CN107534346A - 用于旋转电机的电连接装置，和相应的旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电连接装置(10)，其特征在于，其包括至少两个子组件(20a、20b)，每个子组件(20a、20b)包括：两个导电元件；多个连接件(210a、210b)，其能够传导电流，且机械地链接至每个导电元件，所述连接件(210a、210b)布置在该装置(10)的任一侧上；和绝缘罩，其局部地覆盖导电元件，该子组件(20a、20b)被叠置。

Description

用于旋转电机的电连接装置，和相应的旋转电机

技术领域

本发明涉及用于旋转电机的电连接装置，所述旋转电机诸如马达、交流发电机和交流发电机-起动器。本发明还涉及相应的旋转电机。

本发明在交流发电机-起动器中具有特别有利的应用，该交流发电机-起动器用在所谓的混合动力系统中，其被设计为参与混合动力车辆的推进。为此目的，所述系统包括热机，其使交流发电机机械地旋转，该交流发电机被设计为，当需要为电池供电时提供电能，或参与车辆的推进。

背景技术

已知旋转电机包括定子和与轴一体的转子，其中，存在于定子上的每个线圈通过电缆线连接至电流源，所述电缆线通过诸如铜的导电材料构成，其通常被绝缘封壳围绕。

对于包括三相U、V和W的三相马达，已知使用具有三条线的电缆，所述三条线通过星形或三角形形式的联接件供应三相电流，以通过缆线将每个线圈或每个线圈系列连接至相应的相。由此，第一线圈或线圈系列将连接至相U，第二线圈将连接至相V，第三线圈将连接至相W。

这些系统具有必须通过电缆线连接定子的所有线圈的缺点，这导致阻挡。该阻挡使得焊接操作变难，其习惯上包括在每个连接件上的“V”形的焊道。组装由此构成会产生错误的漫长步骤。另外，这些系统不允许导电和绝缘元件的标准化。

具有环形形式的刚性电连接系统是已知的，如美国专利申请No.US 2008/0150377(A1)所述，该系统包括仅在外周边上的至线圈的连接件，或如欧洲专利申请No.EP 2 677634(A1)所述，该系统包括仅在内周边上的连接件。这些电连接系统包括四个导电环，其在轴向上彼此堆叠，且彼此绝缘。这些环的三个被设计为连接至旋转电机的三相U、V和W，第四环被设计为连接至电机的中性线。这些电系统被设计为将旋转电机通过所谓的星形联接件连接至电源。这些系统不允许其他类型的联接件布置在位，且占据大量空间，这是由于专门布置在系统周边上的多个连接件。这些系统包括不同部件的组装，且因此也不允许标准化。

现有系统都不可以同时满足所有需求，即，允许旋转电机的相的直接控制，特别是通过双桥逆变器，同时减小尺寸和电接近程度的风险。

发明内容

本发明的目的是消除这些缺陷的一些或全部。其目的是提供定子的电联接以及至电源的电连接。

为此目的，根据第一方面，本发明涉及一种电连接装置，其包括至少两个子组件，每个子组件包括：

-两个导电元件；

-多个连接件，其可传导电流，且机械地连接至每个导电元件，连接件布置在该装置的两侧上；和

-绝缘封壳，其局部地覆盖导电元件，子组件被叠置。

由于这些布置，该连接装置可建立与至少两个线圈的电连接。每个子组件通过可传导电流的连接件与单相的线圈相关联。每个子组件包括两个导电元件或迹线，且每个电元件使得至双桥逆变器的端口的简单连接可行。换句话说，单相的线圈全部在它们的输入部处连接至导电元件的一个，在它们的输出部处连接至同一子组件的另一导电元件。双桥逆变器——其还称为全桥——的使用使得马达操作所需的电流强度可以减小三倍，且由此限制加热。换句话说，每个子组件对应于旋转电机的一相。

在马达模式中，以通过双桥逆变器按相控制的电流供电允许转子的旋转。在交流发电机模式中，转子的旋转引起可被逆变器收集的电流。

每个子组件包括绝缘封壳，其局部地覆盖两个导电元件。由于这些布置，导电元件彼此电绝缘，所述电绝缘既在单个子组件的元件之间，又在布置在相继的两个子组件上的导电元件之间。

