CN105337455B - 机电装置、车辆起动电机和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机电装置、车辆起动电机和车辆。所述机电装置具有用于连接工作电路的接线端子，所述接线端子中的至少一个接线端子上或其附近布置有加热元件，所述加热元件与所述至少一个接线端子之间保持电绝缘，并且所述加热元件在所述工作电路被导通后产生热量以使得所述至少一个接线端子的温度提升。本发明具有易于制造和装设、实用性强、安全性高并且成本低等优点。

Description

机电装置、车辆起动电机和车辆

技术领域

本发明涉及机电技术领域，尤其涉及一种机电装置、车辆起动电机以及安装了该车辆起动电机的车辆。

背景技术

在现代社会中，各种类型的机电设备已经获得了广泛应用，例如其中的诸如车辆起动电机等各类机电装置不仅能够为人们的日常生活和生产活动带来极大的便利，而且也创造出了巨大的效益，推动了社会进步。

然而，现有技术中的这些起动装置还存在着一些需要改进的不足之处。例如，当一些机电装置处于周围温度较低的工作环境下(例如低于0℃)时，在它们的某些接线端子上将会形成结冰，而这些固体冰冻物的存在将会严重影响到甚至彻底阻碍设备的正常起动，并且可能由此危及到人们的财产及人身安全。

为了消除这一问题，人们采取了一些应对措施。例如，通过改变机电装置中的开关内的材料来使其含水率下降，从而试图通过减少水分来阻止冰块凝结；或者，通过对接线端子的线束进行特殊处理，以此来保证线束温度不低于结冰要求。再比如，通过增设弹性触片而使其在受力变形下与结冰后的接线端子产生滑移摩擦，以此来铲除掉固体冰冻物。但是，采用现有技术中的这些方式存在着诸如改用材料成本较高、造成制造及装配工序繁复，并且致使材料变脆性能下降，采用机械摩擦除冰方式会导致部件受损而影响到使用寿命，线束特殊处理成本高且难以被用户接受等诸多弊端。

发明内容

有鉴于此，根据本发明的第一方面，它提供了一种机电装置，从而有效解决了现有技术中存在的上述问题和其他方面的问题。

根据本发明的机电装置具有用于连接工作电路的接线端子，其中所述接线端子中的至少一个接线端子上或其附近布置有加热元件，所述加热元件与所述至少一个接线端子之间保持电绝缘，并且所述加热元件在所述工作电路被导通后产生热量以使得所述至少一个接线端子的温度提升。

在上述的机电装置中，可选地，所述加热元件包括缠绕设在所述至少一个接线端子上的漆包线圈。

在上述的机电装置中，可选地，所述加热元件包括缠绕设在所述至少一个接线端子上的电线，并且在所述电线和所述至少一个接线端子之间布置有由电绝缘材料构成的电绝缘层。

在上述的机电装置中，可选地，所述加热元件包括环套设在所述至少一个接线端子上的加热片。

在上述的机电装置中，可选地，所述加热元件的电阻率被选择设置成能够在预设时间内产生至少部分地融化冻结在所述至少一个接线端子上的冰冻物的热量。

在上述的机电装置中，可选地，所述预设时间被设定为1秒。

在上述的机电装置中，可选地，所述机电装置沿着所述工作电路被导通后的电流方向依次设有第一接线端子、第二接线端子和第三接线端子，其中所述加热元件被布置在所述第一接线端子上或其附近，并且所述加热元件在所述工作电路中与所述第一接线端子、第二接线端子或第三接线端子串联连接、或者与所述第一接线端子、第二接线端子或第三接线端子并联连接。

另外，根据本发明的第二方面，它还提供了一种车辆起动电机，所述车辆起动电机采用了如以上任一项所述的机电装置。

在上述的车辆起动电机中，可选地，所述车辆起动电机通过开启外部的点火钥匙来导通所述工作电路，并且所述至少一个接线端子外伸穿过所述车辆起动电机的壳体，在所述壳体上设置有用于容纳所述加热元件的腔体。

此外，根据本发明的第三方面，它还提供了一种车辆，在所述车辆上设置有如以上任一项所述的车辆起动电机。

根据本发明的机电装置、车辆起动电机和车辆具有许多优点，这些优点包括例如易于制造和装设、实用性强、安全性高并且成本低等。采用本发明能够有效、快速地消除在低温环境下形成在机电装置的接线端子上的冰冻物，从而有力地保障了例如车辆起动电机等各类机电装置的安全可靠运行，因此可以显著提高它们的安全性能，及时消除安全隐患，更好地防止事故的发生。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的组成构造，而不必要依比例进行绘制。

图1是现有技术中一个典型的车辆起动电机的等效电路示意图。

图2是根据本发明的车辆起动电机一个实施例的等效电路示意图。

图3是根据本发明的车辆起动电机一个实施例的局部剖视示意图。

具体实施方式

需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的机电装置、车辆起动电机和车辆的结构、特点以及优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。

