CN116073552A - 电机定子具有嵌入式导线支撑包覆成型件的电动化车辆 - Google Patents

电机定子具有嵌入式导线支撑包覆成型件的电动化车辆 Download PDF

Info

Publication number
CN116073552A
CN116073552A CN202211319248.5A CN202211319248A CN116073552A CN 116073552 A CN116073552 A CN 116073552A CN 202211319248 A CN202211319248 A CN 202211319248A CN 116073552 A CN116073552 A CN 116073552A
Authority
CN
China
Prior art keywords
slot
windings
slots
stator
electrically insulating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211319248.5A
Other languages
English (en)
Inventor
弗朗哥·伦纳迪
迈克尔·W·德格纳
曼·普拉卡什·古普塔
C·怀特
S·怀特
G·T·马丁尼
S·拉斯南
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of CN116073552A publication Critical patent/CN116073552A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
    • H02K3/345Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation between conductor and core, e.g. slot insulation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/50Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/0025Shaping or compacting conductors or winding heads after the installation of the winding in the core or machine ; Applying fastening means on winding heads
    • H02K15/0037Shaping or compacting winding heads
    • H02K15/0043Applying fastening means on winding headS
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/0056Manufacturing winding connections
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/024Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies with slots
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/08Forming windings by laying conductors into or around core parts
    • H02K15/085Forming windings by laying conductors into or around core parts by laying conductors into slotted stators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/10Applying solid insulation to windings, stators or rotors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/30Windings characterised by the insulating material
