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特表2022-548532矩形断面を持つコイル要素を備えた分数スロット電気モータ
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-11-21
(54)【発明の名称】矩形断面を持つコイル要素を備えた分数スロット電気モータ
(51)【国際特許分類】
H02K 3/50 20060101AFI20221114BHJP
【ＦＩ】
H02K3/50 A
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022514974
(86)(22)【出願日】2020-09-23
(85)【翻訳文提出日】2022-05-02
(86)【国際出願番号】 US2020052249
(87)【国際公開番号】W WO2021061795
(87)【国際公開日】2021-04-01
(31)【優先権主張番号】62/904,502
(32)【優先日】2019-09-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】321004507
【氏名又は名称】カヌー テクノロジーズ インク
(74)【代理人】
【識別番号】100086531
【弁理士】
【氏名又は名称】澤田 俊夫
(74)【代理人】
【識別番号】100093241
【弁理士】
【氏名又は名称】宮田 正昭
(74)【代理人】
【識別番号】100101801
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 英治
(74)【代理人】
【識別番号】100095496
【弁理士】
【氏名又は名称】佐々木 榮二
(74)【代理人】
【識別番号】110000763
【氏名又は名称】特許業務法人大同特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ダメロン、ジェームズ
(72)【発明者】
【氏名】フィルター、エバン
(72)【発明者】
【氏名】ワイカー、フィリップ
(72)【発明者】
【氏名】カーメル、チャールズ
【テーマコード（参考）】
5H604
【Ｆターム（参考）】
5H604BB01
5H604BB08
5H604BB14
5H604CC01
5H604CC05
5H604CC15
5H604QB14
(57)【要約】
コンパクトなクラウンを備えた分数スロット電気モータがここに開示される。モータは、固定子コアを通って突き出ており、相互におよび／またはリードアセンブリと電気的接続を形成する複数のコイル要素を有する。リードアセンブリは、選択されたコイル要素に接続され、かつ、外部電源に接続するための端子を有する相バスバーを有する。リードアセンブリは、外部接続がなく、他のコイル要素に内部接続された中立バスバーも有する。各コイル要素は、モータのスロット充填率を最大化するために矩形断面プロファイルを具備する。各コイル要素は、他の２つの要素に電気的に結合されている。 たとえば、各ループコイル要素は、リードアセンブリの反対側の固定子側で他の２つのコイル要素に結合されている。各延長コイル要素は、同じ側部において別のコイル要素に結合され、リードアセンブリ側で別のコイル要素またはバスバーに結合される。
【選択図】図２Ａ
【選択図】図２Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
分数スロット電気モータにおいて、第１側部と、第２側部と、上記第１側部および上記第２側部の間を延びる複数の固定子スロットとを有する固定子コアと、
複数のコイル要素によって形成されるコイルと、
３つの相バスバーを有するリードアセンブリとを有し、
上記コイル要素の各々は、上記固定子コアの上記第１側部および上記第２側部の間を通り抜け、上記コイル要素の各々は、上記固定子コアの上記第１側部において上記コイル要素のうちの少なくとも１つの他のコイル要素と電気的に結合され、上記コイル要素の各々は矩形の断面を具備し、
上記相バスバーの各々は上記固定子コアの上記第２側部において上記コイル要素のうちの少なくとも１つのコイル要素と電気的に結合され、
上記相バスバーの各々は、上記分数スロット電気モータを外部電源に接続するための外部端子を有することを特徴とする分数スロット電気モータ。
【請求項2】
上記リードアセンブリがさらに２つの中立バスバーを有し、当該２つの中立バスバーの各々が上記固定子コアの上記第２側部において上記コイル要素のうちの少なくとも１つのコイル要素に電気的に結合される請求項１に記載の分数スロット電気モータ。
【請求項3】
上記中立バスバーおよび上記相バスバーが上記リードアセンブリ内に積み重ねられ、互いに電気的に絶縁されている請求項２に記載の分数スロット電気モータ。
【請求項4】
上記リードアセンブリが、上記中立バスバーおよび上記相バスバーの各々の上に成形され、上記中立バスバーおよび上記相バスバーを互いに機械的に支持するバスバー絶縁体を有する請求項３に記載の分数スロット電気モータ。
【請求項5】
上記各相バスバーの各々は、１または複数の相端子を有し、当該相端子は、上記バスバー絶縁体から突出し、上記コイル要素のうちの１つまたは複数のコイル要素に電気的に結合される請求項４に記載の分数スロット電気モータ。
【請求項6】
上記中立バスバーの各々は、１または複数の中立端子を有し、上記中立端子は、上記バスバー絶縁体から突出し、上記コイル要素のうちの１つまたは複数のコイル要素に電気的に結合される請求項４に記載の分数スロット電気モータ。
【請求項7】
上記リードアセンブリが、バスバー熱電対をさらに有し、上記バスバー熱電対は、上記バスバー絶縁体上に支持され、上記相バスバーの１つに熱結合され、上記バスバー絶縁体を通って部分的に突出する請求項４に記載の分数スロット電気モータ。
【請求項8】
上記３つの相バスバーの各々がフープを有し、上記外部端子が上記フープに柔軟に接続されるようになされる請求項１に記載の分数スロット電気モータ。
【請求項9】
上記３つの相バスバーの各々は、ネックを有し、上記ネックは、上記外部端子へのフープに柔軟に接続され、上記ネックは複数の金属ストリップで形成される請求項８に記載の分数スロット電気モータ。
【請求項10】
上記３つの相バスバーがリードアセンブリに積み重ねられる請求項８に記載の分数スロット電気モータ。
【請求項11】
上記コイル要素は、上記ループコイル要素および上記延長コイル要素を有し、上記ループコイル要素が上記固定子コアの上記第１側部でのみ接続され、上記延長コイル要素が上記固定子コアの上記第１側部および上記第２側部の双方で接続されるようになっている請求項１に記載の分数スロット電気モータ。
【請求項12】
上記ループコイル要素の各々は、１つのエンドループと２つのループ延長部を有し、上記エンドループによって相互接続され、各々がループ延長端で終端し、上記２つのループ延長部の各々の上記延長端は、上記第１側部において上記固定子コアから延長し、上記コイル要素の１つに接続され、
上記エンドループは、上記固定子スロットの２つの異なる固定子スロットの間で上記第２側部において上記固定子コアから延びる請求項１１に記載の分数スロット電気モータ。
【請求項13】
上記ループコイル要素の各々の上記端部ループは、上記固定子コアの上記第２側部と上記リードアセンブリとの間に配置される請求項１２に記載の分数スロット電気モータ。
【請求項14】
上記ループコイル要素のうちの１つのループコイル要素の上記２つのループ延長部が、同じ位置にある上記固定子スロットのうちの上記２つの異なる固定子スロットを通って延びる請求項１２に記載の分数スロット電気モータ。
【請求項15】
上記ループコイル要素のうちの１つのループコイル要素の上記２つのループ延長部が、異なる位置にある上記固定子スロットのうちの上記２つの異なる固定子スロットを通って延びる請求項１２に記載の分数スロット電気モータ。
【請求項16】
