CN116724467A - 用于定子的连接单元、用于电机的定子布置、用于生产定子布置的方法、以及用于驱动车辆的电机 - Google Patents

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CN116724467A CN202180084145.2A CN202180084145A CN116724467A CN 116724467 A CN116724467 A CN 116724467A CN 202180084145 A CN202180084145 A CN 202180084145A CN 116724467 A CN116724467 A CN 116724467A
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Abstract

本发明涉及一种用于定子(101)的连接单元(1a，1b)，该定子具有定子绕组(103)，该定子绕组具有数量为N个的相，该连接单元包括：第一至第N接触部分(2a‑c；2d‑f)，该第一至第N接触部分各自被设计用于导电接触定子(101)的N个连接部分(105a‑c；105d‑f)中的一个连接部分、形成用于接纳连接部分(105a‑c；105d‑f)中的一个连接部分的接纳腔(4)、并且具有引导部(11)，其中，相应接触部分(2a‑c；2d‑f)具有壁(3a)，该壁在一侧限制接纳腔(4)，并且接触部分的引导部(11)具有壁(12a)，该引导部的壁邻接接触部分(2a‑c；2d‑f)的壁(3a)并且相对于接触部分(2a‑c；2d‑f)的壁(3a)以背向接纳腔(4)的方式倾斜；以及导体布置(5)，该导体布置导电连接第一至第N接触部分(2a‑c)或者包括N个导体部分(14a‑c)，这些导体部分彼此电隔离并且各自导电连接到接触部分(2d‑f)中的一个接触部分。

Description

用于定子的连接单元、用于电机的定子布置、用于生产定子布 置的方法、以及用于驱动车辆的电机
技术领域
本发明涉及一种用于定子的连接单元，该定子具有定子绕组，该定子绕组具有数量为N个的相。另外，本发明涉及一种用于电机的定子布置、一种用于生产定子布置的方法、以及一种用于驱动车辆的电机。
背景技术
用于具有定子绕组(该定子绕组具有N个相)的定子的连接单元用于连接定子绕组的连接部分。为此，连接单元包括与相的数量相对应的多个接触部分、以及导体布置。接触部分各自具有用于连接部分中的一个的接纳腔。
为了形成星形点，导体布置可以导电连接接触部分。因此，DE 10 2019 122 550A1披露了一种电机，该电机具有定子芯和发夹，这些发夹相连接以便形成绕组并且在端子端与中性端之间形成连续电路。中性连接部附接到这些中性端中的每个中性端并且包括具有内侧和外侧的弓形主体。该内侧限定开口槽，其中这些槽中的每个槽接纳中性端中的一个中性端。
然而，由于连接部分具有制造引起的位置公差，所以在接纳腔中布置连接部分可能会变得困难。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于连接定子的连接部分的安装友好选项。
根据本发明，该目的通过一种用于定子的连接单元来实现，该定子具有定子绕组，该定子绕组具有数量为N个的相，该连接单元具有：第一至第N接触部分，该第一至第N接触部分各自被设计用于导电接触该定子的N个连接部分中的一个连接部分、形成用于接纳这些连接部分中的一个连接部分的接纳腔、并且具有引导部，其中，相应接触部分具有壁，该壁在一侧限制该接纳腔，并且接触部分的引导部具有壁，该引导部的壁邻接该接触部分的壁并且相对于该接触部分的壁以背向该接纳腔的方式倾斜；以及导体布置，该导体布置导电连接该第一至第N接触部分或者包括N个导体部分，该N个导体部分彼此电隔离并且各自导电连接到这些接触部分中的一个接触部分。
根据本发明的用于定子的连接单元具有第一至第N接触部分，该定子具有定子绕组，该定子绕组具有数量为N个的相。第一至第N接触部分各自被设计用于导电接触该定子的N个连接部分中的一个连接部分。第一至第N接触部分各自形成用于接纳连接部分中的一个连接部分的接纳腔。第一至第N接触部分各自具有引导部。相应接触部分具有壁。接触部分的壁在一侧限制接纳腔。接触部分的引导部具有壁。引导部的壁邻接接触部分的壁并且相对于接触部分的壁以背向接纳腔的方式倾斜。连接单元还具有导体布置。导体布置导电连接第一至第N接触部分或者包括N个导体部分，该N个导体部分彼此电隔离并且各自导电连接到接触部分中的一个接触部分。
根据本发明的连接装置的特征尤其在于引导部，当连接单元布置在连接部分上时，该引导部允许对连接部分的位置公差进行补偿。如果出于制造原因，连接部分没有根据接触部分的位置精确对准，则由于引导部，连接部分可以更容易地被接纳或者打个比方被捕获在接纳腔中。因此，连接部分在接触部分中的布置可以变得非常容易并且可以容易地自动化。特别地，可以省去将连接部分保持在预定位置以用于将传统的连接单元附接到连接部分的额外工具。有利地，可以大大简化具有连接单元和定子的定子布置或电机的安装。
相邻的成对接触部分优选地等距地布置。
引导部优选地布置在与导体布置相对的相应接触部分的端部处。N通常大于或等于三，特别是精确地等于三。第N接触部分优选地布置在第一与第(N-1)接触部分之间。在优选实施例中，接触部分被配置为导体布置的凹部。引导部优选地被设计成邻接接触部分的壁。引导部的第一壁可以与接触部分的第一壁围成一定角度，特别是钝角。