在一些实施例中，该装置包括三个子组件。

由于这些布置，该装置可用于形成旋转电机。在三相定子的情况下，每个形成定子的一相的三个子组件的叠置使得可以产生定子的三个相。

在一些实施例中，导电元件具有环的形式。

由于这些布置，该装置适于旋转电机的定子的形式。

在一些实施例中，由导电元件形成的环的一部分被截断。

由于这些布置，子组件的部分不包括导电元件。优选地，该部分对应于包含在单个子组件上的两个相继的线圈之间的圆弧。由于这些布置，截断的部分形成一空间，其较少地被物理和电地妨碍。

在一些实施例中，子组件每个包括输出连接件，其被设计为连接至电设备件，例如逆变器，子组件以角偏移布置在彼此上，从而输出连接件通过所述角偏移彼此间隔开。

由于这些布置，形成相对于彼此叠置的两个子组件的一部分的连接件偏移，以便使连接件间隔开。在该构造中，在焊接操作期间，对连接件的接近被辅助，物理以及电空间需求被减小。

在一些实施例中，导电元件和/或绝缘封壳是刚硬的。

由于这些布置，该装置在其安装期间可被更容易地操作，且在操作期间具有改进的强度。

在一些实施例中，子组件是相同的。

由于这些布置，形成装置的子组件是类似的，取决于所需的相的数量，存在二、三、五或更多个子组件。利用相同的模具和工具，子组件则根据相同的工业过程被接续制造。

由于这些布置，可以直接控制每相，而不使用联接。根据这些布置，每个子组件控制单相。强度比利用三角形或星形联接的系统小，由此使得更小的铜部分以及马达的更精细控制可行。

在一些实施例中，导电元件的至少一部分被绝缘树脂覆盖。

由于这些布置，可增强导电元件的绝缘。这些布置在放得最高的子组件上是特别有利的。这些布置还是有利的，以便使导电元件与盐雾隔绝。

在一些实施例中，该装置在至少一个子元件上包括分度标记。

由于这些布置，部件相对于彼此的定位被清楚标记，这有利于装置的组装。

在一些实施例中，装置包括冷却器件。

由于这些布置，装置被间断或连续地冷却，以便防止装置的过热。

在一些实施例中，装置包括用于通过鼓泡而冷却的器件。

由于这些布置，浸没在冷却液体中的装置的热更高效地散去。

根据第二方面，本发明涉及一种旋转电机，包括连接装置，该连接装置是本发明的主题。

根据一个实施例，旋转电机还包括设置有端口的双桥逆变器，和设置有多相绕组的定子，所述绕组对于每相包括一组线圈。

根据该实施例，所述逆变器通过其一个端口在一相的每个线圈的输入部处经由子组件的导电元件连接；和

所述逆变器通过其另一个端口在同一相的每个线圈的输出部处经由该同一子组件的另一导电元件连接。

因为作为本发明主题的该旋转电机的特定目的、优势和特征类似于作为本发明主题的装置的那些，它们在此不再描述。

附图说明

本发明的其他特定优势、目的和特征将从作为本发明主题的装置的至少一个特定实施例的关于附图的以下非限制性描述显现，在附图中：

图1示意地以分解透视图示出作为本发明主题的装置的一部分的子组件的实施例；

图2示意地以透视图示出作为本发明主题的装置的一部分的子组件的实施例；

图3示意地以平面图示出作为本发明主题的装置的一部分的子组件的实施例；

图4示意地以透视图示出作为本发明主题的装置的实施例；

图5示意地以平面图示出作为本发明主题的装置的实施例；和

图6示意地以透视图示出作为本发明主题的包括该装置的旋转电机的定子。

具体实施方式

本说明书基于非限制性基础被提供，一实施例的每个特征有利地能够与任何其他实施例的任何其他特征组合。

应注意，在每个地方使用的术语“一个”都是指“至少一个”。

图1、2和3示出子组件20a，其包括具有环形形式且以同心圆布置的两个导电元件205a和205b。导电元件205a布置在子组件20a的外周边上。十个连接件210a朝向子组件20a的外部延伸突出。导电元件205b布置在子组件20a的内周边上。十个连接件210b朝向子组件20a的内部延伸突出。导电元件205a和205通过导电材料形成。根据优选的实施例，导电元件205a和205b通过纯铜板形成。

