CN105656222B - 悬臂式定子 - Google Patents

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Abstract

一种电动机，包括：壳体，具有第一转子轴承和定子支撑表面；悬臂式定子，其包括分层堆叠，所述分层堆叠的第一侧邻接所述定子支撑表面，并且所述分层堆叠的第二侧邻接具有第二转子轴承的定子端罩，其中所述悬臂式定子通过将所述定子端罩附接到壳体的连杆被保持；以及在悬臂式定子中的转子，所述转子由第一和第二转子轴承保持。

Description

悬臂式定子
技术领域
本公开的实施方式涉及电动机领域。
背景技术
电动机和其他电驱动单元被用于各种场合。例如，一些车辆具有用于推动车辆的一个或多个电动机。这种电动机可以是车辆的唯一牵引模式，如在纯电动车辆中，或它/它们可以与另一个牵引模式组合使用，如在混合动力车辆中。在一些车辆中，独立的电动机被用于驱动相应的前和后轴。
电动机具有转子和定子，其中定子可以包含在也包围齿轮箱以及在某些情况下的其它部件的壳体的一部分内。制造这种电动机的方法可以包括将定子和壳体部件(如铸铝部件)紧密配合在一起的步骤。为了将定子组装到壳体内的适当位置，可能需要加热铸型壳体，使得它的尺寸增加，并且此后相对快速地插入定子部件。此后，随着壳体冷却的收缩形成部件之间的紧密配合。
发明内容
在第一方面，电动机包括：壳体，具有第一转子轴承和定子支撑表面；悬臂式定子，其包括分层堆叠，所述分层堆叠的第一侧邻接所述定子支撑表面，并且所述分层堆叠的第二侧邻接具有第二转子轴承的定子端罩，其中所述悬臂式定子通过将所述定子端罩附接到壳体的连杆被保持；以及在悬臂式定子中的转子，所述转子由第一和第二转子轴承保持。
实施方式可以包括以下任一或所有特征。悬臂式定子由至少一个销定位，所述销的第一端延伸到所述分层堆叠的第一和第二侧中的一个中，并且所述销的第二端延伸到所述定子支撑表面和所述定子端罩中的对应的一个中。所述销的第一端延伸到孔中，该孔被冲压至所述分层堆叠的至少外分层中。悬臂式定子由在所述分层堆叠的第一和第二侧中的每个侧处的多个销定位。所述连杆均匀地在定子端罩的周围定位。所述连杆穿过定子端罩中的开口，沿所述悬臂式定子的外表面延伸，并在所述定子支撑表面处附接到所述壳体。所述壳体和所述定子端罩是浇铸件。电动机还包括覆盖定子端罩、连杆和悬臂式定子的桶体，该桶体附接到壳体。电动机还包括在桶体上的加固支柱。桶体基本上是圆柱形的，并且其中所述加固支柱包括在桶体的底表面或侧表面上的至少第一对交叉加固支柱。加固支柱还包括在桶体的底表面或侧表面中的另一个表面上的至少第二对交叉加固支柱。桶体被配置为反抗由电动机产生的转矩。
在第二方面，电动机包括：具有定子支撑表面的壳体；悬臂式定子；用于将所述悬臂式定子保持到定子支撑表面上的装置；以及在悬臂式定子中的转子。
在第三个方面，一种组装电动机的方法，包括：将悬臂式定子和壳体相对于彼此定位，以使悬臂式定子的分层堆叠的第一侧邻接壳体上的定子支撑表面；在悬臂式定子内放置转子，以使转子由所述壳体中的至少第一转子轴承保持；抵靠分层堆叠的第二侧放置定子端罩，所述转子由定子端罩上的至少第二转子轴承保持；以及使用连杆将所述定子端罩附接到壳体，由此保持悬臂式定子。
实施方式可以包括以下任一或所有特征。该方法还包括使用至少一个销相对于壳体定位所述悬臂式定子。将定子端罩附接到壳体包括将连杆穿过定子端罩中的开口，使得连杆沿悬臂式定子的外表面延伸，并且在所述定子支撑表面处将所述连杆附接到所述壳体。
附图说明
图1示出了具有带有桶盖的悬臂式定子的电动机的示例。
图2示出了没有图1中的桶盖的悬臂式定子电动机的示例。
图3示出了图2的电动机的局部分解图。
图4示出了图2的电动机的侧视图。
图5示出了图4中的电动机的透视图。
图6示出了移除了定子端罩的图5中的电动机的示例。
图7是组装电动机的方法的示例。
具体实施方式