在根据本发明的连接单元的情况下，可以规定第N接触部分具有第二壁，该第二壁在与第一壁相对的一侧上限制接纳腔，并且因此第N接触部分被设计用于围绕连接部分。因此，第N接触部分可以形成用于其他接触部分的参考位置、并且在两侧上围封连接部分中的一个连接部分。
在优选实施例中，规定第N接触部分的引导部具有第二壁，该第二壁邻接接触部分的第二壁并且相对于第N接触部分的第二壁以背向接纳腔的方式倾斜，使得与接触部分的第一壁距第N接触部分的第二壁的距离相比，引导部变宽。因此，引导部可以在两个方向上补偿连接部分的位置公差。接触部分的第二壁可以与引导部的第二壁围成一定角度，特别是钝角。引导部的第一壁和第二壁可以沿着直线延伸，这些直线围成锐角、特别是40度与80度之间的角度。
第N接触部分还可以包括第三壁，该第三壁在垂直于第一壁的方向上限制接纳腔。第三壁可以形成用于被接纳在接纳腔中的连接部分的止动部。第三壁优选地垂直于第二壁延续。第三壁可以连接第一壁和第二壁。
根据第一优选实施例变型，第一至第(N-1)接触部分中的相应接触部分的接纳腔在与第一壁相对的一侧上是敞开的。这使得当连接部分相对于彼此径向对准时，连接部分能够容易地被接纳在接纳腔中。因此，连接单元可以经由垂直于连接部分的延伸方向定向的或沿着连接部分的延伸方向的线性运动布置在连接部分上，因为相对于线性运动不同地对准的连接部分不会卡在敞开侧上。
根据第二优选实施例变型，第一至第(N-1)接触部分各自具有第二壁，该第二壁与第一壁相对并且以背向接纳腔的方式倾斜。这使得当连接部分相对于彼此径向对准时，连接部分能够容易地被接纳在接纳腔中。因此，连接单元可以通过垂直于连接部分的延伸方向定向的或沿着连接部分的延伸方向的线性运动布置在连接部分上，因为相对于线性运动不同地对准的连接部分不会卡在第二壁上而是可以沿着第二壁滑动。接触部分的第二壁优选地朝向第N接触部分倾斜。
根据第三优选实施例变型，第一至第(N-1)接触部分中的相应接触部分具有第二壁，该第二壁在与第一壁相对的一侧上限制接纳腔，并且因此相应接触部分被设计用于围绕连接部分。N个接触部分的第一壁和第二壁特别优选地彼此平行地对准。因此，当连接部分彼此平行地对准时，连接单元可以经由垂直于连接部分的延伸方向定向的或沿着连接部分的延伸方向的线性运动布置在连接部分上。
此处优选的是，在每种情况下，第一至第(N-1)接触部分中的相应接触部分的引导部具有第二壁，该第二壁邻接接触部分的第二壁并且相对于相应接触部分的第二壁以背向接纳腔的方式倾斜，使得与接触部分的第一壁距接触部分的第二壁的距离相比，引导部变宽。接触部分的第二壁可以与引导部的第二壁围成一定角度，特别是钝角。引导部的第一壁和第二壁可以沿着直线延伸，这些直线围成锐角、特别是40度与80度之间的角度。第一至第N接触部分的引导部在设计上可以是相同的。
此外，还可以规定第一至第(N-1)接触部分各自具有另一壁，该另一壁在垂直于第一壁的方向上限制接纳腔。该另一壁可以形成用于被接纳在接纳腔中的连接部分的止动部。如果接触部分具有第二壁，则可以规定该另一壁垂直于第二壁延续和/或连接第一壁和第二壁。
优选地，当导体布置导电连接接触部分时，连接单元的导体布置被配置为汇流条。如果导体布置包括导体部分，则相应导体部分可以被配置为汇流条。
优选地，根据本发明的连接单元还包括隔离体，该隔离体被布置、特别是被成型在导体布置上，并且具有使接触部分暴露的开口。隔离体可以由部分地和/或连续地围绕导体布置的护套形成。隔离体优选通过导体布置的嵌件成型而形成。隔离体还可以建立导体部分的相对位置。
此外，根据本发明的连接单元可以具有紧固部分，该紧固部分被设计成以如下方式与另一连接单元的紧固部分接合，该方式使得连接单元和另一连接单元能够从脱离位置转移到紧固位置，在紧固位置，连接单元和另一连接单元彼此紧固，并且连接单元的导体布置和另一连接单元的导体布置彼此电隔离。与根据本发明的连接单元相关的所有陈述都可以转用到另一连接单元。
在紧固位置，连接单元的接触部分和另一连接单元的接触部分可以通过定子绕组的连接部分接触。这使得在没有对连接部分进行定位的额外工具的情况下连接部分能够例如通过焊接被紧固到连接单元。以这种方式，可以进一步增加安装的便利性。
紧固部分可以形成闩锁元件，该闩锁元件被设计成在紧固位置与另一连接单元的紧固部分的闩锁元件接合以便形成闩锁连接。此处的闩锁连接使得连接单元的紧固不费力并且无需额外工具。闩锁元件可以被设计成在从脱离位置转移到紧固位置期间弹性地变形。紧固部分还可以形成一个或多个另外的对应的闩锁元件。
替代地或附加地，可以规定紧固部分形成突出部或凹部，其中突出部可以对应于另一连接单元的被配置为凹部的紧固部分，或者凹部可以对应于另一连接单元的被配置为突出部的紧固部分。在紧固位置，紧固部分可以接合在一起，从而形成形状配合连接。突出部和凹部优选地具有截然相反的构型。紧固部分可以具有一个或多个另外的突出部和凹部。
根据本发明的连接单元的隔离体优选地形成紧固部分。此处可以规定，隔离体或另一连接单元的导体布置形成根据本发明的连接单元的紧固部分。替代地，根据本发明的连接单元的导体布置形成紧固部分。此处可以规定，另一连接单元的隔离体形成根据本发明的连接单元的紧固部分。
本发明所基于的目的还通过一种用于电机的定子布置来实现，该定子布置具有：定子，该定子具有定子芯和定子绕组，该定子芯具有轴向端面，该定子绕组具有数量为N个的相、并且部分地由延伸穿过定子芯的成形导体形成、并且部分地由第一至第N连接部分形成，该第一至第N连接部分在端面处沿轴向方向延伸从而在周向方向的不同角位置邻接成形导体的一部分、并且被设计用于形成星形点或者用于形成用于相的连接部；以及
