CN109690915A - 设置有带有改进配置的互连器的电机 - Google Patents

Abstract

本发明主要涉及一种旋转电机(10)，特别是用于机动车辆，所述旋转电机包括：‑轴承(17)，具有横向壁(46)，‑定子，包括主体和设有多个相绕组的绕组，每个相绕组包括端部，‑旋转电机的电控制模块，‑互连器(41)，包括设计成连接到相绕组的端部的端子，以及设计成连接到旋转电机(10)的电控制模块的连接端子(49)，其特征在于，‑互连器(41)承靠轴承(17)的横向壁(46)的面向旋转电机内侧的面，‑互连器(41)通过附接构件(56)附接到轴承的横向壁(46)的所述面。

Description

设置有带有改进配置的互连器的电机

技术领域

本发明涉及一种设置有带有改进配置的互连器的旋转电机。本发明对于高功率可逆电机具有特别有利但非排他性的应用，高功率可逆电机可以交流发电机模式和马达模式操作，联接到主机元件，诸如变速箱的减速器。

背景技术

以公知的方式，旋转电机包括定子和与轴一体的转子。定子装配在壳体中，该壳体配置成通过滚子使轴在轴承上旋转。

转子包括由金属板片的堆叠形成的主体，所述金属板片借助于适当的固定***保持为组的形式。转子包括极，其例如由容纳在设置在转子的磁性质量体中的腔中的永磁体形成。替代地，在所谓的“突出”极结构中，极由围绕转子的臂缠绕的线圈形成。

此外，定子具有主体，该主体由形成冠部的薄金属板的堆叠构成，其内部面设置有朝向内侧开口的槽以接收相绕组。相绕组例如从覆盖有搪瓷的连续导线或者由呈销的形式的、例如通过焊接彼此电连接的导电元件获得。这些绕组是多相绕组，它们以星形或三角形的形式连接，其输出连接到电控制模块。

在某些类型的机动车辆牵引链中，其确保机械功率从热力发动机传递到车辆的车轮，高功率可逆旋转电机联接到车辆的变速箱。电机则能够以交流发电机模式和马达模式操作，在交流发电机模式下，特别是以对车辆的电池和车载网络提供能量，并且在马达模式下，不仅确保热力发动机的起动，而且单独地或与热力发动机组合地参与车辆的牵引。

通常，使用互连器，该互连器使得可以在定子的相输出和相对于相输出成角度地偏移的功率模块之间建立对应关系。然而，当电机置于恶劣的振动环境中时，存在互连器和相输出之间的电连接劣化的风险。

发明内容

本发明的目的是通过提出一种旋转电机，特别是用于机动车辆的旋转电机，来有效地消除该缺点，所述旋转电机包括：

-轴承，包括横向壁；

-定子，包括主体和设有多个相绕组的绕组，每个相绕组包括端部；

-电模块，用于控制旋转电机；

-互连器，包括设计成连接到相绕组的端部的端子，以及设计成连接到旋转电机的电控模块的连接端子，

其特征在于，

-互连器抵靠轴承的横向壁的面向旋转电机内侧的面而被支撑；

-互连器通过固定单元固定在轴承的横向壁的所述面上。

因此，本发明允许互连器的牢固保持，同时提出一种紧凑的组件，该组件对电机操作期间的振动不敏感。

根据一个实施例，控制模块装配成抵靠轴承的横向壁的面向旋转电机的外侧的面放置。

根据一个实施例，每个固定单元包括头部，该头部设置在轴承的横向壁的面向电控制模块的面那一侧上。

根据一个实施例，互连器包括螺孔***部，该螺孔***部设计成接收固定单元的螺纹端部。这使得有可能便于拆卸组件，并且提供机器的更高可靠性，例如抵抗振动的更高的可靠性。

