发卡绕组电机制造技术

本公开提供了“发卡绕组电机”。一种电机，包括定子芯和发卡，所述定子芯限定槽，所述发卡安置在所述槽中并且在连接部处选择性地接合以形成绕组。U形跳线具有由U部分互连的间隔支脚。所述支脚在位于所述槽的径向外侧的位置处附接到一对所述发卡，使得所述U部分面向所述芯。所述绕组的端子引线在所述支脚之间径向延伸。

Hairpin winding motor

【技术实现步骤摘要】
发卡绕组电机
本公开涉及电机，并且更具体地，涉及包括发卡绕组的电机。
技术介绍
诸如电池电动车辆和混合动力电动车辆等车辆含有牵引电池总成以用作车辆的能量源。牵引电池可以包括有助于管理车辆性能和操作的部件和系统。牵引电池还可以包括高电压部件，以及用于控制电池温度的空气或液体热管理系统。牵引电池电气连接到向从动轮提供扭矩的电机。电机通常包括定子和转子，所述定子和转子协作以将电能转换成机械运动，或者将机械运动转换成电能。
技术实现思路
根据一个实施例，一种电机包括定子芯，所述定子芯限定槽和发卡，所述发卡安置在所述槽中并且在连接部处选择性地接合以形成绕组。U形跳线具有由U部分互连的间隔支脚。所述支脚在位于槽的径向外侧的位置处附接到一对发卡，使得U部分面向所述芯。绕组的端子引线在支脚之间径向延伸。根据另一实施例，一种电机包括定子芯和安置在所述芯中的绕组。绕组布置成三相，每一相具有至少：第一路径，所述第一路径仅包括互连以在端子端与中性端之间形成连续电路的第一发卡；以及第二路径，所述第二路径具有互连的第二发卡和跳线，所述跳线互连第二发卡中的相邻发卡以在端子端与中性端之间形成连续电路。根据另一实施例，一种电机包括：定子芯，所述定子芯限定具有径向位置的槽；以及多个发卡，每一发卡具有第一支脚和第二支脚，所述第一支脚安置在所述槽中的一个的径向位置中的一个中，所述第二支脚安置在所述槽中的另一个的径向位置中的与第一支脚的径向位置不同的一个中。所述发卡的选定发卡互连以形成至少三对第一并联绕组路径和第二并联绕组路径，其中每一对对应于电机的三个相中的一个。所述槽中的每一个仅包括相中的同一个的发卡，并且第一路径和第二路径沿径向位置交替。至少三个跳线中的每一跳线与所述相中的一个相关联，并且包括附接到第一绕组路径的发卡中的一个的第一支脚和附接到第一绕组路径的发卡中的另一个的第二支脚。跳线位于槽的径向外侧，并且跳线的第一支脚与第二支脚之间的距离是发卡的第一支脚与第二支脚之间的距离的一半。附图说明图1是电机的示意图。图2是电机的定子的透视图。图3是常规发卡的正视图。图4是转向发卡(turnaroundhairpin)的正视图。图5是图2的定子的横截面端视图。图6是图5的部分的放大视图。图7是定子的部分透视图，示出了绕组的U相的第一并联路径，并且为了说明的目的省略了第二并联路径和中间叠片。图8是U相的绕组图。第一并联路径以粗线示出，而第二并联路径以细线示出。虚线指示位于定子的顶点端上的路径，而实线指示位于定子的焊接端上的路径。水平线指示焊接部。图9是W相的绕组图。第一并联路径以粗线示出，而第二并联路径以细线示出。虚线指示位于定子的顶点端上的路径，而实线指示位于定子的焊接端上的路径。水平线指示焊接部。图10是V相的绕组图。第一并联路径以粗线示出，而第二并联路径以细线示出。虚线指示位于定子的顶点端上的路径，而实线指示位于定子的焊接端上的路径。水平线指示焊接部。图11是图2的电机的中性连接部的透视图。具体实施方式本文描述了本公开的实施例。然而，应当理解，公开的实施例仅仅是实例，并且其他实施例可以采用各种和替代的形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被夸大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为是限制性的，而是仅仅作为教导本领域技术人员以不同方式采用本专利技术的代表性基础。如本领域普通技术人员应当理解，参考附图中的任何一个示出和描述的各种特征可以与在一个或多个其他附图中示出的特征相组合，以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，特定应用或实现方式可以期望与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改。参考图1，电机20可以用在诸如强电动车辆或强混合动力电动车辆等车辆中。电机20可以被称为电动马达、牵引马达、发电机等。电机20可以是永磁电机、感应电机等。在示出的实施例中，电机20是三相交流(AC)电机。电机20能够既用作推进车辆的马达，并且诸如在再生制动期间也用作发电机。电机20可以由车辆的牵引电池提供动力。牵引电池可以从牵引电池内的一个或多个电池单元阵列(有时称为电池单元堆)提供高电压直流(DC)输出。电池单元阵列可以包括一个或多个电池单元，所述一个或多个电池单元将存储的化学能转换成电能。所述单元可以包括壳体、正电极(阴极)和负电极(阳极)。电解质允许离子在放电期间在阳极与阴极之间移动，然后在再充电期间返回。端子允许电流流出所述单元以供车辆使用。牵引电池可以电气连接到一个或多个电力电子模块。电力电子模块可以电气连接到电机20，并且可以提供在牵引电池与电机20之间双向传递电能的能力。例如，典型的牵引电池可以提供DC电压，而电机20可能需要三相(AC)电压。电力电子模块可以包括逆变器，所述逆变器根据电机20的要求将DC电压转换成三相AC电压。在再生模式中，电力电子模块可以将来自用作发电机的电机20的三相AC电压转换成牵引电池所需的DC电压。参考图1和图2，电机20包括壳体21，所述壳体21包围定子22和转子24。定子22固定到壳体21并且包括圆柱形芯32，所述圆柱形芯32具有限定孔30的内直径28和外直径29。芯32可以由多个堆叠的叠片33形成。转子24被支撑以在孔30内旋转。转子24可以包括绕组或永磁体，所述绕组或永磁体与定子22的绕组相互作用，以在电机20通电时引起转子24的旋转。转子24可以被支撑在延伸穿过壳体21的驱动轴26上。驱动轴26被配置成与车辆的传动系联接。定子芯32限定槽34，所述槽34围绕芯32周向地布置并且从内直径28向外延伸。槽34可以围绕圆周等距间隔开，并且从芯32的第一端36轴向地延伸到第二端38。在示出的实施例中，芯32限定四十八个槽并且具有八个极点，但是在其他实施例中，芯32可以包括更多或更少的槽和/或极点。例如，芯32可以限定七十二个槽并且具有八个极点。所述槽34间隔开在两个相邻槽的中心线之间测量的圆周距离。该距离可以用作用于关联和测量定子22的其他部件的距离单位(下文中称为“槽”)。距离单元“槽”有时被称为“槽节距”或“槽跨距”。电机20可以包括置于芯32的槽34中的发卡绕组40。发卡绕组是提高车辆中所使用的电机的效率的新兴技术。发卡绕组40通过提供更大量的定子导体来提高效率，以减小绕组40的电阻，而不会侵入为电工钢和磁通路径保留的空间。发卡绕组40可以是波形绕组，其中绕组40以波浪形图案极点对极点地编织。发卡绕组的一个挑战是使电机设计与期望的扭矩-转速曲线匹配。设计电机的关键步骤是选择相匝数，使得扭矩-转速曲线覆盖所有要求的工作点。对于由并联连接的长导线制成的常规绞合绕组，通过选择每个线圈的匝数、并联路径的数量、极点数量、每极点的槽数量以及层数量来选定期望的相匝数。虽然所有这些因素也可用于发卡绕组，但是限制因素非常不同，导致可行选择较少。例如，虽然两种技术之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机，所述电机包括：/n定子芯，所述定子芯限定槽；/n发卡，所述发卡安置在所述槽中，并且在连接部处选择性地接合以形成绕组；以及/nU形跳线，所述U形跳线具有通过U部分互连的间隔支脚，所述支脚在位于所述槽的径向外侧的位置处附接到一对所述发卡，使得所述U部分面向所述芯，其中所述绕组的端子引线在所述支脚之间径向延伸。/n

【技术特征摘要】
20180823 US 16/110,5261.一种电机，所述电机包括：
定子芯，所述定子芯限定槽；
发卡，所述发卡安置在所述槽中，并且在连接部处选择性地接合以形成绕组；以及
U形跳线，所述U形跳线具有通过U部分互连的间隔支脚，所述支脚在位于所述槽的径向外侧的位置处附接到一对所述发卡，使得所述U部分面向所述芯，其中所述绕组的端子引线在所述支脚之间径向延伸。


2.如权利要求1所述的电机，所述电机还包括安置在所述跳线的径向外侧的端子，并且包括周向地安置在所述支脚之间以与所述端子引线连接的部分。


3.如权利要求1所述的电机，其中所述发卡中的每一个包括安置在所述槽中的一个中的第一支脚和安置在所述槽中的另一个中的第二支脚，其中所述第一支脚和所述第二支脚间隔开等于所述第一支脚与所述第二支脚之间的槽数量的发卡跨距。


4.如权利要求3所述的电机，其中所述跳线的所述支脚间隔开等于所述发卡跨距的一半的槽跨距。


5.如权利要求4所述的电机，其中所述跳线的所述支脚间隔开三个槽。


6.如权利要求1所述的电机，其中所述绕组包括多个路径，每一路径包括所述发卡中的互连以在端子端与中性端之间形成连续电路的相应发卡。


7.如权利要求6所述的电机，其中每一路径包括常规发卡和转向发卡，其中所述跳线附接到所述常规发卡中的一个和所述转向发卡。


8.如权利要求6所述的电机，所述电机还包括附接到所述中性端中的每一个的中性连接部，其中所述中性连接部包括具有内侧和外侧的弓形主体，其中所述内侧限定从所述内侧朝向所述外侧延伸的开口槽，并且其中所述槽中的每一个在其中接收所述中性端中的一个。


9.一种电机，所述电机包括：
定子芯；以及
绕组，所述绕组安置在所述芯中并且布置成三相，每一相具有至少：第一路径，所述第一路径仅包括互连以在端...

【专利技术属性】
技术研发人员：姬·辛·希亚，邱慧芬，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US