用于机动车辆的具有优化尺寸的低功率起动机制造技术

本发明专利技术涉及用于机动车辆的起动机，其包括设置有转子(9)的电动机，该转子包括：安装在轴(14)上的圆柱形主体(91)，包括一组导电叶片(18)的集电器(20)，设置在所述转子(9)的主体(91)的外圆周内的狭槽(92)，以及由一组导体(93)形成的绕组，该导体(93)至少部分插入所述狭槽(92)中并电连接到所述集电器(20)，其特征在于，插入所述狭槽(92)的所述导体(93)由铝制成，用于具有小于1.3kW功率的起动机。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于机动车辆的具有优化尺寸的低功率起动机。本专利技术具有与所谓的停止和起动系统的起动机一起的特别有利但非排他的应用，这允许车辆的热机尤其根据交通条件而停止和再起动。
技术介绍
为了起动热发动机，尤其是机动车辆的热发动机，已知使用具有启动器的起动机，该启动器能够将起动机的旋转能量借助于起动机齿圈传递到热发动机的曲轴。这个启动器配装在驱动轴上。根据一个实施方式，减速器介于这个驱动轴和电机的轴之间。这个电机首先包括转子，也已知为电枢，并其次包括定子，也已知为电感器，该电感器围绕转子同轴配装。定子包括多个永久磁铁或者线绕的磁极(电磁铁)。转子包括一组板件形式的主体，和形成绕组的插入到在所述组板件的外周边中设置的纵向凹槽中的导体。导体具有端部，该端部焊接到集电器的板件上，电刷在所述集电器上摩擦，用于向绕组供电。由于它们性能的提高或者在混合动力车辆的情况下与电牵引马达结合使用，热发动机能够具有减小的尺寸。机动车辆制造商由此需要相应的起动机的尺寸的减小，该起动机对功率具有减小的需求，以便减小车辆引擎盖下的尺寸。传统上，转子设置有铜制成的绕组，它与其他材料相比具有良好导电性的优点，由此使之有可能减小转子的尺寸。只要涉及使用比铜更大电阻的材料的可能的选项，例如，如铝，众所周知的是，对于所产生的相同水平的扭矩，这导致电机更长，并因此体积更大。图1A、1A’、1B和1B’中的曲线是表示电枢长度随扭矩变化的曲线，并且是帕累托前沿，即，它们将具有不同设计特性的优化限定的点相连接。这些特性是凹槽的数量；导线的直径；导线的材料；铁氧体磁铁的厚度；端头(head)的厚度。实际上，通过使5个设计特性不受约束并且在电枢电阻的约束下，获得优化前沿(借助于使用算法)。这在起动机中是关键的，因为它需要具有非常低的电阻，以便保证功率，但是电阻也足够大以确保在初始电流需要期间在电池处的低电压降。电流/电枢长度曲线是根据由表征为0A和11.5V电压的并且在起动机的端子处10毫欧姆的源电阻的电压/电流线的供电规律产生的。这个测量根据标准ISO8856来进行。在4.62减速器的输出处，扭矩对应于最大扭矩(转子闭锁)。换言之，50N.m的扭矩对应于大约10.82N.m的最大转子扭矩。图1A表示起动机转子的曲线，其导体由铜制成。这个曲线示出优化点，考虑了5个上述特性。以已知的方式，电枢的长度越短，扭矩减小越大。图1A’表示起动机转子的曲线，其导体由铝制成。这个曲线示出优化点，考虑了5个上述特性。可以看出，为了使转子具有较短长度，优选地是导体由铜制成。在作为将1A的曲线朝向低功率延伸的曲线的曲线1B中未预料地看到，当扭矩低于55N.m，即，11.9N.m的最大转子扭矩时，曲线是平的，即，用于转子优化的长度保持为100mm。
技术实现思路
于是，本专利技术形成未预料的发现的一部分，根据本专利技术，在起动机的一些减小的功率范围内，使用铝导体而非铜导体，这使得有可能保证在电机的最小体积下所要求的电机械性能水平。实际上，可以看出，与针对铜的曲线B相反，在图1B’中的针对铝的曲线中，如果扭矩减小，则起动机转子的长度减小。实际上，如从图1C中清楚看到的，该图1C表示针对范围P1内的功率水平的所有曲线1A、1A’、1B、1B’，在给定扭矩下对最小主动电枢体积的要求导致使用铜制成的而非铝制成的电枢绕组。实际上，在这个范围P1内，铝电枢LAl的长度大于铜电枢的长度LCu。但是，对于低功率机器的限定而言，在给定扭矩下对最小有效体积的要求导致使用铝而非铜。实际上，对于这种类型的机器，使用铜，如传统情况下那样，将使得需要产生较长的机器(对于相同外径而言)，以便获得用于电枢绕组的充分高的电阻。由此可以看出，在范围P2中，铝电枢的长度LAl变得短于铜电枢的长度LCu。