CN113454888A - 用于电动机器的互连组件和定子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电动机器的定子(100)的互连组件(10)。互连组件(10)包括成形的汇流条(12)，该汇流条具有第一区域(14)、第二区域(18)以及中间区域(22)，该第一区域包括互连组件(10)的用于外部连接(23)的连接点(16)，用于形成汇流条(12)到定子绕组(102)的连接的连接点(20)形成在该第二区域中，该中间区域连接第一区域(14)和第二区域(18)。第一区域(14)和第二区域(18)布置在平行的平面(30，31)中。中间区域(22)被定向为使得第一区域(14)与中间区域(22)之间的过渡部分的角度(α)以及第二区域(18)与中间区域(22)之间的过渡部分的角度偏离直角。本发明还涉及一种具有互连组件(10)的定子(100)。

Description

用于电动机器的互连组件和定子

本发明涉及用于电动机器的定子的互连机构。本发明的其他方面涉及用于电动机器的具有发明性互连机构的定子。

根据已知的概念，电动机器的定子线圈或定子绕组可以经由互连机构与外部连接点或电力连接接触，以经由电路或电力电子设备向绕组的各个相施加相应的电压。

已知的互连机构例如具有被接纳在载体内的三个连接器环。同时，该载体可以确保环的定位以及连接器环彼此间的电绝缘。连接器环牢固地紧固在载体中。

连接器环例如具有用于将互连机构连接至定子绕组的线圈连接区域，以及用于将互连机构连接至外部连接的外部连接区域。各个定子绕组各自经由外部连接区域与外部连接、例如与电力电子设备的电源电缆接触。

US 2003 094 879 A1披露了一种用于车辆的薄型无刷电机的集中式配电单元，其具有多个汇流条、覆盖汇流条的树脂绝缘层、以及具有固持汇流条的多个固持槽的绝缘固持器。汇流条在厚度方向上预弯折以形成大体上环形的形状。汇流条的连接部分与汇流条的嵌入区域成直角地突出。

US 2005 082 923 A1披露了一种旋转电动机器的定子，该定子具有定子芯、多个线圈对以及多条导线。定子芯包括通过将薄钢板层叠成圆柱形形状而形成的层叠芯组件。定子芯具有沿着周向方向间隔开的多个槽缝。

在已知互连机构的概念中，互连机构的元件的高刚度可能导致在互连机构的安装状态下在电接触点处出现机械应力。这例如可能损害两个电导体之间的机械接触，并且因此也损害电导体之间的电接触。

连接元件的柔性设计，例如线圈的缠绕的柔性丝绕组的延长，可以防止在互连机构的安装状态下的机械应力，然而对于这种概念来说可能会增加所涉及的组装工作。对于这种连接，各个柔性导体(例如丝或叠层)必须分别被精确地预定位，这可能由于绕组丝的易变形性而变得更加困难。

本发明的目的在于提供一种改进的用于电动机器的定子的互连机构，该互连机构防止了在安装状态下在相应接触点处的机械应力并且/或者可以以简单方式组装。

该目的是根据独立权利要求的主题实现的。在从属权利要求、下文描述中以及结合所示附图描述了本发明的可以获得额外优点的其他方面和发展。

相应地，提出了一种用于电动机器的定子的互连机构。该互连机构包括具有多个区域的至少一个成形的汇流条。汇流条的第一区域包括互连机构的用于外部连接的连接点，例如用于在互连机构与控制定子的定子绕组的电力电子设备之间建立接触。汇流条包括第二区域，用于在汇流条与定子绕组之间形成连接的连接点形成在该第二区域中。汇流条的中间区域将所述第一区域连接到所述第二区域。

在汇流条的第一部分中，互连机构可以因此与供应电子设备接触。在汇流条的第二部分中，互连机构可以与定子的绕组接触，该第二部分例如形成在由汇流条形成的连接器环节段中(例如在与汇流条的第二区域的共同平面中)。连接器环节段可以被接纳并且固定在互连机构的壳体中。

