电装置和用于电装置的定子组件的制作方法
【专利摘要】一种电装置和用于电装置的定子组件，所述定子组件包括定子芯部，所述定子芯部限定彼此间隔开的多个槽。定子组件包括多个棒导体，棒导体布置在每个槽中，且设置为呈现第一绕组路径、第二绕组路径和第三绕组路径。第一、第二和第三绕组路径的第一组棒导体构造为，以并联电路布置接收电流。定子组件还包括多根电跳线，其电连接至预定数量的棒导体，使得流动通过第一绕组路径和第三绕组路径的电流的量大体相同，流动通过第二绕组路径的电流的量与流动通过第一和第三绕组路径的电流的量不同。
【专利说明】
电装置和用于电装置的定子组件
技术领域
[0001]本发明涉及一种电装置和用于电装置的定子组件。
【背景技术】
[0002]电动车辆可包括产生扭矩的电机。电机可构造为使用来自车辆的逆变器的AC电压，以产生旋转运动。电机可包括转子和定子，当电机利用AC电压时，转子相对于定子可旋转。定子可包括多个布置在槽中的棒导体，以在并联电路布置中设置绕组路径，其产生通过每个绕组路径的平衡或相等量的电流。当处于平衡布置中，每个绕组路径产生相等的振幅和彼此同相的波形，这可导致共振，所述共振产生声学噪音。此外，平衡的布置可导致定子中的热点，其位置存在用于冷却定子的有限通路。
【发明内容】
[0003]本发明涉及用于电装置的定子组件。定子组件包括定子芯部，其限定彼此间隔开的多个槽。定子组件还包括多个棒导体，棒导体布置在每个槽中，且设置为呈现第一绕组路径、第二绕组路径和第三绕组路径。第一、第二和第三绕组路径的第一组棒导体构造为，以并联电路布置接收电流。定子组件还包括多根电跳线，其电连接至预定数量的棒导体，从而流动通过第一绕组路径和第三绕组路径的电流的量大体相同，流动通过第二绕组路径的电流的量与流动通过第一和第三绕组路径的电流的量不同。
[0004]本发明还涉及一种电装置，其包括壳体和被壳体可旋转地支撑的转子。电装置还包括定子组件，其被壳体支承且相对于壳体固定。定子组件包括定子芯部，其限定彼此间隔开的多个槽。定子组件还包括多个棒导体，棒导体布置在每个槽中，且设置为呈现第一绕组路径、第二绕组路径和第三绕组路径。第一、第二和第三绕组路径的每个的第一组棒导体构造为，以并联电路布置接收电流。定子组件还包括多根电跳线，其电连接至预定数量的棒导体，从而流动通过第一绕组路径和第三绕组路径的电流的量大体相同，流动通过第二绕组路径的电流的量与流动通过第一和第三绕组路径的电流的量不同。
[0005]根据本发明的一个方面，提出一种用于电动装置的定子组件，所述定子组件包括:
[0006]定子芯部，限定彼此间隔开的多个槽；
[0007]多个棒导体，布置在每个槽中，且设置为呈现第一绕组路径、第二绕组路径和第三绕组路径，第一、第二和第三绕组路径的第一组棒导体构造为，以并联电路布置接收电流；和
[0008]多根电跳线，电连接至预定数量的棒导体，使得流动通过第一绕组路径和第三绕组路径的电流的量大体相同，且流动通过第二绕组路径的电流的量与流动通过第一和第三绕组路径的电流的量不同。
[0009]优选地，其中，流动通过第一和第三绕组路径中的每个的电流的量大于流动通过第二绕组路径的电流的量。
[0010]优选地，其中，流动通过第一和第三绕组路径中的每个的电流的量少于流动通过第二绕组路径的电流的量。
[0011 ]优选地，其中流动通过第一绕组路径的电流的量产生第一波形，流动通过第二绕组路径的电流的量产生第二波形，且流动通过第三绕组路径的电流的量产生第三波形;且第一和第三波形大体相同，第二波形与第一和第三波形不同。
[0012]优选地，流动通过第一和第三绕组路径中的每个的电流的量大于流动通过第二绕组路径的电流的量;第一和第三波形的峰值振幅在时间上在第二波形的峰值振幅之前发生，使得第一和第三波形与第二波形不同。
