[发明专利]电动马达

说明书

一种低电压大电流永磁直流电磁异极马达，其包括：(a)至少一个永磁转子；(b)轴，该轴与转子机械连接，使得转子的轴向旋转引起该轴的轴向旋转；(c)至少一个定子绕组；(d)多个开关，多个开关都用于为定子提供换向切换，以使得在转子上产生扭矩，并且由此引起轴的所述轴向旋转，其中，所述电机的端子电压等于一个电化学电池单元的电压，并且其中，所述电机的功率为至少1kW。

技术领域

本发明涉及低电压大电流永磁DC(直流)电磁异极马达。

背景技术

随着全球石油储备的下滑，发展电池电动车辆的动力增加。因此，在经济上需要对电动车辆的里程和重量进行改进。

为了提高电力转换效率，电池供电的电动车辆(BEV)的系统电压在过去十年中从约150V增加至600V以上。预计会出现电压在800V以上的系统。存在这种高电压时难以避免的电击和火灾安全风险可以通过比如底盘短路检测及自动隔离、手动操作高压隔离器和应急服务人员佩戴的绝缘手套等方法进行管理，但将表明消除这种问题的风险管理原则是比个人防护装备(PPE)或工程解决方案更安全的解决方案。通过降低系统电压可以实现消除由高压(HV)电池引起的问题。然而，如上所述，BEV的设计者通常会增加系统电压，而不是降低系统电压。增加系统电压使导体尺寸和成本降低并提高了效率，这是由于电流较小时，整个IGBT上的压降较低，从而减少了损耗。

BEV使用一个或更多个具有串联的电池单元的电池。串联的电池单元需要平衡电路来确保每个电池单元具有相同的电压。通常，每个电池单元上需要一个电池单元平衡器电路。这意味着使用非常小的电池单元就导致昂贵的平衡器组。平衡器电路的作用对本领域技术人员而言是公知的并且不需要在本文详细说明。平衡器对于可靠地实现电池的所需的充电—放电限度和长使用寿命而言至关重要。

即使使用电池单元电荷平衡器，电池的放电深度仍然随电池单元的使用年限、温度和其他因素而变化，因此，所有串联连接的电池在其中一个电池单元失效的情况下最终在其他电池单元的作用下被迫成为反极性，从而导致电池组失效。

可以提供电池单元旁路来确保电池单元不被过充电或充电不足。然而，只有在非常小的电池单元中才可以经济地建立电池单元旁路电路。

对于BEV而言，电池单元旁路是不经济的，并且在大约八年后必须更换整个电池。

所有串联连接的电池都需要进行电池单元监测，以检测电池单元欠压并断开电池。因此，任何单个电池单元的欠压都会导致电池失效，并且因此导致BEV车辆故障。车辆的可靠性只能通过使用两个或更多个电池来改善。

期望提供减轻现有技术的一个或更多个困难的电动马达，或者至少提供有用的替代方案的电动马达。

发明内容

根据本发明，提供了一种低电压大电流永磁直流电磁异极电动马达，该低电压大电流永磁直流电磁异极电动马达包括：

(a)至少一个永磁转子；

(b)轴，该轴与转子机械连通，使得转子的轴向旋转引起该轴的轴向旋转；

(c)至少一个定子绕组；

(d)多个开关，多个开关均用于为定子提供换向切换，以使得在转子上产生扭矩，并且由此引起轴的所述轴向旋转，

其中，所述电机的端子电压等于一个电化学电池单元的电压，并且

其中，所述电机的功率为至少1kW。

优选地，开关包括多个晶体管半桥开关，这些半桥开关中的每一个半桥开关都连接至定子绕组的分开的点，其中，所述晶体管半桥开关用于提供换向切换并调节所述定子绕组中的电流，以使得在转子上产生扭矩，并且由此引起轴的所述轴向旋转。优选地，晶体管半桥开关位于定子绕组的相应的分开的点附近。