DE102022122090A1 - Elektrische maschine für hybrid-/elektrofahrzeug - Google Patents

Elektrische maschine für hybrid-/elektrofahrzeug Download PDF

Info

Publication number
DE102022122090A1
DE102022122090A1 DE102022122090.7A DE102022122090A DE102022122090A1 DE 102022122090 A1 DE102022122090 A1 DE 102022122090A1 DE 102022122090 A DE102022122090 A DE 102022122090A DE 102022122090 A1 DE102022122090 A1 DE 102022122090A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electric machine
slots
windings
vehicle
thermistor
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
DE102022122090.7A
Other languages
English (en)
Inventor
Akash Changarankumarath Pradeepkumar
Singar Rathnam
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 DE102022122090A1 publication Critical patent/DE102022122090A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/25Devices for sensing temperature, or actuated thereby
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/16Stator cores with slots for windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/16Stator cores with slots for windings
    • H02K1/165Shape, form or location of the slots
    • 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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Ein Fahrzeug beinhaltet eine Batterie, eine elektrische Maschine, einen Thermistor und eine Steuerung. Die elektrische Maschine ist dazu konfiguriert, elektrische Leistung aus der Batterie zu entnehmen, um das Fahrzeug vorzutreiben. Die elektrische Maschine weist einen Rotor und einen Stator auf. Der Stator weist ein Blechpaket, das eine Vielzahl von Nuten definiert, und innerhalb der Nuten angeordnete Wicklungen auf. Der Thermistor ist innerhalb einer ersten der Nuten zwischen einem ersten und einem zweiten axialen Ende des Blechpakets angeordnet und ist dazu konfiguriert, eine Temperatur der elektrischen Maschine zu messen. Die Steuerung ist dazu programmiert, eine Leistungsausgabe der elektrischen Maschine auf Grundlage der Temperatur der elektrischen Maschine zu steuern.