上記延長コイル要素の各々は、第１の端部、延長部、および第２の端部を有し、上記延長部は、上記第１側部と上記第２側部との間で上記固定子コアを通って突出し、上記第１の端部と上記第２の端部とを相互接続し、
上記第１の端部は、上記第１側部において上記固定子コアから延在し、上記コイル要素のうちの１つに接続され、
上記第２の端部は、上記第２側部において上記固定子コアから延在し、上記コイル要素の１つまたは上記リードアセンブリに接続される請求項１１に記載の分数スロット電気モータ。
【請求項17】
上記伸長コイル要素の各々の上記第２の端部が、上記リードアセンブリを越えて少なくとも部分的に突出している請求項１６に記載の分数スロット電気モータ。
【請求項18】
上記第２の端部は、上記延長部に対して半径方向にオフセットされている請求項１６に記載の分数スロット電気モータ。
【請求項19】
上記コイル要素が三相、二並列構成に配置されている請求項１に記載の分数スロット電気モータ。
【請求項20】
上記コイル要素の各々の矩形断面が、３．０ミリメートルから４．０ミリメートルの間の厚さ、および２．５ミリメートルから３．５ミリメートルの間の幅を有する請求項１に記載の分数スロット電気モータ。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【0001】
この出願は、２０１９年９月２３日に出願された「電気自動車モータ」と題された米国仮特許出願第６２／９０４，５０２号の３５ＵＳＣ§１１９（ｅ）に基づく利益を主張し、これは参照によりあらゆる目的のためにその全体をここに組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
電気モータは、電気エネルギーを機械的エネルギーに変換する装置である。典型的な電気モータは、モータの磁場と巻線の電流との相互作用によって動作し、回転力を生成する。電気モータは、直流（ＤＣ）ソース（バッテリー、整流器など）または交流（ＡＣ）ソース（電力網、インバーター、発電機など）から電力を供給できる。一般的には、電気モータは、電源の種類、内部構造、用途、およびモータ出力に基づいて分類できる。たとえば、モータはブラシ付きまたはブラシレスの場合がある。さらに、モータは、様々な相、例えば、単相モータ、二相モータ、または三相モータであって良い。
【0003】
典型的な電気モータは、固定子アセンブリ内で回転する回転子アセンブリを含む。両方のアセンブリは、互いに相互作用するそれぞれの磁場を生成し、ローターアセンブリをステーターアセンブリに対して回転させ、それによって電気エネルギーを機械的エネルギーに変換する。固定子アセンブリは、固定子コアを含み、これは、コイル要素がこれらのスロットを通って突出し、当該固定子コアの周りに巻かれた複数のスロットを具備する。これらの要素は、まとめて固定子巻線と呼ばれることがある。具体的には、各固定子スロットは、半径方向に配置され、固定子コアの中心軸から離れて配置された複数のコイル要素を収容することができる。最後に、分数スロットモータでのコイル要素のルーティング、相互接続、および組み立ては、通常、整数スロットモータよりも困難である。
【発明の概要】
【0004】
コンパクトなクラウンを備えた分数スロット電気モータがここに開示される。モータは、固定子コアを通って突き出ており、相互におよび／またはリードアセンブリと電気的接続を形成する複数のコイル要素を有する。リードアセンブリは、選択されたコイル要素に接続され、かつ、外部電源に接続するための端子を有する相バスバーを有する。リードアセンブリは、外部接続がなく、他のコイル要素に内部接続された中立バスバーも有する。各コイル要素は、モータのスロット充填率を最大化するために矩形断面プロファイルを具備する。各コイル要素は、他の２つの要素に電気的に結合されている。たとえば、各ループコイル要素は、リードアセンブリの反対側の固定子側で他の２つのコイル要素に結合されている。各延長コイル要素は、同じ側部において別のコイル要素に結合され、リードアセンブリ側で別のコイル要素またはバスバーに結合される。
【図面の簡単な説明】
【0005】
この説明は、以下の図を参照することにより、より完全に理解されるであろう。この説明は、本発明の例示的な例として提示され、本発明の範囲の完全な列挙として解釈されるべきではない。
【図2B-C】図２Ｂは、いくつかの例に従う、図２Ａの分数スロット電気モータの固定子コアの上面図である。図２Ｃは、いくつかの例に従う、固定子スロット内のコイル要素の異なる位置を示す、固定子スロットの拡大図である。
【図2D-F】図２Ｄは、いくつかの例に従う、図２Ａの分数スロット電気モータの別の斜視図であり、リードアセンブリの反対側の固定子コアの第１の側でのコイル要素の電気的接続を示す。図２Ｅは、いくつかの例に従う、固定子コアの第１の側に接続された２つのコイル要素の拡大図である。図２Ｆは、いくつかの例に従う、コイル要素の断面プロファイルである。
【図4B-D】図４Ｂは、いくつかの例に従う、図４Ａのリードアセンブリの斜視図であり、バスバー絶縁体を示していない。図４Ｃは、いくつかの例に従う、図４Ａおよび図４Ｂのリードアセンブリの２つの中立バスバーの斜視図である。図４Ｄは、いくつかの例に従う、図４Ａおよび図４Ｂのリードアセンブリの３つの積み重ねられた相バスバーの斜視図である。
【図5A-B】図５Ａは、いくつかの例に従う、バスバー絶縁体のない分数スロット電気モータの斜視図であり、コイル要素、相バスバー、および中立バスバーの間の電気的接続を示している。図５Ｂは、いくつかの例に従う、図５Ａの分数スロット電気モータの一部の拡大斜視図であり、１つのグループにおける電気的接続を示している。
【詳細な説明】
【0006】
以下の説明において、提示された概念の完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細が示されている。いくつかの例において、提示された概念は、これらの特定の詳細の一部を伴うことなく、またはすべてを伴うことなく実施することができる。他の例においては、説明された概念を不必要に曖昧にしないために、よく知られているプロセス操作が詳細に説明されていない。いくつかの概念は特定の例と併せて説明されるけれども、これらの例は限定することを意図していないことを理解されたい。
【0007】
［はじめに］
電気モータは、電気自動車の駆動システムなどの様々な電力システムのコアコンポーネントである。電気モータに使用できるスペースは通常限られているけれども、電力要件はかなりのものになる可能性がある。全体として、高効率と小型サイズは、電気モータの多くのアプリケーションにとって重要な考慮事項である。電気モータのサイズを縮小し、効率を高めるための１つのアプローチは、モータの固定子コアを通過するコイルの体積を増やすことである。この体積は、典型的には、スロット充填率（Ｓｌｏｔ Ｆｉｌｌ Ｒａｔｉｏ：ＳＦＲ）で表される。これは、ステータコアを通過するすべてのコイルの総断面積の、当該コイルに使用可能なすべてのスロットの総断面積に対する比率として定義される。ＳＦＲ値を大きくすると、巻線の抵抗が減少するの支援し、それによって電力損失が減少し、効率が向上する。
電気モータは、電気自動車の駆動システムなどの様々な電力システムのコアコンポーネントである。電気モータに使用できるスペースは通常限られているけれども、電力要件はかなりのものになる可能性がある。全体として、高効率と小型サイズは、電気モータの多くのアプリケーションにとって重要な考慮事項である。電気モータのサイズを縮小し、効率を高めるための１つのアプローチは、モータの固定子コアを通過するコイルの体積を増やすことである。この体積は、典型的には、スロット充填率（Ｓｌｏｔ Ｆｉｌｌ Ｒａｔｉｏ：ＳＦＲ）で表される。これは、ステータコアを通過するすべてのコイルの総断面積の、当該コイルに使用可能なすべてのスロットの総断面積に対する比率として定義される。ＳＦＲ値を大きくすると、巻線の抵抗が減少するの支援し、それによって電力損失が減少し、効率が向上する。
【0008】
