(57)【要約】      （修正有）【課題】車両のボディからワイヤレスインホイールモータへの冷却用流体ラインを不要とする。【解決手段】ホイール内に配置された、電動モータ１１５と、ワイヤレスで伝送されたエネルギを受信するために動作可能な受信コイル１０６と、受信コイルからのワイヤレス伝送されたエネルギを直流に変換するために動作可能な第１のコンバータと、電動モータに電力供給するために動作可能な、インバータ回路と、を有する。このワイヤレスインホイール電動モータセンブリは更に、ホイール内に配置された冷却システムを含み、冷却システムは、冷却剤を圧送するために動作可能なマイクロポンプ１２９と、変換回路及びインバータ回路のうちの少なくとも１つの近傍に冷却剤を通過させるために動作可能な流体ラインと、加熱された冷却剤を受け取って熱を環境に消散させるために動作可能な熱交換器と、を備える。【選択図】図２
2019011041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレスインホイール電動モータセンブリであって、
ホイールと、
前記ホイールの内部に配置された電動モータであって、固定子および回転子を備える電動モータと、
ワイヤレスで伝送されたエネルギを受信するために動作可能な受信コイルであって、前記ホイールの内部に配置された受信コイルと、
前記受信コイルに対し電気的に結合され、前記受信コイルからの前記ワイヤレス伝送されたエネルギを直流に変換するために動作可能な第１のコンバータであって、前記ホイールの内部に配置された第１のコンバータと、
変換回路および前記電動モータに対して電気的に結合されたインバータ回路であって、前記インバータは、前記電動モータに電力供給するために動作可能であり、前記ホイールの内部に配置された、インバータ回路と、
前記ホイールの内部に配置された冷却システムであって、
冷却剤を圧送するために動作可能なマイクロポンプと、
前記変換回路および前記インバータ回路のうちの少なくとも１つの近傍に前記冷却剤を通過させるために動作可能な流体ラインと、
加熱された冷却剤を受け取って熱を環境に消散させるために動作可能な熱交換器と、
を備える冷却システムと、
を備えるワイヤレスインホイール電動モータセンブリ。
【請求項２】
前記第１の変換回路および前記マイクロポンプに対して電気的に結合された第２の変換回路をさらに備え、前記第２の変換回路は、前記マイクロポンプに電力供給するために動作可能であるとともに、前記ハウジング内に配置されている、請求項１に記載のワイヤレスインホイール電動モータアセンブリ。
【請求項３】
前記熱交換器を横断して流れるよう空気を強制するように構成されたファンをさらに備え、前記ファンが、前記ホイールの回転速度、前記冷却剤の温度、前記システムの電気的構成要素の温度、前記モータの電気的出力および前記モータの機械的出力のうちの少なくとも１つに基づいて、選択的に電力供給される、請求項１に記載のワイヤレスインホイール電動モータアセンブリ。
【請求項４】
ハブキャップをさらに備え、前記ハブキャップは、前記ハブキャップの回転が１つ又はそれよりも多くの前記熱交換器を横断するよう空気を強制して前記冷却剤から熱を対流させるようなファンブレード形状を有する、請求項１に記載のワイヤレスインホイール電動モータアセンブリ。
【請求項５】
前記冷却システムが、前記インホイール電気アセンブリの固定子に対し冷却剤を供給して前記固定子を冷却するようにする、請求項１に記載のワイヤレスインホイール電動モータアセンブリ。
【請求項６】
前記冷却システムがさらに、内面と外面とを備えるマニホルドプレートを備え、前記外面が、外側流路と内側流路とを含む一対の同心冷却用流路を含む、請求項１に記載のワイヤレスインホイール電動モータアセンブリ。
【請求項７】
前記一対の同心冷却用流路は、前記マニホルドプレートの一対の開口を通って、前記ホイール内部の前記固定子の１つ又はそれよりも多くの固定子鉄部を通って、１つ又はそれよりも多くの冷却剤供給流路および１つ又はそれよりも多くの冷却剤戻り流路に流体的に結合されている、請求項６に記載のワイヤレスインホイール電動モータアセンブリ。
【請求項８】
車両であって、
１つ又はそれよりも多くのバッテリと、
前記１つ又はそれよりも多くのバッテリに対して電気的に結合され、ワイヤレスで伝送されるエネルギを伝送するために動作可能である伝送コイルと、
ワイヤレスインホイール電動モータセンブリであって、
ホイールと、
前記ホイールの内部に配置された電動モータであって、固定子および回転子を備える電動モータと、
前記伝送コイルからワイヤレスで伝送されたエネルギを受信するために動作可能な受信コイルと、
前記受信コイルに対し電気的に結合され、前記受信コイルからの前記ワイヤレス伝送されたエネルギを直流に変換するために動作可能な第１のコンバータであって、前記ホイールの内部に配置された第１のコンバータと、
変換回路および前記電動モータに対して電気的に結合されたインバータ回路であって、前記インバータは、前記電動モータに電力供給するために動作可能であり、前記ホイールの内部に配置された、インバータ回路と、
冷却システムであって、
冷却剤を圧送するために動作可能なマイクロポンプと、
前記変換回路および前記インバータ回路のうちの少なくとも１つの近傍に前記冷却剤を通過させるために動作可能な流体ラインと、
加熱された冷却剤を受け取って熱を環境に消散させるために動作可能な熱交換器と、
を備える冷却システムと、
を備えるワイヤレスインホイール電動モータセンブリと、
を備える車両。
【請求項９】
前記ワイヤレスインホイール電動モータアセンブリが、前記第１の変換回路および前記マイクロポンプに対して電気的に結合された第２の変換回路をさらに備え、前記第２の変換回路は、前記マイクロポンプに電力供給するために動作可能であるとともに、前記ハウジング内に配置されている、請求項８に記載の車両。
【請求項１０】
前記ワイヤレスインホイール電動モータアセンブリが、前記熱交換器を横断して流れるよう空気を強制するように構成されたファンをさらに備え、前記ファンが、１つ又はそれよりも多くの前記ホイールの回転速度、前記冷却剤の温度、前記システムの電気的構成要素の温度、前記モータの電気的出力および前記モータの機械的出力のうちの少なくとも１つに基づいて、選択的に電力供給される、請求項８に記載の車両。
【請求項１１】
前記ホイールがハブキャップをさらに備え、前記ハブキャップは、前記ハブキャップの回転が１つ又はそれよりも多くの前記熱交換器を横断するよう空気を強制して前記冷却剤から熱を対流させるようなファンブレード形状を有する、請求項８に記載の車両。
【請求項１２】
前記冷却システムがさらに、内面と外面とを有するマニホルドプレートを備え、前記外面が、同心冷却用流路を備え、前記同心冷却用流路は、前記固定子の１つ又はそれよりも多くの固定子鉄部を通って、１つ又はそれよりも多くの冷却剤供給流路および１つ又はそれよりも多くの冷却剤戻り流路に流体的に結合されており、前記同心冷却用流路は、冷却剤を前記固定子の前記１つ又はそれよりも多くの冷却剤供給流路に供給し、加熱された冷却剤を前記固定子の前記１つ又はそれよりも多くの冷却剤戻り流路から受け取る、ように構成されている、請求項８に記載の車両。
【請求項１３】
前記１つ又はそれよりも多くの冷却剤供給流路と前記１つ又はそれよりも多くの冷却剤戻り流路が、前記マニホルドプレートとは反対側の前記冷却剤供給および前記冷却剤戻り流路の外端において方向変換特徴部により、流体的に結合されており、前記冷却剤供給流路および前記冷却剤戻り流路が前記１つ又はそれよりも多くの固定子鉄部の内部に平行な流路を形成する、請求項１２に記載の車両。
【請求項１４】
さらにパワーエレクトロニクスプレートを備え、少なくとも前記第１のコンバータおよび前記インバータ回路が前記パワエレクトロニックプレートにより支持され、前記冷却システムは、前記第１のコンバータおよび前記インバータ回路をラジエータに流体的に結合する冷却ラインを備える、請求項８に記載の車両。
【請求項１５】
内面と外面とを有するマニホルドプレートをさらに備え、前記外面が同心冷却用流路を含み、前記同心冷却用流路は、前記冷却システムに流体的に結合されるとともに、前記固定子に冷却剤を供給し、前記固定子から加熱された冷却剤を受け取るように構成されており、前記パワーエレクトロニクスプレートの前記冷却ラインおよび前記マニホルドプレートの前記冷却用流路は、冷却剤が前記冷却用流路を通って流れる前に前記冷却ラインを通って流れるように直列に構成されている、請求項１４に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
本明細書は概して、車両を推進するためのワイヤレス給電される電動モータに関し、より具体的には、統合型冷却システムを内蔵するワイヤレス給電される電動モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
いくつかの車両は電動モータにより駆動される。このようなモータは、バッテリまたは他の電源からの電気エネルギを機械的エネルギに変換して、１つ又はそれよりも多くのホイールを回動させることができる。概して、電気エネルギを力学エネルギに変換するために使用される電気装置は熱を発生し、したがって熱除去用構成要素を必要とする場合がある。電動モータも同様に熱を発生する。したがって、電気エネルギを変換する電子装置および電動モータ自体は、液体冷却システムなどの冷却システムにより冷却されなければならず、それによって、冷却剤が電気装置および／またはモータを通過して熱エネルギを除去する。
【０００３】
多くの電動車両において、電動モータおよびドライブエレクトロニクスが電動車両のボンネット下に配置され、こうして従来の内燃エンジンに置き換わっている。電動車両のボンネット下の場所には、冷却システムのための広い空間がある。
【０００４】
しかしながら、いくつかの電動車両において、電動モータはホイール自体の内部に位置付けされる。従来のインホイール電動モータでは、導線が車両のボディとインホイールモータとの間を通過する必要がある。さらに、流体ラインも同様に電動車両のボディ内の熱交換器とインホイールモータとの間に冷却剤を通すことが必要となるおそれがある。
【０００５】
車両の動作中、電動車両のボディとインホイール電動モータとの間の環境は厳しく、導線および流体ラインは損傷を受け易くなる可能性がある。ワイヤレスインホイールモータは、車両のボディからインホイールモータに電気エネルギをワイヤレスで伝送することにより、導線の必要性をなくす。例えば、一次および二次コイルを用いて、電気エネルギをワイヤレスで伝送することができる。
【０００６】
しかしながら、ホイールの内部に配置されたドライブエレクトロニクスおよびワイヤレスインホイールモータには、なおも冷却が必要であり、したがって電動車両のボディとワイヤレスインホイールモータとの間の厳しい環境内には流体ラインが必要である。こうして、ワイヤレスインホイールモータによって導線が削除されたとしても、流体ラインはなおも必要とされる。
【発明の概要】
【０００７】
したがって、代替的なワイヤレスインホイール電動モータが望まれる。
【０００８】
概要
一実施形態において、ワイヤレスインホイール電動モータセンブリは、ホイールと、ホイールの内部に配置された電動モータであって、固定子および回転子を有する電動モータと、ワイヤレスで伝送されたエネルギを受信するために動作可能な受信コイルと、を含む。実施形態において、受信コイルはホイールの内部に配置される。アセンブリはさらに、受信コイルに対し電気的に結合され、受信コイルからのワイヤレス伝送されたエネルギを直流に変換するために動作可能な第１のコンバータを含み、第１のコンバータは、ホイールの内部に配置される。アセンブリはまた、変換回路および電動モータに対して電気的に結合されたインバータ回路を含み、インバータは、電動モータに電力供給するために動作可能であり、ホイールの内部に配置される。アセンブリはさらに、ホイールの内部に配置された冷却システムを含み、冷却システムは、冷却剤を圧送するために動作可能なマイクロポンプと、変換回路およびインバータ回路のうちの少なくとも１つの近傍に冷却剤を通過させるために動作可能な流体ラインと、加熱された冷却剤を受け取って熱を環境に消散させるために動作可能な熱交換器と、を含む。
【０００９】
別の実施形態において、車両は、１つ又はそれよりも多くのバッテリと、１つ又はそれよりも多くのバッテリに対して電気的に結合され、ワイヤレスで伝送されるエネルギを伝送するために動作可能である伝送コイルと、ワイヤレスインホイール電動モータセンブリであって、ホイールと、ホイールの内部に配置された電動モータであって、固定子および回転子を備える電動モータと、伝送コイルからワイヤレスで伝送されたエネルギを受信するために動作可能な受信コイルと、受信コイルに対し電気的に結合され、受信コイルからのワイヤレス伝送されたエネルギを直流に変換するために動作可能な第１のコンバータであって、ホイールの内部に配置された第１のコンバータと、変換回路および電動モータに対して電気的に結合されたインバータ回路であって、インバータは、電動モータに電力供給するために動作可能であり、ホイールの内部に配置された、インバータ回路と、冷却システムと、を含む。冷却システムは、冷却剤を圧送するために動作可能なマイクロポンプと、変換回路およびインバータ回路のうちの少なくとも１つの近傍に冷却剤を通過させるために動作可能な流体ラインと、加熱された冷却剤を受け取って熱を環境に消散させるために動作可能な熱交換器と、を備える。
【００１０】
本開示に記載の実施形態によって提供されるこれらのおよび追加の特徴は、図面と併せて以下の詳細な説明を考慮してより完全に理解されるものである。
【００１１】
図面中に記載の実施形態は、本来例示的かつ典型的なものであり、特許請求の範囲によって定義されている主題を限定するように意図されていない。例示的実施形態の以下の詳細な説明は、以下の図面と併せて読むと、理解できるものであり、図面中、同様の構造は同様の参照番号で標示されている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本開示に示され説明されている１つ又はそれよりも多くの実施形態に係る、ワイヤレス給電されるインホイールモータセンブリを有する車両の一部分を概略的に描いている。
【００１３】
【図１Ｂ】本開示に示され説明されている１つ又はそれよりも多くの実施形態に係る、図１Ａの車両のワイヤレスエネルギ移送エレクトロニクスシステムを概略的に描いている。
【００１４】
【図２】本開示に示され説明されている１つ又はそれよりも多くの実施形態に係る、図１Ａの車両のワイヤレス給電されるインホイールモータアセンブリの構成要素を概略的に描いている。
【００１５】
【図３】本開示に示され説明されている１つ又はそれよりも多くの実施形態に係る、例示的なワイヤレス給電されるインホイールモータアセンブリの分解組立図を概略的に描いている。
【００１６】
【図４】本開示に示され説明されている１つ又はそれよりも多くの実施形態に係る、図３の例示的なワイヤレス給電されるインホイールモータアセンブリの例示的冷却システムの分解組立図を概略的に描いている。
【００１７】
【図５Ａ】本開示に示され説明されている１つ又はそれよりも多くの実施形態に係る、図４の冷却システムのマニホルドプレートの例示的冷却用流路の頂面図を概略的に描いている。
【００１８】
【図５Ｂ】本開示に示され説明されている１つ又はそれよりも多くの実施形態に係る、図４の冷却システムのマニホルドプレートの例示的冷却用流路の側面を概略的に描いている。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
詳細な説明
本開示の実施形態は、統合された冷却システムを有するワイヤレスインホイール電動モータアセンブリに向けられている。したがって、本開示中に記載のワイヤレスインホイール電動モータアセンブリは、全てがホイールの内部に維持されているワイヤレス電動モータ、ドライブエレクトロニクス（例えばコンバータおよびインバータの機能性を提供する半導体装置など）の形をした熱発生構成要素、および統合型冷却システムを有する。したがって、本開示中に記載のワイヤレスインホイール電動モータアセンブリは、車両のボディとインホイールモータとの間に導電性線および流体ラインの両方を含ませる必要性をなくす。詳細には、本開示中に記載のワイヤレスインホイール電動モータアセンブリを含む電動車両は、ワイヤレスエネルギがボディとホイールとの間の空隙を横断して移送されることから、ホイールと車両との間にいかなる電気的接続も必要としない可能性がある。さらに、冷却システムはホイールの内部に自己収納されていることから、冷却剤は、ホイールの内部のみを流れ、ワイヤレスインホイール電動モータと車両のボディとの間で順方向および逆方向に移送されることは要求されない。
【００２０】
ここで図１Ａを参照すると、例示的車両１０の一部分が示されている。例示的車両１０は、フレーム１２および１つ又はそれよりも多くのホイール１０４を有するメインボディ１１を含む。本明細書全体を通して、１つ又はそれよりも多くのホイール１０４は、「その（ｔｈｅ）」ホイール１０４として単数でまたは「１つ又はそれよりも多くの（ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ）」ホイール１０４として複数で、互換的に言及され得る。したがって、例示的車両１０は、本開示中に記載の通り、１つ又はそれよりも多くのホイールを含み得る。例示的車両１０は、１つ又はそれよりも多くのホイール１０４に機械的におよび電気的に結合されている。ホイール１０４は、１つもしくはそれよりも多くのステアリングアーム１６、１つもしくはそれよりも多くの支柱１８、１つもしくはそれよりも多くのバネ２０、または、ホイールを車両に対して機械的に結合するための１つもしくはそれよりも多くの他の構成要素を用いて、フレーム１２のサスペンション１４に対して機械的に結合されてよい。ステアリングアーム１６は、ドライブトレイン（図示せず）に連結されてよく、例示的車両１０の操縦を可能にする目的でホイール１０４を回動させるためにハンドル（図示せず）または他の構成要素に結合され得る。ホイール１０４は、ステアリングアーム１６、支柱１８、１つもしくはそれよりも多くのバネ２０または他の構成要素をホイール１０４に結合するためのステアリングナックル１０２であって、ホイール１０４が例示的車両１０に対し回転できるようにするステアリングナックル１０２を含むことができる。ステアリングナックル１０２は、ホイールハブ（図示せず）またはスピンドル（図示せず）を含んでもよく、例示的車両１０に対するホイール１０４の相対運動を可能にしてもよい。ホイール１０４は、ホイール１０４と例示的車両１０との間の車両垂直方向の相対運動を可能にするための１つ又はそれよりも多くのバネ２０を通して、例示的車両１０のフレーム１２に対して機械的に結合され得る。ホイール１０４は、ステアリングナックル１０２とステアリングアーム１６、支柱１８およびバネ２０との間の取付けにより例示的車両１０に対し前後方向に固定されてよい。いくつかの実施形態において、ホイールはタイヤ１０３を含む。タイヤ１０３は、静止摩擦および安定性を追加するためのトレッドを含んでいてよく、概して、ゴムまたは合成ゴム物質で形成され得る。
【００２１】
ホイール１０４は、以下で詳細に説明されるように、モータに電力供給するためのさまざまな部品およびシステムを含むワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００の一構成要素である。ホイール１０４の実施形態において、ワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００全体は、ホイール１０４の内部に収納され、こうして、ホイール１０４は、自己収納型アセンブリによって電力供給される。さらに、例示的車両１０の１つ又はそれよりも多くのホイール１０４は、例示的車両１０とワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００との間でエネルギをワイヤレスで移送するためのワイヤレスエネルギ移送エレクトロニクスシステム１０５を含み得る。
【００２２】
ここで図１Ｂを参照すると、例示的車両１０は、メインボディ１１内に１つ又はそれよりも多くのバッテリ１０８を含む。本明細書全体を通して、１つ又はそれよりも多くのバッテリ１０８は、「その（ｔｈｅ）」バッテリ１０８として単数でまたは「１つ又はそれよりも多くの（ｔｈｅ  ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ）」バッテリ１０８として複数で、互換的に言及されてよい。バッテリ１０８は充電式であり、直流（ＤＣ）の形の電力を例示的車両１０の１つ又はそれよりも多くの構成要素に提供することができる。バッテリ１０８は、鉛酸バッテリ、ニッケル水素バッテリ、リチウムイオンバッテリまたは、車両の利用分野に好適である任意の他のタイプのバッテリであり得る。
【００２３】
図１Ｂに示されているように、バッテリ１０８は、ワイヤレスエネルギ移送エレクトロニクスシステム１０５の伝送コイル１０７に電気エネルギを提供するように伝送コイル１０７に電気的に結合されている。伝送コイル１０７は、以下でより詳細に説明するように、ワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００の構成要素に電力供給するため空隙１０９を横断してワイヤレスエネルギ移送エレクトロニクスシステム１０５の受信コイル１０６に対して交流（ＡＣ）電気エネルギをワイヤレスで伝送する。ワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００のさまざまな構成要素が、電気エネルギを、例示的車両１０を推進するための機械的エネルギに変換する。
【００２４】
本開示において使用されている「ワイヤレスエネルギ伝送」とは、ワイヤまたはケーブルなどの導電性媒体を使用することなく、ワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００などの電気的負荷に対して、バッテリなどの電源またはエネルギ貯蔵から電気エネルギを伝送することである。ワイヤレスエネルギ移送エレクトロニクスシステム１０５は、電子または電磁波の、時間変動する電場、磁場または電磁場を使用することができる。図１Ｂにより示されているように、伝送コイル１０７は、電気エネルギを場のエネルギに変換し、空隙１０９を横断して場のエネルギを伝送し、こうしてホイール１０４内の構成要素により場のエネルギ１１０を電気エネルギに逆変換してホイール１０４に電力供給することができる。
【００２５】
ワイヤレスエネルギ移送エレクトロニクスシステム１０５は、エネルギをワイヤレスで移送するために、近接場または遠距離場技術を使用することができる。ワイヤレスエネルギ伝送のための任意の公知のまたは未開発の手段を提供することができる。非限定的例として、ワイヤレスエネルギ移送エレクトロニクスシステム１０５は、空隙１０９を横断して電気エネルギを移送するために、誘導結合、共鳴誘導結合、容量結合、磁気−動的結合、またはいくつかの他の手段を使用することができる。例示的車両１０は、例示的車両１０上の複数の場所を使用して一度に１よりも多いホイール１０４に電力をワイヤレス伝送することができるように、任意の数の伝送コイル１０７を備えていてよい。いくつかの実施形態において、例示的車両１０は、４輪車両であり、例示的車両１０は、以下で説明するように、例示的車両１０を推進するための４つのワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００に電気エネルギを伝送するために４つの伝送コイル１０７（例えば、標準的な４輪車両の場合のように前輪に２つと後輪に２つ）を有する。ただし、実施形態はこのように限定されるものではない。他の実施形態において、例えば一方または両方がワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００を含む２つのホイールを有するオートバイ、または、１つもしくはそれよりも多くのホイールがワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００を含む三輪車の場合などのように、例示的車両１０は１つ又はそれよりも多くのホイールを有することができる。車両のホイールの全てもしくはいくつかがワイヤレスで電力供給されているかまたはいずれのホイールもワイヤレスで電力供給されていない実施形態が企図されている。
【００２６】
ここで図２を参照しながら、ワイヤレスエネルギ移送エレクトロニクスシステム１０５についてさらに詳細に説明する。例示的車両１０のメインボディ１１内に収納されたバッテリ１０８は、１つ又はそれよりも多くの一次インバータ１１２に電気的に結合されている。本明細書全体を通して、１つ又はそれよりも多くの一次インバータ１１２は、「その（ｔｈｅ）」一次インバータ１１２として単数で、または「１つ又はそれよりも多くの（ｔｈｅ  ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ）」一次インバータ１１２として複数で、互換的に言及され得る。バッテリ１０８は、バッテリ１０８からの直流（ＤＣ）電力を、１つ又はそれよりも多くの伝送コイル１０７による伝送のためのＡＣ電力に逆変換するために、一次インバータ１１２に電気的に結合されてよい。ＤＣ−ＡＣ変換の後、ＡＣ電力を、伝送コイル１０７からワイヤレスエネルギ移送エレクトロニクスシステム１０５の１つ又はそれよりも多くの受信コイル１０６に伝送することができる。本明細書全体を通して、１つ又はそれよりも多くの受信コイル１０６は、「その（ｔｈｅ）」受信コイル１０６として単数で、または「１つ又はそれよりも多くの（ｔｈｅ  ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ）」受信コイル１０６として複数で、互換的に言及され得る。バッテリ１０８は、伝送コイル１０７が空隙１０９を横断して電気エネルギを伝送できるように充分な電力を一次インバータ１１２に対して提供する。
【００２７】
受信コイル１０６は、空隙１０９を横断してワイヤレスで伝送された電力を受信する。受信コイル１０６は、１つ又はそれよりも多くの二次コンバータ１１３に電気的に結合されている。本明細書全体を通して、１つ又はそれよりも多くの二次コンバータ１１３は、「その（ｔｈｅ）」二次コンバータ１１３として単数で、または「１つ又はそれよりも多くの（ｔｈｅ  ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ）」二次コンバータ１１３として複数で、互換的に言及され得る。二次コンバータ１１３は、受信コイル１０６からのＡＣ電力を、１つ又はそれよりも多くの二次インバータによるＡＣ電力への変換のためのＤＣ電力に変換する。
【００２８】
二次コンバータ１１３は、ワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００にＡＣ電力を提供するように動作可能な二次インバータ１１４に対し電気的に結合される。いくつかの実施形態において、二次インバータ１１４は、電動モータ１１５に送出されるＡＣ電力を制御するパルス幅変調（ＰＷＭ）回路として構成される。二次インバータ１１４は、例えば非限定的に、インバータゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）および金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）装置などの、ＤＣ電力をＡＣ電力に変換するべくＤＣ電力を切換えるために１つ又はそれよりも多くのパワーエレクトロニクス装置を含むことができる。
【００２９】
なおも図２を参照すると、ワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００のいくつかの実施形態は、１つ又はそれよりも多くの降圧コンバータ１２８を含む。降圧コンバータ１２８は、ワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００の１つ又はそれよりも多くの補助エレクトロニクスに電力供給するための適切なレベルにまで、二次コンバータからの電圧を逓減するために、二次コンバータ１１３に電気的に結合されてよい。例えば、ワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００のいくつかの実施形態は、ホイール１０４のさまざまな構成要素の冷却を目的としてこれら構成要素を通って冷却剤を圧送するためのマイクロポンプ１２９を含むことができる。このようなマイクロポンプ１２９は、二次コンバータ１１３により二次インバータ１１４に供給される電圧とは異なる電圧、いくつかの実施形態においてはより低い電圧、を必要とする可能性がある。さらに、ホイール１０４のいくつかの実施形態において、ファン１３０（同様に図３に図示されている）を使用して１つ又はそれよりも多くの構成要素を横断して空気を循環させてよい。このような実施形態において、降圧コンバータ１２８は、補助エレクトロニクスに電力を適切な電圧で提供することができる。降圧コンバータ１２８は、銅線などの導電性線を用いて１つ又はそれよりも多くの補助エレクトロニクスに電気的に結合されてよい。
【００３０】
電動モータ１１５は、任意のタイプのＡＣまたはＤＣ電源モータであってよい。いくつかの実施形態において、ワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００は３相６極かご形モータである。図３を参照すると、電動モータ１１５は、回転子１１６及び固定子１１８を備える。いくつかの実施形態においては、回転子１１６が固定子１１８を取り囲んでいる。いくつかの実施形態においては、固定子１１８が回転子１１６を取り囲んでいる。図４に示されているように、固定子１１８は、固定子本体１２０と、固定子本体１２０内部の１つ又はそれよりも多くの固定子極１２１とを含む。明確さのため、固定子１１８の全幅Ｗを通って延在する１つの固定子極１２１のみが描かれている。各固定子極１２１は、鉄材料または他の形の透磁性材料および磁束発生装置、例えば各固定子極１２１の周りに巻回され得る固定子コイルを備えることができる。固定子本体１２０は、円形の外部横断面を有する必要はなく（ただしいくつかの実施形態はこのような横断面を有するが）、固定子極１２１を支持するための任意の好適な配設で構成されてよい。
【００３１】
描写された特定の実施形態においては、二次インバータ１１４からのシミュレートされた３相ＡＣの単相が２つの相対する固定子極１２１に適用される。当業者であれば認識するように、３相電流の各々は、後続する固定子極１２１内で回転的にピークに達して、回転磁場を生成する。回転磁場は、付随する回転子極を同期的に引張り、以下で説明するようにホイール１０４に対して機械的に結合された回転子１１６上にトルクを創出する。
【００３２】
再び図３を参照すると、電動モータ１１５の回転子１１６は、複数の回転子極（図示せず）を支持する回転子本体１２２を有する。いくつかの実施形態において、回転子極の数は、電動モータ１１５が動作中のときに各回転子極が固定子極１２１と整列するように、固定子極１２１の数と同等である。回転子１１６が固定子１１８を取り囲む実施形態において、回転子１１６は、例えば固定子コイルにより固定子極１２１が適宜付勢されると、固定子本体１２０の周りを回転するように動作可能である。回転子１１６は、軸受１２６の半径方向外向きの案内レース１２５に対し機械的に結合されている。軸受１２６は、半径方向外向きの案内レース１２５が１点鎖線１２７で概略的に描かれたホイール１０４の車軸回りに回転可能となるように構成されてよい。このようにして、回転子１１６は、ホイール１０４の車軸に対し回転可能な形で結合されている。ホイール１０４の車軸は、上述のステアリングアーム１６などの機械的連結によって、車両との関係において回転的に（かつ他の形で）固定される。これにより、例示的車両１０およびワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００の他の構成要素との関係における、回転子１１６、ひいてはホイール１０４およびタイヤ１０３の回転運動が可能になる。
【００３３】
上述のように、ホイール１０４はステアリングナックル１０２を含むことができる。ステアリングナックル１０２は、ホイール１０４を例示的車両１０に取付けるための１つ又はそれよりも多くのステアリングナックルアーム１３１を含むことができる。ステアリングナックルアーム１３１は、図１Ａに示されているように、バネ２０、ステアリングアーム１６または支柱１８に対して機械的に結合することができる。ステアリングナックル１０２のいくつかの実施形態は、ワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００のさまざまな構成要素が通過できるようにするためのセンターボアを含むことができる。例えば、受信コイル１０６は、図１Ａに示されているように、ステアリングナックル１０２と例示的車両１０のメインボディ１１との間でステアリングナックル１０２内のセンターボアを通って突出するハウジングの内向きに面する面を備えてもよい。
【００３４】
図３および４を参照すると、いくつかの実施形態において、パワーエレクトロニクスプレート１５２上にワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００のさまざまな電気構成要素を収納するために、ステアリングナックル１０２はその外向きに面する面において、エレクトロニクスカバー１３２に対し機械的に結合されている。いくつかの実施形態は、ワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００を通るよう空気を強制するために回転するファン１３０も同様に含むことができる。エレクトロニクスカバー１３２は、例示的車両１０の使用中にホイール１０４の構成要素が曝露される可能性のある電子機器に対し損傷を加え得る湿気、泥、破片、塵、および他の物質から、さまざまなエレクトロニクス、例えば二次コンバータ１１３、二次インバータ１１４および他の構成要素、を保護することができ、パワーエレクトロニクスプレート１５２に結合され得る。パワーエレクトロニクスプレート１５２は、当業者であれば認識するように、本開示中に説明されているさまざまな機能を実施するために１つ又はそれよりも多くのプリント回路板（ＰＣＢ）および／または他のさまざまな電子機器を備える、図４に示されているような１つ又はそれよりも多くのパワーエレクトロニクスボード１３４を備えることができる。ワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００のいくつかの実施形態は、マニホルドプレート１５４を含んでいてよい。マニホルドプレート１５４は、固定子１１８および／またはパワーエレクトロニクスボード１３４に冷却剤を提供するため、固定子プレート１５６とパワーエレクトロニクスプレート１５２との間に位置付けされてよい。
【００３５】
図４を参照して、ここで、ワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００の冷却システム１５０について説明する。例示的冷却システム１５０は、パワーエレクトロニクスプレート１５２、マニホルドプレート１５４および固定子プレート１５６などの冷却プレートを含むことができる。いくつかの実施形態において、パワーエレクトロニクスプレート１５２、マニホルドプレート１５４および固定子プレート１５６の特徴部は、上述のように、１つ又はそれよりも多くのマイクロポンプ１２９を用いてプレート上のさまざまな構成要素に対し冷却剤を圧送するために、非限定的な一例としてプラスチックまたはゴム製パイプなどのさまざまな冷却ラインによって、流体的に（流体流通可能に）結合される。いくつかの実施形態において、さまざまな冷却プレートは、プレート上の流体ライン以外にパイプまたは他の構成要素を使用することなく、直接的に流体的にかつ機械的に結合される。
【００３６】
マイクロポンプ１２９は、冷却システム１５０のさまざまなラインおよび流路を通って冷却剤を移動させるのに充分な任意のタイプのポンプであってよい。非限定的な例として、マイクロポンプ１２９は、ギアポンプ、ローブポンプ、スクリューポンプ、ベーンポンプまたは再生ポンプなどの往復ポンプであり得る。追加の非限定的な例として、マイクロポンプ１２９は、ピストンポンプなどの容積型ポンプであり得る。マイクロポンプ１２９は、少なくとも１つの入口と少なくとも１つの出口とを有し、圧力がポンプの出口においてより高いものとなるように、少なくとも１つの入口と少なくとも１つの出口との間に正の圧力差を作り出す。ポンプの出口は、冷却システム１５０の他の構成要素のための供給部である。マイクロポンプ１２９は、ワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００内に完全に収納するのに充分小さいものである。上述のように、マイクロポンプ１２９は、降圧コンバータ１２８または他のいくつかの手段を通して電力供給されてよい。
【００３７】
さらに、冷却システム１５０は、構成要素が発生する熱および冷却剤がこの発熱構成要素内または近くを流れるときに吸収する熱を放出するための１つ又はそれよりも多くのラジエータ１４４を含むことができる。このような熱は、環境にまたは１つもしくはそれよりも多くの外部冷却システムに排出され得る。一実施形態において、ラジエータ１４４は、パワーエレクトロニクスプレート１５２の内向きに面する面１４９上に組付けられている。本開示中で使用される「内向きに面する（ｉｎｗａｒｄ  ｆａｃｉｎｇ）」および「外向きに面する（ｏｕｔｗａｒｄ−ｆａｃｉｎｇ）」（または、単純に「ｉｎｗａｒｄ（内向き）」もしくは「ｏｕｔｗａｒｄ（外向き）」、もしくは「内側（ｉｎｎｅｒ）」もしくは「外側（ｏｕｔｅｒ）」なる用語は、車両の中心線（または軸）回りの、大部分の車両において使用される全体的対称を認識し、こうして車両の中心線に対し車両内向きまたは外向き方向を意味する。ラジエータは、例えばプレートの表面に沿ったリングまたはストリップなど、パワーエレクトロニクスプレート１５２の表面上で任意の形状をとることができる。図４で示されているように、ラジエータ１４４は、供給ヘッダ１３６および戻りヘッダ１３８により、プレートに流体的に結合され得る。供給ヘッダ１３６は、ラジエータ１４４によって冷却された冷却済み冷却剤をさまざまな構成要素、例えば発熱構成要素および電動モータ１１５、に送出することができる。次いで、戻りヘッダ１３８は、構成要素から加熱された冷却剤を戻すことができる。
【００３８】
冷却システム１５０のさまざまなプレートは、冷却剤をワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００の発熱構成要素、例えば上述の固定子極１２１およびパワーエレクトロニクス回路に対して分配する。示された例示的実施形態において、ワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００は、３枚のプレート、つまりパワーエレクトロニクスプレート１５２、マニホルドプレート１５４および固定子プレート１５６を含むが、実施形態はこのように限定されない。例えば固定子プレート１５６は、固定子本体１２０の一体部分であり得る。他の実施形態は、固定子１１８と回転子１４４との間に流体を送出するための、別のマニホルドを含むことができる。さまざまなプレートは、任意の好適な材料、例えば金属またはプラスチックで製造され得る。この材料は概して、発熱構成要素から熱を消散する能力および耐久性に基づいて選択され得る。例えば、固定子プレート１５６を構成する材料は、熱を固定子極１２１から逃がすその能力に基づいて選択されてよい。例えばはんだづけ、溶接、接着剤、ネジまたは他の任意の手段などのあらゆる好適な手段を用いて、さまざまなプレートを結合することができる。
【００３９】
なおも図４を参照すると、いくつかの実施形態において、パワーエレクトロニクスプレート１５２は供給ポート１４１を含む。パワーエレクトロニクスプレート１５２の供給ポート１４１は、図４の差し込み図により概略的に描かれているラジエータ１４４の冷却剤出口１４８に対して流体的に結合される。供給ポート１４１は、パワーエレクトロニクスプレート１５２上の１つ又はそれよりも多くの供給流路１５８に結合される。供給流路１５８は、以下でより詳細に説明する１つ又はそれよりも多くの低温プレート１４２に対して流体的に結合される。低温プレート１４２は、１つ又はそれよりも多くのパワーエレクトロニクスボード１３４に対して熱的に結合されている。低温プレート１４２は、以下で説明するように発熱構成要素を冷却するため、二次インバータ１１４などのパワーエレクトロニクスボード１３４の発熱構成要素から熱を除去することができる。パワーエレクトロニクスプレート１５２は同様に、複数のパワーエレクトロニクス排出ライン１６０をも含む。これらパワーエレクトロニクス排出ライン１６０は、開口部１６１において互いに合流する。
【００４０】
パワーエレクトロニクスプレート１５２内の開口部１６１は、マニホルドプレート１５４内の開口部１７０に対して流体的に結合される。いくつかの実施形態において、マニホルドプレート１５４の外向きに面する面１６２は、固定子プレート１５６の内向きに面する面１５７に対して機械的かつ流体的に結合され得る。このような実施形態において、マニホルドプレート１５４の外向きに面する面１６２は、外側流路１６６および内側流路１６８を含む。外側流路１６６は、固定子極１２１を通過する１つ又はそれよりも多くの供給流路１７２に、機械的および流体的に結合されている。外側流路１６６は、中心車軸との関係において供給流路１７２と同じ半径を有することができ、また、外側流路１６６内を流れる流体が供給流路１７２を通って固定子鉄部１７４内を流れ固定子鉄部１７４から熱を除去するよう導かれるように、１つ又はそれよりも多くの固定子鉄部１７４内を通過することができる。各固定子鉄部１７４は、固定子プレート１５６の幅Ｗを通過することができる。固定子鉄部１７４はさらに、固定子鉄部１７４を通って冷却剤を戻すための戻り流路１７６を備えることができる。供給流路１７２と戻り流路１７６は、固定子プレート１５６の外向きに面する面１５９において流体的に結合されていてよい。固定子プレート１５６の外向きに面する面１５９は、供給流路１７２を通って流れる冷却剤の方向を戻り流路１７６へと変換するための、管またはキャッピングプレート（図示せず）などの流体的結合メカニズムを含むことができる。このとき、供給流路１７２と戻り流路１７６との間の任意の正の圧力勾配が、冷却剤を、供給流路１７２を通って戻り流路１７６まで流れさせ、流体的結合メカニズムを介して戻りヘッダ１３８まで戻すことになる。
【００４１】
特に、固定子プレート１５６の外向きに面した面１５９で方向変換された冷却剤は、固定子鉄部１７４を通る戻り流路１７６を通って内側流路１６８まで戻る。内側流路１６８は、加熱された冷却剤をラジエータ１４４に戻すために内側流路１６８を戻りヘッダ１３８に結合させるための開口部１８０を含む。戻りヘッダ１３８は、ラジエータ１４４への戻りのためにパワーエレクトロニクスプレート１５２を通る開口部１８２を備えることができる。
【００４２】
図５Ａは、マニホルドプレート１５４の外向きに面する面１６２をより詳細に描いている。いくつかの実施形態において、マニホルドプレート１５４の外向きに面する面１６２は、上述のように内側流路１６８と外側流路１６６とを含む同心流路対を含む。流路は、流路を通して冷却剤流を促すための溝または他の特徴部を伴って形成されてよい。開口部１７０は、内側流路１６８に流体的に連結して、流体が内側流路１６８内に入ることができるようにする。内側流路１６８は、供給流路１７２の入口に対して流体的に結合されている（図４）。流体的結合は、ガスケット、Ｏリングまたは流体流路を封止するための何らかの他の方法を含むことができる。同様にして、内側流路１６８は、戻り流路１７６（図４）と流体的に結合され（図４）、ガスケットまたはＯリングが流体的結合を封止して冷却剤が漏出するのを防ぐことができる。
【００４３】
図５Ｂは、内側流路１６８および外側流路１６６の側面図を描いている。流路は、マニホルドプレート１５４の表面から切削されたスロットまたは流路を備えることができる。いくつかの実施形態において、流路は、垂直ミルまたは旋盤を用いて、プレートの表面内に直接切削される。他の実施形態において、流路は、プレートの表面上に形成された隆起した表面を備えることができる。いくつかの実施形態において、流路は、さまざまな供給流路１７２、戻り流路１７６およびマニホルドプレート１５４上の流路の間の適切な流体的結合を伴って、マニホルドプレート１５４と固定子プレート１５６との間に管を備えることができる。パワーエレクトロニクスプレート１５２上のパワーエレクトロニクス排出ライン１６０および供給流路１５８も同様に形成することができる。
【００４４】
図４の差し込み図に示されているように、ラジエータ１４４は、概して、究極的ヒートシンクである環境、例えば周囲空気、または何らかの他の冷却システムとの熱交換器を含むことができる。本開示のいくつかの実施形態は、冷却剤が流路を通過するときに熱が空気に移行するように、空気または他の何らかの冷却媒体と接触している１つ又はそれよりも多くの冷却用流路１４６に高温冷却剤が通されるクロスフロー形熱交換器を含む。複数の冷却用流路１４６はエレクトロニクスカバー１３２の車両内向き面と交差することができる。冷却用流路１４６は、ラジエータ冷却剤入口１４７およびラジエータ冷却剤出口１４８を通って供給ヘッダ１３６および戻りヘッダ１３８と流体的に結合されてよい。いくつかの実施形態において、エレクトロニクスカバー１３２の内向きに面する面１４９はフィンを備えていてよく、または、ホイール１０４が回動しもしくはファン１３０が送風したときに冷却用流路１４６内を流れる冷却剤から空気に熱を導くために銅、錫または他の何らかの金属などの熱伝導性材料で作られていてよい。いくつかの実施形態において、ワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００のハウジングまたはホイール１０４の他の部品は、よりよい空気循環のためにホイール１０４のハウジングを通って空気が流動できるようにするために、大気に通気されている。いくつかの実施形態においては、ファン形のハブキャップインサート１８４などの構成要素によって、ホイール１０４を通るよう空気が強制される。
【００４５】
上述のように、いくつかの実施形態において、ワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００はファンを含む。ファン１３０は、降圧コンバータ１２８またはホイール１０４内に収納された充分な電圧を生成する他の何らかの構成要素によって電力供給されてよい。同様に上述されているように、例示的車両１０の速度は低いものの例示的車両１０のさまざまなワイヤレスインホイール電気アセンブリ上の高い負荷に起因して電力出力（ひいては冷却負荷）が高いときなどのように、たとえホイール１０４が回動していないかまたは低速で回動していてもホイール１０４の構成要素を冷却できるように、ホイール１０４が転回していないときでさえラジエータ１４４の冷却用流路を横断するよう空気を強制するように、ファン１３０が、構成され得る。
【００４６】
図３に示されているように、本開示のいくつかの実施形態は、空気をホイール１０４内にまたはラジエータ１４４を横断するよう強制するためのファン形ハブキャップインサート１８４を含む。このような実施形態においては、ホイール１０４が回動して例示的車両１０を移動させるときに、ラジエータ１４４上に空気流を強制することができる。実施形態は、ホイール１０４が比較的低速で転回しているときに構成要素に対する冷却量を増大させるためにホイール１０４よりも速い回転速度でファン形ハブキャップインサート１８４が転回するように一定数のまたは一組のギアを用いてギア駆動されたファン形ハブキャップインサート１８４を含むことができる。ホイール１０４のさまざまな実施形態は、ホイール１０４が転回していないときにもラジエータ１４４を横断するよう空気が強制され得るようにホイール１０４の回動とは無関係に転回するように設計されたファン形ハブキャップインサート１８４を含むことができる。ファン１３０は、冷却剤から熱が引き出されるように冷却コイルを横断するよう空気を強制するためにファン形ハブキャップインサート１８４とタンデムで作動し得る。さらに、ファン形ハブキャップインサート１８４が回転しているか否かに基づいてファン１３０に対して電力を循環させることができる。実施形態はさらにハブキャップ１８６を含むことができる。
【００４７】
動作中、車両のドライバは、例示的車両１０のホイール１０４に適用すべき特定の電力レベルを指図する。この電力レベルは、ペダルまたは他の何らかの手段、例えば音声命令または他の何らかの手段を用いて指図されてよい。さらに、例示的車両１０は、電力レベルが自動的に指図されるように、自律的または半自律的であってよい。ひとたび電力レベルが指図されたならば、バッテリ１０８は、所望の出力電力を達成するために一次インバータ１１２に対して適切な量の電力を供給する。所望の出力電力は、車両速度、例えば７０ｍｐｈ、または特定の馬力、またはけん引能力などの車両の出力を測定する他の何らかの方法に対応し得る。
【００４８】
一次インバータは、伝送コイル１０７から空隙１０９を横断して受信コイルまで伝送するために、バッテリからのＤＣ信号をＡＣ信号に変更する。信号は、空隙１０９を横断する場のエネルギ１１０として伝送され、受信コイル１０６により受信される。受信コイル１０６は二次コンバータ１１３に結合され、この二次コンバータが電気エネルギを、二次インバータ１１４内で使用するためのＤＣ信号に逆変換する。上述のように、二次インバータ１１４は、ワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００に対する電力を制御するために、ＤＣ信号をシミュレートされたＡＣへと変調させる。
【００４９】
二次インバータ１１４は、磁場を生成するために、固定子巻線にシミュレートされたＡＣ電力を供給する。いくつかの実施形態において、場は６極場である。当業者であれば認識するように、磁場は回転子１１６の固定磁石にトルクを適用する。回転子１１６が固定子１１８を取り囲んでいる実施形態において、回転子は、回転子１１６が転回するときにホイールも転回するように、ホイール１０４に対し機械的に結合されている。車両が前方に推進されると、受信コイル１０６、一次インバータ１１２、二次コンバータ１１３、二次インバータ１１４、回転子１１６および固定子１１８などの電動モータ１１５の構成要素は熱を発生させる。冷却システム１５０は、受信コイル１０６、一次インバータ１１２、二次コンバータ１１３、二次インバータ１１４、回転子１１６および固定子１１８などの構成要素に対して冷却剤を供給する。図４に描かれている例示的実施形態を参照すると、冷却剤は最初に供給ヘッダ１３６に入る。供給ヘッダ１３６は、供給ポート１４１を通って供給流路１５８と流体的に結合される。こうして、冷却剤は、供給流路１５８を通って低温プレート１４２まで流れ、パワーエレクトロニクスボード１３４上の熱発生装置（例えば二次コンバータ１１３および二次インバータ１１４を画定する電子構成要素）を冷却した後、排出ライン１６０を通って低温プレート１４２から外に流れる。
【００５０】
排出ライン１６０は、開口部１７０を通ってマニホルドプレート１５４の外側流路１６６と流体的に結合される。こうして、冷却剤は開口部１７０を通って外側流路１６６まで流れる。外側流路１６６は同様に固定子鉄部１７４を通って供給流路１７２に流体的に結合され、こうして冷却剤は固定子鉄部１７４の幅Ｗに沿って流れる。冷却剤は、供給流路１７２から流出し、方向変換特徴部（図示せず）を通って戻り流路１７６まで流れる。冷却剤は次に、マニホルドプレート１５４上の内側流路１６８と流体的に結合された戻り流路１７６を通って固定子鉄部１７４から流出する。マニホルドプレートは、このマニホルドプレートの内側流路１６８内の開口部１８０およびパワーエレクトロニクスプレート１５２を通る開口部１８２を通して、戻りヘッダ１３８と流体的に結合される。こうして、冷却剤は、戻りヘッダ１３８を通ってマイクロポンプ１２９の吸込側まで流れる。そしてこのような例示的流れは、ワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００の冷却のために必要なだけ反復することができる。
【００５１】
上述の例示的実施形態において、冷却システム１５０の流体ラインは、直列に配設されている。しかしながら、ワイヤレスインホイール電気アセンブリ１００のさまざまな実施形態は、一例として冷却剤が冷却剤ポンプの吐出側を離れた後に固定子および低温プレートに並行に流れるとした場合などのように、構成要素が並行して冷却されるように配設されている冷却システム１５０を含む、ということを理解すべきである。
【００５２】
ここで、本開示の実施形態が、電動車両用の統合型冷却システムを内蔵するワイヤレスインホイール電動モータアセンブリを提供することを理解しなければならない。本開示中に記載のワイヤレスインホイール電動モータアセンブリは、車両のボディとワイヤレスインホイール電動モータとの間の流体的結合ラインの必要性をなくす。したがって、本開示中に記載のワイヤレスインホイール電動モータアセンブリは、流体的結合ラインが車両のボディとワイヤレスインホイール電動モータとの間の厳しい動作環境内でもはや必要とされないことから、既存のインホイール電動モータに比べより信頼性の高いものであり得る。
【００５３】
「実質的に」および「およそ」なる用語は、本開示中で、任意の量的比較、数値、測定値または他の表現に割り当てることのできる固有の不確実度を表わすために用いることができる、という点が指摘される。これらの用語は同様に、本開示において、問題の主題の基本的機能の変化を結果としてもたらすことなく、数量的表現が表示基準から変動し得る度合を表現するためにも使用されている。
【００５４】
特定の実施形態が本開示中で例示され説明されてきたが、特許請求の範囲に記載された主題の真意および範囲から逸脱することなくさまざまな他の変更および修正を加えることができるということを理解すべきである。さらに、特許請求の範囲に記載された主題のさまざまな態様について本開示中で説明してきたが、このような態様を組合せて使用する必要はない。したがって、添付の特許請求の範囲は、特許請求の範囲に記載された主題の範囲内に入るこのような変更および修正を全て網羅するように意図されたものである。
【００５５】
［例１］
ワイヤレスインホイール電動モータセンブリであって、
ホイールと、
前記ホイールの内部に配置された電動モータであって、固定子および回転子を備える電動モータと、
ワイヤレスで伝送されたエネルギを受信するために動作可能な受信コイルであって、前記ホイールの内部に配置された受信コイルと、
前記受信コイルに対し電気的に結合され、前記受信コイルからの前記ワイヤレス伝送されたエネルギを直流に変換するために動作可能な第１のコンバータであって、前記ホイールの内部に配置された第１のコンバータと、
変換回路および前記電動モータに対して電気的に結合されたインバータ回路であって、前記インバータは、前記電動モータに電力供給するために動作可能であり、前記ホイールの内部に配置された、インバータ回路と、
前記ホイールの内部に配置された冷却システムであって、
冷却剤を圧送するために動作可能なマイクロポンプと、
前記変換回路および前記インバータ回路のうちの少なくとも１つの近傍に前記冷却剤を通過させるために動作可能な流体ラインと、
加熱された冷却剤を受け取って熱を環境に消散させるために動作可能な熱交換器と、
を備える冷却システムと、
を備えるワイヤレスインホイール電動モータセンブリ。
［例２］
前記第１の変換回路および前記マイクロポンプに対して電気的に結合された第２の変換回路をさらに備え、前記第２の変換回路は、前記マイクロポンプに電力供給するために動作可能であるとともに、前記ハウジング内に配置されている、例１に記載のワイヤレスインホイール電動モータアセンブリ。
［例３］
前記熱交換器を横断して流れるよう空気を強制するように構成されたファンをさらに備える、例１に記載のワイヤレスインホイール電動モータアセンブリ。
［例４］
前記ファンが、前記ホイールの回転速度、前記冷却剤の温度、前記システムの電気的構成要素の温度、前記モータの電気的出力および前記モータの機械的出力のうちの少なくとも１つに基づいて、選択的に電力供給される、例３に記載のワイヤレスインホイール電動モータアセンブリ。
［例５］
ハブキャップをさらに備え、前記ハブキャップは、前記ハブキャップの回転が１つ又はそれよりも多くの前記熱交換器を横断するよう空気を強制して前記冷却剤から熱を対流させるようなファンブレード形状を有する、例１に記載のワイヤレスインホイール電動モータアセンブリ。
［例６］
前記冷却システムが、前記インホイール電気アセンブリの固定子に対し冷却剤を供給して前記固定子を冷却するようにする、例１に記載のワイヤレスインホイール電動モータアセンブリ。
［例７］
前記冷却システムがさらに、内面と外面とを備えるマニホルドプレートを備え、前記外面が、外側流路と内側流路とを含む一対の同心冷却用流路を含む、例１に記載のワイヤレスインホイール電動モータアセンブリ。
［例８］
前記一対の同心冷却用流路は、前記マニホルドプレートの一対の開口を通って、前記ホイール内部の前記固定子の１つ又はそれよりも多くの固定子鉄部を通って、１つ又はそれよりも多くの冷却剤供給流路および１つ又はそれよりも多くの冷却剤戻り流路に流体的に結合されている、例７に記載のワイヤレスインホイール電動モータアセンブリ。
［例９］
前記１つ又はそれよりも多くの固定子鉄部の各々が、前記固定子鉄部の幅を通過する前記冷却剤供給流路および前記冷却剤戻り流路を備え、
前記冷却剤供給流路および前記冷却剤戻り流路が前記マニホルドプレートの前記外面の前記外側流路および前記内側流路とコラジアルであり、これら前記外側流路および前記内側流路に流体的に結合され、個別の前記冷却剤供給流路および前記冷却剤戻り流路は前記マニホルドプレートと反対側の前記冷却剤供給流路および前記冷却剤戻り流路の端部において方向変換特徴部により流体的に結合されている、
例８に記載のワイヤレスインホイール電動モータアセンブリ。
［例１０］
車両であって、
１つ又はそれよりも多くのバッテリと、
前記１つ又はそれよりも多くのバッテリに対して電気的に結合され、ワイヤレスで伝送されるエネルギを伝送するために動作可能である伝送コイルと、
ワイヤレスインホイール電動モータセンブリであって、
ホイールと、
前記ホイールの内部に配置された電動モータであって、固定子および回転子を備える電動モータと、
前記伝送コイルからワイヤレスで伝送されたエネルギを受信するために動作可能な受信コイルと、
前記受信コイルに対し電気的に結合され、前記受信コイルからの前記ワイヤレス伝送されたエネルギを直流に変換するために動作可能な第１のコンバータであって、前記ホイールの内部に配置された第１のコンバータと、
変換回路および前記電動モータに対して電気的に結合されたインバータ回路であって、前記インバータは、前記電動モータに電力供給するために動作可能であり、前記ホイールの内部に配置された、インバータ回路と、
冷却システムであって、
冷却剤を圧送するために動作可能なマイクロポンプと、
前記変換回路および前記インバータ回路のうちの少なくとも１つの近傍に前記冷却剤を通過させるために動作可能な流体ラインと、
加熱された冷却剤を受け取って熱を環境に消散させるために動作可能な熱交換器と、
を備える冷却システムと、
を備えるワイヤレスインホイール電動モータセンブリと、
を備える車両。
［例１１］
前記ワイヤレスインホイール電動モータアセンブリが、前記第１の変換回路および前記マイクロポンプに対して電気的に結合された第２の変換回路をさらに備え、前記第２の変換回路は、前記マイクロポンプに電力供給するために動作可能であるとともに、前記ハウジング内に配置されている、例１０に記載の車両。
［例１２］
前記ワイヤレスインホイール電動モータアセンブリが、前記熱交換器を横断して流れるよう空気を強制するように構成されたファンをさらに備える、例１０に記載の車両。
［例１３］
前記ファンが、１つ又はそれよりも多くの前記ホイールの回転速度、前記冷却剤の温度、前記システムの電気的構成要素の温度、前記モータの電気的出力および前記モータの機械的出力のうちの少なくとも１つに基づいて、選択的に電力供給される、例１２に記載の車両。
［例１４］
前記ホイールがハブキャップをさらに備え、前記ハブキャップは、前記ハブキャップの回転が１つ又はそれよりも多くの前記熱交換器を横断するよう空気を強制して前記冷却剤から熱を対流させるようなファンブレード形状を有する、例１０に記載の車両。
［例１５］
前記冷却システムが、１つ又はそれよりも多くの前記インホイールアセンブリの１つ又はそれよりも多くの固定子に対し冷却剤を供給して前記１つ又はそれよりも多くの固定子を冷却するようにする、例１０に記載の車両。
［例１６］
前記冷却システムがさらに、内面と外面とを有するマニホルドプレートを備え、前記外面が、同心冷却用流路を備え、前記同心冷却用流路は、前記固定子の１つ又はそれよりも多くの固定子鉄部を通って、１つ又はそれよりも多くの冷却剤供給流路および１つ又はそれよりも多くの冷却剤戻り流路に流体的に結合されており、前記同心冷却用流路は、冷却剤を前記固定子の前記１つ又はそれよりも多くの冷却剤供給流路に供給し、加熱された冷却剤を前記固定子の前記１つ又はそれよりも多くの冷却剤戻り流路から受け取る、ように構成されている、例１０に記載の車両。
［例１７］
前記１つ又はそれよりも多くの冷却剤供給流路と前記１つ又はそれよりも多くの冷却剤戻り流路が、前記マニホルドプレートとは反対側の前記冷却剤供給および前記冷却剤戻り流路の外端において方向変換特徴部により、流体的に結合されている、例１６に記載の車両。
［例１８］
前記冷却剤供給流路および前記冷却剤戻り流路が前記１つ又はそれよりも多くの固定子鉄部の内部に平行な流路を形成する、例１７に記載の車両。
［例１９］
さらにパワーエレクトロニクスプレートを備え、少なくとも前記第１のコンバータおよび前記インバータ回路が前記パワエレクトロニックプレートにより支持され、前記冷却システムは、前記第１のコンバータおよび前記インバータ回路をラジエータに流体的に結合する冷却ラインを備える、例１０に記載の車両。
［例２０］
内面と外面とを有するマニホルドプレートをさらに備え、前記外面が同心冷却用流路を含み、前記同心冷却用流路は、前記冷却システムに流体的に結合されるとともに、前記固定子に冷却剤を供給し、前記固定子から加熱された冷却剤を受け取るように構成されており、前記パワーエレクトロニクスプレートの前記冷却ラインおよび前記マニホルドプレートの前記冷却用流路は、冷却剤が前記冷却用流路を通って流れる前に前記冷却ラインを通って流れるように直列に構成されている、例１９に記載の車両。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【外国語明細書】
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