阅读说明：本技术 具有紧凑构型的电机定子 (Motor stator with compact configuration ) 是由 B·D·钱伯林 K·尼特 于 2018-03-21 设计创作，主要内容包括：一种定子组件(50),包括：定子芯(52),定子芯限定外径(OD)和内径(ID),纵向延伸的槽(58)形成在内径和外径之间。定子芯还限定从定子芯(52)的第一端(53)纵向地延伸到第二端(55)的芯高度。分布式绕组(60)由定子芯(52)保持,并且包括位于定子芯(52)的槽中的槽内部分(66)、邻近定子芯的第一端的第一端匝部分(62)以及邻近定子芯的第二端的第二端匝部分(64)。第一端匝部分(62)限定从定子芯的第一端(53)延伸到第一端匝部分(62)的顶点(78)的第一端匝高度(h<Sub>1</Sub>)。第一端匝高度(h<Sub>1</Sub>)与定子芯的外径(OD)之比小于或等于0.07。(A kind of stator module (50), comprising: stator core (52), stator core limits outer diameter (OD) and internal diameter (ID), the slot longitudinally extended (58) are formed between internal diameter and outer diameter.Stator core further defines the core height that second end (55) is extended longitudinally into from the first end (53) of stator core (52).Distributed winding (60) is kept by stator core (52), and the second end turn sections (64) of the second end of the first end turn sections (62) and adjacent stator core of the slot inner part (66), the first end of adjacent stator core in the slot including being located at stator core (52).First end turn sections (62) limit the first end turn height (h that the vertex (78) of the first end turn sections (62) is extended to from the first end (53) of stator core 1 ).First end turn height (h 1 ) with the ratio between the outer diameter (OD) of stator core it is less than or equal to 0.07.)

具有紧凑构型的电机定子

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年3月21日提交的美国临时专利申请No.62/474,444的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请涉及电机领域，尤其涉及用于车辆的具有分布式定子绕组的电机。

背景技术

汽车和其它车辆应用以及其它应用中的电机包括交流发电机、交流发电机-起动器、牵引电动机、混合动力驱动电动机。电机的定子通常包括圆柱形芯，该圆柱形芯形成为各叠片的堆叠并且具有周向地间隔开的多个槽，这些槽轴向延伸穿过定子芯。转子组件包括中心轴，并且与定子芯同轴。定子芯具有以绕组形式缠绕在其上的导线，所述绕组轴向延伸穿过所述芯槽中的若干个。端匝形成在位于定子芯的两个轴向端部处的绕组中，给定绕组由于周向地延伸到不同的槽而具有端环。在这种一般方式中，定子绕组在多个定子芯槽中的选定的若干个中从一端到另一端轴向延伸，并且根据所选择的布线图案在槽之间周向地延伸。

定子可以形成有任何数量的单独相绕组，例如三相、五相、六相等，并且这确定了在缠绕定子芯时要实现的一般布线图案。定子绕组可以被以不同的形状和构型提供，包括集中式定子绕组和分布式定子绕组。集中式定子绕组在定子上提供明确限定的极，定子的每个槽限定单极。集中式绕组通常由细长导体形成，所述细长导体围绕定子的齿缠绕多次，其中N极和S极由每个槽内的缠绕方向限定。集中式绕组是有利的，这是由于其提供低的端匝高度，从而允许电机具有减小的尺寸。另外，通过使绕组适应所需数量的绕组匝数和线径，可以容易地将集中式绕组配置成特定的转矩-速度曲线轮廓。然而，集中式绕组倾向于具有较低的槽填充和较高水平的声学噪声。

与集中式绕组不同，分布式绕组通过将导体设置在若干槽中以形成单极而形成。其结果是，分布式绕组提供更宽地展开并且“分布”在整个定子上的绕组，其中各种绕组相在不同的槽中交迭。分布式绕组通常具有比集中式绕组更高的端匝高度，这是由于导体必须跨越端匝处的许多槽。然而，尽管分布式绕组具有通常较大的端匝高度，但是其具有优于集中式绕组的若干优点，包括期望的性能特性和较低的声学噪声。

