CN111579117A - 电机温度传感器 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“电机温度传感器”。一种电机，包括定子和中性桥，所述定子具有发卡式绕组，所述发卡式绕组具有至少第一相和第二相，所述中性桥附接到所述至少第一相和第二相。所述中性桥限定扁平主体和安装特征件，所述安装特征件从所述主体的上表面延伸并且与所述主体配合以限定开口。所述电机的温度传感器包括具有感测元件的插入部分。所述插入部分接纳在所述开口中。

Description

电机温度传感器

技术领域

本公开涉及用于电动化车辆的电机的热管理系统，并且更具体地涉及用于测量电机的温度的温度传感器。

背景技术

用于电动车辆(如电池电动车辆和插电式混合动力车辆(“PHEV”))的扩展行驶续航里程技术正在不断改进。然而，要实现这些增加的续航里程，通常需要牵引电池和电机具有更高的电力输出，并且相关联的热管理系统与先前的BEV和PHEV相比具有增加的容量。

发明内容

根据一个实施例，一种电机，其包括定子和中性桥，所述定子具有发卡式绕组，所述发卡式绕组具有至少第一相和第二相，所述中性桥附接到所述至少第一相和第二相。所述中性桥限定扁平主体和安装特征件，所述安装特征件从所述主体的上表面延伸并且与所述主体配合以限定开口。所述电机的温度传感器包括具有感测元件的插入部分。所述插入部分接纳在所述开口中。

根据另一个实施例，一种电机，其包括定子和电桥，所述定子具有绕组，所述电桥附接到所述绕组。所述桥包括扁平主体和一体式安装特征件，所述一体式安装特征件从所述主体的上表面延伸并且与所述主体配合以限定开口。所述电机的温度传感器包括具有感测元件的插入部分。所述插入部分接纳在所述开口中。

根据又一实施例，一种电机，其包括定子和发卡式绕组，所述定子具有定子芯，所述定子芯限定多个狭槽，所述发卡式绕组设置在所述狭槽中。电桥附接到绕组并且包括扁平主体和一体地形成的拱形部分，所述一体地形成的拱形部分从所述主体的上表面延伸并且与所述主体配合以限定开口。一种温度传感器，其包括基部和传感器头，所述传感器头具有感测元件并且接纳在所述开口中，其中所述感测元件邻近所述上表面。传感器头具有可偏转锁定特征件，所述可偏转锁定特征件从传感器头突出并且可以与拱形部分接合。所述基部和所述锁定特征件将所述拱形部分夹在中间，以将温度传感器固定在适当的位置。

附图说明

图1是示出示例电动化车辆的示意图。

图2是示例电机的分解透视图。

图3是电机的中性桥的透视图。

图4是区域4-4处的电机的放大透视图。

图5是中性桥和与其附接的温度传感器的横截面视图。

图6是温度传感器的仰视图。

具体实施方式

本文描述了本公开的实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅是示例并且其他实施例可以采取各种形式和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可以被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构细节和功能细节不应解释为限制性，而仅应解释为用于教导本领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解，参考附图中的任一个示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中示出的特征进行组合，以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，对于特定应用或实现方式，与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改可以是所期望的。

图1描绘了PHEV 12的示例的示意图。尽管图1描绘了PHEV，但是本发明范围内的实施例可以在非插电式混合动力电动车辆、轻度混合动力电动车辆、全电动车辆或其他适当类型的车辆中实现。

车辆12可以包括一个或多个电机14，所述一个或多个电机14机械地连接到混合动力变速器16。电机14可能能够作为马达和/或发电机进行操作。另外，混合动力变速器16可以机械地连接到发动机18。混合动力变速器16还可以机械地连接到驱动轴20，所述驱动轴20机械地连接到车轮22。当发动机18被打开或关闭时，电机14可以提供推进和减速能力。电机14还可以充当发电机，并且可以通过回收通常在摩擦制动系统中作为热量损失的能量来提供燃料经济性益处。电机14还可以提供减少的污染物排放，因为混合动力电动车辆12可以在某些条件下以电动模式或混合动力模式操作以降低车辆12的总体燃料消耗。

如下文更详细地讨论的，电机14可以具有温度传感器15，诸如热敏电阻或其他类型的温度传感器。温度传感器15可以与控制器或模块33进行通信以提供关于电机14的温度数据。控制器33可以是逆变器系统控制器(ISC)或电池电气控制模块(BECM)。温度传感器15也可以或替代地与一个或多个电力电子模块(例如，PEM 26)通信。还可以设想，可以使用一个以上的温度传感器15来监测电机14的温度。

牵引电池或电池组24存储并且提供可由电机14使用的能量。牵引电池24可以从牵引电池24内的一个或多个电池单元阵列(有时称为电池单元堆叠)提供高压DC输出。电池单元阵列可以包括一个或多个电池单元。牵引电池24可以通过一个或多个接触器(未示出)电连接到一个或多个电力电子模块26。一个或多个接触器在断开时将牵引电池24与其他部件隔离，并且在闭合时将牵引电池24连接到其他部件。ISC和/或电力电子模块26还可以电连接到电机14，并且提供在牵引电池24与电机14之间双向传送电能的能力。例如，牵引电池24可以提供DC电压，而电机14可能需要三相AC电压来工作。电力电子模块26可以根据电机14的需求将DC电压转换成三相AC电压。在再生模式中，电力电子模块26可以将来自充当发电机的电机14的三相AC电压转换成牵引电池24所需的DC电压。本文的描述的各部分同样适用于纯电动车辆。对于纯电动车辆，不存在发动机18，并且混合动力变速器16可以是连接到电机14的齿轮箱。

除了提供用于推进的能量之外，牵引电池24还可以为其他车辆电气系统提供能量。DC/DC转换器模块28可以将牵引电池24的高压DC输出转换成与其他车辆负载兼容的低压DC供应。其他高压负载，诸如压缩机和电加热器可以在不使用DC/DC转换器模块28的情况下直接连接到高压。低压系统可以电连接到辅助电池30(例如，12V电池)。

ISC和/或电池电控制模块(BECM)33可以与牵引电池24进行通信。BECM 33可以充当牵引电池24的控制器，并且还可以包括电子监测系统，所述电子监测系统管理电池单元中的每一个的温度和荷电状态。牵引电池24可以具有温度传感器31，诸如热敏电阻或其他温度传感器。温度传感器31可以与ISC和/或BECM 33进行通信以提供有关牵引电池24的温度数据。温度传感器31也可以位于牵引电池24内的电池单元上或其附近。还可以设想，可以使用一个以上的温度传感器31来监测电池单元的温度。

牵引电池24可由外部电源36再充电。外部电源36可以是到电插座的连接。外部电源36可以电连接到电动车辆供电装备(EVSE)38。EVSE 38可以提供电路和控件来调节和管理电源36与车辆12之间的电能传送。外部电源36可以向EVSE 38提供DC或AC电力。EVSE 38可以具有充电连接器40，用于插入到车辆12的充电端口34中。充电端口34可以是被配置为将电力从EVSE 38传送到车辆12的任何类型的端口。充电端口34可以电连接到充电器或车载电力转换模块32。电力转换模块32可以调节从EVSE 38供应的电力，以向牵引电池24提供正确的电压和电流水平。电力转换模块32可以与EVSE 38介接以协调向车辆12的电力递送。EVSE连接器40可以具有插脚，所述插脚与充电端口34的对应凹部配合。

所讨论的各种部件可以具有一个或多个相关联的控制器以控制和监测部件的操作。控制器可以经由串行总线(例如，控制器局域网(CAN))或经由分立的导体进行通信。

参考图2，一些电动化车辆可以包括两个此类电机。电机中的一个可以主要用作马达，而另一个可以主要用作发电机。马达可以操作以将电力转换成机械动力，并且发电机可以操作以将机械动力转换成电力。然而，马达和发电机两者都能够充当马达和发电机。电机14中的一个或多个可以包括定子芯102和转子106。定子芯102可由堆叠在一起的多个钢叠片制成。定子芯102可以限定内表面108和空腔110。转子106的尺寸可以设定成用于在空腔110内进行设置和操作。轴(未示出)可以可操作地连接到转子106。定子芯102可以围绕中心轴线114延伸。转子106可以围绕中心轴线114旋转。

可以沿着内表面108提供多个狭槽112。例如，狭槽112可以形成在向内延伸的多个齿之间。绕组120可以至少部分地在狭槽112内延伸或设置在所述狭槽内。在至少一种方法中，每个电路或相的绕组120可以是设置在一个相应狭槽112中的连续导线，在相应狭槽112的端部附近转过180度，然后沿着另一个狭槽112延伸。可以在每个狭槽112中提供多个绕组。

所示电机14包括发卡式绕组120和一个或多个电桥(例如，跳线、中性桥等)，所述发卡式绕组120由多个互连的发卡结构122形成。电机14可以是三相AC电机，其中绕组包括三相，例如，U、V、W。每个相可以包括一个或多个路径。每个路径由互连(例如，焊接)的发卡结构形成，所述互连的发卡结构形成从端子到中性桥100的连续导电路径。(出于本申请的目的，中性桥100可以被认为是绕组的一部分。)发卡结构122具有的横截面可以是多边形的。更具体地，横截面可以限定四边形，所述四边形可以是平行四边形(例如，矩形、正方形、菱形等)、梯形、风筝形等。

在电机14操作期间，尤其在绕组120中产生热量。绕组120是热量管理方面较关键的部件中的一个。如果绕组过热，则电机可能会出故障。因此，感测绕组或绕组附近的温度可能比感测某一其他部件(例如，定子)更有利。

如上所述，电机14可以包括一个或多个温度传感器15。在示出的实施例中，提供单个传感器15。传感器15可以是热敏电阻、热电偶或其他类型传感器。传感器15可以被定位成例如通过附接到中性桥100来测量绕组120的温度。中性桥100可以连接到所有并联路径，并且因此接收电流，而不管哪个相是激活的。这使得中性桥100成为用于测量绕组120温度的良好附接点。所述应用不限于将温度传感器附接到中性桥。传感器15可以连接到其他电桥，诸如连接同一路径的发卡结构的跳线。

参考图3，中性桥100可以包括扁平主体150，所述扁平主体150是弓形的以匹配定子芯的曲率。主体150限定多个发卡结构接纳部分152，例如，狭槽或孔。发卡结构接纳部分152可以凹入到主体150的内表面154中。发卡结构接纳部分152可以在上表面156和下表面158之间延伸。术语“上”和“下”等，当用于描述零件时，不应被解释为将所公开的概念限制于所示实施例或任何特定的空间取向。每个发卡结构接纳部分152被配置为在其中接纳对应发卡结构的端部155。例如，一对U相相的发卡结构140连接到狭槽152a，一对V相相的发卡结构142连接到狭槽152b，并且一对W相相的发卡结构144连接到狭槽152c。

中性桥100包括被配置为固定温度传感器15的安装特征件160。安装特征件160可以是扁平主体150的一体地形成的部分。例如，中性桥100可以是冲压件，并且安装特征件可以是狭缝和拉伸特征件。安装特征件160可以包括拱形部分162，所述拱形部分162具有第一端164和第二端166。拱形部分162与上表面156配合以限定开口168，所述开口168的尺寸设定成接纳温度传感器15。

参考图4和图5，温度传感器15可以通过安装特征件160附接到中性桥100。温度传感器15可以包括基部180和从基部180的壁190延伸的传感器头(插入部分)182。传感器头182可以接纳在安装特征件160的开口168中，其中传感器头182的顶部186抵靠拱形部分162的内表面192设置，并且传感器头182的底部184抵靠中性桥100的上表面156设置。为了提供紧密配合，内表面192和上表面156之间的距离可以基本上匹配传感器头182的顶部186和底部184之间的距离。术语“基本上”在本文可以用来描述公开的或要求保护的实施例。术语“基本上”可修饰本公开中公开或要求保护的值或相关特性。在此类情况下，“基本上”可表示其修改的值或相关特性在所述值或相关特性的±3％以内。在一些实施例中，内表面192和上表面156之间的距离可以小于传感器头182的顶部186和底部184之间的距离。传感器头182可以是圆柱形的，具有圆形、多边形或任何其他横截面形状。在一些实施例中，底部184可以是平坦的以与中性桥100齐平放置。

传感器15可以包括从传感器头182的外表面196延伸的锁定特征件194。锁定特征件194可以是可偏转凸片，所述可偏转凸片被配置为当通过开口168插入时偏转，并且一旦穿过安装特征件160就弹入锁定位置。锁定特征件194可以与拱形部分162的前部198接合，以防止传感器15在处于锁定位置时从开口168中拉出。基部180的壁190可以与拱形部分162的背部200接合。可以使用其他类型的锁定特征件，诸如夹具、棘爪等。

感测元件202设置在传感器头182内。感测元件202可以设置在底部184附近以紧邻中性桥100的上表面156。传感器头182可以被包覆模制到感测元件202。引线204直接地或通过一个或多个中间部件或数据总线将感测元件202连接到控制器。感测元件202可以是热敏电阻、热电偶或其他类型的温度传感器。

