磁耦合件的制作方法
【專利摘要】一種磁耦合件，其包括具有第一陣列磁場生成元件的第一構(gòu)件，第一構(gòu)件被布置成產(chǎn)生第一移動磁場；相對于第一構(gòu)件固定的電導(dǎo)體的陣列；以及具有第二陣列磁場生成元件的第二構(gòu)件，第二構(gòu)件被布置成產(chǎn)生第二移動磁場，其中，第一構(gòu)件和第二構(gòu)件針對其之間的相對運動被布置，其中，導(dǎo)體的陣列被布置成與第二移動磁場感應(yīng)地耦合以產(chǎn)生扭矩，從而將第一移動磁場和第二移動磁場帶入同步相對運動。
【專利說明】磁耦合件
[0001 ]本公開涉及一種磁耦合件，例如，磁齒輪。
[0002]磁耦合件允許動能從第一移動構(gòu)件到第二移動構(gòu)件的無接觸傳輸。這可以減少耦合件兩端的能量損失并且還使得能夠隔離驅(qū)動部件和從動部件。該隔離允許在其中放置有從動構(gòu)件的環(huán)境與驅(qū)動部件密封隔離，從而允許，例如，將從動部件放置在其環(huán)境可以單獨地被控制的腔內(nèi)，例如，該腔可以被放置在真空或低壓下或者可以含有比如氦氣的低粘度氣體。從動構(gòu)件的隔離在栗中也可以是有利的，因為該隔離可以允許，例如，正在栗送的有毒物質(zhì)或腐蝕性物質(zhì)與驅(qū)動部件隔離。
[0003]本申請的
【發(fā)明人】已經(jīng)認(rèn)識到在磁耦合件兩端傳輸能量的低效率，例如由于感應(yīng)發(fā)熱所引起的能量損失，可以導(dǎo)致性能的顯著損失，尤其是在磁耦合件是齒輪傳動磁耦合件的情況下，該齒輪傳動磁耦合件被用來放大高扭矩、低頻率輸入驅(qū)動以產(chǎn)生低扭矩、高頻率輸出。在真空或低壓腔中容納磁耦合件的從動部件有助于減少這樣的損失，但是由磁滯和渦電流所導(dǎo)致的發(fā)熱效應(yīng)仍然可以損害效率。額外地，可能需要用于管理磁耦合件以及尤其是用于從輸入(驅(qū)動)側(cè)提取熱的改進(jìn)控制。
[0004]在權(quán)利要求書中陳述了本發(fā)明的方面和示例。
[0005]本公開的實施例提供了旨在促進(jìn)提高磁耦合件的效率及改善磁耦合件的控制的設(shè)備和方法，所述磁耦合件包括磁齒輪、以及尤其是磁性飛輪。
[0006]在第一方面中，提供了一種磁親合件，其包括:
具有第一陣列磁場生成元件的第一構(gòu)件，所述第一構(gòu)件被布置成產(chǎn)生第一移動磁場； 相對于所述第一構(gòu)件固定的電導(dǎo)體的陣列；以及
具有第二陣列磁場生成元件的第二構(gòu)件，所述第二構(gòu)件被布置成產(chǎn)生第二移動磁場，其中，所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件針對其之間的相對運動被布置，其中:
導(dǎo)體的陣列被布置成與所述第二移動磁場感應(yīng)地耦合以產(chǎn)生使所述第一移動磁場和所述第二移動磁場進(jìn)入同步相對運動的扭矩。
[0007]在實施例中，電導(dǎo)體的陣列包括多個導(dǎo)電耦合元件，所述多個導(dǎo)電耦合元件被布置成將陣列中的每個電導(dǎo)體聯(lián)接至陣列中的另一電導(dǎo)體以提供多個導(dǎo)電回路。
[0008]在實施例中，所述電導(dǎo)體的陣列和電耦合元件形成鼠籠。
[0009]在實施例中，所述電導(dǎo)體陣列中的連續(xù)電導(dǎo)體被布置在所述第一陣列磁場生成元件中的連續(xù)磁場生成元件中間。
[0010]在實施例中，提供了用于改變第一移動磁場和第二移動磁場中的至少一個的速度的裝置。
[0011]在實施例中，控制器被配置成控制所述第一移動磁場的速度。
[0012]在實施例中，提供了一種控制器，其被配置成控制所述第二移動磁場的速度。
[0013]在實施例中，提供了一種機(jī)械制動器，其被配置成降低所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中的正在移動的一個構(gòu)件的速度。
[0014]在實施例中，所述第一陣列包括永磁極的陣列，其中，所述第一構(gòu)件被布置成旋轉(zhuǎn)以提供所述第一移動磁場。
[0015]在實施例中，所述第二陣列包括永磁極的陣列，其中，所述第二構(gòu)件被布置成旋轉(zhuǎn)以提供所述第二移動磁場。
[0016]在實施例中，所述第一陣列磁場生成元件的永磁極包括哈爾巴赫(Halbach)陣列以與所述第二構(gòu)件的一側(cè)相比在所述第一構(gòu)件的一側(cè)上提供所述磁耦合件的總體磁場的更高比例，從而幫助將由耦合所述第一和第二陣列磁場生成元件之間的磁通量所引起的熱效應(yīng)集中在所述第一構(gòu)件的所述側(cè)上。在實施例中，哈爾巴赫陣列被定向以在所述第一陣列磁場生成元件的面朝所述第二陣列磁場生成元件的一側(cè)上提供更高或強化的磁場，從而增加在所述第一陣列磁場生成元件和所述第二陣列磁場生成元件之間耦合的磁通量。在實施例中，連續(xù)的永磁極在哈爾巴赫陣列中的定向變化小于90度。
[0017]在實施例中，所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中的一個被布置在腔內(nèi)，其中，所述腔可以處于真空或低壓下或者可以含有低粘度氣體，比如氦氣。
[0018]在實施例中，所述第一陣列磁場生成元件包括m個磁場生成元件并且所述第二陣列磁場生成元件包括η個磁場生成元件，以便提供磁齒輪，所述磁齒輪在將所述第一移動磁場和第二移動磁場帶入同步相對運動時具有n:m的傳動比。
[0019]在實施例中，提供了一種耦合構(gòu)件，所述耦合構(gòu)件被配置成耦合在所述第一陣列磁場生成元件和所述第二陣列磁場生成元件之間的磁通量。
[0020]在實施例中，所述耦合構(gòu)件形成包圍所述腔的屏障的一部分。
[0021]在實施例中，所述第一構(gòu)件、耦合構(gòu)件和第二構(gòu)件同中心地被布置，其中，所述耦合構(gòu)件被設(shè)置在所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中間以在徑向方向上耦合所述第一陣列和第二陣列之間的磁通量。
[0022]在實施例中，所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件被軸向地間隔開，其中，所述耦合構(gòu)件被設(shè)置在所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中間以在軸向方向上耦合所述第一陣列和第二陣列之間的磁通量。
[0023]在實施例中，所述第一構(gòu)件、所述第二構(gòu)件和所述耦合構(gòu)件同軸地被布置。
[0024]在實施例中，所述耦合構(gòu)件包括多個耦合元件以耦合所述通量。
[0025]在實施例中，所述耦合構(gòu)件具有外周表面。
[0026]在實施例中，所述外周表面被配置成攜帶所述耦合元件。
[0027]在實施例中，所述外周表面包括多個凹部，以在其中支撐所述多個耦合元件。
[0028]在實施例中，所述凹部被配置成使得在其中攜帶的相應(yīng)耦合元件的外表面與所述外周表面齊平。
[0029]在實施例中，所述耦合元件被設(shè)置在所述外周表面之下。
[0030]在實施例中，所述耦合構(gòu)件具有內(nèi)周表面。
[0031]在實施例中，所述相應(yīng)耦合元件的內(nèi)表面與所述內(nèi)周表面齊平。
[0032]在實施例中，所述耦合元件被設(shè)置在內(nèi)周表面之下。
[0033]在實施例中，所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中的一個被聯(lián)接至輸入轉(zhuǎn)子并且另一個被聯(lián)接至飛輪。
[0034]在實施例中，所述第一構(gòu)件被聯(lián)接至輸入轉(zhuǎn)子并且所述第二構(gòu)件被聯(lián)接至飛輪。
[0035]在實施例中，所述磁耦合件被提供在車輛內(nèi)，并且所述飛輪被聯(lián)接至所述車輛的驅(qū)動系統(tǒng)。
[0036]一實施例，其包括:
通過在所述第一移動磁場和所述第二移動磁場之間產(chǎn)生異步相對運動而使所述導(dǎo)體的陣列在所述第二構(gòu)件上產(chǎn)生扭矩。
[0037]在第二方面中，提供了一種包括磁耦合件的儲能系統(tǒng)，所述儲能系統(tǒng)包括:
限定腔的殼體；
布置在所述腔外的第一構(gòu)件，所述第一構(gòu)件具有第一陣列磁場生成元件；
布置在所述腔內(nèi)的第二構(gòu)件，所述第二構(gòu)件具有第二陣列磁場生成元件，所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件針對相對運動被布置；
其中，所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中的一個被聯(lián)接至飛輪，以儲存能量從而向車輛供以動力；
其中，所述腔可以處于真空或低壓下或者可以含有低粘度氣體，比如氦氣；以及其中所述第一陣列磁場生成元件和所述第二陣列磁場生成元件中的至少一個包括哈爾巴赫陣列。在實施例中，這可以相比于所述第二構(gòu)件的一側(cè)，在所述第一構(gòu)件的一側(cè)上提供所述磁耦合件的總體磁場的更高比例，從而幫助將由所述第一陣和第二陣列磁場生成元件之間的磁通量耦合而引起的發(fā)熱效應(yīng)集中在所述第一構(gòu)件的所述側(cè)上。
[0038]在實施例中，連續(xù)的永磁極在哈爾巴赫陣列中的定向變化小于90度。儲能系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括耦合構(gòu)件，所述耦合構(gòu)件被配置成耦合在所述第一陣列磁場生成元件和所述第二陣列磁場生成元件之間的磁通量。所述耦合構(gòu)件可以形成包圍所述腔的殼體的一部分。所述第一構(gòu)件、耦合構(gòu)件和第二構(gòu)件可以同中心地被布置，其中，所述耦合構(gòu)件被設(shè)置在所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中間以在徑向方向上耦合所述第一和第二陣列之間的磁通量。所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件可以被軸向地間隔開，其中，所述耦合構(gòu)件被設(shè)置在所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中間以在軸向方向上耦合所述第一和第二陣列之間的磁通量。所述第一構(gòu)件、所述第二構(gòu)件和所述耦合構(gòu)件可以同軸地被布置。所述耦合構(gòu)件可以包括多個元件以耦合所述通量。