制造商会基于电机的特定应用使用分布式和集中式绕组。例如，如果空间考虑很重要，则制造商会倾向于使用集中式绕组。但是，如果声学噪声是一个重要的考虑因素，则制造商会倾向于使用分布式绕组。

鉴于前述内容，提供具有减小的端匝高度的电机从而节省特定应用环境内的空间将是有利的。如果这种电机可以包括分布式绕组以提高性能和降低声学噪声，其也将是有利的。

发明内容

根据本公开的一个示例性实施例，提供了一种定子组件，其包括定子芯，定子芯具有由该定子芯保持的分布式绕组。定子芯限定外径和内径，纵向延伸的槽形成在内径和外径之间。定子芯还限定从定子芯的第一端纵向延伸到第二端的芯高度。分布式绕组包括位于定子芯的槽中的槽内部分、邻近定子芯的第一端的第一端匝部分、以及邻近定子芯的第二端的第二端匝部分。第一端匝部分限定从定子芯的第一端延伸到第一端匝部分的顶点的第一端匝高度。第一端匝高度与定子芯的外径之比小于或等于0.07。

根据本公开的另一示例性实施例，提供了一种电机，其包括转子和定子组件。定子组件包括外径和内径。转子至少部分地定位在定子组件的内径以内。定子组件包括限定外径和内径的定子芯、以及分布式绕组，该分布式绕组具有槽内部分和设置在定子组件的相反两端上的两个端匝部分。两个端匝部分中的一个的高度与定子组件的外径之比小于或等于0.07。第一离合器至少部分地定位在转子内。第二离合器邻近转子定位。定子组件、转子、第一离合器和第二离合器全部被保持在共同的壳体中。

根据本公开的又一示例性实施例，提供了一种车辆，其包括具有输出轴的发动机、变速器、发动机分离式离合器和电机。变速器联接到发动机使得在变速器和发动机之间限定空间，该空间至少部分地由将发动机和变速器隔开的轴向距离限定。发动机分离式离合器定位在变速器和发动机之间的空间中，发动机分离式离合器连接到发动机的输出轴。至少一个车辆驱动构件联接到变速器。电机定位在变速器和发动机之间的空间中，电机包括转子和定子组件，该定子组件包括定子芯和分布式绕组，发动机分离式离合器至少部分地定位在转子内。

通过参考以下详细描述和附图，上述特征和优点以及其它特征和优点对于本领域普通技术人员将变得更加显而易见。虽然期望提供一种提供这些或其它有利特征中的一个或多个的紧凑型电机，但是本文公开的教导扩展到落入所附权利要求范围内的那些实施例，而不管它们是否实现了一个或多个上述优点。

附图说明

图1示出了具有定子组件的电机的透视剖视图，该定子组件具有紧凑构型；

图2示出了图2的定子组件的定子芯的俯视图；

图3示出了图1的定子组件的透视图，其与电机分离；

图4示出了图3的定子组件的分布式绕组的四个导体的侧视图；

图5示出了图3的定子组件的侧视图；

图6示出了图3的定子组件的俯视图；

图7示出了图1的电机设于其中的车辆；

图8A示出了图3的定子组件的两个端匝的侧视图；

图8B示出了图8a的端匝中的一个的一部分的放大视图；

图8C示出了端匝高度(H_T)与导线/导体宽度(W)的曲线图；

图8D示出了芯的槽中的用于图3的定子组件的一个极的导体的横截面图；以及

图8E示出了具有24极的第一电机和具有28极的第二电机的效率与RPM的曲线图。

具体实施方式

参考图1，示出了电机10。该电机10包括壳体12，该壳体12包围转子20和定子组件50。发动机分离式离合器30定位在转子20的内部。定子组件50包括芯52，分布式绕组60布置在芯52上。分布式绕组60具有相对于定子芯的外径较低的端匝高度，从而提供被构造成装配在紧凑空间(例如紧凑的车辆空间)内的低轮廓定子。

电机10的转子20包括转子壳体22，该转子壳体22包括限定转子20的外径的外表面以及限定转子20的内径的内表面。转子20还包括嵌置在转子壳体22中的多个永磁体。但是，在可选的实施例中，电机可以不是永磁体电机，而可以是其它类型的机械，例如感应电机、同步磁阻电机等。

发动机分离式离合器30至少部分地定位在转子20的内径以内。发动机分离式离合器30被构造成将电机10和发动机(例如，参见如图7所示的内燃机82)连接或断开。在图1的实施例中，发动机分离式离合器完全位于转子20的内径以内。发动机分离式离合器30可以呈多种形式中的任何一种形式提供，例如各种类型的摩擦离合器，或者任何各种其它离合器。在至少一个实施例中，发动机分离式离合器30包括多个板32，所述多个板32包括锁定到转子20的第一组板和锁定到毂34的第二组板。当离合器打开使板32脱离时，毂34相对于转子20自由转动；当离合器闭合使板32接合时，毂34被锁定与转子20一起转动。

在至少一个实施例中，如图1所示，起动离合器40也被封装在电机10的壳体12中，邻近转子20。起动离合器40被构造成将电机10和变速器(例如，参见如7图所示的变速器84)连接或断开。在图1的实施例中，起动离合器40是双离合器装置中的一个离合器。利用双离合器装置，提供两个离合器，并且每个离合器可以选择性地接合变速器或从变速器脱离，以便改变变速器中的齿轮减速(即，换档)。每个离合器可以选择性地打开或闭合(即，脱离或接合)。当发动机运转时，两个离合器都可以打开，以便允许电机产生电力而不推动车辆。类似于分离离合器20，起动离合器40也可以呈各种形式提供。在图1的实施例中，双离合器中的每个离合器被提供为摩擦离合器。

离合器控制模块36设置在电机的壳体12的外侧上。离合器控制模块36包括控制发动机分离式离合器30和起动离合器40在任何给定时间是打开还是闭合的电子装置。离合器控制模块36还可以提供被构造成控制变速器的电子器件，如下面进一步详细说明的。

继续参考图1，电机10的转子20被构造成在定子组件50内转动。定子组件50包括芯52，分布式绕组60布置在芯52上。芯52通常呈圆柱形并且包括多个叠片。叠片通常是环形的，并且由铁磁材料构成。叠片以一个堆叠在另一个上的方式形成完整的芯52。如图2所示，定子包括内表面54和外表面56。在内表面54和外表面56之间形成有多个槽58，内表面54上设置有通向槽58的开口。槽58被齿59隔开，并且从一端纵向延伸穿过定子芯52到相反的一端。槽被构造成接收定子绕组60。在图2的实施例中，芯52包括一百四十四(144)个槽，其被构造成当定子绕组60缠绕在其上时给电机提供十六个极(如由图2中的数字1-16所表示的)，每个极延伸跨越定子芯的九个槽。

电机10的定子绕组60由插设到定子芯52的槽中的导体形成。图3示出了定子组件50，定子绕组60定位在该定子芯上。定子绕组60包括第一端匝部分62、第二端匝部分64和槽内部分66。第一端匝部分62从定子芯52的一端53延伸，第二端匝部分从定子芯52的相反端55延伸。定子芯60的槽内部分66从一端53延伸穿过定子芯中的槽58到相反端55。

定子绕组60是分布式定子绕组，其可以使用各种导体布置中的任意一种形成。例如，在至少一个实施例中，分布式定子绕组被形成为级联绕组。级联绕组通常来自用于每个相的细长导体段，细长导体段弯曲随后径向地插设到定子芯的槽中。级联绕组的示例在于2013年8月23日提交的美国专利申请公开No.2015/0054374中示出，该美国专利申请公开的内容通过引用整体并入本文。当绕组级联时，每个导体段的至少三个连续导体部分位于同一层中，每个层由在定子芯的径向方向上的导体顺序限定。处于级联绕组布置的导体部分的示例由图4的端匝部分示出。