本文档描述了电动机的示例，其被配置为具有悬臂式定子，其通过纽带附接至壳体。这样的设计可以促进方便的制造工艺，其中壳体和定子部件的组装被简化了，而允许如果有必要的零件的调整或重新组装。
图1示出具有带有桶盖102的悬臂式定子的电动机100的示例。在该图示中，悬臂式定子在桶盖102的下面，并且电动机还具有壳体104，其包括为简单起见没有被明确示出的各种部件。在一些实施方式中，齿轮箱，功率逆变器，电接触器，冷却系统和电动机控制电路位于壳体的内部或外部，如适用的话。
桶盖102可以服务于电动机一个或多个目的。在一些实施方式中，盖在定子上或其附近隔离或以其它方式屏蔽冷却系统。例如，冷却系统使冷却剂(例如，油或空气)在定子周围循环，然后盖可以帮助将冷却剂引导到定子表面上和收集从定子流失的液体。在一些实施方式中，盖反抗(react)电动机产生的转矩。例如，桶盖具有一个或多个附件106，用于将桶体的端部固定到框架或其它车辆部件，并且随后转矩通过盖被反抗返回到壳体104中。
桶盖102可以有一个或多个加固支柱108。一个或多个支柱可放置在盖的外部或内部，或者两者均有。支柱可以形成为制造桶体的一部分(例如，模制或铸造工艺)，或者可以之后被附接(例如，通过焊接)。盖和支柱可以由任意足够强度的材料制成，如金属(例如，铝)。在一些实施方式中，一个或多个交叉加固支柱110被使用。盖可以具有在其底部或侧表面上的交叉加强支柱，或者两者均有。
桶盖102通过任何合适的技术附接到壳体104。在一些实施方式中，匹配附件设置为邻近这些当盖被附接时邻接的相应部件的边缘。例如，一个或多个螺栓112可以被使用。
图2示出图1的电动机100的示例，没有桶盖。即，现在看到的是，电动机具有通过多个连杆202的方式附接到壳体104的定子端罩200，从而相对于壳体保持悬臂式定子204的位置。即，附着到壳体的定子端罩与连杆提供一种结构增强件，用于将定子固定到壳体。
定子端罩和壳体可以用合适的技术来制造。在一些实施方式中，这些部件中的任一个或者二者由铝或其它金属铸造。例如，铸件可以随后被加工以在其中提供某些特征。定子本身可以以任何合适的方式制造，例如通过将多个层压层冲压成期望的形状，然后堆叠层压层，从而形成一个定子本体。为简单起见各个分层未在此图示出。
图3示出了图2的电动机100的局部分解图。也就是说，壳体104，定子204，定子端罩200和连杆202(在此情况下，六个杆)被彼此分离地示出。在这里，定子具有分层堆叠300，在其任一端有定子端罩302。具体地，分层堆叠形成面对壳体104的第一侧表面304(这里被遮挡)和面向定子端罩200的第二侧表面306。
在组装中，第一侧表面304将被带到邻接于在壳体104上的定子支撑表面308。这里，该表面308是平坦的，并具有对应于所述定子的大致圆形形状。由表面308限定的开口足够大以允许在定子一侧上的端环(endturn)302稍微延伸到壳体的内部(即，穿过表面308)。
类似地，第二侧表面306在组装中将被带到邻接于定子端罩200。因此，定子端罩的边缘同样可以是平面的，并且具有对应于定子的大致圆形的形状，尽管它的整体形状可以不同于表面308的。所述定子端罩具有面向定子的中空内部，由此允许在定子的一侧上的端环302稍微延伸进入端罩。即，连杆可在某种意义上起到使用端罩固定住定子204的作用，从而将定子保持到定子支撑表面上。
在本示例中，用于连杆202的附件均匀定位在所述定子端罩200的圆周周围，同样地在壳体104的邻接定子的部分处。在一些实施方式中，定子端罩具有对应于各个连杆形成在其上的开口310。例如，每个连杆通过穿过开口中相应的一个，以使连杆沿所述定子的外表面延伸(例如，分层堆叠300)。在一些实施方式中，该连杆的一端附接在壳体处。用于附接的任何合适的技术都可以使用，包括，但不限于，在表面308上的开口312中使用螺纹。连杆由具有足够的强度的材料(例如，钢)支撑。