[0039]在實施例中，所述耦合構(gòu)件可以具有外周表面。所述外周表面可以被配置成攜帶所述耦合元件。所述外周表面可以包括多個凹部，所述多個凹部用于將所述多個耦合元件支撐在其中。所述凹部可以被配置成使得在其中攜帶的相應(yīng)耦合元件的外表面與所述外周表面齊平。所述耦合元件可以被設(shè)置在所述外周表面之下。所述耦合構(gòu)件可以具有內(nèi)周表面。所述相應(yīng)耦合元件的內(nèi)表面可以與所述內(nèi)周表面齊平。所述耦合元件可以被設(shè)置在所述內(nèi)周表面之下。所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中的一個可以被聯(lián)接至輸入轉(zhuǎn)子，并且另一個可以被聯(lián)接至飛輪，例如，所述第一構(gòu)件可以被聯(lián)接至所述輸入轉(zhuǎn)子，并且所述第二構(gòu)件可以被聯(lián)接至所述飛輪。所述磁耦合件可以被提供在車輛內(nèi)，并且所述飛輪被聯(lián)接至車輛的驅(qū)動系統(tǒng)。
[0040]在實施例中，所述儲能系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括相對于所述第一構(gòu)件固定的電導(dǎo)體的陣列，其中，所述電導(dǎo)體的陣列被布置成與所述第二移動磁場感應(yīng)地耦合以產(chǎn)生扭矩，從而將所述第一移動磁場和第二移動磁場帶入同步相對運動。所述電導(dǎo)體的陣列可以包括多個導(dǎo)電耦合元件，其被布置成將陣列中的每個電導(dǎo)體均聯(lián)接至陣列中的另一電導(dǎo)體以提供多個導(dǎo)電回路。
[0041]在實施例中，所述電導(dǎo)體的陣列和電耦合元件可以形成鼠籠。
[0042]在實施例中，所述電導(dǎo)體陣列的連續(xù)的電導(dǎo)體可以被布置在所述第一陣列磁場生成元件的連續(xù)的磁場生成元件中間。
[0043]在實施例中，所述磁耦合件可以包括用于改變所述第一移動磁場和第二移動磁場中的至少一個的速度的裝置。
[0044]在實施例中，所述磁耦合件可以包括配置成控制所述第一移動磁場的速度的控制器。
[0045]在實施例中，所述磁耦合件可以包括配置成控制所述第二移動磁場的速度的控制器。
[0046]在實施例中，所述磁耦合件可以包括配置成降低所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中正在移動的一個構(gòu)件的速度的機(jī)械制動器。
[0047]在第三方面中，提供了一種磁耦合件，該磁耦合件包括:
具有第一陣列磁場生成元件的第一構(gòu)件，所述第一構(gòu)件被布置成產(chǎn)生第一移動磁場；具有第二陣列磁場生成元件的第二構(gòu)件，所述第二構(gòu)件被布置成產(chǎn)生第二移動磁場，其中，所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件針對其之間的相對運動被布置;以及配置為控制所述磁耦合件的耦合和解耦合的控制器。
[0048]所述控制器可以被配置成跟蹤下述中的至少一個:所述第一移動磁場和第二移動磁場的速度；以及在所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件之間的相對運動的速度。
[0049]所述控制器可以被配置成確定所述第一移動磁場和第二移動磁場是否被同步耦入口 ο
[0050]所述控制器可以被配置成控制所述第一移動磁場或第二移動磁場的速度。
[0051]所述控制器可以響應(yīng)于確定所述第一移動磁場和第二移動磁場被同步耦合被配置成使所述第一移動磁場或第二移動磁場的速度改變以使所述磁耦合件離開同步性。
[0052]所述控制器可以響應(yīng)于確定所述第一移動磁場和第二移動磁場未被同步耦合被配置成使所述第一移動磁場或第二移動磁場的速度改變以建立同步性。
[0053]確定所述第一移動磁場和第二移動磁場未被同步耦合可以包括確定所述第一移動磁場和第二移動磁場之間的相對運動速度低于與同步性相關(guān)聯(lián)的速度，以及其中，使所述第一或第二移動磁場的速度改變以建立同步性包括使第一或第二移動磁場的速度增大到超過與同步性相關(guān)聯(lián)的速度，并且允許所述第一或第二移動磁場的速度放慢至與同步性相關(guān)聯(lián)的速度。
[0054]所述磁耦合件可以包括:相對于所述第一構(gòu)件固定的電導(dǎo)體的陣列；其中:所述導(dǎo)體的陣列被布置成與所述第二移動磁場感應(yīng)地耦合以產(chǎn)生扭矩，從而將第一移動磁場和第二移動磁場帶入同步相對運動。
[0055]所述電導(dǎo)體的陣列可以包括多個導(dǎo)電耦合元件，所述多個導(dǎo)電耦合元件被布置成將所述陣列中的每個電導(dǎo)體均聯(lián)接至所述陣列中的另一電導(dǎo)體以提供多個導(dǎo)電回路。
[0056]所述電導(dǎo)體的陣列和電耦合元件可以形成鼠籠。
[0057]所述電導(dǎo)體陣列中的連續(xù)的電導(dǎo)體被布置在所述第一陣列磁場生成元件的連續(xù)的磁場生成元件中間。
[0058]所述磁耦合件可以包括用于改變所述第一和第二移動磁場中的至少一個的速度的裝置。
[0059]所述磁耦合件可以包括被配置成控制所述第一移動磁場的速度的控制器。
[0060]所述磁耦合件可以包括被配置成控制所述第二移動磁場的速度的控制器。
[0061]所述磁耦合件可以包括被配置成降低所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中正在移動的一個構(gòu)件的速度的機(jī)械制動器。
[0062]所述第一陣列可以包括永磁極的陣列，其中，所述第一構(gòu)件被布置成旋轉(zhuǎn)以提供所述第一移動磁場。
[0063]所述第二陣列可以包括永磁極的陣列，其中，所述第二構(gòu)件被布置成旋轉(zhuǎn)以提供所述第二移動磁場。
[0064]所述第一陣列磁場生成元件的所述永磁極包括哈爾巴赫陣列以相比于所述第二構(gòu)件的一側(cè)，在所述第一構(gòu)件的一側(cè)上提供所述磁耦合件的總體磁場的更高比例，從而幫助將由所述第一和第二陣列磁場生成元件之間的磁通量耦合而引起的發(fā)熱效應(yīng)集中在所述第一構(gòu)件的所述側(cè)上。
[0065]哈爾巴赫陣列可以被定向以在所述第一陣列磁場生成元件的面朝所述第二陣列磁場生成元件的一側(cè)上提供更高的或強化的磁場，從而增加在所述第一陣列磁場生成元件和所述第二陣列磁場生成元件之間耦合的磁通量的量。
[0066]在哈爾巴赫陣列中的連續(xù)的永磁極的定向可以變化小于90度。
[0067]所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中的一個可以被布置在腔內(nèi)，其中，所述腔可以處于真空或低壓下或者可以含有低粘度氣體，比如氦氣。
[0068]所述第一陣列磁場生成元件可以包括m個磁場生成元件并且所述第二陣列磁場生成元件包括η個磁場生成元件，以便提供磁齒輪，所述磁齒輪在所述第一移動磁場和第二移動磁場被帶入同步相對運動時具有n: m的傳動比。
[0069]所述磁耦合件可以包括耦合構(gòu)件，所述耦合構(gòu)件被配置成在耦合所述第一陣列磁場生成元件和所述第二陣列磁場生成元件之間的磁通量。
[0070]所述耦合構(gòu)件可以形成包圍所述腔的屏障的一部分。
[0071]所述第一構(gòu)件、耦合構(gòu)件和第二構(gòu)件可以同中心地被布置，其中，所述耦合構(gòu)件被設(shè)置在所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中間以在徑向方向上耦合所述第一陣列和第二陣列之間的磁通量。根據(jù)權(quán)利要求83或84所述的磁齒輪，其中，所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件被軸向地間隔開，其中，所述耦合構(gòu)件被設(shè)置在所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中間以在軸向方向上耦合所述第一陣列和第二陣列之間的磁通量。
[0072]所述第一構(gòu)件、所述第二構(gòu)件和所述耦合構(gòu)件可以同軸地被布置。
[0073]所述耦合構(gòu)件可以包括多個耦合元件以耦合所述通量。
[0074]所述耦合構(gòu)件可以具有外周表面。
[0075]所述外周表面可以被配置成攜帶所述耦合元件。
[0076]所述外周表面可以包括多個凹部，所述多個凹部用于將多個耦合元件支撐在其中。
[0077]所述凹部可以被配置成使得在其中攜帶的相應(yīng)耦合元件的外表面與所述外周表面齊平。
[0078]所述耦合元件可以被設(shè)置在所述外周表面之下。
[0079]所述耦合構(gòu)件可以具有內(nèi)周表面。
[0080]所述相應(yīng)耦合元件的內(nèi)表面可以與所述內(nèi)周表面齊平。
[0081]所述耦合元件可以被設(shè)置在所述內(nèi)周表面之下。
[0082]所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中的一個可以被聯(lián)接至輸入轉(zhuǎn)子，并且另一個被聯(lián)接至飛輪。
[0083]所述第一構(gòu)件可以被聯(lián)接至輸入轉(zhuǎn)子，并且所述第二構(gòu)件被聯(lián)接至飛輪。
[0084]所述磁耦合件可以被提供在車輛內(nèi)，并且所述飛輪被聯(lián)接至車輛的驅(qū)動系統(tǒng)。
[0085]第四方面提供了一種操作磁耦合件的方法，所述磁耦合件包括:第一構(gòu)件、第二構(gòu)件和控制器，所述第一構(gòu)件具有第一陣列磁場生成元件，所述第一構(gòu)件被布置成產(chǎn)生第一移動磁場;所述第二構(gòu)件具有第二陣列磁場生成元件，所述第二構(gòu)件被布置成產(chǎn)生第二移動磁場，其中，所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件針對其之間的相對運動被布置;所述控制器被配置成控制所述磁耦合件的耦合和解耦合，所述方法包括:
在所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件之間產(chǎn)生相對運動；
在所述控制器處接收所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中的至少一個的速度的指示；以及基于所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中的所述至少一個的速度的所述指示控制所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中的所述至少一個的速度以耦合或解耦合所述磁耦合件。
[0086]所述方法可以包括:基于所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中的所述至少一個的所述速度的所述指示確定所述磁耦合件是否被同步耦合。
[0087]所述方法可以包括:當(dāng)同步耦合被確定時控制所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中的所述至少一個的速度以解耦合所述同步耦合。
[0088]控制所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中的所述至少一個的速度以對同步耦合進(jìn)行解耦合可以包括提高所述第二構(gòu)件的速度以將所述第二構(gòu)件帶到超過與同步性相關(guān)聯(lián)的速度，并且將所述第二構(gòu)件維持在新速度以阻止重新耦合。
[0089]所述方法可以包括:當(dāng)同步耦合未被確定時，控制所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中的所述至少一個的速度以建立同步耦合。
[0090]控制所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中的所述至少一個的速度以建立同步耦合可以包括提高所述第二構(gòu)件的速度超過與同步性相關(guān)聯(lián)的速度，并且允許所述第二構(gòu)件的速度放慢至與同步性相關(guān)聯(lián)的速度。
[0091]所述方法可以包括在控制器處接收所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件兩者的速度的指示，以及基于所述指示確定所述磁耦合件是否被同步耦合。
[0092]所述磁耦合件可以包括磁齒輪，所述方法包括基于所述指示和所述磁齒輪的傳動比確定所述磁親合件是否被同步親合。
[0093]所述方法可以包括確定所述第二構(gòu)件被聯(lián)接至的驅(qū)動系統(tǒng)的動力需量需求；以及基于所述動力需量需求控制所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中的所述至少一個構(gòu)件的速度。
[0094]現(xiàn)在參照附圖，僅僅通過舉例的方式來描述本發(fā)明的實施例，其中:
圖1是通過磁齒輪的軸向橫截面的示意圖；
圖1a是耦合構(gòu)件的一部分的示意軸向橫截面；
圖2a是哈爾巴赫陣列的第一示例的示意圖；
圖2b是哈爾巴赫陣列的第二示例的示意圖；
圖3是用于控制車輛中的磁齒輪的布置的示意圖； 圖4a是導(dǎo)電鼠籠的示意圖；
圖4b是磁場生成元件的陣列的示意圖；
圖4c是包括圖4a的導(dǎo)電鼠籠和圖4b的磁場生成元件的陣列的磁齒輪的第一構(gòu)件的示意圖；
圖5a示出了通過非同心磁齒輪的直徑的橫截面；以及圖5b示出了圖5a所示的非同心磁齒輪的局部剖視圖。
[0095]圖1示出了通過磁齒輪100的軸向橫截面，磁齒輪100包括第一構(gòu)件10、第二構(gòu)件20和耦合構(gòu)件30。第一構(gòu)件10具有第一陣列磁場生成元件12。第二構(gòu)件20具有第二陣列磁場生成元件22。耦合構(gòu)件30具有耦合元件32陣列。第一構(gòu)件10、第二構(gòu)件20和耦合構(gòu)件30全部具有軸向長度。
[0096]第一構(gòu)件10、耦合構(gòu)件30和第二構(gòu)件20同中心地被布置。第一構(gòu)件10和第二構(gòu)件20被布置成繞公共軸線相對旋轉(zhuǎn)。耦合構(gòu)件30被設(shè)置在第一構(gòu)件10和第二構(gòu)件20中間以在徑向方向上耦合第一和第二陣列磁場生成元件12、22之間的磁通量。
[0097]第一構(gòu)件10被布置成與輸入轉(zhuǎn)子(未示出)一起旋轉(zhuǎn)。
[0098]第一構(gòu)件10包括非導(dǎo)電材料(未不出)，并且第一陣列磁場生成元件12被設(shè)置在非導(dǎo)電材料31中，使得連續(xù)的磁場生成元件12被非導(dǎo)電材料間隔開。第一陣列磁場生成元件12包括m個永磁極的陣列，其中，連續(xù)的磁極具有相反的極性，如圖1中由箭頭所表示的那樣。磁場生成元件12可以被完全地或部分地嵌入非導(dǎo)電材料中。
[0099]第二構(gòu)件20被聯(lián)接至飛輪(未示出)以與飛輪一起旋轉(zhuǎn)。第二構(gòu)件30和飛輪被布置在可以被維持在真空或低壓下的腔40中。在另一個示例中，腔40可以含有空氣之外的氣體，尤其是具有比空氣更低的粘度的氣體，比如氦氣。
[0100]第二構(gòu)件20包括非導(dǎo)電材料(未示出)，并且第二陣列磁場生成元件22被設(shè)置在非導(dǎo)電材料中，使得連續(xù)的磁場生成元件22被非導(dǎo)電材料間隔開。磁場生成元件22可以被完全地或部分地嵌入非導(dǎo)電材料中。
[0101]第二陣列磁場生成元件22包括η個永磁極的陣列，其中，連續(xù)的磁極具有相反的極性，如圖1中由箭頭所表示的那樣。
[0102]第一構(gòu)件10的磁場生成元件的數(shù)量m大于第二構(gòu)件20的磁場生成元件的數(shù)量η。因此，所示的齒輪提供了從第一構(gòu)件10(和輸入轉(zhuǎn)子)到第二構(gòu)件20(和輸出轉(zhuǎn)子/飛輪)的增速齒輪，其中，當(dāng)?shù)谝粯?gòu)件10和第二構(gòu)件20同步相對旋轉(zhuǎn)時，第二構(gòu)件20以n/m的系數(shù)比第一構(gòu)件10旋轉(zhuǎn)地更快，其中，n/m是磁齒輪100的傳動比。
[0103]在該示例中，耦合構(gòu)件30形成至少部分地包圍室40的屏障的一部分，該腔40容納第二構(gòu)件20。所述屏障可以形成腔40的殼體的一部分。如在圖1a中的耦合構(gòu)件30的一部分的橫截面視圖中所示，耦合構(gòu)件30包括具有外周表面31a的非導(dǎo)電材料31，該外周表面31a具有用于支撐耦合元件32的陣列的耦合元件的多個凹部31b。凹部31b繞外周表面31a被間隔開，使得連續(xù)的耦合元件3 2被非導(dǎo)電材料31間隔開。凹部31 b使得被接收在凹部中的耦合元件32的外表面32a(背離腔40的表面)可以與耦合元件30的外周表面齊平。耦合元件32的內(nèi)周表面32b(面朝腔40的表面)可以被設(shè)置在耦合構(gòu)件30的內(nèi)周表面31c之下。以這種方式，耦合元件32通過耦合構(gòu)件30的非導(dǎo)電材料31層被與腔40密封隔離。
[0104]耦合元件或者極片32包括導(dǎo)磁材料，例如，含鐵材料或鐵氧體材料。在該示例中，耦合元件32在軸向方向上伸長并且可以具有矩形橫截面。在使用中，耦合元件32耦合從第一陣列磁場生成元件12到第二陣列磁場生成元件22的磁通量以允許第一和第二陣列的同步相對旋轉(zhuǎn)。同步相對旋轉(zhuǎn)對應(yīng)于正處于耦合配置中的磁齒輪，在該配置中，第二構(gòu)件20以第一構(gòu)件10的速度的n/m倍的速度旋轉(zhuǎn)。
[0105]如本文中所使用的，短語“非導(dǎo)電材料”意味著電力地不傳導(dǎo)的或者電半絕緣的且具有接近I的相對滲透率的材料，比如，陶瓷、塑料或者復(fù)合材料。磁場生成元件可以是任何形式的永磁極，比如，稀土磁體。磁場生成元件12通常將按相等大小被設(shè)定。相似地，磁場生成元件22通常將按相等大小被設(shè)定。同樣，耦合元件32通常將按相等大小被設(shè)定并且以等間隔隔開。
[0106]通常，在磁耦合件的使用中，第一構(gòu)件10將被聯(lián)接至輸入轉(zhuǎn)子(例如，所述輸入轉(zhuǎn)子可以是或者被聯(lián)接至栗輸入驅(qū)動或馬達(dá)的驅(qū)動軸)，并且第二構(gòu)件20將被聯(lián)接至輸出轉(zhuǎn)子(例如，所述輸出轉(zhuǎn)子可以是或者被聯(lián)接至飛輪或栗葉輪)。
[0107]在操作中，輸入轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致第一構(gòu)件10旋轉(zhuǎn)，并且第一陣列磁場生成元件12的旋轉(zhuǎn)生成第一移動磁場。當(dāng)磁齒輪100經(jīng)由第二陣列磁場生成元件22的旋轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)以提供第一移動磁場的第一構(gòu)件10和旋轉(zhuǎn)以提供第二移動磁場的第二構(gòu)件耦合時，耦合元件32耦合第一和第二移動磁場以維持第一構(gòu)件10和第二構(gòu)件20的同步相對旋轉(zhuǎn)。如果喪失，可以通過比如在圖3中所示的控制布置，和/或借助于被固定以與第一構(gòu)件10和第二構(gòu)件20中的一個一起旋轉(zhuǎn)的鼠籠，如在圖4a到圖4c中所示，來建立或者重新建立同步性，所述兩種方法均將在下面被描述。
[0108]在一示例中，第一陣列磁場生成元件12和第二陣列磁場生成元件22中的至少一個包括哈爾巴赫陣列。在哈爾巴赫陣列中，磁場生成元件被布置以便在陣列的一個縱向側(cè)上的總體所得的磁場與在相對縱向側(cè)上的磁場相比被強化，或強得多，以致于使得提供在陣列的相對側(cè)上的磁場微弱或者甚至為零或接近零。通過第一陣列磁場生成元件12和第二陣列磁場生成元件22中的至少一個陣列借助于被定向成以便在第一和第二陣列磁場生成元件12、22中的另一個的方向上提供強化的磁場的哈爾巴赫陣列被提供，在第一和第二陣列
12、22之間耦合的通量的量可以被增加。通過第一和第二陣列磁場生成元件12、22中的一個陣列借助于哈爾巴赫陣列和另一個陣列作為非哈爾巴赫陣列被提供，跨越磁齒輪200的磁場可以是“歪斜的”，從而使得第一陣列磁場生成元件12和第二陣列磁場生成元件22之間的磁場強度差大于在第一和第二陣列12、22都是非哈爾巴赫的情況下的磁場強度差。這可以具有將渦電流和磁滯發(fā)熱集中在具有哈爾巴赫陣列的磁齒輪200的一側(cè)上的效果。因此，在示例中，第一陣列磁場生成元件12由定向成以便強化的磁場面朝第二陣列磁場生成元件22的哈爾巴赫陣列提供。這不僅可以改善磁齒輪200兩端的通量耦合，與第一陣列磁場生成元件12不是哈爾巴赫陣列的情況相比，并且還可以把渦電流和磁滯發(fā)熱集中在第一構(gòu)件10的一側(cè)上，并且因此使其遠(yuǎn)離腔40，在這種情況下熱量可以更加容易地被去除。由哈爾巴赫陣列所提供的通量耦合的增加的量允許第一陣列磁場生成元件12(由哈爾巴赫陣列提供)和耦合構(gòu)件30之間的間隙變得比沒有提供哈爾巴赫陣列的情況下更寬，因為由哈爾巴赫陣列產(chǎn)生的通量耦合的增加的量可以抵消由第一陣列磁場生成元件12和耦合元件32之間的距離的增加而導(dǎo)致的通量耦合的減少。增大第一陣列磁場生成元件12和耦合構(gòu)件30之間的間隙意味著由渦電流和磁滯作用在第一陣列磁場生成元件12的區(qū)域中所導(dǎo)致的熱產(chǎn)生可以進(jìn)一步被保持遠(yuǎn)離耦合構(gòu)件，這可以導(dǎo)致改善的性能。這還可以使熱量的去除容易。
[0109]在圖2a中示出了哈爾巴赫陣列的第一示例，其中，所述陣列的連續(xù)磁極的相對定向被旋轉(zhuǎn)了90°，如在圖2a中由箭頭指示的那樣。圖2b示出了哈爾巴赫陣列的第二示例，其中，所述陣列的連續(xù)磁極的相對定向被旋轉(zhuǎn)了小于90°，例如，被旋轉(zhuǎn)了約45°，如在圖2b中再次由箭頭指示的那樣。在圖2a和圖2b中所示的陣列在相應(yīng)陣列的側(cè)A和A’上提供增強的磁場以及在相應(yīng)陣列的側(cè)B和B’上提供微弱或基本為零的磁場。
[0110]假如第一陣列磁場生成元件12作為哈爾巴赫陣列，其被定向成使得高通量側(cè)A或A’徑向面向第一構(gòu)件的外面，S卩，遠(yuǎn)離腔40，將由磁滯和渦電流所生成的熱集中在構(gòu)件10的外部上并且遠(yuǎn)離腔40，這使熱能更加容易地被去除。
[0111]圖3示出了車輛200的圖示法，車輛200具有通過在圖1中所示的磁齒輪100聯(lián)接至包括車輛發(fā)動機(jī)和驅(qū)動傳動裝置的車輛驅(qū)動208的飛輪230儲能系統(tǒng)。飛輪230聯(lián)接至車輛驅(qū)動208以允許能量儲存和能量再生的細(xì)節(jié)可以是常規(guī)的形式，并且因此將不被描述。車輛驅(qū)動的發(fā)動機(jī)可以包括任何適合的發(fā)動機(jī)，比如，標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。
[0112]如圖所示，在圖3中，車輛驅(qū)動208被聯(lián)接至控制器202(其可以組成或者可以是車輛驅(qū)動管理系統(tǒng)的一部分)，控制器202本身被聯(lián)接至旋轉(zhuǎn)驅(qū)動210，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動210被聯(lián)接以控制圖1的磁齒輪的第二構(gòu)件20的旋轉(zhuǎn)。第一構(gòu)件10包括用于感測第一構(gòu)件10的旋轉(zhuǎn)速度的傳感器14，并且第二構(gòu)件20包括用于感測第二構(gòu)件20的旋轉(zhuǎn)速度的傳感器24。
[0113]第一傳感器和第二傳感器14、24可以包括轉(zhuǎn)速計或者能夠測量旋轉(zhuǎn)頻率的其他儀器。例如，傳感器14、24可以包括霍爾(Hall)效應(yīng)傳感器或者可以另外地是非接觸傳感器，例如，通過使用磁耦合件來避免對旋轉(zhuǎn)構(gòu)件10、20的機(jī)械干涉。例如，第一傳感器14可以被配置成感測第一移動磁場通過第一構(gòu)件10的徑向長度，并且第二傳感器24可以被配置成感測第二移動磁場通過第二構(gòu)件20的徑向長度。例如，第一傳感器14可以被安裝在第一構(gòu)件10的外表面(遠(yuǎn)離/未攜帶第一磁場生成元件12的表面)上，并且第二傳感器24可以被安裝在第二構(gòu)件20的內(nèi)表面(遠(yuǎn)離/未攜帶第二陣列磁場生成元件22的表面)上。替代地，第一和第二傳感器14、24中的至少一個可以相應(yīng)地被設(shè)置在鄰近第一構(gòu)件和第二構(gòu)件10、20的表面上。例如，第一傳感器14可以被安裝在第一殼體構(gòu)件60的表面上或者安裝在耦合構(gòu)件30的表面上或表面中，并且第二傳感器24可以被安裝在耦合構(gòu)件30的表面上或表面中。在第一和第二構(gòu)件10、20上或者在其中之外的其他地方安裝傳感器也可以幫助相應(yīng)地避免危害第一構(gòu)件和第二構(gòu)件10、20的結(jié)構(gòu)完整性。
[0114]旋轉(zhuǎn)驅(qū)動210可以由車輛的液壓栗、馬達(dá)或者CVT中的至少一個提供。
[0115]控制器202被布置成確定車輛驅(qū)動208的動力需量需求。第一構(gòu)件10的傳感器14被布置成向控制器202提供指示第一構(gòu)件10的旋轉(zhuǎn)速度的第一傳感器信號。第二構(gòu)件20的傳感器24被布置成向控制器202提供指示第二構(gòu)件20的旋轉(zhuǎn)速度的第二傳感器信號?？刂破?02被布置成基于第一和第二傳感器信號通過控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動210的操作來控制第二構(gòu)件20的速度，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動210被布置成增大或者減小在第二構(gòu)件20上的扭矩。
[0116]控制器202包括存儲器和處理器。存儲器被配置成儲存表示磁齒輪的傳動比n/m的數(shù)據(jù)。可以提供可編程接口以允許用戶將傳動比輸入存儲器中?？刂破?02被配置成訪問儲存在存儲器中的傳動比并且通過將第一和第二傳感器信號與傳動比相對比來確定磁齒輪是否被同步耦合。替代地，控制器202可以通過第二傳感器信號除以第一傳感器信號，在不參照傳動比的情況下確定磁齒輪是否被同步耦合，在這種情況下，恒定輸出的返回將指示同步耦合，以及非恒定輸出將指示不存在同步耦合。例如，輸出的快速變化可能指示系統(tǒng)“脫離”同步性。在該示例中，控制器202可以不被配置成儲存?zhèn)鲃颖?。處理器可以被實施為硬件、軟件、固件或者其任何組合。例如，處理器可以包括印刷電路板。
[0117]在操作中，當(dāng)車輛驅(qū)動208需要額外動力時，車輛驅(qū)動208經(jīng)歷動力需量需求?？刂破?02例如基于表示發(fā)動機(jī)效率、車輛速度、儲存在飛輪中的能量的量中的至少一個的數(shù)據(jù)確定動力需量需求，作為響應(yīng)，通過確定磁齒輪100是否被同步親合來確定飛輪230是否能夠?qū)恿Ψ祷氐津?qū)動系統(tǒng)。如果控制器202感測到磁齒輪100被同步耦合，那么控制器202控制動力從飛輪到驅(qū)動系統(tǒng)的傳遞。如果控制器確定磁齒輪100沒有被同步耦合，這可選地包括確定磁齒輪100在預(yù)定的時間段內(nèi)保持解耦合，那么控制器202控制操作以耦合或解耦合磁齒輪100。為了(重新)耦合磁齒輪100，即，為了在第一構(gòu)件和第二構(gòu)件10、20之間(重新)建立同步相對旋轉(zhuǎn)，控制器202控制栗210在有限的時間段內(nèi)向第二構(gòu)件20提供增大的扭矩，以使第二構(gòu)件20的速度增大超過由第一構(gòu)件10的速度和傳動比n/m確定的與同步性相關(guān)聯(lián)的速度。然后允許第二構(gòu)件20經(jīng)由能量的自然耗散，例如，通過風(fēng)阻、摩擦或者熱損失來減慢至與同步性相關(guān)聯(lián)的速度?？刂破?02然后進(jìn)行磁齒輪100是否被同步耦合的另一確定。如果同步耦合被確定，那么控制器202控制動力從飛輪230到驅(qū)動系統(tǒng)的傳遞，如果未被確定，那么重復(fù)重新耦合操作。
[0118]在車輛200的運行期間，可能存在必須解耦合磁齒輪100以將飛輪230從車輛驅(qū)動208脫離聯(lián)接的情況或者解耦合磁齒輪100以將飛輪230從車輛驅(qū)動器208脫離聯(lián)接是有利的情況。這可能在下述中尤其是該情況，其中，車輛200或者車輛的由車輛驅(qū)動208驅(qū)動的部分，例如，挖掘機(jī)的氣動臂，在移動一段時間之后來到靜止。車輛200或者其從動部分的速度的降低使第一構(gòu)件10的速度降低，如果同步耦合被維持，那么這會導(dǎo)致能量從飛輪230的間接損失。為了解決這個問題，控制器202被配置成解耦合同步耦合以將飛輪230從驅(qū)動系統(tǒng)脫離聯(lián)接，從而通過車輛的從動部分的低速或者靜止周期來保存儲存在飛輪中的能量。
[0119]為了在磁齒輪100上進(jìn)行解耦合、或者“分開離合器”操作，控制器202確定來自車輛驅(qū)動208的更低動力需量需求，其包括確定用于分開離合器的需求?？刂破?02然后確定磁齒輪100是否被同步耦合。如果磁齒輪100被同步耦合，那么控制器202控制栗210改變第二構(gòu)件20的速度以使第二構(gòu)件移動遠(yuǎn)離與同步性相關(guān)聯(lián)的速度?？刂破?02使栗208將第二構(gòu)件20的速度維持在除與同步性相關(guān)聯(lián)的速度之外的速度，直到控制器202確定驅(qū)動系統(tǒng)的動力需量需求已經(jīng)增加，或者直到控制器202另外確定離合齒輪的需求已經(jīng)停止。控制器202然后啟動重新耦合操作以重新建立同步耦合。例如，使齒輪脫離聯(lián)接可以通過減小作為輸入轉(zhuǎn)子的飛輪上的拖拽并且使第一構(gòu)件10減慢來輔助能量保存。這還可以有助于減少第二軸承70c、70d上的磨損。
[0120]建立或重新建立同步耦合可以使用磁齒輪被輔助，或者替代地可以使用磁齒輪被提供，在所述磁齒輪中，鼠籠是固定的以與第一和第二構(gòu)件中的一個一起旋轉(zhuǎn)。
[0121]圖4a示出了鼠籠14的示例，其可以并入圖1中所示的磁齒輪100的第一構(gòu)件和第二構(gòu)件10、20中的一個中。鼠籠14包括在其端處通過導(dǎo)電耦合元件18聯(lián)接在一起的導(dǎo)電元件16的陣列。導(dǎo)電耦合元件18將每個導(dǎo)電元件16的第一端和第二端聯(lián)接至連續(xù)的導(dǎo)電元件16的第一端和第二端。以這種方式，包括連續(xù)的耦合元件16和導(dǎo)電耦合元件18中的部分的多個導(dǎo)電回路在其之間被提供。
[0122]圖4c示出了通過第一構(gòu)件10’的軸向橫截面，第一構(gòu)件10’被修改成將圖4a的鼠籠并入第一構(gòu)件10 ’的第一端和第二端之間，所述第一端和第二端對應(yīng)于在圖4a中所示的耦合元件18的位置。(因此，耦合元件18在所示的橫截面中是不可見的。)圖4c的第一構(gòu)件10’包括非導(dǎo)電材料19、第一陣列磁場生成元件12和鼠籠14。鼠籠14的相應(yīng)導(dǎo)電元件16被設(shè)置在連續(xù)的磁場生成元件12中間并且通過非導(dǎo)電材料與其隔開。
[0123]在圖4b中示出了關(guān)于圖1描述的這種第一陣列磁場生成元件12的示意圖。
[0124]每個磁場生成元件12均被接收在非導(dǎo)電材料中的凹部中，如關(guān)于圖1描述的那樣。
[0125]在操作中，包括鼠籠14的第一構(gòu)件10相對于第二構(gòu)件20的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致導(dǎo)電元件16移動通過由第二陣列磁場生成元件22引起的磁通量。當(dāng)?shù)谝粯?gòu)件10相對于第二構(gòu)件20非同步地旋轉(zhuǎn)時，導(dǎo)電元件16耦合至由第二陣列磁場生成元件22引起的磁通量，并且在鼠籠中誘發(fā)電流。電流相對于第二構(gòu)件20的磁場的移動引起扭矩增加以及在第一構(gòu)件和第二構(gòu)件
10、20之間的旋轉(zhuǎn)的相對速度間接增加。只要第一構(gòu)件和第二構(gòu)件10、20的相對旋轉(zhuǎn)保持非同步，那么鼠籠14就產(chǎn)生扭矩增加，超過由磁耦合件引起的扭矩。由鼠籠所提供的相對旋轉(zhuǎn)的增加的速度將齒輪100帶入同步性或者有助于將其帶入同步性，如上所解釋的那樣。
[0126]圖4a、圖4c的鼠籠可以與關(guān)于圖3描述的離合控制結(jié)合使用。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是由鼠籠14所產(chǎn)生的扭矩將幫助齒輪100在重新耦合操作期間重新建立同步性，并且因此，降低或者去除對圖2中所示的栗210的需求。
[0127]雖然圖4c示出了與第一構(gòu)件10合并的鼠籠14，但是將理解的是可以通過固定鼠籠
14、或相似的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)鼠籠14和第二陣列磁場生成元件22之間的聯(lián)接，從而以任何適當(dāng)?shù)姆绞诫S第一構(gòu)件10—起旋轉(zhuǎn)。
[0128]將理解的是鼠籠可以被并入第一和第二構(gòu)件10、20中的任何一個或者全部兩個中。然而，由鼠籠14所生成的磁滯和渦電流損失意味著可能優(yōu)選的是將鼠籠14定位在在腔外的構(gòu)件上或者利用該構(gòu)件被定位，即，定位在第一構(gòu)件10上或者利用第一構(gòu)件10被定位，以便任何附加熱量均可以從磁齒輪100更加容易地被去除。
[0129]本文中所描述的第一和第二陣列磁場生成元件12、22中的任何一者或者全部兩者均可以由哈爾巴赫陣列提供。
[0130]將理解的是在其他示例中，關(guān)于第一構(gòu)件和第二構(gòu)件10、20中的一個所描述的任何特征均可以被提供在第一構(gòu)件和第二構(gòu)件10、20中的另一個構(gòu)件中。
[0131]在一些示例中，耦合構(gòu)件30具有“高頂帽”幾何結(jié)構(gòu)，其包括周向壁36、“頂部”34和“邊緣”38，如圖2中所示。圖1a中所示的視圖是通過周向壁36的橫截面。通過將第二構(gòu)件20定位在周向壁36和頂部34的內(nèi)部以及將第一構(gòu)件10定位在周向壁36和頂部34的外部，并且通過將高頂帽的邊緣38密封到腔40的殼體壁，耦合構(gòu)件30可以提供將第二構(gòu)件10與第一構(gòu)件20密封隔離的屏障。這可以減少磁耦合件兩端的擾動傳輸。當(dāng)屏障是利用密封耦合件聯(lián)接至腔40的壁的密封屏障時，可以提供密封的腔40。所述腔可以處于真空或者是低壓腔或者可以含有低粘度氣體，比如氦氣。在這樣的腔中容納第二構(gòu)件20可以減小“風(fēng)阻”和其他摩擦損失。“高頂帽”耦合構(gòu)件30可以關(guān)于其旋轉(zhuǎn)軸線對稱。在其他示例中，“高頂帽”耦合構(gòu)件30可以關(guān)于磁齒輪200的旋轉(zhuǎn)軸線是不對稱的。耦合構(gòu)件30可以具有突耳，該突耳被配置成與在磁齒輪的殼體中(例如，在第一殼體部分60或者第二殼體部分70中)的對應(yīng)凹部接合以相對于殼體將耦合構(gòu)件30固定在適當(dāng)位置。當(dāng)使用被動栗時，其可能是不需要控制器和傳感器的情況。
[0132]雖然耦合構(gòu)件30的耦合元件32被描述為被設(shè)置在耦合構(gòu)件30的外表面的凹部中并且在耦合構(gòu)件30的內(nèi)表面之下，但是在其他示例中，耦合元件可以被設(shè)置在外表面和內(nèi)表面中的任何一個或者全部兩個表面上，可以部分地嵌入外表面和內(nèi)表面中的一個中，可以與外表面和內(nèi)表面中的一個或者全部兩個齊平，或者可以完全嵌入耦合構(gòu)件30內(nèi)。
[0133]雖然以上公開描述了增速齒輪，但是將理解的是本公開的方面可以被應(yīng)用于減速齒輪。
[0134]雖然描述了真空或者低壓腔，但是將理解的是在其他示例中，該腔可以不是低壓的并且可以不是密封的。在另一示例中，腔40可以含有空氣之外的氣體，尤其是粘度比空氣低的氣體，比如氦氣。在以上描述中，高速(第二)構(gòu)件20被描述為被容納在腔中，但是在其他示例中，低速(第一)構(gòu)件10也可以被設(shè)置在腔內(nèi)。在其他示例中，沒有設(shè)置腔。
[0135]雖然以上公開是以同中心磁齒輪的形式來表述的，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是磁齒輪可以被設(shè)置，其中，第一構(gòu)件和第二構(gòu)件被軸向地間隔開，并且其中，耦合構(gòu)件被設(shè)置在第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中間以在軸向方向上耦合第一陣列和第二陣列之間的磁通量。這樣的磁齒輪的第一構(gòu)件和第二構(gòu)件可以將優(yōu)選地同軸地被布置，盡管非同軸的布置也是可能的。圖5a和圖5b示出了這樣的布置的示例。圖5a示出了通過非同中心磁齒輪的直徑的橫截面，其具有第一構(gòu)件10"、耦合構(gòu)件30〃和第二構(gòu)件20"，這些構(gòu)件全部被布置成關(guān)于軸線50旋轉(zhuǎn)，如在圖5a中所示。圖5b示出了同一非同中心的磁齒輪的局部剖視圖，其示出了第一構(gòu)件和第二構(gòu)件10〃、20〃。耦合構(gòu)件30〃未被示出，但是替代地耦合元件32〃是可見的。
[0136]在另一個可能性中，可以提供線性齒輪，其中，第一陣列磁場生成元件12被設(shè)置在第一線性陣列中，第二陣列磁場生成元件22被設(shè)置在第二線性陣列中，以及耦合元件被設(shè)置在第一陣列和第二陣列中間的第三陣列中?？梢酝ㄟ^借助于相應(yīng)地在第一和第二可移動構(gòu)件上的第一和第二陣列永磁極提供第一和第二陣列磁場生成元件來提供第一和第二移動磁場，或者可以通過順序激活的電磁體的陣列來提供移動磁場中的一個或者全部兩個。在第一構(gòu)件被布置成移動的情況下，第一(線性)構(gòu)件可以經(jīng)由旋轉(zhuǎn)到線性轉(zhuǎn)換器或者致動器被聯(lián)接至輸入轉(zhuǎn)子14，或者第一(線性)構(gòu)件可以被線性運動驅(qū)動。第二(線性)構(gòu)件可以經(jīng)由線性到旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器或者致動器被聯(lián)接至飛輪或其他旋轉(zhuǎn)輸出，或者可以被布置成驅(qū)動線性運動。
[0137]將理解的是雖然以上公開是依據(jù)磁齒輪來表述的，但是本公開的方面還適用于具有I: I扭矩傳動比的磁耦合件。在這樣的磁耦合件中可以不需要耦合構(gòu)件30和/或耦合元件32ο
