CN112186934B - 一种扁线电机的汇流排以及扁线电机 - Google Patents

一种扁线电机的汇流排以及扁线电机 Download PDF

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Abstract

本申请公开一种扁线电机的汇流排，其包括，第一相汇流排、第二相汇流排、第三相汇流排，所述第一相汇流排、第二相汇流排、第三相汇流排分别包括主体部以及分别位于所述主体部两侧的第一接线部和第二接线部，所述第一接线部与位于所述定子绕组的最外侧对应相位的第一出线导体连接，所述第二接线部与位于所述定子绕组的最内侧对应相位的第二出线导体连接；其中，所述第一相汇流排、第二相汇流排、第三相汇流排的主体部中的一个或两个布置在所述第一出线导体与所述第二出线导体之间。本申请解决了现有扁线电机的绕组内部空间较小导致汇流排的布置难度较大的问题。

Description

一种扁线电机的汇流排以及扁线电机
技术领域
本申请涉及汽车驱动电机的设计制造领域，特别涉及一种扁线电机的汇流排以及扁线电机。
背景技术
随着新能源汽车产业的发展，其驱动电机的发展也趋向高压化、高速化、集成化、平台化、小型化方向发展，其中，小型化必然要求电机功率密度有大幅度提升，扁线电机就是定子绕组中采用扁铜线，先把绕组做成类似发卡一样的形状，穿进定子槽内，再在另外一端把发卡的端部焊接起来。扁线有利于电机槽满率的提升，一般圆线电机的槽满率为40%左右，而扁线电机的槽满率能达到60%以上。槽满率的提升意味着在空间不变的前提下，可以填充更多的铜线，产生更强的磁场强度，提升功率密度。扁线之间接触面积大，相比与圆线电机，热导性能更好，温升更低。另外，扁线电机还可以通过节省端部铜材的方式提升铜线利用率，从而达到降低成本的目的。所以扁线电机越来越受到国内厂家的亲睐，逐步应用到了汽车驱动领域。
而目前扁线电机扁铜线绕组由于单根导线截面积较大存在不易折弯及成型困难造成其三相出线、星点连接及走线布置困难的问题，特别是对于多路并联的星型连接绕组，需要将U/V/W三相分流到用于多个绕组路径的并联电路布置中并完成星点连接，其三相出线、星点连接及走线布置的实现难度更大。
发明内容
本申请要解决的技术问题是现有扁线电机的绕组内部空间较小导致汇流排的布置难度较大的问题，为此，本申请提出了一种结构紧凑制造简单的扁线电机的汇流排。
针对上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
一种扁线电机的汇流排，其包括，第一相汇流排、第二相汇流排、第三相汇流排，所述第一相汇流排用于与扁线电机的定子绕组V相引出线连接，所述第二相汇流排用于与扁线电机的定子绕组U相引出线连接，所述第三相汇流排用于与扁线电机的定子绕组W相引出线连接；所述第一相汇流排、第二相汇流排、第三相汇流排分别包括主体部以及分别位于所述主体部两侧的第一接线部和第二接线部，所述第一接线部与位于所述定子绕组的最外侧对应相位的第一出线导体连接，所述第二接线部与位于所述定子绕组的最内侧对应相位的第二出线导体连接；其中，所述第一相汇流排、第二相汇流排、第三相汇流排的主体部中的一个或两个布置在所述第一出线导体与所述第二出线导体之间。
本申请的部分实施方式中，所述第一相汇流排、第二相汇流排、第三相汇流排中的至少一个主体部位于所述第一出线导体外侧；或，所述第一相汇流排、第二相汇流排、第三相汇流排中的至少一个主体部位于所述第二出线导体的内侧。
本申请的部分实施方式中，所述第一相汇流排、第二相汇流排、第三相汇流排中其中一个主体部位于所述第一出线导体外侧；其余两个主体部位于所述第一出线导体与所述第二出线导体之间，且沿径向方向间隔设置。
本申请的部分实施方式中，还包括第四相汇流排，所述第四相汇流排与星点出线导体连接，所述第四相汇流排包括星点主体部和若干星点接线部，所述星点主体部为沿所述定子绕组的周向设置的第一弧形板，若干所述星点接线部与所述第一弧形板的板面相交且沿所述第一弧形板的周向排布。
