CN113728535A - 电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机，该电机包括定子(15)以及至少一个温度传感器组件(1)，该定子具有绕组(16)，该温度传感器组件具有温度传感器部分(2)，该温度传感器部分具有用于检测绕组(16)的区域中的温度的温度传感器(3)，其中，绕组(16)的内周和/或外周上的导体(17)的至少一个部分的端部(19)在绕组(16)上轴向或径向地突出，其中，互连环(11)轴向或径向地放置在绕组(16)上，该互连环具有至少一个导体桥接件(7)，端部(8)的至少一个部分连接至导体桥接件，其中，在导体桥接件(7)上设置有用于温度传感器部分(2)的接纳部分(10)，温度传感器部分(2)容纳在接纳部分中，从而将温度传感器(3)与导体桥接件(7)热耦合。

Description

电机

技术领域

本发明涉及电机，该电机包括定子以及至少一个温度传感器组件，该定子具有绕组，该温度传感器组件具有温度传感器部分，该温度传感器部分具有用于检测绕组的区域中的温度的温度传感器。

背景技术

电机包括转子和定子并且用于不同的应用领域。将电机用于电动混合动力车辆和电动车辆、或者用于轮毂驱动仅作为示例提及。如果这种电机被用作驱动机器，则通常将这种电机设计为内转子，即，定子围绕内转子。移动磁场经由定子产生，该移动磁场使转子旋转。为此，定子具有由大量导体构成的绕组，其中，导体被分配至一个相或通常多于一个相。绕组以本身已知的方式绕定子齿部被引导。

绕组几何形状的设计不仅包括相数，还包括每个相的线数以及定子齿部内的每个槽的线数以及极对数。各种导体和绕组参数创建了复杂的导体网络，该导体网络使用不同的绕组技术来构建。示例包括发夹式或杆式波形绕组。在此，导体借助于弯曲成U形的杆而形成，杆被放在一起以形成绕组笼。导体被铺设在多个径向平面上，其中，可以说导体从平面移动至平面。为了形成这些曲折的周向导体，导体在其端部处相应地连接，这通常通过对彼此邻近的导体端部进行焊接来完成。导体端部以所谓的星形的形式汇集在一点处或汇集在一个绕组侧，在该点处或该绕侧上导体端部连接至彼此。在该区域中，各个相还必须连接至外部电源，即，连接至用于产生磁场的电源连接件。

在电机的操作期间，必须监测各个部件的温度，为此，使用适当的温度传感器。要测量温度的区域中的一个区域是绕组。为此，温度传感器安装在定子内，这意味着温度传感器通常必须在制造过程的早期安装。为了尽可能准确地测量绕组区域中的温度，理想的是将温度传感器安装在尽可能靠近绕组或绕组头部的位置，因为内部中的介质流例如水、空气、油等会影响温度测量，并且随着温度传感器与绕组或绕组头部之间的距离增加，测量因此变得不准确。温度传感器特别地在非常紧密或紧凑缠绕的绕组比如发夹式或杆式波形绕组上的布置是特别复杂的。

发明内容

本发明基于提供相比之下被改进的电机的问题。

为了解决这个问题，根据本发明，在开头提到的类型的电机中规定：绕组的内周和/或外周上的导体的至少一个部分的端部在绕组上轴向或径向地突出，其中，互连环轴向或径向地放置在绕组上，该互连环具有至少一个导体桥接件，端部的至少一个部分连接至该导体桥接件，其中，在导体桥接件上设置有用于温度传感器部分的接纳部分，温度传感器部分容纳在接纳部分中，从而将温度传感器与导体桥接件热耦合。

