CN100525013C - 电动机模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动机模块。通过插头(200)和插孔(108)之间的啮合结构，电动机的电源电缆(150)经由触头(124)电连接至接线板(120)的内部导体(125)。作为柔性构件的柔性母线(140)与经过涂漆处理的电动机绕组(116)的末端紧密接触。通过将电动机绕组(116)经由具有高柔性的柔性母线(140)电连接至内部导体(125)，电源电缆(150)和电动机绕组(116)电连接。部件公差由柔性母线(140)的形变来吸收，并且电动机模块可以毫无问题地固定至接线板。

Description

电动机模块

技术领域

本发明涉及电动机模块，并且更具体地，涉及电动机绕组经过涂漆处理的电动机模块。

背景技术

一般地，为了确保诸如电动机绕组之类的导线表面的绝缘，进行“涂漆处理”，其中涂覆被称为漆的透明表面涂层。例如树脂状材料溶解在溶剂中的溶液用作这样的漆。

尽管这样的涂漆处理对于确保绝缘来说是必要的，但是随着漆固化导线变硬。由此，公开了用于防止漆通过毛细现象渗入到导线中的技术(例如，日本专利早期公开No.2002-78301)，作为防止由于涂漆处理引起的电动机导线变硬的一种方法。

在车载电动机模块的组装中，需要用于吸收在与电动机模块的每个部件的尺寸、垂直度、安装位置等相关的公差(以下称作“部件公差”)范围内的误差的机构。一般来说，可以通过连接较长的电动机绕组以允许松弛来吸收部件公差。

但是，当涂漆处理提供至电动机绕组用于确保绝缘时，即使在采用了专利文献1所公开的方法后，因为电动机绕组自身的柔性很小，故线路的自由度仍然很小。由此，当电动机模从安装在狭窄的空间中时，因为电动机模块的定子和接线板之间的距离很小，所以电动机绕组的自由度很小，并且很难由电动机绕组来吸收部件公差。

如果电动机模块在部件公差没有被完全吸收的状态下连接到接线板，则应力可能施加到已经通过涂漆处理确保绝缘的电动机绕组，并且可能引起被确保的绝缘的诸如损失之类的失效。另一方面，如果仪严格地设定每个部件公差以更好地组装电动机模块至接线板，则可能增加成本。

此外，因为电动机绕组自身的自由度很小，所以可能降低组装的工作效率。

发明内容

本发明的目的是在电动机绕组已经经过涂漆处理的电动机模块中，在组装过程中吸收部件公差并提高组装的效率。

根据本发明的电动机模块是从外部接线提供电能的电动机模块，并且其包括已经经过涂漆处理的电动机绕组、和电连接电动机绕组至外部接线的接线板。接线板包括电连接内部导体和外部接线的第一触头、和电连接内部导体和电动机绕组的第二触头。电动机绕组经由柔性构件连接至内部导体，该柔性构件是导电性的并且其柔性高于电动机绕组的柔性。

对于根据本发明的电动机模块，涂漆处理的电动机绕组经由柔性构件连接至接线板的内部导体。由此，柔性构件的形变吸收了部件公差，使得电动机模块非强迫地紧固至接线板，并且因此提高了组装的工作效率。

优选地，在本发明的电动机模块中，柔性构件由编织线形成。

在电动机模块中，漆通过毛细现象的渗入可以通过利用编织线形成柔性构件来抑制，其中线之间具有很大的间隔，并且因此可以提高柔性构件的柔性。

可替换地，优选地，在本发明的电动机模块中，柔性构件由具有弹性变形部分的板状导体形成。

在电动机模块中，因为柔性构件利用具有弹性变形部分的板状导体来形成，所以柔性构件不会由于对电动机绕组的涂漆处理而变硬。由此，可以提高柔性构件的柔性。

进一步优选地，在本发明的电动机模块中，第一触头具有允许内部导体和外部接线在与电动机的转轴垂直的方向上互相配合的结构，并且电动机绕组在电动机的转轴方向上附装到第二触头。

在电动机模块中，通过使用转子沿电动机转轴方向插入的固定结构，即使当要求在与电动机转轴方向垂直的方向(竖直方向)  上的布置极限时，电动机模块可以在吸收了各个部件公差的状态下组装到接线板。

具体在这样的结构中，第二触头具有附装到柔性构件末端的板状端子、和将端子与内部导体互相紧固在一起并由此将它们电连接的固定构件。端子在柔性构件形变使得端子沿垂直方向定位的状态下通过固定构件紧固至内部导体。

在电动机模块中，通过在端子沿与电动机转轴方向垂直的方向定位时紧固内部导体和端子，电动机模块可以在吸收了各个部件公差的状态下组装到接线板，而不增大沿电动机转轴方向的方向上的尺寸。

附图说明

图1是示意性结构图，示出示作包含根据本发明的电动机模块的示例的混和动力车辆的构造。

图2是概念性示意图，示出图1中所示的后置电动机的布置区域。

图3是外观示意图，示出储存根据本发明的电动机模块的壳体。

图4示出根据本发明的电动机模块的剖视图。

图5详细描述了图4中所示的连接构件的构造。

图6示出图5所示的柔性构件的另一个构造示例。

图7是示意性结构图，示出FR(前置电动机后轮驱动)型混和动力车辆的构造，其示作包含根据本发明的电动机模块的另一个示例。

图8是沿图7中的VIII-VIII的剖视图。

具体实施方式

参考附图，将详细描述本发明的实施例。相同的参考字符表示附图中的相同或相应的部件，并且不重复其描述。

图1是示意性结构图，示出示作包含根据本发明的电动机模块的示例的混和动力车辆的构造。

参考图1，根据本发明实施例的混和动力车辆5包括电池10、PCU(动力控制单元)20、动力输出设备30、DG(差动齿轮)40、前轮50L和50R、后轮60L和60R、前座70L和70R、后座80以及后置电动机85。

电池10例如由诸如镍氢金属电池或锂离子电池之类的蓄电池组形成，并且具供应直流电压至PCU20并通过来自PCU20的直流电压充电。电池10布置在后座80之后。

动力输出设备30布置在仪表板90前方的引擎室中，并包括发动机和用于驱动前轮50L和50R的电动机。DG40将来自动力输出设备30的动力传输至前轮50L和50R，并将前轮50L和50R的转动力传输至动力输出设备30。

这样，动力输出设备30将来自发动机和或/电动发电机的动力经由DG40传输至前轮50L和50R，并且因此驱动前轮50L和50R。此外，动力输出设备30通过前轮50L和50R的转动力产生电能，并供应产生的电能至PCU20。

设置后置电动机85用于驱动后轮60L和60R，并根据需要经由未示出的离合器紧固到用于后轮驱动的轴。通过扣紧离合器，可以在条件恶劣的道路(具有低摩擦系数的道路)上行驶过程中或者在突然加速的过程中实现所谓的四轮驱动(4WD)行驶。

PCU20升高来自电池10的直流电压，并将该升高的直流电压转换成交变电压以在动力输出设备30中产生前轮驱动电动机和后置电动机85的驱动电能。此外，在前轮驱动电动机和后置电动机85的可再生制动操作中，PCU20将产生的交变电压转换成直流电压为电池10充电。

如图2所示，PCU20和后置电动机85布置在底盘下的区域95处。因为后置电动机85布置在这样有限的区域中，所以其安装空间在上下方向H上的布置受到极大地限制。此外，因为其与PCU20分享区域95，所以在水平方向上占据的空间也需要很小。

对于如上所述要求布置上的限制并且安装空间很小的后置电动机85，可以应用以下将详细描述的根据本发明的电动机模块。

参考图3，容纳根据此实施例的电动机模块(未示出)的壳体100包括连接器槽106。电动机模块相对于壳体100在沿着发动机转轴的方向上插入并且因此被组装。

图4示出电动机模块的剖视图，其示出沿图3中的IV-IV′的剖视图。

如图4所示，根据本实施例的电动机模块的壳体100容纳旋转电机的定子105、轴承114和122、以及接线板120。定子105由线圈110和定子芯112来构造。

与“外部接线”相对应的电源电缆150附装到壳体100的连接器槽106。包含触头204的插头200设置到电源电缆150的端部。

插头200形成为当配合时与壳体100相配的形状。由此，当插头200与连接器槽106侧配合时，防止电缆在电动机模块的径向方向上突出或者防止连接器从壳体突出。由此，即使在狭窄的空间中也可以节省电动机模块的安装空间。当插头200形成为L形状时也可以获取类似的效果。

接线板120与壳体一体地设置。接线板120包括插孔108、内部导体125、与“第一触头”相对应用于电连接电源电缆150和内部导体125的触头124、与“第二触头”相对应用于电连接内部导体125和电动机绕组116的连接构件130。内部接线板120、触头124和连接构件130经由内部导体125电连接。

插孔108对应于连接器槽106设置以与插头200配合。虽然插头200的连接器形状和插孔180的连接器形状不受特别的限制，但是在本实施例中，例如，插头具有凸起的形状，而插孔具有凹入的形状。

插孔108设置有触头124。设置触头124使得当插孔108与插头200互相配合时触头124与触头204接触。

定子芯112具有空心的圆柱形状。定子芯112具有多个槽。线圈110被预先包装并固定到槽。然后，定子芯112例如通动螺栓紧固到壳体100并固定。电动机模块的转子的轴(未示出)由轴承114和122可旋转地支撑。

定子的电动机绕组116通过连接构件130电连接至接安线板的内部导体125。尽管用不同的参考字符表示线圈110和电动机绕组116，但是它们是电相同的构件。换言之，电动机绕组116与用于外部连接线圈110的导线相对应。由此，通过经由接线板120电连接电动机绕组116和电源电缆150，供电至定子的线圈110。

接下来，参考图5，将详细描述根据本发明实施例的连接构件130的构造。

参考图5，与在柔性上比电动机绕组116高的“柔性构件”相对应的柔性母线140通过填料连接至经过涂漆处理的电动机绕组116的末端。柔性母线140可以由编织的铜线、层叠的薄铜板、绞合电线或捆扎的纯铜线来形成。

特别地，通过使用股间具有很大间隔的编织线，可以抑制漆通过毛细现象的渗入，并且因此可以提高柔性母线140的柔性。

板状端子145连接到柔性母线140的末端。端子145通过导体的固定构件135电连接到内部导体125。固定构件135典型地由一组金属螺栓和螺帽构造。相应地，螺栓孔设置在端子145处。

接下来，描述将电动机模块组装到壳体100的组装过程。

首先，定子105沿电动机转轴方向插入壳体1的并固定到壳件100。

接下来，接线板120从上插入壳体100。在此状态，电动机绕组116的柔性母线140也从横向方向上(电动机转轴方向)插入，并且调整端子145的位置以吸收定子105和接线板120之间的部件公差。通过在对位置连行这样的调整之后紧固固定构件135，接线板120与壳体100一体地固定。

在完成对齐并且接线板120固定到壳体100之后，电源电缆150附装到连接器槽106，并且电源电缆150和定子的线圈110电连接。由此，可以为电动机模块供电。

如上所述，通过经由具有高柔性的柔性母线140将电动机绕组116连接至内部导体125，连接构件130可以具有部件公差吸收机构。部件公差的这样的吸收允许电动机模块和接线板互相非强迫地紧固，并且因此提高了组装的可操作性。

特别地。通过使用转子沿电动机转轴方向插入的固定结构，即使当要求在与电动机转轴方向垂直的方向(在本实施例中的上下方向)  上的布置极限时，电动机模块。可以在吸收了各个部件公差的状态下组装到接线板。

此外，因为当端子145沿竖直方向定位时紧固内部导体125和端子145，所以电动机模块可以在吸收了各个部件公差的状态下组装到接线板，而不增大沿电动机转轴方向的方向上的尺寸。

此外，因为该结构允许端子145的插入和对齐，并从相同方向上(图5中能箭头所示的方向)进行固定构件135的紧固工作，所以可以简化电动机模块的组装步骤。

可替换地，通过用板状导体140#形成“柔性构件”可以获得与上述类似的效果，其中板状导体140#具有如图6(a)和6(b)所示的弹簧状部分141，板状导体140#用于替换图5中所示的柔性母线140。

如图6(b)所示，板状导体140#通过弹簧状部分141的弹性变形获得与图5中所示的柔性母线140类似的功能。具体地，通过弹簧状部分141的弹性变形，可以吸收在电动机模块组装中的部件公差。

应当注意到可以提高柔性构件的柔性，因为板状导体140#不会由于电动机绕组116的涂漆处理的影响而变硬。

如上，尽管将本发明应用到图1所示的混和动力车辆5的后轮驱动电动机的示例作为具有有限的安装空间的电动机1模块的代表性示例，但是本发明的应用不限于这样的方式。

作为一个示例，根据本发明的电动机模块可以包含在要求电动机的布置极限的FR(前置发动机后轮驱动)型混和动力车辆中。

图7是示意性结构图，示出FR型混和动力车辆的另一种构造，示作包含根据本发明实施例的电动机模块的另一个示例。

参考图7，FR型混和动力车辆500包括底盘510、传动轴514和作为驱动单元的电动机517和518、以及连接至电动机517和518的车辆连接器500a和500b，底盘510具有发动机515布置在其中的引擎室520和延伸到引擎室520的通道530。

车辆连接器500a子和500b包括在通道530内部至少从电动机517和518延伸至引擎室520的母线510a和510b。混合动力车辆500还包括设置在引擎室520中的逆变器516。母线510a延伸至逆变器516。混和动力车辆500还包括连接逆变器516和母线510b的柔性导线510c。

车辆连接器延伸到电动机517的作为驱动单元前端的前端517e。

在底盘510的四个角处安装前轮511a和后轮511b。

引擎室520与前轮间隔开定位在前轮511a之间用于容纳发动机515。用子供应电能至电动机517和518的发动机510和逆变器516设置在引擎室520内部。在图7中，发动机515布置成其长度延伸朝向行驶方向，就是说，其是所谓的“纵置式”发动机。应当注意发动机515的类型并没有特别地限制，并且可以使用诸如直列式发动机、V型发动机、卧式对置气缸发动机之类的各种常用类型的发动机。此外，汽油发动机和柴油发动机都可以用作发动机515。此外，可以使用利用其它气体作为其燃料的发动机。

尽管逆变器516设置在发动机515的左侧上，但是并不限制在那里，并且其可以设置在发动机515的右侧上或与发动机515共轴。

通道530连续地设置至引擎室520。通道530是用于容纳电动机517和518以及传动轴514的空间。

电动机517和518每个都是电动机/发电机，并用于可选地转换驱动力和电能。尽管在图7中设置了两个电动机517和518，但是可以仅设置一个电动机。此外，可以设置三个或更多的电动机。

变速箱(用于功率分流器等的行星齿轮)可以容纳在通道530中。变速箱布置在电动机518(M/G)和传动轴514之间。

车辆连接器500a和500b连接至电动机517和518。车辆连接器500a连接至电动机517。车辆连接器500b连接至电动机518。车辆连接器500a具有母线510a。母线510a从电动机517延伸至逆变器516，并连接逆变器516和电动机518。母线510a由板状金属构件形成，并且其一部分在通道530内延伸，而其余部分在引擎室520内延伸。

车辆连接器500b的母线510b连接至电动机518。母线510b在通道530内部从电动机518延伸至引擎室520。母线510b在引擎室520内部连接至由铜线形成的导线510c。导线510c连接逆变器516和母线510b。

从电动机518的输出经由传动轴514、差动齿轮513和轴512传输到后轮511b。尽管发动机515设置在车辆前侧上，但是发动机的位置不限于此位置，并且其可以设置在车辆中部。

图8是沿图7中的线VIII-VIII的剖视图。参考图8，底盘110的突出部分是通道530。通道530形成为突出的形状并且因此用于提高底盘的强度。电动机518设置在通道530内部。尽管未示出，但是用于供应电能至电动机518的连接器安装在通道530内部。此车辆连接器布置在电动机518和517与通道530的侧壁之间。

如上，FR型混合动力车辆中的电动机518设置在通道530内部，并且其安装空间受到极大地限制。由此，根据第一至第三实施例的电动机模块的结构也适合于应用到电动机518。

根据本发明的电动机模块可以共用到包含在混和动力车辆中的其它电动机以及包含在其它机动车、车辆、设备等中的电动机，它们都被构造成固定至一体地设置到发动机壳体的接线板并且因此外部电连接。

应当理解的是这里所公开的实施例都是说明性的并且在各个方面并非限制性的。本发明的范围由权利要求来限定，而不是以上的描述和示例，并且本发明意图包含在与权利要求等同的范围和意义内的任何修改和变化。

工业应用性

根据本发明的电动机模块可以应用到包含在混和动力车辆、机动车、车辆、设备等的电动机中，并且其构造成容纳在电动机壳体中。

Claims (5)

1.一种从外部接线(150)供有电能的电动机模块，包括：

已经经过涂漆处理的电动机绕组(116)；和

电连接柔性构件(140，140#)至所述外部接线的接线板(120)，所述柔性构件是导电性的并且其柔性高于所述电动机绕组，

所述接线板包括：

电连接内部导体(125)和所述外部接线的第一触头(124)，以及

电连接所述内部导体和所述柔性构件的第二触头(130)；其中

所述电动机绕组经由所述柔性构件连接至所述内部导体。

2.根据权利要求1所述的电动机模块，其中

所述柔性构件由编织线(140)形成。

3.根据权利要求1所述的电动机模块，其中

所述柔性构件由具有可弹性变形的部分(141)的板状导体(140#)形成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机模块，其中

所述第一触头(124)具有允许所述内部导体(125)和所述外部接线(150)在与电动机的转轴垂直的方向上互相配合的结构(108)，并且

所述电动机绕组(116)在所述电动机的转轴方向上安装到所述柔性构件。

5.根据权利要求4所述的电动机模块，其中

所述第二触头(130)具有：

安装到所述柔性构件(140，140#)的末端的板状端子(145)，和

将所述端子和所述内部导体(125)互相紧固并且因此将它们电连接的固定构件(135)，并且其中

所述端子在所述柔性构件形变使得所述端子沿所述垂直方向定位的状态下通过所述固定构件紧固至所述内部导体。

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