本申请的部分实施方式中，所述第一相汇流排、第二相汇流排、第三相汇流排以及第四相汇流排相互具有设定安全间隔并通过绝缘体注塑成一体结构。
本申请的部分实施方式中，所述第一相汇流排的主体部位于所述第一出线导体外侧，所述第一相汇流排的主体部包括第二弧形板以及连接臂，所述第二弧形板沿所述定子绕组的周向设置，所述连接臂包括至少一个沿轴向延伸的第一连接臂以及至少一个沿径向延伸的第二连接臂。
本申请的部分实施方式中，所述连接臂还包括沿周向延伸的第三连接臂。
本申请的部分实施方式中，所述第一相汇流排、所述第二相汇流排以及所述第三相汇流排还包括用于与接线铜排连接的铜排接线部，所述第一相汇流排、所述第二相汇流排以及所述第三相汇流排的铜排接线部固定连接于所述主体部上。
本申请还提供一种扁线电机，包括外壳、定子和转子，所述定子包括定子铁芯以及装配到所述定子铁芯的线槽的定子绕组；所述定子还包括上述汇流排，所述定子绕组通过所述汇流排连接接线铜排。
本申请的部分实施方式中，还包括温度传感器，所述温度传感器位于接近所述第二出线导体的位置处。
本申请的部分实施方式中，所述汇流排还包括第四相汇流排，所述第四相汇流排与星点出线导体连接，所述第四相汇流排包括星点主体部和若干星点接线部，所述第四相汇流排还设置用于与所述温度传感器的星线连接的温度传感器星点接线部，所述温度传感器星点接线部位于所述星点主体部接近所述第二出线导体的一侧，且所述温度传感器星点接线部与其中一个所述星点接线部一体成型。所述第四相汇流排还设置用于与所述温度传感器的星线连接的温度传感器星点接线部，所述温度传感器星点接线部位于所述星点主体部接近所述第二出线导体的一侧，且所述温度传感器星点接线部与其中一个所述星点接线部一体成型。
本申请的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：
本申请提供的扁线电机及其汇流排中，与定子绕组U相引出线/V相引出线/W相引出线连接的三相汇流排中一相或两相汇流排的主体部位于定子绕组的最外侧的出线导体与定子绕组的最内侧的出线导体之间。这样，在最外侧出线导体与最内侧出线导体之间只需要布置一到两相汇流排，可以避免三相汇流排均布置于最外侧与最内侧出线导体之间由于空间不足使定子绕组最外层的第一出线导体需要向外侧折弯的问题，上述汇流排的结构形式可以使定子绕组的成型简单结构牢靠、体积尺寸小、便于定子绕组与汇流排焊接，可广泛应用于各类扁铜线绕组驱动电机绕组的三相出线、星点连接及走线布置。
附图说明
下面将通过附图详细描述本申请中优选实施例，将有助于理解本申请的目的和优点，其中:
图1为本申请的扁线电机的一种具体实施方式的结构示意图；
图2为本申请的用于扁线电机的汇流排的一种具体实施方式装配于定子绕组上的结构示意图；
图3为本申请的用于扁线电机的汇流排的一种具体实施方式装配于定子绕组上的另一角度的结构示意图；
图4为本申请的用于扁线电机的汇流排的一种具体实施方式的结构示意图；
图5为本申请的用于扁线电机的汇流排中第四相汇流排的一种具体实施方式的结构示意图；
图6为本申请的用于扁线电机的汇流排中第一相汇流排的一种具体实施方式的结构示意图；
图7为本申请的用于扁线电机的汇流排中第二相汇流排的一种具体实施方式的结构示意图；
图8为本申请的用于扁线电机的汇流排中第三相汇流排的一种具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
以下为本申请的一种扁线电机的汇流排的一种具体实施方式，请参照图1-3所示，该汇流排包括：用于与扁线电机的定子绕组V相引出线连接的第一相汇流排100、用于与扁线电机的定子绕组U相引出线连接的第二相汇流排200、用于与扁线电机的定子绕组W相引出线连接的第三相汇流排300以及用于与星点出线导体连接的所述第四相汇流排400。