根据一个实施例，互连器的端子拧到属于电控制模块的功率模块的凸耳上。

根据一个实施例，轴承包括设置在其横向壁中中开口，用于连接端子的通过。

根据一个实施例，开口具有间隙，该间隙允许用于将绕组端部焊接到互连器的端子上的工具通过。这允许容易地组装机器，特别是在焊接操作期间。

根据一个实施例，互连器具有环形形式。

根据一个实施例，绕组形成两个髻状部，互连器在髻状部和轴承之间延伸。

根据一个实施例，旋转电机包括第一标定器件，以便相对于轴承标定互连器。

根据一个实施例，第一标定器件包括属于互连器和轴承中的一个元件的螺柱，以及属于互连器和轴承中的另一个元件的具有对应形式的孔。

螺柱可以与对应的元件成一体，或者添加到其上。在添加它们的情况下，螺柱例如可以受力进入对应的孔中，或者例如通过焊接或胶合固定到对应元件的面上。

根据一个实施例，旋转电机包括第二标定器件，以便相对于轴承标定电控制模块。

根据一个实施例，电控制模块包括散热器，第二标定器件确保所述散热器相对于轴承的标定。

根据一个实施例，第二标定器件包括属于电控制模块的散热器和轴承中的一个元件的螺柱，以及属于散热器和轴承中的另一个元件的具有对应形式的孔。

销可以与对应的元件成一体，或者添加到其上。在添加它们的情况下，销例如可以受力进入对应的孔中，或者例如通过焊接或胶合固定到对应元件的面上。

根据一个实施例，互连器定位成与定子主体间隔开。这使得可以限制互连器的加热。

根据另一方面，本发明涉及一种组件，其包括如前所述的旋转电机，以及与所述旋转电机协作的齿轮箱。

根据一个实施例，齿轮箱包括环形套筒，在套筒外周上设置有螺旋齿，在套筒内周上设置有肋，其可以与设置在旋转电机的转子轴的端部上的具有对应形状的肋协作。

通过调整与轴的带肋端部协作的套筒的类型，可以使电机的机械连接接口适配外部元件(小齿轮或皮带)。实际上，该套筒可在其外周边上包括齿，用于与小齿轮或滑轮啮合，以与对应的带协作。套筒的配置的选择取决于应用，尤其取决于主机元件的配置。

根据一个实施例，定子绕组是双三相型的。

根据一个实施例，定子绕组是引脚绕组。

根据一个实施例，中性杆确保不同相绕组的中性点之间的连接。

根据一个实施例，相绕组每个包括连接到中性点的第一端部，以及连接到互连器的端子的，称为相输出的第二端部。

根据一个实施例，互连器包括包覆模制的迹线，其电连接端子。

附图说明

通过阅读以下描述并查阅伴随的附图可以更好地理解本发明。这些附图纯粹是以说明的方式而提供的，而绝不限制本发明。在附图中：

图1是根据本发明的旋转电机的透视图；

图2是联接到减速器的根据本发明的旋转电机的纵向剖视图；

图3是联接到齿轮箱减速器的电机的前部部分的详细视图；

图4是示出根据本发明的旋转电机的前轴承的组装的视图；

图5a和5b是示出根据本发明的旋转电机的前轴承的组装步骤的局部视图；

图6是示出根据本发明的旋转电机的定子和互连器的透视图；

图7是示出互连器在根据本发明的旋转电机的后轴承上的组装的透视图；

图8是根据本发明的旋转电机的后部部分的透视图；

图9是根据本发明的旋转电机的后部部分的纵向剖视图。

具体实施方式

相同、相似或类似的元件从一个图到另一个图保留相同的参考。在下文的描述中，从电机的前部到后部的取向对应于图2中从左到右的取向。因此，“前部”元件应理解为位于机器的轴的带肋端部侧73的元件，“后部”元件“应理解为位于相对侧的元件，即位于电控制模块40侧。

图1和图2示出了旋转电机10，其包括多相定子11，多相定子11围绕装配在轴13上的转子12，轴13的轴线X对应于电机的轴线。定子11围绕转子12，在定子11的内周与转子12的外周之间存在气隙。定子11装配在壳体15中，壳体15设置有前轴承16和后轴承17。

该电机10设计成联接到图2所示的齿轮箱减速器20。机器能够以交流发电机模式和马达模式操作，在发电机模式下，特别是对车辆的电池和车载网络提供能量，在马达模式下，以不仅确保热力发动机的起动，而且单独地或与热力发动机组合地参与车辆的牵引。机器的功率可以例如在15kW至50kW的范围内。