従来の電気モータは、コイル巻線を形成するために、しばしば断面が丸いワイヤを使用する。丸線は配線や曲げが簡単で、さまざまなタイプの電気モータに広く採用されている。しかしながら、丸線は、例えば、図１Ａに示されるように、固定子スロットが丸線で密に詰まっている場合でさえ、ワイヤ間の固定子スロットに未充填の空間（例えば、未充填のコーナ）を残す。具体的には、図１Ａは、それぞれが円形断面を有し、固定子コア１１０の同じスロット１１４を通って突出する従来のコイル要素１４１の模式図である。スロット１１４内の満たされていないスペースの多くを容易に見ることができる。コイル要素１４１の絶縁は、わかりやすくするために表示されていない。その結果、丸線のＳＦＲ値は通常５０％未満である。矩形（長方形）の導体は、例えば、図１Ｂに示されるように、はるかに高いＳＦＲ値（例えば、５０％を超える、６０％を超える、またはさらに７０％を超える）をもたらす。具体的には、図１は、図１Ｂは、それぞれが矩形断面を有し、固定子コア１１０の同じスロット１１４を通って突出するコイル要素１４０の模式図である。矩形のコイル要素は、はるかに高いＳＦＲを提供するけれども、これらのコイル要素は、少なくともいくつかの方向で、制限された曲げ性のために、当該コイル要素のために経路指定がより困難である。
【0009】
ルーティングの難しさは、しばしば、固定子の各側部でより大きな巻線延長をもたらし、モータの全体的なサイズを増大させる。例えば、コイルは、固定子スロットに挿入された個々のコイル要素によって形成されて良い。これらのコイル要素は、固定子コアの各側部で曲げられて、相互に、および／またはバスバーと相互接続する。固定子コアの両側部に１つずつある、固定子巻線のこれら２つの部分は、コイルクラウンと呼ばれることがある。コイル要素のすべての屈曲部およびコイル要素間の接続には、これらのコイルクラウンが備わっている。これらのクラウンの高さ、および、いくつかの例においては、これらのクラウンの外径は、矩形導体の曲げ性が制限されているため、通常、丸線よりも矩形導体の方が大きい。さらに、連続ワイヤとは対照的に、個々のコイル要素を使用すると、コイル要素間に多数の接続が必要になり、クラウンの複雑さとその側部が増す。
【0010】
コイル要素間の経路指定および接続は、モータタイプに依存することに留意されたい。経路指定と接続は、通常、たとえば整数スロットの電気モータよりも、分数スロットの電気モータの方がはるかに複雑である。ただし、分数スロット電気モータは、コギングトルクの低減など、整数スロット電気モータに比べてさまざまな利点がある。
【0011】
コギングトルクは、回転子の磁極が固定子の磁気的特徴と整列する現象である。動作中、磁極と磁気的特徴の位置合わせにより、コギングトルクとしても知られる振動トルクが発生する可能性がある。場合によっては、コギングトルクが十分に大きいため、モータを支持する構造を介して伝達され、エンドユーザー（電気自動車の運転手や乗客など）が感じることがある。極巻線ごとに分数スロットを使用すると、例えば、図１Ｃに概略的に示されているように、コギングトルクが減少する。具体的には、図１Ｃは、４８スロット整数スロットモータ（ライン２００）および６０スロット分数スロットモータの２つの異なる設計（ライン２１０およびライン２２０）を含む３つの異なる電気モータのコギングトルクプロットを示している。具体的には、ライン２２０は、以下に説明する分数スロットモータの例に対応する。トルク値は有限要素解析を使用して取得され、簡単にするために正規化されている。４８スロット整数スロットモータのコギングトルクは、両方の６０スロット分数スロットモータで約２分の１以上減少する。さらに、６０スロット分数スロットモータの巻線構成が異なると、コギングトルク性能も異なる。このコギングトルクの減少により、騒音、振動、ハーシュネス（ＮＶＨ）が減少する。ただし、上述のように、分数スロット電気モータのコイル経路指定は非常に複雑である。巻線の複雑さは、特に矩形のコイル要素を使用して、ワイヤ接続のコンパクトな機械的パッケージングを維持する上でさまざまな課題を残す。
【0012】
ここに記載されているのは、矩形断面プロファイルを有するコイル要素を使用する分数スロット電気モータである。これらのコイル要素は、ループコイル要素と延長コイル要素を含む。各ループコイル要素は、固定子コアから突き出ており、コアの第１端部でコアから延びる２つの延長部を具備する。各ループコイル要素はループ端も具備し、コアの第１端部の反対側にある第２端部で２つの延長部分を相互接続する。各延長コイル要素は、第１端部で固定子コアから突き出ている一端と、第１端部の反対側の第２端部で突き出ている多端とを具備する。コイル要素は、固定子コアの第１端部で互いに直接相互接続されている。たとえば、コイル要素は相互接続されたペアの２つの行を形成する。各ペアは、時計回りに曲げられた１つのコイル要素と、反時計回りに曲げられた別のコイル要素によって形成される。隣接するペアは、相互に放射状にオフセットされている。より具体的には、各ループコイル要素は、第１端部で他の２つのコイル要素に接続されている。各延長コイル要素は、第１端部で他の１つのコイル要素に接続されている。
【0013】
さらに、各延長コイル要素は、固定子コアの第２端部でリードアセンブリ、または別のコイル要素に接続されている。リードアセンブリは、３つの位相相バスバーと２つの中立バスバーの組み合わせで構成されている。ループコイル要素は、第２端部でどのコンポーネントにも接続されていない。代わりに、ループコイル要素のエンドループは、第２端部およびリードアセンブリの間に配置される。コイル要素およびリードアセンブリのこの構成により、分数スロットモータに必要とされる、コイル要素間の複雑な接続が可能になり、他方、固定子コアの各端部でコンパクトなパッケージを維持する。例えば、第１端部のクラウンの高さは、５０ミリメートル未満、または４５ミリメートル未満、例えば、約４０ミリメートルであって良い。リードアセンブリを考慮しない場合、第２端部のクラウンの高さは、４５ミリメートル未満、または４０ミリメートル未満、例えば、約３６ミリメートルであっても良い。リードアセンブリを考慮した第２端部のクラウンの高さは、８０ミリメートル未満、または７０ミリメートル未満、例えば、約６１ミリメートルであっても良い。
【0014】
［分数スロット電気モータ例］
図２Ａは、いくつかの例に従う、分数スロット電気モータ１００の斜視模式図を示している。分数スロット電気モータ１００は、モータの他の構成要素をよりよく説明するために、回転子なしで示されている。図２Ａに示すように、分数スロット電気モータ１００は、固定子コア１１０、コイル１３０、およびリードアセンブリ１５０を有する。コイル１３０は、コイル要素１４０によって形成され、それぞれが固定子コア１１０を通って突出し、ワニスコーティング（例えば、ポリエステルワニス、エポキシワニス）によって相互に絶縁されている。この絶縁材の厚さは、３００マイクロメートル未満、より具体的には、２５０マイクロメートル未満、例えば、約２００マイクロメートルであって良い。絶縁ワニスを用いても、コイル１３０は、例えば、冷却のために、またはより具体的には、コイル要素１４０間で冷却流体を循環させるために、コイル要素１４０の間にいくらかの空間を提供する。いくつかの例において、隣接するコイル要素間の平均空間は、０．５ミリメートルから２ミリメートルの間、またはより具体的には、０．７５ミリメートルから１．２５ミリメートルの間、例えば、約１ミリメートルである。いくつかの例において、固定子コア１１０は、スタックとして配置された複数の強磁性環状プレートから形成されている。