[0013]优选地，由于流动通过第一和第三绕组路径的电流的量大于流动通过第二绕组路径的电流的量，在第一和第三绕组路径中产生的热量大于在第二绕组路径中产生的热量。
[0014]优选地，流动通过第一和第三绕组路径中的每个的电流的量小于流动通过第二绕组路径的电流的量;第一和第三波形的峰值振幅在时间上在第二波形的峰值振幅之后发生，使得第一和第三波形与第二波形不同。
[0015]优选地，定子芯部沿纵向轴线在第一端部和第二端部之间延伸，且定子芯部包括限定沿纵向轴线的孔的内壁，使得内壁与纵向轴线径向地间隔开，并且其中，定子芯部包括与内壁相对的外壁;槽绕纵向轴线彼此径向地间隔开，且每个在定子芯部的第一和第二端部之间延伸;每个槽包括靠近内壁布置的棒导体的内层、靠近外壁布置且与内层间隔开的棒导体的外层，以及布置在内和外层之间的棒导体的中间层;且第一根电跳线连接内和外层，以形成第一绕组路径，第二根电跳线连接内和外层，以形成第三绕组路径，第三根电跳线连接中间层，以形成第二绕组路径。
[0016]优选地，每个槽的内层包括第一层和第二层;每个槽的中间层包括第三层和第四层，每个槽的外层包括第五层和第六层;第一、第二、第三、第四、第五和第六层从内壁向外到外壁成排布置，使得第一层靠近内壁布置，第六层靠近外壁设置。
[0017]优选地，其中:
[0018]第一根电跳线固定到其中一个槽的第一层的棒导体，且该第一根电跳线固定到另一槽的第六层的棒导体，以跨接内和外层之间的电流;和
[0019]第二根电跳线固定到使第一根电跳线固定到第六层的棒导体的同一槽中的第二层的棒导体，第二根电跳线固定到使第一根电跳线固定到第一层的棒导体的同一槽中的第五层的棒导体，以跨接内和外层之间的电流。
[0020]优选地，其中，第三根电跳线固定到使第一根电跳线固定到第六层的棒导体的同一槽中的第四层的棒导体，第三根电跳线固定到使第一根电跳线固定到第一层的棒导体的同一槽中的第三层的棒导体。
[0021]优选地，组件还包括连接支撑结构，其具有附连至其的第一根电跳线和第二根电跳线，第三根电跳线与连接支撑结构分开。
[0022]优选地，组件还包括多个第一定子连接器，其附连到连接支撑结构且每个第一定子连接器附连到相应的第一组棒导体，以将电流分流到用于第一、第二和第三绕组路径的并联电路布置中，并且其中，一个第一定子连接器分流U相中的电流，另一第一定子连接器分流V相中的电流，又一第一定子连接器分流W相中的电流。
[0023]本发明还提出一种电装置，包括:
[0024]壳体；
[0025]转子，被壳体可旋转地支撑；
[0026]定子组件，被壳体支承且相对于壳体固定，定子组件包括:
[0027]定子芯部，限定彼此间隔开的多个槽；
[0028]多个棒导体，布置在每个槽中，且设置为呈现第一绕组路径、第二绕组路径和第三绕组路径，第一、第二和第三绕组路径的第一组棒导体构造为，以并联电路布置接收电流；和
[0029]多根电跳线，电连接至预定数量的棒导体，使得流动通过第一绕组路径和第三绕组路径的电流的量大体相同，且流动通过第二绕组路径的电流的量与流动通过第一和第三绕组路径的电流的量不同。
[0030]优选地，流动通过第一和第三绕组路径中的每个的电流的量大于流动通过第二绕组路径的电流的量。
[0031 ]优选地，流动通过第一和第三绕组路径中的每个的电流的量少于流动通过第二绕组路径的电流的量。
[0032]优选地，流动通过第一绕组路径的电流的量产生第一波形，流动通过第二绕组路径的电流的量产生第二波形，且流动通过第三绕组路径的电流的量产生第三波形;第一和第三波形大体相同，第二波形与第一和第三波形不同。