更具体地，转子12包括呈一组金属板形式的主体22。永磁体23植入主体22中的腔中。磁体23可以由稀土或铁氧体制成，这取决于机器所需的功率和应用。此外，转子12包括两个凸缘26，每个凸缘26抵靠转子12的轴向端面放置。这些凸缘26确保了磁体23的轴向保持，并且还用于平衡转子12。

此外，定子11包括主体27以及绕组28，主体27由一组板构成。主体27由金属板片的堆叠形成，所述金属板片借助于适当的固定***以组的形式保持。

在图6中示出的定子主体27设置有齿30，齿30从环形轭31的内周延伸并且成对地界定凹口32，用于装配定子11的绕组28。因此，两个相继的凹口32由齿30分开。凹口32轴向地敞开到轴向端面中，并且径向朝向定子主体27的内侧。

绕组28包括相绕组33的组件，相绕组33穿过凹口32，并形成在定子主体27的两侧突出地延伸的髻状部36。在这种情况下，相绕组33由销形式的导电元件获得，所述导电元件例如通过焊接彼此连接。这些绕组33例如是以星形连接的双三相绕组。

为此目的，相绕组33的端部借助于中性杆38连接到中性点，中性杆38确保不同相绕组33的中性点之间的连接。这些绕组33的另一端部37(称为相输出)设计成经由互连器41连接到电控制模块40。

如图9中可见，电控制模块40包括散热器44，特别地，功率模块45例如通过螺纹固定在散热器44上。这些功率模块45以已知的方式包括开关，其例如是MOS型晶体管的形式，使得可以确保在马达模式或交流发电机模式下控制旋转电机10。电控制模块40装配为经由散热器44抵靠后轴承17的横向壁46的后部面放置。

为此目的，如图6所示，在这种情况下具有全局环形形式的互连器41包括端子48和连接端子49，端子48设计成连接到相输出37，并且连接端子49设计成电连接到功率模块45的凸耳50。因此，互连器41使得可以建立相输出37和功率模块45的凸耳50之间的对应关系，功率模块45的凸耳50相对于相输出37成角度地偏移。

为此目的，端子48经由迹线52(参见图9)电连接到连接端子49，在迹线52上包覆模制由诸如塑料的绝缘材料制成的主体53。获得连接端子49的包覆模制部件54相对于互连器41的环形部分轴向突出。互连器41并且特别是其环形部分在髻状部36和后轴承17之间延伸。

如在图7中可以清楚地看到的，互连器41固定在后轴承17的横向壁46的面向机器10内侧的前部面上。互连器41可以通过固定单元56(例如螺钉)固定。为此目的，如图6所示，穿过设置在后轴承17中的孔的螺钉56的螺纹端部设计成与植入互连器41的主体中的具有对应形式的螺孔***部57协作。

螺钉头部设置在后轴承17的横向壁46的面向电控制模块40的后部面那一侧上。可以在轴承17的横向壁46中设置中空部58，以便接收螺钉头部(参见图7)。因此，互连器41与定子主体11间隔开地定位，这极大地限制了其加热。

另外，为了允许互连器41的端子49面向功率模块45的凸耳50定位，后轴承17包括设置在其横向壁46中的开口61，用于连接端子49的通过。这些开口61在壁46中沿周向延伸，不同于允许轴13通过的中心开口62，并且如图9所示，这些开口61面向设置在电控制模块40的散热器44中的对应开口63定位。

轴承17和散热器44中的开口61、63具有允许焊接工具通过的间隙，以确保相输出37和互连器41的对应端子48之间的电连接。

另外，如图6和7所示，第一标定器件65使得可以相对于后轴承17标定互连器41。为此目的，属于互连器41的螺柱66设计成穿过设置在后轴承17的横向壁46中的具有对应形式的孔67。因此，这保证了后轴承17中的接收螺钉56的孔和互连器41的***部57重合，以便固定***部57。

优选地，通过与互连器41的主体53模制在一起，螺柱66与互连器41的主体53成一体。作为变型，螺柱66被添加到主体53上，并固定在主体53上。作为变型，该结构可以是倒置的，即，螺柱66由后轴承17支撑，而对应的孔67设置在互连器41中。

另外，第二标定期间70使得可以相对于后轴承17标定电控制模块40。为此目的，如图9所示，属于后轴承17的螺柱71设计成穿过设置在电控制模块40的散热器44中的具有对应形式的孔72。

螺柱71可以通过与后轴承17一起加工或模制而与其成为一体的。作为变型，螺柱71被添加到后轴承17上。在当它们是被添加时的情况下，螺柱71例如可以受力进入对应的孔中，或者例如通过焊接或胶合固定到后轴承17的横向壁46上。作为变型，该结构可以是倒置的，即，螺柱71由散热器44支撑，而对应的孔72设置在后轴承17中。

如图2中可见，电机10配置成使得轴13的带肋端部73与套筒75的具有对应形式的带肋内周74接合。因此，这使得可以将轴13与套筒75旋转地连接。套筒75还可包括设置在其外周上的螺旋齿76，其设计成与减速器20的对应小齿轮的齿协作。

为了确保轴13相对于前轴承16的旋转装配，在轴13和前轴承16之间插置轴承77。轴承77例如可以是滚珠轴承或滚针轴承。更具体地，如图3和4中可见，轴承77的内环78围绕轴13夹持地装配。为此目的，轴13的外周通过受力装配在内环78的内周内。轴承77的内环78借助于其面向机器10内部的侧向面抵靠轴13的止挡件80而被支撑。止挡件80由轴13的具有较大直径的截面的面限定。

另外，外环79装配为在其外周与前轴承16的对应支撑表面81之间具有间隙。换句话说，外环79因此被装配成相对于轴承的支撑表面81滑动。

支撑表面81具有轴向取向的环形形状。支撑表面81在其前端侧通过止挡件82轴向界定。支撑表面81至少部分地形成在机器的鼻部85中，该支撑表面81由相对于前轴承16的横向壁88形成轴向突起的环形壁构成。因此，正交于机器的轴线X的至少一个平面P1与鼻部85和轴承77相交。轴向止挡件82由鼻部85的内周中的直径变化限定。支撑表面81也由环形壁的内周边形成，该环形壁朝向机器内侧延伸，即在与鼻部85相对的方向上延伸。

外环79装配为首先抵靠轴向止挡件82而被支撑，其次抵靠固定在前轴承16上的保持单元91而被支撑。因此，轴承77的外环79通过其一个侧面抵靠轴向止挡件82而被支撑，并且通过其另一个侧面抵靠保持单元91而被支撑。因此，外环79被保持为夹持在这两个元件之间。

保持单元91设置在电机内部，即设置在由前轴承16和后轴承17限定的内部容积部中，以便仅经由外环79与轴承77接触。

在这种情况下，保持单元91是具有径向取向的环形形状的小板。小板91相对于轴13同轴设置，在轴13的外周与小板91的内周之间存在环形空间。

小板91借助于固定单元92固定在前轴承16上，固定单元在这种情况下是螺钉。作为变型，可以使用螺栓或任何其他适当的固定器件。为此目的，小板91包括孔93，孔93规则地成角度地间隔开，并设计成接收已经穿过设置在鼻部85的环形壁中的对应轴向开口的螺钉92的端部。

如图1和5b所示，螺钉头部96设置在旋转电机10的外部。设置在鼻部85的轴向外部面中的接收部97设计成接收螺钉头部96。这使得可以减小组件的尺寸，并且限定机器的轴承的平坦面，如图2所示，该面设计成抵靠减速器20的壳体98的对应的平坦面而被支撑。

下文中对轴承77的装配的不同步骤进行说明。在图5a所示的第一步骤中，轴承77被装配成经由机器内部在前轴承16中滑动。如图5b所示，轴承77的小板91然后定位在电机10内部，所述小板91经由机器的外侧拧紧。然后，装配在轴13上的转子12通过设置有对应点的******电机10内部，对应点设计成***设置在轴13的轴向端部中的对应的接收孔100中，以便在轴承77中引导轴13。轴13被放置在位，以便受力进入内环78的内周中(参见图4)。然后，组件由后轴承17盖住。

为了拆卸轴13，移除前轴承16前部处的螺钉92就足够了，使得小板91落到轴13上。由于轴承77被装配成在前轴承16的支撑表面81上滑动，因此可以容易地抽出轴13和转子12。

为了重新组装，必须从轴13上移除轴承77，并从头重新开始组装过程。

另外，如图2所示，后轴承103装配在后轴承17的对应的接收部104中。由塑料材料制成的舱105可以径向插置在后轴承103的外环和支撑表面之间，该支撑表面界定用于轴13通过的中心开口。轴承103的后侧面抵靠从后轴承17的内周边获得的轴向止挡件106而被支撑。

有利地，电机10通过冷却回路109冷却，冷却回路109允许冷却液体(在这种情况下为水)流入机器内部。

该回路109包括设置在散热器44中的输入111，其包括用于冷却电控制模块40的冷却液体流通的内腔室112。腔室112集成在散热器44中，即腔室112可以在散热器44的模制或加工期间产生，以便在散热器44内部限定中空容积部。因此，腔室112由散热器44的内部面界定。一旦冷却液体已经在散热器44的腔室112中流通，液体就流向由前部轴承16和后部轴承17界定的腔室114。

为此目的，冷却液体通过通道115，通道115首先开口进入由前轴承16和后轴承17限定的腔室114中，其次在后轴承的横向壁46的与散热器44接触的后部面处开口进入散热器44的腔室112中。通道115设置在后轴承17的侧壁117中，即界定通道115的壁与后轴承17的侧壁117是单件。通道115可以例如通过模制或加工后轴承17的侧壁117而获得。

图2和7中所示的密封件120设置在后轴承17和散热器44之间，围绕通道115，在散热器44的内腔室112的水输出和通道115的水输入之间。这使得可以确保电机10抵抗冷却液体的密封。

在围绕定子11延伸的腔室114中循环之后，为了确保其围绕大约360°的冷却，水经由图1中所示的液体输出121排出。

更具体地，前轴承16包括横向壁88，横向壁88在其中心设置有由支撑表面81界定的开口，该开口设计成接收前轴承77。横向壁88包括突出的鼻部85，突出的鼻部85设计成***齿轮箱减速器20的壳体98的对应的接收部123中。该鼻部85沿与侧壁125延伸的方向相反的方向延伸。从横向壁88的外周边获得的该侧壁125具有轴向取向的环形形状。

后轴承17包括横向壁46，该横向壁46在其中心设置有开口62，开口包括设计成接收后轴承103的支撑表面。横向壁46的前部面包括标定器件65(螺柱或孔)，以确保互连器41的受控定位，如前所述。横向壁46的后部面包括标定器件70(螺柱或孔)，以便确保电控制模块40的受控定位，如前所述。后轴承17还包括从横向壁46的外周边获得的侧壁117。侧壁117具有轴向取向的环形形式。

侧壁117、125彼此轴向相对，并且彼此叠置，使得前轴承16的侧壁125的外周边和后轴承17的侧壁117的内周边界定冷却腔室114。该冷却腔室114在其轴向端部处由O形环类型的两个密封件128封闭。

定子11装配为箍在前轴承16内，以便在定子主体11的外周边与前轴承16的侧壁的内周边之间建立紧密接触。

轴13是实心的，或者它可以包括用于使冷却液体流通的通道，该通道朝向电机内部敞开。

另外，为了防止来自旋转电机10的外部的污染物颗粒朝向电控制模块40的内部通过，特别是在图1和图2中可见的密封件131由鼻部85的外周边支撑，以防止颗粒或液体经由轴承77渗透到机器中。密封件131径向设置在鼻部85的外周边与设置在减速器20的壳体98中的对应的接收部123的内周边之间。密封件131可设置于在鼻部85的外周边中设置的环形凹槽132中。

如图1和3所示，例如三唇型密封件135也可以径向地定位在套管75的外周边和壳体98的界定用于套筒75通过的开口的面之间。密封件135轴向地定位在确保套筒75相对于减速器20的壳体98的旋转引导的轴承136与旋转电机10的前轴承77之间。