所述第一相汇流排100、第二相汇流排200、第三相汇流排300分别包括主体部A以及分别位于所述主体部A两侧的第一接线部B和第二接线部C，所述第一接线部B与位于所述定子绕组601的最外侧对应相位的第一出线导体602连接，所述第二接线部C与位于所述定子绕组601的最内侧对应相位的第二出线导体603连接。
其中，所述第一相汇流排100、第二相汇流排200、第三相汇流排300的主体部A中的一个或两个布置在所述第一出线导体602与所述第二出线导体603之间。
由于三相汇流排中，在第一出线导体602与第二出线导体603之间只需要布置一到两相汇流排，另外一相或两相布置于所述第一出线导体602外侧或布置于所述第二出线导体603内侧，避免三相汇流排均布置于第一出线导体602与第二出线导体603之间由于空间不足使定子绕组最外层的第一出线导体602需要向外侧折弯的问题，上述汇流排的结构形式可以使定子绕组601的成型简单结构牢靠、体积尺寸小、便于定子绕组与汇流排焊接，可广泛应用于各类扁铜线绕组驱动电机绕组的三相出线、星点连接及走线布置。
具体地，一种实施方式中，所述第一相汇流排100、第二相汇流排200、第三相汇流排300中的至少一个主体部A位于所述第一出线导体602外侧；另一种实施方式中，所述第一相汇流排100、第二相汇流排200、第三相汇流排300中的至少一个主体部A位于所述第二出线导体603的内侧。
具体地，如图1-3所示，所述第一相汇流排100、第二相汇流排200、第三相汇流排300中其中一个主体部A（例如U相汇流排的主体部A）位于所述第一出线导体602外侧；其余两个主体部A（例如V相汇流排的主体部A与W相汇流排的主体部A）位于所述第一出线导体602与所述第二出线导体603之间，且沿径向方向间隔设置。由于V相汇流排的主体部A与W相汇流排的主体部A径向方向间隔设置，其可以使汇流排占用周向方向的空间较少，结构更加紧凑。
具体地，如图5所示，所述第四相汇流排400包括星点主体部XA和若干星点接线部XB，星点接线部XB分别用于与定子铁芯上的发卡形绕组的中性导体(该中性导体可为横截面为矩形的条形导体)连接，也就是将多个绕组路径的一端连接在一起。所述星点主体部XA为沿所述定子绕组601的周向设置的第一弧形板401，所述第一弧形板401的板面沿所述定子绕组601的径向延伸；若干所述星点接线部XB与所述第一弧形板401的板面相交且沿所述第一弧形板401的周向排布。更具体地，所述星点接线部XB分别垂直连接到星点主体部XA。
更具体地，星点接线部XB沿所述第一弧形板401的板面内侧布置3组，沿所述第一弧形板401面的外侧布置3组。每组星点接线部XB具有两个凸出的连接支脚402，连接支脚402将电机十二个绕组的尾部连接在一起。使其具有结构简单、强度高、利于成型及焊接的特点。
为了便于汇流排的安装，如图4所示，所述第一相汇流排100、第二相汇流排200、第三相汇流排300以及第四相汇流排400相互具有设定安全间隔并通过绝缘材料注塑成一体结构。使用塑料等绝缘材料填充铜排之间空隙,形成绝缘注塑体800，实现汇流排的加强绝缘及固定铜排的作用，其具有体积和尺寸小、结构坚固牢靠的特点。将四相汇流排注塑成一体安装时只需与定子绕组601位置固定后完成接线即可，避免通过一个独立绝缘件与各相汇流排进行绝缘安装导致装配效率低的问题。同时，一体注塑成型更容易保证各相汇流排的安全距离，提高扁线电机的接电可靠性。
具体地，所述第一相汇流排100、所述第二相汇流排200以及所述第三相汇流排300还包括用于与接线铜排700连接的铜排接线部D，所述第一相汇流排100、所述第二相汇流排200以及所述第三相汇流排300的铜排接线部D固定连接于所述主体部A上B。三根接线铜线与U相汇流排、V相汇流排、W相汇流排使用电阻焊进行连接，接线铜线外部使用套热缩绝缘套管方法加强绝缘，使其具有工艺成熟简单、布线灵活、装配方便、耐疲劳断裂的特点。
具体地，所述第一相汇流排100（V相汇流排）的主体部A位于所述第一出线导体602外侧，所述第一相汇流排100的主体部A包括第二弧形板101以及连接臂，所述第二弧形板101沿所述定子绕组601的周向设置且其板面沿周向延伸，所述连接臂一端用于连接所述第二弧形板101，另一端用于连接所述第一接线部B及第二接线部C；其中，所述连接臂包括至少一个沿轴向延伸的第一连接臂102以及至少一个沿径向延伸的第二连接臂103。