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/38Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation around winding heads, equalising connectors, or connections thereto
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60K2001/0405Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion characterised by their position
    • B60K2001/0416Arrangement in the rear part of the vehicle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Abstract

本公开提供了“电机定子具有嵌入式导线支撑包覆成型件的电动化车辆”。一种车辆、电机和制造电机的方法包括定子,所述定子具有齿,所述齿从轭架部分朝向转子延伸并且限定相邻齿之间的槽,其中绕组定位在所述槽内,其中所述槽涂覆有电绝缘材料,所述电绝缘材料具有弧形表面,所述弧形表面离开所述槽并且至少部分地在所述定子的至少一个端面上的所述齿上方延伸以形成用于弯曲/定位所述绕组的绕组引导件。所述绕组引导件可以由成型的环氧树脂形成,所述成型的环氧树脂替换绝缘纸槽衬,同时提供用于形成端部绕组的发卡弯曲部的模板。

Description

电机定子具有嵌入式导线支撑包覆成型件的电动化车辆
技术领域
本公开涉及电动化车辆和具有带嵌入式导线支撑包覆成型件的定子的电机。
背景技术
电动化车辆依靠高压牵引电池来向电机提供电力,所述电机可用作牵引马达以进行推进。电机包括围绕转子的定子,所述转子在作为发电机操作时旋转以产生电力或者在作为马达操作时旋转以产生扭矩。定子可以由具有齿的堆叠叠片形成,齿从背铁或轭架延伸以形成内圆周,所述内圆周在齿和转子之间具有气隙。齿限定槽,在将导电导线或绕组弯曲/扭绕之前,所述槽可以衬有绝缘纸,以围绕圆周的区段形成多个相。在制造期间,导线从定子的冠部侧插入并在焊接侧(也称为扭绕侧)上露出,在那里使用通常称为“指状物”的金属工具将它们弯曲成发卡。除了在端部绕组上施加曲率之外,这些指状物还为精细的绝缘纸提供保护。槽衬还在马达绕组从马达定子槽离开的尖锐边缘或发卡处提供额外的绝缘。在缠绕定子之后,绕组用树脂、环氧树脂、清漆、漆或类似材料进一步绝缘,以保护绕组免受污染和电气短路,并且还使绕组具有更高的机械刚性。
发明内容
本公开的各实施例包括一种车辆,所述车辆包括牵引电池和电机,所述电机由所述牵引电池供电并且被配置为向所述车辆提供推进动力。所述电机包括转子,所述转子与围绕所述转子的定子通过气隙分开。所述定子包括齿,所述齿从轭架部分朝向所述转子延伸并且限定相邻齿之间的槽,所述槽涂覆有电绝缘材料,所述电绝缘材料具有离开所述槽并且至少部分地在所述定子的至少一个端面上的所述齿上方延伸的弧形表面。所述定子还包括绕组,所述绕组定位在所述槽内并从所述槽延伸、与所述绝缘材料的所述弧形表面接触。每个槽可以包括多个绕组,其中所述电绝缘材料包括突起,所述突起在所述定子的所述端面上的所述齿上方在所述多个绕组之间延伸。每个突起可以从第一相关联的弧形表面延伸并且倾斜到离开相邻槽的第二相关联的弧形表面。所述电绝缘材料可以包括环氧树脂,所述环氧树脂在所述绕组定位在所述槽内之前硬化或固化。所述绕组可以包括具有矩形横截面的导电绕组。所述槽可以包括封闭的槽。
在各种实施例中,一种电机包括转子和定子,所述定子围绕所述转子并且通过气隙与所述转子分开。所述定子包括齿,所述齿从轭架部分朝向所述转子延伸并且限定相邻齿之间的槽。所述定子包括成型的电绝缘材料,所述成型的电绝缘材料涂覆所述槽并且具有从所述槽延伸并且至少部分地覆盖至少一个端面上的所述齿的弯曲表面。所述成型材料被配置为引导从所述槽延伸的相关联的绕组。每个槽可以具有多个相关联的绕组。所述电绝缘材料可以在每个槽的所述绕组的至少一部分之间延伸。所述电绝缘材料可以形成倾斜表面,所述倾斜表面从与第一槽相关联的较低的第一弯曲表面延伸到与第二槽相关联的较高的第二弯曲表面,所述第二槽与所述第一槽相邻。所述电绝缘材料可以形成第二倾斜表面,所述第二倾斜表面从与所述第一槽相关联的较高的第三弯曲表面延伸到与所述第二槽相关联的较低的第四弯曲表面。所述成型的电绝缘材料可以包括环氧树脂,所述环氧树脂在所述绕组定位在所述槽内之前固化或硬化。所述绕组可以包括各自具有矩形横截面的电导体。
各实施例还可以包括一种制造电机的方法,所述方法包括:由多个叠片形成定子芯,每个叠片具有从轭架部分朝向内圆周延伸的齿,相邻的齿在其间形成槽;以及使用流体将绕组引导件成型在所述定子芯上,所述流体硬化以形成电绝缘弧形表面,所述电绝缘弧形表面从所述槽延伸到所述定子芯的至少一个端面的所述齿;以及将绕组定位在所述槽内并从所述槽延伸,并且使所述绕组抵靠所述弧形表面弯曲以形成端部绕组。所述方法可以包括将多个绕组定位在所述槽中的每一个中。所述方法可以包括将多个突起成型在所述至少一个端面上,所述突起中的每一个具有倾斜表面,所述倾斜表面从自所述槽中的第一槽延伸的弧形表面延伸到从与所述槽中的所述第一槽相邻的所述槽中的第二槽延伸的弧形表面。所述方法可以包括为所述槽中的每一个成型多个倾斜突起,每个槽具有从与第一槽相关联的较低弧形表面倾斜到与和所述第一槽相邻的第二槽相关联的较高弧形表面的相关联的第一突起,以及从与所述第一槽相关联的较高弧形表面倾斜到与所述第二槽相关联的较低弧形表面的第二突起。所述方法可以包括将多个绕组定位在所述槽中的每一个中,其中所述多个绕组在数量上对应于所述多个倾斜突起。所述方法可以包括使用环氧树脂来成型所述绕组引导件。
本公开的各种实施例可以提供一个或多个相关联的优点。例如,具有带嵌入式导线支撑包覆成型件的定子的电机消除了在制造期间使用金属指状物或类似工具。所述定子纸槽衬替换为环氧树脂层,其中导体条/导线直接抵靠环氧树脂弯曲。弯曲半径由环氧树脂形成,所述环氧树脂提供弯曲操作所需的支撑和曲率。用环氧树脂替换需要附加间隙来保护槽衬的纸槽衬和金属指状工具减小了绕组轮廓,从而导致导体的端部匝的总长度较短。嵌入式导体支撑件可以用具有密封或开放槽设计的定子来实现。
附图说明
图1是示出具有电机的电动化车辆的图示,所述电机具有定子叠片,所述定子叠片具有包覆成型的绕组引导特征件。
图2是电机定子的透视图,示出了具有环氧树脂包覆成型的绕组引导特征件的堆叠叠片。
图3示出了嵌入有定子芯的成型的环氧树脂绕组引导件的实施例。
图4示出了成型的环氧树脂绕组引导件的另一个实施例。
具体实施方式
本文描述了本公开的实施例。然而,应理解,所公开的实施例仅仅是示例并且其他实施例可以呈现各种和替代形式。附图不一定按比例绘制;一些特征可能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并不解释为限制性,而仅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,参考附图中的任一者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组合以产生未明确地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,对于特定的应用或实施方式,可能期望与本公开的教导一致的对特征的各种组合和修改。
电动化车辆包括一个或多个电机,所述一个或多个电机可以作为发电机操作以向装置供电或将能量存储在牵引电池中,或者作为马达操作以提供扭矩来推进车辆。电机包括在操作期间在固定式定子内旋转的转子。定子可以由多个堆叠叠片组成。叠片可以由电工钢或其他铁合金制成。叠片可以具有从背铁或轭架部分朝向容纳转子的中心开口延伸的齿。齿限定或形成相邻齿之间的槽。绝缘材料(诸如环氧树脂或树脂材料)可以形成在槽内并且延伸到叠片的一个或两个面,以形成用于如本文所述缠绕在整个槽中以运载电流的导电绕组的弯曲和/或定位引导件。
绕组可以用于通过定子铁芯中的槽传导电流,这感应出磁场。绕组可以是用于单相马达的一个实心导体,或者是用于多相马达的每个相的一个实心导体。单独的导体可以具有各种横截面几何形状,诸如圆形或矩形(或正方形)。矩形或正方形导体可以包括圆形角或圆角。绕组或单独的导体可以具有涂层(例如,清漆、环氧树脂、树脂、油漆)以防止单独的导体之间的交叉传导。绕组可以具有相同的横截面面积以保持均匀的铜损耗。
对于多相电机,不同相的绕组可以由绝缘体分开以防止绕组之间的短路,因为不同相之间的电势可以克服由绕组之间的环境空气和清漆提供的绝缘。根据本公开的各种实施例用成型的环氧树脂或类似材料替换衬在槽内的绝缘纸,所述成型的环氧树脂或类似材料也在定子的面上形成导体弯曲/定位引导件。在将绕组安装在定子槽中之后,可以将附加的电绝缘涂层(诸如漆、树脂或环氧树脂)(其可以是导热的)施加到绕组和环氧树脂包覆成型件,以改善热传递特性,防止电短路,并提供总成的机械刚性。
可以使用各种技术来施加电绝缘涂层化合物或材料,包括浸和固化/烘烤、滴涂、真空压力浸渍和树脂密封。浸和烘烤施加包括将马达绕组浸入绝缘液体罐中(通常两次以确保完全覆盖),然后在炉中加热以使化合物固化/硬化。在滴涂中,绕组连接到旋转台,并且在旋转时使用电阻来产生热量,并且将材料的滴流引入绕组头。化合物跟随导线进入整个槽,以减少或消除无规则绕组中的局部放电的可能性。一旦完全饱和,就增加绕组中的电流以在旋转时固化化合物。真空压力浸渍(VPI)利用填充有绝缘化合物或材料的真空压力罐来用树脂或清漆完全浸渍马达绕组和绝缘。可以预热绕组以改善性能,其中在多个循环内测量电容以确定可接受的填充。另一种替代方案涉及树脂密封或灌封,以通过用高分子量热固性聚合物树脂完全浸渍线圈和绝缘来使绕组绝缘。