根据本发明的连接单元，其中，该第一至第N连接部分各自被接纳在连接单元的接触部分的接纳腔中。
根据本发明的用于电机的定子布置具有定子。定子具有定子芯。定子芯具有轴向端面。定子还具有定子绕组。定子绕组具有数量为N个的相。定子绕组部分地由成形导体形成。成形导体延伸穿过定子芯。此外，定子绕组部分地由第一至第N连接部分形成。第一至第N连接部分在端面处沿轴向方向延伸从而在周向方向的不同角位置邻接成形导体的一部分。第一至第N连接部分被设计成形成星形点或者形成用于相的连接部。该定子布置还具有根据本发明的连接单元。第一至第N连接部分各自被接纳在连接单元的接触部分的接纳腔中。
定子芯优选地由多个彼此隔离的定子叠片形成。在定子芯中可以形成多个槽，该多个槽沿着周向方向布置并且从端面延伸到轴向相对的另一端面。成形导体可以被接纳在槽中。
成形导体优选地由导电金属、特别是铜制成的杆件形成。成形导体优选地布置成以预定的偶数个层(特别是四个层、六个层、八个层、十个层或十二个层)径向分层放置在相应槽中。相的数量通常对应于定子的相的数量。
定子绕组可以被设计为发夹绕组。在第一端面处以及在与第一端面相反的第二端面处，相应相的成形导体可以通过连接器彼此导电连接，使得这些成形导体形成一个串联电路或多个串联电路。第一类型的连接器优选地在第一端面处与成形导体一体地形成。在第二端面处，成对的成形导体可以通过第二类型的连接器导电连接。第二类型的连接器各自可以包括两个连接部分，特别地，这两个连接部分一体地邻接成对的成形导体。这两个连接部分可以特别是通过物质结合而彼此成对地导电连接。
每个连接部分可以包括多个连接元件，该多个连接元件各自邻接成形导体中的一个成形导体。每个连接部分优选地包括用于相的每个串联电路的连接元件。
此外，在根据本发明的定子布置的情况下，还可以规定第一连接单元的导体布置导电连接接触部分以形成星形点，其中，定子布置还具有：根据本发明的第二连接单元，该第二连接单元的导体布置包括N个导体部分，这N个导体部分彼此电隔离并且各自导电连接到N个接触部分中的一个接触部分以便形成用于相中的一个相的连接部，其中，第(N+1)至第(2N)连接部分各自被容纳在第二连接单元的接触部分的接纳腔中。
可以规定，定子的第一至第N连接部分和/或第(N+1)至第(2N)连接部分在这些连接部分的相应的角位置在周向方向上径向对准。
在定子中，连接部分可以包括一对平行的侧面。此处可以规定，第一至第(N-1)连接部分相对于第N连接部分变形，使得第一至第N连接部分的成对的平行侧面基本上彼此平行地对准。替代地或附加地，第(N+1)至第(2N-1)连接部分可以相对于第(2N)连接部分变形，使得第(N+1)至第(2N)连接部分的成对的平行侧面基本上彼此平行地对准。第一至第N连接部分或第(N+1)至第(2N)连接部分可以具有相同的取向，使得这些连接部分的成对的平行侧面基本上彼此平行地对准。
第一至第(2N)连接部分的成对的平行侧面可以彼此平行地对准。然而，优选的是，一方面第一至第N连接部分的成对的平行侧面、以及另一方面第(N+1)至第(2N)连接部分的成对的平行侧面不同地对准、特别是围成大于零的角度。
在优选的实施例中，连接部分通过绕平行于定子的纵向轴线的轴线扭转而变形。为此目的，第一至第(N-1)连接部分和/或第(N+1)至第(2N-1)连接部分可以包括形成扭转的扭转部分。
在根据本发明的定子布置的情况下，优选的是提供紧固装置，借助于该紧固装置，第一连接单元和第二连接单元可以从脱离位置转移到紧固位置，在紧固位置，第一连接单元和第二连接单元彼此紧固，并且第一连接单元的导体布置和第二连接单元的导体布置彼此电隔离。
紧固装置可以由第一和第二连接单元的紧固部分形成。相对于根据本发明的连接单元被描述为另一连接单元的连接单元可以是定子布置的第二连接单元。
替代地，紧固装置可以被设计成由于作用在第一连接单元和第二连接单元上的力而迫使第一连接单元和第二连接单元一起处于紧固位置，使得定子的连接部分能够以导电方式、特别是通过物质结合的接合工艺而紧固到接触部分。在该实施例中，紧固装置因此被设置为与连接单元分离的附加部件。紧固装置优选地被设计成使得紧固装置可以在紧固位置从连接单元脱离并且优选地移动回到脱离位置。
本发明所基于的目的还通过一种用于生产定子布置的方法来实现，该方法包括以下步骤：提供根据本发明的连接单元；提供用于电机的定子，该定子具有定子芯和定子绕组，该定子芯具有轴向端面，该定子绕组包括数量为N个的相、并且部分地由延伸穿过定子芯的成形导体形成、并且部分地由第一至第N连接部分形成，该第一至第N连接部分在端面处沿轴向方向延伸从而在周向方向的不同角位置邻接成形导体的一部分、并且被设计用于形成星形点或者用于形成用于相的连接部；以及将定子的第一至第N连接部分布置在连接单元的接触部分的接纳腔中。该布置可以通过执行连接单元沿着基本上垂直于或平行于连接部分的延伸方向的、特别是垂直于或平行于连接部分的延伸方向的运动方向的相对运动来进行。
在根据本发明的方法的情况下，还可以规定，第一至第N接触部分被设计用于形成星形点，其中，定子绕组还部分地由第(N+1)至第(2N)连接部分形成，该第(N+1)至第(2N)连接部分在端面处沿轴向方向延伸从而在周向方向的不同角位置邻接成形导体的一部分、并且被设计用于形成用于相的连接部，其中，该方法还可以包括以下步骤：提供根据本发明的第二连接单元，该第二连接单元的导体布置包括N个导体部分，该N个导体部分彼此电隔离并且各自导电连接到N个接触部分中的一个接触部分以便形成用于相中的一个相的连接部；以及将定子的第(N+1)至第(2N)连接部分布置在第二连接单元的接触部分的接纳腔中。该布置可以通过执行第二连接单元沿着基本上垂直于或平行于连接部分的延伸方向的、特别是垂直于或平行于连接部分的延伸方向的运动方向的相对运动来进行。
此外，可以提供以下步骤：将连接部分和接触部分接合，特别是以便形成物质结合的接头连接。优选地，接合借助于焊接进行。
此外，还可以提供以下步骤：借助于紧固装置或借助于由连接单元形成的紧固部分，将第一连接单元和第二连接单元从脱离位置转移到紧固位置，其中，在紧固位置，第一连接单元和第二连接单元彼此紧固，并且第一连接单元的导体布置和第二连接单元的导体布置彼此电隔离。
特别地，如果紧固装置不是由连接单元形成的，则还可以提供如下步骤：在连接部分和接触部分接合之后，通过将紧固装置从紧固位置转移到脱离位置来移除紧固装置。
关于根据本发明的连接单元的所有陈述都可以转用到根据本发明的方法，使得上述优点也可以通过所述方法来实现。
本发明所基于的目的还通过一种用于驱动车辆的电机来实现，该电机具有：根据本发明的定子布置或通过根据本发明的方法获得的定子布置；以及可旋转地安装在定子内的转子。
电机优选地被设计为同步电机或异步电机。转子优选地被永久地激励。
附图说明
从下面描述的示例性实施例和附图中得出本发明的另外的优点和细节。附图是示意图示，在附图中：
图1为根据本发明的连接单元的第一示例性实施例的平面图；
图2为根据第一示例性实施例的连接单元的接触部分的细节的视图；
图3为根据本发明的连接单元的第二示例性实施例的平面图；
图4为具有连接单元的第一和第二示例性实施例的、根据本发明的定子布置的示例性实施例的侧视图；
图5为处于紧固位置的连接单元的细节的立体图；
图6至图8各自为连接单元在从脱离位置转变到紧固位置时的平面图；
图9为根据本发明的连接单元的第三示例性实施例的平面图；
图10为根据本发明的连接单元的第四和第五示例性实施例的平面图；
图11为具有根据本发明的连接单元的第六和第七示例性实施例的、根据本发明的定子布置的另一示例性实施例的平面图；
图12为根据本发明的定子布置的另一示例性实施例的定子的细节的端面视图；
图13至图15各自为根据图12所示的定子布置的第八和第九示例性实施例的两个连接单元在从脱离位置转变到紧固位置期间的平面图；以及
图16为具有根据本发明的电机的示例性实施例的车辆的示意图。
具体实施方式
图1是连接单元1a的第一示例性实施例的平面图。
连接单元1a具有三个接触部分2a、2b、2c。每个接触部分2a、2b、2c具有第一壁3a和第二壁3b，在图1中，该第一壁和该第二壁在接触部分2a上被提供有附图标记，作为接触部分2b、2c的代表。每个接触部分2a、2b、2c形成接纳腔4，该接纳腔被设计成围绕定子101(见图4)的三个连接部分105a、105b、105c中的一个连接部分、并且被第一壁3a和第二壁3b限制。所有接触部分2a、2b、2c的壁3a、3b彼此平行地定向。此外，每个接触部分2a、2b、2c包括第三壁3c，该第三壁垂直于第一壁3a和第二壁3b延续并且同样限制接纳腔。
此外，连接单元1a具有导体布置5，该导体布置导电连接接触部分2a、2b、2c。为此目的，导体布置5形成为例如弓形或新月形汇流条。接触部分2a、2b、2c形成为导体布置5中的或汇流条中的凹部。
连接单元1a还包括隔离体6，该隔离体布置在导体布置5上、并且具有使接触部分2a、2b、2c暴露的开口7a、7b、7c。在本示例性实施例中，隔离体6成型到导体布置5上并且由部分地围绕导体布置5的连成一体的护套形成。隔离体6由例如塑料等电隔离材料制成。
图1还示出连接单元1a的紧固部分8。紧固部分8在此处例如由两个闩锁元件9a、9b形成。紧固部分8被设计成与另一连接单元1b(见图3)的紧固部分10接合，使得连接单元1a和另一连接单元1b能够从脱离位置转移到紧固位置。在紧固位置，连接单元1a和另一连接单元1b彼此紧固，并且连接单元1a的导体布置5和另一连接单元1b的导体布置5(见图3)彼此电隔离。在本示例性实施例中，紧固部分8由隔离体6形成。
图2示出接触部分2a的细节的视图，该接触部分的图示代表了另外的接触部分2b、2c。
连接单元1a的特征在于，接触部分2a具有引导部11，与第一壁3a距第二壁3b的距离d相比，该引导部变宽。在此，引导部11在第一壁3a的和第二壁3b的、与第三壁3c相对的一侧邻接第一壁3a和第二壁3b。引导部11本身具有第一壁12a和第二壁12b。引导部11的第一壁12a在与第三壁3c相对的一侧邻接接触部分2a的第一壁3a。引导部11的第二壁12b在与第三壁3c相对的一侧邻接接触部2a的第二壁3b。第一壁12a和第一壁3a围成钝角13。类似地，第二壁3b和第二壁12b围成钝角。导引件11的壁12a、12b各自沿着直线延伸。这些直线以大约60度的锐角相交。
图3是连接单元1b的第二示例性实施例的平面图。除非下面另有说明，否则所有关于第一示例性实施例的陈述都可以应用于第二示例性实施例。
在第二示例性实施例中，导体布置5由与接触部分2d、2e、2f的数量相对应的多个导体部分14a、14b、14c形成。导体部分14a、14b、14c彼此电隔离并且各自导电连接到接触部分2d、2e、2f中的一个接触部分。在第二示例性实施例中，每个导体部分14a、14b、14c由汇流条形成。隔离体6将导体部分14a、14b、14c彼此隔离并且建立导体部分14a、14b、14c相对于彼此的相对位置。
根据第二示例性实施例的连接单元1b还具有由闩锁元件9c、9d形成的紧固部分10。
图4是定子布置100的示例性实施例的侧视图。定子布置100具有定子101、根据第一示例性实施例的第一连接单元1a、以及根据第二示例性实施例的第二连接单元1b。
定子101具有定子芯102，该定子芯在此处例如由多个轴向分层放置的定子叠片形成，该多个轴向分层放置的定子叠片彼此电隔离并且由软磁性材料制成。另外，定子101具有定子绕组103，该定子绕组被配置为发夹绕组。定子绕组103包括例如三个相并且部分地由延伸穿过定子芯102的成形导体104a、104b形成。此外，定子绕组103部分地由第一至第六连接部分105a至105f形成，该第一至第六连接部分在定子芯102的第一端面106处沿轴向方向延伸，从而在周向方向的不同角位置邻接成形导体104a、104b的一部分。
第一至第三连接部分105a、105b、105c被设计成形成星形点。第四至第六连接部分105d、105e、105f各自被设计成形成用于相的连接部。第一至第三连接部分105a、105b、105c例如在相应的角位置处径向地布置在内侧上。第四至第六连接部分105d、105e、105f例如在这些角位置中的相应的角位置处径向地布置在外侧上。
参照图1和图3，相应连接部分105a-f的截面具有两条平行的边。相关联的侧面107a、107b延伸到纸的平面中。为了清楚起见，此处仅图1中的第一连接部分105a和图3中的第四连接部分105d被提供有附图标记。在定子101的情况下，第一和第二连接部分105a、105b相对于第三连接部分105c变形，使得第一至第三连接部分105a、105b、105c的成对的平行侧面107a、107b基本上彼此平行地对准。在没有这种变形的情况下，连接部分105a、105b、105c将由于定子101的基本上圆柱对称的形式而径向对准，使得对应的成对的平行侧面107a、107b将不平行、而是将对应于其在周向方向上的位置彼此倾斜地站立。
类似地，第四和第五连接部分105d、105e也相对于第六连接部分105f变形，使得第四至第六连接部分105d、105e、105f的成对的平行侧面107a、107b基本上彼此平行地对准。在本示例性实施例中，所有连接部分105a-f(即，第一至第六连接部分105a-f)的成对的平行侧面107a、107b不彼此平行地对准。换句话说，一方面在第一至第三连接部分105a、105b、105c的成对的平行侧面107a、107b之间、以及另一方面在第四至第六连接部分105d、105e、105f的成对的平行侧面107a、107b之间围成大于零度的角度。
在本示例性实施例中，连接部分105a、105b、105d、105e通过绕平行于定子的纵向轴线的轴线的扭转而变形。为此目的，图4示意性地示出扭转部分108，在该扭转部分中，连接部分105a、105b、105d、105e的轮廓具有扭转。
在本示例性实施例中，对于这些相中的每个相，定子绕组103包括形成相的平行路径的成形导体104a、104b的两个串联电路。在本示例性实施例中，每个连接部分105a-f包括两个连接元件109a、109b，为了清楚起见，这两个连接元件在图1中仅在连接部分105c处提供有附图标记。相应连接元件109a、109b相对于串联电路中的一个串联电路在外侧一体地邻接成形导体104a、104b中的一个成形导体。
此外，定子绕组103部分地由多个第一类型的连接器110a和第二类型的连接器110b形成。相应相的成形导体104a、104b通过第一类型的连接器110a和第二类型的连接器110b彼此连接以形成串联电路。第一类型的连接器110a与成对的成形导体104a、104b一体地形成。在定子芯102的与第一端面106相反的第二端面111处，成对的成形导体104a、104b通过第二类型的连接器110b彼此连接，不是通过第一类型的连接器110a连接。为此目的，第二类型的连接器具有两个连接元件。连接元件各自与通过第二类型的连接器110b连接的成形导体104a、104b中的一个成形导体一体地形成。连接元件在第二端面111处通过物质结合(例如，通过焊接)彼此连接。
图5示出处于紧固位置的定子布置100的连接单元1a、1b的细节的立体图。
连接单元1a、1b的紧固部分8、10在紧固位置通过相互啮合而连接，使得闩锁元件9a、9c和9b、9d形成两个闩锁连接部。
图6至图8各自示出连接单元1a、1b在从脱离位置转变到紧固位置时的平面图。还将参照所述图解释引导部11的优点。
从图6可以看出，当连接部分105a、105b、105c的成对的平行侧面107a、107b尚未被接纳在接触部分2a、2b、2c的接纳腔4中时，这些成对的平行侧面被布置成基本上彼此平行。然而，连接部分105a至105c之间以及连接元件109a、109b之间存在一定的相互位置公差。连接部分105d至105f也是如此。
如从图7可以看出，如图7中的箭头所指示，连接单元1a、1b在垂直于连接部分105a-f的延伸方向的线性运动方向上彼此相向移动。引导部11在此用于补偿上述位置公差。应当注意，在该示例性实施例中，由于连接部分105a、105b、105d、105e的变形，连接部分105a-f可以被接纳在接纳腔4中。如果连接部分105a-f径向对准，则用于在平行的壁3a、3b之间引导连接部分105a-f所需的力消耗将会过高。
图8示出处于紧固位置的连接单元1a、1b，在紧固位置，紧固部分8、10以与图5中的方式类似的方式相互啮合。在该位置，接触部分2a-f和连接部分105a-f可以例如通过焊接而接合在一起。
图9是连接单元1a的第三示例性实施例的平面图。同样示出的连接单元1b对应于第二示例性实施例。除了下面描述的差异之外，与根据图1和图2的第一示例性实施例相关的所有陈述可以转用到根据图9的第三示例性实施例。
在连接单元1a的第三示例性实施例中，紧固部分8由导体布置5形成，为此目的，该导体布置从隔离体6突出。根据替代的示例性实施例，如在第一示例性实施例中那样，当连接单元1a的紧固部分8由隔离体6形成时，连接单元1b的紧固部分10也可以由导体布置5形成。
图10是连接单元1a的第四示例性实施例和连接单元1b的第五示例性实施例的平面图。除了下面描述的差异之外，与根据图1至图3的第一和第二示例性实施例相关的所有陈述可以转用到第四和第五示例性实施例。
在连接单元1a的第四示例性实施例中，紧固部分8由突出部15a、15b形成。在连接单元1b的第五示例性实施例中，紧固部分10由凹部16a、16b形成，这些凹部具有与突出部15a、15b截然相反的构型。突出部15a、15b和凹部16a、16b以类似于两个拼图件的方式彼此对应，以便借助于形状配合将连接单元1a、1b彼此紧固。在第四和第五示例性实施例中，连接单元1a、1b也被连接以通过线性运动相互啮合，以便产生形状配合连接。然而，线性运动的运动方向平行于连接部分105a-f的延伸方向。
图11示出根据本发明的定子布置100的另一示例性实施例的平面图，该定子布置具有连接单元1a的第六示例性实施例和连接单元1b的第七示例性实施例。
在本示例性实施例中，连接单元1a、1b没有紧固部分。定子布置100包括紧固装置17(示意性地图示)，借助于该紧固装置，第一连接单元1a和第二连接单元1b能够从脱离位置转移到紧固位置。紧固装置17被配置成通过作用在连接单元1a、1b上的力迫使连接单元1a和连接单元1b一起处于紧固位置，使得在紧固位置，连接部分105a-f可以导电紧固到接触部分2a-f。这可以通过例如物质结合的接合技术、特别是通过焊接来实现。紧固装置17被配置为与连接单元1a、1b分离的附加部件。在紧固位置，特别是在将连接部分105a-f紧固到接触部分2a-f之后，紧固装置是可拆卸的，使得紧固装置17不会保留在定子布置100上。
图12示出定子布置100的另一示例性实施例的定子101的细节的端面视图。在定子101的情况下，连接部分105a-f在其相应的角位置在周向方向上径向对准。
图13至图15各自示出根据图12所示的定子布置的第八和第九示例性实施例的两个连接单元1a、1b在从脱离位置转变到紧固位置期间的平面图。为了清楚起见，在图13至图15中省略了隔离体6和紧固部分8、10的图示。然而，先前示例性实施例中关于隔离体6和紧固部分8、10的所有陈述可以转用到第八和第九示例性实施例。
图13示出处于脱离位置的连接单元1a、1b。
在第一连接单元1a中，第一接触部分2a的和第二接触部分2b的相应第二壁3b以背向接纳腔4的方式倾斜。第一接触部分2a的和第二接触部分2b的引导部11由第一壁12a形成，该第一壁邻接第一接触部分2a的或第二接触部分2b的第一壁3a。这意味着第二壁12b不设置在第一接触部分2a的和第二接触部分2b的引导部11中。第三接触部分2c对应于第一示例性实施例的接触部分。
在第二连接单元1b中，第一接触部分2d的和第二接触部分2e的相应接纳腔4在与第一壁3a相对的一侧上是敞开的。这意味着在第一接触部分2d中和在第二接触部分2e中没有设置第二壁。第一接触部分2d的和第二接触部分2e的引导部11由这些接触部分的第一壁12a形成，该第一壁邻接第一接触部分2d的或第二接触部分2e的第一壁3a。这意味着在第二接触部分2d的和第二接触部分2e的引导部11中没有设置第二壁12b。第三接触部分2c对应于第二示例性实施例的接触部分。
如图14至图15所图示，连接单元1a、1b与图6至图8类似地从脱离位置转移到图15所图示的紧固位置。此处，第一连接单元1a的第一和第二接触部分2a、2b的倾斜的第二壁3b也使得位置公差能够得到补偿，这是因为连接部分105a、105b可以沿着第二壁2a、2b滑动。由于第二连接单元1b的第一和第二接触部分2d、2e的敞开构型，可以防止连接部分105a、105b在线性运动期间被卡住。因此，连接单元1a、1b在连接部分105a-f上的布置在这些连接部分通过线性运动的径向对准期间也是允许的。
下面将描述参照图1至图15更详细解释的用于生产定子布置100的方法的示例性实施例。
根据该方法的第一示例性实施例，提供了提供第一连接单元1a的步骤和提供第二连接单元1b的步骤。还提供了提供定子101的另一步骤。该方法还包括：将定子101的第一至第三连接部分105a、105b、105c布置在连接单元1a的相应接触部分2a、2b、2c的接纳腔4中的步骤；以及将定子101的第四至第六连接部分105d、105e、105f布置在第二连接单元1b的相应接触部分2d、2e、2f的接纳腔4中的步骤。当连接单元1a、1b对应于第一至第三示例性实施例时，布置步骤通过执行第一连接单元1a和第二连接单元1b沿着基本上垂直于连接部分105a-f的延伸方向的运动方向的相对运动来进行。然而，当连接单元1a、1b对应于第四和第五示例性实施例时，运动方向平行于连接部分105a-f的延伸方向。在第六和第七示例性实施例中，运动方向是任意的。