[0033]优选地，流动通过第一和第三绕组路径每个的电流的量大于流动通过第二绕组路径的电流的量;第一和第三波形的峰值振幅在时间上在第二波形的峰值振幅之前发生，使得第一和第三波形与第二波形不同。
[0034]优选地，流动通过第一和第三绕组路径中的每个的电流的量小于流动通过第二绕组路径的电流的量;第一和第三波形的峰值振幅在时间上在第二波形的峰值振幅之后发生，使得第一和第三波形与第二波形不同。
[0035]详细描述和附图或视图支持和描述本发明，但是本发明的范围仅由权利要求限定。尽管已详细描述了用于执行权利要求的最佳模式和其他实施例，存在各种替换设计和实施例，用于实践限定在所附权利要求中的本发明。
【附图说明】
[0036]图1是电装置的示意平面视图；
[0037]图2是定子组件和转子的示意性局部分解透视图；
[0038]图3是与定子芯部相适的连接支撑结构的示意性分解透视图；
[0039]图4是限定多个槽的定子芯部的局部端视图；
[0040]图5是图2和图3的定子组件的示意顶视图；
[0041]图6是与第二波形不同相的第一波形和第三波形的一个实施例的示意图；
[0042]图7是与第二波形不同相的第一波形和第三波形的一个实施例的示意图；
[0043]图8是用于U相的多个绕组路径的一个实施例的示意布线图；
[0044]图9是用于U相的多个绕组路径的另一个实施例的示意布线图。
【具体实施方式】
[0045]具有本领域常规技术的人将认识到，诸如“之上”、“之下”、“向上”、“上”、“向下”、“下”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“后”、“前”等的术语用来描述附图，以辅助读者理解本发明，且在位置、取向、用途方面不产生对所附权利要求所限定的披露内容或范围的限制。此夕卜，术语“大体”可表示条件、质量、值或尺寸等的略微不准确或略微变化，其一些在制造变化或容差范围内。
[0046]参考附图，其中，相同的附图标记在几幅图中指向相同或相应的部件，电动车辆10和用于电动车辆10的定子组件12大体在图1中示出。因此，电装置10可包括定子组件12。
[0047]电装置10可用在车辆中。车辆可以是乘客舱车辆或商用车辆。例如，车辆可以电池电动车辆、混合动力电动车辆(包括插入式混合动力电动车辆、增程式电动车辆)，或任何其他适当车辆。
[0048]电装置10可包括，但不限于，电马达、牵引马达或其他类似的装置。例如，电装置10可以是永磁体马达、感应马达、同步马达等。电装置10可包括任何装置，其被构造为通过例如将电能转换为旋转运动而产生电机扭矩。电装置10可构造为从电源(诸如电池阵列)接收电能。电源可构造为存储和输出电能。
[0049]车辆可包括逆变器，用于将来自电池阵列的直流(DC)电压转换为交流(AC)电压。电装置10可构造为使用来自逆变器的AC电压而产生旋转运动。电装置10可还构造为，当被提供有机械能(诸如发动机的机械能(扭矩))时，产生电能。
[0050]参考图1，电装置10可包括壳体14。壳体14可由任何适当材料制成，包括但不限于铝，且可包括适于容纳电装置10的内部部件的任何适当的尺寸、形状和/或构造，所述部件中的一些将在以下描述。例如，定子组件12被壳体14支撑。特别地，定子组件12相对于壳体14是固定的。换句话说，定子组件12相对于壳体14是静止的。
[0051]参考图1和2，电装置10还包括被壳体14可旋转地支撑的转子16。转子16绕纵向轴线18相对于定子组件12可旋转。转子16可例如包括绕组或永磁体，其与定子组件12的极(pole)协作，以产生转子16相对于定子组件12的旋转。转子16可以是内部永磁体、表面永磁体、感应、同步、磁阻或单独激励/绕场(wound-f ield)转子。转子16在图1和2中示意性地示出，仅用于阐释目的。