根据本发明，实际的导体互连、即用以形成对应的特定于相的曲折结构件的各个导体的连接以及用于与电源联接的互连要经由高压端子而被分开。互连环用于实际的导体连接，即，单独放置在绕组上并且根据本发明轴向或径向放置在绕组上的导体环。该互连环接合在绕组的内周和/或外周处的轴向或径向突出的导体端部的区域中。导体端部被分配至各个导体部分，除非导体端部彼此连接，例如进一步向内的径向平面。导体端部以特定于相的方式连接至互连环的一个或更多个导体桥接件、通常相应地焊接至其上，使得对应的特定于相的导体结构件或导体连接件经由互连环产生。

为了将绕组适当地连接至电源连接件，与一个相相关联的各种导体端部直接或经由中间连接导体连接至与绕组邻近定位的电源连接件，优选地径向连接至与绕组邻近定位的电源连接件。HV电源连接件包括一些与相相关的端子，这些端子连接至导体端部或经由连接导体相应地也焊接在此。

互连环具有一个或更多个单独的导体桥接件，导体的端部连接至导体桥接件。优选为铜轨的导体桥接件被相应地定形成使得导体桥接件到达待连接的对应的导体端部。这种导体桥接件允许在周向方向和径向方向两个方向上容易桥接对应的距离。为了将导体桥接件简单地连接至对应的导体端部，导体桥接件或相应的每个导体桥接件有利地具有径向或轴向突出的连接部分，导体的端部焊接至这些连接部分，这些端部由于其相对于绕组轴向或径向地突出而在组装位置靠近连接部分布置。因此，互连环被设计为星形分配器。

根据本发明，现在提供的是通过将温度传感器布置在互连环上并且在互连环上将温度传感器直接热耦合至载流的对应的接纳部分并且因此热耦合至升温的导体桥接件而将温度传感器集成到绕组附近。优选为所述铜轨的导体桥接件具有对应定形的接纳部分，温度传感器布置在该接纳部分中，并且温度传感器优选地以形状配合的方式被接纳在该接纳部分中。接纳部分上的这种直接布置使得可以将温度传感器热耦合至导体桥接件，使得温度传感器检测导体桥接件温度。这意味着直接检测在载流处执行并且因此在升温绕组元件处执行，使得可以直接在温度敏感区域中进行测量。为此，传感器可以被理想地定位，使得可以进行非常准确和可靠地测量，特别是由于温度传感器与导体桥接件的接触，导体桥接件也可以被称为星形载体，在导体桥接件与温度传感器之间实现非常好的热传递，使得可靠地避免不期望的误差影响和测量值偏差。由于互连环上的布置，温度传感器还被很好地保护免受环境影响，使得例如比如水、油、空气等介质流不能直接到达温度传感器。

根据本发明的进一步发展，连接部分的横截面是圆形的或有角的，其中，温度传感器部分在要布置在接纳部分中的区域中具有形状匹配的横截面。这实现了温度传感器在连接部分中的准形状配合或至少形状兼容的布置，这对于良好的热耦合是有利的。

优选地，接纳部分形成在导体桥接件的连接部分的延伸部中。导体桥接件沿绕组的周向方向稍微延伸，其基本形状是准筒形的。根据本发明，接纳部分布置为这种小弧形形状的延伸部，使得温度传感器部分也定位为这种弧形形状的延伸并且因此可以以节省空间的方式被一体化。

如上所述，导体桥接件本身优选地为铜轨。这使得能够容易地在导体本身上形成连接几何形状以及使接纳部分简单形成期望的形状，例如圆形等，因为铜轨可以在冲压和弯曲过程中以简单的方式相应地制造或定形。

互连环本身有利地具有壳体，导体桥接件和温度传感器部分容纳在该壳体中。优选地由塑料制成的该壳体因此封装导体桥接件和温度传感器部分，使得温度传感器部分除了布置在接纳部分中之外还再次被封装并且因此经由壳体本身得到保护。

根据本发明的特别有利的实施方式，壳体可以由灌注混合物构成，导体桥接件与温度传感器部分一起被嵌入灌注混合物中。这意味着互连环实际上是塑料注塑成型部件，即，互连环由内部导体桥接件以及温度传感器部分和呈实心注塑成型塑料部件的形式的壳体构成，该实心注塑成型塑料部件完全封装内部元件并将内部元件嵌入。这种灌注允许将温度传感器部分额外固定在导体桥接件上，或者如果没有提供单独的形状配合固定，则提供实际固定。