如图4所示，提供绕组装置的端匝部分62的四个导体从定子芯52的一端53延伸。所述四个导体包括最内导体70、第一中间导体72、第二中间导体74和最外导体76。图4中所示的每个导体包括第一槽内部分、端匝部分和第二槽内部分，其全部布置在同一层中。例如，最外导体76包括在一个槽的第四层中的第一槽内部分76a、在端匝的第四层中的端匝部分76b、以及在另一个槽的第四层中的第二槽内部分76c。第一槽内部分76a位于定子芯52的第一槽中。端匝部分76b位于定子芯52的外侧，并且包括顶点78。第二槽内部分76c位于定子芯52的与所述第一槽不同的第二槽中。图4的其它导体类似地布置，使第二中间导体74布置在第三层中，第一中间导体72布置在第二层中，并且最内导体70布置在第一层中。因此，对于给定的导体(例如，76)，至少第一槽部分(例如，76a)、邻近的端匝部分(例如，76b)以及下一个邻近的槽部分(例如，76c)全部位于同一层中。在制造这种级联绕组装置期间，每个导体可以按顺序设置到定子芯52的槽中。因此，级联绕组布置中的导体不是交错的。导体还可以由连续导线形成，所述连续导线围绕定子芯52的圆周延伸一个或多个完整的圈。

在至少一个可选实施例中，绕组由多个相对短的导体段形成，所述导体段被形成为U形导体，每个U形导体包括通过端匝部分连接的两个腿部。U形导体的腿部纵向地插设到槽中，在定子芯的一端留下端匝，随后腿部在定子芯的相反端处连接。形成有U形导体段的绕组可以与位于槽的不同层中的U形导体的每个腿部交错(并且不级联)(例如，U形导体的第一腿部可以是槽中的第一导体中，U形导体的第二腿部可以是不同槽中的第二导体)。这种导体的示例在于2007年6月11日提交并于2009年11月24日授权的美国专利No.7,622,843中示出，该美国专利的内容通过引用整体并入本文。

如上所述，定子绕组60是本文所述实施例中的分布式绕组。然而，应认识到，如本领域技术人员将认识到的，绕组可以呈任何数量的不同构型提供，同时还提供具有期望性能特性的电机。例如，定子绕组可以呈分相型、非分相型或叠绕的绕组图案提供。如果定子绕组被构造成提供多相绕组布置，则定子绕组可以提供三相、五相、六相或任何其它数目的期望相。定子绕组布置在芯上以补充由转子限定的预定数量的极，所述预定数量的极例如为十六极(如图2中围绕定子定位的数字1-16所示)、二十极或二十四极。

在本文公开的实施例中，应注意到，定子绕组60的标准端匝节距大于7。例如，在图4的实施例中，端匝节距为9。然而，应认识到，在各种实施例中，可以使用不同的端匝节距，这取决于所需的绕组布置。取决于电机的槽、极和相的数目，线圈也可以是全节距线圈或短节距线圈。在任何情况下，当定子绕组的标准端匝节距相对较高(即，大于7)时，端匝高度与定子芯的外径之比通常显著大于0.07。然而，如下面进一步详细描述的，在本文公开的各种实施例中，端匝高度与定子芯的外径之比小于或等于0.07，从而得到更紧凑的定子组件，其端匝高度相对低。

除了上述之外，绕组60的导体被构造成提供这样的线圈绕组，所述线圈绕组具有高槽填充因子(例如，>63％)并且使用其中至少两个侧面基本彼此平行的导线(例如，矩形导线)。绕组60的导体可以包括设置在导体上的涂层或其它绝缘体，例如搪瓷型涂层、薄膜包裹型绝缘体、或者搪瓷和薄膜包裹绝缘体的组合。

在至少一个实施例中，定子绕组被构造成用于标称电压电平在24V和120V之间(例如24V、48V等)的电机。在另一实施例中，定子绕组可以被构造成用于具有不同标称电压的电机，例如标称电压在120V和360V之间、或者在360V和700V之间。