密封件139也设置在后轴承17和散热器44之间。更具体地，该密封件139定位于后轴承17的后部面和散热器44的前部面之间。密封件139定位在设置在后轴承17的后部面中的凹槽140中。

密封件131和139是O形环类型的密封件，其例如由基于弹性体和/或橡胶和/或硅的材料制成。

电控制模块40还可包括盖145，盖145相对于机器的外部密封。盖的内部容积部可以填充有树脂。

将理解的是，前面的描述纯粹是以示例的方式提供的，并不限制本发明的范围，通过任何其它等同替换不同元件将不会构成从本发明的范围的偏离。

另外，本发明的不同特征、变体和/或实施例可以根据各种组合彼此相关联，只要它们不是不相容的或相互排斥的。

Claims (17)

1.一种旋转电机(10)，特别是用于机动车辆的旋转电机，所述旋转电机包括：

-轴承(17)，包括横向壁(46)；

-定子(11)，包括主体(27)和设有多个相绕组(33)的绕组(28)，每个相绕组(33)包括端部(37)；

-电模块(40)，用于控制旋转电机；

-互连器(41)，包括设计成连接到相绕组(33)的端部(37)的端子(48)，以及设计成连接到旋转电机(10)的电控制模块(40)的连接端子(49)，

其特征在于，

-互连器(41)抵靠轴承(17)的横向壁(46)的面向旋转电机内侧的面而被支撑；

-互连器(41)通过固定单元(56)固定在轴承的横向壁(46)的所述面上。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，控制模块(40)装配成抵靠轴承(17)的横向壁(46)的面向旋转电机的外侧的面放置。

3.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，每个所述固定单元(56)包括头部，所述头部设置在轴承的横向壁的面向电控制模块(40)的面的一侧上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转电机，其特征在于，互连器(41)包括螺孔***部(57)，所述螺孔***部设计成接收固定单元(56)的螺纹端部。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的旋转电机，其特征在于，互连器(41)的端子拧到属于电控制模块(40)的功率模块(45)的凸耳(50)上。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的旋转电机，其特征在于，轴承(17)包括开口(61)，所述开口(61)设置在轴承的横向壁(46)中，用于连接端子(49)的通过。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的旋转电机，其特征在于，开口(61)具有间隙，所述间隙允许用于将绕组端部(37)焊接到互连器(41)的端子(48)上的工具通过。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的旋转电机，其特征在于，互连器(41)具有环形形式。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的旋转电机，其特征在于，绕组(28)形成两个髻状部(36)，互连器(41)在所述髻状部(36)和所述轴承(17)之间延伸。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的旋转电机，其特征在于，所述旋转电机包括第一标定器件(65)，以相对于轴承(17)标定互连器(41)。

11.根据权利要求10所述的旋转电机，其特征在于，所述第一标定器件(65)包括属于互连器(41)和轴承中(17)的一个元件的螺柱(66)，以及属于互连器(41)和轴承(17)中的另一个元件的具有对应形式的孔(67)。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的旋转电机，其特征在于，所述旋转电机包括第二标定器件(70)，以相对于轴承(17)标定电控制模块(40)。

13.根据权利要求12所述的旋转电机，其特征在于，所述电控制模块(40)包括散热器(44)，其中所述第二标定器件(70)确保所述散热器(44)相对于轴承(17)的标定。

14.根据权利要求13所述的旋转电机，其特征在于，第二标定器件(70)包括属于电控制模块(40)的散热器(44)和轴承(17)中的一个元件的螺柱(71)，以及属于散热器(44)和轴承(17)中的另一个元件的具有对应形式的孔(72)。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的旋转电机，其特征在于，所述互连器(41)定位成与定子主体(27)间隔开。

16.一种组件，包括根据前述权利要求中任一项所述的旋转电机(10)，以及与所述旋转电机(10)协作的齿轮箱(20)。

17.根据权利要求16所述的组件，其特征在于，齿轮箱(20)包括环形的套筒(75)，在套筒外周边上设置有螺旋齿(76)，在套筒内周边上设置有肋，所述肋能够与设置在旋转电机(10)的转子(12)的轴(13)的端部上的具有对应形式的肋协作。