图1描绘了代表性电动化车辆,其在该示例中是插电式混合动力电动车辆(HEV)。车辆112可以包括一个或多个电机114,所述一个或多个电机机械地连接到变速器116、具有带如本文所述的成型的绕组引导件的定子。电机114可以能够作为马达或发电机来操作。另外,变速器116机械地连接到内燃发动机118。变速器116还机械地连接到驱动轴20,所述驱动轴机械地连接到车轮122。电机114可以在发动机118开启或关断时提供推进和再生制动能力。在再生制动期间,电机114充当发电机并且可以通过回收原本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114还可以通过允许发动机118以更有效的转速操作以及允许在某些状况下在发动机118关闭的情况下以电动模式操作混合动力电动车辆112来减少车辆排放。
牵引电池或电池组124存储可以由电机114使用的能量。车辆电池组124通常提供高压DC输出。牵引电池124电连接到一个或多个电力电子模块。一个或多个接触器142可以在断开时将牵引电池124与其他部件隔离,并且在闭合时将牵引电池124连接到其他部件。电力电子模块126还电连接到电机114,并且提供在牵引电池124和电机114之间双向传递能量的能力。例如,典型的牵引电池124可以提供DC电压,而电机114可能需要三相AC电流起作用。电力电子模块126可以将DC电压转换为如电机114所需要的三相AC电流。在再生模式下,电力电子模块126可以将来自充当发电机的电机114的三相AC电流转换为牵引电池124所需的DC电压。本文的描述同样适用于电动化车辆,其被实施为纯电动车辆,通常被称为电池电动车辆(BEV)。对于BEV而言,混合动力变速器116可以是连接到电机114的齿轮箱,并且发动机118可以省略。
除了提供用于推进的能量之外,牵引电池124还可以为其他车辆电气系统提供能量。典型的系统可以包括DC/DC转换器模块128,所述DC/DC转换器模块将牵引电池124的高压DC输出转换成与其他车辆负载兼容的低压DC供应。诸如压缩机和电加热器的其他高压负载可以在不使用DC/DC转换器模块128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130(例如,12V、24V或48V电池)。
电动化车辆112可以是BEV或其中牵引电池124可以通过外部电源136再充电的插电式混合动力车辆,或者是标准混合动力车,其通过将电机作为发电机操作但不接收来自外部电源的电力来对牵引电池充电。外部电源136可以是与电气插座的连接。外部电源136可以电连接到电动车辆供电装备(EVSE)138。EVSE 138可以提供电路和控件以管理在电源136与车辆112之间的能量传递。在其他实施例中,车辆112可以采用无线充电,其可以被称为使用感应或类似的无线电力传输的免提或非接触式充电。
外部电源136可以向EVSE 138提供DC或AC电力。EVSE 138可以具有用于插入到车辆112的充电端口134中的充电连接器140。充电端口134可以是被配置为将电力从EVSE 138传送到车辆112的任何类型的端口。充电端口134可以电连接到充电器或车载电力转换模块132。电力转换模块132可以调节从EVSE 138供应的电力,以向牵引电池124提供恰当的电压和电流电平。电力转换模块132可以与EVSE 138交互以协调向车辆112的电力输送。EVSE连接器140可以具有与充电端口134的对应凹槽配合的插脚。替代地,被描述为电连接的各种部件可以使用如先前描述的无线感应耦合来传输电力。
可以提供一个或多个车轮制动器144以用于车辆112的摩擦制动并防止车辆112的运动。车轮制动器144可以是液压致动的、电致动的或者它们的某种组合。车轮制动器144可以是制动系统150的一部分。制动系统150可以包括操作车轮制动器144所需的其他部件。为了简单起见,附图描绘了制动系统150与车轮制动器144中的一者之间的单个连接。暗示了制动系统150与其他车轮制动器144之间的连接。制动系统150可以包括用于监测并且协调制动系统150的控制器。制动系统150可以监测制动部件并控制车轮制动器144以实现期望的操作。制动系统150可以响应于驾驶员命令并且还可以自主地操作以实施诸如稳定性控制等特征。制动系统150的控制器可以实施当由另一个控制器或子功能请求时施加所请求的制动力的方法。