现在参考图5和图6，示出了定子组件50，其具有定位在定子芯52上的分布式绕组60。定子芯52由芯高度H_C、内径ID和外径OD限定。芯高度H_C由定子芯52的第一端53和第二端55之间的距离限定。内径ID由沿着定子芯52的内表面54限定的圆的直径限定。外径OD由沿着定子芯52的外表面56限定的圆的直径限定(忽略可以沿着定子芯的外表面56设置的突起和凹口中的各种异形)。

分布式绕组60由高度与H_C相同的槽内部分66(在图5中未示出)、具有高度h₂的端匝部分64以及具有高度h_L的引线部分68限定。高度h₂是从定子芯52的一端55到绕组60的下端匝部分64的导体的顶点的距离。引线部分68的高度h_L是从定子芯52的另一端53到从上端匝部分62延伸的引线的端部的距离。上端匝部分也由高度h₁限定，高度h₁是从定子芯52的端部53到第一端匝部分62的导体的顶点的距离。在各种实施例中，高度h₁可以与高度h₂相同或不同。将认识到，由于导体在顶点处的高度的小异形，高度h₁和h₂可以由从定子芯的端部53或55到端匝部分62或64上的每个导体的顶点的距离的平均值、中值或最频值限定。

继续参考图5和图6，在至少一个实施例中，芯的外径OD为270mm，芯高度H_C为60mm，高度h₁和h₂为17.6mm，引线部分的高度h_L为39mm。绕组的端匝高度h₁或h₂与芯的外径OD之比为17.6/270＝.065(其小于所述的比值0.07)。但是，应该认识到，定子组件的许多其它实施例具有不同尺寸以用于定子芯和绕组。例如，在至少一个实施例中，定子芯的OD小于或等于180mm(即，OD≤180)，并且最小端匝高度小于或等于12.5mm(例如，h₁≤12.5)，h₁/OD的比值大约为0.07或更低(例如，12.4/179＝0.069)。作为另一示例，在至少一个实施例中，定子芯的OD小于或等于220mm(即，OD≤220)，并且最小端匝高度小于或等于15.0mm(例如，h₁≤15.0)，h₁/OD的比值大约为0.07或更低(例如，14.9/219＝0.068)。作为又一示例，在至少一个实施例中，定子芯的OD小于或等于270mm(即，OD≤270)，并且最小端匝高度小于或等于16.0mm(例如，h₁≤16.0)，h₁/OD的比值大约为0.06或更低(例如，15.9/269＝0.059)。作为再一示例，在至少一个实施例中，定子芯的OD大于270mm(即，OD<270)，并且最小端匝高度小于或等于13.5mm(例如，h₁≤13.5)，h₁/OD的比值大约为0.05或更小(例如，13.4/271＝0.049)。

包括具有其上设置有分布式绕组60的定子芯52的定子组件50被设计成具有特定尺寸，所述特定尺寸有利地提供具有期望性能特性的紧凑型电机。具体而言，在本文公开的实施例中，具有分布式绕组的电机被设计且定尺寸为紧凑的，使得绕组的较短端匝高度h₁或h₂与芯的外径OD之比小于或等于0.07、0.06或者甚至0.05。分布式绕组具有这些尺寸的定子组件50提供了期望的性能特征，包括降低的声学噪声和具有低AC电流损耗的相对高的极数。这种布置对于特别是混合动力电动车辆应用的实现方式尤其有用。

现在参考图8A至图8E，用于端匝高度H_T(即，端匝在轴向方向上的高度)的等式可以在数学上定义(使用三角函数)：

1)θ＝arcsin((C+W)/a)

2)H_T＝L+H1+H3+H2+W

即，H_T＝L+[Cos(θ)*R1]+[1-Cos(θ)*R2]+[Tan(θ)*((a*P/2)-X1-X2)]+W

其中：

3)X1＝R1-Sin(θ)*R1(如图8A和图8B所示，R1是限定端匝的上部曲线/顶点的内半径，X1是由限定上部曲线/顶点的内半径跨越的圆周距离)

4)X2＝Sin(θ)*R2(如图8A和图8B所示，R2是限定最靠近定子芯的端匝的下部曲线的内半径，X2是由限定下部曲线的内半径跨越的圆周距离)

5)a＝PI*D/槽数(如图8A和图8B所示，D是每个端匝导体在径向方向上的深度)

6)槽数＝极数*相数*每相每极的槽数

7)W＝每个端匝导体的宽度(如图8A和图8B所示)

8)C＝端匝中端匝导体之间的间隙(如图8A所示)

9)L＝笔直腿部的距离(即，从定子芯的表面(例如第一端53)到端匝的下部曲线的距离)

10)H₁＝限定较靠近定子芯的端匝的下部曲线的内半径的轴向高度

11)H₂＝限定端匝的上部曲线/顶点的内半径的轴向高度

12)H₃＝H₁和H₂之间的端匝段的轴向高度

对于给定的设计，***不同的W值产生图8C的图表。图8C示出了线宽W对端匝高度具有很大影响。但是，减小线宽W会增加定子相电阻(欧姆)，这是由于电阻与长度/面积成比例，其中矩形导线的面积等于线宽W乘以线深D。电阻的增加对于给定的电机设计是不可接受的，这是由于其导致性能不佳和电机过热。已经确定，增加极数允许在定子相电阻不会不可接受地增大的情况下减小线宽W。由于以下原因1)至3)，极数增加的电动机允许宽度W减小，原因1)至3)如以下段落所述：

1)由于在任何给定速度下电动机的开路电压(有时称为反电动势或“BEMF”)与极数乘以定子电匝数成比例，因此具有增加的极数的电动机导致定子具有减少的定子线匝量。

2)由于匝数与导线的电阻平方成比例，因此减少定子匝数导致较低的相电阻(欧姆)。例如，由于导线电阻与导线长度除以导线横截面积成比例，因此匝数加倍使导线长度加倍，并且使导线横截面积减半(在给定的槽尺寸中)。

3)具有较低的相电阻，可以增加线宽W以使相电阻欧姆达到正常值，而不影响电动机性能或使电动机过热。

增加极数确实具有负面影响。所述负面影响是两种损耗：定子叠片涡流损耗和趋肤效应铜损，它们与极数成比例。随着极数的增加，这两种损耗增加，进而极大地影响电动机的效率。已经确定可持续涡流和趋肤效应铜损存在上限，以维持混合动力发动机在电动机达到阈值性能水平和过热之前可以容许的效率。首先，电动机必须设计有多种并联导线，以使导线深度d很小。较小的线深d可减少趋肤效应损失。优选地，并联导线的数量是三种或四条，但是可以使用更多种。图8D是定子的局部视图，该定子每相每极具有2个槽和4条并联导线。仅示出了一个极的一个相的导线。每个槽中有8条导线，每个极中有16条导线(仅示出一个极)。每相每极的槽数等于极中的导线数除以槽中的导线数。因此，在这种情况下，每相每极的槽数为16/8＝2。还有4条并联导线：导线A，导线B，导线C和导线D。根据定义，由于每条导线在示出的极中具有4个槽段，因此每条导线有4匝。已经确定，对于发动机，红线接近7000RPM，并且电机具有1:1的齿轮比(因此电机最大速度也是7000RPM)，在可容许的总损耗具有24个极的电机上达到上限。图8E示出了在特定扭矩下的24极和28极电动机的效率(即，图8E的曲线图中的50NM)。最高速度为7000RPM的28极电动机的效率低于可接受的效率线，这导致电动机不可接受地被发动机冷却系统冷却并且导致电动机过热。因此，端匝高度最短的并且具有可持续的损耗1:1齿轮传动混合动力牵引电动机(最大转速为7000转/分)是具有20-24极的电动机。

最后，为了使导线易于制造，期望具有大约2mm宽(W)和1.5mm深度(D)的导线尺寸。为了实现2mm的W，在每相每极必须将导线分到多个槽。每相每极具有2个槽的定子的定子叠片中的槽的数量是相数和极数的2倍。例如，对于每相每极具有2个槽的定子，3相和24个极将具有144个槽(即，2×3×24＝144)。注意，增加每相每极的槽数确实减小了线宽W，但是由于绕组节距增加，其不一定会降低端匝高度。