図２Ａは、いくつかの例に従う、分数スロット電気モータ１００の斜視模式図を示している。分数スロット電気モータ１００は、モータの他の構成要素をよりよく説明するために、回転子なしで示されている。図２Ａに示すように、分数スロット電気モータ１００は、固定子コア１１０、コイル１３０、およびリードアセンブリ１５０を有する。コイル１３０は、コイル要素１４０によって形成され、それぞれが固定子コア１１０を通って突出し、ワニスコーティング（例えば、ポリエステルワニス、エポキシワニス）によって相互に絶縁されている。この絶縁材の厚さは、３００マイクロメートル未満、より具体的には、２５０マイクロメートル未満、例えば、約２００マイクロメートルであって良い。絶縁ワニスを用いても、コイル１３０は、例えば、冷却のために、またはより具体的には、コイル要素１４０間で冷却流体を循環させるために、コイル要素１４０の間にいくらかの空間を提供する。いくつかの例において、隣接するコイル要素間の平均空間は、０．５ミリメートルから２ミリメートルの間、またはより具体的には、０．７５ミリメートルから１．２５ミリメートルの間、例えば、約１ミリメートルである。いくつかの例において、固定子コア１１０は、スタックとして配置された複数の強磁性環状プレートから形成されている。
【0015】
コイル要素１４０は、主に、固定子コア１１０の第１側部１１１で互いに直接に相互接続される（例えば、溶接によって）。ただし、選択されたいくつかのコイルは、また、固定子コア１１０の第２側部において互いに直接に相互接続される（例えば、溶接によって）。さらに、コイル要素１４０のいくつかは、また、リードアセンブリ１５０に接続されている（例えば、溶接によって）。
【0016】
いくつかの例において、コイル１３０は、３相－２並列巻線構成を具備する。並列レッグは、並列１および並列２と呼ばれ、これらを横切って電圧をバランスさせるために、コイル要素１４０の様々な例を使用して、平衡インピーダンスを有する２つの並列巻線を形成する。いくつかの例において、この平衡インピーダンスは、各並列レッグが巻線の両方の層にコイルを含む特定のコイル構成によって実現される。より具体的には、各巻線は、図８Ａ～８Ｆおよび図９を参照して以下に示され、さらに説明されるように、それぞれの位相グループに対して可能なすべてのスロットにコイルを有する。このバランスの取れた巻線がないと、並列レッグ間の電流分布が不均一になる可能性があり、並列巻線ごとに異なる加熱速度が発生する。コギングトルクの減少は、図１Ｃを参照して上に提示された電磁有限要素分析を通して観察された。
【0017】
図２Ｂを参照すると、固定子コア１１０は、第１側部１１２と第２側部１１２との間に延びる固定子スロット１１４を有する。いくつかの例において、固定子コア１１０は、６０個の固定子スロットを有する。固定子スロット１１４は、コイル要素１４０を固定子コア１１０を通して突き出すために使用される。いくつかの例において、各固定子スロットは、４つのコイル要素１４０を受け入れるように構成される。固定子スロット内の各コイル要素の位置は、固定子コア１１０の中心軸１１３からの距離で識別されて良い。例えば、図２Ｂは、直径Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、およびＤ４を有し、それぞれが各スロット内の異なるコイル位置に対応する４つの同心円を示している。図２Ｃは、各位置を識別する１つの固定子スロット１１４の拡大図である。最も外側（中心軸１１３から）の位置は、第１の位置１１５ａとして識別され、「Ａ」位置と呼ばれて良い。この位置は最大の円（Ｄ１）に対応する。「Ｂ」位置と呼ばれて良い第２の位置１１５ｂは、わずかに小さい円（Ｄ２）に対応する。「Ｃ」位置と呼ばれ得る第３の位置１１５ｃは、さらに小さい円（Ｄ３）に対応する。最後に、「Ｄ」位置とも呼ばれる最も内側の位置または第４の位置１１５ｄは、最小の円（Ｄ４）に対応する。そのため、２４０個の異なる位置（６０個の固定子スロット×各スロットの４個の位置）のそれぞれは、スロット番号と各スロットの特定の位置によって識別できる。この識別は、例えば、以下に説明する図９で使用される。全体として、各コイル要素は、２４０の位置の１つから突き出る可能性がある。一部のタイプのコイル要素（たとえば、ループコイル要素）は、２４０の位置のうちの２つから突き出ている。これについては、以下でさらに説明する。
【0018】
図２Ａに戻って参照すると、コイル要素１４０のそれぞれは、固定子コア１１０の第１側部１１１と第２側部１１２との間の固定子スロット１１４の１つまたは２つを通って突出する。いくつかの例において、コイル要素１４０は銅または銅合金から作られる。これらのコイル要素１４０を通過する電流は、磁束を生成し、これを変調して、分数スロット電気モータ１００の速度を制御することができる。
【0019】
先に触れたように、各コイル要素は、固定子スロット１１４内の１つまたは２つの位置を占める。２４０の異なる位置で、コイル要素１４０の数は少なくとも１２０である。いくつかの例において、この数は１４４である。換言すると、コイル１３０は、１４４個の個別のコイル要素１４０によって形成され、これらは、図８Ａ～８Ｆおよび図９を参照して以下に説明する分数スロット電気モータ１００の特定の設計に従って相互接続されている。
【0020】
図２Ｄを参照すると、コイル要素１４０は、固定子コア１１０の第１側部１１１で相互接続される。より具体的には、コイル要素１４０の各々は固定子コア１１０の第１側部１１１に隣接する少なくとも１つの他のコイル要素１４０と電気的に結合され、これは、たとえば、図２Ｅに示すとおりである。コイル要素１４０（例えば、ループコイル要素）のいくつかの例は、図６Ａ～図６Ｃを参照して以下でさらに説明するように、それぞれ、他の２つのコイル要素に結合されている。これらの接続は、例えば、溶接によって、またはより具体的には、レーザー溶接によって形成される。
【0021】
図２Ｆを参照すると、コイル要素１４０のそれぞれは、矩形断面プロファイルを有する。矩形断面プロファイルは、図１Ａおよび図１Ｂを参照して先に説明したように、ＳＦＲを増加させることを可能にする。いくつかの例において、各コイル要素１４０は、３．０ミリメートルから４．０ミリメートル（約３．４ミリメートルなど）の厚さ（ＣＥＴ）と、２．５ミリメートルから３．５ミリメートル（約３．０ミリメートルなど）の幅（ＣＥＷ）とを有する。ただし、他の例も当該範囲内である。
【0022】
分数スロット電気モータ１００の組み立て中、コイル要素１４０は、固定子コア１１０の第２側部１１２から固定子スロット１１４に挿入される。この段階で、コイル要素１４０の一部は、固定子スロット１１４を通って突出し、固定子コア１１０の第１側部１１１から延び、まっすぐである。その後、コイル要素１４０のこれらの端部（第1側部１１１から延びるｅ）の間に、これらの端部を曲げることによって、接続が形成され、これは、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｂ、および、図３Ｃを参照して、ここで説明される。具体的には、図３Ａは、２つの固定子スロット１１４から延在し、固定子コア１１０の第１側部１１１で電気的接続を形成する４つのコイル要素１４０を示している。他のコイル要素は、明確にするために、図３Ａには示されていない。これらの固定子スロット１１４は、他の６つの固定子スロットによって分離され、第１および第８の固定子スロット１１４を効果的に表す。コイル要素１４０のそれぞれは、対応するコイル要素との電気的接続を形成するように曲げられる。
【0023】
図３Ｂは、図３Ａに対応する上面図であり、各コイル要素の円周方向および半径方向の曲がりの程度を示す。図３Ｂは、また、各スロット内の異なる位置に対応する４つの円弧（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、およびＤ４）を示しており、これらは、図２Ｂおよび図２Ｃを参照して先に説明されている。固定子の円周の周りで、各コイル要素は３．５スロットスペースに対応する距離で曲げられ、１スロットスペースは２つの隣接するスロットの中心間の弧長に対応する。なお、Ｄ４に対応する弧長は、Ｄ１に対応する弧長よりも長いことに留意されたい。ただし、曲げ方向は、２つの相互接続されたコイル要素に対して異なるか、より具体的には反対である。例えば、第１のコイル要素１４０ａは時計回りに曲げられ、第２のコイル要素１４０ｂは反時計回りに曲げられる。第１のコイル要素１４０ａおよび第２のコイル要素１４０ｂは、第３の固定子スロットと第４の固定子スロットとの間に位置する固定子コア１１０の部分の上で相互接続されている。同様に、第３のコイル要素１４０ｃは時計回りに曲げられ、第４のコイル要素１４０ｄは反時計回りに曲げられる。第３のコイル要素１４０ｃおよび第４のコイル要素１４０ｄも、また、固定子コア１１０の同じ部分の上で相互接続されている。
【0024】
ただし、第１のコイル要素１４０ａおよび第２のコイル要素１４０ｂも、また、第３のコイル要素１４０ｃからいくらかの空間を提供するために、固定子コア中心軸から半径方向に離れて曲げられる。例えば、第２のコイル要素１４０ｂは、第２の位置１１５ｂ（「Ｂ」位置、Ｄ２に対応する）で固定子スロット１１４から延びる。しかしながら、第１のコイル要素１４０ａと電気的接続を形成する第２のコイル要素１４０ｂの端部は、第１の位置（「Ａ」位置）に対応し、直径Ｄ１を有する円弧上に配置される。同様に、第１のコイル要素１４０ａは、第１の位置１１５ａ（「Ａ」位置、Ｄ１に対応する）で固定子スロット１１４から延びる。第２のコイル要素１４０ｂと電気的接続を形成する第１のコイル要素１４０ａの端部は、指定された位置の外側に放射状に延びる。他方、第３のコイル要素１４０ｃは、第３の位置１１５ｃ（「Ｃ」位置、Ｄ３に対応する）で固定子スロット１１４から延在し、その位置で第４のコイル要素１４０ｄと電気的接続を形成する。同様に、第４のコイル要素１４０ｄは、第４の位置１１５ｄ（「Ｄ」位置、Ｄ４に対応する）で固定子スロット１１４から延在し、その位置で第３のコイル要素１４０ｃと電気的接続を形成する。換言すれば、第１のコイル要素１４０ａおよび第２のコイル要素１４０ｂは両方とも、固定子軸から半径方向に１つの位置だけ離れて曲げられている。これと対照的に、第３のコイル要素１４０ｃおよび第４のコイル要素１４０ｄは、半径方向に曲げられていない。
【0025】
図３Ｃは、第１のコイル要素１４０ａ、第２のコイル要素１４０ｂ、第３のコイル要素１４０ｃ、および第４のコイル要素１４０ｄを取り囲む残りのすべてのコイル要素を示している。第１のコイル要素１４０ａ、第２のコイル要素１４０ｂ、第３のコイル要素１４０ｃ、および第４のコイル要素１４０ｄに関して先に説明した接続および屈曲の特徴は、固定子コア１１０の円周の周りで６０回繰り返されることに留意されたい。この構成の一貫性により、固定子コア１１０の第１側部１１１において、相互接続されたコイル要素１４０によって形成されるクラウンの高さを大幅に低減することができる。図２Ｄを参照して簡単に説明すると、コイル要素１４０は、固定子コア１１０の第１側部１１１において５０ミリメートル未満または４５ミリメートル未満だけ伸びる（Ｌ１）。いくつかの例において、このコイル延長／クラウン高さ（Ｌ１）は３８ミリメートルから４２ミリメートルの間、例えば、約４０ミリメートルである。
【0026】
図４Ａを参照すると、リードアセンブリ１５０は、それぞれが分数スロット電気モータ１００の異なる位相に対応する３つの相バスバー１５２を有する。３つの相バスバー１５２は、分数スロット電気モータ１００への外部接続を提供し、コイル要素１４０のいくつかにも接続される。いくつかの例において、リードアセンブリ１５０は、他のコイル要素１４０を相互接続するために使用される２つの中立バスバー１６０を有する。相バスバー１５２とは異なり、２つの中立バスバー１６０は外部接続を形成しない。
【0027】
相バスバー１５２および中立バスバー１６０は、バスバー絶縁体１５８によって、互いに絶縁されており、また、互いに対して支持されている。いくつかの例において、バスバー絶縁体１５８は、相バスバー１５２および中立バスバー１６０の上にモールドされる。換言すれば、相バスバー１５２および中立バスバー１６０は、バスバー絶縁体１５８に統合される。ただし、様々な接続端子がバスバー絶縁体１５８から延在して、相バスバー１５２および中立バスバー１６０への接続を形成する。
【0028】
図４Ａは、また、リードアセンブリ１５０のオプションの構成要素であるバスバー熱電対１５９を示している。これがある場合、バスバー熱電対１５９は、バスバー絶縁体１５８から延びる１つのバスバー１５２に接続され、このバスバー１５２の温度を測定するように構成される。温度測定値は、例えば、温度が特定の閾値を超えると、分数スロット電気モータ１００を流れる電流を低減するために、モータコントローラに伝達される。
【0029】
図４Ｂは、リードアセンブリ１５０内の相バスバー１５２および中立バスバー１６０の配置を示すために、バスバー絶縁体１５８のないリードアセンブリ１５０を示す。相バスバー１５２は、リードアセンブリ１５０の最上層を形成する。これらの層は、固定子コア１１０からさらに離れている。中立バスバー１６０は、固定子コア１１０に最も近い最下層を形成する。
【0030】
図４Ｃは、中立バスバー１６０を示し、明確にするためにリードアセンブリ１５０の他の構成要素を示していない。この例において、各中立バスバー１６０は、３つの中立端子１６３および中立フープ１６５を含み、中立端子１６３を相互接続する。中立端子１６３は、中立バスバー１６０によって相互接続される３つの異なるコイル要素１４０を接続するために使用される。図４Ｃに示されるように、中立端子１６３は、リードアセンブリ１５０およびコイル要素１４０の他の構成要素との干渉を回避するために、中立フープ１６５から半径方向にオフセットされている。さらに、図４Ａを参照すると、中立端子１６３は、バスバー絶縁体１５８を通って、そしてバスバー絶縁体１５８から離れて延び、これによって、コイル要素１４０への電気的接続の生成を可能にする。中立フープ１６５は、バスバー絶縁体１５８によって封止され絶縁されているままである。
【0031】
図４Ｄは、リードアセンブリ１５０の他の構成要素が示されていない相バスバー１５２を示している。図４Ｅ～４Ｇは、これらの３つの相バスバー１５２のそれぞれの別個の図を提供する。各バスバー１５２は、２つのコイル要素１４０への接続を形成するための２つの相端子１５３を備える。各相バスバー１５２の２つの相端子１５３は、平面の半円形を有することができるフープ１５５によって結合または接続されている。さらに、中立バスバー１６０とは異なり、各相バスバー１５２は、分数スロット電気モータ１００を外部電源（例えば、インバータ）に接続するための外部端子１５４を有する。外部端子１５４は、ネック１５６によってフープ１５５に接続されている。いくつかの例において、ネック１５６は、一次接続端子１５４が少なくともフープ面に垂直な方向に移動できるように、外部端子１５４とフープ１５５との間の柔軟な接続を提供し、これは、例えば、図４Ｈに模式的に示されている。例えば、ネック１５６、および、いくつかの例では、外部端子１５４は、薄い金属ストリップのスタックから形成されている。この柔軟性は、内部接続（例えば、相端子１５３とコイル要素１４０の間）および／または外部接続（例えば、外部端子１５４と外部電源との間）を維持する。
【0032】
次に、図５Ａおよび図５Ｂを参照して、リードアセンブリ１５０とコイル要素１４０との間の様々な接続について説明する。具体的には、図５Ａは、バスバー絶縁体１５８なしで、分数スロット電気モータ１００を示し、固定子コア１１０の第２側部１１２での様々な接続を示す。これらの接続は、図５Ａにおいてグループ１～グループ６として識別される６つのグループに概念的に分割されて良い。同じタイプの接続が各グループに存在し、これらは図５Ｂにおいてグループ３についてさらに示されている。具体的には、図５Ｂは、リードアセンブリ１５０とコイル要素１４０との間、またはコイル要素１４０同士の間の５つの異なる接続５０１～５０２を示している。接続５０１は、相バスバー１５２とコイル要素１４０との間にあり、接続５０２は、中立バスバー１６０と別のコイル要素１４０との間にある。接続５０３、接続５０４、および接続５０５のそれぞれは、一対の異なるコイル要素１４０の間にある。
【0033】
この例では、３０個の接続のみが、固定子コア１１０の第２側部１１２のコイル要素１４０によって形成されることに留意されたい。３０個の接続のうち１８個はコイル要素１４０の間にあり、６個の接続が、コイル要素１４０と相バスバー１５２の間にあり（各相バスバー１５２への２個の接続）、また、６個の接続が、コイル要素１４０と中立バスバー１６０の間にある（各中立バスバー１６０への３個の接続）。これらの接続は、延長コイル要素と呼ばれる特定のタイプのコイル要素１４０である。全体として、４８個の延長コイル要素がこれらの接続に使用される。すなわち、１８個の要素要素接続（または合計３６個のコイル要素）ごとに２個のコイル要素、要素中立バスバー接続用に６個のコイル要素、および要素－相バスバー接続要素に６個のコイル要素である。残りのコイル要素１４０は、固定子コア１１０の第２側部１１２で接続を形成しない。代わりに、これらのコイル要素１４０は、１つの固定子スロット１１４から突出し、別の固定子スロット１１４に向かって、そして別の固定子スロット１１４内に延びる。これらのコイル要素１４０は、ループコイル要素と呼ばれる。この例において、９６個のループコイル要素がある。次に、両方のタイプのコイル要素を、図６Ａ～図６Ｅを参照して説明する。
【0034】
図６Ａは、リードアセンブリ１５０なしに、分数スロット電気モータ１００を示し、固定子コア１１０の第２側部１１２におけるコイル要素１４０の配置を示している。図６Ｂ～６Ｅは、個々のコイル要素１４０を示している。より具体的には、図６Ｂ～６Ｄは、ループコイル要素１４１の３つの例を示している。図６Ｅは、延長コイル要素１４２の例を示している。
【0035】
図６Ｂ～６Ｄを参照すると、各ループコイル要素１４１は、２つのループ延長部１４３を有し、それぞれがループ延長端１４５で終端する。ループ延長部１４３は、端部ループ１４４によって相互接続される。ループ延長端１４５は、第１側部１１１で固定子コア１１０から延在し、図２Ｄを参照して上記で説明したように、他のコイル要素１４０の端部に接続されている。端部ループ１４４は、第２側部１１２の固定子コア１１０から、異なる固定子スロット１１４との間に延びる。先に説明したように、ループコイル要素１４１は、第２側部１１２で他の要素に接続されていない。
【0036】
図６Ｅを参照すると、各延長コイル要素１４２は、１つの延長部１４６を有し、第１の延長端１４７および第２の延長端１４８で終端する。延長部１４６は、固定子コア１１０を通って突出する。第１の延長端１４７は、第１側部側１１１で固定子コア１１０から延長し、別の延長コイル要素１４２の第１の延長端１４７またはループコイル要素１４１のループ延長部１４３に接続されている。第２の延長端１４８は、第２側部１１２で固定子コア１１０から延在し、別の延長コイル要素１４２の第２の延長端１４８に接続されるか、バスバー１５２に接続されるか、または中立バスバー１６０に接続される。
【0037】
図７Ａは、第１のタイプのコイル要素１７１の模式図であり、これはループコイル要素１４１の一例である。図７Ｂは、図７Ａに対応する上面図である。具体的には、図７Ｂは、第１の固定子スロット１１４ａ（Ｄ４に対応する「Ｄ」位置）および第２の固定子スロット１１４ｂ（これもＤ４に対応する「Ｄ」位置）に突出する第１のタイプのコイル要素１７１を示す。第２の固定子スロット１１４ｂは、第１の固定子スロット１１４ａから他の５つのスロットによって分離されている。さらに、第１のタイプのコイル要素１７１は、「Ｄ」位置にわたって延在し、それにより、少なくとも固定子コア１１０の第２側部１１２において、実質的な半径方向のオフセットを有さない。最後に、第１のタイプのコイル要素１７１は、第２の固定子スロット１１４ｂを通過する終点１４９まで円周方向に延在し、次いで、第２の固定子スロット１１４ｂへの戻りループを形成する。この特徴は、他のコイル要素からの干渉を回避するために使用され、例えば、第１の固定子スロット１１４ａと第２の固定子スロット１１４ｂとの間の他のスロットから延びる。第１のタイプのコイル要素１７１は、「スロットＤ－大スパン」コイル要素と呼ばれることがある。いくつかの例において、コイル要素１４０は、第１のタイプのコイル要素１７１の６つの異なるインスタンスを有する。
【0038】
図７Ｃは、第１のタイプのコイル要素１７１と第２のタイプのコイル要素１７２との模式図である。第２のタイプのコイル要素１７２は、延長コイル要素１４２の例である。第２のタイプのコイル要素１７２は、第１の固定子スロット１１４ａに隣接する第３の固定子スロット１１４ｃから延び、第１タイプのコイル要素１７１の形状に追従し、そののち、固定子コア１１０の第２側部１１２から伸びて遠ざかる。この延長は、第２タイプのコイル要素１７２への電気接続を形成するのに用いられる。
【0039】
図７Ｄは、第３のタイプのコイル要素１７３の模式図であり、これはループコイル要素１４１の別の例である。図７Ｅは、図７Ｄに対応する上面図である。具体的には、図７Ｅは、第１の固定子スロット１１４ａ（Ｄ４に対応する「Ｄ」位置）および第２の固定子スロット１１４ｂ（これもＤ３に対応する「Ｃ」位置）に突出する第３のタイプのコイル要素１７３を示す。図７Ｅの第１の固定子スロット１１４ａおよび第２の固定子スロット１１４ｂは、他の図（例えば、図７Ｂおよび図７Ｃ）で識別されるものとは異なって良く、これは特定のコイル要素の例を説明するために使用されることに留意されたい。図７Ｅにおいて、第２の固定子スロット１１４ｂは、第１の固定子スロット１１４ａから７つの他のスロットによって分離されている。さらに、第３のタイプのコイル要素１７３は、「Ｃ」位置に戻る前に、すべてのコイル位置（「Ｄ」位置から「Ａ」位置まで）にわたって半径方向に延びる。この特徴は、他のコイル要素からの干渉を回避するために使用される。第３のタイプのコイル要素１７３は、「スロットＣ－Ｄ－クラウンスパン８スロット」コイル要素と呼ばれることがある。いくつかの例において、コイル要素１４０は、第３のタイプのコイル要素１７３の３０の異なるインスタンスを有する。
【0040】
図７Ｆは、第４のタイプのコイル要素１７４の模式図であり、これはループコイル要素１４１の別の例である。図７Ｇは、図７Ｆに対応する上面図である。具体的には、図７Ｇは、第１の固定子スロット１１４ａ（Ｄ２に対応する「Ｂ」位置）および第２の固定子スロット１１４ｂ（これもＤ３に対応する「Ｃ」位置）に突出する第４のタイプのコイル要素１７４を示す。前と同じように、図７において第１の固定子スロット１１４ａおよび第２の固定子スロット１１４ｂは、他の図で識別されているものとは異なって良い。図７Ｇにおいて、第２の固定子スロット１１４ｂは、第１の固定子スロット１１４ａから他の６つのスロットによって分離されている。さらに、第４のタイプのコイル要素１７４は、「Ｃ」位置に戻る前に、すべてのコイル位置を横切って（「Ｂ」位置から「Ａ」位置を越えて）半径方向に延びる。この機能は、他のコイル要素からの干渉を回避するために使用される。第４のタイプのコイル要素１７４は、「スロットＢ－Ｃ－クラウンスパン７スロット」コイル要素と呼ばれることがある。いくつかの例において、コイル要素１４０は、第４のタイプのコイル要素１７４の３０の異なるインスタンスを有する。
【0041】
図７Ｈは、第５のタイプのコイル要素１７５の模式図であり、これは延長コイル要素１４２の例である。図７Ｉは、図７Ｈに対応する上面図である。具体的には、図７Ｉは、第１の固定子スロット１１４ａ（Ｄ１に対応する「Ａ」位置）に突出する延長部１４６を含む第５のタイプのコイル要素１７５を示している。第５のタイプのコイル要素１７５の第１の端部１４７は、別のコイル要素またはリードアセンブリ１５０を接続するために固定子コア１１０から延びる。より具体的には、第１の端部１４７は、第１の固定子スロット１１４ａから他の３つのスロットによって分離されて、第２の固定子スロット１１４ｂ上に延びる。さらに、第１の端部１４７は、第２の固定子スロット１１４ｂの「Ｃ」位置を超えて延びる。いくつかの例にいて、第１の端部１４７は、第２の固定子スロット１１４ｂの「Ｄ」位置を超えて延びる。この特徴は、他のコイル要素からの干渉を回避するために使用される。第５のタイプのコイル要素１７５は、「ＩピンスロットＤ－Ａ」、「ＩピンスロットＤ－Ａ」と呼ばれることがある。いくつかの例において、コイル要素１４０は、第５のタイプのコイル要素１７４の１８の異なるインスタンスを有する。