Description

  • GEBIET DER TECHNIK
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft elektrische Maschinen, die Elektromotoren und/oder Generatoren beinhalten, die in Hybrid- und Elektrofahrzeugen genutzt werden.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Hybrid- und/oder Elektrofahrzeuge können eine elektrische Maschine beinhalten, die dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug vorzutreiben.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Ein Fahrzeug beinhaltet eine Batterie, eine elektrische Maschine, einen Thermistor und eine Steuerung. Die elektrische Maschine ist dazu konfiguriert, elektrische Leistung aus der Batterie zu entnehmen, um das Fahrzeug vorzutreiben. Die elektrische Maschine weist einen Rotor und einen Stator auf. Der Stator weist ein Blechpaket und miteinander verbundene Hairpin-Wicklungen auf. Das Blechpaket definiert eine Vielzahl von Nuten, die sich axial von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende des Blechpakets und radial von einem Innendurchmesser in Richtung eines Außendurchmessers des Blechpakets erstreckt. Die miteinander verbundenen Hairpin-Wicklungen bilden eine Vielzahl von elektrischen Phasen, erstrecken sich axial innerhalb der Nuten von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende und sind in Spalten innerhalb der Nuten angeordnet, die sich radial auswärts von dem Innendurchmesser in Richtung des Außendurchmessers erstrecken. Der Thermistor ist innerhalb einer ersten der Vielzahl von Nuten zwischen dem ersten und dem zweiten Ende angeordnet, ist radial mit einer entsprechenden Spalte von Wicklungen ausgefluchtet, die innerhalb der ersten der Vielzahl von Nuten angeordnet ist, und ist dazu konfiguriert, eine Temperatur der elektrischen Maschine zu messen. Die Steuerung ist dazu programmiert, eine Leistungsausgabe der elektrischen Maschine auf Grundlage der Temperatur der elektrischen Maschine zu steuern.
  • Eine elektrische Maschine, die dazu konfiguriert ist, ein Fahrzeug vorzutreiben, beinhaltet einen Rotor, einen Stator und einen Sensor. Der Stator weist ein Blechpaket und Wicklungen auf. Das Blechpaket definiert Nuten. Die Wicklungen sind innerhalb der Nuten angeordnet und sind dazu konfiguriert, ein Magnetfeld zu generieren, das mit dem Rotor interagiert, um eine Drehbewegung zu generieren. Der Sensor ist innerhalb einer ersten der Nuten angeordnet und ist dazu konfiguriert, eine Temperatur der elektrischen Maschine zu messen.
  • Ein Fahrzeug beinhaltet eine Batterie, eine elektrische Maschine, einen Thermistor und eine Steuerung. Die elektrische Maschine ist dazu konfiguriert, elektrische Leistung aus der Batterie zu entnehmen, um das Fahrzeug vorzutreiben. Die elektrische Maschine weist einen Rotor und einen Stator auf. Der Stator weist ein Blechpaket, das eine Vielzahl von Nuten definiert, und innerhalb der Nuten angeordnete Wicklungen auf. Der Thermistor ist innerhalb einer ersten der Nuten zwischen einem ersten und einem zweiten axialen Ende des Blechpakets angeordnet und ist dazu konfiguriert, eine Temperatur der elektrischen Maschine zu messen. Die Steuerung ist dazu programmiert, eine Leistungsausgabe der elektrischen Maschine auf Grundlage der Temperatur der elektrischen Maschine zu steuern.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische Veranschaulichung eines repräsentativen Antriebsstrangs eines Elektrofahrzeugs;
    • 2 ist ein Schaltbild einer Leistungssteuerung, die einen Wechselrichter veranschaulicht, der an eine DC-Leistungsquelle und eine elektrische Maschine gekoppelt ist;
    • 3 ist ein schematische Darstellung einer elektrischen Maschine;
    • 4 ist eine Querschnittsendansicht eines Stators der elektrischen Maschine;
    • 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts aus 2;
    • 6 ist eine Vorderansicht eines Hairpins;
    • 7 ist eine isometrische Teilansicht des Stators der elektrischen Maschine, die eine Konfiguration eines Sensors veranschaulicht, der die Temperatur der elektrischen Maschine misst;
    • 8 ist eine vergrößerte isometrische Teilansicht des Stators der elektrischen Maschine und des Sensors; und
    • 9A-9C veranschaulichen einen elektrischen Steckverbinder, der mit einem entgegengesetzten Ende eines Kabels oder Kabelbaums relativ zu dem Sensor verbunden ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • In dieser Schrift sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten vergrößert oder verkleinert sein, um Details konkreter Komponenten zu zeigen. Deshalb sind in dieser Schrift offenbarte spezifische strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann zu lehren, die Ausführungsformen verschiedenartig einzusetzen. Der Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu produzieren, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die veranschaulichten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, könnten jedoch für konkrete Anwendungen oder Umsetzungen gewünscht sein.
  • Unter Bezugnahme auf 1 ist eine schematische Darstellung eines Elektrofahrzeugs 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. 1 veranschaulicht repräsentative Beziehungen zwischen den Komponenten. Die physische Platzierung und Ausrichtung der Komponenten innerhalb des Fahrzeugs können variieren. Das Elektrofahrzeug 10 beinhaltet einen Antriebsstrang 12. Der Antriebsstrang 12 beinhaltet eine elektrische Maschine, wie etwa einen Elektromotor/Generator (motor/generator - M/G) 14, um das Fahrzeug 10 vorzutreiben. Der M/G 14 treibt ein Getriebe (oder einen Getriebekasten) 16 an. Spezifischer kann der M/G 14 drehbar mit einer Eingangswelle 18 des Getriebes 16 verbunden sein. Das Getriebe 16 kann über einen Getriebewählhebel (nicht gezeigt) in PRNDSL (park, reverse, neutral, drive, sport, low - Parken, Rückwärts, Neutral, Fahren, Sport, Langsam) platziert werden. Das Getriebe 16 kann eine feste Übersetzungsbeziehung aufweisen, die eine einzige Getriebeübersetzung zwischen der Eingangswelle 18 und einer Ausgangswelle 20 des Getriebes 16 bereitstellt. Ein Drehmomentwandler (nicht gezeigt) oder eine Anfahrkupplung (nicht gezeigt) kann zwischen dem M/G 14 und dem Getriebe 16 angeordnet sein. Alternativ kann das Getriebe 16 ein mehrstufiges Automatikgetriebe sein. Eine zugeordnete Traktionsbatterie 22 ist dazu konfiguriert, elektrische Leistung an den M/G 14 abzugeben oder elektrische Leistung von diesem zu empfangen.
  • Der M/G 14 ist eine Antriebsquelle für das Elektrofahrzeug 10, die dazu konfiguriert ist, das Elektrofahrzeug 10 vorzutreiben. Der M/G 14 ist dazu konfiguriert, elektrische Leistung aus der Batterie 22 zu entnehmen, um das Fahrzeug 10 als Reaktion auf eine Beschleunigungsanforderung vorzutreiben, die durch eine Steuerung verarbeitet werden kann. Der M/G 14 ist zudem dazu konfiguriert, elektrische Leistung an die Batterie 22 abzugeben, um die Batterie 22 wiederaufzuladen, was während Nutzbremsung oder während Zeiträumen auftreten kann, in denen eine andere Leistungsquelle, wie etwa ein Verbrennungsmotor, den M/G 14 mit Leistung versorgt. Der M/G 14 kann durch eine beliebige von einer Vielzahl von Arten elektrischer Maschinen umgesetzt sein. Zum Beispiel kann es sich bei dem M/G 14 um einen Permanentmagnet-Synchronmotor handeln. Leistungselektronik 24 konditioniert durch die Batterie 22 bereitgestellte Gleichstromleistung (direct current power - DC-Leistung) laut den Erfordernissen des M/G 14, wie nachstehend beschrieben wird. Zum Beispiel kann die Leistungselektronik 24 dem M/G 14 Dreiphasenwechselstrom (three phase alternating current - Dreiphasen-AC-Strom) bereitstellen.
  • Falls das Getriebe 16 ein mehrstufiges Automatikgetriebe ist, kann das Getriebe 16 Zahnradsätze (nicht gezeigt) beinhalten, die durch selektive Einrückung von Reibungselementen, wie etwa Kupplungen und Bremsen (nicht gezeigt), selektiv in unterschiedlichen Getriebeübersetzungen platziert werden, um die gewünschten mehreren diskreten oder abgestuften Antriebsübersetzungen herzustellen. Die Reibungselemente sind durch einen Schaltplan steuerbar, der gewisse Elemente der Zahnradsätze verbindet und trennt, um die Übersetzung zwischen der Getriebeausgangswelle 20 und der Getriebeeingangswelle 18 zu steuern. Das Getriebe 16 wird auf Grundlage von verschiedenen Fahrzeug- und Umgebungsbetriebsbedingungen durch eine zugeordnete Steuerung, wie etwa eine Antriebsstrangsteuereinheit (powertrain control unit - PCU), automatisch aus einer Übersetzung in eine andere geschaltet. Leistung und Drehmoment von dem M/G 14 können an das Getriebe 16 abgegeben und durch dieses empfangen werden. Das Getriebe 16 stellt dann der Ausgangswelle 20 Antriebsstrangausgabeleistung und -drehmoment bereit.
  • Es versteht sich, dass das hydraulisch gesteuerte Getriebe 16, das mit einem Drehmomentwandler (nicht gezeigt) gekoppelt sein kann, nur ein Beispiel für eine Getriebekasten- oder Getriebeanordnung ist; ein beliebiger Mehrfachübersetzungsgetriebekasten, der (ein) Eingangsdrehmoment(e) von einer Leistungsquelle (z. B. dem M/G 14) annimmt und dann einer Ausgangswelle (z. B. der Ausgangswelle 20) Drehmoment mit den unterschiedlichen Übersetzungen bereitstellt, ist zur Verwendung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung annehmbar. Zum Beispiel kann das Getriebe 16 durch ein automatisiertes mechanisches (oder manuelles) Getriebe (automated mechanical transmission - AMT) umgesetzt sein, das einen oder mehrere Servomotoren beinhaltet, um Schaltgabeln entlang einer Schaltstange zu verschieben/drehen, um eine gewünschte Getriebeübersetzung auszuwählen. Wie es der Durchschnittsfachmann im Allgemeinen versteht, kann ein AMT zum Beispiel in Anwendungen mit höheren Drehmomenterfordernissen verwendet werden.
  • Wie in der repräsentativen Ausführungsform aus 1 gezeigt, ist die Ausgangswelle 20 mit einem Differential 26 verbunden. Das Differential 26 treibt ein Paar von Antriebsrädern 28 über jeweilige Achsen 30 an, die mit dem Differential 26 verbunden sind. Das Differential 26 überträgt annähernd das gleiche Drehmoment auf jedes Rad 28, während es leichte Drehzahlunterschiede erlaubt, wie etwa, wenn das Fahrzeug um eine Kurve fährt. Es können unterschiedliche Arten von Differentialen oder ähnlichen Vorrichtungen verwendet werden, um Drehmoment von dem Antriebsstrang auf ein oder mehrere Räder zu verteilen. In einigen Anwendungen kann die Drehmomentverteilung zum Beispiel in Abhängigkeit von dem konkreten Betriebsmodus oder der konkreten Betriebsbedingung variieren.
  • Der Antriebsstrang 12 beinhaltet ferner eine zugeordnete Steuerung 32, wie etwa eine Antriebsstrangsteuereinheit (PCU). Wenngleich sie als eine Steuerung veranschaulicht ist, kann die Steuerung 32 Teil eines größeren Steuersystems sein und durch verschiedene andere Steuerungen im gesamten Fahrzeug 10, wie etwa eine Fahrzeugsystemsteuerung (vehicle system controller - VSC), gesteuert werden. Dementsprechend versteht es sich, dass die Antriebsstrangsteuereinheit 32 und eine oder mehrere andere Steuerungen zusammen als „Steuerung“ bezeichnet werden können, die verschiedene Aktoren als Reaktion auf Signale von verschiedenen Sensoren steuert, um Funktionen zu steuern, wie etwa Betreiben des M/G 14, um Raddrehmoment bereitzustellen oder die Batterie 22 aufzuladen, Gangwechsel auszuwählen und zu planen usw. Die Steuerung 32 kann einen Mikroprozessor oder eine zentrale Verarbeitungseinheit (central processing unit - CPU) beinhalten, der/die mit verschiedenen Arten von computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien in Kommunikation steht. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder -medien können zum Beispiel flüchtige und nicht flüchtige Speicherung in Festwertspeicher (read-only memory - ROM), Direktzugriffsspeicher (random-access memory - RAM) und Keep-Alive-Speicher (keep-alive memory - KAM) beinhalten. KAM ist ein dauerhafter oder nicht flüchtiger Speicher, der verwendet werden kann, um verschiedene Betriebsvariablen zu speichern, während die CPU heruntergefahren ist. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder - medien können unter Verwendung von beliebigen von einer Reihe bekannter Speichervorrichtungen umgesetzt sein, wie etwa PROMs (programmable read-only memory - programmierbaren Festwertspeichern), EPROMs (elektrischem PROM), EEPROMs (elektrisch löschbarem PROM), Flash-Speicher oder beliebigen anderen elektrischen, magnetischen, optischen Speichervorrichtungen oder Kombinationsspeichervorrichtungen, die zum Speichern von Daten in der Lage sind, von denen einige ausführbare Anweisungen darstellen, die durch die Steuerung beim Steuern des Verbrennungsmotors oder Fahrzeugs verwendet werden.