十个连接件210a和十个连接件210b例如通过铜形成，且并入在导电元件205a和205b中。根据该优选的实施例，导电元件205a和十个连接件210a形成单件，其在相同的制造步骤中模制。类似地，导电元件205b和十个连接件210b形成单件。

根据该特定实施例，布置在单个导电元件上的两个相继的连接件彼此成角度地分开三十六度。每个连接件有利地布置为能够连接至线圈。在该实施例中，十个线圈(未示出)在它们的输入部处与十个连接件210a相关联，在它们的输出部处于十个连接件210b相关联。应注意，两个相继的连接件210a或两个相继的连接件210b之间的角偏移对应于两个相继的线圈之间的空间，其还称为内齿空间。

根据替换实施例，形成在线圈(未示出)上的连接件可被颠倒，从而线圈的输入部连接至导电元件205b的连接件210b，输出部连接至连接元件205a的连接件210a。

根据替换实施例，根据存在于装配有子组件20a的旋转电机上的线圈的数量，该子组件20a可包括任何其他数量的连接件210a和210b。

根据该实施例，通过导电元件205a和205b形成的环被截断，以便形成圆弧。有利地，被截断部分大约为三十六度。被截断部分对应于两个相继的连接件210a或两个相继的连接件210b之间的间隔。

根据该实施例，位于导电元件205a的被截断部分的端部处的输出连接件220a具有朝向外部取向的细长形式，以便能够连接至电源。连接在导电元件205b的被截断部分的端部处的输出连接件220b形成围绕导电元件205a的直角弯曲部，且具有细长形式，从而其形成朝向子组件20a的外部的突出部。

有利地，这两个导电元件205a和205b成角度地偏移，以便辅助连接件220b的突出。

子组件20a包括绝缘封壳215，其局部地覆盖导电元件205a和205b。根据优选的实施例，绝缘材料215由塑料材料制成，优选地由聚丙烯，且更特别地为PPs(间规聚丙烯的首字母缩写)或PPa(肺泡聚丙烯的首字母缩写)。

根据该实施例，绝缘封壳215具有环的形式，其直径类似于通过导电元件205a和205b形成的环的直径。绝缘封壳215具有两个腔室，它们通过凸起分开。

根据该实施例，绝缘封壳215是由刚硬模制塑料制成的部件。绝缘封壳215中的两个腔室使得可以插入导电元件205a和205b。由此，两个导电元件205a和205b彼此电绝缘且与存在于另外的子组件上的导电元件电绝缘。

绝缘封壳215以及导电元件205a和205b之间的附连通过夹持系统执行。根据替换实施例，附连通过粘合剂或任何其他附连系统执行。

图4和5示出电连接装置10，其包括三个子组件20a、20b和20c。有利地，这三个子组件是相同的部件，以便减小制造成本。

包括三个子组件20a、20b和20c的该构造用于为三相旋转电机供电，每个子组件被构造为为一相供电。

根据替换实施例，存在两个、五个或七个子组件，以便分别为两、五或七相供电。

三个子组件20a、20b和20c彼此叠置。子组件20b布置在子组件20a上，沿顺时针方向存在相对于子组件20a的12度角偏移。子组件20c布置在子组件20b上，沿顺时针方向存在相对于子组件20b的12度角偏移。该构造使得可以在三个子组件之间产生偏移，由此围绕整个圆周规则地分布连接件210a和210b。

每个子组件之间的12度偏移直接从定子的每个线圈之间的偏移导出。实际上，每个子组件在其外周边上包括十个连接件210a，该装置在其外周边上一共包括三十个连接件，每个角偏移大约12度(360/30＝12度)，且每个构造为在一线圈的输入部处为该线圈供电。每个子组件20a、20b、20c包括十个连接件210b，该装置在其内周边上一共包括三十个连接件210b，每个角偏移大约12度(360/30＝12度)，且每个构造为连接至一线圈输出部。应注意，三个输出连接件220a和三个输出连接件220b每个被构造为独立地连接至交流电源(例如逆变器)的端口。为此目的，它们有利地全部彼此偏移，从而组装被辅助，且连接件之间的电相互作用的风险被减小。

例如，内周边的连接件210b和外周边的连接件210a——被设计为连接单个线圈——基本上径向对齐。

根据替换实施例，绝缘树脂浇注在子组件的至少一部分上。绝缘树脂由聚亚安酯、环氧化物或任何其他材料制成，其具有绝缘和热保护和/或针对潮湿进行保护的特点。

在一些实施例中，装置10包括分度标识，其具有在子组件20a、20b和20c上的槽口、突出部或墨水标记的形式。分度标识是在组装期间使用的参照物，以便辅助子组件的组装。有利地，子组件包括在它们上部部件上的突出部，和在它们下部部件上的槽口，以便通过装配在一起而引导不同子组件的组装。

在一些实施例中，装置10还包括冷却器件。冷却器件可以是产生在装置上的空气流通的器件，以便辅助热交换。

在一些实施例中，冷却器件是用于通过鼓泡(bubbling)而进行冷却的器件，其被构造为通过浸没在冷却剂液体中而限制装置的加热。图6示出作为本发明主题的装置10的旋转电机30。根据该实施例，旋转电机是三相的。电机的每个相通过双桥逆变器20a、20b和20c控制。形成装置10的三个子组件20a、20b和20c彼此叠置。每个子组件连接至十个线圈310，且形成一相。每个线圈在其输入部处连接至在内周边上的连接件210b，且在其输出部处连接至外周边210a的最近的连接件。

根据有利实施例，所述线圈和连接器之间的连接通过刚硬导电凸耳形成，其从线圈露出，且焊接至连接件。根据其他实施例，柔性导电线用于将连接件连接至线圈。

根据有利实施例，装置10通过夹持系统保持在旋转电机30上，由此辅助组装。根据其他实施例，装置10和旋转电机30之间的固定通过焊接或胶合执行。

Claims (11)

1.一种电连接装置(10)，其特征在于，其包括至少两个子组件(20a、20a)，每个子组件(20a、20b)包括：

-两个导电元件(205a、205b)；

-多个连接件(210a、210b)，其可传导电流，且机械地连接至每个导电元件(205a、205b)，所述连接件(210a、210b)布置在该装置(10)的两侧上；和

-绝缘封壳(215)，其局部地覆盖导电元件(205a、205b)，该子组件(20a、20b)被叠置。

2.根据权利要求1所述的装置(10)，其包括三个子组件(20a、20b、20c)。

3.根据权利要求1或2中的一项所述的装置(10)，其中，导电元件(205a、205b)具有环的形式。

4.根据权利要求3所述的装置(10)，其中，由导电元件(205a、205b)形成的环的部分(220)被截断。

5.根据权利要求1至4中的一项所述的装置(10)，其中，子组件(20a、20b)每个包括输出连接件(220a、220b)，其被设计为连接至电设备件，例如逆变器，子组件(20a、20b)以角偏移布置在彼此上，从而输出连接件(220a、220b)通过所述角偏移彼此间隔开。

6.根据权利要求1至5中的一项所述的装置(10)，其中，导电元件(205a、205b)和/或绝缘封壳(215)是刚硬的。

7.根据权利要求1至6中的一项所述的装置(10)，其中，子组件(20a、20b)是相同的。

8.根据权利要求1至7中的一项所述的装置(10)，其中，导电元件(205a、205b)的至少一部分被绝缘树脂覆盖。

9.根据权利要求1至8的一项所述的装置(10)，其在至少一个子元件(20a、20b)上包括分度标记。

10.一种旋转电机，包括如权利要求1至9中的一项所述的电连接装置(10)。

11.根据权利要求10所述的旋转电机(30)，其还包括设置有端口的双桥逆变器，和设置有多相绕组的定子，所述绕组对于每相包括一组线圈，所述逆变器通过其一个端口在一相的每个线圈的输入部处经由子组件(20a)的导电元件(205a)连接，所述逆变器通过其另一个端口在同一相的每个线圈的输出部处经由该同一子组件(20a)的另一导电元件(205b)连接。