总体而言，根据本发明的设计思路，它提供了能够及时、有效地去除由于低温工作环境等各种原因而冻结在接线端子上的冰冻物的机电装置，其除冰处理过程非常方便、快捷并且安全可靠，从而可以有力保障机电装置的正常运行。这是通过将加热元件以电绝缘方式布置在那些有可能形成冰冻物的接线端子上、或者布置在上述接线端子的附近，这样的加热元件在工作电路被闭合导通后将会由于其电阻率的存在而产生热量，从而可以以热传导、热辐射等传热方式来向接线端子提供热能，由此能够提升这些接线端子的温度来促使冻结在其上的冰冻物融化和消除。

下面将通过图1、图2和图3所图示出的具体实例来更加详细地说明本发明，以便促使对其工作原理、组成布置、实施方式以及技术优势等方面更为清楚地理解。

首先，请对比参考图1和图2，其中图1是现有技术中一个典型的车辆起动电机的等效电路示意图，而图2是根据本发明的车辆起动电机一个实施例的等效电路示意图。

车辆起动电机作为一种机电装置，它被广泛应用到各种类型的车辆上用于实现车辆发动机的起动。在图1所示的车辆起动电机的等效电路示例中，该车辆起动电机1具有三个接线端子，即接线端子3、接线端子4和接线端子5。作为举例说明，上述接线端子中的接线端子3可能由于其向外暴露面积较大、与其相连的线束较长等原因，而容易在低温环境下在该接线端子3上形成冰冻物，这样的冰冻物即便是在点火钥匙6被开启形成了闭合工作电路(即具有电阻率R_BAT的电池或电池组2开始输出电流)后，通常也需要较长的时间来进行消融、或者根本无法将这些冰冻物去除，这是由于在接线端子3上形成的冰冻物无法导电，使得通过接线端子3的电路没有电流导通，因而无法提供热量来消融冰冻物；通常需要通过很多次开启点火钥匙6来闭合接线端子 3和接线端子4，以便借助于撞击接线端子3上的冰冻物来使其碎裂和消融，这可能需要经历30次或者更多次数的点火操作，但很多次点火操作并不被用户接受。因此，由于上述原因而导致了该车辆起动电机暂时工作失效，从而造成车辆发动机无法正常起动或者需要等待较长时间之后才能起动运行，严重影响到车辆的正常使用，并且形成了安全隐患。

再如图2所示，同样针对上述的结冰情况，在本发明所提供的车辆起动电机中，由于在接线端子3上(或者在该接线端子3的附近)特别布置有独立的加热元件7，并且将该加热元件7在工作电路中设置成例如与接线端子5串联连接，这样就可以在点火钥匙6被开启形成了闭合工作电路之后，通过电池或电池组2输出电流来使得加热元件7提供热量，进而经由热传导(或者热辐射等)传热方式将这些热量传递给接线端子3，从而使得接线端子3及时地升温而促使冻结在其上以及相应线束上的冰冻物被及时地消融去除掉。

在本发明中，可以根据实际应用需要来灵活地设计并提供上述的加热元件，以下就对此进行详细的说明。

举例来讲，可以通过在机电装置需要进行消融冰冻物的接线端子上缠绕漆包线，以此来形成漆包线圈，从而制成与接线端子电绝缘的加热元件，其制造装设过程非常简便且成本低廉。例如，在图3中仅以示意方式图示出的，接线端子3外伸穿过车辆起动电机的壳体9，由漆包线圈形成的加热元件7缠绕设置在接线端子3上，同时在车辆起动电机的壳体9上设置了腔体10用来容纳上述加热元件7。此外，根据具体应用场合，还可以在接线端子3和壳体9之间设置一个或多个垫片8，以便于将加热元件7的接入端和接出端连接到工作电路中。

又举例而言，可以采用在机电装置需要进行消融冰冻物的接线端子上先布置由电绝缘材料构成的电绝缘层，然后在电绝缘层上缠绕电线来形成所期望的加热元件，以便对冻结在接线端子上和/或其附近线束上的冰冻物进行消融处理。

再作为举例，还可以在机电装置需要进行消融冰冻物的接线端子上套设加热片，以此来形成所期望的加热元件，从而对冻结在接线端子上和/或其附近线束上的冰冻物进行消融处理。

此外，可以将本发明的机电装置中加热元件的电阻率选择设置成，其可在预设的时间内生成能够完全或者部分地融化被冻结在接线端子上的冰冻物的热量。根据具体的应用需求情况，上述预设的时间可以被设定成1秒，当然也可以是其他的任意合适数值，例如在车辆起动电机的示例中，可能期望的是将点火钥匙开启打火1次或2次之后，就可以将车辆起动电机的接线端子上的冰冻物快速地消融去除掉。下面就结合图2和图3示意图来给出一个举例说明。

首先，根据现有知识可知，冰冻物融化成水所需热量hs=335J/g。

再如图3所示，如果冻结在该接线端子3的冰冻物大致呈圆柱形状，并且其半径r=1.5mm，厚度h=0.5mm，那么该冰冻物的质量m=ρ*v=(π*r²*h)=0.0035g。

由此，融化掉该冰冻物所需要的热量H=hs*m=1.2J。

如图2所示，由于加热元件7在该示例中是与接线端子5串联连接，而在设定的时间t之内基于电流I和电阻率R所产生的热量E=I²*R*t，为了保证将冻结在接线端子3的冰冻物融化掉，就至少应当使得上述的两个热量E和H在数值上相等。

因此，当需要点火钥匙6在开启打火1秒、开启电流为30A的情况下，即产生上述的融化掉冰冻物所需要的1.2J热量，那么加热元件7的电阻率R=1.2/(30²*1)=1.3mΩ。

通过以上计算过程，即选择确定了加热元件7的电阻率，如此就能进一步确定诸如漆包线或电线的线圈材料、缠绕匝数、线圈直径等相应尺寸以及设置参数。

当然，以上情形仅是举例说明，需要指出的是在可选的情形下，本发明完全允许将加热元件与可能具有多个接线端子的机电装置中的任何一个接线端子在工作电路中并联连接，也允许将该加热元件在工作电路中被串接的任何一个接线端子附近，还允许在机电装置中的一个或多个接线端子上同时布置一种或多种形式的加热元件(例如，前述的线圈式或加热片式等)，因此参照本发明的设计思路是可以根据实际情况来非常灵活地选择确定并布置适合的加热元件。

应当理解，尽管以上给出了车辆起动电机的实例，但是本发明并不仅限于应用到此类车辆起动电机上，而是可将其应用到各种类型的机电装置上，例如装设在现有机电设备上的各类起动装置等，从而能够如所期望地那样快速、及时且安全可靠地消融去除掉由于工作环境温度较低到等原因而凝结在接线端子和/或其附近线束上的冰冻物。

与现有技术相比较，由于本发明具备如前所述的众多优点和技术优势，因此非常适合将本发明所提供的机电装置以及车辆起动电机投入广泛应用，尤其是将它们投入到北方的高寒区域进行使用。例如，将本发明的车辆起动电机安装在车辆上后，即便是遇到车辆起动电机的接线端子和/或其附近线束被冻结的情况，车辆驾驶人员也能够一如正常操作那样在很短的时间内消融去除这些冰冻物，从而实现车辆发动机的及时、快速起动，由此不仅有效提升了驾乘人员的车辆使用感受，而且也显著增强了车辆的安全使用性能。

以上仅以举例方式来详细阐明本发明的机电装置、车辆起动电机和车辆，这些个例仅供说明本发明的原理及其实施例之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。

Claims (8)

1.一种车辆起动电机，其包括具有用于连接工作电路的接线端子的机电装置，所述接线端子中的至少一个接线端子上或其附近布置有加热元件，所述加热元件与所述至少一个接线端子之间保持电绝缘，并且所述加热元件在所述工作电路被导通后产生热量以使得所述至少一个接线端子的温度提升，其特征在于，所述机电装置沿着所述工作电路被导通后的电流方向依次设有第一接线端子、第二接线端子和第三接线端子，其中所述加热元件被布置在所述第一接线端子上或其附近，并且所述加热元件在所述工作电路中与所述第一接线端子、第二接线端子或第三接线端子串联连接，或者与所述第一接线端子、第二接线端子或第三接线端子并联连接。

2.根据权利要求1所述的车辆起动电机，其特征在于，所述加热元件包括缠绕设在所述至少一个接线端子上的漆包线圈。

3.根据权利要求1所述的车辆起动电机，其特征在于，所述加热元件包括缠绕设在所述至少一个接线端子上的电线，并且在所述电线和所述至少一个接线端子之间布置有由电绝缘材料构成的电绝缘层。

4.根据权利要求1所述的车辆起动电机，其特征在于，所述加热元件包括环套设在所述至少一个接线端子上的加热片。

5.根据权利要求1所述的车辆起动电机，其特征在于，所述加热元件的电阻率被选择设置成能够在预设时间内产生至少部分地融化冻结在所述至少一个接线端子上的冰冻物的热量。

6.根据权利要求5所述的车辆起动电机，其特征在于，所述预设时间被设定为1秒。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的车辆起动电机，其特征在于，所述车辆起动电机通过开启外部的点火钥匙来导通所述工作电路，并且所述至少一个接线端子外伸穿过所述车辆起动电机的壳体，在所述壳体上设置有用于容纳所述加热元件的腔体。

8.一种车辆，其特征在于，所述车辆上设置有如权利要求1-7中任一项所述的车辆起动电机。

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