电机以及用于机动车辆的驱动装置

文档序号:197508 发布日期:2021-11-02 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 电机以及用于机动车辆的驱动装置 (Electric machine and drive for a motor vehicle ) 是由 雷内·弗朗克 卡特娅·施泰格特 马丁·诗道克 安德烈亚斯·伊万施滕申科 于 2020-03-31 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种电机,特别是电动机,其包括具有绕组端部(11)的定子(S),其中绕组端部(11)配备有至少一个相位连接接片(112、112a-b)或者说中性点连接接片(112c),其中预设有用于将相位连接接片(112、112a-b)或者说中性点连接接片(112c)与电源电气接合的连接设备(13、13a-c),其中连接设备(13、13a-c)包括第一连接件(131、131a-c),其与相位连接接片(112、112a-b)或者说中性点连接接片相连并且具有螺纹孔,其中连接设备包括配备有钻孔的第二连接件,其中第一连接件(131、131a-c)借助于材料配合的接合,特别是焊接接合,与相应的相位连接接片(112或者说112a或者112b)或者说中性点连接接片(112c)相连,并且第一连接件(131、131a-c)的螺纹孔(1311)和第二连接件(132、132a-c)的钻孔(1321)具有共同的几何轴线(X),其中螺丝(133、133a-c)穿过第二连接件(132、32a-c)的钻孔(1321),被旋入第一连接件(131、131a-c)的螺纹孔(1311);并且涉及一种优选地用于机动车辆的驱动装置,其包括壳体(G),在其中容纳有电机(1),特别是电动机,其特征在于根据前述权利要求中至少一项所述的电机。(The invention relates to an electrical machine, in particular an electric motor, comprising a stator (S) having a winding head (11), wherein the winding head (11) is provided with at least one phase connection lug (112, 112a-b) or neutral connection lug (112c), wherein a connection device (13, 13a-c) is provided for electrically connecting the phase connection lug (112, 112a-b) or neutral connection lug (112c) to a power supply, wherein the connection device (13, 13a-c) comprises a first connection part (131, 131a-c) which is connected to the phase connection lug (112, 112a-b) or neutral connection lug and has a threaded bore, wherein the connection device comprises a second connection part which is provided with a bore, wherein the first connection part (131, 131a-c) is connected by means of a material fit, in particular a welded joint, to the respective phase connection lug (112 or 112a or 112b) or neutral connection lug (112c), and the threaded bore (1311) of the first connection piece (131, 131a-c) and the bore (1321) of the second connection piece (132, 132a-c) have a common geometric axis (X), wherein the screw (133, 133a-c) is screwed into the threaded bore (1311) of the first connection piece (131, 131a-c) through the bore (1321) of the second connection piece (132, 32 a-c); and to a drive device, preferably for a motor vehicle, comprising a housing (G) in which an electric machine (1), in particular an electric motor, is accommodated, characterized by an electric machine according to at least one of the preceding claims.)

电机以及用于机动车辆的驱动装置

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的一种电机,特别是电动机,并且涉及根据权利要求13的前序部分所述的一种优选地用于机动车辆的驱动装置,其包括电机,特别是电动机。

背景技术

例如,根据US2014062234 A1已知了一种前述类型的电机,其包括电气连接设备。此处描述了一种连接设备,其中变流器的连接相位和发动机绕组的连接相位分别通过电缆接头与传导性的电流销钉螺接。由于通过双重螺接为每个相位实现连接,因此其缺点是高装配花费。

发明内容

本发明从这里开始,并且其目的在于,提出一种能够克服上文中概述的问题的改良的电机。特别地,本发明的目的在于,提供一种可更简单地装配的电机,特别是电气连接设备。

根据本发明,该目的通过一种具有权利要求1的表征特征的电机得以实现。由于第一连接件借助于材料配合的接合,特别是焊接接合,与相应的相位连接接片或者说中性点连接接片相连,并且第一连接件的螺纹孔和第二连接件的钻孔具有共同的几何轴线,其中螺丝穿过第二连接件的钻孔,被旋入第一连接件的螺纹孔,装配由此可以显著简化,其原因在于,仅需要螺丝来将电源,特别是变流器,和相位连接接片或者说中性点连接接片电气接合并且固定连接设备。