在这里示出的壳体104在其内部具有轴承314。在电动机被组装时，轴承被定位以保持转子轴的一端(未示出)。转子轴的另一端将通过定子端罩200中相应的(虽然不一定相同)轴承保持，例如，如下面将讨论的。即，由转子轴承载的转子(未示出)将由此通过在所述轴的每一端处的转子轴承被保持在定子204内的位置处。
图4是图2的电动机100的侧视图。电动机这里示出为具有通过定子端罩200抵靠壳体104被保持的定子204，所述壳体进一步具有附接到其的另一壳体400。例如，壳体104和壳体400一起形成内部空间，其中，放置电动机的齿轮箱。一种电力电子模块402(例如，逆变器)在这里安装到壳体400。例如，模块402用于将直流电转换成交流电以驱动电动机。
图5是图4的电动机100的透视图。该图显示具有定子端罩200、定子204、壳体104、壳体400以及电力电子模块402的电动机。壳体104和/或壳体400可以被配置为具有附接至其的一个或多个车轮轴。在一些实施方式中，半轴(未示出)穿过在壳体中的开口500连接到齿轮箱。类似地，壳体400可在另一侧上为相应的半轴提供对应的开口。例如，差动可以设置在两个这样的半轴的中间，每根轴驱动车轴之一的一个车轮。
另外，定子端罩200被示为具有转子轴承502，其保持转子轴504。也就是说，这里由端罩保持的轴承为转子提供了轴的旋转悬架的一侧。
图6示出了移除定子端罩200的图5中的电动机100的示例。也就是说，在这里看到转子轴504具有在定子204内在其上安装的转子600。还示出在分层堆叠300中形成的孔602。这里孔602与在端罩上的销604一起使用；相应的销606(以虚线示出)与在所述定子支撑表面中的相应的孔相互作用。该孔和销用于定子204、定子端罩和壳体104相对于彼此定位和定向。例如，销604可以首先被部分地插入到端罩中的相应的开口中，使得组装时延伸销部被插入到开口602中。类似地，销606可以首先部分地插入到分层堆叠的另一侧上的相应的开口中，使得组装时延伸销部被插入到定子支撑表面308中的开口中。在一些实施方式中，电动机在定子的圆周上有一个以上的孔602，其有对应的销，其产生在定子和每个端罩与外壳之间的对准。例如，两个或更多个孔可以在定子周围等间隔放置。
孔和销可使用任何合适的技术来制造。在一些实施方式中，当其被制造时孔602被冲压至层压层中。例如，所有的层压层可具有冲压在它们圆周上的相同位置的孔，从而在层压层被布置成堆叠(本示例示出在图中)时产生通道。作为另一个示例，只有堆叠中的最外层压层中的一个或多个可以具有冲压至它/它们的孔。销可由具有足够强度的任何材料制成，如钢。
图7是组装电动机的方法700的示例。可以在任何的各种情况下，如在电动机的原始制造或随后的修复或重建现有电动机时，执行该方法。如上所述的一些示例(图1-6)将用于说明，但也可以对于其它类型的电动机执行该方法。步骤可以手动执行(即，由一个人)或用机器人，或者它们的组合。步骤可以以不同的顺序执行，除非另有说明或表示。
在710，定位悬臂式定子。例如，悬臂式定子204和壳体104可被带入彼此相对的位置，使得悬臂式定子的分层堆叠的第一侧表面304靠近定子支撑表面308。
在720，一个或多个销和一个或多个孔被相互匹配。例如，从定子伸出的销606可被插入到在定子支撑表面308处的孔。
在730，放置转子。例如，转子600可以被放置在悬臂式定子204内，以使转子在壳体104内由转子轴承314保持。
在740，放置定子端罩。在一些实施方式中，定子端罩200可以被放置抵靠分层堆叠的第二侧表面306。例如，然后转子也可以由在定子端罩上的转子轴承502保持。在一些实施方式中，一个或多个销-孔配对被匹配作为放置定子端罩的一部分。
在750，一个或多个连杆被插入。例如，连杆202可以通过开口310被插入。
在760，附接定子端罩。在一些实施方式中，连杆202在定子支撑表面308的开口312处附接，从而在适当位置保持悬臂式定子。例如，可以使用螺纹附接。
在一些实施方式更少或更多的步骤可来执行。
一些实现方式已经被描述为示例。然而其他实施方式由所附权利要求覆盖。

Claims (15)

1.一种用于车辆的电动机，包括：
壳体，具有第一转子轴承和定子支撑表面；
悬臂式定子，其包括分层堆叠，所述分层堆叠的第一侧邻接所述定子支撑表面，并且所述分层堆叠的第二侧邻接具有第二转子轴承的定子端罩，其中所述悬臂式定子通过将所述定子端罩附接到壳体的连杆被保持；
在所述悬臂式定子中的转子，所述转子由第一转子轴承和第二转子轴承保持；以及
桶盖，其覆盖所述悬臂式定子以及所述定子端罩，所述桶盖包括：
将所述桶盖的第一端附接到所述壳体的多个第一附件；
用于将所述桶盖的第二端固定到所述车辆的多个第二附件；以及
从所述多个第二附件延伸到所述桶盖的所述第一端的多个加固支柱。
2.根据权利要求1所述的电动机，其中所述悬臂式定子由至少一个销定位，所述销的第一端延伸到所述分层堆叠的第一侧和第二侧中的一个中，并且所述销的第二端延伸到所述定子支撑表面和所述定子端罩中的对应的一个中。
3.根据权利要求2所述的电动机，其中所述销的第一端延伸到孔中，所述孔被冲压至所述分层堆叠的至少外分层中。
4.根据权利要求2所述的电动机，其中所述悬臂式定子由在所述分层堆叠的第一侧和第二侧中的每个侧处的多个销定位。
5.根据权利要求1所述的电动机，其中所述连杆均匀地在定子端罩的周围定位。
6.根据权利要求1所述的电动机，其中所述连杆穿过所述定子端罩中的开口，沿所述悬臂式定子的外表面延伸，并在所述定子支撑表面处附接到所述壳体。
7.根据权利要求1所述的电动机，其中所述壳体和所述定子端罩是浇铸件。
8.根据权利要求1所述的电动机，还包括：
另一壳体，所述另一壳体附接到所述壳体；以及
齿轮箱，被包含在由所述壳体与所述另一壳体形成的空间内。
9.根据权利要求1所述的电动机，其中所述桶盖是圆柱形的，并且其中所述加固支柱包括在所述桶盖的底表面或侧表面上的至少第一对交叉加固支柱。
10.根据权利要求9所述的电动机，其中所述加固支柱还包括在所述桶盖的所述底表面或所述侧表面中的另一个表面上的至少第二对交叉加固支柱。
11.根据权利要求8所述的电动机，其中所述桶盖被配置为反抗由电动机产生的转矩。
12.一种用于车辆的电动机，包括：
具有定子支撑表面的壳体；
悬臂式定子；
用于将所述悬臂式定子保持到所述定子支撑表面上的装置；
在悬臂式定子中的转子；以及
桶盖，其覆盖所述悬臂式定子以及所述定子端罩，所述桶盖包括：
将所述桶盖的第一端附接到所述壳体的多个第一附件；
用于将所述桶盖的第二端固定到所述车辆的多个第二附件；以及
从所述多个第二附件延伸到所述桶盖的所述第一端的多个加固支柱。
13.一种组装电动机的方法，所述方法包括：
将悬臂式定子和壳体相对于彼此定位，以使所述悬臂式定子的分层堆叠的第一侧邻接所述壳体上的定子支撑表面；
在所述悬臂式定子内放置转子，以使所述转子由所述壳体中的至少第一转子轴承保持；
抵靠所述分层堆叠的第二侧放置定子端罩，所述转子由所述定子端罩上的至少第二转子轴承保持；
使用连杆将所述定子端罩附接到所述壳体，由此保持所述悬臂式定子；
将桶盖放置在所述悬臂式定子以及所述定子端罩之上；
使用所述桶盖的多个第一附件将所述桶盖的第一端附接到所述壳体；以及
使用所述桶盖的多个第二附件将所述桶盖的第二端固定到车辆，其中所述桶盖包括从所述多个第二附件延伸到所述桶盖的所述第一端的多个加固支柱。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括使用至少一个销相对于壳体定位所述悬臂式定子。
15.根据权利要求13所述的方法，其中将所述定子端罩附接到所述壳体包括将所述连杆穿过所述定子端罩中的开口，使得所述连杆沿所述悬臂式定子的外表面延伸，并且在所述定子支撑表面处将所述连杆附接到所述壳体。
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