  • Die Steuerung 32 kommuniziert mit verschiedenen Fahrzeugsensoren und -aktoren über eine Eingangs-/Ausgangsschnittstelle (E/A-Schnittstelle) (die Eingangs- und Ausgangskanäle beinhaltet), die als eine einzige integrierte Schnittstelle umgesetzt sein kann, die verschiedene Rohdaten oder Signalkonditionierung, -verarbeitung und/oder -umwandlung, Kurzschlussschutz und dergleichen bereitstellt. Alternativ dazu können ein oder mehrere dedizierte Hardware- oder Firmware-Chips verwendet werden, um konkrete Signale zu konditionieren und zu verarbeiten, bevor sie der CPU zugeführt werden. Wie in der repräsentativen Ausführungsform in 1 im Allgemeinen veranschaulicht, kann die Steuerung 32 Signale an den M/G 14, die Batterie 22, das Getriebe 16, die Leistungselektronik 24 und eine beliebige andere Komponente des Antriebsstrangs 12, die beinhaltet sein kann, aber in 1 nicht gezeigt ist (d. h. eine Anfahrkupplung, die zwischen dem M/G 14 und dem Getriebe 16 angeordnet sein kann), kommunizieren und/oder Signale von diesen empfangen. Obwohl dies nicht ausdrücklich veranschaulicht ist, erkennt der Durchschnittsfachmann verschiedene Funktionen oder Komponenten, die innerhalb jedes der vorstehend genannten Teilsysteme durch die Steuerung 32 gesteuert werden können. Repräsentative Beispiele für Parameter, Systeme und/oder Komponenten, die unter Verwendung von Steuerlogik und/oder Algorithmen, die durch die Steuerung 32 ausgeführt werden, direkt oder indirekt betätigt werden können, beinhalten Komponenten eines Frontend-Nebenaggregatsantriebs (front-end accessory drive - FEAD), wie etwa eine Lichtmaschine, einen Klimaanlagenkompressor, Batterieladung oder -entladung, Nutzbremsung, den Betrieb des M/G 14, Kupplungsdrücke für den Getriebekasten 16 oder eine beliebige andere Kupplung, die Teil des Antriebsstrangs 12 ist, und dergleichen. Sensoren, die Eingaben durch die E/A-Schnittstelle kommunizieren, können verwendet werden, um zum Beispiel Raddrehzahlen (WS1, WS2), Fahrzeuggeschwindigkeit (VSS), Kühlmitteltemperatur (ECT), Fahrpedalposition (PPS), Zündschalterposition (IGN), Umgebungslufttemperatur (z. B. Umgebungslufttemperatursensor), Getriebegang,Übersetzung oder -modus, Getriebeöltemperatur (TOT), Eingangs- und Ausgangsdrehzahl des Getriebes, Beschleunigungs- oder Schaltmodus (MDE), Batterietemperatur, -spannung, - strom oder -ladezustand (SOC) anzugeben.
  • Steuerlogik oder Funktionen, die durch die Steuerung 32 durchgeführt werden, können in einer oder mehreren Figuren durch Ablaufdiagramme oder ähnliche Darstellungen wiedergegeben sein. Diese Figuren stellen repräsentative Steuerstrategien und/oder Steuerlogik bereit, die unter Verwendung einer oder mehrerer Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, umgesetzt sein können. Demnach können verschiedene veranschaulichte Schritte oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Obwohl dies nicht immer ausdrücklich veranschaulicht ist, wird der Durchschnittsfachmann erkennen, dass eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Schritte oder Funktionen in Abhängigkeit von der konkreten verwendeten Verarbeitungsstrategie wiederholt durchgeführt werden kann/können. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwingend erforderlich, um die in dieser Schrift beschriebenen Merkmale und Vorteile zu erreichen, sondern ist vielmehr zur Vereinfachung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Die Steuerlogik kann hauptsächlich als Software umgesetzt sein, die durch eine mikroprozessorbasierte Fahrzeug- und/oder Antriebsstrangsteuerung, wie etwa die Steuerung 32, ausgeführt wird. Selbstverständlich kann die Steuerlogik in Abhängigkeit von der konkreten Anwendung als Software, Hardware oder Kombination aus Software und Hardware in einer oder mehreren Steuerungen umgesetzt sein. Bei einer Umsetzung als Software kann die Steuerlogik in einer/einem oder mehreren computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien bereitgestellt sein, auf denen Daten gespeichert sind, die Code oder Anweisungen darstellen, der/die durch einen Computer ausgeführt wird/werden, um das Fahrzeug oder seine Teilsysteme zu steuern. Die computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien können eine oder mehrere einer Reihe bekannter physischer Vorrichtungen beinhalten, die elektrischen, magnetischen und/oder optischen Speicher nutzen, um ausführbare Anweisungen und zugeordnete Kalibrierungsinformationen, Betriebsvariablen und dergleichen aufzubewahren.
  • Ein Fahrpedal 34 wird durch den Fahrer des Fahrzeugs verwendet, um dem Antriebsstrang 12 (oder spezifischer dem M/G 14) ein gefordertes Drehmoment, eine geforderte Leistung oder einen geforderten Antriebsbefehl bereitzustellen, um das Fahrzeug vorzutreiben. Im Allgemeinen generiert das Herunterdrücken und Freigeben des Fahrpedals 34 ein Fahrpedalpositionssignal, das durch die Steuerung 32 als Forderung einer erhöhten Leistung bzw. verringerten Leistung interpretiert werden kann. Ein Bremspedal 36 wird zudem durch den Fahrer des Fahrzeugs verwendet, um ein gefordertes Bremsmoment bereitzustellen, um das Fahrzeug zu verlangsamen. Im Allgemeinen generiert das Herunterdrücken und Freigeben des Bremspedals 36 ein Bremspedalpositionssignal, das durch die Steuerung 32 als Forderung einer Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit interpretiert werden kann. Auf Grundlage von Eingaben von dem Fahrpedal 34 und dem Bremspedal 36 befiehlt die Steuerung 32 das Drehmoment und/oder die Leistung dem M/G 14 und den Reibungsbremsen 38. Die Steuerung 32 steuert zudem die zeitliche Abstimmung von Gangwechseln innerhalb des Getriebes 16.
  • Der M/G 14 kann als Elektromotor fungieren und eine Antriebskraft für den Antriebsstrang 12 bereitstellen. Um das Fahrzeug mit dem M/G 14 anzutreiben, überträgt die Traktionsbatterie 22 gespeicherte elektrische Energie durch Verkabelung 40 an die Leistungselektronik 24, die zum Beispiel einen Wechselrichter beinhalten kann. Die Leistungselektronik 24 wandelt DC-Spannung von der Batterie 22 in AC-Spannung um, die durch den M/G 14 zu verwenden ist. Die Steuerung 32 befiehlt der Leistungselektronik 24, Spannung von der Batterie 22 in eine AC-Spannung umzuwandeln, die dem M/G 14 bereitgestellt wird, um der Eingangswelle 18 ein positives oder negatives Drehmoment bereitzustellen.
  • Der M/G 14 kann zudem als Generator fungieren und kinetische Energie von dem Antriebsstrang 12 in elektrische Energie umwandeln, die in der Batterie 22 zu speichern ist. Spezifischer kann der M/G 14 während Zeiten der Nutzbremsung als Generator fungieren, während derer Drehmoment und Drehenergie (oder kinetische Energie) von den sich drehenden Rädern 28 durch das Getriebe 16 zurück übertragen und in elektrische Energie zur Speicherung in der Batterie 22 umgewandelt wird.
  • Ein Temperatursensor 33 (z. B. ein Thermistor) kann genutzt werden, um die Temperatur des M/G 14 zu bestimmen. Der Temperatursensor 33 kann mit der Steuerung 32 in Kommunikation stehen und kann dazu konfiguriert sein, die Temperatur des M/G 14 an die Steuerung 32 weiterzuleiten. Die Steuerung 32 kann dazu programmiert sein, eine Leistungsausgabe des M/G 14 auf Grundlage der Temperatur des M/G 14 zu steuern. Zum Beispiel kann die Steuerung 32 dazu programmiert sein, das Drehmoment, die Drehzahl und/oder die Leistungsausgabe des M/G 14 auf ein gewünschtes Drehmoment, eine gewünschte Drehzahl und/oder eine gewünschte Leistungsausgabe einzustellen, die auf Positionen des Fahrpedals 34 und/oder des Bremspedals 36 basieren können, wenn die Temperatur des M/G 14 innerhalb eines gewünschten Bereichs liegt. Andererseits kann die Steuerung 32 dazu programmiert sein, das Drehmoment, die Drehzahl und/oder die Leistungsausgabe des M/G 14 auf weniger als das gewünschte Drehmoment, die gewünschte Drehzahl und/oder die gewünschte Leistungsausgabe einzustellen, wenn die Temperatur des M/G 14 kleiner als oder größer als der gewünschte Bereich ist. Falls die Temperatur eine Obergrenze überschreitet oder kleiner als eine Untergrenze ist, kann die Steuerung 32 dazu programmiert sein, den M/G 14 vollständig abzuschalten.
  • Es versteht sich, dass das in 1 veranschaulichte Schema lediglich repräsentativ ist und nicht einschränkend gedacht ist. Es werden andere Konfigurationen in Betracht gezogen, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Es versteht sich, dass die in dieser Schrift beschriebene Fahrzeugkonfiguration lediglich beispielhaft ist und nicht beschränkt gedacht ist. Andere Konfigurationen von Elektro- oder Hybridelektrofahrzeugen sollten als in dieser Schrift offenbart ausgelegt werden. Andere Konfigurationen von Elektro- oder Hybridfahrzeugen können unter anderem Serienhybridfahrzeuge, Parallelhybridfahrzeuge, Serien-Parallel-Hybridfahrzeuge, Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge (plug-in hybrid electric vehicles - PHEVs), Brennstoffzellen-Hybridfahrzeuge, batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (battery operated electric vehicles - BEVs) oder eine beliebige andere dem Durchschnittsfachmann bekannte Fahrzeugkonfiguration beinhalten.
  • In Hybridkonfigurationen, die eine Brennkraftmaschine, wie etwa einen mit Benzin, Diesel oder Erdgas betriebenen Verbrennungsmotor, oder eine Brennstoffzelle beinhalten, kann die Steuerung 32 dazu konfiguriert sein, verschiedene Parameter einer derartigen Brennkraftmaschine zu steuern. Repräsentative Beispiele für Parameter, Systeme und/oder Komponenten für die interne Verbrennung, die unter Verwendung von Steuerlogik und/oder Algorithmen, die durch die Steuerung 32 ausgeführt werden, direkt oder indirekt betätigt werden können, beinhalten Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, -rate und -dauer, Drosselklappenposition, Zündzeitpunkt der Zündkerzen (bei fremdgezündeten Verbrennungsmotoren), zeitliche Abstimmung und Dauer für Einlass- und Auslassventile usw. Sensoren, die Eingaben durch die E/A-Schnittstelle von einer derartigen Brennkraftmaschine an die Steuerung 32 kommunizieren, können verwendet werden, um Turbolader-Ladedruck, Kurbelwellenposition (PIP), Verbrennungsmotordrehzahl (RPM), Ansaugkrümmerdruck (MAP), Drosselklappenposition (TP), Konzentration oder Vorhandensein von Abgassauerstoff (EGO) oder von anderen Abgaskomponenten, Ansaugluftstrom (MAF) usw. anzugeben.
  • Es versteht sich, dass die in dieser Schrift beschriebene Fahrzeugkonfiguration lediglich beispielhaft ist und nicht beschränkt gedacht ist. Andere Konfigurationen von Elektro- oder Hybridfahrzeugen sollten als in dieser Schrift offenbart ausgelegt werden. Andere Fahrzeugkonfigurationen können unter anderem Serienhybridfahrzeuge, Parallelhybridfahrzeuge, Serien-Parallel-Hybridfahrzeuge, Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge (PHEVs), Brennstoffzellen-Hybridfahrzeuge, batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (BEVs) oder eine beliebige andere dem Durchschnittsfachmann bekannte Fahrzeugkonfiguration beinhalten.
  • Unter Bezugnahme auf 2 ist ein Schaltbild einer Leistungssteuerung (oder Leistungszufuhrvorrichtung) 62, die an eine Leistungsquelle 64 (z. B. die Batterie 22) und eine elektrische Maschine 66 (z. B. den M/G 14) gekoppelt ist, veranschaulicht. Die Leistungsquelle 64 kann an die Leistungssteuerung 62 gekoppelt sein, um die elektrische Maschine 66 anzutreiben. Die Leistungssteuerung 62 kann einen Wechselrichter 68 und einen Spannungswandler 70 beinhalten. Der Spannungswandler 70 kann ein DC/DC-Wandler sein. Alternativ kann der Spannungswandler 70 eine separate Komponente sein, die nicht einstückig mit der Leistungssteuerung 62 ausgebildet ist. Der Wechselrichter 68 und der Spannungswandler 70 können dazu konfiguriert sein, elektrische Leistung an die elektrische Maschine 66 abzugeben.
  • Der Wechselrichter 68 beinhaltet eine Wechselrichterschaltung. Die Wechselrichterschaltung kann Schalteinheiten 72 beinhalten. Die Schalteinheiten 72 können jeweils einen Transistor 74 umfassen, wie etwa einen Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (insulated gate bipolar transistor - IGBT), der antiparallel zu einer Diode 76 geschaltet ist. Die Schalteinheiten 72 können dazu konfiguriert sein, der elektrischen Maschine 66 Wechselstrom bereitzustellen. Spezifischer kann der Wechselrichter 68 dazu konfiguriert sein, elektrischen Gleichstrom, der durch die Leistungsquelle 64 bereitgestellt wird, in elektrischen Wechselstrom umzuwandeln, der dann an die elektrische Maschine 66 abgegeben wird. Die Leistungssteuerung 62 kann einen Koppelkondensator 78 beinhalten. Der Koppelkondensator 78 kann zwischen der Leistungsquelle 64 und dem Wechselrichter 68 angeordnet sein. Der Koppelkondensator 78 kann dazu konfiguriert sein, Welligkeitsströme, die an dem Wechselrichter 68 oder der Leistungsquelle 64 generiert werden, zu absorbieren und die DC-Koppelspannung, Vo, zur Steuerung des Wechselrichters 68 zu stabilisieren. Anders ausgedrückt, kann der Koppelkondensator 78 so angeordnet sein, dass er eine Spannungsvariation an einem Eingang der Wechselrichterschaltung aufgrund von Welligkeitsströmen begrenzt, die durch die Wechselrichterschaltung oder eine Batterie, wie etwa eine Traktionsbatterie, die die Leistungsquelle 64 umfassen kann, generiert werden. Die Leistungssteuerung 62 kann eine Treiberplatine 80 zum Steuern der Wechselrichterschaltung beinhalten. Die Treiberplatine 80 kann eine Gate-Treiberplatine sein, die dazu konfiguriert ist, die Transistoren 74 der Schalteinheiten 72 des Wechselrichters 68 zu betreiben, wenn der Gleichstrom der Leistungsquelle 64 in Wechselstrom umgewandelt und der Wechselstrom an die elektrische Maschine 66 abgegeben wird.
  • Der Spannungswandler 70 kann einen Induktor beinhalten. Die Schaltung des Spannungswandlers (nicht gezeigt), die den Induktor beinhaltet, kann dazu konfiguriert sein, die Spannung der elektrischen Leistung, die von der Leistungsquelle 64 an die elektrische Maschine 66 abgegeben wird, zu verstärken oder zu erhöhen. Auf der Gleichstromseite des Wechselrichters 68 kann eine Sicherung 82 angeordnet sein, um die Wechselrichterschaltung vor Überspannungen in der elektrischen Leistung zu schützen.
  • Diese Offenbarung sollte nicht als auf das Schaltbild aus 2 beschränkt ausgelegt werden, sondern sollte als Leistungssteuervorrichtungen beinhaltend ausgelegt werden, die andere Arten von Wechselrichtern, Kondensatoren, Wandlern oder Kombinationen daraus beinhalten. Zum Beispiel kann der Wechselrichter 68 ein Wechselrichter sein, der eine beliebige Anzahl an Schalteinheiten beinhaltet, und sollte nicht als auf die in 2 abgebildete Anzahl an Schalteinheiten beschränkt ausgelegt werden. Alternativ kann der Koppelkondensator 78 dazu konfiguriert sein, einen Wechselrichter oder eine Vielzahl von Wechselrichtern an eine Leistungsquelle zu koppeln.
  • Die Steuerung 32 kann mit der Leistungsquelle 64 (z. B. der Batterie 22), der elektrischen Maschine 66 (z. B. dem M/G 14) und der Treiberplatine 80 in Kommunikation stehen. Als Reaktion auf einen Befehl zum Bereitstellen von Drehmoment und Leistung zum Vortreiben des Fahrzeugs 10 kann die Steuerung 32 die Leistungsquelle 64, die Treiberplatine 80 und die elektrische Maschine 66 derart betreiben, dass die gewünschte Leistung von der Leistungsquelle 64 über den Wechselrichter 68 der Leistungssteuerung 62 an die elektrische Maschine 66 abgegeben wird. Die Leistung, die elektrische Spannung und/oder der elektrische Strom können an verschiedenen Punkten innerhalb des Systems überwacht und an die Steuerung 32 kommuniziert und/oder über diese eingestellt werden, um die gewünschte Drehmoment- und/oder Leistungsausgabe der elektrischen Maschine 66 zu erlangen. Die DC-Leistung, die elektrische DC-Spannung und/oder der elektrische DC-Strom, die an den Wechselrichter 68 abgegeben werden, können durch den Sensor 84 bestimmt werden. Die DC-Leistung, die elektrische DC-Spannung und/oder der elektrische DC-Strom, die durch die Leistungsquelle 64 generiert werden, können durch einen oder mehrere Sensoren 86 bestimmt werden. Die AC-Leistung, die elektrische AC-Spannung und/oder der elektrische AC-Strom, die an jede Wicklungsphase 88 der elektrischen Maschine 66 abgegeben werden, können durch einen oder mehrere Sensoren 90 bestimmt werden. Spezifischer können die Wicklungsphasen 88 mehrere Phasen von Wicklungen an dem Stator der elektrischen Maschine 66 darstellen, die dazu konfiguriert sind, Magnetfelder zu generieren, die mit Magneten an dem Stator der elektrischen Maschine 66 interagieren, um eine Drehbewegung zu produzieren. Die Steuerung 32 kann einen Algorithmus beinhalten, der die verschiedenen Messungen in ein Drehmoment oder eine Leistung umwandelt, das/die von der elektrischen Maschine 66 ausgegeben wird.
  • Unter Bezugnahme auf 1 kann eine elektrische Maschine 20 in einem Fahrzeug, wie etwa einem vollelektrischen Fahrzeug oder einem hybridelektrischen Fahrzeug, verwendet werden. Die elektrische Maschine 20 kann als Elektromotor, Traktionsmotor, Generator oder dergleichen bezeichnet werden. Die elektrische Maschine 20 kann eine Permanentmagnetmaschine, eine Induktionsmaschine oder dergleichen sein. In der veranschaulichten Ausführungsform ist die elektrische Maschine 20 eine Dreiphasenwechselstrommaschine (Dreiphasen-AC-Maschine). Die elektrische Maschine 20 ist dazu in der Lage, sowohl als Elektromotor zum Vortreiben des Fahrzeugs als auch als Generator, wie etwa während Nutzbremsung, zu fungieren.
  • Die elektrische Maschine 20 kann durch eine elektrische Leistungsquelle wie etwa eine Traktionsbatterie des Fahrzeugs mit Leistung versorgt werden. Die Traktionsbatterie kann eine Hochspannungsgleichstromausgabe (Hochspannungs-DC-Ausgabe) von einem oder mehreren Batteriezellenarrays, mitunter als Batteriezellenstapel bezeichnet, innerhalb der Traktionsbatterie zuführen. Die Batteriezellenarrays können eine oder mehrere Batteriezellen beinhalten, die gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie umwandeln. Die Zellen können ein Gehäuse, eine positive Elektrode (Kathode) und eine negative Elektrode (Anode) beinhalten. Ein Elektrolyt ermöglicht, dass sich Ionen während der Entladung zwischen der Anode und der Kathode bewegen und sich dann während der Aufladung zurückbewegen. Klemmen ermöglichen, dass Strom zur Verwendung durch das Fahrzeug aus den Zellen herausfließt.
  • Die Traktionsbatterie kann elektrisch mit einem oder mehreren Leistungselektronikmodulen verbunden sein. Die Leistungselektronikmodule können elektrisch mit den elektrischen Maschinen 20 verbunden sein und die Fähigkeit bereitstellen, elektrische Energie bidirektional zwischen der Traktionsbatterie und der elektrischen Maschine 20 zu übertragen. Zum Beispiel kann eine geeignete Traktionsbatterie eine DC-Spannung bereitstellen, während die elektrische Maschine 20 unter Umständen eine Dreiphasen-(AC-)Spannung benötigt. Das Leistungselektronikmodul kann einen Wechselrichter beinhalten, der die DC-Spannung in eine Dreiphasen-AC-Spannung umwandelt, wie sie durch die elektrische Maschine 20 erfordert wird. In einem Regenerationsmodus kann das Leistungselektronikmodul die Dreiphasen-AC-Spannung von der elektrischen Maschine 20, die als Generator fungiert, in die DC-Spannung umwandeln, die durch die Traktionsbatterie erfordert wird.
  • Unter Bezugnahme auf 3 und 4 kann der M/G 14 ein Gehäuse 92 beinhalten, das den Stator 94 und den Rotor 96 umschließt. Der Stator 94 kann an dem Gehäuse 92 fixiert sein und beinhaltet ein zylindrisches Statorblechpaket 98, das einen Innendurchmesser (inner diameter - ID) 100, der ein Loch 102 definiert, und einen Außendurchmesser (outer diameter - OD) 104 aufweist. Das Statorblechpaket 98 kann aus einer Vielzahl von gestapelten Lamellen gebildet sein. Der Rotor 96 ist zur Drehung innerhalb des Lochs 102 gelagert. Der Rotor 96 kann Wicklungen oder Permanentmagneten beinhalten, die mit dem Magnetfeld interagieren, das durch die Wicklungen des Stators 94 generiert wird, um die Drehung des Rotors 96 zu generieren, wenn der M/G 14 erregt wird. Der Rotor 96 kann auf einer Welle 106 gelagert sein, die sich durch das Gehäuse 92 erstreckt. Die Welle 106 ist dazu konfiguriert, mit einer Kraftübertragung des Fahrzeugs gekoppelt zu werden, um Drehmoment für den Fahrzeugvortrieb auszugeben oder mechanische regenerative Energie aus der Fahrzeugbewegung aufzunehmen.
  • Das Statorblechpaket 92 definiert eine Vielzahl von Nuten 108, die umlaufend um das Statorblechpaket 98 angeordnet ist und sich von dem Innendurchmesser 100 auswärts erstreckt. Die Nuten 108 sind dazu konfiguriert, die Hairpin-Wicklungen 114 aufzunehmen. Die Nuten 108 können gleichmäßig um den Umfang beabstandet sein, können umlaufend zwischen dem Innendurchmesser 100 und dem Außendurchmesser 104 des Statorblechpakets 98 angeordnet sein (z. B. können sich die Nuten 108 radial von dem Innendurchmesser 100 zu dem Außendurchmesser 104 des Statorblechpakets 98 erstrecken) und können sich axial von einem ersten Ende 110 des Statorblechpakets 98 zu einem zweiten Ende 112 erstrecken. Jede Nut 108 weist eine Vielzahl von Kontaktstiftpositionen auf, die in einer Richtung angeordnet ist, die sich von dem Innendurchmesser 100 in Richtung des Außendurchmessers 104 des Statorblechpakets 98 erstreckt. In der veranschaulichten Ausführungsform definiert das Statorblechpaket 98 achtundvierzig Nuten und weist acht Pole auf, aber das Statorblechpaket 98 kann in anderen Ausführungsformen mehr oder weniger Nuten und/oder Pole beinhalten. Zum Beispiel kann das Statorblechpaket 98 zweiundsiebzig Nuten definieren und acht Pole aufweisen.
  • Die Nuten 108 sind durch einen umlaufenden Abstand beabstandet, der zwischen den Mittellinien zweier benachbarter Nuten gemessen wird. Dieser Abstand kann als Einheit des Abstands (nachfolgend „eine Nut“) verwendet werden, um eine Beziehung zu anderen Komponenten des Stators 94 herzustellen und diese zu messen. Die Abstandseinheit „Nut“ wird mitunter auch als „Nutteilung“ oder „Nutweite“ bezeichnet. Auf die Nuten 108 wird zudem mit den Zahlen 1 bis 48 gegen den Uhrzeigersinn Bezug genommen, wobei der Einfachheit halber die Nuten mit ungeraden Zahlen beschriftet sind. Die Nuten können als ungerade Nuten (d. h. die Nuten 1, 3, 5 usw.) und gerade Nuten (d. h. die Nuten 2, 4, 6 usw.) gekennzeichnet sein. Die ungerade und gerade Bezeichnung dient der einfacheren Beschreibung beim Erläutern der Anordnung der Wicklungen und die Struktur der ungeraden und geraden Nuten kann gleich sein.
  • Unter Bezugnahme auf 5 beinhaltet der M/G 14 Hairpin-Wicklungen 114, die durch die Nuten 108 des Statorblechpakets 98 geführt sind. Konfigurationen von Hairpin-Wicklungen können den Wirkungsgrad für elektrische Maschinen verbessern, die in Fahrzeugen sowie anderen Anwendungen verwendet werden. Die Hairpin-Wicklungen 114 verbessern den Wirkungsgrad durch Bereitstellen einer größeren Menge an Statorleitern, um den Widerstand der Wicklung zu verringern, ohne in den Raum einzudringen, der für das Elektroblech und den Magnetflusspfad reserviert ist. Die Hairpin-Wicklungen können als Wellenwicklungen angeordnet sein, in denen die Wicklungen 114 in einem wellenähnlichen Muster von Pol zu Pol verwoben sind. Es ist anzumerken, dass die Wicklungen 114 in 5 zu Veranschaulichungszwecken als Querschnitte gezeigt sind.
  • Der M/G 14 der vorliegenden Offenbarung kann eine elektrische Maschine mit Dreiphasenstrom sein, bei der die Hairpin-Wicklungen in drei elektrischen Phasen angeordnet sind. Die Phasen können in beliebiger Reihenfolge als erste, zweite und dritte Phase bezeichnet werden. In den Beispielen der vorliegenden Offenbarung beinhaltet jede Phase eine Vielzahl von einzelnen Hairpin-Leitern, die in parallelen Wicklungszweigen angeordnet ist. Zum Beispiel kann jede Phase eine Vielzahl von einzelnen Hairpin-Leitern beinhalten, die in vier parallelen Wicklungszweigen angeordnet ist. Diese Offenbarung sollte jedoch nicht als auf eine elektrische Maschine beschränkt ausgelegt werden, die drei elektrische Phasen aufweist, sondern sollte als eine elektrische Maschine beinhaltend ausgelegt werden, die mindestens eine elektrische Phase oder eine Vielzahl von elektrischen Phasen aufweist.
  • Die Nuten 108 können eine innere radiale Schicht 116 von Hairpins, eine innere mittlere radiale Schicht 118 von Hairpins, eine äußere mittlere radiale Schicht 120 von Hairpins und eine äußere radiale Schicht 122 von Hairpins beinhalten. Jede der Schichten kann mindestens zwei radiale Kontaktstiftpositionen aufweisen, die zueinander benachbart sind. In der veranschaulichten Ausführungsform weist jede Nut 108 acht aufeinanderfolgende Kontaktstiftpositionen (d. h. L1 bis L8) in einer linearen Ein-mal-acht-Anordnung auf, doch andere Anordnungen werden in Betracht gezogen. Die erste Position L1 ist dem OD 104 des Statorblechpakets 98 am nächsten und die achte Position L8 ist dem ID 100 des Statorblechpakets 98 am nächsten. Die innerste radiale Schicht 116 beinhaltet sowohl die siebte Position L7 als auch die achte Position L8. Die innere mittlere radiale Schicht 118 beinhaltet sowohl die fünfte Position L5 als auch die sechste Position L6. Die äußere mittlere radiale Schicht 120 beinhaltet sowohl die dritte Position L3 als auch die vierte Position L4. Die äußerste radiale Schicht 122 beinhaltet sowohl die erste Position L1 als auch die zweite Position L2.
  • Unter Bezugnahme auf 6 ist einer von einer Vielzahl der Hairpins 124, die die Wicklungen 114 bilden, schematisch abgebildet, um die allgemeine Konfiguration zu zeigen. Die Hairpins sind im Allgemeinen U-förmig und beinhalten ein Paar Schenkel, die durch eine Krone zusammengefügt sind. Jeder einer Vielzahl von Hairpins wird in das Statorblechpaket 98 eingebaut, indem jeder Schenkelabschnitt durch eine entsprechende der Nuten 108 geführt wird. Jeder Hairpin kann von dem gleichen Ende des Statorblechpakets 98 aus eingebaut werden (z. B. von dem Ende 110 aus), sodass sich im eingebauten Zustand alle Kronen an einem Ende des Stators befinden und die Enden der Schenkel alle an dem entgegengesetzten Ende (z. B. dem Ende 112) befinden. Im Allgemeinen kann das Ende 110 als das Kronenende bezeichnet werden und kann das Ende 112 als das Schweißende bezeichnet werden. Sobald sie eingebaut sind, werden die Schenkel der Hairpins voneinander weg gebogen, um Verschränkungen zu bilden, die mit den Verschränkungen anderer Hairpins verbunden werden. Die Enden entsprechender Hairpins werden durch eine elektrisch leitfähige Verbindung wie etwa eine Schweißnaht zusammengefügt. Die Verbindungen können in Reihen angeordnet sein. Die Wicklungen 114 können ohne Überbrückung vorliegen (d. h. jeder Hairpin ist direkt mit einem anderen Hairpin verbunden) oder können eine Mindestanzahl an Überbrückungen beinhalten. Eine Überbrückung ist ein Leiter, der typischerweise an einem der Enden des Statorblechpakets angeordnet ist, d. h. sich nicht durch eine Nut erstreckt, und Hairpins miteinander verbindet, die weit genug voneinander beabstandet sind, sodass sie nicht direkt miteinander verbunden werden können.
  • Jede Anordnung kann Hairpins beinhalten, wie in 6 beschrieben. Der Hairpin 124 kann aus einem einzigen Stück Metall, wie etwa Kupfer, Aluminium, Silber oder einem beliebigen anderen elektrisch leitfähigen Material, gebildet sein. Der Hairpin 124 kann einen ersten Schenkel 126 beinhalten, der an einem Scheitelpunkt 130 mit einem zweiten Schenkel 128 zusammengefügt ist. Der erste Schenkel 126 ist innerhalb einer der Nuten 108 angeordnet und der zweite Schenkel 128 ist in einer anderen der Nuten 108 angeordnet, die um eine Nutweite davon beabstandet ist. Der erste Schenkel 126 beinhaltet einen geraden Abschnitt 132, der innerhalb einer Nut 108 angeordnet ist, und einen ersten abgewinkelten Abschnitt 134, der sich zwischen dem Scheitelpunkt 130 und dem geraden Abschnitt 132 erstreckt. Der gerade Abschnitt 132 und der abgewinkelte Abschnitt 134 sind an einer ersten Biegung 136 zusammengefügt. Der erste Schenkel 126 beinhaltet zudem einen Verschränkungsabschnitt 138, der an einer zweiten Biegung 140 auswärts abgewinkelt ist. Der zweite Schenkel 128 beinhaltet einen geraden Abschnitt 142, der innerhalb einer Nut 108 angeordnet ist, und einen zweiten abgewinkelten Abschnitt 144, der sich zwischen dem Scheitelpunkt 130 und dem geraden Abschnitt 142 erstreckt. Der erste und der zweite abgewinkelte Abschnitt 134, 144 sowie der Scheitelpunkt 130 werden zusammen als Krone bezeichnet. Der gerade Abschnitt 142 und der abgewinkelte Abschnitt 144 sind an einer ersten Biegung 146 zusammengefügt. Der zweite Schenkel 128 beinhaltet zudem einen Verschränkungsabschnitt 148, der an einer zweiten Biegung 150 auswärts abgewinkelt ist. Die Verschränkungen 138, 148 sind in entgegengesetzte Richtungen abgewinkelt, damit sie sich von dem Hairpin 124 weg erstrecken, um mit benachbarten Kontaktstiften des Verkabelungswegs verbunden zu werden.
  • Die Verschränkungen 138, 148 können eine Teilungsweite aufweisen, die gleich der Kontaktstiftweite zwischen benachbarten Hairpins geteilt durch zwei ist.
  • Der Hairpin 124 kann gefertigt werden, indem zuerst der Scheitelpunkt 130, die ersten abgewinkelten Abschnitte 134, 144 und die zwei verlängerten geraden Abschnitte gebildet werden. Dann wird der Hairpin 124 in den Stator 94 eingebaut, indem die verlängerten geraden Abschnitte in die Nuten 108 des Stators 94 eingeführt werden. Die zweiten Biegungen 140, 150 und die Verschränkungen 138, 148 können gebildet werden, nachdem der Hairpin 124 durch die Nuten eingebaut wird, indem die verlängerten Schenkel wie gewünscht gebogen werden. Der erste und der letzte reguläre Kontaktstift eines Verkabelungswegs können eine längere oder kürzere Verschränkung aufweisen, um eine Verbindung mit den Klemmenzuleitungen oder Nullanschlüssen zu erleichtern.
  • Unter Bezugnahme auf 5, 7 und 8 sind der Stator 94 und der Temperatursensor 33 ausführlicher veranschaulicht. Das Statorblechpaket 98 erstreckt sich längs oder axial (z. B. in einer Richtung entlang oder im Wesentlichen parallel zu der Drehachse des Rotors 96) von einem ersten Ende 152 zu einem zweiten Ende 154. Im Wesentlichen parallel kann einen inkrementellen Winkel beinhalten, der zwischen genau parallel und 10° von genau parallel liegt. Das Statorblechpaket 98 erstreckt sich zudem radial (in einer Richtung, die von der Drehachse des Rotors 96 auswärts verläuft) von dem Innendurchmesser 100 zu dem Außendurchmesser 104 (siehe 4). Axial und radial können auch Richtungen beschreiben, die im Wesentlichen senkrecht zueinander sind. Im Wesentlichen senkrecht kann einen inkrementellen Winkel beinhalten, der zwischen genau senkrecht und 10° von genau senkrecht liegt.
  • Die Nuten 108 können sich längs oder axial von dem ersten Ende 152 zu dem zweiten Ende 154 des Statorblechpakets 108 erstrecken. Das erste Ende 152 und das zweite Ende 154 können als axiale Enden des Statorblechpakets 108 bezeichnet werden. Die Nuten 108 können sich zudem von dem Innendurchmesser 100 in Richtung des Außendurchmessers 104 des Statorblechpakets 108 erstrecken. Die Nuten 108 können sich durch den Innendurchmesser 100 erstrecken, wodurch Lücken in dem Statorblechpaket 98 entlang des Innendurchmessers 100 erzeugt werden, und können kurz vor dem Außendurchmesser 104 des Statorblechpakets 108 enden, wie veranschaulicht. Die Wicklungen 114 können sich axial von dem ersten Ende 152 zu dem zweiten Ende 154 des Statorblechpakets 108 erstrecken. Spezifischer können sich die Wicklungen 114 durch die Nuten 108 und über sowohl das erste Ende 152 als auch das zweite Ende 154 des Statorblechpakets 108 hinaus erstrecken. Die Wicklungen 114 können zudem in Reihen oder Spalten innerhalb der Nuten 108 angeordnet sein, die sich radial auswärts von dem Innendurchmesser 100 in Richtung des Außendurchmessers 104 des Statorblechpakets 98 erstrecken.
  • Der Temperatursensor 33 beinhaltet eine oder mehrere Elektroden 156. Der Temperatursensor 33 ist innerhalb einer ersten der Nuten 108 angeordnet und ist dazu konfiguriert, eine Temperatur des M/G 14 zu messen. Spezifischer ist der Temperatursensor 33 innerhalb der ersten der Nuten 108 zwischen dem ersten Ende 152 und dem zweiten Ende 154 des Statorblechpakets 108 angeordnet. Der Temperatursensor 33 kann noch spezifischer innerhalb einer axialen mittleren Region des Statorblechpakets 98 angeordnet sein, die zwischen dem ersten Ende 152 und dem zweiten Ende 154 des Statorblechpakets 108 liegt. Die axiale mittlere Region des Statorblechpakets 98 ist tendenziell die heißeste Region des M/G 14, was sie zur idealen Position macht, um den Temperatursensor 33 zum Messen der Temperatur des M/G 14 zu Steuer- und Sicherheitszwecken zu platzieren. In derzeitigen Ausgestaltungen wird der Temperatursensor 33 an den Enden der Wicklungen 114 über das axiale Ende des Statorblechpakets hinaus platziert, was die Genauigkeit relativ zu der axialen mittleren Region (d. h., wo der M/G 14 am heißesten ist und Temperaturmesswerte ideal sind) reduziert, wenn die Stapellänge von elektrischen Maschinen zunimmt. Die Stapellänge kann sich auf den Abstand zwischen den zwei axialen Enden einer elektrischen Maschine oder den Abstand zwischen den zwei axialen Enden des Statorblechpakets einer elektrischen Maschine beziehen. Die axiale mittlere Region kann den genauen Mittelpunkt zwischen dem ersten Ende 152 und dem zweiten Ende 154 des Statorblechpakets 108 und einen beliebigen hinnehmbaren Abstand (z. B. 0 %-25 % des Gesamtabstands zwischen dem ersten Ende 152 und dem zweiten Ende 154) in jeder Richtung von dem genauen Mittelpunkt zwischen dem ersten Ende 152 und dem zweiten Ende 154 beinhalten. Der Temperatursensor 33 kann zudem radial mit einer entsprechenden Spalte von Wicklungen 160 ausgefluchtet sein, die innerhalb der ersten der Vielzahl von Nuten 108 angeordnet ist. Spezifischer kann der Temperatursensor 33 radial einwärts der entsprechenden Spalte von Wicklungen 160 angeordnet sein.