特别地,根据从属权利要求的特征,得出所提出的发明的其它有利设计方案。不同权利要求的主题或者说特征原则上可以单个实现或者也可以任意相互结合。

电导体和/或连接件和/或相位连接接片和/或中性点连接接片优选地被实施为实心导体,例如被实施为铜棒。由此其保持了力学上的固有稳定性,所述固有稳定性简化了可装配性,例如通过能够将连接件机械定位并焊接的方式简化了可装配性。

在发明的一种有利设计方案中,可以预设,在第一连接件与第二连接件之间预设有导电的套筒,其中套筒既与第一连接件电气接合,也与第二连接件电气接合。套筒本身可以是导体并且套筒还可以是两个连接件之间的间隔件。因此,甚至有可能装入非传导性的螺丝。通过套筒,可以相对于彼此上紧第一连接件和第二连接件。

在发明的另一有利设计方案中,可以预设,第二连接件包括刚性的电导体(汇流条),其中(敞开的或者封闭的)钻孔被引入到该电导体中。刚性的电导体原则上是适合的,因为在此可以引入对应地定向的钻孔。然而,原则上,也可以考虑柔性导体,必要时带有电缆接头。

在发明的另一有利设计方案中,可以预设,预设有用于连接设备的绝缘连接主体,其中连接设备至少逐段地被容纳在连接主体中。绝缘的连接主体特别地用作用于连接设备的导向件和密封件。由此,例如可以相对于未施加冷却流体的空间,由施加有冷却流体的空间实现连接设备的贯通。进一步地,可以对应地引导并且稳定连接设备。

在发明的另一有利设计方案中,可以预设,第一连接件在横截面上被设计为有角的,其中连接主体中用于第一连接件的容纳部被设计为有角的。由此,例如可以将螺接力矩形状配合地从第一连接件传导至连接主体,并且保护第一连接元件的材料配合的接合,免于受力。

在发明的另一有利设计方案中,可以预设,电机配备有四个连接设备,其至少逐段地容纳在连接主体中。通常需要三相的接口和中性点的接口,使得可以将连接设备容纳在紧凑的连接主体中。

在发明的另一有利设计方案中,可以预设,螺丝配备有密封设备,特别是O形环。密封设备可以用于进一步改善施加有冷却流体的空间相对于未施加有冷却流体的空间的密封。

在发明的另一有利设计方案中,可以预设,套筒配备有密封设备,特别是O形环。密封设备可以用于进一步改善施加有冷却流体的空间相对于未施加有冷却流体的空间的密封。

在发明的另一有利设计方案中,可以预设,以预制的螺纹孔或者以在旋入自攻螺丝,特别是旋入无切屑的自攻螺丝时产生的螺纹孔,提供螺纹孔。通过无切屑的自攻螺丝,可以减少生产步骤。

螺丝可以例如通过多变的螺距,被实施为自锁的。由此,可以省去单独的螺丝防松装置。

连接件选自对于应用目的有利的材料,特别是铜或者铝。铝可以例如尤其有利地用于无切屑的螺接。

本发明的另一目的在于,提供一种改良的包括电机的紧凑型驱动装置。特别地,本发明的目的在于,提供一种可轻松装配的驱动装置。

根据本发明,该目的通过一种具有权利要求13的表征特征的驱动装置得以实现。由于根据前述权利要求中至少一项所述的电机被用在驱动装置中,因此,上文中概述的优点可以被用于驱动装置。

特别地,根据从属权利要求的特征,得出所提出的发明的其它有利设计方案。不同权利要求的主题或者说特征原则上可以单个实现或者也可以任意相互结合。

在发明的一种有利设计方案中,可以预设,电机和变流器被安放在壳体中。由此得到紧凑的构型。在壳体中还可以容纳其它部件,诸如变速器、驱动轴等。

在发明的另一有利设计方案中,可以预设,壳体具有变流器空间和发动机空间,其中变流器被容纳在变流器空间中,其中电机被容纳在发动机空间中,其中第一连接件被布置在发动机空间内,并且第二连接件被布置在变流器空间内,其中连接主体被密封地布置在发动机空间与变流器空间之间。由此,可以例如用冷却流体从四面冲刷发动机空间和特别是绕组端部或者说第一连接件,其中相对于冷却流体密封变流器空间和特别是第二连接件。

附图说明

根据以下参考随附的图示对优选实施方案进行的描述,本发明的其它特征和优点将变得清晰明了。在附图中:

图1以立体(分解)图示出了根据本发明的驱动装置;

图2以立体图示出了根据本发明的驱动装置,其中为了图解的目的,其包括若干未显示的部件;

图3以立体图示出了根据本发明的驱动装置,其中为了图解的目的,其包括若干未显示的部件;

图4以立体分解图示出了根据本发明的驱动装置,其中为了图解的目的,其包括若干未显示的部件;

图5以立体图示出了包括用于根据本发明的驱动装置的连接装置的绕组端部;

图6以立体分解图示出了包括用于根据本发明的驱动装置的连接装置的绕组端部;

图7示出了根据本发明的驱动装置的、根据图3的A-A的细节图;

图8示出了根据本发明的驱动装置的、根据图3的B-B的细节图。

在图示中使用了以下附图标记:

L 纵向轴线(电机)

LD 轴承盖

IN 变流器

G 壳体

G1 变流器空间

G2 发动机空间

R 转子

S 定子

X 轴线(连接件)

1 电机,特别是电动机

2 变速器

3 冷却壳体

4 盖板

11 绕组端部

12 棒式导体

13(a-c) 连接设备

14(a-c) 电导体

15 连接主体

21(a、b) 驱动轴

110 绝缘垫圈

111 互连接片

112(a-b) 相位连接接片

112c 中性点连接接片

113 中性点接合端接片

131(a-c) 第一连接件

132(a-c) 第二连接件

133(a-c) 螺丝

134(a-c) 套筒

151 第一子主体

152 第二子主体

153 进线套管

154 容纳设备

155 支承面

156 连接设备

157 密封环

1311 螺纹孔

1312 焊缝间隙

1321 钻孔

1331 螺丝头

1332 非螺纹部段

1333 螺纹部段

1334 密封设备(O形环)

1341 密封设备(O形环)。

具体实施方式

根据本发明的驱动装置主要包括:电机1,特别是电动机,其包括转子R和定子S;变速器2;和变流器IN。

前述部件被安放在共同的壳体G中并且对应地形成紧凑的驱动装置。壳体G优选是分成两部分的,并且具有变流器空间G1和发动机空间G2。在变流器侧上,由盖板4封闭壳体。在发动机空间G2上,在两侧上安置有轴承盖LD。轴承盖至少部分地包围变速器2。

变速器2被实施为包括集成的差速器的减速器,并且具有两个从壳体G中引出的驱动(半)轴21a、b。

驱动装置应优选地用作用于机动车辆的紧凑型驱动装置。就这一点而言,电机优选是电动机。然而,同样可以考虑,电机是发电机或者电动机用作发电机。在下文中,术语“电动机”与“电机”同义。

电动机1主要包括定子S和特别是转子R,其中可相对于定子S,围绕共同的纵向轴线L转动地支承转子R。定子S包括组合式绕组,其由嵌入到定子叠片铁芯的凹槽中的棒式导体12和将棒式导体端部电气接合的互连接片111组装而成。互连接片111基本形成绕组端部11。互连接片111基本按照预定的样式连接定子S的棒式导体12。绕组优选是三相绕组。因此,相位U、V、W的三个相位接口以三个相位连接接片112至112b的形式从电动机中引出。进一步地,绕组的中性点经由中性点连接接片112c从电动机中引出。三个相位U、V、W在绕组端部,经由中性点接合端接片113电气地接合。在下文中,由于多相位连接而必需的相应部件优选地在图示中标有对应的标记a至c。

为了将电动机1,特别是相位连接接片112或者说112a或者112b或者说中性点连接接片112c与电源(或者电压源),特别是变流器连接,分别预设有连接设备13至13c并且分别预设有电导体14至14c。电导体14、14a-c可以是优选地由实心铜制成的刚性印制导线,其固定地安装进壳体内。当然也可以考虑合适的柔性电缆。

连接设备13、13a-c主要包括第一连接件131、131a-c、第二连接件132、132a-c和包括螺丝头1331的螺丝133、133a-c。

第一连接件131、131a-c与相应的相位连接接片112或者说112a或者112b或者说中性点连接接片112c相连。进一步地,第一连接件131、131a-c具有螺纹孔1311,其用于旋入螺丝133、133a-c的螺纹部段。在该实施方案中,以包括预制螺纹的钻孔的形式提供螺纹孔1311。替代地,实施为钻眼的螺纹孔也是可能的,其中在装配过程中,通过自攻螺丝将螺纹压印到螺纹孔中。

第二连接件132、132a-c包括钻孔1321。钻孔1321被预设在电导体14中。钻孔1321可以是敞开的或者封闭的凹口。

根据本发明预设了,第一连接件131、131a-c借助于材料配合的接合,特别是焊接接合,与相应的相位连接接片112或者说112a或者112b或者说中性点连接接片112c相连,并且第一连接件131、131a-c的螺纹孔1311和第二连接件132、132a-c的钻孔1321具有共同的几何轴线X。

优选地,借助于焊接建立材料配合的接合。然而,进一步地,也可以考虑钎焊、粘合或者说其它材料配合的接合。

进一步地,连接设备13、13a-c可以包括套筒134、134a-c。第二连接件132、132a-c优选地被布置在螺丝头1331和套筒134之间。套筒134又优选地被布置在第二连接件132、132a-c与第一连接件131、131a-c之间。

以从螺丝头1331开始的顺序上看,螺丝133、133a-c具有非螺纹部段1332和螺纹部段1333。优选地,非螺纹部段1332至少逐段地被布置在套筒134中。非螺纹部段1332优选地配备有密封设备1334,特别是O形环密封件。螺丝133、133a-c优选是膨胀螺丝。

对于优选三个相位连接接片112或者说112a和112b或者说中性点连接接片112c而言,对应优选地,将四个连接设备13、13a、13b和13c组合成一个连接终端。除了连接设备13、13a、13b和13c外,连接终端还包括绝缘的连接主体15。

绝缘的连接主体15可以具有进线套管153和/或用于连接元件的容纳设备154和/或用于绕组端部轮廓的支承面155和/或用于与壳体G接合的接合设备156。

连接主体15可以是分成两部分的,并且前述功能被分配给这些部件。因此,连接主体15可以包括第一子主体151和第二子主体152。特别地,可以彼此独立地预装配连接主体151、152,从而使相对污物密集的电动机装配过程和高度清洁的牵引变流器装配过程可以实际上彼此分离地实施。

面对绕组端部11的第一子主体151可以包括用于连接件131、131a-c的进线套管153和适应于绕组端部轮廓的支承面155。支承面155例如可以被配置为拱形的支承面,特别地因为绕组端部11大多被配置为基本上圆形的柱体。进线套管153优选地适应于第一连接件131、131a-c的优选有角的横截面或者说有角的外轮廓,并且在螺接的旋转方向上形成形状配合的支承,以承受螺接力和螺接力矩。由此保护第一连接件131、131a-c与连接接片112的导电的焊接接头免于有害的力影响。

关于第一子主体151背离绕组端部的第二子主体152可以包括用于连接件132或者说134的容纳设备154和用于与壳体G接合的接合设备156。接合设备156可以例如包括用于螺丝的紧固孔,螺丝可以被插入穿过这些紧固孔并且被旋入壳体G。

本发明的其它细节特别地得自电动机1被连接至电源,特别是变流器的情形的概览。

旋转对称的套筒134、134a-c优选地直接容纳在连接主体15中,特别地容纳在上部连接主体152中,其中连接主体15优选地将变流器空间G1和发动机空间G2密封地彼此分隔。连接主体15优选地具有环形的密封环157。套筒134优选地具有相对于连接主体15的密封元件1341,例如O形环。螺丝接合的螺丝133、133a-c优选地具有相对于套筒134的密封元件1334,特别是O形环。在套筒134的上侧和下侧上,可以安置金属或非金属密封垫圈形式的另一密封元件。

为了简单的装配,定子绕组的相位连接接片112、112a-b或者说中性点连接接片112c被配置为实心导体。互连接片111在绕组端部11中优选地组合成互连环,单个的互连接片111和连接接片112在其中被布置成多层相互堆叠的绝缘垫圈110,其中相位连接接片112、112a-b或者说中性点连接接片112c优选地被径向地从互连环或者说绝缘垫圈中引出。

如上文中已经阐述的,第一连接件131、131a-c分别与附属的相位连接接片112、112a-b或者说中性点连接接片112c相连,特别地与其焊接在一起。为此,第一连接件131、131a-c优选地具有焊缝间隙1312,相应的相位连接接片112、112a-b或者说中性点连接接片112c被容纳且固定在其中。

第一连接件131、131a-c和相应的相位连接接片112、112a-b或者说中性点连接接片112c也可以被实施为一件式的/整体式的。随即无需安置单独的连接件131、131a-c。

为了装配,组装互连环。互连环是由互连接片111组装而成的绕组端部11。

绕组端部11或者说互连环是油冷的。相位连接接片112、112a-b或者说中性点连接接片112c指状地从其中伸出。

第一连接件131、131a-c被容纳在(从上方加装的)绝缘连接主体15中,特别地容纳在第一子主体151中。连接主体151特别地固定连接件131、131a-c,并且在螺接过程中承受作用在连接设备13、13a-c上的力,并且由此保护相位连接接片112、112a-b或者说中性点连接接片112c免于损坏。

第一子主体151被预装配在互连环上。基本上完成的定子S在侧向上被推入到容纳其的冷却壳体3中,其中冷却壳体3优选地具有用于容纳第一子主体151的凸出部,从而在周向侧上/三面上由冷却壳体3保持连接主体151。冷却壳体3在轴向上被推到壳体G中并且通过凸耳进行紧固。壳体G具有穿孔。在装入定子S连同冷却套筒3之前,包括已经装入的套筒134的第二子主体152经由接合设备156,流体密封地螺接到壳体G上。在装入后,变流器的相位输出和中性点与连接设备13螺接。

已经通过连接主体15预定位连接设备13、13a-c的螺纹1311,从而也有可能全自动地螺接。螺丝133、133a-c优选是膨胀螺丝。

螺丝133、133a-c可以是不导电的。优选地,通过相应的套筒134传输电流。

随后,可以通过盖板4封闭壳体G,并且在两侧上以法兰方式装上轴承盖LD(在装配变速器2后)。变流器空间G1通过连接主体15流体密封地与发动机空间G2相隔。发动机侧的连接设备13、13a-c,特别是螺丝133、133a-c或者说其螺丝头1331可以由此直接施加以冷却流体。这样做的优点还在于,从发动机绕组输入到更易受热力影响的变流器的热量输入更少。在附图中显示的实施方案中显示了四个接口,其中三个接口代表三相发动机的相位,而第四个接口是中性点的引出。

通过中性点,可以例如实现充电运行,其中发动机绕组用作升压斩波器的充电电感,以便从400V升压至800V。因为输入端(中性点)和输出端(三相)的电势在此非常高,所以优选地在相对的方向上安置输入接口和输出接口。由此,可以整体上将接口彼此更靠近地定位,而不会低于标准上要求的电气间隙和爬电距离。连接主体15被配置为,使得用于附属的相位连接接片112、112a-b的第二连接件132、132a、132b朝一个方向,而用于中性点连接接片112c的第二连接件132c朝另一方向。

结合方法描述的特征和细节当然也适用于根据本发明的设备,反之亦然,从而就本公开而言,始终相互参考或者说可以相互参考各个单独的发明方面。除此之外,可以通过根据本发明的设备,执行必要时所描述的根据本发明的方法。

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