專利名稱：有多電壓電力安裝轉(zhuǎn)矩變換器的發(fā)電機(jī)的動(dòng)力系及組裝法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶有安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)的動(dòng)力系及其組裝 方法。
背景技術(shù)：
機(jī)動(dòng)車輛，特別是軍用車或商用車經(jīng)常包括與車輛發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器 連接的動(dòng)力獲取單元或附加設(shè)備以提供用于外部或"車外"使用的電力， 例如驅(qū)動(dòng)工業(yè)設(shè)備或工具。這樣的動(dòng)力獲取單元和附加設(shè)備要求明顯耗 時(shí)的安裝過程。另外，變速器的總體軸向長度典型地隨這些設(shè)備到車輛 動(dòng)力系的合并而顯著增加。通過不同用戶對于特定類型變速器的應(yīng)用廣 泛地可變，如在車輛上和車外動(dòng)力需求的變化。

發(fā)明內(nèi)容
安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)提供為與功率電子器件 一起提供了 至少兩個(gè)電力輸出電壓，且可以接附到變速器而與帶有相同的變速器和 轉(zhuǎn)矩變換器而不具有安裝在其上的發(fā)電機(jī)的動(dòng)力系相比不影響動(dòng)力系 的軸向長度?？梢蕴峁┡c給定的變速器類型 一起使用的不同的安裝在轉(zhuǎn) 矩變換器上的發(fā)電機(jī)和功率電子器件構(gòu)造，它們提供了不同組合的電力 輸出電壓，因此允許在滿足用戶需求方面的靈活性而不過度影響動(dòng)力系 的組裝。
特別地，在本發(fā)明的范圍內(nèi)的動(dòng)力系包括容納在變速器殼體內(nèi)的變 速器，和運(yùn)行地與變速器連接的且容納在轉(zhuǎn)矩變換器殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)矩變換 器。轉(zhuǎn)矩變換器殼體固定到變速器殼體。帶有固定到轉(zhuǎn)矩變換器的轉(zhuǎn)子 的發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)也具有定子，定子固定到轉(zhuǎn)矩變換器殼體。功率電子 器件運(yùn)行地與發(fā)電機(jī)連接。發(fā)電機(jī)和功率電子器件構(gòu)造為提供多種電壓 下的電力。電壓可以選擇地是對于驅(qū)動(dòng)車載車輛附件所要求的低電壓， 而另外的電壓可以是用于車外電力需要的相對地高的電壓。如在此所使 用，"車載"指通常與車輛總是(包括當(dāng)車輛處于運(yùn)動(dòng)中時(shí))連接的部 件，而"車外，，部件是不與車輛整合的且典型地^又當(dāng)車輛靜止時(shí)連接到
車輛的部件。
在一些實(shí)施例中，發(fā)電才幾可以生成兩個(gè)或多個(gè)不同的電壓下的電 力，例如如果定子包括適合于提供兩個(gè)不同的電壓的第一組定子段和第 二組定子段。替代地，發(fā)電機(jī)可以生成僅在一個(gè)電壓下的電力，該電壓壓。
在一個(gè)實(shí)施例中，功率電子器件構(gòu)造為提供電力到定子以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn) 子，因此使發(fā)電機(jī)在馬達(dá)模式中運(yùn)行以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和/或向變速器與發(fā)動(dòng) 機(jī)串聯(lián)地提供轉(zhuǎn)矩。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)可以廣泛 地變^ft。例如，定子和轉(zhuǎn)子可以構(gòu)造為帶有徑向間隙或軸向間隙，在此 情況中可以存在兩個(gè)與定子同心地布置的且軸向上在定子的任一側(cè)上 分開地布置的轉(zhuǎn)子。定子可以具有繞組和多相動(dòng)力輸出。轉(zhuǎn)子可以包括 不同的》茲體組。