附图说明

下面基于参照附图的示例性实施方式对本发明进行说明。附图是示意性图示，在附图中：

图1示出了温度传感器组件的示意图；

图2示出了导体桥接件的立体图；

图3示出了温度传感器组件在导体桥接件上的布置；

图4示出了通过将图3中的组件包覆成型以形成壳体而形成的互连环；

图5示出了根据本发明的电机的局部视图，其中，互连环安装在绕组上；并且

图6示出了穿过图5的布置的剖视图。

具体实施方式

图1示出了用于如下面的图5和图6所示的根据本发明的电机的温度传感器组件1的示意图。温度传感器组件1具有温度传感器部分2，该温度传感器部分具有温度传感器3和连接导体4，温度传感器3经由该连接导体连接至传感器线缆5，传感器线缆通向未进一步详细示出的控制或处理装置。温度传感器3和连接导体4可以固定就位在适当的传感器载体上。温度传感器部分覆盖有收缩管6。在示出的示例中，该收缩管是长形的筒形结构，但是如果有必要的话，该收缩管的横截面还可以是矩形的。

图2示出了呈冲压和弯曲的铜轨的形式的导体桥接件7的立体图。该导体桥接件具有弓形设计并且具有多个连接部分8，所述多个连接部分用于连接至定子绕组的绕组导体的导体端部，这将在下面讨论。

在导体桥接件7的弓形基部部分9的一个端部处，形成用于接纳温度传感器部分2的接纳部分10，如图2已经指示的，该接纳部分具有半圆设计，即，该接纳部分在形状上适应于温度传感器部分2的形状，使得温度传感器部分2可以以准形状配合的方式被接纳在接纳部分中。这在图3中示出，其中，温度传感器部分2以准形状配合的方式并沿其整个长度被接纳在接纳部分10中。由于这种容纳，温度传感器3热耦合至接纳部分10并且因此热耦合至导体桥接件7，导体桥接件作为载流元件在电机的操作期间升温，使得导体桥接件温度并且因此绕组温度可以被直接测量。

图4示出了最终的互连环11，在该互连环中嵌入了图3所示的具有导体桥接件7和温度传感器组件1或温度传感器部分2的布置。互连环11具有壳体12，该壳体由将所述部件嵌入的塑料灌注混合物制成。在绕组导体的端部连接至所述部件之后，仅连接部分8突出到侧部。而导体桥接件7并且特别是具有温度传感器部分2的接纳部分10完全嵌入互连环11的端子区域13中，其中，温度传感器部分2经由灌注混合物固定至接纳部分10。

图5以局部视图的形式示出了根据本发明的电机14的示意图，该电机包括具有绕组16的定子15，该绕组包括多个导体17，所述多个导体例如被分配至三个单独的相。每个导体17设计成近似U形的支架，其中，通常也被称为发夹的多个这样的U形导体插在一起以形成绕组16，该绕组也可以被称为绕组笼。所述多个导体17限定不同的径向平面，如图6中大体示出的。为此，导体17在其连接至使相导体连续的对应的邻近导体的导体端部的区域中根据绕组图从一个径向平面延伸至另一径向平面，例如延伸至邻近的径向平面。

导体17被引导或弯曲和铺设成使得产生对应的凹部，这些凹部径向延伸成使得对应的定子齿部18接合在这些凹部中，或者对应的导体17缠绕在定子齿部18的对应凹槽之间。这种定子15或由所描述的单独支架缠绕的绕组16的基本结构基本上是已知的。

在根据本发明的定子15中，导体17的端部19在端部19在此终止于环形绕组16的外周的情况下轴向突出，也就是说，端部相对于绕组16轴向突出。这些端部19与各个导体17相关联，根据布线图，这些导体要经由互连环11连接。为此，互连环11轴向放置在绕组16的面上，使得连接部分8邻近于导体17的端部19对应地定位，使得连接部分和端部可以通过简单的焊接连接在一起。然而，导体桥接件7此时也以载流的方式相应地接触并集成到绕组16中。

图6中示出了图5中所示的布置的剖视图。剖切平面穿过区域13，在该区域中，获得接纳部分10和温度传感器部分2。可以观察到，接纳部分和温度传感器部分牢固地彼此连接并处于热接触，从准形状配合的接纳处也可以清楚地看出这一点。

如图4进一步示出的，两个保持器20一体地形成在互连环11的壳体12上，这两个保持器被设计为闩锁或夹持保持器，并且参见图5和图6，这两个保持器用于接纳一定数目的连接导体21，连接导体将导体17的其他端部19成对地连接，因为这些端部以特定于相的方式被分配至HV电源连接件，HV电源连接件还被称为HV端子。由于端部19相对于绕组头部轴向突出，因此连接导体21的对应的连接端部22也相应地轴向延伸，尤其如图5所示，使得在此导体端部也可以通过焊接容易地连接。

连接导体也可以被称为导体轨或汇流条的连接导体在其绕绕组的周向延伸一定距离时被接纳和固定在对应的保持器20中——在所示的示例中存在两个保持器，使得连接导体在操作期间不会受到过度振动，但是仍然可以补偿任何振动。

附图标记列表

1温度传感器组件2温度传感器部分3温度传感器4连接导体5传感器线缆6加热收缩管7导体桥接件8连接部分9基部部分10接纳部分11互连环12壳体13区域14机器15定子16绕组17导体18绕组19端部20保持器21连接导体22连接端部。

Claims (9)

1.一种电机，所述电机包括定子(15)以及至少一个温度传感器组件(1)，所述定子具有绕组(16)，所述温度传感器组件具有温度传感器部分(2)，所述温度传感器部分具有用于检测所述绕组(16)的区域中的温度的温度传感器(3)，其中，所述绕组(16)的内周和/或外周上的导体(17)的至少一个部分的端部(19)在所述绕组(16)上轴向或径向地突出，其中，互连环(11)轴向或径向地放置在所述绕组(16)上，所述互连环具有至少一个导体桥接件(7)，端部(8)的至少一个部分连接至所述导体桥接件，其中，在所述导体桥接件(7)上设置有用于所述温度传感器部分(2)的接纳部分(10)，所述温度传感器部分(2)容纳在所述接纳部分中，从而将所述温度传感器(3)与所述导体桥接件(7)热耦合。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述连接部分(10)的横截面是圆形的或有角的，并且所述温度传感器部分(2)在要布置在所述接纳部分(10)中的区域中具有形状匹配的横截面。

3.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，所述接纳部分(10)形成在所述导体桥接件(7)的弯曲基部部分(9)的延伸部中。

4.根据前述权利要求中的一项所述的电机，其特征在于，所述导体桥接件(7)是铜轨。

5.根据前述权利要求中的一项所述的电机，其特征在于，所述互连环(11)具有壳体(12)，所述导体桥接件(7)和所述温度传感器部分(2)容纳在所述壳体中。

6.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，所述壳体(12)由灌注混合物构成，所述导体桥接件(11)与所述温度传感器部分(2)一起被嵌入所述灌注混合物中。

7.根据权利要求5或6所述的电机，其特征在于，所述壳体(12)由塑料制成。

8.根据前述权利要求中的一项所述的电机，其特征在于，在所述互连环(11)上设置有用于连接导体(21)的一个或更多个保持器(20)，所述导体(17)的端部(19)经由所述一个或更多个保持器连接至电源连接件。

9.根据权利要求7和8所述的电机，其特征在于，所述一个或更多个保持器(20)一体地形成在所述壳体(12)上。

Images