参考图6，传感器头182可以限定开口底部，并且感测元件202位于开口底部内。例如，传感器头182的底部184可以限定开口210，并且传感器元件202设置在开口210内，使得感测元件202与中性桥100的上表面156接触。提供开口210可以提高感测元件202的准确度。开口210是可选特征，并且一些传感器头182可以包括设置在底部184和感测元件202之间的例如由塑料形成的壁。

尽管上文描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述权利要求所涵盖的所有可能的形式。在说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且应理解，可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。如前所描述的，各种实施例的特征可以被组合以形成本发明的可能未被明确描述或示出的另外的实施例。尽管各种实施例可能已经被描述为就一个或多个所期望特性而言相较其他实施例或现有技术实现方式来说提供优点或是优选的，但是本领域的普通技术人员将认识到，一个或多个特性或特性可以折衷以实现期望的总体系统属性，这取决于特定应用和实现方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、易于组装等。因此，相对于一个或多个特性被描述为不如其他实施例或现有技术实现方式理想的实施例不在本公开的范围之外，并且对于特定应用可能是理想的。

根据实施例，所述插入部分是圆柱形的。

根据实施例，所述插入部分与上表面接触。

根据实施例，插入部分还具有锁定特征件，所述锁定特征件被配置为与安装特征件和基部接合，其中插入部分从基部延伸，并且锁定特征件邻近安装特征件的后侧，并且基部邻近安装特征件的前侧。

根据实施例，桥是中性桥。

根据实施例，传感器头与上表面接触。

Claims (15)

1.一种电机，其包括：

定子，其包括发卡式绕组和中性桥，所述发卡式绕组具有至少第一相和第二相，所述中性桥附接到所述至少第一相和第二相，其中所述中性桥限定扁平主体和安装特征件，所述安装特征件从所述主体的上表面延伸并且与所述主体配合以限定开口；和

温度传感器，其包括具有感测元件的插入部分，所述插入部分接纳在所述开口中。

2.如权利要求1所述的电机，其中所述插入部分与所述上表面接触。

3.如权利要求1所述的电机，其中所述安装特征件与所述中性桥一体地形成。

4.如权利要求1所述的电机，其中所述安装特征件是拱形的。

5.如权利要求1所述的电机，其中所述插入部分还具有锁定特征件，所述锁定特征件被配置为与所述安装特征件接合。

6.如权利要求5所述的电机，其中所述锁定特征件是可偏转凸片。

7.如权利要求5所述的电机，其中所述温度传感器还包括基部，并且所述插入部分从所述基部延伸，其中所述锁定特征件邻近所述安装特征件的后侧，并且所述基部邻近所述安装特征件的前侧。

8.如权利要求1所述的电机，其中所述感测元件是热敏电阻。

9.如权利要求1所述的电机，其中所述插入部分包括开口底部，并且所述感测元件位于所述开口底部内。

10.如权利要求9所述的电机，其中所述感测元件是与所述上表面接触的热敏电阻。

11.如权利要求1所述的电机，其中所述开口的高度与所述插入部分的高度基本上匹配。

12.一种电机，其包括：

定子，其包括绕组和电桥，所述电桥附接到所述绕组，其中所述电桥包括扁平主体和一体式安装特征件，所述一体式安装特征件从所述主体的上表面延伸并且与所述主体配合以限定开口；和

温度传感器，其包括具有感测元件的插入部分，所述插入部分接纳在所述开口中。

13.如权利要求12所述的电机，其中所述开口的高度与所述插入部分的高度基本上匹配。

14.如权利要求12所述的电机，其中所述安装特征件是所述电桥的拱形部分。

15.一种电机，其包括：

定子，其包括定子芯和发卡式绕组，所述定子芯限定多个狭槽，所述发卡式绕组设置在所述狭槽中；

电桥，其附接到所述绕组，所述电桥包括扁平主体和一体地形成的拱形部分，所述一体地形成的拱形部分从所述主体的上表面延伸并且与所述主体配合以限定开口；和

温度传感器，其包括：

基部，

传感器头，其具有感测元件并且接纳在所述开口中，其中所述感测元件邻近所述上表面，和

可偏转锁定特征件，其从所述传感器头突出并且能够与所述拱形部分接合，其中所述基部和所述锁定特征件将所述拱形部分夹在中间，以将所述温度传感器固定在适当的位置。

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