一个或多个电气负载146可以连接到高压总线。电气负载146可以具有在适当时操作电气负载146的相关联的控制器。电气负载146的示例可以是加热模块或空气调节模块。
所描述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。此外,可以存在系统控制器148以协调各种部件的操作。
图2是根据本公开的各种实施例的由各自具有带成型的环氧树脂绕组引导特征件的定子槽的堆叠叠片形成的代表性定子的透视图(图3至图4中最佳示出)。电机114(图1)包括具有多个叠片212的定子210。当堆叠时,叠片212形成定子芯214。叠片212中的每一个可以具有环形或圆环形状以容纳通过气隙分开并由定子芯214包围的转子(未示出)。转子可以使用互补的键和槽构造被机械地连接到轴。
每个叠片212包括多个齿220,所述多个齿一体地由整体结构形成并且从背铁或轭架部分222朝向内径径向向内延伸。相邻的齿220配合以限定槽224。每个叠片212的齿220对准,使得定子槽224在相对的端面226之间延伸穿过定子芯214。端面226限定芯214的相对的端部并由第一个和最后一个叠片212形成。成型的环氧树脂电绝缘槽衬(图3至图4)形成在槽224中。多个绕组230卷绕在各组齿220上并且设置在定子槽224内。每个槽224包括形成绕组230的导体或导线250的若干圈或卷。每个槽内的导体圈或卷的数量可以根据特定应用和实施方式而变化。在一个实施例中,每个槽230包括八个导体卷或圈。
取决于特定应用和实施方式,形成绕组230的导体或导线可以具有各种横截面几何形状,诸如圆形或矩形(包括正方形)。绕组230可以设置或灌封在绝缘材料或化合物(未示出)中,诸如清漆、漆、环氧树脂或树脂,例如,所述绝缘材料或化合物在组装期间作为液体或流体被施加并且在固化或硬化之前至少部分地填充槽中的绕组之间的间隙以形成刚性结构。绕组230的部分通常沿着定子槽224在轴向方向上延伸。在定子芯214的端面226处,绕组230在嵌入式环氧树脂绕组引导件的端面引导下弯曲以围绕端面226在周向方向上延伸,从而形成发卡或端部绕组240。
图3示出了嵌入有定子芯310的成型的环氧树脂绕组引导件300的实施例。成型的环氧树脂绕组引导件300被使用定位在定子芯内并填充有液体环氧树脂的包覆成型件来形成,所述液体环氧树脂固化和硬化为热固性聚合物以形成所示的绕组引导特征件。固化的环氧树脂为绕组提供电绝缘和导热性,所述绕组定位在定子的相邻齿之间形成的槽内并从所述槽延伸。槽可以包括朝向内圆周312的小开口,或者可以是封闭或密封的槽,这取决于定子的具体设计。在图3的实施例中,绕组引导件300的绕组引导特征件316包括第一弧形表面320,所述第一弧形表面在相关联的齿324的端面的至少一部分上方从第一槽322延伸并且接合到从第二槽328延伸的第二弧形表面326。在一个实施例中,环氧树脂在每个槽322、328内延伸以替换/消除电绝缘槽衬纸。弧形表面320、326被配置为向离开槽的相关联绕组提供弯曲半径以形成发卡端部绕组。在形成成型的环氧树脂绕组引导件之后,绕组定位在槽内,其中绕组的至少一个端部抵靠相关联槽的对应弧形表面弯曲或成形。每个槽322、328可以包括单个绕组或多个绕组,如图4的实施例中一般所示,这取决于电机的相数和具体设计。
图4示出了形成在具有代表性矩形绕组420的定子410上的成型的环氧树脂绕组引导件400的另一个实施例。绕组引导件400包括成型在定子410的对应齿的至少一部分上方的多个突起430。每个突起430包括从与第一槽444相关联的较低的第一弧形或弯曲表面部分442延伸到与第二槽448相关联的较高的第二弯曲表面部分446的倾斜部分440。在图4的实施例中,每个齿包括具有第二倾斜表面的第二突起450,所述第二倾斜表面从与第一槽444相关联的较高的第三弯曲表面延伸到与第二槽448相关联的较低的第四弯曲表面。与每个齿相关联的突起430的数量对应于每个槽的绕组420的数量。除了使离开共同槽444的绕组420径向间隔开之外,突起430还提供弯曲引导件(弧形表面部分442)。
如图2至图4所示,一种制造电机的方法包括由多个叠片形成定子芯,每个叠片具有从轭架部分朝向内圆周延伸的齿,相邻的齿在其间形成槽。所述方法包括使用流体将绕组引导件成型在所述定子芯上,所述流体硬化以形成在所述定子芯的至少一个端面的所述齿上方从所述槽延伸的电绝缘弧形表面。所述方法还包括将绕组定位在所述槽内和从所述槽延伸,并且使所述绕组抵靠所述弧形表面弯曲以形成端部绕组。定位所述绕组可以包括将多个绕组定位在所述槽中的每一个中。成型所述绕组引导件可以包括将多个突起成型在所述至少一个端面上,所述突起中的每一个具有倾斜表面,所述倾斜表面从自所述槽中的第一槽延伸的弧形表面延伸到从与所述槽中的所述第一槽相邻的所述槽中的第二槽延伸的弧形表面。所述方法可以包括为所述槽中的每一个成型多个倾斜突起,每个槽具有从与第一槽相关联的较低弧形表面倾斜到与和所述第一槽相邻的第二槽相关联的较高弧形表面的相关联的第一突起,以及从与所述第一槽相关联的较高弧形表面倾斜到与所述第二槽相关联的较低弧形表面的第二突起。倾斜突起的数量可以对应于每个槽的绕组的数量,其中所述突起的至少一部分在从同一槽延伸的绕组之间延伸。所述成型的绕组引导件可以由液态环氧树脂在固化或硬化之后形成。所述方法还可以包括用电绝缘流体涂覆所述定子、绕组和绕组引导件,所述电绝缘流体被固化或硬化以增加所述总成的机械刚度。
尽管上文描述了示例性实施例,但是这些实施例并不意图描述权利要求所涵盖的所有可能形式。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,在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以做出各种改变。如先前所述,各种实施例的特征可以组合以形成可能未明确描述或示出的本发明的另外的实施例。尽管各种实施例就一个或多个期望的特性而言可能已经被描述为提供优点或优于其他实施例或现有技术实施方式,但本领域普通技术人员应认识到,可以折衷一个或多个特征或特性来实现期望的整体系统属性,这取决于具体应用和实施方式。这些属性可以包括但不限于强度、耐久性、生命期、可销售性、外观、包装、大小、可维护性、重量、可制造性、易组装性等。因此,就一个或多个特性而言被描述为不如其他实施例或现有技术实施方式期望的实施例处在本公开的范围内,并且对于特定应用来说可能是期望的。
根据本发明,提供了一种车辆,其具有:牵引电池;以及电机,所述电机由所述牵引电池供电并且被配置为向所述车辆提供推进动力,所述电机包括转子,所述转子与围绕所述转子的定子通过气隙分开,所述定子包括齿,所述齿从轭架部分朝向所述转子延伸并且限定相邻齿之间的槽,所述槽涂覆有电绝缘材料,所述电绝缘材料具有离开所述槽并且至少部分地在所述定子的至少一个端面上的所述齿上方延伸的弧形表面,所述定子还包括绕组,所述绕组定位在所述槽内并从所述槽延伸、与所述电绝缘材料的所述弧形表面接触。
根据一个实施例,每个槽包括多个绕组,并且其中所述电绝缘材料包括突起,所述突起在所述定子的所述端面上的所述齿上方在所述多个绕组之间延伸。
根据一个实施例,每个突起从第一相关联的弧形表面延伸并且倾斜到离开相邻槽的第二相关联的弧形表面。
根据一个实施例,所述电绝缘材料包括环氧树脂。
根据一个实施例,在将所述绕组定位在所述槽内之前所述环氧树脂硬化或固化。
根据一个实施例,所述绕组包括具有矩形横截面的导电绕组。
根据一个实施例,所述槽包括封闭槽。
根据本发明,提供了一种电机,其具有:转子;以及定子,所述定子围绕所述转子并且与所述转子通过气隙分开,所述定子包括齿,所述齿从轭架部分朝向所述转子延伸并且限定相邻齿之间的槽,所述定子包括成型的电绝缘材料,所述成型的电绝缘材料涂覆所述槽并且具有弯曲表面,所述弯曲表面从所述槽延伸并且至少部分地覆盖至少一个端面上的所述齿,所述成型的电绝缘材料被配置为引导从所述槽延伸的相关联绕组。
根据一个实施例,每个槽具有多个相关联绕组,并且其中所述电绝缘材料在每个槽的所述绕组的至少一部分之间延伸。
根据一个实施例,所述电绝缘材料形成倾斜表面,所述倾斜表面从与第一槽相关联的较低的第一弯曲表面延伸到与第二槽相关联的较高的第二弯曲表面,所述第二槽与所述第一槽相邻。
根据一个实施例,所述电绝缘材料形成第二倾斜表面,所述第二倾斜表面从与所述第一槽相关联的较高的第三弯曲表面延伸到与所述第二槽相关联的较低的第四弯曲表面。
根据一个实施例,所述成型的电绝缘材料包括环氧树脂。
根据一个实施例,在将所述绕组定位在所述槽内之前所述环氧树脂硬化。
根据一个实施例,所述绕组包括具有矩形横截面的电导体。
根据本发明,一种制造电机的方法包括:由多个叠片形成定子芯,每个叠片具有从轭架部分朝向内圆周延伸的齿,相邻的齿在其间形成槽;使用电绝缘流体将绕组引导件成型在所述定子芯上,所述电绝缘流体硬化以形成弧形表面,所述弧形表面从所述槽延伸到所述定子芯的至少一个端面的所述齿;以及将绕组定位在所述槽内并从所述槽延伸,并且使所述绕组抵靠所述弧形表面弯曲以形成端部绕组。
在本发明的一个方面,定位所述绕组包括将多个绕组定位在所述槽中的每一个中。
在本发明的一个方面,成型所述绕组引导件包括将多个突起成型在所述至少一个端面上,所述突起中的每一个具有倾斜表面,所述倾斜表面从自所述槽中的第一槽延伸的弧形表面延伸到从与所述槽中的所述第一槽相邻的所述槽中的第二槽延伸的弧形表面。
在本发明的一个方面,成型所述绕组引导件包括为所述槽中的每一个成型多个倾斜突起,每个槽具有从与第一槽相关联的较低弧形表面倾斜到与和所述第一槽相邻的第二槽相关联的较高弧形表面的相关联的第一突起,以及从与所述第一槽相关联的较高弧形表面倾斜到与所述第二槽相关联的较低弧形表面的第二突起。
在本发明的一个方面,定位所述绕组包括将多个绕组定位在所述槽中的每一个中,并且其中所述多个绕组在数量上对应于所述多个倾斜突起。
在本发明的一个方面,所述绕组引导件包括环氧树脂。

Claims (14)

1.一种车辆,其包括:
牵引电池;以及
电机,所述电机由所述牵引电池供电并且被配置为向所述车辆提供推进动力,所述电机包括转子,所述转子与围绕所述转子的定子通过气隙分开,所述定子包括齿,所述齿从轭架部分朝向所述转子延伸并且限定相邻齿之间的槽,所述槽涂覆有电绝缘材料,所述电绝缘材料具有离开所述槽并且至少部分地在所述定子的至少一个端面上的所述齿上方延伸的弧形表面,所述定子还包括绕组,所述绕组定位在所述槽内并从所述槽延伸、与所述电绝缘材料的所述弧形表面接触。
2.如权利要求1所述的车辆,其中每个槽包括多个绕组,并且其中所述电绝缘材料包括突起,所述突起在所述定子的所述端面上的所述齿上方在所述多个绕组之间延伸。
3.如权利要求2所述的车辆,其中每个突起从第一相关联的弧形表面延伸并且倾斜到离开相邻槽的第二相关联的弧形表面。
4.如权利要求1所述的车辆,其中所述电绝缘材料包括环氧树脂。
5.如权利要求4所述的车辆,其中在将所述绕组定位在所述槽内之前所述环氧树脂硬化或固化。
6.如权利要求5所述的车辆,其中所述绕组包括具有矩形横截面的导电绕组。
7.如权利要求1所述的车辆,其中所述槽包括封闭的槽。
8.一种电机,其包括:
转子;以及
定子,所述定子围绕所述转子并且与所述转子通过气隙分开,所述定子包括齿,所述齿从轭架部分朝向所述转子延伸并且限定相邻齿之间的槽,所述定子包括成型的电绝缘材料,所述成型的电绝缘材料涂覆所述槽并且具有弯曲表面,所述弯曲表面从所述槽延伸并且至少部分地覆盖至少一个端面上的所述齿,所述成型的电绝缘材料被配置为引导从所述槽延伸的相关联绕组。
9.如权利要求8所述的电机,其中每个槽具有多个相关联绕组,并且其中所述电绝缘材料在每个槽的所述绕组的至少一部分之间延伸。
10.如权利要求9所述的电机,其中所述电绝缘材料形成倾斜表面,所述倾斜表面从与第一槽相关联的较低的第一弯曲表面延伸到与第二槽相关联的较高的第二弯曲表面,所述第二槽与所述第一槽相邻。
11.如权利要求10所述的电机,其中所述电绝缘材料形成第二倾斜表面,所述第二倾斜表面从与所述第一槽相关联的较高的第三弯曲表面延伸到与所述第二槽相关联的较低的第四弯曲表面。
12.如权利要求10所述的电机,其中所述成型的电绝缘材料包括环氧树脂。
13.如权利要求12所述的电机,其中在将所述绕组定位在所述槽内之前所述环氧树脂硬化。
14.如权利要求12所述的电机,其中所述绕组包括具有矩形横截面的电导体。
CN202211319248.5A 2021-10-31 2022-10-26 电机定子具有嵌入式导线支撑包覆成型件的电动化车辆 Pending CN116073552A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/515,517 US20230134509A1 (en) 2021-10-31 2021-10-31 Electrified vehicle having electric machine stator with embedded wire support overmold
US17/515,517 2021-10-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116073552A true CN116073552A (zh) 2023-05-05

Family

ID=85983928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211319248.5A Pending CN116073552A (zh) 2021-10-31 2022-10-26 电机定子具有嵌入式导线支撑包覆成型件的电动化车辆

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230134509A1 (zh)
CN (1) CN116073552A (zh)
