于輪部分13、14中，并且包 括定子40和轉子50。逆變器設備30構造為將從車身101 -側供應的電能從直流電轉變?yōu)?交流電并且將轉變的電能供應至旋轉機械20。定子40和轉子50形成為環(huán)形形狀。逆變器 設備30布置于定子40和轉子50內側形成的空間部分中。
[0073] 由于定子40和轉子50形成為環(huán)形形狀，空間部分被限定在其內側。通過在該空 間部分中容納逆變器設備，逆變器設備30能結合于輪內馬達單元11的輪部分13、14中，并 且無需給車身101提供用于布置逆變器設備30的空間。另外，與逆變器設備30布置于車 身101中的情況相比，旋轉機械20和逆變器設備30鄰近地布置。因此，在控制輪內馬達單 元11中能實現(xiàn)甚至更適合的構造。
[0074] 雖然本公開已經參照其實施例描述，將理解到，本公開不限于所述實施例和構造。 本公開應當覆蓋各種變型和等同布置。另外，雖然描述了各種組合和構造，但更多、更少或 僅單個元件的其他組合和構造也在本公開的精神和范圍內。
【權利要求】
1. 一種適于附接至車身（101)的輪內馬達單元（11)，所述單元（11)包括： 輪部分（13,14)，其是旋轉體； 旋轉機械（20)，其布置于所述輪部分（13,14)中并且包括定子（40)和轉子（50);以及 逆變器設備（30)，其構造為把從所述車身（101) -側供應的電能從直流電轉變?yōu)榻涣?電并且將轉變的電能供應至所述旋轉機械（20)，其中 所述定子（40)和所述轉子（50)形成為環(huán)形形狀；并且 所述逆變器設備（30)布置于在所述定子（40)和所述轉子（50)內側形成的空間部分 中。
2. 根據(jù)權利要求1的輪內馬達單元（11)，其中所述定子（40)和所述轉子（50)布置為 在所述輪部分（13,14)的旋轉軸線（XA)的方向上彼此相對。
3. 根據(jù)權利要求2所述的輪內馬達單元（11)，還包括定子保持元件（41)，所述定子保 持元件布置于所述定子（40)的內側并且保持所述定子（40)與所述輪部分（13,14)同軸， 其中所述逆變器設備（30)被固定至所述定子保持元件（41)。
4. 根據(jù)權利要求3所述的輪內馬達單元（11)，其中： 所述輪內馬達單元（11)經由單元附接元件（102)附接至所述車身（101); 所述定子保持元件（41)形成為圓盤形狀，并且所述定子（40)圍繞所述定子保持元件 (41)附接； 所述定子保持元件（41)被固定至所述單元附接元件（102); 所述逆變器設備（30)包括布線基板（36)，以及布置于所述布線基板（36)上并且構造 為執(zhí)行電能的轉變的多個逆變器元件（33a，37); 所述布線基板（36)布置為與所述定子保持元件（41)相對，并且遠離所述定子保持元 件（41);并且 所述多個逆變器元件（33a，37)布置于所述布線基板（36)的在所述定子保持元件（41) 一側上的表面上，所述輪內馬達單元（11)還包括分別附接至所述多個逆變器元件（33a， 37)以允許熱釋放至所述定子保持元件（41)的多個散熱裝置（38)。
5. 根據(jù)權利要求4所述的輪內馬達單元（11)，其中： 所述多個散熱裝置（38)中的每個散熱裝置（38)采用具有平板形狀的散熱器（38); 所述散熱器（38)與所述多個逆變器元件（33a，37)中相應的一個逆變器元件（33a，37) 以疊置的狀態(tài)布置于所述布線基板（36)與所述定子保持元件（41)之間； 所述散熱器（38)的一個表面與所述多個逆變器元件（37)中相應的一個逆變器元件 (33a，37)相接觸；并且 所述散熱器（38)的另一個表面與所述定子保持元件（41)相接觸。
6. 根據(jù)權利要求5所述的輪內馬達單元（11)，其中： 所述多個逆變器元件（33a，37)分別布置于所述布線基板（36)的在所述布線基板（36) 的厚度方向上彼此相反的兩個表面上； 所述定子保持元件（41)與所述布線基板（36)的所述兩個表面中的至少一個表面相 對； 所述散熱器（38)與所述多個逆變器元件（33a，37)中相應的一個逆變器元件（33a，37) 以疊置的狀態(tài)布置于所述布線基板（36)的所述兩個表面中的相反的至少一個表面上； 所述散熱器（38)的一個表面與所述多個逆變器元件（37)中相應的一個逆變器元件 (37)相接觸；并且 所述散熱器（38)的另一個表面與所述定子保持元件（41)相接觸。
7. 根據(jù)權利要求4至6任一項所述的輪內馬達單元（11)，還包括軸元件（102)，所述軸 元件設置為穿過所述輪部分（13,14)的內部并且可旋轉地支撐所述輪部分（13,14)，其中： 所述定子保持元件（41)和所述布線基板（36)分別形成為環(huán)形形狀； 所述軸元件（102)插入穿過所述定子保持元件（41)和所述布線基板（36)的相應通孔 (43, 36a);并且 所述多個逆變器元件（33a，37)在以所述軸元件（102)作為中心的圓周上以規(guī)則的間 隔布置于所述布線基板（36)上。
8. 根據(jù)權利要求4至6任一項所述的輪內馬達單元（11)，還包括樹脂成型部（39)，所 述樹脂成型部（39)為所述布線基板（36)設置以便覆蓋所述多個逆變器元件（33a)。
9. 根據(jù)權利要求8所述的輪內馬達單元（11)，其中： 所述定子保持元件（41)包括位于其側面部分處的容納凹陷部（41a); 所述逆變器設備（30)容納于所述容納凹陷部（41a)中；并且 所述樹脂成型部（39)形成為將所述逆變器設備（30)密封在所述容納凹陷部（41a) 中。
10. 根據(jù)權利要求1至6和9中任一項所述的輪內馬達單元（11)，其中： 所述逆變器設備（30)包括控制器（31)，所述控制器（31)構造為控制供應至所述旋轉 機械（20)的電能的量；并且 所述控制器（31)具有： 檢測流過所述旋轉機械（20)的電流是過載電流的過載電流檢測功能；以及 在檢測到過載電流的情況下停止所述旋轉機械（20)的供電的電流停止功能。
【文檔編號】H02K7/00GK104124817SQ201410165281
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月23日 優(yōu)先權日:2013年4月23日
【發(fā)明者】白木聰, 長田正彥, 今泉典久, 村上隆一 申請人:株式會社電裝