根据本发明，中间区域被对齐，使得所述第一区域与所述中间区域之间的以及所述第二区域与所述中间区域之间的过渡部分的相应的角度偏离直角。换言之，互相邻近的区域之间的过渡部分的角度不等于90°。在这种情况下，可以测量区域之间的位于成形的汇流条的弯折部的弯曲半径外侧的区域区段之间的角度。

举例而言，过渡部分的角度与直角偏离了超过与公差相关的值。受公差影响的直角可以包括例如90°+/-1°(或+/-2°)。然而，根据本发明，过渡部分的角度形成为使得其偏离直角是计划好的或有意为之的。该偏离可以包括例如大于3°(或大于5°、大于10°、大于20°、大于30°、大于40°；大于50°或大于60°)和/或小于70°(或小于60°、小于50°、小于40°、小于30°、小于20°或小于15°)。举例而言，该偏离包括3°的值(或4°的值；5°的值、7°的值；10°的值、15°的值；20°的值或25°的值)。

由于所提出的过渡部分角度的选择，可以产生中间区域的轻度的、换句话说轻微的弹性。其结果是，例如，第一区域可以相对于第二区域移位一定距离(例如高达1mm、高达2mm或高达3mm)，其中，所产生的汇流条的机械负载或变形主要发生在中间区域。换言之，中间区域可以在小移位路径上提供弹簧效应。

过渡部分的角度值可以基于第一区域与第二区域之间的距离进行选择。例如，与较大的距离相比，可以为较小的距离选择更大的偏离直角的角度，以便仍然实现中间区域的足够的弹性。举例而言，对于小于汇流条厚度5倍的距离，过渡部分的角度可以偏离直角至少20°，对于大于汇流条厚度5倍并且小于汇流条厚度10倍的距离，过渡部分的角度可以偏离直角大于8°并且小于20°，并且/或者对于大于10倍的距离，过渡部分的角度可以偏离直角小于8°。因此具有多种不同汇流条的互连机构可以总是获得在互连机构的组装期间所需要的长度补偿。

例如，第一区域和第二区域布置在平行的平面中。举例而言，第一区域位于相对于第二区域的平面倾斜小于1°(或至少小于2、或小于5°)的平面中。在互连机构安装在定子中的状态下，这些平面可以在定子的径向方向上对齐，从而例如可以以特别简单的方式实现互连机构与外部连接的接触。在这种情况下，第二区域可以在轴向方向上延长或压缩以补偿例如在汇流条的第一区域与电力连接之间的公差间隙。

举例而言，中间区域的至少一个子区域被对齐在连接平面中，其中，所述连接平面与所述第一区域的平面之间的角度偏离直角。该角度的值的范围可以如上所述进行限定。举例而言，子区域包括中间区域的面积的至少50％。举例而言，中间区域的中间地区(例如小于中间区域的面积的50％)可以布置成相对于第一区域或第二区域的平面成90°的角度，并且互连机构仍然可以实现长度补偿。

根据互连机构的发展，汇流条在中间区域内具有至少一个弯曲部。换言之，中间区域可以例如形成为具有一个或多个另外的弯扭部或弯折部。因此可以例如更精确地影响中间区域的弹性。举例而言，弯曲部可以在低扩展的情况下增加中间区域的弹性。可能的是汇流条在中间区域中形成为至少部分地弓形。

举例而言，汇流条的厚度小于20mm(或小于10mm、小于5mm、小于4mm、小于3mm或小于2mm)和/或大于1mm(或大于3mm或大于5mm)。替代性地或另外地，汇流条的宽度与汇流条的厚度之比可以是至少2倍(或至少2.5倍；至少3倍；至少4倍；或至少5倍)。举例而言，汇流条的几何形状影响汇流条在中间区域的弹性。

举例而言，汇流条的第二区域形成用于定子的连接器环或连接器环节段的至少一部分。第二区域可以周向延伸并且在连接器环节段径向外侧的区域中与中间区域邻接。

可能的是互连机构具有单个汇流条或两个汇流条。根据实施例，互连机构具有形成为彼此电绝缘的三个汇流条，以用于与定子绕组的三个相接触。举例而言，用于与四相或五相绕组接触的互连机构可以相应地具有4个或5个汇流条。

所述互连机构可以例如具有形成为彼此电绝缘的三个汇流条，用于与所述定子绕组的三个相接触，其中，所述汇流条的相应中间区域布置在不同的不平行的平面中。如所述的，制造公差和类似物可以通过中间区域补偿，因为中间区域相应地在轴向和/或径向方向上变形。由于该变形，可以因此产生作用在互连机构或定子上的力。为了将这些力保持较低，在多个汇流条的情况下，中间区域因此有利地布置在不同平面内，其中，这些平面优选地不平行延伸。因此防止了可能出现在各个汇流条处的力增加，特别是在径向方向上；替代地，这些力保持较低并且可能相互抵消或削弱。

举例而言，在具有多个汇流条的互连机构的情况下，至少两个汇流条被不同地形成。举例而言，第一汇流条的中间区域具有弯曲部，而第二汇流条的中间区域形成为线型或平面。举例而言，两个汇流条的第一区域形成在共同平面中，而第一汇流条的第二区域被布置得比第二汇流条的第二区域更靠近该共同平面。

汇流条例如由导电材料、尤其是金属形成。汇流条可以包括例如铜、铜合金、铝或铝合金。

本发明的一个方面涉及一种用于电动机器的定子。定子具有根据上文或下文所描述的互连机构的互连机构，用于在定子的绕组(定子绕组)与向定子绕组供应电压的连接器装置之间建立接触。本发明进一步涉及一种具有包括相应的互连机构的定子的电动机器，该互连机构例如与电力连接接触。

在这种情况下，可能的是与汇流条的第二区域相关联的连接点到定子绕组的绕组的连接被形成为不可拆卸的(例如焊接连接)。电力连接到汇流条的第一区域的连接可以例如藉由可拆卸的连接(例如螺钉或插头连接)形成。

根据定子的发展，互连机构的汇流条的第一区域布置在定子的主轴线(例如转子轴线)的法向平面中。换言之，第一区域的平面的法向矢量与主轴线平行。在这种情况下，例如，汇流条的中间区域的弹性使得第一区域能够轴向移位至少1mm。举例而言，在第一区域的移位达到3mm时，基本上只有中间区域发生变形。

因此，例如，可以将第一区域朝向电动机器的电力连接引导以例如补偿组装公差，而不在互连机构与电力连接和/或定子绕组之间产生机械应力(或仅产生不显著的机械应力)。例如，可以因此提高接触点之间的电接触的可靠性。

作为本发明的结果，例如，为电动机器提供了一种具有长度补偿的互连机构。中间区域可以实现汇流条长度的轻微变化，以在互连机构的组装期间补偿与公差相关的间隙。

定子和电动机器的发展涉及已结合互连机构描述的发展特征。因此省略重复描述并且相应的特征也适用于所提出的定子和电动机器。

下文参考附图仅以示例的方式更详细地解释了装置的若干示例，其中：

图1示出了用于接触定子绕组的互连机构的示例性实施例；

图2示出了具有组装好的供应连接的互连机构的示例性实施例；

图3以截面图示出了具有供应连接的互连机构；以及

图4示出了具有互连机构的电动机器的定子的示例。

图1示出了用于在线圈绕组与线圈绕组的电力电子设备之间建立接触的互连机构10的示例性实施例。电路装置10具有三个汇流条12、12a、12b，这些汇流条各自彼此电绝缘并且通过固持器件或互连机构10的壳体13固定就位。

汇流条12具有第一区域14，该第一区域具有用于将汇流条连接至外部连接的连接点16。举例而言，连接点16形成为藉由螺钉连接或插头连接来将外部连接电缆或另外的汇流条连接至汇流条12。举例而言，具有连接点16的第一区域14形成为外部连接凸耳。

汇流条12进一步地具有第二区域18，连接点20在该第二区域处形成以将汇流条12连接至定子绕组。连接点可以形成为平坦的、连续的表面，用于将线圈绕组的相应绕组连接至相应的连接点20。连接可以例如藉由焊接连接或焊料连接形成为不可拆卸的(或仅通过破坏可拆卸的)连接。举例而言，连接点20是线圈连接凸耳。

汇流条12进一步地具有中间区域22，该中间区域将第一区域14和第二区域18彼此连接。在第一区域14与中间区域22之间的过渡部分(即汇流条12的在这两个区域之间的弯折部)处形成偏离直角的角度α。举例而言，图1所示示例中的角度α的值为100°，并且因此偏离直角10°。在图1所示的示例中，第二区域18与中间区域22之间的过渡部分的角度β的值也为100°。在这种情况下，角度α和β可以被选择为相同或不同。举例而言，这两个角度中的一个角度可以是锐角而另一个是平角。

举例而言，汇流条12的厚度D的值为3mm。结合角度α和β的具体形式，例如由此产生中间区域的轻微弹性。中间区域22可以具有轻度的弹簧效应，从而获得第一区域14沿着第一区域14的法向矢量的方向进入与第一区域14平行的平面的微小移动(例如1mm或2mm)，同时在第一区域14和/或第二区域18中没有显著的机械应力(例如剪切力或平行平面的法向矢量方向上的力)。在这种情况下，例如，厚度D同时实现了汇流条12的足够的刚度，使得第一区域14在不受压力或拉力影响的情况下保持定位在预定位置，并且因此可以易于接触。

互连机构10例如具有三个连接器环、和例如壳体13的载体。同样如图1所示，连接器环可以设计为连接器环节段。连接器环节段例如由汇流条12在壳体13内的第二区域18形成。

图1所示的互连机构10是为三相定子绕组提供的。可以经由三个汇流条12、12a、12b在各自的情况下向相应的相施加电压。在这种情况下，两个另外的汇流条12、12b也具有相应的第一区域、第二区域和中间区域，其中过渡部分的角度各自与90°的角度偏离。

载体可以形成为单独的载体部件并且可以具有带有分隔壁的U形轮廓，连接器环被接纳在分隔壁中使得连接器彼此绝缘。载体例如可以被设计成与连接器环形成为单件的塑料包覆模制件。

线圈连接凸耳在第一平面中连接至线圈。外部连接凸耳在第二平面中连接至外部连接件。这两个平面彼此相距轴向距离。为了桥接该轴向距离，外部连接凸耳(例如包括第一区域、第二区域和中间区域)被设计成使得它们多次弯折并且例如具有在三个平面中的三个区域。

一个区域(例如第二区域18)主要布置在与线圈连接凸耳相同的平面中并且形成在径向方向上突出(例如从连接器环节段突出)的周向部分。另一个区域(例如中间区域22)是外部连接凸耳的一部分，该外部连接凸耳例如从该区域开始沿轴向方向弯折，并且然后弯折以形成最终区域，例如第一区域14。例如，该区域和最终区域的平面大体上彼此平行。另一区域的平面以预定角度与其他两个区域的平面相交。

可以实现的优点在于例如预定角度(例如角度α)不是90°的角度，而是大于或小于90°(例如至少95°或最多85°)。例如，通过另一区域的倾斜形式实现了组装期间的长度补偿。当将电力连接螺钉连接至互连机构10的外部连接件时，用作连接区域的第一区域可以例如沿着第二区域的平面的方向从与该第一区域相关联的平面移出，从而实现长度补偿。在这种情况下，例如，由于已经存在的角位置，只有第二区域发生变形。

在其他互连的情况下，另一方面，当中间区域布置成垂直于其他两个区域时，整个互连件可能在用于建立接触的拧紧过程期间发生变形，由此也可能在线圈的焊接点处引入力，这例如可能导致在操作期间发生分裂。

因此，根据发明性互连机构10，提出了中间区域的预定角位置，使得例如产生汇流条的轻微的弹簧效应。

图2示出了具有组装好的供应连接23的互连机构10的示例性实施例。供应连接23具有汇流条24，该汇流条与第一区域14形成电接触。在这种情况下，藉由两件式紧固器件26a、26b产生汇流条24到汇流条12的机械连接。该连接可以由螺钉连接产生。

与另外的汇流条12a、12b接触的另外的供应连接23具有对应的汇流条24a、24b，这些对应的汇流条使用对应的紧固器件组装在互连机构上。在本示例中，电力电子设备的连接，例如供应连接23，从与连接器环相反或面向连接器环的一侧插入到互连机构10的外部连接凸耳中。

进一步在图2中示出了汇流条12的宽度B。在这种情况下，汇流条的宽度B与厚度D之比大于2倍。因此可以例如实现汇流条12到外部连接的螺钉连接。

图3以截面图示出了具有组装好的供应连接23的互连机构10。在这种情况下，可以看出第一区域14和第二区域18对齐或布置在平行的平面30、31中。在第一区域14与第二区域18之间设置有由中间区域22的范围限定的距离32。例如，在互连机构10组装在定子上的状态下，距离32是轴向距离。

在图3中可以进一步看出的是，汇流条12的中间区域22具有例如弯扭部或弯折部的弯曲部34。举例而言，由于弯曲部34，中间区域22的柔性可以增加，使得在距离32变化时仅中间区域22发生变形，而在汇流条12的第一区域14与供应连接的汇流条24之间的连接处或在汇流条12的第二区域18与组装好的定子绕组(参见图4)之间的连接处不产生机械应力。举例而言，中间区域22可以经由中间区域在径向方向上的延伸的延长或压缩来补偿长度的轴向变化。

进一步在图3中示出，另外的中间区域22a完全形成在连接平面36中，该连接平面36布置成相对于另外的第一区域14a的平面30a成角度α。该中间区域的弹性也可以例如通过中间区域的线性延伸来实现。第一区域14、14a、14b布置在共同的平面中，而第二区域18、18a、18b各自布置在不同平面中以便例如通过互连机构的对应的汇流条12、12a、12b来实现定子绕组的相应相的简单接触。

图4示出了具有连接器装置10的电动机器(未展示)的定子100。定子100包括定子绕组102。定子绕组102的相应绕组或绕组端部104牢固地连接至相应汇流条12、12a、12b的连接点20。

为了电接触定子绕组102的相，可以将电力连接拧紧到汇流条12。在这种情况下，第一区域14与例如电力连接的汇流条之间的与公差相关的轴向距离可以被汇流条12的中间区域22的柔性补偿。举例而言，第一区域14与第二区域18之间的距离可以通过中间区域22的压缩而减小或通过中间区域22的延长而增大。区域之间的过渡部分的角度和/或汇流条12的厚度可以被选择为使得可以实现第一区域14与第二区域18之间的例如大于1mm(或大于2mm)并且/或者小于3mm(或小于2mm)的距离变化，而在互连机构的连接点处不产生机械应力。

由于中间区域22的轻微柔性或弹性，例如可以在电力电子设备与互连机构10之间建立接触时补偿与公差相关的间隙。然而，在这种情况下，弹性被选择为足够小，使得互连机构10的外部连接点仍能够保持在预定位置并且实现电力连接的简单组装。

在一些应用中，电动机器例如安装在壳体中，使得电动机器的连接点或用于与电力电子设备的外部连接建立接触的互连机构无法相对于彼此移位或对齐。在这种情况下，例如，电力电子设备的外部连接在它们的安装位置方面也是固定的。因此，例如两个连接点的对齐是不可能的。在这种情况下，例如，由于公差链，电动机器的连接点与电力电子设备之间可能出现约1mm的轴向距离。

根据本发明提出的概念提供了一种互连机构，该互连机构可以补偿定子或互连机构的外部连接与电力连接之间的这种组装公差。因此，例如，电动机器的连接点与电力电子设备之间的轴向螺钉力不会对与定子线圈的接触点产生负面影响。

附图标记清单

10 互连机构

12 汇流条

B 汇流条宽度

D 汇流条厚度

13 壳体

14 汇流条的第一区域

16 外部连接的连接点

18 汇流条的第二区域

20 定子连接的连接点

22 中间区域

α、β 过渡部分的角度

23 供应连接

24 供应连接的汇流条

26a、26b 紧固器件

30、31 平行的平面

32 距离

34 弯曲部

36 连接平面

100 定子

102 定子绕组

104 绕组端部

Claims (11)

1.一种用于电动机器的定子(100)的互连机构(10)，所述互连机构(10)包括至少一个成形的汇流条(12)，所述成形的汇流条(12)包括：

第一区域(14)，所述第一区域具有所述互连机构(10)的用于外部连接(23)的连接点(16)；

第二区域(18)，用于形成所述汇流条(12)到定子绕组(102)的连接的连接点(20)形成在所述第二区域中；以及

中间区域(22)，所述中间区域将所述第一区域(14)与所述第二区域(18)连接，

其中，所述中间区域(22)被对齐，使得所述第一区域(14)与所述中间区域(22)之间的以及所述第二区域(18)与所述中间区域(22)之间的过渡部分的相应的角度(α)偏离直角。

2.如权利要求1所述的互连机构(10)，

其中，所述第一区域(14)和所述第二区域(18)布置在平行的平面(30，31)中。

3.如权利要求1或2所述的互连机构(10)，

其中，所述中间区域(22)的至少一个子区域被对齐在连接平面(36)中，其中，所述连接平面(36)与所述第一区域的平面(30)之间的角度(α)偏离直角。

4.如权利要求1至3之一所述的互连机构(10)，

其中，所述汇流条(12)在所述中间区域(22)中具有至少一个弯曲部(34)。

5.如权利要求1至4之一所述的互连机构(10)，

其中，所述汇流条(12)在所述中间区域(22)中形成为至少部分地弓形。

6.如权利要求1至5之一所述的互连机构(10)，

其中，所述汇流条(12)的厚度(D)小于5mm。

7.如权利要求1至6之一所述的互连机构，

其中，所述汇流条的宽度(B)与所述汇流条(12)的厚度(D)之比至少为2倍。

8.如权利要求1至7之一所述的互连机构(10)，其中，所述互连机构(10)具有形成为彼此电绝缘的三个汇流条(12，12a，12b)，以用于与所述定子绕组(102)的三个相接触，其中，所述汇流条(12，12a，12b)的相应中间区域(22，22a，22b)布置在不同的不平行平面中。

9.如权利要求1至8之一所述的互连机构(10)，其中，所述互连机构(10)具有形成为彼此电绝缘的三个汇流条(12，12a，12b)，以用于与所述定子绕组(102)的三个相接触，其中，所述汇流条(12，12a，12b)的相应第一区域(14，14a，14b)布置在共同的平面中。

10.一种用于电动机器的定子(100)，

其中，所述定子(100)具有根据前述权利要求之一所限定的互连机构(10)，以用于在定子绕组(102)与向所述定子绕组(102)供应电压的电连接器装置之间建立接触。

11.如权利要求10所述的定子(100)，

其中，所述互连机构(10)的汇流条(12)的第一区域(14)布置在所述定子(100)的主轴线的法向平面中，其中，所述汇流条(12)的中间区域(22)的弹性使得所述第一区域(14)至少能够轴向移位1mm。

Images