  • Ein Kabel oder Kabelbaum 158 kann den Temperatursensor 33, oder spezifischer die eine oder mehreren Elektroden 156, mit einer Leistungsquelle (z. B. einer Batterie) und/oder der Steuerung 32 verbinden. Der Kabelbaum 158 erstreckt sich axial innerhalb der ersten der Nuten 108 von dem Temperatursensor 33 zu dem ersten Ende 152 des Statorblechpakets 98.
  • Ein entgegengesetztes Ende des Kabelbaums 158 relativ zu dem Temperatursensor 33 ist mit einem elektrischen Steckverbinder 162 verbunden. Der elektrische Steckverbinder 162 kann das erste Ende 152 des Statorblechpakets 98 überragen. Spezifischer kann der elektrische Steckverbinder 162 das erste Ende 152 des Statorblechpakets 98 axial überragen oder das erste Ende 152 des Statorblechpakets 98 in einer axialen Richtung überragen (z. B. in einer Richtung entlang oder im Wesentlichen parallel zu der Drehachse des Rotors 96). Ein Endabschnitt des Kabelbaums 158, der mit dem elektrischen Steckverbinder 162 verbunden ist, kann ebenfalls das erste Ende 152 des Statorblechpakets 98 in der axialen Richtung überragen.
  • Eine Auskleidung 164 kann innerhalb der ersten der Vielzahl von Nuten 108 angeordnet sein. Ähnliche oder identische Auskleidungen können innerhalb jeder Nut 108 angeordnet sein, um die Reihe oder Spalte von Wicklungen 114 zu halten, die innerhalb jeder Nut 108 angeordnet ist. Die Auskleidung 164 umschließt zusammen den Temperatursensor 33 und die entsprechende Spalte von Wicklungen 160 innerhalb der ersten der Vielzahl von Nuten 108, um sowohl den Temperatursensor 33 als auch die entsprechende Spalte von Wicklungen 160 innerhalb der ersten der Vielzahl von Nuten 108 zu halten. Die Auskleidung 164 kann zudem den Kabelbaum 158 umschließen oder teilweise umschließen, um den Kabelbaum 158 innerhalb der ersten der Vielzahl von Nuten 108 zu halten.
  • Das Statorblechpaket 96, die Wicklungen 114, der Temperatursensor 33 und der Kabelbaum 158 können zusammen mit einem isolierenden Epoxid- oder Lackmaterial 166 beschichtet werden, sobald der M/G 14 zusammengebaut ist. Isolierende Epoxid- oder Lackmaterialien können unter anderem Harze auf Polyesterbasis wie Polyesterimidharz, Epoxidharze oder Alkydharze beinhalten. Der isolierende Lack 166 kann dem M/G 14, konkreter jedoch den Wicklungen 114, effektiv sowohl elektrische Isolierung bereitstellen als auch strukturelle Steifigkeit bereitstellen. Der Lack 166 kann ferner dazu dienen, die Position des Temperatursensors 33 und des Kabelbaums 158 zu sichern. Der elektrische Steckverbinder 162 kann jedoch nicht mit dem Lack beschichtet sein, sodass der elektrische Steckverbinder 162 mit einem Gegensteckverbinder 168 verbunden werden kann, der den Temperatursensor 33 mit einem zweiten Kabel oder Kabelbaum 170 verbindet, das/der schließlich den Temperatursensor 33 mit einer Leistungsquelle (z. B. einer Batterie) und/oder der Steuerung 32 verbindet.
  • Unter Bezugnahme auf 9A-9C ist der elektrische Steckverbinder 162 weiter veranschaulicht. Der elektrische Steckverbinder 162 beinhaltet Leitungen 172, die eine elektrische Verbindung mit dem Gegensteckverbinder 168 herstellen, wenn die Leitungen 172 mit entsprechenden Leitungen 174 an dem Gegensteckverbinder 168 in Kontakt stehen. Der elektrische Steckverbinder 162 kann über einen Schnappmechanismus 176 physisch an dem Gegensteckverbinder 168 gesichert sein. Der Schnappmechanismus 176 kann Laschen 178 beinhalten, die sich entweder von dem elektrischen Steckverbinder 162 oder dem Gegensteckverbinder 168 erstrecken und in eine Öffnung eingreifen, die an einem flexiblen Arm 180 definiert ist, der sich von dem anderen des elektrischen Steckverbinders 162 oder des Gegensteckverbinders 168 erstreckt. Der elektrische Steckverbinder 162 ist als Buchse veranschaulicht, während der Gegensteckverbinder 168 als Stecker veranschaulicht ist. Die Konfiguration kann jedoch die entgegengesetzte sein, wobei der elektrische Steckverbinder 162 ein Stecker ist, während der Gegensteckverbinder 168 eine Buchse ist.
  • Der elektrische Steckverbinder 162 kann mit einer Schablone 182 (siehe 9A) bedeckt werden, um zu verhindern, dass das isolierende Lackmaterial 166 die elektrischen Kontakte (d. h. die Leitungen 172) des elektrischen Steckverbinders 162 während des Prozesses beschichtet, bei dem das Lackmaterial 166 auf den M/G 14 aufgebracht wird. Die Schablone 182 kann später entfernt werden (siehe 9B), sodass der Gegensteckverbinder 168 mit dem elektrischen Steckverbinder 162 verbunden werden kann (siehe 9C).
  • Bei den in der Beschreibung verwendeten Ausdrücken handelt es sich eher um beschreibende als um einschränkende Ausdrücke und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen zu bilden, die möglicherweise nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen derart beschrieben worden sein könnten, dass sie gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Eigenschaften Vorteile bereitstellen oder bevorzugt werden, versteht der Durchschnittsfachmann, dass bei einem/einer oder mehreren Merkmalen oder Eigenschaften Kompromisse eingegangen werden können, um gewünschte Gesamtsystemattribute zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Umsetzung abhängen. Demnach liegen Ausführungsformen, die in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik beschrieben worden sind, nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für konkrete Anwendungen wünschenswert sein.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine Batterie; eine elektrische Maschine, die dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung aus der Batterie zu entnehmen, um das Fahrzeug vorzutreiben, wobei die elektrische Maschine einen Rotor und einen Stator aufweist, wobei der Stator Folgendes aufweist: ein Blechpaket, das eine Vielzahl von Nuten definiert, die sich (i) axial von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende des Blechpakets und (ii) radial von einem Innendurchmesser in Richtung eines Außendurchmessers des Blechpakets erstreckt, und miteinander verbundene Hairpin-Wicklungen, die (i) eine Vielzahl von elektrischen Phasen bilden, (ii) sich axial innerhalb der Nuten von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende erstrecken und (iii) in Spalten innerhalb der Nuten angeordnet sind, die sich radial auswärts von dem Innendurchmesser in Richtung des Außendurchmessers erstrecken; einen Thermistor, der (i) innerhalb einer ersten der Vielzahl von Nuten zwischen dem ersten und dem zweiten Ende angeordnet ist, (ii) radial mit einer entsprechenden Spalte von Wicklungen ausgefluchtet ist, die innerhalb der ersten der Vielzahl von Nuten angeordnet ist, (iii) und dazu konfiguriert ist, eine Temperatur der elektrischen Maschine zu messen; und eine Steuerung, die dazu programmiert ist, eine Leistungsausgabe der elektrischen Maschine auf Grundlage der Temperatur der elektrischen Maschine zu steuern.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Thermistor radial einwärts der entsprechenden Spalte von Wicklungen angeordnet.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch eine Auskleidung, die innerhalb der ersten der Vielzahl von Nuten angeordnet ist, wobei die Auskleidung zusammen den Thermistor und die entsprechende Spalte von Wicklungen innerhalb der ersten der Vielzahl von Nuten umschließt.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein Kabel, das (i) mit dem Thermistor verbunden ist und (ii) sich axial von dem Thermistor zu dem ersten Ende des Blechpakets erstreckt.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch einen elektrischen Steckverbinder, der mit einem entgegengesetzten Ende des Kabels relativ zu dem Thermistor verbunden ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform überragt der elektrische Steckverbinder das Blechpaket axial.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind die Wicklungen, das Blechpaket, der Thermistor und das Kabel zusammen mit einem isolierenden Lack beschichtet.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der elektrische Steckverbinder nicht mit dem isolierenden Lack beschichtet.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine elektrische Maschine bereitgestellt, die dazu konfiguriert ist, ein Fahrzeug vorzutreiben, und Folgendes aufweist: einen Rotor; einen Stator, der Folgendes aufweist: ein Blechpaket, das Nuten definiert, Wicklungen, die innerhalb der Nuten angeordnet sind und dazu konfiguriert sind, ein Magnetfeld zu generieren, das mit dem Rotor interagiert, um eine Drehbewegung zu generieren; und einen Sensor, der innerhalb einer ersten der Nuten angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, eine Temperatur der elektrischen Maschine zu messen.
  • Gemäß einer Ausführungsform (i) erstrecken die Wicklungen sich axial von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende des Blechpakets und (ii) sind in Spalten angeordnet, die sich radial auswärts von einem Innendurchmesser in Richtung eines Außendurchmessers des Blechpakets erstrecken.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Sensor zwischen dem ersten und dem zweiten Ende angeordnet.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Sensor radial mit einer entsprechenden Spalte von Wicklungen ausgefluchtet, die innerhalb der ersten der Nuten angeordnet ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Sensor radial einwärts der entsprechenden Spalte von Wicklungen angeordnet.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein Kabel, das (i) mit dem Sensor verbunden ist und (ii) sich axial von dem Sensor zu dem ersten Ende des Blechpakets erstreckt.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch einen elektrischen Steckverbinder, der mit einem entgegengesetzten Ende des Kabels relativ zu dem Sensor verbunden ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform überragt der elektrische Steckverbinder das Blechpaket axial.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind die Wicklungen, das Blechpaket, der Sensor und das Kabel zusammen mit einem isolierenden Lack beschichtet, und wobei der elektrische Steckverbinder nicht mit dem isolierenden Lack beschichtet ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine Batterie; eine elektrische Maschine, die dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung aus der Batterie zu entnehmen, um das Fahrzeug vorzutreiben, wobei die elektrische Maschine einen Rotor und einen Stator aufweist, wobei der Stator ein Blechpaket, das eine Vielzahl von Nuten definiert, und innerhalb der Nuten angeordnete Wicklungen aufweist; einen Thermistor, der innerhalb einer ersten der Nuten zwischen einem ersten und einem zweiten axialen Ende des Blechpakets angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, eine Temperatur der elektrischen Maschine zu messen; und eine Steuerung, die dazu programmiert ist, eine Leistungsausgabe der elektrischen Maschine auf Grundlage der Temperatur der elektrischen Maschine zu steuern.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Thermistor (i) radial mit einer entsprechenden Spalte von Wicklungen ausgefluchtet, die innerhalb der ersten der Nuten angeordnet ist, und (ii) radial einwärts der entsprechenden Spalte von Wicklungen angeordnet.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein Kabel und einen elektrischen Steckverbinder, der mit einem entgegengesetzten Ende des Kabels relativ zu dem Thermistor verbunden ist, wobei das Kabel (i) mit dem Thermistor verbunden ist und (ii) sich axial von dem Thermistor zu dem ersten Ende des Blechpakets erstreckt, und wobei (i) der elektrische Steckverbinder mit einem entgegengesetzten Ende des Kabels relativ zu dem Thermistor verbunden ist und (ii) das Blechpaket axial überragt.

Claims (15)

  1. Fahrzeug, umfassend: eine Batterie; eine elektrische Maschine, die dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung aus der Batterie zu entnehmen, um das Fahrzeug vorzutreiben, wobei die elektrische Maschine einen Rotor und einen Stator aufweist, wobei der Stator Folgendes aufweist: ein Blechpaket, das eine Vielzahl von Nuten definiert, die sich (i) axial von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende des Blechpakets und (ii) radial von einem Innendurchmesser in Richtung eines Außendurchmessers des Blechpakets erstreckt, und miteinander verbundene Hairpin-Wicklungen, die (i) eine Vielzahl von elektrischen Phasen bilden, (ii) sich axial innerhalb der Nuten von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende erstrecken und (iii) in Spalten innerhalb der Nuten angeordnet sind, die sich radial auswärts von dem Innendurchmesser in Richtung des Außendurchmessers erstrecken; einen Thermistor, der (i) innerhalb einer ersten der Vielzahl von Nuten zwischen dem ersten und dem zweiten Ende angeordnet ist, (ii) radial mit einer entsprechenden Spalte von Wicklungen ausgefluchtet ist, die innerhalb der ersten der Vielzahl von Nuten angeordnet ist, (iii) und dazu konfiguriert ist, eine Temperatur der elektrischen Maschine zu messen; und eine Steuerung, die dazu programmiert ist, eine Leistungsausgabe der elektrischen Maschine auf Grundlage der Temperatur der elektrischen Maschine zu steuern.
  2. Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Thermistor radial einwärts der entsprechenden Spalte von Wicklungen angeordnet ist.
  3. Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Auskleidung, die innerhalb der ersten der Vielzahl von Nuten angeordnet ist, wobei die Auskleidung zusammen den Thermistor und die entsprechende Spalte von Wicklungen innerhalb der ersten der Vielzahl von Nuten umschließt.
  4. Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Kabel, das (i) mit dem Thermistor verbunden ist und (ii) sich axial von dem Thermistor zu dem ersten Ende des Blechpakets erstreckt.
  5. Fahrzeug nach Anspruch 4, ferner umfassend einen elektrischen Steckverbinder, der mit einem entgegengesetzten Ende des Kabels relativ zu dem Thermistor verbunden ist.
  6. Fahrzeug nach Anspruch 5, wobei der elektrische Steckverbinder das Blechpaket axial überragt.
  7. Fahrzeug nach Anspruch 5, wobei die Wicklungen, das Blechpaket, der Thermistor und das Kabel zusammen mit einem isolierenden Lack beschichtet sind und wobei der elektrische Steckverbinder nicht mit dem isolierenden Lack beschichtet ist.
  8. Elektrische Maschine, die dazu konfiguriert ist, ein Fahrzeug vorzutreiben, umfassend: einen Rotor; einen Stator, der Folgendes aufweist: ein Blechpaket, das Nuten definiert, Wicklungen, die innerhalb der Nuten angeordnet sind und dazu konfiguriert sind, ein Magnetfeld zu generieren, das mit dem Rotor interagiert, um eine Drehbewegung zu generieren; und einen Sensor, der innerhalb einer ersten der Nuten angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, eine Temperatur der elektrischen Maschine zu messen.
  9. Elektrische Maschine nach Anspruch 8, wobei die Wicklungen (i) sich axial von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende des Blechpakets erstrecken und (ii) in Spalten angeordnet sind, die sich radial auswärts von einem Innendurchmesser in Richtung eines Außendurchmessers des Blechpakets erstrecken, und wobei der Sensor zwischen dem ersten und dem zweiten Ende angeordnet ist.
  10. Elektrische Maschine nach Anspruch 9, wobei der Sensor radial mit einer entsprechenden Spalte von Wicklungen ausgefluchtet ist, die innerhalb der ersten der Nuten angeordnet ist, und wobei der Sensor radial einwärts der entsprechenden Spalte von Wicklungen angeordnet ist.
  11. Elektrische Maschine nach Anspruch 9, ferner umfassend ein Kabel, das (i) mit dem Sensor verbunden ist und (ii) sich axial von dem Sensor zu dem ersten Ende des Blechpakets erstreckt.
  12. Elektrische Maschine nach Anspruch 11, ferner umfassend einen elektrischen Steckverbinder, der mit einem entgegengesetzten Ende des Kabels relativ zu dem Sensor verbunden ist, wobei der elektrische Steckverbinder das Blechpaket axial überragt und wobei die Wicklungen, das Blechpaket, der Sensor und das Kabel zusammen mit einem isolierenden Lack beschichtet sind und wobei der elektrische Steckverbinder nicht mit dem isolierenden Lack beschichtet ist.
  13. Fahrzeug, umfassend: eine Batterie; eine elektrische Maschine, die dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung aus der Batterie zu entnehmen, um das Fahrzeug vorzutreiben, wobei die elektrische Maschine einen Rotor und einen Stator aufweist, wobei der Stator ein Blechpaket, das eine Vielzahl von Nuten definiert, und innerhalb der Nuten angeordnete Wicklungen aufweist; einen Thermistor, der innerhalb einer ersten der Nuten zwischen einem ersten und einem zweiten axialen Ende des Blechpakets angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, eine Temperatur der elektrischen Maschine zu messen; und eine Steuerung, die dazu programmiert ist, eine Leistungsausgabe der elektrischen Maschine auf Grundlage der Temperatur der elektrischen Maschine zu steuern.
  14. Fahrzeug nach Anspruch 13, wobei der Thermistor (i) radial mit einer entsprechenden Spalte von Wicklungen ausgefluchtet ist, die innerhalb der ersten der Nuten angeordnet ist, und (ii) radial einwärts der entsprechenden Spalte von Wicklungen angeordnet ist.
  15. Elektrische Maschine nach Anspruch 13, ferner umfassend ein Kabel und einen elektrischen Steckverbinder, der mit einem entgegengesetzten Ende des Kabels relativ zu dem Thermistor verbunden ist, wobei das Kabel (i) mit dem Thermistor verbunden ist und (ii) sich axial von dem Thermistor zu dem ersten Ende des Blechpakets erstreckt, und wobei (i) der elektrische Steckverbinder mit einem entgegengesetzten Ende des Kabels relativ zu dem Thermistor verbunden ist und (ii) das Blechpaket axial überragt.
DE102022122090.7A 2021-09-10 2022-08-31 Elektrische maschine für hybrid-/elektrofahrzeug Pending DE102022122090A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/471,376 2021-09-10
US17/471,376 US11705770B2 (en) 2021-09-10 2021-09-10 Electric machine for hybrid/electric vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022122090A1 true DE102022122090A1 (de) 2023-03-16

Family

ID=85284682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022122090.7A Pending DE102022122090A1 (de) 2021-09-10 2022-08-31 Elektrische maschine für hybrid-/elektrofahrzeug

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11705770B2 (de)
CN (1) CN115800570A (de)
DE (1) DE102022122090A1 (de)

Families Citing this family (2)

* 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
US11705770B2 (en) * 2021-09-10 2023-07-18 Ford Global Technologies, Llc Electric machine for hybrid/electric vehicle

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4441340B2 (ja) * 2004-06-23 2010-03-31 本田技研工業株式会社 モータ冷却システムおよびハイブリッド車
DE102010063581A1 (de) * 2010-10-21 2012-04-26 Robert Bosch Gmbh Stator einer elektrischen Maschine
JP5672984B2 (ja) 2010-11-04 2015-02-18 アイシン精機株式会社 回転電機のステータ
JP6070665B2 (ja) * 2014-09-30 2017-02-01 トヨタ自動車株式会社 回転電機ステータ
US10833564B2 (en) 2019-02-15 2020-11-10 Ford Global Technologies, Llc Electric machine temperature sensor
KR20210017838A (ko) 2019-08-09 2021-02-17 현대모비스 주식회사 구동모터용 환형터미널 유닛의 온도센서 조립구조 및 이의 조립방법
DE102019124097A1 (de) 2019-09-09 2021-03-11 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Sensorbefestigung zur Temperaturmessung in einer elektrischen Maschine eines Kraftfahrzeugs
CN114448117B (zh) * 2020-11-05 2023-10-24 台达电子工业股份有限公司 马达及其发夹形导线定子
US20230081983A1 (en) * 2021-09-10 2023-03-16 Ford Global Technologies, Llc Electric machine for hybrid/electric vehicle
US11705770B2 (en) * 2021-09-10 2023-07-18 Ford Global Technologies, Llc Electric machine for hybrid/electric vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
CN115800570A (zh) 2023-03-14
US20230080266A1 (en) 2023-03-16
US11705770B2 (en) 2023-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102022122090A1 (de) Elektrische maschine für hybrid-/elektrofahrzeug
DE69635942T2 (de) Antriebsanordnung und Leistungssteuerung für ein Hybridfahrzeug
DE10362345B3 (de) Wicklungen aus rechtwinkligen Kupferhaarnadeln in mehreren Sätzen für elektrische Maschinen
DE102020115547A1 (de) Elektrische maschine mit haarnadelwicklungen
DE102021104590A1 (de) Elektrische maschine für hybrid-/elektrofahrzeuge
DE102017107165A1 (de) Statorkühlung für elektrische maschinen
DE102013222595A1 (de) Drosselspulenanordnung
DE102015118272A1 (de) Hybridfahrzeug
DE102013222599A1 (de) Integrierte Drosselspulenanordnung
DE102022100298A1 (de) Verbesserung der kühlung im schlitz für beschichteten stator
DE102017108736A1 (de) Rotorendkappe
DE102019132044A1 (de) Elektrische maschine mit haarnadelförmiger wicklung
DE102021100171A1 (de) Elektrische maschine mit wicklung haarnadelförmiger kontakte
DE102020114563A1 (de) Elektrische haarnadelwicklungsmaschine
DE102019109919A1 (de) Ein Anlasser für einen Verbrennungsmotor
DE102021100443A1 (de) Einheitliches bordeigenes ladegerät und generator für ein fahrzeug
DE102021106897A1 (de) Elektrische maschine mit haarnadelwicklungen
DE102021108486A1 (de) Elektrische maschine mit haarnadelwicklungen
DE102018127576A1 (de) Wechselrichterkondensatorsystem mit internem kühlkanal
DE102023114744A1 (de) Elektrische maschine
DE102022203060A1 (de) System für hairpin-wicklungen in elektromotoren
DE102020132360A1 (de) Drehmomentsteuersystem für eine elektrische maschine
DE102022122091A1 (de) Elektrische maschine für ein hybrid-/elektrofahrzeug
DE102018118409A1 (de) Asymmetrische oberflächennutmuster für rotoren von dauermagnetmaschinen
DE102022106186A1 (de) Elektrifiziertes fahrzeug, das einen stator einer elektrischen maschine mit nuttasche aufweist

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative

Representative=s name: PATERIS THEOBALD ELBEL & PARTNER, PATENTANWAEL, DE