組裝動(dòng)力系的方法包括將第 一 安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)安裝 在第一類型的第一變速器上，且運(yùn)行地將第一構(gòu)造的功率電子器件連接 到第一安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)。第一安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電 機(jī)和第 一構(gòu)造的功率電子器件提供了至少兩個(gè)不同電壓下的電力。方法 進(jìn)一步包括將第二安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)安裝在第一類型的第 二變速器上，其中第一變速器和第二變速器大體上相同。方法進(jìn)一步包 括運(yùn)行地將第二構(gòu)造的功率電子器件連接到第二安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上 的發(fā)電機(jī)。第二安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)和第二構(gòu)造的功率電子器 件提供了其電壓與由第一安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)和第一構(gòu)造的 功率電子器件所提供的兩個(gè)電壓不同的電力。特別地，由動(dòng)力系實(shí)施例 的每個(gè)提供的電壓的僅一 個(gè)需要是不同的，以使得由每個(gè)提供的二個(gè)電 壓被考慮為不同(例如，第一安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)和第一構(gòu)造
的功率電子器件可以提供28伏特的直流低壓電，正如第二安裝在轉(zhuǎn)矩 變換器上的發(fā)電機(jī)和第二構(gòu)造的功率電子器件可以提供)，但可以由兩 個(gè)實(shí)施例提供不同的電壓更高的電力(例如，220伏特直流電與270伏 特直流電)。優(yōu)選地，帶有不同轉(zhuǎn)矩變換器的變速器的組裝可以在工廠 內(nèi)相同的組裝線上進(jìn)行。因此，對于不同類型的電力的用戶需要可以在 組裝動(dòng)力系時(shí)解決。
本發(fā)明的以上的特征和優(yōu)點(diǎn)和其他的特征和優(yōu)點(diǎn),人如下對用于執(zhí) 行本發(fā)明的最佳模式的詳細(xì)描述中參考附圖容易地可見。


圖1是第一動(dòng)力系的部分截面?zhèn)纫晥D的示意性圖示，第一動(dòng)力系包 括變速器，發(fā)動(dòng)機(jī)，其上安裝有第一類型的發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩變換器和功率
電子器件，從而提供兩個(gè)不同的電壓下的電力；
圖2是圖1的安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)的示意性截面圖示； 圖3是第二動(dòng)力系的部分截面?zhèn)纫晥D的示意性圖示，第二動(dòng)力系包 括與圖1的變速器相同類型的變速器，與圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)相同類型的發(fā)動(dòng) 機(jī)，其上安裝有第二類型的發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩變換器和功率電子器件，從而 提供在不同于圖1和圖2的發(fā)電機(jī)所提供的電壓的電壓下的電力；和
圖4是第三動(dòng)力系的示意性圖示，第三動(dòng)力系包括與圖3相同的變 速器和發(fā)動(dòng)機(jī)，和其上不安裝發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩變換器。
具體實(shí)施例方式
參考附圖，其中類似的參考數(shù)字指類似的部件，圖l示出了動(dòng)力系 10,動(dòng)力系10包括發(fā)動(dòng)機(jī)12,例如內(nèi)燃才幾或柴油才幾。動(dòng)力系IO進(jìn)一步 包括容納在轉(zhuǎn)矩變換器殼體16內(nèi)的轉(zhuǎn)矩變換器14和容納在變速器殼體 20內(nèi)的變速器18。發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸22與轉(zhuǎn)矩變換器14的輸入外殼26通過 柔性板24或由螺栓28或其他緊固機(jī)構(gòu)固定到轉(zhuǎn)矩變換器輸入外殼26 的其他接口連接。如已知，轉(zhuǎn)矩變換器14形成了在發(fā)動(dòng)機(jī)12和變速器 18之間的流體聯(lián)接，從而通過與輸入外殼26 —起旋轉(zhuǎn)的葉輪或泵部分 提供了轉(zhuǎn)矩增加，所述的葉輪或泵部分形成了與渦輪機(jī)部分的粘性聯(lián) 接，該渦輪機(jī)部分與變速器18的輸入構(gòu)件30 —起旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)矩變換器14 的內(nèi)部部件，包括泵部分和渦4侖^L部分已熟知且在圖1中未示出。轉(zhuǎn)矩 變換器14可以是沖壓的或機(jī)加工的鋼或沖壓的鋁。變速器18利用了相 互嚙合齒輪，例如4亍星齒輪組或副軸布置中的齒4侖平面，以及選擇地可 接合的轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)，例如同步器，離合器和/或制動(dòng)器，以建立在不同 速比下到變速器輸出構(gòu)件31的轉(zhuǎn)矩傳遞。
提供了安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)34,該發(fā)電機(jī)34與多組功率 電子器件(在下文中論述) 一起建立用于車載和/或車外動(dòng)力需要的電力
輸出增加。安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)34包括轉(zhuǎn)子36,該轉(zhuǎn)子36固 定到轉(zhuǎn)矩變換器14,特別是固定到轉(zhuǎn)矩變換器輸入外殼26以與之一起 旋轉(zhuǎn)。發(fā)電機(jī)34進(jìn)一步包括安裝到轉(zhuǎn)矩變換器殼體16的定子38,使得 定子38維持與轉(zhuǎn)矩變換器外殼16靜止。轉(zhuǎn)子36和定子38同心地圍繞 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸22和變速器輸入構(gòu)件30的旋轉(zhuǎn)軸線布置，且在它們之間限 定了周向徑向氣隙32。發(fā)動(dòng)機(jī)12包括通過螺栓42或其他緊固件固定到 轉(zhuǎn)矩變換器殼體16的發(fā)動(dòng)機(jī)體40。轉(zhuǎn)矩變換器殼體16也通過螺栓44 或其他緊固件固定到變速器殼體20。發(fā)動(dòng)機(jī)體40、轉(zhuǎn)矩變換器殼體16 和變速器殼體20是靜止部件。優(yōu)選地，定子38通過油或水冷卻劑以已 知的方式冷卻。
參考圖2,安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)34以在圖1中指示的箭頭 處的截面^L圖中示出。在此一見圖中，顯見定子38實(shí)際上包括不同的定 子段，包括第一組定子段46和第二組定子段48。第一組定子段46包括 其中套入了三相定子繞組52的極間槽50。定子繞組52形成了在圖1中 可見的端部線圈53。第一組定子段46內(nèi)的段數(shù)和繞組52的個(gè)數(shù)在圖2 中僅典型地示出，且選擇為實(shí)現(xiàn)希望的第一輸出電壓，如在下文中論述。 第二組定子段48包括其中套入了三相定子繞組52A的極間槽50A。定 子繞組52A也形成了端部匝，^f旦它們在圖1中截取的發(fā)電才幾34的截面 中不可見。第二組定子段48內(nèi)的段數(shù)和繞組52A的個(gè)數(shù)也選擇為實(shí)現(xiàn) 了第二希望的輸出電壓，該第二輸出電壓與第一輸出電壓不同，如在下 文中論述。定子段46、 48以螺栓連接或另外地以螺栓54固定到轉(zhuǎn)矩變 換器殼體16上，如所指示出。
安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)34的轉(zhuǎn)子36具有周向地圍繞它間隔 開的磁體56。磁體56的個(gè)數(shù)選擇為優(yōu)化希望的第一和第二輸出電壓。 轉(zhuǎn)子36以螺栓58或任何其他緊固方式固定到轉(zhuǎn)矩變換器14,使得它與 轉(zhuǎn)矩變換器14一起旋轉(zhuǎn)。螺栓58僅示出為處于典型的布置中且可以具 有與所示出的不同的個(gè)數(shù)、間隔、或位置。徑向氣隙32示出為在定子 段46和48與轉(zhuǎn)子36之間。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸22轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輸入外殼26和轉(zhuǎn)子36轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)磁體 56的》茲通在定子38的繞組52和52A內(nèi)生成了電流。