该方法还包括借助于紧固装置17或紧固部分8、10将第一连接单元1a和第二连接单元1b从脱离位置转移到紧固位置的步骤，其中，在紧固位置，第一连接单元1a和第二连接单元1b彼此紧固，并且第一连接单元1a的导体布置5和第二连接单元1b的导体布置5彼此电隔离。
该方法还包括将连接部分105a-f和接触部分2a-f接合以在紧固部分8、10或紧固装置17的紧固位置形成物质结合的接头连接的步骤。
如果使用根据图11的紧固装置17，则在接合之后，该方法还可以包括以下步骤：通过将紧固装置17从紧固位置转移到脱离位置来移除该紧固装置。
图16是具有电机201的示例性实施例的车辆200的示意图，该电机被设计成驱动车辆200。
电机201包括：根据上述示例性实施例中的一个实施例的定子布置100或通过该方法获得的定子布置100；以及转子202，该转子可旋转地安装在定子布置100的内部。电机201被设计为车辆200的传动系的一部分。电机201可以是同步电机。转子202优选地被永久地激励。替代性地，电机201是异步电机。
相应地，车辆200可以是纯电动车辆(BEV)或混合动力车辆。

Claims (15)

1.一种用于定子(101)的连接单元(1a；1b)，所述定子具有定子绕组(103)，所述定子绕组具有数量为N个的相，所述连接单元包括
第一至第N接触部分(2a-c；2d-f)，所述第一至第N接触部分各自被设计用于导电接触所述定子(101)的N个连接部分(105a-c；105d-f)中的一个连接部分、形成用于接纳所述连接部分(105a-c；105d-f)中的一个连接部分的接纳腔(4)、并且具有引导部(11)，其中，相应接触部分(2a-c；2d-f)具有壁(3a)，所述壁在一侧限制所述接纳腔(4)，并且所述接触部分(2a-c；2d-f)的引导部(11)具有壁(12a)，所述引导部的壁邻接所述接触部分(2a-c；2d-f)的壁(3a)并且相对于所述接触部分(2a-c；2d-f)的壁(3a)以背向所述接纳腔(4)的方式倾斜，以及
导体布置(5)，所述导体布置导电连接所述第一至第N接触部分(2a-c)或者包括N个导体部分(14a-c)，所述导体部分彼此电隔离并且各自导电连接到所述接触部分(2d-f)中的一个接触部分。
2.根据权利要求1所述的连接单元，其中，
第N接触部分(2c；2f)具有第二壁(3b)，所述第二壁在与第一壁(3a)相对的一侧上限制所述接纳腔(4)，并且因此所述第N接触部分(2c)被设计用于围绕连接部分(105c；105f)，其中，所述第N接触部分(2c；2f)的引导部(11)具有第二壁(12b)，所述第N接触部分(2c；2f)的引导部的第二壁邻接所述第N接触部分(2c；2f)的第二壁(3b)并且相对于所述第N接触部分(2c；2f)的第二壁(3b)以背向所述接纳腔(4)的方式倾斜，使得与所述第N接触部分(2c；2f)的第一壁(3a)距所述第N接触部分(2c；2f)的第二壁(3b)的距离(d)相比，所述引导部变宽。
3.根据权利要求1或2所述的连接单元，其中，
所述第N接触部分(2c；2f)具有第三壁(3c)，所述第三壁在垂直于所述第一壁(3a)的方向上限制所述接纳腔(4)。
4.根据前述权利要求任一项所述的连接单元，其中，
第一至第(N-1)接触部分(2d；2e)中的相应一个接触部分的接纳腔(4)在与所述第一壁(3a)相对的位置是敞开的。
5.根据权利要求1至3任一项所述的连接单元，其中，
第一至第(N-1)接触部分(2a；2b)各自具有第二壁(2b)，所述第一至第(N-1)接触部分的第二壁与所述第一壁(3a)相对并且以背向所述接纳腔(4)的方式倾斜。
6.根据权利要求2或3所述的连接单元，其中，
第一至第(N-1)接触部分(2c；2f)中的相应接触部分具有第二壁(3b)，该第二壁(3b)在与所述第一壁(3a)相对的一侧上限制所述接纳腔(4)，并且因此所述相应接触部分(2c；2f)被设计成围绕所述连接部分(105c；105f)，其中，所述第一至第N接触部分(2a-c；2d-f)的第一壁和第二壁(3a，3b)被定向成彼此平行。
7.根据权利要求6所述的连接单元，其中，
所述第一至第(N-1)接触部分(2a，2b；2d，2e)中的相应接触部分的引导部(11)具有第二壁(12b)，该第二壁(12b)邻接所述接触部分(2a，2b；2d，2e)的第二壁(3b)，并且相对于相应接触部分(2a，2b；2d，2e)的第二壁(3b)以背向所述接纳腔的方式倾斜，使得与所述接触部分(2a，2b；2d，2e)的第一壁(3a)距所述相应接触部分(2a，2b；2d，2e)的第二壁(3b)的距离(d)相比，所述引导部(11)变宽。
8.根据前述权利要求任一项所述的连接单元，其中，
所述第一至第(N-1)接触部分各自具有另一壁，所述另一壁在垂直于所述第一壁的方向上限制所述接纳腔。
9.根据前述权利要求任一项所述的连接单元，进一步包括
隔离体(6)，所述隔离体布置在所述导体布置(5)上并且具有使所述接触部分(2a-c；2d-f)暴露的开口(7a-c)，和/或
紧固部分(8，10)，所述紧固部分被设计成以如下方式与另一连接单元(1b；1a)的紧固部分(8，10)接合，所述方式使得所述连接单元(1a；1b)和所述另一连接单元(1b；1a)能够从脱离位置转移到紧固位置，在所述紧固位置，所述连接单元(1a；1b)和所述另一连接单元(1b；1a)彼此紧固，并且所述连接单元(1a；1b)的导体布置(5)和所述另一连接单元(1b；1a)的导体布置(5)彼此电隔离。
10.一种用于电机(201)的定子布置(100)，所述定子布置包括：
定子(101)，所述定子包括定子芯(102)和定子绕组(103)，所述定子芯具有轴向端面(106)，所述定子绕组具有数量为N个的相、并且部分地由延伸穿过所述定子芯(102)的成形导体(104a，104b)形成，并且部分地由第一至第N连接部分(105a-c；105d-f)形成，所述第一至第N连接部分在所述端面(106)处沿所述轴向方向延伸从而在周向方向的不同角位置邻接所述成形导体(104a，104b)的一部分、并且被设计用于形成星形点或者用于形成所述相的连接部；以及
根据前述权利要求任一项所述的连接单元(1a；1b)，其中，所述第一至第N连接部分(105a-c；105d-f)各自被接纳在所述连接单元(1a，1b)的接触部分(2a-c；2d-f)的接纳腔(4)中。
11.根据权利要求10所述的定子布置，其中，
第一连接单元(1a)的导体布置(5)导电连接所述接触部分(2a-c)以形成星形点，其中，所述定子布置(100)还包括：根据权利要求1至9任一项所述的第二连接单元(1b)，所述第二连接单元的导体布置(5)包括N个导体部分(14a-c)，这些导体部分彼此电隔离并且各自导电连接到所述N个接触部分(2d-f)中的一个接触部分，以便形成用于所述相中的一个相的连接部，其中，第(N+1)至第(2N)连接部分(105d-f)各自被容纳在所述第二连接单元(1b)的接触部分(2c-f)的接纳腔(4)中，其中特别地，提供紧固装置(17)，借助于所述紧固装置，所述第一连接单元(1a)和所述第二连接单元(1b)能够从脱离位置转移到紧固位置，在所述紧固位置，所述第一连接单元(1a)和所述第二连接单元(1b)彼此紧固，并且所述第一连接单元(1a)的导体布置(5)和所述第二连接单元(1b)的导体布置(5)彼此电隔离。
12.一种用于生产定子布置的方法，所述方法包括以下步骤：
提供根据权利要求1至9任一项所述的连接单元(1a；1b)；
提供用于电机(201)的定子(101)，所述定子具有定子芯(102)和定子绕组(103)，所述定子芯具有轴向端面(106)，所述定子绕组包括数量为N个的相、并且部分地由延伸穿过所述定子芯(102)的成形导体(104a，104b)形成，并且部分地由第一至第N连接部分(105a-c；105d-f)形成，所述第一至第N连接部分在所述端面(106)处沿所述轴向方向延伸从而在周向方向的不同角位置邻接所述成形导体(104a，104b)的一部分、并且被设计用于形成星形点或者用于形成所述相的连接部；
特别通过执行所述连接单元(1a；1b)沿着基本上垂直于或平行于所述连接部分(105a-c；105d-f)的延伸方向的运动方向的相对运动，将所述定子(101)的所述第一至第N连接部分(105a-c；105d-f)布置在所述连接单元(1a；1b)的接触部分(2a-c；2d-f)的接纳腔中；
以及特别地将所述连接部分(105a-f)与所述接触部分(2a-f)接合。
13.一种根据权利要求12所述的方法，其中，
所述第一至第N连接部分(105a-c)被设计用于形成星形点，其中，所述定子绕组还部分地由第(N+1)至第(2N)连接部分(105d-f)形成，所述第(N+1)至第(2N)连接部分在所述端面处沿所述轴向方向延伸从而在周向方向的不同角位置邻接所述成形导体(104a，104b)的一部分、并且被设计用于形成用于所述相的连接部，
所述方法还包括以下步骤：
提供根据权利要求1至9任一项所述的第二连接单元(1b)，所述第二连接单元的导体布置(5)包括N个导体部分(14a-c)，所述N个导体部分彼此电隔离并且各自导电连接到所述N个接触部分(2c-f)中的一个接触部分，以便形成用于所述相中的一个相的连接部；以及
特别通过执行所述第二连接单元(1b)沿着基本上垂直于或平行于所述连接部分(105d-f)的延伸方向的运动方向的相对运动，将所述定子(101)的第(N+1)至第(2N)连接部分(105d-f)布置在所述第二连接单元(1b)的接触部分(2c-f)的接纳腔(4)中。
14.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
借助于紧固装置(17)或借助于由所述连接单元(1a，1b)形成的紧固部分(8，10)将所述第一连接单元(1a)和所述第二连接单元(1b)从脱离位置转移到紧固位置，其中，在所述紧固位置，所述第一连接单元(1a)和所述第二连接单元(1b)彼此紧固，并且所述第一连接单元(1a)的导体布置(5)和所述第二连接单元(1b)的导体布置(5)彼此电隔离；其中，特别地，提供了如下步骤：在将所述连接部分(105a-f)和所述接触部分(2a-f)接合之后，通过将所述紧固装置(17)从所述紧固位置转移到所述脱离位置来移除所述紧固装置。
15.一种用于驱动车辆(200)的电机(201)，所述电机包括：根据权利要求10或11所述的定子布置(101)或通过根据权利要求12至14任一项所述的方法获得的定子布置(101)；以及转子(202)，所述转子可旋转地安装在所述定子(101)内部。
CN202180084145.2A 2020-12-15 2021-11-29 用于定子的连接单元、用于电机的定子布置、用于生产定子布置的方法、以及用于驱动车辆的电机 Pending CN116724467A (zh)

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