CN103620882B - 电联接电动压缩机的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压缩机（9），包括：马达舱（20），其容纳驱动压缩机构（3）的电马达(2)；和控制舱（10），其容纳用于控制马达（2）的装置（1），舱（10、20）通过壁（4）分开；连接装置（1）和马达（2）的电联接装置（5），包括：i）用于装置（1）的至少一个连接终端（6）；和ii）用于马达（2）的连接单元（7）。装置（5）包括至少一个电隔离构件（8），其可移除地安装在单元（7）上，且布置在壁（4）和块（7）之间。

Description

电联接电动压缩机的装置

技术领域

本发明的技术领域是机动车辆车载流体冷却剂回路中的压缩机的领域。

背景技术

通常使用压缩机使冷却剂流体在空调回路内循环。在配备有内燃发动机的车辆中，这种压缩机是机械的，因为其由带轮旋转地驱动，所述带轮通过传动带连接到内燃发动机。

由于用来为配备有内燃发动机的车辆提供动力的化石燃料的缺乏，混合动力车辆（即具有联接到电马达的内燃发动机的车辆）或纯电动车辆（即完全由电马达驱动的车辆）的数量增加。

因此，通常由内燃发动机提供的机械能更少地可获得，或在纯电动车辆中完全不可获得。

然而，用于推进车辆的电马达的使用和内燃发动机的使用之间的转变不是瞬时的。事实上，具体的车型可以以配备有内燃发动机和机械压缩机的版本出售，以及以配备有要求使用电动压缩机的电马达的版本出售。

这两类压缩机基于要求使用不同的润滑剂的不同的技术。事实上，电动压缩机中高电势的存在要求使用电介质润滑剂，其相比于机械压缩机中使用的传统润滑剂具有更好的电绝缘性质。

除了电介质润滑剂比用于机械压缩机的传统润滑剂更贵之外，该情况还要求机动车辆制造商处理车辆生产线上的两种润滑剂。两种润滑剂的这种使用特别难以执行，并增加生产线上出错的风险。

发明内容

为了克服该缺陷，申请人提出一种电动压缩机，其适于使用习惯上用于机械压缩机的传统润滑剂（非电介质的）。这与公知常识不同，所述公知常识认为，考虑到传统润滑剂的电隔离性质与电介质润滑剂相比不那么有效，传统润滑剂在其性质上不适用于电动压缩机。

就此，本发明涉及一种压缩机，其包括马达舱、控制舱和电连接装置，所述马达舱容纳驱动压缩机构的电马达，所述控制舱容纳电马达的控制装置，马达舱和控制舱通过壁分开，所述电连接装置连接控制装置和电马达，电连接装置包括控制装置的至少一个连接终端，该连接终端穿过壁组装并伸入电马达舱，电连接装置还包括电马达的连接块，其组装在马达舱中并布置为与所述连接终端可移除地协作，压缩机中的电连接装置包括至少一个电隔离元件，所述电隔离元件可移除地组装在连接块上且布置在壁和连接块之间。

电隔离元件，也称为隔离盖，有利地使得壁、连接块的电元件之间的距离增大，所述壁的电势接地，所述连接块的电元件具有高电势。由此，即使马达舱的壁覆盖有润滑剂，由于所述元件补偿润滑剂中没有电隔离，在壁和电元件之间形成电弧的风险也很低。通过阻止润滑剂渗入连接块，隔离盖还执行密封功能。

而且，电连接块可在没有电隔离元件的情况下使用，电隔离元件有利地可从连接块移除。这有利地允许使用传统的价格低廉的连接块。

优选地，连接块包括本体，本体包含至少一个电连接元件，该电连接元件适于与连接终端协作。

连接块的本体有利地允许连接元件精确地定位在连接块中，以有助于与连接终端的电连接。

还优选地，当本体具有至少一个开口时，电隔离元件被组装在连接块上，以便闭合所述开口。

所述元件有利地使得可以闭合本体的开口（一个或多个），所述开口是组装连接元件或制造本体（例如如果其通过注塑模制而成）所需要的。这种闭合使得可以通过增大壁（零电势）与连接块的连接元件（高电势）之间的距离而增大电隔离。

优选地，当电隔离元件包括置于壁和连接块的本体之间的接口分隔件时，所述接口分隔件包括至少一个通口，连接终端伸入所述通口中。

连接块的本体在单个壁上包括用于插入终端的开口和用于组装连接元件的开口。元件的接口分隔件有利地使得可以闭合组装开口，同时允许连接终端插入。换句话说，通过闭合到连接块至连接终端的电连接件的所有不必要的开口，阻止了电弧的发生。

该接口分隔件优选是弹性的，以使其能够组装在连接块的本体上。该接口分隔件有利地在被组装在连接块上时弹性变形。一旦处于组装位置，则接口分隔件抵靠连接块的本体变平坦，所述连接块的本体限制总体大小。

根据本发明的一个方面，当连接块包括至少一个将电连接元件电连接到马达的连接电缆时，电隔离元件包括引导套筒，所述电缆组装在该引导套筒中。引导套筒有利地使得可以电隔离电连接元件与其连接电缆之间的连结。

优选地，由于连接块包括敞开的后部部分，将电连接元件电连接到马达的连接电缆从所述后部部分引出，因此电隔离元件包括后部分隔件，其布置为闭合连接块的后部部分。有利地，后部分隔件改善了电连接元件与壁之间的电隔离。

还优选地，电隔离元件的后部分隔件具有与连接块的后部部分互补的形状。有利地，后部分隔件与后部部分互补，以使得元件可以精确地定位在连接块上，并通过组装在本体中的连接元件限制电弧的发生。优选地，引导套筒从侧部分隔件形成。

还优选地，当连接块包括与其后部部分相对的前部部分时，该前部部分具有至少一个前部开口，电隔离元件包括闭合所述前部开口的前部分隔件。

在连接块的制造期间形成的连接块的前部开口由此被闭合，以阻止经由所述前部开口发生电弧。

根据本发明的一个方面，电隔离元件由塑料制成，且优选地为单件的元件。这样的电隔离元件制造价廉，且由于其是单件的元件而可以在几个步骤内被组装。

根据本发明的另一方面，电隔离元件包括锁定器件，其布置为实现电隔离元件在连接块上的组装和拆卸。该锁定器件有利地有助于电隔离元件的人工组装和拆卸。

优选地，连接器件是销的形式。这样的销制造简单，且使得隔离元件能够有效地附接到连接块。

根据本发明的一个方面，控制装置的连接终端包括密封环，其首先阻止液体进入连接块，其次增大控制装置与连接块之间的隔离距离。

附图说明

从以下仅通过示例并参考附图给出的描述，可更好地理解本发明，在附图中：

图1是根据本发明的电动压缩机的示意图；

图2是压缩机的连接终端和连接块之间的电连接件的示意图；

图3是从不同角度显示连接到压缩机的连接终端的连接块的示意截面图；

图4是与电隔离盖组装在一起的连接块的透视图；

图5是不具有盖的图4中的连接块的俯视图；

图6A是不具有盖的图4中的连接块的后视图；

图6B是不具有盖的图4中的连接块的前视图；

图7A是不具有连接块的图4中的盖的前视图；

图7B是不具有连接块的图4中的盖的前视图；

图8A-8F显示了连接块与隔离盖的组装步骤；

图9是压缩机的连接终端和连接块之间的电连接件的示意截面图，其显示了电隔离距离；

图10是连接到压缩机连接终端的连接块的前视示意性截面图，所述连接终端具有密封环；和

图11是连接到图10中的压缩机的连接终端的连接块的侧视截面图。

应注意到，附图详细地显示了本发明，以使得本发明能够被执行，在适当的情况下，这些附图自然可用于更好地限定本发明。

具体实施方式

图1是根据本发明的电动压缩机9及其主要部件的示意图。压缩机9是电动压缩机，因为其并入电马达2，所述电马达2驱动压缩机构3。电马达2包括定子和转子，所述转子刚性地到驱动轴，所述驱动轴沿图1中所示的轴线U纵向延伸。压缩机构3包括固定部分和可动部分，可动部分通过电马达2的轴旋转。压缩机构3可以是涡旋机构、旋转叶片或往复运动机构，这些例子仅出于说明的目的而给出，不限制本发明的范围。

压缩机9还包括电马达2的控制回路1。该控制回路1尤其是变换器，所述变换器将来自车辆的直流电流转换为给电马达2供电的正弦电流。

压缩机9通过壳体与外部环境分开。该壳体是中空圆形的铝或铝合金部分，具有界定内部容纳空间的周边壁。在该例子中，这样的壳体具有至少三个舱，其形式为形成在壳体内部的腔体或承座，控制装置1、电马达2和压缩机构3分别组装在所述舱中，如图1中所示。这些舱是通过至少一个壁彼此分开的不同的容纳空间。这些舱可通过形成壳体的单个周边部分界定，或例如，通过用于组装在一起形成压缩机9的每一个舱的不同子壳体界定。

在该例子中，压缩机9包括主壳体，该主壳体形成包含电马达2的马达舱20，该马达舱的第一末端连接到形成包含控制装置1的控制舱10的壳体，该马达舱的第二末端（相对于电马达2对着第一末端）连接到形成容纳压缩机构3的压缩舱30的壳体。换句话说，马达舱20置于控制舱10和压缩舱30之间。

在操作中，流体或冷却剂流体与润滑剂的混合物进入马达舱20并在电马达2的周围和内部流动。冷却剂流体是亚临界流体，比如R704a，但其可以是超临界冷却剂流体，比如二氧化碳，被称为R244。润滑剂例如是聚(亚烷基)二醇化合物（polyalkylene glycol compound）。

流体在马达舱20中流动，随后在容纳压缩机构3的压缩舱30中流动。压缩机构3增加压缩机9的热力学操作所需要的冷却剂流体的压力和温度。

马达舱20通过壁4从控制舱10分开，所述壁4阻止流体穿入控制舱10。因此，马达舱20中的流体不在控制舱10中流动，以保护控制装置1，所述控制装置1包括具有高电势的元件。

重申的是，控制装置1将电能供应到电马达2。由于这些部件在两个不同舱中，控制装置1需要电连接到电马达2。为此，电连接装置5设置在马达舱20和控制舱10之间的接口处。连接装置5包括控制装置1的多个连接终端6，所述连接终端连接到电马达2的连接块7。在该例子中，存在三个连接终端6，且它们分别位于连接块7的三个开口74中。

参考图2，每个终端6包括置于壁4的孔中的导电杆61，杆61的末端分别伸入到控制舱10和马达舱20中。在该例子中，连接终端6基本平行于马达2的轴线U延伸。为了阻止导电杆61和壁4的材料之间发生电弧，每个导电杆61置于隔离盖62中，优选地为陶瓷，所述隔离盖固接到壁4。每个终端6的盖62可例如设在壁4上，且由陶瓷制成。

在该例子中，连接块7是传统的连接块，例如由TYCO ELECTRONICS工业制造的那些。按照已知方式，连接块7包括平行六面体的塑料本体71，所述本体长度方向沿方向X延伸，宽度方向沿方向Y延伸，且向上沿方向Z延伸，如图4和5所示。连接块7还包括连接元件72，所述连接元件置于本体71的内部容纳空间中，且连接元件72通过电缆73电连接到马达2，如图3中所示。连接块7可从组装在壁4中的连接终端6移除，以使得压缩机9能够以模块化的方式组装。

下文中使用的术语“后”和“前”相对于轴线X被限定，所述轴线X在图4和5中从后向前取向。同理，术语“底部”和“顶部”相对于轴线Y被限定，所述轴线Y在图4和5中从底部向顶部取向。

如图5所示，连接块7的本体71的后部部分倾斜，使得其后部末端处的宽度小于中心处的宽度。如图6A中所示，连接块7的本体71的后部面F1是敞开的，以实现三个连接元件72的插入。这些连接元件72是本领域技术人员已知的，下文不做进一步详述。连接块7的本体71的前部面F2包括多个开口76，所述开口76在模制连接块7的本体71时使用，如图6B所示。

参考图5，为了实现终端6到连接元件72的连接，本体的顶部面F3包括大直径连接开口74（大约3mm，优选为3.7mm）和小直径组装开口75（大约2mm），以实现本体71的连接元件72的组装/拆卸。

考虑到连接块7的本体71中形成的全部开口，存在多个路径，电弧可通过所述路径发生在壁4（具有零电势）和连接装置5的高电势电元件之间。

为了增大连接装置（5）的电绝缘性，本发明提出，将电隔离元件（8）可移除地设置在连接块（7）上，在壁（4）和连接块（7）之间。

在该例子中，电隔离元件8是盖8。当然，电隔离元件8可采取不同形式，比如绝缘块等。为了简明，余下的描述中仅使用术语“盖”。

参考图4，隔离盖8主要包括接口分隔件81、后部分隔件83、和前部分隔件82，所述接口分隔件置于壁4和连接块7之间，覆盖本体71的顶部面F3，所述后部分隔件83布置为闭合本体71的后部面F1，所述前部分隔件82闭合本体71的前部部分的前部开口76。在该例子中，隔离盖8是单件元件，设计为在被组装时弹性变形，隔离盖8随后通过弹簧效应而被保持在连接块7上。具体地，接口分隔件81是弹性的，使得其可以在被组装在连接块7的本体上时变形，由此采用连接块7的本体71的形状。

接口分隔件81是平的，并沿平面（X，Y）延伸。仅通口85形成在分隔件81上，以与本体71的连接开口74相对应。由此，接口分隔件81使得可以闭合本体71的顶部面F3的组装开口75，并阻止电弧发生。通口85的直径基本等于连接终端6的隔离帽62的直径以实现有效锁定，这首先增大连接件5的电隔离，其次阻止液体经由连接开口74进入连接块7的本体71。

举例来说，图9使用实线指示可发生在壁4和连接块7（不具有隔离盖8）之间的电弧C1的可能路径。如该图所示，电弧C1可经由组装开口75而发生在连接元件72和壁4之间。隔离盖8通过闭合这样的组装开口75阻止这种电弧的发生。

另外，图9使用虚线指示可发生在壁4和连接块7（具有隔离盖8）之间的电弧C2的可能路径。该电弧C2必须首先绕过隔离帽62，其次绕过盖8的接口分隔件81和前部分隔件82，以经由连接开口74而连结连接元件72和壁4。这样的路径C2很长，并确保有效的电隔离，阻止任何电弧的发生。如果隔离盖8围绕陶瓷隔离帽62，如图3所示，则这样的隔离盖8还阻止导电杆61之间发生电弧。

参考图7A，盖8的前部分隔件82是平坦的且在正交于接口分隔件81的平面（Y，Z）中延伸。为了加强前部分隔件82与接口分隔件81之间的结构连结，隔离盖8还包括三角形侧部分隔件87，其在平面（X，Z）中延伸。前部分隔件82闭合本体71的前部面F3的开口76，由此防止从前部开口76发生电弧。

盖8的后部分隔件83的形状与本体71的倾斜的后部部分（见图5）互补，以实现连接块7与其盖8之间的最优协作。为此目的，后部分隔件83包括平行于平面（X，Y）延伸的组装凸块86，其布置为与连接块7的后部部分协作。

参考图7A和7B，盖8的后部分隔件83首先闭合连接块的后表面F1，其次实现连接到组装在本体71中的连接元件72的连接电缆73的通路。为此目的，后部分隔件83包括引导套筒84，其沿轴线X延伸，并包括三个通道，以分别引导连结三个连接元件72的三个连接电缆73。

换句话说，盖具有总体的U形形状，其中U的基部对应于接口分隔件81，而U的分支对应于前部分隔件82和后部分隔件83。

优选地，隔离盖8包括锁定器件88，锁定器件设计为使得盖8在连接块7上的组装和拆卸。参考图7B，锁定器件是销88的形式，所述销从前部分隔件82形成，并朝向盖8的内部伸出。由于其形状，销88可通过利用接口分隔件81的柔性而附接到连接块7。如下文所述，销88与柔性接口分隔件81的结合有助于盖8组装在连接块7上。

下面参考图8A-F详细描述了用于将盖8组装在连接块7上的方法。由此，在图8A中，连接电缆73首先从后方插入到盖8的引导套筒84的通道内。连接电缆73的自由终端随后电连接到连接元件72，如图8B所示。连接元件72随后从后部面F1插入到本体71，并定位为与本体71的顶部面F3的连接开口75相对（图8C）。

一旦连接元件72已经置于本体71上，则通过朝向后部拉动连接电缆73而将连接块7插入到盖8，从而使得本体71的后部部分与盖8的后部分隔件83协作，如图8D中所示。在该位置，盖8的前部部分82的销88阻止盖8与连接块7的协作。为了完成组装，参考图8E，盖8的接口分隔件81被弯曲（见箭头D），使得连接块7避开销88并使得本体71的顶部面F3能够与接口分隔件81接触。使用接口分隔件81的柔性使得可以定位销88以承载抵靠连接块7，由此将其锁定在位。这样的组装方法易于实施。

为了去除盖8，操作者可以简单地朝向盖8的外部拉动分隔件82，以弯曲盖8并释放销88。连接块7可随后简单地被从盖8拉出。

最后，仅连接块7的连接开口75可见，其他开口被隔离盖8闭合。这有利地增加了电连接件的电隔离，同时仅稍稍增大了连接装置5的尺寸。事实上，盖8有利地形成围绕连接块7的薄隔离层。

当进行电连接时，连接块7（隔离盖8组装在其上）通过将连接终端6的导电杆61插入到本体71的开口75（经由盖8的孔85）而被连接到连接终端6，以与连接元件72接触。

在具体实施例中，参考图10和11，密封环91在马达舱20中置于每个伸出的连接杆61上，以便承载抵靠所述连接终端6的陶瓷帽62。在使用位置中，密封环91在横向于连接终端6延伸所沿的轴线的平面中延伸，如图10和11所示。这样的密封环91，优选地为环形，通过阻止任何液体经由连接开口74进入连接块7而改善了连接杆61与连接块7之间的连结的密封。

另外，考虑到其厚度，密封环91一来提高了壁4和连接块7之间的隔离距离，二来提高了两个连接杆61之间的隔离距离。在该例子中，每个密封环91由橡胶制成，尽管当然可以使用与压缩机的环境相容的任何其他弹性材料（HNBR等）。

Claims (14)

1.一种压缩机(9)，其包括：

马达舱(20)，容纳驱动压缩机构(3)的电马达(2)，

控制舱(10)，容纳电马达(2)的控制装置(1)，马达舱(20)和控制舱(10)通过壁(4)分开，

电连接装置(5)，连接控制装置(1)和电马达(2)，该电连接装置(5)包括：

i.控制装置(1)的至少一个连接终端(6)，所述连接终端穿过壁(4)组装并伸入到马达舱(20)中，和

ii.电马达(2)的连接块(7)，组装在马达舱(20)中，且布置为与所述连接终端(6)可移除地协作，

其特征在于，电连接装置(5)包括至少一个电隔离元件(8)，所述电隔离元件可移除地组装在连接块(7)上，且布置在壁(4)和连接块(7)之间；

其中，连接块(7)包括本体(71)，所述本体容纳至少一个电连接元件(72)，所述电连接元件(72)适于与连接终端(6)协作。

2.如权利要求1所述的压缩机，其中，当本体(71)具有至少一个开口(75、76、F1)时，电隔离元件(8)组装在连接块(7)上，以闭合所述开口(75、76、F1)。

3.如权利要求1或2所述的压缩机，其中，当电隔离元件(8)包括设置在壁(4)和连接块(7)的本体(71)之间的接口分隔件(81)时，所述接口分隔件(81)包括至少一个通口(85)，连接终端(6)伸入到该通口(85)内。

4.如权利要求3所述的压缩机，其中，接口分隔件(81)是弹性的，以使其能够组装在连接块(7)的本体(71)上。

5.如权利要求1或2所述的压缩机，其中，当连接块(7)包括至少一个将电连接元件(72)电连接到马达(2)的连接电缆(73)时，电隔离元件(8)包括引导套筒(84)，所述电缆(73)组装在所述引导套筒(84)中。

6.如权利要求5所述的压缩机，其中，由于连接块(7)包括敞开的后部部分，将电连接元件(72)电连接到马达(2)的连接电缆(73)从所述后部部分引出，因此电隔离元件(8)包括后部分隔件(83)，所述后部分隔件布置为闭合连接块(7)的后部部分。

7.如权利要求6所述的压缩机，其中，电隔离元件(8)的后部分隔件(83)具有与连接块(7)的后部部分互补的形状。

8.如权利要求6所述的压缩机，其中，引导套筒(84)由所述后部分隔件(83)形成。

9.如权利要求6所述的压缩机，其中，当连接块(7)包括与其后部部分相对的前部部分(F2)时，前部部分(F2)具有至少一个前部开口(76)，电隔离元件(8)包括闭合所述前部开口(76)的前部分隔件(82)。

10.如权利要求1或2所述的压缩机，其中，电隔离元件(8)由塑料制成。

11.如权利要求1或2所述的压缩机，其中，电隔离元件(8)包括锁定器件(88)，所述锁定器件布置为实现电隔离元件(8)在连接块(7)上的组装和拆卸。

12.如权利要求1或2所述的压缩机，其中，锁定器件(88)为销的形式。

13.如权利要求1或2所述的压缩机，其中，控制装置(1)的连接终端(6)包括密封环(91)。

14.如权利要求10所述的压缩机，其中，电隔离元件(8)为单件元件。