再次參考圖1,動(dòng)力系IO合并了功率電子器件；特別地，第一組功 率電子器件60與第一組定子段46電連通，且第二組功率電子器件62
與第二組定子段48電連通。第一和第二類型的功率電子器件60、 62— 起可以稱為功率電子器件的第一構(gòu)造。第一組定子段46和第一組功率 電子器件62構(gòu)造為提供了第 一 電壓的電力，例如相對地低的28伏特的 直流電(VDC)。第二組定子段48和第二組功率電子器件62構(gòu)造為提 供第二電壓下的電力，例如相對地高的270伏特的直流電。第一組或低 壓功率電子器件60包括與第 一組定子段52連接的可用作第 一 電力輸出 的第一電力連接件64,第一電力連接件64將電力連通到低壓電力模塊 66,該模塊66包括逆變器和電子控制器。低壓電力模塊66可運(yùn)行以將 第 一組定子段52提供的三相交流電轉(zhuǎn)換為具有28伏特的直流電形式的 電力以存儲(chǔ)在低壓電池68內(nèi)。電力模塊66的控制器功能指導(dǎo)電池68 以將能量提供到車輛附件70,該附件70構(gòu)造為依賴低壓(例如28伏特) 水平下的電力運(yùn)行。車輛附件70可以包4舌空調(diào)、音頻系統(tǒng)和任何其他 車載或車外的電驅(qū)動(dòng)的部件，這些部件設(shè)計(jì)為依賴由第一組功率電子器 件提供的低壓電力運(yùn)行。
第二組功率電子器件62包括連接到第二組定子段48的且用作第二 電力輸出以用于第二較高電壓的電力類型的第二電力連接件72。第二電 力連接件72將電力連通到高壓整流器和控制器模塊74,該模塊74作為 輸出電力整流器和控制器起作用。高壓整流器和控制器模塊74可運(yùn)行 以將由三相定子繞組52A提供的三相交流電轉(zhuǎn)換為具有270伏特直流電 形式的電力，該電力在高壓整流器和控制模塊74的控制器部分的控制 下提供到外部電力負(fù)荷76。外部電力負(fù)荷76例如可以包括車外工業(yè)和 實(shí)用設(shè)備或工具，或車載負(fù)荷，例如運(yùn)輸中的拖車的制冷。
參考圖3,動(dòng)力系IOA的第二實(shí)施例圖示了第二類型的安裝在轉(zhuǎn)矩 變換器上的發(fā)電機(jī)34A,它與以與圖1的相應(yīng)的部件相同的方式相互連 接的發(fā)動(dòng)機(jī)12A和變速器18A—起使用。實(shí)際上，發(fā)動(dòng)機(jī)12A是與發(fā) 動(dòng)機(jī)12相同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)，且變速器18A是與變速器18相同的類型的 變速器。然而，在動(dòng)力系10A中，安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)34A 具有不同的構(gòu)造，從而提供了與安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)34不同 的電壓輸出。因此，變速器制造商可以提供如圖1中的18和圖3中的 18A所表示的變速器，變速器根據(jù)用戶的特定動(dòng)力輸出需要通過選擇設(shè) 計(jì)有定制的低壓和高壓輸出的安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)34或34A 之一而修改。另外，變速器18A也可以提供有傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩變換器14B,
即不帶有安裝在其上的發(fā)電機(jī)，如在圖4中圖示，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的轉(zhuǎn)矩變換
器14B和帶有安裝在其上的發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩變換器14、14A基本上占據(jù)了 器殼體。
發(fā)動(dòng)機(jī)12A包括通過螺栓42A或其他緊固件固定到轉(zhuǎn)矩變換器殼 體16A的發(fā)動(dòng)機(jī)體40A。轉(zhuǎn)矩變換器殼體16A也通過螺栓44A或其他 緊固件固定到變速器殼體20A。發(fā)動(dòng)機(jī)體40A、轉(zhuǎn)矩變換器16A和變速 器殼體20A是靜止部件。
更詳細(xì)地參考圖3,安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的馬達(dá)發(fā)電機(jī)34A是軸向 間隙空氣核心發(fā)電機(jī)，它包括安裝到轉(zhuǎn)變換器殼體16A的定子38A,使 得定子38A保持與轉(zhuǎn)矩變換器殼體16A靜止。定子38A包括多個(gè)定子 段，它們類似于圖3的定子段周向地分開，從而允許多個(gè)定子段用于同 時(shí)以分開的輸出端子的多個(gè)電壓輸出，如在下文中論述。安裝在轉(zhuǎn)矩變 換器上的發(fā)電機(jī)34A也包括第一轉(zhuǎn)子36A和第二轉(zhuǎn)子36B,它們固定到 轉(zhuǎn)矩變換器14A,特別是固定到轉(zhuǎn)矩變換器的輸入外殼26A以與之旋轉(zhuǎn)。 轉(zhuǎn)子36A、 36B和定子38A圍繞發(fā)動(dòng)才幾曲軸22A和變速器輸入構(gòu)件30A 的旋轉(zhuǎn)軸線同心地布置，其中定子38A夾在轉(zhuǎn)子36A和36B之間，使 得軸向氣隙32A、 32B分別限定在轉(zhuǎn)子36A、 36B的每個(gè)和定子38A之 間。每個(gè)轉(zhuǎn)子具有周向地圍繞它分開的兩組石茲體56A和56B,每個(gè)組的 特征在于不同的強(qiáng)度，在定子38A的軸向核心繞組內(nèi)感應(yīng)了不同的電 流。與磁體56A、 58B相關(guān)的不同電壓輸出用于提供不同類型的用于車 載和/或車外使用的電力，如在下文中描述。本領(lǐng)域一般技術(shù)人員容易地 理解了軸向間隙空氣核心發(fā)動(dòng)才幾的構(gòu)造。
動(dòng)力系10A合并了第一組功率電子器件60A,它通過第一電力連接 件64A與定子38A電連通。第一組功率電子器件60A構(gòu)造為用于第一 電力電壓，例如低壓24伏特直流電(VDC)。笫一組功率電子器件60A 包括低壓電力模塊66A,它包括逆變器和電子控制器，和運(yùn)行地連接到 車輛附件70A的低壓電池68A。第一組功率電子器件60A的部件的構(gòu)造 和功能類似于圖2的動(dòng)力系10的第一組功率電子器件60的部件，不同 在于低壓電力模塊提供了 24伏特的直流電到電池68A。
動(dòng)力系IOA也合并了第二組功率電子器件62A，它通過第二電力連 接件72A與定子38A電連通。第一組和第二組功率電子器件60A、 62A
一起可以稱為功率電子器件的第二構(gòu)造。第二組功率電子器件60A構(gòu)造 為用于第二電力電壓，例如較高的220伏特的直流電。第二電力連接件 72A將電力連通到高壓整流器和控制器模塊74A,該模塊74A用作輸出 電力整流器和控制器。高壓整流器和控制器模塊74A可運(yùn)行以將定子 3 8A提供的三相220伏特交流電轉(zhuǎn)換為具有220伏特直流電形式的電力， 它在高壓整流器和控制器模塊74A的控制器部分的控制下提供到外部 電力負(fù)荷76A。外部電力負(fù)荷76A例如可以包括車外工業(yè)和實(shí)用設(shè)備或 工具，或車載負(fù)荷，例如運(yùn)輸中的拖車的制冷。第二組功率電子器件62A 的這些部件的構(gòu)造和功能類似于圖1的動(dòng)力系10的第二組功率電子器 件62的部件，不同在于高壓整流器和控制器模塊74A將220V的電力提 供到外部電力負(fù)荷76A。
第二組功率電子器件62A也包括使得安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電 機(jī)34A能用作馬達(dá)來起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12A或與發(fā)動(dòng)機(jī)12串聯(lián)地向變速器 18A提供動(dòng)力從而提供了混合動(dòng)力推進(jìn)能力的部件。因此，安裝在轉(zhuǎn)矩 變換器上的發(fā)電機(jī)34A可以稱為馬達(dá)/發(fā)電機(jī)。特別地，第二組功率電 子器件62A包括用作電力逆變器且用作電子控制器的高壓交流電到直 流電力才莫塊80A,以將電力從高壓交流電(例如220伏特交流電)轉(zhuǎn)換 為高壓直流電(例如220伏特直流電)。高壓直流電然后存儲(chǔ)在高壓電 池82A內(nèi)。當(dāng)運(yùn)行條件保證起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12A時(shí)或當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12A已驅(qū)動(dòng) 變速器18A且要求另外的轉(zhuǎn)矩且該另外的轉(zhuǎn)矩可以由馬達(dá)/發(fā)電機(jī)34A 提供時(shí)，高壓電子控制器84A構(gòu)造為將存儲(chǔ)的能量從電池82A引導(dǎo)向定 子38A。應(yīng)認(rèn)識到的是直流電力才莫塊80A、電池82A和高壓電子控制器 84A也可以使用在圖2的動(dòng)力系10上，使得安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā) 電才幾34也可以用作馬達(dá)。
如在圖2和圖3中指示，不同的動(dòng)力系可以構(gòu)造有相同類型的變速 器和發(fā)動(dòng)機(jī)，但帶有連接在它們之間的不同的安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā) 電機(jī)。安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)的根據(jù)它被構(gòu)造為提供的動(dòng)力輸出 的選擇可以通過特定的用戶需要確定。替代地，如果對于特定的動(dòng)力系 實(shí)施不要求車載或車外電力，則如在圖4中示出的構(gòu)造的動(dòng)力系IOB可 以提供有發(fā)動(dòng)機(jī)12B、變速器18B和在轉(zhuǎn)矩變換器殼體16B內(nèi)的轉(zhuǎn)矩變 換器14B,轉(zhuǎn)矩變換器14B不裝配有發(fā)電機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)12B可以是與發(fā)動(dòng) 機(jī)12和12A相同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)，且變速器18B可以是與變速器18和
18A相同類型的變速器。
優(yōu)選地，多種發(fā)電機(jī)34、 34A的電力輸出相同且功率電子器件60、 62、 60A、 62A相同， -使得發(fā)電才幾和功率電子器件也可以用于多種不同 類型的變速器。多種功率電子器件構(gòu)造，包括如下的電力電壓優(yōu)選地可 用于連接到發(fā)電機(jī)34、 34A的共同的電力輸出600伏特直流，12伏特 直流，42伏特直流，110/220伏特(60Hz)交流"AC" , 220伏特(50 Hz AC) , 24伏特直流和270伏特直流。
因此，參考圖1至圖4的動(dòng)力系實(shí)施例描述的動(dòng)力系的組裝方法包 括將第一安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)34安裝在第一類型的第一變速 器上。這可以包括將轉(zhuǎn)矩變換器殼體16接附到變速器殼體20。方法進(jìn) 一步包括運(yùn)行地將第一構(gòu)造的功率電子器件60、 62連接到第一安裝在 轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)34。第一安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)34和第 一構(gòu)造的功率電子器件60、 62提供了在至少兩個(gè)電壓(例如28伏特直 流和270伏特直流)下的電力。
方法也包括將第二安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)34A安裝在第一 類型的第二變速器18A上，第二變速器18A大體上與第一變速器18相 同。這可以包括將不同的轉(zhuǎn)矩變換器殼體16A接附到變速器殼體20A, 變速器殼體20A與變速器殼體20相同。方法然后包括運(yùn)行地將第二構(gòu) 造的功率電子器件60A、 62A連接到第二安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī) 34A。第二安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)34A和第二構(gòu)造的功率電子器 件60A、62A提供了與由第一安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)34和第一構(gòu) 造的功率電子器件60、 62所提供的兩個(gè)電壓不同的電壓下的電力。在 本方法的范圍內(nèi)，其上不安裝發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩變換器14B可以與和變速器 18和18A相同的變速器18B和與發(fā)動(dòng)才幾12和12A相同的發(fā)動(dòng)才幾12B 連接。因此，方法使得給定的變速器和發(fā)動(dòng)機(jī)組合能與不同的轉(zhuǎn)矩變換 器(具有不同類型的發(fā)電機(jī)、馬達(dá)/發(fā)電機(jī)或無發(fā)電機(jī)安裝到其上)和不 同的功率電子器件構(gòu)造(或在轉(zhuǎn)矩變換器無發(fā)電機(jī)的情況中無功率電子 器件)連接，以滿足用戶的特定的電力需要。
雖然已詳細(xì)描述了用于執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式，但本發(fā)明所涉及的 領(lǐng)域的 一般技術(shù)人員將認(rèn)識到多種替代設(shè)計(jì)和用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施 例在后附的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種動(dòng)力系，包括容納在變速器殼體內(nèi)的變速器；運(yùn)行地與變速器連接的且容納在轉(zhuǎn)矩變換器殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)矩變換器；其中轉(zhuǎn)矩變換器殼體固定到變速器殼體；具有固定到轉(zhuǎn)矩變換器的轉(zhuǎn)子和固定到轉(zhuǎn)矩變換器殼體的定子的發(fā)電機(jī)；運(yùn)行地與發(fā)電機(jī)連接的功率電子器件；和其中發(fā)電機(jī)和功率電子器件構(gòu)造為提供多種電壓水平下的電力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力系，其中發(fā)電機(jī)生成了在至少兩個(gè)不 同電壓水平下的電力。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力系，其中定子包括第一組和第二組定 子段，定子段的每個(gè)適合于提供兩個(gè)不同的電壓水平的不同的一個(gè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力系，其中定子包括多相電力輸出。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力系，其中發(fā)電機(jī)生成僅一個(gè)電壓水平 的電力；且其中功率電子器件包括構(gòu)造為將所述的一個(gè)電壓水平轉(zhuǎn)換為 所述的多個(gè)電壓水平的一個(gè)的部件，和構(gòu)造為將所述的一個(gè)電壓水平轉(zhuǎn) 換為所述的多個(gè)電壓水平的另 一個(gè)的其他部件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力系，進(jìn)一步包括 運(yùn)行地連接到轉(zhuǎn)矩變換器以用于驅(qū)動(dòng)變速器的發(fā)動(dòng)機(jī)； 其中所述的功率電子器件構(gòu)造為向所述的定子提供電力以驅(qū)動(dòng)所述的轉(zhuǎn)子，因此將發(fā)電機(jī)以馬達(dá)沖莫式運(yùn)行以用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和與發(fā)動(dòng)機(jī) 串聯(lián)地向變速器提供動(dòng)力的至少一個(gè)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力系，其中轉(zhuǎn)子和定子同心地布置以在 其間限定徑向間隙。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力系，其中轉(zhuǎn)子和定子同心地布置以在 其間限定軸向間隙。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的動(dòng)力系，其中轉(zhuǎn)子是第一轉(zhuǎn)子且軸向間隙 是第一軸向間隙，且進(jìn)一步包括與定子同心地布置的第二轉(zhuǎn)子以在其間限定第二軸向間隙；其中定 子軸向地布置在第 一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子之間。
10. —種動(dòng)力系，包括容納在變速器殼體內(nèi)的變速器；運(yùn)行地與變速器連接的且容納在轉(zhuǎn)矩變換器殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)矩變換器； 其中轉(zhuǎn)矩變換器殼體固定到變速器殼體；具有固定到轉(zhuǎn)矩變換器的轉(zhuǎn)子和固定到轉(zhuǎn)矩變換器殼體的定子的 發(fā)電機(jī)；其中轉(zhuǎn)子具有磁體且定子具有繞組；其中轉(zhuǎn)子和定子以其間的 間隙同心3也布置；運(yùn)行地與發(fā)電機(jī)連接的功率電子器件；和其中轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)造為向功率電子器件提供多個(gè)電壓水平的電力； 且其中功率電子器件構(gòu)造為在對應(yīng)于由轉(zhuǎn)子和定子提供的多個(gè)電壓水平的其他多個(gè)電壓水平下提供電力。
11. 一種組裝動(dòng)力系的方法，包4舌將第一安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)安裝在第一類型的第一變速 器上；運(yùn)行地將第一構(gòu)造的功率電子器件連接到第一安裝在轉(zhuǎn)矩變換器 上的發(fā)電機(jī)；其中第一安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)和第一構(gòu)造的功率 電子器件構(gòu)造為提供了至少兩個(gè)電壓水平的電力；將第二安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)安裝在第一類型的第二變速 器上；其中第一變速器和第二變速器大體上相同；和運(yùn)行地將第二構(gòu)造的功率電子器件連接到笫二安裝在轉(zhuǎn)矩變換器 上的發(fā)電機(jī)；其中第二安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)和第二構(gòu)造的功率 電子器件構(gòu)造為提供了其電壓水平與由第一安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述的第一安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)包括運(yùn)行地連接到第一轉(zhuǎn)矩變換器的第一轉(zhuǎn)子和固定到 第一轉(zhuǎn)矩變換器殼體的第一定子；其中第一類型的第一變速器包括第一 變速器殼體；其中所述的第二安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)包括運(yùn)行地連接到 第二轉(zhuǎn)矩變換器的第二轉(zhuǎn)子和固定到第二轉(zhuǎn)矩變換器殼體的第二定子； 其中第一類型的第二變速器包括大體上與第一變速器殼體相同的第二 變速器殼體；其中第一安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)在第一類型的第一變速器 上的所述的安裝包括將第一轉(zhuǎn)矩變換器殼體接附到第一變速器殼體；和其中第二安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)在第一類型的第二變速器 上的所述的安裝包括將第二轉(zhuǎn)矩變換器殼體接附到第二變速器殼體。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括將第三轉(zhuǎn)矩變換器安裝在第一類型的第三變速器上；其中第三轉(zhuǎn)矩 變換器的特征在于無安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電^L。
全文摘要
本發(fā)明涉及有多電壓電力安裝轉(zhuǎn)矩變換器的發(fā)電機(jī)的動(dòng)力系及組裝法。安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)提供為與功率電子器件一起提供了至少兩個(gè)類型的電力輸出，且可以接附到變速器而與帶有相同的變速器和轉(zhuǎn)矩變換器而不具有安裝在其上的發(fā)電機(jī)的動(dòng)力系相比不影響動(dòng)力系的軸向長度?？梢蕴峁┮耘c給定的變速器類型一起使用的提供了電力電壓的不同組合的不同的安裝在轉(zhuǎn)矩變換器上的發(fā)電機(jī)和功率電子器件構(gòu)造，因此允許在滿足用戶需求方面的靈活性而不過度影響動(dòng)力系的組裝。也提供了變速器組裝的方法。
文檔編號H02K21/48GK101391581SQ20081014921
公開日2009年3月25日 申請日期2008年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月18日
發(fā)明者D·J·薩杰爾斯, L·K·約翰遜, R·F·坎布斯 申請人:通用汽車公司