图2表示定义为对于所产生的相同扭矩，在铝电枢的有效长度LAl和铜电枢的有效长度LCu之间的差ε的积分J的特征值的变化。这个图清楚示出：超过极限尺寸E，铝的使用使得有可能获得比使用铜更短并因此更紧凑的机器。极限尺寸E是针对50N.m的扭矩获得的，该扭矩与大约1830mm.N.m的积分值J相关联，该积分值J对应于电机的大约1.3kW的功率。起动机X,XkW意味着根据表征为0A和11.5V电压的在起动机端子处10毫欧姆的源电阻的电压/电流线的供电规律，起动机的最大功率。这个测量根据标准ISO8856进行。由此，本专利技术涉及用于机动车辆的起动机，该起动机包括设置有转子的电机，该转子包括：配装在轴上具有圆柱形式的主体；包括一组导电板件的集电器；设置在所述转子的主体的外周内的凹槽；以及一组导体形成的绕组，该组导体至少部分插入所述凹槽内部并电连接到所述集电器的板件，其特征在于，插入所述凹槽中的导体是基于铝的，用于低于1.3kW功率的起动机。本专利技术还涉及用于机动车辆的起动机，其包括设置有转子的电机，该转子包括：配装在轴上具有圆柱形形式的主体；包括一组导电板件的集电器；设置在所述转子的主体的外周内的凹槽；以及由一组导体形成的绕组，所述组导体至少部分插入到所述凹槽内部并电连接到所述集电器的板件，其特征在于，在表征为0A和11.5V电压的在起动机的端子处10毫欧姆的源电阻的直流电压/电流的情况下，针对具有低于10.82N.m的最大扭矩的起动机，插入所述凹槽中的导体是基于铝的。实际上，可以看出，对于低于这个阈值的起动机而言，优选地具有铝制成的凹槽导体，甚至存在如下的特性的修改的情况下：凹槽的数量；导线的直径；导线的材料；铁氧体磁铁的厚度；端头的厚度。实际上，与具有铜导体的起动机具有相同特性(转子长度等)的具有铝导体的起动机将具有更大的最大扭矩。根据这些专利技术的一个实施方式，导体包括绝缘层，该绝缘层直接在基于铝的核心层上。根据这些专利技术的一个实施方式，导体包括单个导体芯层，该单个导体芯层包括基于铝的一种合金。根据这些专利技术的一个实施方式，导体包括单个导体芯层，该单个导体芯层包括基于铝的一种合金或单独的铝。根据这些专利技术的一个实施方式，导体使其基于铝的层直接焊接到集电器上。根据一个实施方式，插入凹槽内的导体是基于铝的，用于在1至1.2kW范围内的功率范围。根据一个实施方式，位于所述凹槽内部的每个导体的部分由合金制成，该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机动车辆的起动机，其包括设置有转子(9)的电机(5)，该转子包括：主体(91)，配装在轴(14)上，具有圆柱形形式；集电器(20)，包括一组导电板件(18)；凹槽(92)，设置在转子(9)的主体(91)的外周边内；以及绕组，由一组导体(93)形成，所述组导体至少部分插入所述凹槽(92)的内部并电连接到所述集电器(20)的板件(18)，其特征在于，插入所述凹槽(92)中的所述导体(93)是基于铝的，用于小于1.3kW的功率的起动机。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.18 FR 13612881.一种用于机动车辆的起动机，其包括设置有转子(9)的电机
(5)，该转子包括：
主体(91)，配装在轴(14)上，具有圆柱形形式；
集电器(20)，包括一组导电板件(18)；
凹槽(92)，设置在转子(9)的主体(91)的外周边内；以及
绕组，由一组导体(93)形成，所述组导体至少部分插入所述凹槽
(92)的内部并电连接到所述集电器(20)的板件(18)，
其特征在于，插入所述凹槽(92)中的所述导体(93)是基于铝的，
用于小于1.3kW的功率的起动机。
2.如权利要求1所述的起动机，其特征在于，插入所述凹槽(92)
中的导体(93)是基于铝的，用于在1至1.2kW范围内的功率范围。
3.如权利要求1或2所述的起动机，其特征在于，位于所述凹槽
(92)内部的每个导体(93)的部分(931、932)由合金制成，该合金大
部分由铝构成。
4.如权利要求1至3中任一项所述的起动...

【专利技术属性】
技术研发人员：N拉贝，JS梅特拉尔，R安德鲁克斯，
申请(专利权)人：法雷奥电机设备公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR