径向安装在电动机上的电力电容器制造技术

用于驱动混合动力或燃料电池汽车车轮的交流电动机包括径向安装在其上的电容器，即电容器围绕电动机的直径安装。电容器在形状上可以是环形或弧形的。通过这样配置电力电容器，可以减少临近电动机的轴向空间，从而提高了汽车设计的灵活性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种径向安装在电动机上的电力电容器，特别涉及一种径向安装在交流电动机上的电力电容器，该交流电动机被用作汽车上的牵引电动机。
技术介绍
在机动车的配置中，有效的利用空间是一个重要考虑因素。这是因为汽车各部件在车身限定的壳体内频繁争夺空间。明智的利用空间，不仅在汽车组装时而且在维护时也是考虑因素。此外，减少汽车基本部件的消耗空间意味着允许设计者为可选的零件和座舱容量增加空间。虽然调整或减少一个部件的消耗空间可能不会有显著的设计效果，累计调整和减少多个部件的空间消耗可导致汽车的空间更有效的利用，并且提高汽车设计的灵活性。在电压源逆变器布置中，电容器被用作电压储存装置以提供电力缓冲以使直流传输电压保持相对平稳。通常，电容体积占电压源逆变器组件所需的总体积的一个重要部分。这种电容器常常是电解或薄膜电容器。这些电容器通过缠绕薄膜来增加薄膜总表面积的方法制造。在现有技术中，这种电容器通常围绕着中心紧密缠绕，从而形成不同高度和直径的封闭的或实心的圆柱。为了减少由于电驱动(逆变器和电容器)和电动机之间的电力传输而产生的损失和电磁干扰，通常需要最小化电驱动和电动机之间的传输距离。为了最小化距离，电驱动可以与电动机集成在共同的封装中。因此，目前的电驱动设计可以是逆变器和电容电路两者均附装到电动机外部的容器的形式。电驱动就是这样通过将设计成圆柱形的电驱动附装到电动机末端而与电动机集成在一起。由于电驱动连接到电动机的末端，轴向长度必将增加。在许多封装应用中，轴向空间有限，并且由于将电驱动连接到电动机的末端，电动机可能需要减小轴向长度，这将造成功率和扭矩输出容量的损失。由于电驱动需要的电容消耗大量的体积，重新布置电容减少其余电驱动部件的体积，因此减少了电动机末端的电驱动组件的轴向长度。因为在电驱动系统中轴向长度是比宽度更具限制性的尺寸参数，因此减小轴向长度可以有更好的效果。
技术实现思路
交流电动机组件包括具有绕轴线旋转的转子和驱动轴的交流电动机；以及定位在转子周围的定子和相当于定子径向安装并电连接到电动机绕组的电力电容器。在该组件的另一个方面中，外壳环绕定子的外周并且电力电容器径向地定位在外壳上。在该组件的另一个方面中，电力电容器是环形的。在该组件的另一个方面中，电力电容器是弧形的。在该组件的另一个方面中，电动机是用于汽车的牵引电动机。在该组件的另一个方面中，逆变器轴向安装在电动机上，而电力电容器径向安装在电动机上。附图说明当参照附图进行说明时，本专利技术的其他特点和伴随优点将被更充分的认识，也可以被更好的理解。在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的部件。图1是利用具有径向安装的电容器的电动机的混合动力车辆的示意图；图2是装有具有径向安装的电容器的电动机的燃料电池汽车的示意图；图3是根据本专利技术的第一实施例装有径向安装的环形电容器的电动机的侧视图；图4是沿图3中线4-4的剖面图；图5是根据本专利技术的第二实施例带有径向安装的弧形电容器的电动机的侧视、仰视或俯视图；图6是沿图5中线6-6的正视图；图7是根据本专利技术的第三实施例在其上径向安装了增大轴向长度的电容器的电动机的俯视、侧视或仰视图； 图8是沿图7中线8-8的正视图。具体实施例方式图1示意性的表示带有混合动力驱动12的汽车10，混合动力驱动12包括内燃机14和交流电动机16。内燃机14和交流电动机16通过变速器20驱动车轮18。当内燃机14工作时，动力分配装置22驱动发电机24为电池26(可以是电池组)充电。发电机24选择性地给电动机16供给动力，从而使电动机16与内燃机14同时工作。电池26和发电机24向逆变器30传送直流电，逆变器30图示为与电动机16轴向安装并集成在一起。与电动机16集成在一起的还有电力电容器32。根据本专利技术，电力电容器32是径向安装在电动机16上的，从而形成包括电动机16、逆变器30和电容器32的电动机组件33。术语径向安装的意思就是围绕电动机16的直径安装。现在参照图2，图2与图1相似，除了汽车10’是由燃料电池40供给动力的，燃料电池40给电池26充电，并且给交流电动机组件33中的逆变器30提供直流电。交流电动机组件33与图1的交流电动机组件33相似地构造，其中轴向安装的逆变器30将来自燃料电池40的直流电转变为交流电，并且其中电力电容器32径向安装在交流电动机16上。现在参照图3和图4，示出了本专利技术的第一个实施例，其中图1和图2中示出的电动机组件33包括安装在交流电动机16的第一端43上的逆变器30，逆变器30沿电动机轴向延伸，而电力电容器32径向安装在交流电动机上，并与交流电动机的绕组相连。如图4所示，电动机16有一个输出轴42，该轴从交流电动机的第二端44突出。输出轴42相对于交流电动机的电枢46固定，电枢在定子48的内部旋转。定子48被外壳50包围，电力电容器32径向安装在外壳上面。在图3和图4中，电力电容器32是具有圆形内表面52的环形，在圆形内表面52中接纳电动机16。优选的，电力电容器32安装在外壳50的外表面上，但是它也可以被构造为安装在外壳50的内部。由于电力电容器32径向安装在交流电动机16上，电动机组件33的轴向长度L限定为交流电动机加上逆变器30的长度。因此，电动机组件33消耗较少的轴向空间。因为轴向空间是更受限制的设计尺寸，所以当消耗最小的额外径向空间的同时，减少电动机组件33的轴向延伸可以释放相当可观的轴向空间。现在参照图5和图6，本专利技术第二个实施例的电动机组件33’与图1到图4中的组件33具有相同的结构，相同附图标记表示相同的结构。在图5和图6中，电容器32’是弧形的而不是环形的，在电容器32’的两端56和58之间有间隙55。电容器的弧度可以是270度而不是360度，或者可以是另一个弧长。现在参照图7和图8，其中示出了电动机组件33”的第三实施例，可以看到电容器32”与图1-6中的电容器32和32’相比在轴向上加长。电容器32”的轴向范围如图7中所示与电动机16的限定轴向长度基本相同，但是轴向范围甚至可以在任一方向上比电动机的轴向长度长。例如，电容器32’的长度可以在逆变器30或者输出轴42上延伸。此外，电容器32’的轴向长度可以比图3和图4显示的长些，但是不如电动机16的轴向长度一样长。另外，在图7和图8所示的实施例中，电容器32”可以是如电容器32’一样的弧形，而不是如图3和图4中的电容器32一样的环形。如图1到图8所示，通过在电动机外壳50上安装电容器32，32’和32”，由于可获得更大的表面积，因此可以增加使用的电容的量。因此，本专利技术的电动机组件33，33’和33”的可靠性能被增强。另外，因为电容器32，32’和32”上的电压主要是直流的，电容器本身就可以防止电动机16受到来自汽车10其他部件的电磁干扰或者汽车外的不需要的电磁干扰。设计配置可以使逆变器30远离电动机16，但是电容器32，32’和32”径向安装位置的益处仍然可以提供减少轴向长度和对包括电机及与电机16一体组装的电容器在内的驱动封装提供电磁屏蔽的优点。通过利用径向安装电容器32，32’和32”的另一个设计优势是为电动机16的轴向长度增大提供了可用空间，从而增加了输出功率和转矩。可以从位于Barre，Vermont的SBE，Inc本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交流电动机组件，包括：　　　　具有绕轴线旋转的转子和驱动轴的交流电动机；　　　　定位于转子周围且包括内周和外周的定子；及　　　　围绕电动机布置且电连接到电动机绕组的电力电容器。

【技术特征摘要】
US 2006-5-25 11/4408481.一种交流电动机组件，包括具有绕轴线旋转的转子和驱动轴的交流电动机；定位于转子周围且包括内周和外周的定子；及围绕电动机布置且电连接到电动机绕组的电力电容器。2.如权利要求1所述的组件，外壳环绕定子的外周，并且电力电容器围绕外壳布置。3.如权利要求2所述的组件，其中电力电容器是环形的。4.如权利要求2所述的组件，其中电力电容器是弧形的。5.如权利要求4所述的组件，电力电容器的弧长大约为270度。6.如权利要求2所述的组件，电动机具有限定的轴向长度，并且电力电容器的轴向长度至少基本与电动机的长度相同。7.一种交流电动机组件，包括用于汽车的交...

【专利技术属性】
技术研发人员：TG沃德，A汤森，B韦尔奇科，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]