现在参考图7，在至少一个实施例中，电机10定位在混合动力电动车辆(HEV)80内。HEV 80包括发动机82、电机10、变速器84、一个或多个差速器86和呈车轮形式的车辆驱动构件88。电机10位于发动机82和变速器84之间。如上所述，电机10包括定子组件50，定子组件50中设置有转子。多个离合器由电机10的壳体12保持，所述多个离合器包括发动机分离式离合器30和起动离合器40。发动机分离式离合器30将发动机82与电机10联接或者将发动机82与电机10断开联接，起动离合器40将变速器84将变速器84与电机10联接或者将变速器84与电机10断开联接。

本文公开的实施例中的发动机82是可以与车辆相关联地使用的发动机，诸如内燃发动机。应该认识到，在至少一个可选实施例中，发动机82由可选的动力源提供，例如燃料电池。发动机82被构造成使用各种燃料源中的任意一种，例如汽油、柴油、生物燃料等。发动机包括输出轴83，所述输出轴83经由与电机10相关联的离合器30和40联接到变速器84。

变速器84可以是各种类型的变速器中的任意一种，例如自动步进变速器、无级变速器或自动手动变速器。变速器以传统方式连接到驱动轮88，所述传统方式可以包括一个或多个差速器86，如图7所示。变速器可以给车辆提供两个驱动轮(例如，前轮驱动或后轮驱动)或者四个驱动轮(例如，四轮驱动)。使用变速器控制单元控制变速器，以根据换挡规律进行操作，所述换挡规律连接和断开变速器的变速箱内的元件以控制变速器输出和变速器输入之间的比率。在至少一个实施例中，变速器控制单元由控制模块36提供，并且还被构造成控制发动机分离式离合器30和起动离合器40的操作，以及变速器84或电机的壳体12内的各种其它部件。

在车辆80中在发动机82和变速器84之间存在相对小的空间。该空间通常可以通过轴向尺寸和两个径向尺寸限定。轴向尺寸倾向于特别限制，这是由于在发动机和变速器之间提供相对小的距离。例如，在许多HEV中，发动机和变速器之间的轴向距离(例如，如图7所示的d_a)小于或等于500mm，并且通常小于或等于150mm。在这些HEV中，包括转子20和定子组件50的电机10与共同容纳的发动机分离式离合器30和起动离合器40的紧凑构型允许电机10的整个壳体12装配在发动机82和变速器84之间。电机的紧凑构型部分地归因于电机10的分布式绕组，其中绕组的较短端匝高度h₁或h₂与芯的外径OD之比小于或等于0.07、0.06或者甚至0.05。

在操作中，具有分布式绕组的电机10与共同容纳的发动机分离式离合器30和起动离合器40允许各种操作模式。例如，如果起动离合器40打开并且发动机分离式离合器闭合，则电机10可以在起动模式下使用以起动车辆发动机82。在发动机82已经点火之后，可以使用电机10以发电模式作为发电机。如果在车辆操作期间需要对车轮88的扭矩辅助，则电机可以被置于电动模式，其中起动离合器40闭合，使得动力被传递到变速器84和传动系的其它部件。可选择地，电机可以被置于仅供电模式，其中发动机分离式离合器30打开并且起动离合器闭合，因此仅使用电机来给车辆80的车轮88提供动力。

具有紧凑构型的电机定子的一个或多个示例性实施例的前述详细描述在此仅通过示例而非限制的方式呈现。将认识到，可以在不结合本文描述的其它特征和功能的情况下获得本文描述的某些单独特征和功能的优点。此外，将认识到，上述公开的示例性实施例的各种替换、修改、变型或改进以及其它特征和功能或其可选方案可以合意地组合到许多其它不同的实施例、系统或应用中。本领域技术人员随后可以做出目前无法预料或未预料到的替代、修改、变型或改进，这些也意图被所附权利要求所涵盖。因此，任何所附权利要求的精神和范围不应限于本文包含的示例性实施例的描述。