车辆的制作方法

车辆的制作方法
【专利摘要】提供了一种车辆，所述车辆设置有变速器和安装在变速器的腔室内的电感器组件。电感器组件包括线圈、芯和绝缘体，所述绝缘体具有朝向彼此定位的第一部分和第二部分。每个部分均包括基座、从基座延伸的支撑件以及从支撑件横向地延伸的线轴，以与另一部分接合。每个线轴均包括用于支撑线圈的外表面和延伸穿过线轴以容纳芯的腔。
【专利说明】车辆

【技术领域】
[0001]一个或更多个实施例涉及一种DC-DC转换器的电感器组件，以及用于支撑变速器壳体内部的电感器组件的结构。

【背景技术】
[0002]如这里所使用的术语“电动车辆”包括具有用于车辆推进的电机的车辆，例如，电池电动车辆(BEV)、混合动力电动车辆(HEV)和插电式混合动力电动车辆(PHEV)。BEV包括电机，其中，用于电机的能量源是可从外部电网再充电的电池。在BEV中，电池是用于车辆推进的能量源。HEV包括内燃发动机和一个或更多个电机，其中，用于发动机的能量源是燃料并且用于电机的能量源是电池。在HEV中，发动机是用于车辆推进的主要能量源，电池提供用于车辆推进的补充能量(电池缓冲燃料能并以电的形式回收动能)。PHEV类似于HEV，但是PHEV具有可从外部电网再充电的更大容量电池。在PHEV中，电池是用于车辆推进的主要能量源，一直至电池消耗至低能量水平，此时，PHEV与HEV类似地操作以进行车辆推进。
[0003]电动车辆可包括连接在电池和电机之间的电压转换器(DC-DC转换器)。具有AC电机的电动车辆还包括连接在DC-DC转换器和每个电机之间的逆变器。电压转换器增加(“升高”)或减小(“降低”)电压电势以方便扭矩容量优化。DC-DC转换器包括电感器(或电抗器)组件、开关和二极管。典型的电感器组件包括围绕磁芯缠绕的导电线圈。当电流流经线圈时，电感器组件产生热量。在Jaura等人的第2004/0045749号美国专利公布中公开了通过使流体在邻近电感器的管道中循环来冷却DC-DC转换器的已有方法。


【发明内容】

[0004]在一个实施例中，一种车辆设置有变速器和安装在变速器的腔室内的电感器组件。电感器组件包括绝缘体，所述绝缘体具有朝向彼此定位的第一部分和第二部分。每个部分均包括基座、从基座延伸的支撑件以及从支撑件横向地延伸的线轴，以与另一部分接合。每个线轴均包括用于支撑线圈的外表面和延伸穿过线轴以容纳芯的腔。
[0005]所述车辆还包括:容器，具有安装到变速器的基座和从基座的外周横向地延伸的侧壁，以限定用于将电感器组件容纳于其中的腔；绝缘材料，设置在腔内，以包绕电感器组件的下部，从而将电感器组件固定到容器，其中，电感器组件的包括线圈的暴露的表面区域部分的上部未被绝缘材料覆盖。
[0006]在另一实施例中，一种电感器组件设置有线圈、芯和被安装在变速器腔室内的绝缘体。所述绝缘体包括朝向彼此定位的第一部分和第二部分。每个部分均包括基座、从基座延伸的支撑件以及从支撑件横向地延伸的线轴，以与另一部分的线轴接合。每个线轴均包括用于支撑线圈的外表面和延伸穿过线轴以容纳芯的腔。
[0007]线圈包括暴露的表面区域部分，其中，所述暴露的表面区域部分的至少一部分暴露于变速器腔室内的流体，以冷却线圈。
[0008]芯还包括穿过所述芯形成的至少两个孔，其中，每个孔的尺寸均被设置成容纳用于将电感器组件安装在变速器腔室内的紧固件。
[0009]在又一实施例中，提供了一种限定有腔室的变速器。变速器包括安装在腔室内的电感器组件。电感器组件包括绝缘体，所述绝缘体具有朝向彼此定位的第一部分和第二部分。每个部分均包括基座、从基座延伸的支撑件以及从支撑件横向地延伸的线轴，以与另一部分接合。每个线轴均包括用于支撑线圈的外表面和延伸穿过线轴以容纳芯的腔。
[0010]线圈包括暴露的表面区域部分，其中，所述暴露的表面区域部分的至少一部分暴露于腔室内的流体，以冷却线圈。
[0011]所述变速器还包括壁，在所述壁中形成有凹入，其中，电感器组件至少部分地设置在所述凹入内。
[0012]所述变速器还包括弹簧，所述弹簧设置在凹入内，以与芯的第一端接合并且在电感器组件上施加纵向力，其中，芯的与第一端在纵向上相对定位的第二端与凹入内的侧壁接合，从而纵向力将电感器组件保持在凹入中，以将电感器组件安装到变速器。
[0013]所述变速器还包括至少一个板，所述至少一个板安装到侧壁并在凹入上延伸，以将电感器组件保持在凹入内。
[0014]所述变速器还包括:容器，具有安装到变速器的基座和从基座的外周横向地延伸的侧壁，以限定用于将电感器组件容纳于其中的腔；绝缘材料，设置在腔内，以包绕电感器组件的下部，从而将电感器组件固定到容器，其中，电感器组件的包括线圈的暴露的表面区域部分的上部未被绝缘材料覆盖。
[0015]这样，变速器和电感器组件通过设置用于支撑线圈和芯的结构同时通过使用变速器便于直接冷却线圈和芯，而提供优于现有系统的优点。

【专利附图】

【附图说明】
[0016]图1是根据一个或更多个实施例的变速器和具有电感器组件的可变电压转换器(VVC)的主视图，其中，示出了用于支撑变速器内的电感器组件的结构；
[0017]图2是包括图1的变速器和VVC的车辆的示意图；
[0018]图3是图1的WC的电路图；
[0019]图4是根据现有技术的用于支撑电感器组件的结构的剖视图；
[0020]图5是根据一个或更多个实施例的包括支撑结构的电感器组件的放大主视图；
[0021]图6是沿剖面线V1-VI截取的图5的电感器组件的剖视图；
[0022]图7是图5的电感器组件的分解图；
[0023]图8是根据另一实施例的变速器的一部分和用于支撑电感器组件的结构的前透视图；
[0024]图9是根据另一实施例的变速器的一部分和用于支撑电感器组件的结构的前透视图；
[0025]图10是根据另一实施例的变速器的一部分和用于支撑图9的电感器组件的结构的前透视图；
[0026]图11是用于支撑图9的电感器组件的图10的结构另一前透视图；
[0027]图12是沿剖面线XI1-XII截取的图11的电感器组件和结构的剖视图；
[0028]图13是根据另一实施例的用于支撑图9的电感器组件的结构的侧透视图；
[0029]图14是沿剖面线XIV-XIV截取的图13的电感器组件和结构的剖视透视图；
[0030]图15是图13的结构的一部分的侧透视图；
[0031]图16是根据另一实施例的图13的结构的一部分的侧透视图；
[0032]图17是根据另一实施例的用于支撑图9的电感器组件的结构的侧透视图，其中，示出了电感器组件部分地封装在亲油性的灌封混合物料中；
[0033]图18是沿剖面线XVII1-XVIII截取的图17的电感器组件和结构的剖视图。

【具体实施方式】
[0034]根据需要，在这里公开本发明的详细实施例；然而，应该理解，公开的实施例仅仅是可按照各种和替代的形式实施的本发明的示例。附图未必按照比例绘制；一些特征可被夸大或最小化以示出特定部件的细节。因此，在这里公开的特定结构和功能性细节不应被解释为是限制性的，而仅仅解释为用于教导本领域技术人员以各种方式应用本发明的代表性基础。
[0035]参照图1，示出了根据一个或更多个实施例的DC-DC转换器并且DC-DC转换器总体上由标号10表示。DC-DC转换器10也可被称为可变电压转换器(VVC) 10。VVClO是具有安装在变速器12的内部和外部的部件的组件。VVClO包括安装在变速器12的内部并具有暴露的表面区域的电感器组件14。VVClO还包括安装在变速器12的外部并可操作地结合到电感器组件14的多个开关和二极管(在图3中示出)。通过将电感器组件14安装在变速器12内，电感器组件14的暴露的表面区域可由变速器流体直接冷却，这允许提高热性能。变速器12包括用于支撑电感器组件14的附加结构，同时允许变速器流体流经该结构以接触暴露的表面区域。
[0036]参照图2，描述插电式混合动力电动车辆(PHEV) 16内的变速器12，PHEV16是在内燃发动机20的辅助下由电机18推进的电动车辆并且可连接到外部电网。根据一个或更多个实施例，电机18是AC电动机，并且在图1中被描述为“电动机”18。电机18接收电力并提供用于车辆推进的驱动扭矩。电机18还用作用于通过再生制动将机械能转换成电能的发电机。
[0037]根据一个或更多个实施例，变速器12具有动力分配构造。变速器12包括第一电机18和第二电机24。根据一个或更多个实施例，第二电机24是AC电动机，并且在图1中被描述为“发电机”24。与第一电机18类似，第二电机24接收电力并提供输出扭矩。第二电机24还用作用于将机械能转换成电能并优化经过变速器12的电流的发电机。
[0038]变速器12包括行星齿轮单元26，行星齿轮单元26包括太阳齿轮28、行星架30和环形齿轮32。太阳齿轮28连接到第二电机24的输出轴以接收发电机扭矩。行星架30连接到发动机20的输出轴以接收发动机扭矩。行星齿轮单元26组合发电机扭矩和发动机扭矩并且提供围绕环形齿轮32的组合的输出扭矩。行星齿轮单元26用作无级变速器，而没有任何固定或“阶”比率。
[0039]根据一个或更多个实施例，变速器12还包括单向离合器(0.W.C.)和发电机制动器33。0.ff.C.结合到发动机20的输出轴以仅允许输出轴沿一个方向旋转。0.ff.C.防止变速器12反向驱动发动机20。发电机制动器33结合到第二电机24的输出轴。发电机制动器33可被致动以“制动”或阻止第二电机24和太阳齿轮28的输出轴旋转。在其它实施例中，去除0.W.C.和发电机制动器33并且由用于发动机20和第二电机24的控制策略替代
0.ff.C.和发电机制动器33。
[0040]变速器12包括具有中间齿轮的中间轴，所述中间齿轮包括第一齿轮34、第二齿轮36和第三齿轮38。行星输出齿轮40连接到环形齿轮32。行星输出齿轮40与第一齿轮34啮合以在行星齿轮单元26和中间轴之间传递扭矩。输出齿轮42连接到第一电机18的输出轴。输出齿轮42与第二齿轮36哨合以在第一电机18和中间轴之间传递扭矩。变速器输出齿轮44连接到驱动轴46。驱动轴46通过差速器50结合到一对驱动车轮48。变速器输出齿轮44与第三齿轮38啮合以在变速器12和驱动车轮48之间传递扭矩。
[0041]车辆16包括能量储存装置，例如用于储存电能的电池52。电池52是能够输出电力以操作第一电机18和第二电机24的高压电池。电池52还在第一电机18和第二电机24作为发电机操作时从第一电机18和第二电机24接收电力。电池52是由多个电池模块(未不出)构成的电池组，其中，每个电池模块包含多个电池单体(未不出)。车辆16的其它实施例预计到补充或替代电池52的不同类型的能量储存装置，例如，电容器和燃料电池(未不出)。高压总线将电池52电连接到第一电机18和第二电机24。
[0042]车辆包括用于控制电池52的电池能量控制模块(BECM) 54。BECM54接收指示车辆状况和电池状况(例如，电池温度、电压和电流)的输入。BECM54计算并估计电池参数，例如电池荷电状态(BSOC)和电池功率容量。BECM54将指示电池荷电状态(BSOC)和电池功率容量的输出(BSOC，Pcap)提供给其它车辆系统和控制器。
[0043]变速器12包括VVClO和逆变器56。VVClO和逆变器56电连接在主电池52和第一电机18之间；并且电连接在电池52和第二电机24之间。VVClO “升高”或增加由电池52提供的电力的电压电势。根据一个或更多个实施例，VVClO还“降低”或减小由电池52提供的电力的电压电势。逆变器56将由主电池52(通过VVC10)提供的DC电力转换成用于操作电机18、24的AC电力。逆变器56还将由电机18、24提供的AC电力整流为用于对主电池52充电的DC。变速器12的其它实施例包括多个逆变器(未示出)，例如与每个电机18、24关联的一个逆变器。
[0044]变速器12包括用于控制电机18、24、VVClO和逆变器56的变速器控制模块(TCM) 58。TCM58被构造为监测(除了别的以外)电机18、24的位置、速度和功耗。TCM58还监测在VVClO和逆变器56内的各个位置的电参数(例如，电压和电流)。TCM58将与这种信息对应的输出信号提供给其它车辆系统。
[0045]车辆16包括车辆系统控制器(VSC) 60，VSC60与其它车辆系统和控制器通信以协调它们的功能。虽然VSC60被示出为单个控制器，但是VSC60可包括可用于根据总的车辆控制逻辑或软件控制多个车辆系统的多个控制器。
[0046]车辆控制器(包括VSC60和TCM58)通常包括任何数量的微处理器、ASIC、1C、存储器(例如，FLASH、ROM、RAM、EPROM和/或EEPR0M)和软件代码，它们彼此协作以执行一系列操作。控制器还包括基于计算和测试数据并存储在存储器内的预定数据或“查找表”。VSC60使用通用总线协议(例如，CAN和LIN)经一个或更多个有线或无线车辆连接与其它车辆系统和控制器(例如，BECM54和TCM58)通信。VSC60接收表示变速器12的当前位置(例如，驻车、倒车、空档或驾驶)的输入(PRND)。VSC60还接收表示加速踏板位置的输入(APP)。VSC60将表示期望车轮扭矩、期望发动机转速和发电机制动命令的输出提供给TCM58 ;并且将接触器控制提供给BECM54。
[0047]车辆16包括制动系统(未不出)，该制动系统包括制动踏板、增压器、王缸以及与驱动车轮48的机械连接，以实施摩擦制动。该制动系统还包括位置传感器、压力传感器或其某种组合，以提供与驾驶员对制动扭矩的请求对应的信息(例如，制动踏板位置(BPP))。该制动系统还包括制动系统控制模块(BSCM) 62，BSCM62与VSC60通信以协调再生制动和摩擦制动。根据一个实施例，BSCM62将再生制动命令提供给VSC60。
[0048]车辆16包括用于控制发动机20的发动机控制模块(ECM) 64。VSC60将基于多个输入信号(包括APP)并与驾驶员对车辆推进的请求对应的输出(期望发动机扭矩)提供给ECM64。
[0049]根据一个或更多个实施例，车辆16被构造为插电式混合动力电动车辆(PHEV)。电池52周期性地经充电端口 66从外部电源或电网接收AC能量。车辆16还包括车载充电器68，充电器68从充电端口 66接收AC能量。充电器68是将接收的AC能量转换成适合于对电池52进行充电的DC能量的AC/DC转换器。进而，充电器68在再充电期间将DC能量提供给电池52。
[0050]虽然在上下文中示出并描述了 PHEV16，但是应该理解，可在其它类型的电动车辆(例如，HEV或BEV)上实现VVClO的实施例。
[0051]参照图3，VVClO包括用于升高输入电压(Vbat)以提供输出电压(Vde)的第一开关单元78和第二开关单元80。第一开关单元78包括与第一二极管84并联连接但是极性改变(反向并联)的第一晶体管82。第二开关单元80包括与第二二极管88反向并联连接的第二晶体管86。每个晶体管82、86可以是任何类型的可控开关(例如，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或场效应晶体管(FET))。另外，每个晶体管82、86由TCM58单独控制。电感器组件14被描述为串联连接在主电池52和开关单元78、80之间的输入电感器。当提供电流时，电感器14产生磁通量。当流经电感器14的电流改变时，产生时变磁场，并且感应出电压。VVClO的其它实施例包括不同的电路构造(例如，超过两个开关)。
[0052]返回参照图1，变速器12包括变速器壳体90，变速器壳体90被示出为没有盖以示出内部部件。如上所述，发动机20、电动机18和发电机24包括与行星齿轮单兀26的对应齿轮啮合的输出齿轮。在变速器壳体90的内部腔室92内发生这些机械连接。电力电子壳体94安装到变速器12的外表面。逆变器56和TCM58安装在电力电子壳体94内。VVClO包括安装在电力电子壳体94内的部件(例如，图3中示出的开关78、80和二极管84、88)和安装在变速器壳体90的腔室92内的电感器组件14。
[0053]变速器12包括用于润滑并冷却位于变速器腔室92内的齿轮(例如，中间齿轮34、36,38)的流体96 (例如油)。变速器腔室92被密封以保留流体96。变速器12还包括用于使流体96循环流经腔室92的泵和管道(未示出)。
[0054]旋转元件(例如，齿轮和轴)可使流体96转移或“飞溅”到其他组件上。这样的“飞溅”区域由图1中的字母“A”指示，并位于腔室92的上部。在区域A中，电感器组件14通过在旋转元件(例如，第二中间齿轮36和差速器50)旋转时溅出旋转元件的变速器流体96冷却。
[0055]根据一个或者更多个实施例，变速器12包括用于将变速器流体96直接喷射在壳体90内的部件上的喷嘴98。这样的“喷射”区域由图1中的字母“B”指示，并位于腔室92的中部。电感器组件14可安装在区域B内，并通过从喷嘴98喷射的变速器流体96冷却。电感器组件14还可接纳溅出最近的旋转元件(例如，行星齿轮单元26)的变速器流体96。变速器12的其他实施例预期，安装在腔室92的其他区域中的一个或更多个喷嘴(例如，安装在区域A中的喷嘴)。
[0056]此外，变速器流体96积聚在腔室92的下部中，这样的“沉浸”区域由图1中的字母“C”指示，并位于腔室92的下部。电感器组件14可安装在区域C内并浸没在变速器流体96中。
[0057]图4示出了根据已有方法的用于支撑被灌封的电感器组件104 (被构造为进行间接冷却)的结构100。这种电感器组件104安装在变速器壳体90的外部(例如，安装在图1的电力电子壳体94内)。电感器组件104包括围绕磁芯112缠绕的导体110。磁芯112包括多个芯元件，所述多个芯元件分隔开以限定气隙114。陶瓷分隔件可放置在芯元件之间以保持气隙114。所述结构100包括电感器壳体116和灌封混合物118。电感器组件104被包在电感器壳体116 (例如，铝壳体)内部，并且电感器组件104周围的空的空间被导热、电绝缘的粘合材料(例如，灌封混合物118)填充。电感器壳体116固定到冷板120，并且热油脂122被施加在电感器壳体116和冷板120之间。通道124被形成为穿过冷板120。冷的流体或冷却液(例如，50%水和50%乙二醇)流经通道124。热量通过传导而从导体110和磁芯112传递到灌封混合物118，然后传递到壳体116、热油脂122并最终传递到冷板120中。来自冷板120的热量通过对流传递到流经通道124的冷却液中。另外，冷板120可包括用于通过对流将热量传递到周围流体中的翅片126。
[0058]从导体110到流经冷板120的通道124的冷却液的热传递路径的热阻较高。热油脂122、灌封混合物118和冷板120大大加剧了这个热阻。结果，该被灌封的电感器组件104的热性能受到限制，并且在各位置的电感器组件104的温度升高并且可能在大电功率负载时超过预定温度界限。在一个或更多个实施例中，如果电感器组件104的温度超过这种预定界限，则控制器(例如，图1的TCM)可限制电感器组件104的性能。
[0059]电感器组件104的温度取决于流经导体110的电流的量和横跨导体110的电压电势。电动车辆的最近趋势包括更高的电流容量的电感器。例如，在PHEV中用于延长电行驶里程的增加的电池功率和在HEV中用于相同功率的减少的电池单体导致电动车辆中的电感器额定电流增加。另外，由于高频脉动电流的更高的幅度，使得减小的电池电压还导致电感器AC损失的增加。因此，由于另外的热量产生，导致电感器组件104的温度通常将会升高，并且如果热量不耗散，则电感器温度可能超过预定界限。一种解决方案是增加导体线圈的横截面积以减小电感器损失并且还改善散热(由于更大的表面积)。然而，这种变化将会增加电感器组件的总体尺寸。在所有车辆应用场合可能难以封装更大的电感器组件，并且更大的部件影响车辆燃料经济性和成本。
[0060]改善电感器热性能和热容量，而不是增加电感器组件104的尺寸，如参照图1所描述的，电感器组件104可安装在变速器腔室92内并使用变速器流体96来直接冷却。变速器流体96是可用于与电气部件(例如，导体110和所述芯112)直接接触的电绝缘体。然而，如果电感器组件104经受这种直接冷却，则可去除与电感器组件104关联的多余部件。例如，灌封混合物118和铝壳体116可被去除。然而，灌封混合物118和壳体116支撑导体110和所述芯112。另外，与变速器12的外部的振动相比，在变速器12的内部振动更严重。因此,修改电感器组件104的总体结构以便去除或减少灌封混合物118和壳体116并且将该组件安装在变速器12的内部。
[0061]图5示出了根据一个或更多个实施例的用于支撑变速器12内的电感器组件14的结构，并且该结构总体上由标号200指示。电感器组件14提供参照图4描述的电感器组件104的简化形式，在该电感器组件14中，已经移除了多余的组件(例如，灌封混合物、铝壳体、冷板和热油脂)。电感器组件14包括被形成为两个相邻的管状线圈的导体210、芯212和绝缘体214。所述结构200包括绝缘体214，该绝缘体214被形成为两片式支架并支撑导体210和芯212。此外，绝缘体214将导体210与芯212物理地分隔开，并由电绝缘聚合材料(例如，聚苯硫醚(PPS))形成。
[0062]参照图5至图7，导体210由导电材料(例如，铜或铝)形成，并被缠绕成两个相邻的螺旋形线圈，第一线圈211和第二线圈213。根据一个或更多个实施例，通过沿边缘工艺(edgewise process)使用矩形(或平坦)类型的导线形成线圈。输入引线和输出引线从导体210延伸，并连接到被安装在变速器12外部的组件(例如，图2和图3中示出的电池52和开关78、80)。
[0063]根据所示出的实施例，芯212按双“C”型构造形成。芯212包括均按照曲线形状形成的第一端216和第二端218。芯212还包括用于使第一端216和第二端218互相连接以共同形成环形芯212的第一支腿220和第二支腿222。每个支腿220、222均包括彼此隔开以形成气隙(图6)的多个芯兀件224。根据一个实施例,芯212由磁性材料(例如,铁娃合金粉末)形成。陶瓷间隔件226可布置在芯元件224之间，以保持气隙。粘合剂可施加到芯212，以保持端216、218以及支腿220、222 (包括芯元件224和间隔件226)的位置。在其他实施例中，如图5中的虚线视图所示出的带228绕芯212的外周固定，以保持端216、218以及支腿220、222的位置。
[0064]参照图7，绝缘体214被形成为具有大体上彼此对称的第一半部230和第二半部230’的线轴结构。每个半部230、230’均包括布置在变速器壁(图1)上的基座234、234’。根据一个或更多个实施例，基座234、234’包括孔236、236’，所述孔236、236’容纳用于将电感器组件14安装到变速器的紧固件(未示出)。支撑件238、238’从基座234、234’横向地延伸。包括第一线轴240和第二线轴242的一对线轴从第一半部230的支撑件238延伸，以与从第二半部230’的支撑件238’延伸的相应的第一线轴240’和第二线轴242’接合。在一个实施例中，第一线轴240、240’沿第一纵轴(未示出)同轴地对准，第二线轴242、242’沿与第一纵轴平行的第二纵轴(未示出)同轴地对准。线轴240、240’、242、242’均按照大体上具有方形截面的管形状而形成。
[0065]如图6所示，绝缘体214支撑线圈210和芯212。第一线轴240、240’彼此接合，以共同提供用于支撑第一线圈211的外表面244。第一线轴240、240’还限定有用于容纳芯212的第一支腿220的腔246。类似地，第二线轴242、242’彼此接合，以共同提供用于支撑第二线圈213的外表面248，并限定有用于容纳芯212的第二支腿222的腔250 (图7中示出)。根据所示出的实施例，线轴240、240 ’、242、242 ’包括多个孔252，以通过允许变速器流体容易地流经线轴240、240’、242、242’而有利于热从支腿220、222传递。绝缘体214的其他实施例包括非对称的半部(未示出)。例如，在绝缘体214的一个实施例中，线轴从半部中的一个半部延伸，并被另一半部的支撑件容纳(未示出)。
[0066]图7示出了根据一个或更多个实施例的用于装配电感器组件14的方法。利用沿边缘工艺将导体210形成为第一线圈211和第二线圈213。然后，使半部230、230’朝向彼此平移，使得第一线轴240、240’沿相反的方向插入到第一线圈211的腔中，并使得第二线轴242、242’沿相反的方向插入到第二线圈213的腔中。
[0067]通过先装配第一支腿220和第二支腿222来装配芯212，该装配操作包括利用粘合剂或碾压将芯元件224和陶瓷间隔件226附着在一起。然后，将芯212的第一端216附着到支腿220、222。使芯212的子组件(包括第一端216以及支腿220、222)朝向导体210和绝缘件214平移，从而将支腿220、222插入到相应的第一线轴240、240’和第二线轴242、242’中。然后，利用粘合剂或碾压将芯212的第二端218附着到每个支腿220、222的末端。在一个或更多个实施例中，绕芯212缠绕带228 (图5中示出)，以保持各个芯组件的连接和方位。在所示出的实施例中，绝缘体214提供用于支撑导体210和芯212的结构200 ;基座234、234’被构造为安装到变速器的壁(如图1中所示)。然而，电感器组件204会根据其安装位置(例如，区域A、B或C)而在变速器内承受强的振动。因此，在其他实施例中，变速器包括用于将电感器组件204安装在变速器内并支撑电感器组件204的附加结构，下面将参照图8至图18进行描述。
[0068]参照图8，示出了根据一个或更多个实施例的用于支撑变速器12内的电感器组件的结构，该结构总体上由标号800指示。结构800包括形成在变速器12的壁803中的凹入802。电感器组件804由结构800支撑。电感器组件804包括如以上参照图5至图7所描述的导体210以及芯812和绝缘体814。
[0069]芯812与以上参照图5至图7所描述的芯212类似，然而，芯812包括第一端816和第二端818，第一端816和第二端818具有穿过其形成的用于容纳紧固件822的孔820。每个紧固件822均插入到相应的孔820中，以与形成在变速器的位于凹入802附近的壁803中的螺纹孔(未示出)接合，从而将电感器组件804安装到变速器12。
[0070]导体210和绝缘体814设置在凹入802内。绝缘体814与以上参照图5至图7所描述的绝缘体214类似，然而，绝缘体814包括不具有任何安装孔的基座824。
[0071]如上所述，绝缘体814由电绝缘聚合材料(例如，PPS)形成，并使导电的导体210与芯812物理地分隔开。变速器12由导电材料(例如，铝)形成。为了避免由于芯812安装到变速器12而导致的任何电损失，可在第一端816和第二端818中的每个与变速器12之间均设置电绝缘材料(未示出)。
[0072]参照图9，示出了根据一个或更多个实施例的用于支撑变速器12内的电感器组件的结构，该结构总体上由标号900指示。结构900包括形成在变速器12的壁903中的凹入902。电感器组件904由结构900支撑。电感器组件904包括如以上参照图5至图8所描述的实施例的导体210、芯212和绝缘体814。
[0073]电感器组件904的尺寸被设置成能够在凹入902内与壁903接合，以保持芯212呈环形并且将电感器组件904安装到变速器。电感器组件904的尺寸被设置成使得芯212的纵向长度与凹入902的纵向长度对应，以提供过盈配合或者最小的间隙。然而，与以这样的尺寸制造电感器组件904和结构900相关联的成本可能会使得这样的设计成本很高。
[0074]参照图10至图12，示出了根据一个或更多个实施例的用于支撑变速器12内的电感器组件的结构，该结构总体上由标号1000指示。结构1000包括形成在变速器12的壁1003中的凹入1002。如以上参照图9所描述的包括绝缘体814、芯212和导体210的电感器组件904由结构1000支撑。
[0075]结构1000还包括安装到壁1003的第一内表面1008的弹簧(例如，弹簧夹1006)。电感器组件904的尺寸被设置成使得芯的第二端218与弹簧夹1006接合。弹簧夹1006在芯212上施加纵向力，使得芯的第一端216与壁1003的第二内表面1110接合，以保持芯212呈环形并且将电感器组件904安装到变速器。弹簧夹1006沿纵向弹性地变形，以在芯212的纵向长度上补偿公差变化，这与图9中示出的结构900相比，降低了与制造电感器组件904和结构1000相关联的成本。
[0076]参照图11，根据一个或更多个实施例，结构1000包括用于将电感器组件904保持在凹入1002内的第一板1112和第二板1114。板1112、1114被紧固到壁1003的上表面1116，并且分别在芯212的第一端216和第二端218的部分上延伸。
[0077]图12示出了电感器组件904和用于支撑变速器12内的电感器904的结构1000的剖视图。如图12所不,第一内表面1008和第二内表面1110可包括用于与芯212的下表面接合的台阶，以提供额外的支撑。为了避免由于芯212与变速器12之间的接触而导致的任何电损失，在芯212上的任何潜在的接触区域均设置电绝缘材料1118。
[0078]电感器组件904由变速器12内的变速器流体96冷却。热通过导体210和芯212的传导而传递通过绝缘材料1118，然后传递到壁1003。变速器流体96接触壁1003以及导体210和芯212。热从壁1003以及导体210和芯212传递到变速器流体96。
[0079]与图4中描述的被灌封的电感器组件104的热阻相比，从未被灌封的电感器组件904到变速器流体96的热传递路径的热阻低，这是由于去除了热油脂122、灌封混合物118和冷板120的缘故。
[0080]参照图13至图16，示出了根据一个或更多个实施例的用于支撑变速器(图1中示出)内的电感器组件的结构，该结构总体上由标号1300指示。该结构1300包括大体上彼此对称的第一支架1330和第二支架1330’。支架1330、1330’分别包括布置在变速器壁(未示出)上的凸缘1334、1334’。根据一个或更多个实施例，凸缘1334、1334’分别包括孔1336、1336’，所述孔1336、1336’容纳用于将电感器组件904安装到变速器的紧固件(未示出)。
[0081]参照图14至图16，竖直支撑件1338、1338’从凸缘1334、1334’延伸。上表面1340、1340’和中表面1342、1342’从竖直支撑件1338、1338’横向地延伸，以共同形成口 1344、1344’。口 1344、1344’的尺寸分别被设置成容纳芯212的第一端216和第二端218。根据一个或更多个实施例，支架1330、1330’由导电材料(例如，铝铸件)形成。根据一个或更多个实施例，在支架1330、1330’和/或芯212的任何潜在的接触点处涂覆绝缘材料(未示出)。参照图16，一个或更多个孔1346可穿过支架1330、1330’而形成，以有利于变速器流体96流经结构1300。
[0082]参照图17和图18，示出了根据一个或更多个实施例的用于支撑变速器12内的电感器组件的结构，该结构总体上由标号1700指示。结构1700包括用于将电感器组件1704容纳于其中的容器1702。电感器组件1704包括如以上参照电感器组件904所描述的导体210、芯212和绝缘体814。然而，该电感器组件由标号1704指示，以表示它被部分地装入在灌封材料中(“部分地灌封”)。
[0083]容器1702包括基座1706和从基座1706的外周横向地延伸的侧壁1708。基座1706包括多个凸缘1710，穿过所述多个凸缘1710形成有孔1712，以容纳用于将容器1702安装到变速器的紧固件。侧壁1708限定用于容纳电感器组件1704的腔1714。结构1700包括被设置在腔1714内以包绕电感器组件1704的下部的粘合材料，例如，灌封材料1716。在使电感器组件1704的上部暴露以容纳变速器流体96的同时，灌封材料1716将被部分灌封的电感器组件1704固定到容器1702。
[0084]图18示出了被部分灌封的电感器组件1704以及用于支撑变速器12内的电感器组件1704的结构1700的剖视图。被部分灌封的电感器组件1704由变速器12内的变速器流体96冷却。热通过导体210和芯212的传导而传递通过灌封材料1716，然后传递至侧壁1708。变速器流体96与侧壁1708以及芯212和导体210的暴露的上部接触。热从侧壁1708以及导体210和芯212传递到变速器流体96。
[0085]与图4中描述的被完全灌封的电感器组件104的热阻相比，从部分灌封的电感器组件1704到变速器流体96的热传递路径的热阻低，这是由于减少了灌封混合物118的缘故。然而，部分灌封的电感器组件1704的热阻大于未被灌封的电感器组件14、804、904的热阻。与未被灌封的电感器组件14、804、904和结构200、800、900、1300相比，部分灌封的电感器组件1704为芯212提供了额外的支撑。因此，由结构1700支撑的部分灌封的电感器组件1704在热性能和振动性能之间提供了折衷。
[0086]这样的未被灌封的电感器组件14、804、904和部分灌封的电感器组件1704通过使用变速器流体而便于直接冷却导体和芯，从而提供了优于现有的完全灌封的电感器组件(例如，电感器组件104)的优点。变速器12和/或电感器组件14包括用于支撑电感器组件14、804、904、1704的附加结构200、800、900、1300、1700，以补偿减少的灌封材料。
[0087]尽管在上面描述了示例性实施例，但是这些实施例并非意图描述本发明的所有可能的形式。相反地，在本说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可做出各种修改。另外，各种实现的实施例的特征可被组合以形成本发明的进一步的实施例。
【权利要求】
1.一种车辆,包括: 变速器，限定腔室； 电感器组件，安装在腔室内，并包括绝缘体，所述绝缘体具有朝向彼此定位的第一部分和第二部分，所述第一部分和第二部分中的每个部分均具有基座、从基座延伸的支撑件以及从支撑件横向地延伸的线轴，以与另一部分接合，每个线轴均具有用于支撑线圈的外表面以及延伸穿过所述线轴以容纳芯的腔。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述线圈包括暴露的表面区域部分，其中，所述暴露的表面区域部分的至少一部分暴露于腔室内的流体，以冷却线圈。
3.根据权利要求2所述的车辆，其中，基座形成有延伸穿过所述基座的至少一个孔，以容纳用于将电感器组件安装到变速器的紧固件。
4.根据权利要求2所述的车辆，其中，所述芯包括第一端、第二端以及用于使第一端与第二端互相连接的第一支腿和第二支腿，以共同形成环，其中，所述线轴还包括第一线轴和第二线轴，其中，第一线轴和第二线轴中的每个线轴的尺寸均被设置成容纳穿过线轴的第一支腿和第二支腿中的一个。
5.根据权利要求4所述的车辆，其中，第一支腿和第二支腿中的每个还包括多个芯元件，在相邻的芯元件之间设置有绝缘间隔件，以限定气隙。
6.根据权利要求1所述的车辆，其中，变速器还包括壁，在所述壁中形成有凹入，其中，电感器组件设置在所述凹入中。
7.根据权利要求6所述的车辆，其中，所述芯包括穿过所述芯形成的至少两个孔，其中，每个孔的尺寸均被设置成容纳用于将电感器组件安装到变速器的壁的紧固件。
8.根据权利要求6所述的车辆，所述车辆还包括设置在凹入内的弹簧，以与芯的第一端接合并在电感器组件上施加纵向力，其中，芯的与第一端在纵向上相对定位的第二端与凹入内的侧壁接合，使得纵向力将电感器组件保持在凹入内，以将电感器组件安装到变速器。
9.根据权利要求8所述的车辆，所述车辆还包括在凹入上延伸的至少一个板，以将电感器组件保持在凹入内。
10.根据权利要求1所述的车辆，所述车辆还包括第一支架和第二支架，所述第一支架和第二支架中的每个均具有凸缘和从凸缘延伸的支撑件，在所述支撑件中形成有用于容纳芯的一部分的口，以支撑电感器组件，每个凸缘形成有穿过所述凸缘的至少一个孔，以容纳用于将电感器组件安装到变速器的紧固件。
【文档编号】B60K17/12GK104052246SQ201410098754
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年3月17日 优先权日:2013年3月15日
【发明者】贝赫扎得·瓦凡卡, 沙雷斯·斯坎特·柯扎雷卡尔, 沙赫拉姆·萨雷, 布兰登·都彬斯, 文森特·斯卡斯基, 素德·库马尔 申请人:福特全球技术公司