DE (1) DE102022128757A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230081983A1 (en) * 2021-09-10 2023-03-16 Ford Global Technologies, Llc Electric machine for hybrid/electric vehicle

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3843644B2 (ja) * 1999-04-14 2006-11-08 株式会社デンソー 回転電機のステータおよびその製造方法
JP3551375B2 (ja) * 2001-12-26 2004-08-04 株式会社デンソー 回転電機およびその製造方法
JP3903964B2 (ja) * 2003-06-18 2007-04-11 株式会社デンソー 回転電機の固定子
CN105794090B (zh) * 2013-12-05 2019-07-30 日立汽车系统株式会社 旋转电机
DE102021113691A1 (de) * 2021-05-27 2022-12-01 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Stator einer elektrischen Antriebsmaschine und Verfahren zum Herstellen desselben

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022128757A1 (de) 2023-05-04
US20230134509A1 (en) 2023-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210367459A1 (en) Interconnector for stator of electrical machine and the stator comprising the interconnector
US10008907B2 (en) Over mold with integrated insert to enhance heat transfer from an electric machine end winding
CN106253618B (zh) 用于永磁电机转子的表面凹槽图案
JP3752431B2 (ja) 回転電機及びその製造方法
CN103733481B (zh) 旋转电机和旋转电机的制造方法
US11742708B2 (en) In slot cooling enhancement for coated stator
EP2907223B1 (en) Teeth of an electric motor or generator
US20140184011A1 (en) Stator for Rotating Electrical Machine and Rotating Electrical Machine
CN115118031A (zh) 具有带狭槽凹穴的电机定子的电动化车辆
CN107317411B (zh) 转子端帽
US20230163652A1 (en) Stator core with cuffed slot liner
CN101449449A (zh) 绝缘体以及旋转电机
JP5235634B2 (ja) 回転電機の製造方法
CN107104551B (zh) 用于电气化车辆的热管理组件
CN116073552A (zh) 电机定子具有嵌入式导线支撑包覆成型件的电动化车辆
CN107769418B (zh) 电机端部线匝通道
CN114765390A (zh) 环氧树脂-铁混合物定子绝缘衬系统
CN115912691A (zh) 具有带有衬有多种模制材料的定子槽的定子组件的旋转电机
JP5401225B2 (ja) 回転電機
US11018545B2 (en) Electric machine winding assembly
JP2008271714A (ja) 回転電機の製造方法
US20160315509A1 (en) Electric Machine for a Vehicle
EP4318892A1 (en) Insulation system for an electric machine
US11901769B2 (en) Stator with piloting supports
CN117767605A (zh) 混合互锁件和粘合剂转子芯

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication