[發(fā)明專利]用于電機(jī)的分段條形導(dǎo)體

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010627307.X
• 申請(qǐng)日: 2020-07-02
• 公開（公告）號(hào): CN112186929A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T.W.內(nèi)爾;A.費(fèi)特米
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H02K3/04
• 分類號(hào): H02K3/04;H02K3/12;H02K3/28;H02K3/34;H02K15/085
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 佘鵬;金飛

本發(fā)明涉及用于電機(jī)的分段條形導(dǎo)體。提出了用于電機(jī)的分段發(fā)夾型條形導(dǎo)體、用于制造/使用該分段條形導(dǎo)體的方法、使用該分段條形導(dǎo)體的電磁馬達(dá)以及配備有使用分段發(fā)夾型條形導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)單元的車輛。電機(jī)包括定子，該定子限定了多個(gè)周向隔開的徑向細(xì)長的定子槽。轉(zhuǎn)子與該定子相鄰定位并且可相對(duì)于該定子移動(dòng)。一個(gè)或多個(gè)永磁體被安裝到該轉(zhuǎn)子，并且一個(gè)或多個(gè)U形發(fā)夾型繞組以與該磁體并置、隔開的關(guān)系安裝到該定子。每個(gè)發(fā)夾型繞組由準(zhǔn)直的導(dǎo)電線的陣列形成，這些導(dǎo)電線被集束在一起成為單體式條形導(dǎo)體。分段發(fā)夾型繞組具有一對(duì)發(fā)夾腿，其中每一個(gè)鄰接發(fā)夾冠并從該發(fā)夾冠的相應(yīng)端突出。每個(gè)發(fā)夾腿插入到相應(yīng)的一個(gè)定子槽中。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開總體上涉及電機(jī)。更具體而言，本公開的各方面涉及用于混合電動(dòng)和全電動(dòng)車輛動(dòng)力總成的多相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的“發(fā)夾型”纏繞定子的條形電導(dǎo)體。

背景技術(shù)

當(dāng)前生產(chǎn)的機(jī)動(dòng)車輛，例如現(xiàn)代的汽車，最初配備有動(dòng)力總成，該動(dòng)力總成操作來推進(jìn)車輛并為車輛的車載電子設(shè)備供能。例如，在汽車應(yīng)用中，車輛動(dòng)力總成通常以原動(dòng)機(jī)為代表，該原動(dòng)機(jī)通過自動(dòng)或手動(dòng)換擋的動(dòng)力傳輸將驅(qū)動(dòng)扭矩傳遞到車輛的最終驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（例如，差速器、車軸、車輪等）。由于其立即可用性以及相對(duì)低廉的成本、重量輕和效率，歷史上汽車一直由往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)（ICE）組件來供能。作為一些非限制性示例，這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)包括壓縮點(diǎn)火（CI）柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、火花點(diǎn)火（SI）汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、六沖程架構(gòu)以及旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)。另一方面，混合電動(dòng)和全電動(dòng)車輛利用諸如電池動(dòng)力或燃料電池動(dòng)力的牽引電動(dòng)機(jī)之類的替代動(dòng)力源來推進(jìn)車輛，并且因此，最小化或消除了對(duì)用于牽引動(dòng)力的基于化石燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)的依賴。

俗稱“電動(dòng)車”的全電動(dòng)車輛（FEV）是一種電驅(qū)動(dòng)車輛構(gòu)造，其完全將內(nèi)燃機(jī)和伴隨的外圍部件從動(dòng)力總成系統(tǒng)中移除，從而僅依靠牽引電動(dòng)機(jī)以用于推進(jìn)以及支撐附屬負(fù)載。基于ICE的車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料供應(yīng)系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)被FEV中的單個(gè)或多個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)、牽引電池組以及電池冷卻和充電電子設(shè)備所取代。相比之下，混合動(dòng)力車輛動(dòng)力總成采用多個(gè)牽引動(dòng)力源來推進(jìn)車輛，最常見的是結(jié)合電池動(dòng)力或燃料電池動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)來操作內(nèi)燃機(jī)組件。由于混合動(dòng)力車輛能夠從發(fā)動(dòng)機(jī)以外的來源獲得其動(dòng)力，因此在車輛通過電動(dòng)機(jī)推進(jìn)的同時(shí)，混合電動(dòng)車輛（HEV）的發(fā)動(dòng)機(jī)可全部或部分地關(guān)閉。

雖然可獲得無數(shù)的設(shè)計(jì)，但在現(xiàn)代電驅(qū)動(dòng)車輛動(dòng)力總成中有三種用于牽引電動(dòng)機(jī)的主要的電機(jī)類型：有刷直流（DC）電動(dòng)機(jī)、無刷永磁（PM）電動(dòng)機(jī)以及多相交流（AC）電動(dòng)機(jī)。永磁電動(dòng)機(jī)具有多種操作特性，當(dāng)與其可用的對(duì)應(yīng)物相比時(shí)，這些操作特性使得它們對(duì)于在車輛推進(jìn)應(yīng)用中使用更具吸引力，所述操作特性包括高效率、扭矩和功率密度以及擴(kuò)展的恒定功率操作范圍。牽引電動(dòng)機(jī)使用定子和可旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子來將電能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，該定子具有多相電磁繞組，例如導(dǎo)電“發(fā)夾型”條，該可旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子承載有經(jīng)設(shè)計(jì)樣式的磁鐵。常規(guī)的發(fā)夾型導(dǎo)體從擠壓的金屬條料切割，彎曲成U形的繞組，并且插入到定子芯的槽中。可嵌套在定子內(nèi)部或外接于定子外部的承載磁體的轉(zhuǎn)子（magnet-bearing rotor）以小的氣隙與定子分開。通過定子繞組的電流流動(dòng)所產(chǎn)生的磁場與轉(zhuǎn)子的磁體所產(chǎn)生的磁場相互作用，從而使得轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本文提出了用于電機(jī)的分段條形導(dǎo)體、用于制造和用于使用分段條形導(dǎo)體的方法、使用該分段發(fā)夾型繞組的電磁馬達(dá)以及配備有使用分段發(fā)夾型繞組的多相牽引電動(dòng)機(jī)的機(jī)動(dòng)車輛。作為示例，提出了由多個(gè)線制成的電氣發(fā)夾型繞組，這些線例如通過粘合劑、絕緣護(hù)套、焊接等結(jié)合在一起，以形成單體式發(fā)夾型條形導(dǎo)體。各個(gè)線段可呈現(xiàn)各種幾何形狀和尺寸，包括閉合曲線和多邊形橫截面，并且可采用相同或不同的構(gòu)造。沿相同的線，繞組段的尺寸，無論是寬度、高度、長度、直徑還是主要/次要尺寸（major/minordimensions），都可根據(jù)峰值電動(dòng)機(jī)頻率和最大導(dǎo)體趨膚深度來設(shè)計(jì)。發(fā)夾型條形導(dǎo)體可包括在橫向和縱向方向兩者上分段（sectioned）的成束線材，并且線段尺寸可在每個(gè)發(fā)夾型條形導(dǎo)體內(nèi)變化。單體式發(fā)夾式繞組可形成為具有正方形或圓形的腿部輪廓的U形組件。