【0042】
全体として、いくつかの例において、分数スロット電気モータ１００は、１４４個の別個のコイル要素１４０を有する。これらのコイル要素１４０は、７つの異なるタイプ、または、構成によって表すことができ、そのうちの５つは、図７Ａ～７Ｉを参照して上で説明した。いくつかの例において、コイル要素１４０は、９６個のループコイル要素１４１および４８個の延長コイル要素１４２を有する。
【0043】
図８Ａは、いくつかの例に従う、固定子配線模式図図を示している。図８Ｂ、図８Ｃ、図８Ｄ、図８Ｅ、および図８Ｆは、図８Ａの固定子配線概略の異なる部分を示している。図８Ａの概略は、巻線の４つの層のそれぞれを示している。コイル間の接続、およびバスバーと中立バスバーへの接続を確認できる。
【0044】
【0045】
［電気自動車の例］
分数スロット電気モータ１００の１つの用途は、電気自動車、またはより具体的には、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、および全電気自動車である。例えば、図１０は、バッテリーパック１０１０、インバータ１０２０、および分数スロット電気モータ１００を含む電気自動車１０００の模式図である。電気自動車１０００の他の構成要素は、簡単にするために示されていない。バッテリーパック１０１０は、インバータ１０２０から（例えば、充電器などの外部ソースから、または電気自動車１０００の回生ブレーキから）受け取ったエネルギーを受け取り、この電気エネルギーを将来の使用のために貯蔵するように構成される。さらに、バッテリーパック１０１０は、蓄積された電気エネルギーをインバータ１０２０に放出するように、例えば、分数スロット電気モータ１００を駆動し、電気自動車１０００の他のシステム（例えば、暖房換気、照明など）を操作するように構成される。
分数スロット電気モータ１００の１つの用途は、電気自動車、またはより具体的には、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、および全電気自動車である。例えば、図１０は、バッテリーパック１０１０、インバータ１０２０、および分数スロット電気モータ１００を含む電気自動車１０００の模式図である。電気自動車１０００の他の構成要素は、簡単にするために示されていない。バッテリーパック１０１０は、インバータ１０２０から（例えば、充電器などの外部ソースから、または電気自動車１０００の回生ブレーキから）受け取ったエネルギーを受け取り、この電気エネルギーを将来の使用のために貯蔵するように構成される。さらに、バッテリーパック１０１０は、蓄積された電気エネルギーをインバータ１０２０に放出するように、例えば、分数スロット電気モータ１００を駆動し、電気自動車１０００の他のシステム（例えば、暖房換気、照明など）を操作するように構成される。
【0046】
［他の例］
さらに、この説明は、以下の項目による例を含む。
さらに、この説明は、以下の項目による例を含む。
【0047】
［項目１］
分数スロット電気モータにおいて、
第１側部と、第２側部と、上記第１側部および上記第２側部の間を延びる複数の固定子スロットとを有する固定子コアと、
複数のコイル要素によって形成されるコイルと、
３つの相バスバーを有するリードアセンブリとを有し、
上記コイル要素の各々は、上記固定子コアの上記第１側部および上記第２側部の間を通り抜け、上記コイル要素の各々は、上記固定子コアの上記第１側部において上記コイル要素のうちの少なくとも１つの他のコイル要素と電気的に結合され、上記コイル要素の各々は矩形の断面を具備し、
上記相バスバーの各々は上記固定子コアの上記第２側部において上記コイル要素のうちの少なくとも１つのコイル要素と電気的に結合され、
上記相バスバーの各々は、上記分数スロット電気モータを外部電源に接続するための外部端子を有することを特徴とする分数スロット電気モータ。
分数スロット電気モータにおいて、
第１側部と、第２側部と、上記第１側部および上記第２側部の間を延びる複数の固定子スロットとを有する固定子コアと、
複数のコイル要素によって形成されるコイルと、
３つの相バスバーを有するリードアセンブリとを有し、
上記コイル要素の各々は、上記固定子コアの上記第１側部および上記第２側部の間を通り抜け、上記コイル要素の各々は、上記固定子コアの上記第１側部において上記コイル要素のうちの少なくとも１つの他のコイル要素と電気的に結合され、上記コイル要素の各々は矩形の断面を具備し、
上記相バスバーの各々は上記固定子コアの上記第２側部において上記コイル要素のうちの少なくとも１つのコイル要素と電気的に結合され、
上記相バスバーの各々は、上記分数スロット電気モータを外部電源に接続するための外部端子を有することを特徴とする分数スロット電気モータ。
【0048】
［項目２］
上記リードアセンブリがさらに２つの中立バスバーを有し、当該２つの中立バスバーの各々が上記固定子コアの上記第２側部において上記コイル要素のうちの少なくとも１つのコイル要素に電気的に結合される項目１に記載の分数スロット電気モータ。
上記リードアセンブリがさらに２つの中立バスバーを有し、当該２つの中立バスバーの各々が上記固定子コアの上記第２側部において上記コイル要素のうちの少なくとも１つのコイル要素に電気的に結合される項目１に記載の分数スロット電気モータ。
【0049】
［項目３］
上記中立バスバーおよび上記相バスバーが上記リードアセンブリ内に積み重ねられ、互いに電気的に絶縁されている項目２に記載の分数スロット電気モータ。
上記中立バスバーおよび上記相バスバーが上記リードアセンブリ内に積み重ねられ、互いに電気的に絶縁されている項目２に記載の分数スロット電気モータ。
【0050】
［項目４］
上記リードアセンブリが、上記中立バスバーおよび上記相バスバーの各々の上に成形され、上記中立バスバーおよび上記相バスバーを互いに機械的に支持するバスバー絶縁体を有する項目３に記載の分数スロット電気モータ。
上記リードアセンブリが、上記中立バスバーおよび上記相バスバーの各々の上に成形され、上記中立バスバーおよび上記相バスバーを互いに機械的に支持するバスバー絶縁体を有する項目３に記載の分数スロット電気モータ。
【0051】
［項目５］
上記各相バスバーの各々は、１または複数の相端子を有し、当該相端子は、上記バスバー絶縁体から突出し、上記コイル要素のうちの１つまたは複数のコイル要素に電気的に結合される項目４に記載の分数スロット電気モータ。
上記各相バスバーの各々は、１または複数の相端子を有し、当該相端子は、上記バスバー絶縁体から突出し、上記コイル要素のうちの１つまたは複数のコイル要素に電気的に結合される項目４に記載の分数スロット電気モータ。
【0052】
［項目６］
上記中立バスバーの各々は、１または複数の中立端子を有し、上記中立端子は、上記バスバー絶縁体から突出し、上記コイル要素のうちの１つまたは複数のコイル要素に電気的に結合される項目４に記載の分数スロット電気モータ。
上記中立バスバーの各々は、１または複数の中立端子を有し、上記中立端子は、上記バスバー絶縁体から突出し、上記コイル要素のうちの１つまたは複数のコイル要素に電気的に結合される項目４に記載の分数スロット電気モータ。
【0053】
［項目７］
上記リードアセンブリが、バスバー熱電対をさらに有し、上記バスバー熱電対は、上記バスバー絶縁体上に支持され、上記相バスバーの１つに熱結合され、上記バスバー絶縁体を通って部分的に突出する項目４に記載の分数スロット電気モータ。
上記リードアセンブリが、バスバー熱電対をさらに有し、上記バスバー熱電対は、上記バスバー絶縁体上に支持され、上記相バスバーの１つに熱結合され、上記バスバー絶縁体を通って部分的に突出する項目４に記載の分数スロット電気モータ。
【0054】
［項目８］
上記３つの相バスバーの各々がフープを有し、上記外部端子が上記フープに柔軟に接続されるようになされる項目１に記載の分数スロット電気モータ。
上記３つの相バスバーの各々がフープを有し、上記外部端子が上記フープに柔軟に接続されるようになされる項目１に記載の分数スロット電気モータ。
【0055】
［項目９］
上記３つの相バスバーの各々は、ネックを有し、上記ネックは、上記外部端子へのフープに柔軟に接続され、上記ネックは複数の金属ストリップで形成される項目８に記載の分数スロット電気モータ。
上記３つの相バスバーの各々は、ネックを有し、上記ネックは、上記外部端子へのフープに柔軟に接続され、上記ネックは複数の金属ストリップで形成される項目８に記載の分数スロット電気モータ。
【0056】
［項目１０］
上記３つの相バスバーがリードアセンブリに積み重ねられる項目８に記載の分数スロット電気モータ。
上記３つの相バスバーがリードアセンブリに積み重ねられる項目８に記載の分数スロット電気モータ。
【0057】
［項目１１］
上記コイル要素は、上記ループコイル要素および上記延長コイル要素を有し、上記ループコイル要素が上記固定子コアの上記第１側部でのみ接続され、上記延長コイル要素が上記固定子コアの上記第１側部および上記第２側部の双方で接続されるようになっている項目１に記載の分数スロット電気モータ。
上記コイル要素は、上記ループコイル要素および上記延長コイル要素を有し、上記ループコイル要素が上記固定子コアの上記第１側部でのみ接続され、上記延長コイル要素が上記固定子コアの上記第１側部および上記第２側部の双方で接続されるようになっている項目１に記載の分数スロット電気モータ。
【0058】
［項目１２］
上記ループコイル要素の各々は、１つのエンドループと２つのループ延長部を有し、上記エンドループによって相互接続され、各々がループ延長端で終端し、
上記２つのループ延長部の各々の上記延長端は、上記第１側部において上記固定子コアから延長し、上記コイル要素の１つに接続され、
上記エンドループは、上記固定子スロットの２つの異なる固定子スロットの間で上記第２側部において上記固定子コアから延びる項目１１に記載の分数スロット電気モータ。
上記ループコイル要素の各々は、１つのエンドループと２つのループ延長部を有し、上記エンドループによって相互接続され、各々がループ延長端で終端し、
上記２つのループ延長部の各々の上記延長端は、上記第１側部において上記固定子コアから延長し、上記コイル要素の１つに接続され、
上記エンドループは、上記固定子スロットの２つの異なる固定子スロットの間で上記第２側部において上記固定子コアから延びる項目１１に記載の分数スロット電気モータ。
【0059】
［項目１３］
上記ループコイル要素の各々の上記端部ループは、上記固定子コアの上記第２側部と上記リードアセンブリとの間に配置される項目１２に記載の分数スロット電気モータ。
上記ループコイル要素の各々の上記端部ループは、上記固定子コアの上記第２側部と上記リードアセンブリとの間に配置される項目１２に記載の分数スロット電気モータ。
【0060】
［項目１４］
上記ループコイル要素のうちの１つのループコイル要素の上記２つのループ延長部が、同じ位置にある上記固定子スロットのうちの上記２つの異なる固定子スロットを通って延びる項目１２に記載の分数スロット電気モータ。
上記ループコイル要素のうちの１つのループコイル要素の上記２つのループ延長部が、同じ位置にある上記固定子スロットのうちの上記２つの異なる固定子スロットを通って延びる項目１２に記載の分数スロット電気モータ。
【0061】
［項目１５］
上記ループコイル要素のうちの１つのループコイル要素の上記２つのループ延長部が、異なる位置にある上記固定子スロットのうちの上記２つの異なる固定子スロットを通って延びる項目１２に記載の分数スロット電気モータ。
上記ループコイル要素のうちの１つのループコイル要素の上記２つのループ延長部が、異なる位置にある上記固定子スロットのうちの上記２つの異なる固定子スロットを通って延びる項目１２に記載の分数スロット電気モータ。
【0062】
［項目１６］
上記延長コイル要素の各々は、第１の端部、延長部、および第２の端部を有し、
上記延長部は、上記第１側部と上記第２側部との間で上記固定子コアを通って突出し、上記第１の端部と上記第２の端部とを相互接続し、
上記第１の端部は、上記第１側部において上記固定子コアから延在し、上記コイル要素のうちの１つに接続され、
上記第２の端部は、上記第２側部において上記固定子コアから延在し、上記コイル要素の１つまたは上記リードアセンブリに接続される項目１１に記載の分数スロット電気モータ。
上記延長コイル要素の各々は、第１の端部、延長部、および第２の端部を有し、
上記延長部は、上記第１側部と上記第２側部との間で上記固定子コアを通って突出し、上記第１の端部と上記第２の端部とを相互接続し、
上記第１の端部は、上記第１側部において上記固定子コアから延在し、上記コイル要素のうちの１つに接続され、
上記第２の端部は、上記第２側部において上記固定子コアから延在し、上記コイル要素の１つまたは上記リードアセンブリに接続される項目１１に記載の分数スロット電気モータ。
【0063】
［項目１７］
上記伸長コイル要素の各々の上記第２の端部が、上記リードアセンブリを越えて少なくとも部分的に突出している項目１６に記載の分数スロット電気モータ。
上記伸長コイル要素の各々の上記第２の端部が、上記リードアセンブリを越えて少なくとも部分的に突出している項目１６に記載の分数スロット電気モータ。
【0064】
［項目１８］
上記第２の端部は、上記延長部に対して半径方向にオフセットされている項目１６に記載の分数スロット電気モータ。
上記第２の端部は、上記延長部に対して半径方向にオフセットされている項目１６に記載の分数スロット電気モータ。
【0065】
［項目１９］
上記コイル要素が三相、二並列構成に配置されている項目１に記載の分数スロット電気モータ。
上記コイル要素が三相、二並列構成に配置されている項目１に記載の分数スロット電気モータ。
【0066】
［項目２０］
上記コイル要素の各々の矩形断面が、３．０ミリメートルから４．０ミリメートルの間の厚さ、および２．５ミリメートルから３．５ミリメートルの間の幅を有する項目１に記載の分数スロット電気モータ。
上記コイル要素の各々の矩形断面が、３．０ミリメートルから４．０ミリメートルの間の厚さ、および２．５ミリメートルから３．５ミリメートルの間の幅を有する項目１に記載の分数スロット電気モータ。
【0067】
［結論］
上述の概念は、理解を明確にするためにいくらか詳細に説明されてきたけれども、所定の変更および修正が、添付の特許請求の範囲内で実施され得ることは明らかであろう。プロセス、システム、および装置を実装するための多くの代替的な態様があることに留意されたい。したがって、本例は、例示的であり、限定的ではないと理解されるべきである。
上述の概念は、理解を明確にするためにいくらか詳細に説明されてきたけれども、所定の変更および修正が、添付の特許請求の範囲内で実施され得ることは明らかであろう。プロセス、システム、および装置を実装するための多くの代替的な態様があることに留意されたい。したがって、本例は、例示的であり、限定的ではないと理解されるべきである。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B-C】
【図2D-F】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B-D】
【図4E】
【図4F】
【図4G】
【図4H】
【図5A-B】
【図6A-E】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図7E】
【図7F】
【図7G】
【図7H】
【図7I】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図8E】
【図8F】
【図9】
【図10】
【国際調査報告】