为了同时保证三相汇流排的第一接线部B和第二接线部C保持在同一轴向高度且所述第一相汇流排100的第二弧形板101部分接近所述定子绕组601的表面设置，因此，在所述第二弧形板101的两侧分别设置一个沿轴向延伸的第一连接臂102，另外由于所述第一相汇流排100的主体部A位于所述第一出线导体602外侧，所述第一相汇流排100的第一接线部B和第二接线则位于所述第一出线导体602的内侧，因此，所述连接臂上还需要设置至少一个沿径向延伸的第二连接臂103。同时，为了适应该定子绕组601的走线排布，所述连接臂还包括沿周向延伸的第三连接臂104，通过以上沿轴向、径向以及周向的三种连接臂即可实现第一相汇流排100的排布。所述第一相汇流排100的铜排接线部D连接于所述连接臂上，更具体地，所述第一相汇流排的铜排接线部D位于所述第一接线部B或第二接线部C的上侧，也就是所述第一相汇流排的铜排接线部D相比所述第一接线部B或第二接线部C远离所述定子绕组。
更具体地，所述第一相汇流排100的主体部A的成型方式不唯一；其可以采用机加工制造还可以采用模具铸造成型；为了便于加工及安装，本实施方式中，如图6所示，所述第一连接臂102与所述第二弧形板101冲压折弯成型，第一连接臂102与第二连接臂103及则采用焊接连接，第二连接臂103与第三连接臂104之间则采用焊接连接。
所述第二相汇流排200为U相汇流排，所述第二相汇流整体成型为板状导体，所述板状导体的板面沿所述定子绕组轴线延伸；由于第二相汇流排200的第一接线部B与第二接线部C分别与定子绕组最外侧的第一出线导体602及定子绕组最内侧的第二出线导体603连接，其具体可通过焊接方式连接；因此第二相汇流排200的主体部A具有至少一个折弯。所述第二相汇流排200的铜排接线部D为一体成型于所述第二相汇流排200的主体部A上侧的板状凸起。
所述第三相汇流排300为W相汇流排，所述第三相汇流整体同样成型为板状导体，所述板状导体的板面沿所述定子绕组轴线延伸；同样的，所述第三相汇流排300的主体部A具有至少一个折弯。同时，为了避开所在区域的所述定子绕组601的出线导体，所述第三相汇流排300的主体部A还具有沿轴向方向的折弯。
所述第二相汇流排200与所述第三相汇流排300均一体冲压折弯成型，以保证汇流排强度，同时便于加工制造。
具体地，所述定子绕组601的轴向上所述第四相汇流排400的主体部A位于第二相汇流排200以及第三相汇流排300的主体部A下侧，即所述第四相汇流排400的主体部A相比第二相汇流排200以及第三相汇流排300更接近所述定子绕组。
具体地，为了保证扁线电机的整体性，三相所述汇流排的铜排接线部D位于同一轴向高度上。
更具体地，本申请使用焊接工艺实现四相汇流排与定子绕组引出线连接固定；焊接时利用电机定子的外圆、端面、标记槽及汇流排预留特征进行定位，并使用工装将汇流排与电机定子绕组引出线压紧，将绕组引出线剪切平整后焊接，实现扁线绕组不需要再次弯折成型就能完成定子绕组引出线与汇流排的配合，其具有电机定子绕组成型简单、定子绕组引出线与汇流排的焊接和定位简单、便于定子绕组与汇流排焊接生产的特点。
本申请同时提供一种扁线电机的具体实施方式，该扁线电机10包括外壳（图中未示出）、定子和转子（图中未示出），所述定子600包括定子铁芯604以及发卡形的定子绕组601；所述定子绕组601连接形成三个绕组路径(即U相路径、V相路径、W相路径)，该三个绕组路径连接成Y形，且上述定子绕组601装配到定子铁芯的定子槽内，所述定子绕组601通过所述汇流排与接线铜排700连接。本实施例的汇流排通过连接定子绕组的出线导体实现发卡形绕组与外部线缆的连接。
所述扁线电机还包括温度传感器500，用于检测扁线电机工作温度以避免温度过高发生故障；所述温度传感器500位于接近所述第二出线导体603的位置处，由于位于最内侧的第二出线导体603具有电机的最高温度点，所述温度传感器500设置在第二出线导体603处可以提高电机温度测量精确度。
具体地，所述第四相汇流排400还设置用于与所述温度传感器500的星线连接的温度传感器星点接线部WB，所述温度传感器星点接线部WB位于所述星点主体部XA接近所述第二出线导体603的一侧，且所述温度传感器星点接线部WB与其中一个所述星点接线部XB一体成型，以使星点接线更加紧凑。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种扁线电机的汇流排，其特征在于，其包括，
第一相汇流排、第二相汇流排、第三相汇流排，所述第一相汇流排用于与扁线电机的定子绕组V相引出线连接，所述第二相汇流排用于与扁线电机的定子绕组U相引出线连接，所述第三相汇流排用于与扁线电机的定子绕组W相引出线连接；
所述第一相汇流排、第二相汇流排、第三相汇流排分别包括主体部以及分别位于所述主体部两侧的第一接线部和第二接线部，所述第一接线部与位于所述定子绕组的最外侧对应相位的第一出线导体连接，所述第二接线部与位于所述定子绕组的最内侧对应相位的第二出线导体连接；
其中，所述第一相汇流排、第二相汇流排、第三相汇流排的主体部中的一个或两个布置在所述第一出线导体与所述第二出线导体之间；所述第一相汇流排、第二相汇流排、第三相汇流排中的至少一个主体部位于所述第一出线导体外侧；或，所述第一相汇流排、第二相汇流排、第三相汇流排中的至少一个主体部位于所述第二出线导体的内侧。
2.根据权利要求1所述的一种扁线电机的汇流排，其特征在于，所述第一相汇流排、第二相汇流排、第三相汇流排中其中一个主体部位于所述第一出线导体外侧；其余两个主体部位于所述第一出线导体与所述第二出线导体之间，且沿径向方向间隔设置。
3.根据权利要求1所述的一种扁线电机的汇流排，其特征在于，还包括第四相汇流排，所述第四相汇流排与星点出线导体连接，所述第四相汇流排包括星点主体部和若干星点接线部，所述星点主体部为沿所述定子绕组的周向设置的第一弧形板，若干所述星点接线部与所述第一弧形板的板面相交且沿所述第一弧形板的周向排布。
4.根据权利要求3所述的一种扁线电机的汇流排，其特征在于，所述第一相汇流排、第二相汇流排、第三相汇流排以及第四相汇流排相互具有设定安全间隔并通过绝缘体注塑成一体结构。
5.根据权利要求1所述的一种扁线电机的汇流排，其特征在于，所述第一相汇流排的主体部位于所述第一出线导体外侧，所述第一相汇流排的主体部包括第二弧形板以及连接臂，所述第二弧形板沿所述定子绕组的周向设置，所述连接臂包括至少一个沿轴向延伸的第一连接臂以及至少一个沿径向延伸的第二连接臂。
6.根据权利要求5所述的一种扁线电机的汇流排，其特征在于，所述连接臂还包括沿周向延伸的第三连接臂。
7.根据权利要求1所述的一种扁线电机的汇流排，其特征在于，所述第一相汇流排、所述第二相汇流排以及所述第三相汇流排还包括用于与接线铜排连接的铜排接线部，所述第一相汇流排、所述第二相汇流排以及所述第三相汇流排的铜排接线部固定连接于所述主体部上。
8.一种扁线电机，包括外壳、定子和转子，所述定子包括定子铁芯以及装配到所述定子铁芯的线槽的定子绕组；其特征在于，所述定子还包括如权利要求1-7中任一项所述的汇流排，所述定子绕组通过所述汇流排连接接线铜排。
9.根据权利要求8所述的一种扁线电机，其特征在于，还包括温度传感器，所述温度传感器位于接近所述第二出线导体的位置处。
10.一种扁线电机，包括外壳、定子和转子，所述定子包括定子铁芯以及装配到所述定子铁芯的线槽的定子绕组；其特征在于，所述定子还包括如权利要求3-4中任一项所述的汇流排，所述第四相汇流排还设置用于与温度传感器的星线连接的温度传感器星点接线部，所述温度传感器星点接线部位于所述星点主体部接近所述第二出线导体的一侧，且所述温度传感器星点接线部与其中一个所述星点接线部一体成型。
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