本公开提供了“发卡绕组电机”。一种电机，其包括：限定槽的定子芯和设置在所述槽中的发卡绕组路径。所述绕组路径包括第一发卡和第二发卡，所述第一发卡和所述第二发卡具有槽跨距相同的支腿和槽跨距相同的扭曲部。发卡被安装在芯中，使得第一发卡的扭曲部中的一个与第二发卡的扭曲部中的一个交叉。反向跳线接合交叉的扭曲部。
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：限定槽的定子芯和设置在所述槽中的发卡绕组路径。所述绕组路径包括第一发卡和第二发卡，所述第一发卡和第二发卡具有槽跨距相同的支腿和槽跨距相同的扭曲部。发卡被安装在芯中，使得第一发卡的扭曲部中的一个与第二发卡的扭曲部中的一个交叉。反向跳线接合交叉的扭曲部。根据另一个实施例，一种电机包括：限定周向布置的槽的定子芯以及设置在槽中的电机的第一相的第一发卡绕组路径。所述第一发卡绕组路径包括第一发卡和第二发卡，每个发卡具有以X的槽跨距间隔开的前支腿和后支腿。所述支腿中的每一个弯曲以具有槽跨距为X除以二的扭曲部。所述第一发卡和所述第二发卡安装在所述槽中的对应槽中，使得所述第一发卡的所述前支腿和所述第二发卡的所述后支腿之间的槽跨距等于X减一并且所述第一发卡的所述前支腿的扭曲部和所述第二发卡的所述后支腿的扭曲部交叉。所述反向跳线将所述第一发卡的所述前支腿的扭曲部接合到所述第二发卡的所述后支腿的扭曲部。根据又一实施例，一种电机包括：定子芯，所述定子芯限定槽；和发卡绕组路径，所述发卡绕组路径包括互连的第一发卡的具有设置在所述槽中的偶数槽中的支腿的第一部分和互连的第二发卡的具有设置在所述槽中的奇数槽中的支腿的第二部分。所述反向跳线将所述第一发卡中的最后一个接合到所述第二发卡中的初始一个。跳线限定连接到所述第一发卡中的所述最后一个的前端和连接到所述第二发卡中的所述初始一个的后端。附图说明图1是电机的示意图。图2是电机的绕组的示意性透视图，其中发卡的支腿被大大缩短以用于说明性目的。图3是常规发卡的正视图。图4是电机的定子的横截面端视图。图5是图4的部分的放大视图。图6是从定子的焊接侧观察的绕组的U相的绕组图。图7是U相的第一路径的选择发卡的示意图。图8是U相的第二路径的选择发卡的示意图。图9是U相的第一路径和第二路径的一部分的透视图，其中定子芯被省略以用于说明性目的。图10是U相的示意性透视图，其中定子芯被省略并且支腿被大大缩短以用于说明性目的。图11是U相的第三路径的选择发卡的示意图。图12是U相的第四路径的选择发卡的示意图。图13是从定子的焊接侧观察的绕组的V相的绕组图。图14是从定子的焊接侧观察的绕组的W相的绕组图。具体实施方式本文中描述了本公开的实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采用多种和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能会被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文所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使用本专利技术的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解，参考附图中的任一个示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中所示的特征进行组合以产生未明确示出或描述的实施例。所示出特征的组合提供典型应用的代表性实施例。然而，对于特定应用或实现方式，可能需要根据本公开的教导对这些特征做出各种组合和修改。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，又诸如在再生制动期间用作发电机。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。牵引电池可以电连接到一个或多个电力电子模块。电力电子模块可以电连接到电机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具有内径28(其限定孔30)和外径29。芯32可以由多个堆叠的叠片形成。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被配置为与车辆的动力传动系统联接。定子芯32限定槽34(见图4)，所述槽34围绕芯32周向地布置并且从内径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。所述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元(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择期望的相匝数。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，虽然两种技术之间可能的极点数、每极点的槽数以及层数是相同的，但是在发卡绕组中，每个线圈具有与绞合绕组中一样多的匝数是不实际的。每一发卡需要通过焊接、钎焊等连接到下一发卡，并且需要根据特定形状弯曲以便本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电机，其包括：/n定子芯，所述定子芯限定槽；/n发卡绕组路径，所述发卡绕组路径包括第一发卡和第二发卡，所述第一发卡和所述第二发卡具有槽跨距相同的支腿和槽跨距相同的扭曲部，其中所述发卡安装在所述芯中，使得所述第一发卡的所述扭曲部中的一个与所述第二发卡的所述扭曲部中的一个交叉；和/n反向跳线，所述反向跳线接合交叉的所述扭曲部。/n
【技术特征摘要】
20181128 US 16/202,5541.一种电机，其包括：
定子芯，所述定子芯限定槽；
发卡绕组路径，所述发卡绕组路径包括第一发卡和第二发卡，所述第一发卡和所述第二发卡具有槽跨距相同的支腿和槽跨距相同的扭曲部，其中所述发卡安装在所述芯中，使得所述第一发卡的所述扭曲部中的一个与所述第二发卡的所述扭曲部中的一个交叉；和
反向跳线，所述反向跳线接合交叉的所述扭曲部。
2.如权利要求1所述的电机，其中所述扭曲部的所述槽跨距是所述支腿的所述槽跨距的一半。
3.如权利要求2所述的电机，其中所述支腿的所述槽跨距为六，并且所述扭曲部的所述槽跨距为三。
4.如权利要求1所述的电机，其中所述第一发卡和所述第二发卡之间的槽跨距小于所述支腿的所述槽跨距。
5.如权利要求4所述的电机，其中所述第一发卡和所述第二发卡之间的所述槽跨距比所述支腿的所述槽跨距小一个槽。
6.如权利要求1所述的电机，其中所述反向跳线包括限定第一开口和第二开口的主体，所述第一开口和所述第二开口接收交叉的所述扭曲部，其中所述第一开口和所述第二开口以一个槽的跨距间隔开。
7.如权利要求1所述的电机，其中所述绕组路径还包括第三发卡和第四发卡，所述第三发卡和所述第四发卡具有槽跨距与所述第一发卡和所述第二发卡相同的支腿以及槽跨距与所述第一发卡和所述第二发卡相同的扭曲部，其中所述第三发卡和所述第四发卡安装在所述芯中，使得所述第三发卡和所述第四发卡的所述扭曲部不交叉。
8.如权利要求7所述的电机，其中所述第三发卡的所述扭曲部中的一个在连接部处被接合到所述第二发卡的所述扭曲部中的另一个。
9.如权利要求8所述的电机，其中所述定子芯限定端面，并且其中所述端面和所述反向跳线之间的轴向距离大于所述端面和所述连接部之间的轴向距离。
10.一种电机，其包括：
定子芯，所述定子芯限定周向布置的槽；
所述电机的第一相的第一发卡绕组路径，所述第一发卡绕组路径包括第一发卡和第二发卡，每个发卡具有以X的槽跨距间隔开的前支腿和后支腿，其中所述支腿中的每一个弯曲以具有槽跨距为X除以二...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐纯，阿德布·阿赫麦德，姬·辛·希亚，雅各布·克里赞，乔尔·黑特里克，
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
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