[0138]雖然在以上公開中，磁場生成元件的陣列由永磁極提供，但是在不需要使第一構(gòu)件和第二構(gòu)件10、20二者都旋轉(zhuǎn)的磁齒輪或者磁耦合件的應(yīng)用中，第一和第二構(gòu)件中的非旋轉(zhuǎn)的一個的磁場生成元件的陣列可以代替地由電磁體的陣列提供。例如，電磁體的陣列可以被配置成通過將多相電流應(yīng)用到電磁體的陣列來提供移動磁場。
[0139]參照圖3，盡管已經(jīng)在車輛的情況下示出了磁齒輪和控制布置，但是所描述的磁齒輪和控制布置可以被聯(lián)接至任何其他驅(qū)動傳動裝置。例如，本文中所描述的磁齒輪或者磁耦合件可以被應(yīng)用于栗系統(tǒng)、渦輪系統(tǒng)或者使用飛輪來管理系統(tǒng)的動力需求的任何系統(tǒng)。
[0140]將理解的是關(guān)于本文中所給定實施例的本文中所描述的元件可以用于另一個實施例，并且在不脫離如權(quán)利要求書中所陳述的本發(fā)明的范圍的情況下，可以對所公開的實施例中的任一個做出在本領(lǐng)域技術(shù)人員的考慮之內(nèi)的修改和變化。
【主權(quán)項】
1.一種磁親合件，其包括: 具有第一陣列磁場生成元件的第一構(gòu)件，所述第一構(gòu)件被布置成產(chǎn)生第一移動磁場； 相對于所述第一構(gòu)件固定的電導(dǎo)體的陣列；以及 具有第二陣列磁場生成元件的第二構(gòu)件，所述第二構(gòu)件被布置成產(chǎn)生第二移動磁場，其中，所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件針對其之間的相對運動被布置，其中: 所述導(dǎo)體的陣列被布置成與所述第二移動磁場感應(yīng)地耦合以產(chǎn)生扭矩，從而將所述第一移動磁場和所述第二移動磁場帶入同步相對運動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁耦合件，其中，所述電導(dǎo)體的陣列包括多個導(dǎo)電耦合元件，所述多個導(dǎo)電耦合元件被布置成將所述陣列中的每個電導(dǎo)體聯(lián)接至所述陣列中的另一個電導(dǎo)體以提供多個導(dǎo)電回路。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁耦合件，其中，所述電導(dǎo)體的陣列和電耦合元件形成鼠籠。4.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的磁耦合件，其中，所述電導(dǎo)體陣列中的連續(xù)電導(dǎo)體被布置在所述第一陣列磁場生成元件中的連續(xù)磁場生成元件中間。5.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的磁耦合件，其包括用于改變所述第一和第二移動磁場中的至少一個的速度的裝置。6.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的磁耦合件，其包括被配置成控制所述第一移動磁場的速度的控制器。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的磁耦合件，其包括被配置成控制所述第二移動磁場的速度的控制器。8.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的磁耦合件，其包括被配置成降低所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中的正在移動的一個構(gòu)件的速度的機(jī)械制動器。9.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的磁耦合件，其中，所述第一陣列包括永磁極的陣列，其中，所述第一構(gòu)件被布置成旋轉(zhuǎn)以提供所述第一移動磁場。10.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的磁耦合件，其中，所述第二陣列包括永磁極的陣列，其中，所述第二構(gòu)件被布置成旋轉(zhuǎn)以提供所述第二移動磁場。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁耦合件，其中，所述第一陣列磁場生成元件包括哈爾巴赫(Halbach)陣列。12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的磁耦合件，其中，所述第二陣列磁場生成元件包括哈爾巴赫陣列。13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的磁耦合件，其中，連續(xù)的永磁極在所述哈爾巴赫陣列中的定向變化小于90度。14.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的磁耦合件，其中，所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中的一個被布置在腔內(nèi)，其中，所述腔可以處于真空或者低壓下或者可以含有低粘度氣體，比如氦Ho15.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的磁耦合件，其中，所述第一陣列磁場生成元件包括m個磁場生成元件并且所述第二陣列磁場生成元件包括η個磁場生成元件，以便提供磁齒輪，所述磁齒輪在所述第一移動磁場和所述第二移動磁場被帶入同步相對運動時具有n:m的傳動比。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的磁耦合件，其進(jìn)一步包括耦合構(gòu)件，所述耦合構(gòu)件被配置成耦合所述第一陣列磁場生成元件和所述第二陣列磁場生成元件之間的磁通量。17.根據(jù)權(quán)利要求14的從屬權(quán)利要求16所述的磁耦合件，其中，所述耦合構(gòu)件形成包圍所述腔的屏障的一部分。18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的磁耦合件，其中，所述第一構(gòu)件、耦合構(gòu)件和第二構(gòu)件同中心地被布置，其中，所述耦合構(gòu)件被設(shè)置在所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中間以在徑向方向上耦合所述第一陣列和所述第二陣列之間的磁通量。19.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的磁齒輪，其中，所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件被軸向地間隔開，其中，所述耦合構(gòu)件被設(shè)置在所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中間以在軸向方向上耦合所述第一陣列和所述第二陣列之間的磁通量。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的磁齒輪，其中，所述第一構(gòu)件、所述第二構(gòu)件和所述耦合構(gòu)件同軸地被布置。21.根據(jù)權(quán)利要求16至20中任一項所述的磁耦合件，其中，所述耦合構(gòu)件包括多個耦合元件以耦合所述通量。22.根據(jù)權(quán)利要求16至21中任一項所述的磁耦合件，其中，所述耦合構(gòu)件具有外周表面。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的磁耦合件，其中，所述外周表面被配置成攜帶所述耦合元件。24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的磁耦合件，其中，所述外周包括多個凹部，所述多個凹部用于將所述多個耦合元件支撐在其中。25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的磁耦合件，其中，所述凹部被配置成使得在其中攜帶的相應(yīng)耦合元件的外表面與所述外周表面齊平。26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的磁耦合件，其中，所述耦合元件被設(shè)置在所述外周表面之下。27.根據(jù)權(quán)利要求16至26中任一項所述的磁耦合件，其中，所述耦合構(gòu)件具有內(nèi)周表面。28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的磁耦合件，其中，所述相應(yīng)耦合元件的內(nèi)表面與所述內(nèi)周表面齊平。29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的磁耦合件，其中，所述耦合元件被設(shè)置在所述內(nèi)周表面之下。30.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的磁齒輪，其中，所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中的一個被聯(lián)接至輸入轉(zhuǎn)子并且另一個被聯(lián)接至飛輪。31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的磁耦合件，其中，所述第一構(gòu)件被聯(lián)接至輸入轉(zhuǎn)子并且所述第二構(gòu)件被聯(lián)接至飛輪。32.根據(jù)權(quán)利要求30或31所述的磁耦合件，其中，所述磁耦合件被提供在車輛內(nèi)，并且所述飛輪被聯(lián)接至所述車輛的驅(qū)動系統(tǒng)。33.—種操作任一前述權(quán)利要求所述的磁耦合件的方法，其包括: 通過在所述第一移動磁場和所述第二移動磁場之間產(chǎn)生異步相對運動導(dǎo)致所述導(dǎo)體的陣列在所述第二構(gòu)件上產(chǎn)生扭矩。34.一種包括磁耦合件的儲能系統(tǒng)，所述儲能系統(tǒng)包括: 限定腔的殼體； 布置在所述腔外的第一構(gòu)件，所述第一構(gòu)件具有第一陣列磁場生成元件； 布置在所述腔內(nèi)的第二構(gòu)件，所述第二構(gòu)件具有第二陣列磁場生成元件，所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件針對相對運動被布置； 其中，所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中的一個被聯(lián)接至飛輪以儲存能量從而向所述車輛供以動力， 其中，所述腔可以處于真空或低壓下或者可以含有低粘度氣體，比如氦氣；以及其中所述第一陣列磁場生成元件和所述第二陣列磁場生成元件中的至少一個包括哈爾巴赫陣列。35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的儲能系統(tǒng)，其中，連續(xù)的永磁極在所述哈爾巴赫陣列中的定向變化小于90度。36.根據(jù)權(quán)利要求34或35所述的儲能系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括耦合構(gòu)件，所述耦合構(gòu)件被配置成耦合所述第一陣列磁場生成元件和所述第二陣列磁場生成元件之間的磁通量。37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的儲能系統(tǒng)，其中，所述耦合構(gòu)件形成包圍所述腔的所述殼體的一部分。38.根據(jù)權(quán)利要求36或37所述的儲能系統(tǒng)，其中，所述第一構(gòu)件、耦合構(gòu)件和第二構(gòu)件同中心地被布置，其中，所述耦合構(gòu)件被設(shè)置在所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中間以在徑向方向上耦合所述第一陣列和所述第二陣列之間的磁通量。39.根據(jù)權(quán)利要求36或37所述的儲能系統(tǒng)，其中，所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件被軸向地間隔開，其中，所述耦合構(gòu)件被設(shè)置在所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中間以在軸向方向上耦合所述第一陣列和所述第二陣列之間的磁通量。40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的儲能系統(tǒng)，其中，所述第一構(gòu)件、所述第二構(gòu)件和所述耦合構(gòu)件同軸地被布置。41.根據(jù)權(quán)利要求36至40中任一項所述的儲能系統(tǒng)，其中，所述耦合構(gòu)件包括多個元件以耦合所述通量。42.根據(jù)權(quán)利要求36至41中任一項所述的儲能系統(tǒng)，其中，所述耦合構(gòu)件具有外周表面。43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的儲能系統(tǒng)，其中，所述外周表面被配置成攜帶所述耦合元件。44.根據(jù)權(quán)利要求41或42所述的儲能系統(tǒng)，其中，所述外周表面包括多個凹部，所述多個凹部用于將所述多個耦合元件支撐在其中。45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的儲能系統(tǒng)，其中，所述凹部被配置成使得在其中攜帶的相應(yīng)耦合元件的外表面與所述外周表面齊平。46.根據(jù)權(quán)利要求42所述的儲能系統(tǒng)，其中，所述耦合元件被設(shè)置在所述外周表面之下。47.根據(jù)權(quán)利要求42至46中任一項所述的儲能系統(tǒng)，其中，所述耦合構(gòu)件具有內(nèi)周表面。48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的儲能系統(tǒng)，其中，所述相應(yīng)耦合元件的內(nèi)表面與所述內(nèi)周表面齊平。49.根據(jù)權(quán)利要求47所述的儲能系統(tǒng)，其中，所述耦合元件被設(shè)置在所述內(nèi)周表面之下。50.根據(jù)權(quán)利要求34至49中任一項所述的磁齒輪，其中，所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中的一個被聯(lián)接至輸入轉(zhuǎn)子并且另一個被聯(lián)接至所述飛輪。51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的儲能系統(tǒng)，其中，所述第一構(gòu)件被聯(lián)接至所述輸入轉(zhuǎn)子并且所述第二構(gòu)件被聯(lián)接至所述飛輪。52.根據(jù)權(quán)利要求50或51所述的儲能系統(tǒng)，其中，所述磁耦合件被提供在車輛內(nèi)，并且所述飛輪被聯(lián)接至所述車輛的驅(qū)動系統(tǒng)。53.根據(jù)權(quán)利要求34至52中任一項所述的儲能系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括相對于所述第一構(gòu)件固定的電導(dǎo)體的陣列，其中，所述電導(dǎo)體的陣列被布置成與所述第二移動磁場感應(yīng)地耦合以產(chǎn)生扭矩，從而將所述第一移動磁場和所述第二移動磁場帶入同步相對運動。54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的儲能系統(tǒng)，其中，所述電導(dǎo)體的陣列包括多個導(dǎo)電耦合元件，所述多個導(dǎo)電耦合元件被布置成將所述陣列中的每個電導(dǎo)體聯(lián)接至所述陣列中的另一個電導(dǎo)體以提供多個導(dǎo)電回路。55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的儲能系統(tǒng)，其中，所述電導(dǎo)體的陣列和電耦合元件形成鼠Μ?ι O56.根據(jù)權(quán)利要求53至55中任一項所述的儲能系統(tǒng)，其中，所述電導(dǎo)體陣列中的連續(xù)的電導(dǎo)體被布置在所述第一陣列磁場生成元件中的連續(xù)的磁場生成元件中間。57.根據(jù)權(quán)利要求53至56中任一項所述的儲能系統(tǒng)，其包括用于改變所述第一移動磁場和所述第二移動磁場中的至少一個的速度的裝置。58.根據(jù)權(quán)利要求53至57中任一項所述的儲能系統(tǒng)，其包括被配置成控制所述第一移動磁場的速度的控制器。59.根據(jù)權(quán)利要求53至58中任一項所述的儲能系統(tǒng)，其包括被配置成控制所述第二移動磁場的速度的控制器。60.根據(jù)權(quán)利要求34至53中任一項所述的儲能系統(tǒng)，其包括被配置成降低所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中的正在移動的一個構(gòu)件的速度的機(jī)械制動器。61.—種磁親合件，其包括: 具有第一陣列磁場生成元件的第一構(gòu)件，所述第一構(gòu)件被布置成產(chǎn)生第一移動磁場；具有第二陣列磁場生成元件的第二構(gòu)件，所述第二構(gòu)件被布置成產(chǎn)生第二移動磁場，其中，所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件針對其之間的相對運動被布置;以及被配置成控制所述磁耦合件的耦合和解耦合的控制器。62.根據(jù)權(quán)利要求61所述的磁耦合件，其中，所述控制器被配置成追蹤下述中的至少一個: 所述第一移動磁場和所述第二移動磁場的速度；以及 所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件之間的相對運動的速度。63.根據(jù)權(quán)利要求61或62所述的磁耦合件，其中，所述控制器被配置成確定所述第一移動磁場和所述第二移動磁場是否被同步耦合。64.根據(jù)權(quán)利要求61至63中任一項所述的磁耦合件，其中，所述控制器被配置成控制所述第一移動磁場或所述第二移動磁場的速度。65.根據(jù)權(quán)利要求64所述的磁耦合件，其中，所述控制器響應(yīng)于所述第一移動磁場和所述第二移動磁場被同步耦合的確定被配置成使所述第一或所述第二移動磁場的速度改變以使所述磁耦合件移動離開同步性。66.根據(jù)權(quán)利要求61或63中任一項所述的磁耦合件，其中，所述控制器響應(yīng)于所述第一和第二移動磁場未被同步耦合的確定被配置成使所述第一或第二移動磁場的速度改變以建立同步性。67.根據(jù)權(quán)利要求66所述的磁耦合件，其中: 確定所述第一和第二移動磁場未被同步耦合包括確定所述第一和第二移動磁場的相對運動的速度低于與同步性相關(guān)聯(lián)的速度，以及其中， 使所述第一或第二移動磁場的速度改變以建立同步性包括使所述第一或第二移動磁場的速度增大超過所述與同步性相關(guān)聯(lián)的速度，并且允許所述第一或第二移動磁場的速度減慢至所述與同步性相關(guān)聯(lián)的速度。68.根據(jù)權(quán)利要求61至67中任一項所述的磁耦合件，其包括: 相對于所述第一構(gòu)件固定的電導(dǎo)體的陣列，其中: 所述導(dǎo)體的陣列被布置成與所述第二移動磁場感應(yīng)地耦合以產(chǎn)生扭矩，從而將所述第一移動磁場和所述第二移動磁場帶入同步相對運動。69.根據(jù)權(quán)利要求68所述的磁耦合件，其中，所述電導(dǎo)體的陣列包括多個導(dǎo)電耦合元件，所述多個導(dǎo)電耦合元件被布置成將所述陣列中的每個電導(dǎo)體均聯(lián)接至所述陣列中的另一個電導(dǎo)體以提供多個導(dǎo)電回路。70.根據(jù)權(quán)利要求69所述的磁耦合件，其中，所述電導(dǎo)體的陣列和電耦合元件形成鼠Μ?ι O71.根據(jù)權(quán)利要求68至70中任一項所述的磁耦合件，其中，所述電導(dǎo)體陣列中的連續(xù)的電導(dǎo)體被布置在所述第一陣列磁場生成元件中的連續(xù)的磁場生成元件中間。72.根據(jù)權(quán)利要求68至71中任一項所述的磁耦合件，其包括用于改變所述第一移動磁場和所述第二移動磁場中的至少一個的速度的裝置。73.根據(jù)權(quán)利要求68至72中任一項所述的磁耦合件，其包括被配置成控制所述第一移動磁場的速度的控制器。74.根據(jù)權(quán)利要求68至72中任一項所述的磁耦合件，其包括被配置成控制所述第二移動磁場的速度的控制器。75.根據(jù)權(quán)利要求68至74中任一項所述的磁耦合件，其包括被配置成降低所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中正在移動的一個構(gòu)件的速度的機(jī)械制動器。76.根據(jù)權(quán)利要求68至75中任一項所述的磁耦合件，其中，所述第一陣列包括永磁極的陣列，其中，所述第一構(gòu)件被布置成旋轉(zhuǎn)以提供所述第一移動磁場。77.根據(jù)權(quán)利要求68至76中任一項所述的磁耦合件，其中，所述第二陣列包括永磁極的陣列，其中，所述第二構(gòu)件被布置成旋轉(zhuǎn)以提供所述第二移動磁場。78.根據(jù)權(quán)利要求77所述的磁耦合件，其中，所述第一陣列磁場生成元件的所述永磁極包括哈爾巴赫陣列。79.根據(jù)權(quán)利要求77或78所述的磁耦合件，其中，所述第二陣列磁場生成元件的所述永磁極包括哈爾巴赫陣列。80.根據(jù)權(quán)利要求78或79所述的磁耦合件，其中，連續(xù)的永磁極在所述哈爾巴赫陣列中的定向變化小于90度。81.根據(jù)權(quán)利要求68至80中任一項所述的磁耦合件，其中，所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中的一個被布置在腔內(nèi)，其中，所述腔可以處于真空或低壓下或者可以含有低粘度氣體，比如氦氣。82.根據(jù)權(quán)利要求68至81中任一項所述的磁耦合件，其中，所述第一陣列磁場生成元件包括m個磁場生成元件并且所述第二陣列磁場生成元件包括η個磁場生成元件，以便提供磁齒輪，所述磁齒輪在所述第一移動磁場和所述第二移動磁場被帶入同步相對運動時具有η:m的傳動比。83.根據(jù)權(quán)利要求82所述的磁耦合件，其進(jìn)一步包括耦合構(gòu)件，所述耦合構(gòu)件被配置成耦合所述第一陣列磁場生成元件和所述第二陣列磁場生成元件之間的磁通量。84.根據(jù)權(quán)利要求81的從屬權(quán)利要求83所述的磁耦合件，其中，所述耦合構(gòu)件形成包圍所述腔的屏障的一部分。85.根據(jù)權(quán)利要求83或84所述的磁耦合件，其中，所述第一構(gòu)件、耦合構(gòu)件和第二構(gòu)件同中心地被布置，其中，所述耦合構(gòu)件被設(shè)置在所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中間以在徑向方向上耦合所述第一陣列和所述第二陣列之間的磁通量。86.根據(jù)權(quán)利要求83或84所述的磁齒輪，其中，所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件被軸向地間隔開，其中，所述耦合構(gòu)件被設(shè)置在所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中間以在軸向方向上耦合所述第一陣列和所述第二陣列之間的磁通量。87.根據(jù)權(quán)利要求86所述的磁齒輪，其中，所述第一構(gòu)件、所述第二構(gòu)件和所述耦合構(gòu)件同軸地被布置。88.根據(jù)權(quán)利要求83至87中任一項所述的磁耦合件，其中，所述耦合構(gòu)件包括多個耦合元件以耦合所述通量。89.根據(jù)權(quán)利要求83至88中任一項所述的磁耦合件，其中，所述耦合構(gòu)件具有外周表面。90.根據(jù)權(quán)利要求89所述的磁耦合件，其中，所述外周表面被配置成攜帶所述耦合元件。91.根據(jù)權(quán)利要求89或90所述的磁耦合件，其中，所述外周表面包括多個凹部，所述多個凹部用于將所述多個耦合元件支撐在其中。92.根據(jù)權(quán)利要求91所述的磁耦合件，其中，所述凹部被配置成使得在其中攜帶的相應(yīng)耦合元件的外表面與所述外周表面齊平。93.根據(jù)權(quán)利要求89所述的磁耦合件，其中，所述耦合元件被設(shè)置在所述外周表面之下。94.根據(jù)權(quán)利要求83至93中任一項所述的磁耦合件，其中，所述耦合構(gòu)件具有內(nèi)周表面。95.根據(jù)權(quán)利要求94所述的磁耦合件，其中，所述相應(yīng)耦合元件的內(nèi)表面與所述內(nèi)周表面齊平。96.根據(jù)權(quán)利要求94所述的磁耦合件，其中，所述耦合元件被設(shè)置在所述內(nèi)周表面之下。97.根據(jù)權(quán)利要求68至96中任一項所述的磁齒輪，其中，所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中的一個被聯(lián)接至輸入轉(zhuǎn)子并且另一個被聯(lián)接至飛輪。98.根據(jù)權(quán)利要求97所述的磁耦合件，其中，所述第一構(gòu)件被聯(lián)接至輸入轉(zhuǎn)子，并且所述第二構(gòu)件被聯(lián)接至飛輪。99.根據(jù)權(quán)利要求97或98所述的磁耦合件，其中，所述磁耦合件被提供在車輛內(nèi)，并且所述飛輪被聯(lián)接至所述車輛的驅(qū)動系統(tǒng)。100.—種操作磁耦合件的方法，所述磁耦合件包括第一構(gòu)件、第二構(gòu)件和控制器，所述第一構(gòu)件具有第一陣列磁場生成元件，所述第一構(gòu)件被布置成產(chǎn)生第一移動磁場;所述第二構(gòu)件具有第二陣列磁場生成元件，所述第二構(gòu)件被布置成產(chǎn)生第二移動磁場，其中，所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件針對其之間的相對運動被布置;所述控制器被配置成控制所述磁耦合件的耦合和解耦合，所述方法包括: 在所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件之間產(chǎn)生相對運動； 在所述控制器處接收所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中的至少一個的速度的指示；以及基于所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中的所述至少一個的所述速度的所述指示控制所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中的至少一個的速度以耦合或解耦合所述磁耦合件。101.根據(jù)權(quán)利要求100所述的方法，其包括基于所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中的所述至少一個的所述速度的所述指示確定所述磁耦合件是否被同步耦合。102.根據(jù)權(quán)利要求101所述的方法，其包括:在同步耦合被確定時，控制所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中的所述至少一個的所述速度以對所述同步耦合進(jìn)行解耦合。103.根據(jù)權(quán)利要求102所述的方法，其中，控制所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中的所述至少一個的所述速度以對所述同步耦合進(jìn)行解耦合包括提高所述第二構(gòu)件的速度以使所述第二構(gòu)件超過與同步性相關(guān)聯(lián)的速度，并且將所述第二構(gòu)件維持在新的速度以阻止重新鋰A柄口 O104.根據(jù)權(quán)利要求101所述的方法，其包括在同步親合未被確定時，控制所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中的所述至少一個的所述速度以建立同步耦合。105.根據(jù)權(quán)利要求104所述的方法，其中，控制所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中的所述至少一個的所述速度以建立同步耦合包括提高所述第二構(gòu)件的速度超過與同步性相關(guān)聯(lián)的速度，并且允許所述第二構(gòu)件的速度減慢至所述與同步性相關(guān)聯(lián)的速度。106.根據(jù)權(quán)利要求100至105中任一項所述的方法，其包括在所述控制器處接收所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件兩者的速度的指示，并且基于所述指示確定所述磁耦合件是否被同步親合。107.根據(jù)權(quán)利要求100至106中任一項所述的方法，其中，所述磁耦合件包括磁齒輪，所述方法包括基于所述指示和所述磁齒輪的傳動比確定所述磁耦合件是否被同步耦合。108.根據(jù)權(quán)利要求100至107中任一項所述的方法，其包括確定驅(qū)動系統(tǒng)的動力需量要求，所述第二構(gòu)件被聯(lián)接至所述驅(qū)動系統(tǒng)；以及基于所述動力需量要求控制所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件中至少一個的速度。
【文檔編號】H02K51/00GK105917559SQ201480053165
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2014年7月25日
【發(fā)明人】A.F.阿特金斯, R.戈登, P.斯圖伯菲爾德, P.雷維雷諾
【申請人】里卡多英國有限公司