[0052]参考图3和4，定子组件12还包括定子芯部20，其限定彼此间隔开的多个槽22(见图4)。定子组件12还包括多个棒导体24(见图2、3和5)，棒导体布置在每个槽22中，且设置为呈现第一绕组路径、第二绕组路径和第三绕组路径。第一、第二和第三绕组路径的第一组棒导体24a构造为，以并联电路布置接收电流。因此，进入第一、第二和第三绕组路径的电流处于并联电路中，而不是串联电路布置。换句话说，相同的电压电势进入第一、第二和第三绕组路径。第一、第二和第三绕组路径的第一组棒导体24a的位置对于在此讨论的两个实施例不同。电装置10可响应从逆变器施加到绕组路径的电压而操作，其在绕组路径中形成产生扭矩的电流，这导致转子16旋转。棒导体24有时称为发夹型(hairpin)导体，且可大体为矩形横截面。
[0053]参考图2，定子芯部20沿纵向轴线18在第一端部32和第二端部34之间延伸。槽22绕纵向轴线18径向地彼此间隔开，且每个在定子芯部20的第一和第二端部32、34之间延伸。因此，槽22可沿纵向轴线18纵向地延伸。在一些实施例中，存在限定在定子芯部20中的正好七十二个槽22，定子芯部20限定八个极。
[0054]如图2最佳地所示，定子芯部20可包括限定沿纵向轴线18的孔38的内壁36，从而内壁36与纵向轴线18径向地间隔开。转子16布置在定子芯部20的孔38中，且当电流行进通过定子芯部20时相对于定子芯部20的内壁36可旋转。此外，槽22可与内壁36相交。
[0055]转向图5，定子芯部20可还包括与内壁36相对的外壁40。因此，内壁36和外壁40横向于纵向轴线18彼此间隔开。这样，内壁36限定内直径，外壁40限定比内直径大的外直径。定子芯部20的直径从内壁36向外到外壁40尺寸增加。
[0056]继续图5，每个槽22可包括邻近内壁36布置的棒导体24的内层42，邻近外壁40布置且与内层42间隔开的、棒导体24的外层44 ο此外，每个槽22可包括布置在内和外层42、44之间的、棒导体24的中间层46。
[0057]对于图6和8的实施例，大体地，内和外层42、44的一些棒导体24的组合与第一和第三绕组路径相关，中间层46的一些棒导体24与第二绕组路径相关。此外，对于图6和8的实施例，电流通过内层42进入第一绕组路径，电流通过中间层46进入第二绕组路径，电流通过外层44进入第三绕组路径。如将在以下进一步讨论的，对于图7和9的实施例，大体地，内、外和中间层42、44、46的一些棒导体24的组合与第一和第三绕组路径相关，内和中间层42、44的一些棒导体24的组合与第二绕组路径相关。此外，对于图7和9的实施例，电流通过外层44进入第一和第三绕组路径，电流通过中间层46进入第二绕组路径。
[0058]大体上，行进通过内层42的电流靠近内壁36的内直径，以具有第一行进距离，且在内层42中产生第一磁通。另外，行进通过在内和外壁36、40之间间隔开的中间层46的电流具有比第一行进距离大的第二行进距离，且在中间层46中产生与第一磁通不同的第二磁通。此外，行进通过在外层44的电流靠近外壁40的外直径，以具有比第一行进距离和第二行进距离大的第三行进距离，且在外层44中产生与第一和第二磁通不同的第三磁通。因此，当电流(诸如交流电流)流动通过靠近内壁36的内层42且以比中层和外层46、44小的直径绕定子芯部20行进时，电流行进的距离小于外层44的电流行进的距离，这是因为外层44靠近外壁40且处于较大直径。这样，交流电流在内层42中经历的电感与外和中层44、46中的电感不同。因此，绕定子芯部20的电流行进的不同距离和内、外和中间层42、44、46的不同电感产生了层42、44、46的阻抗的差异。但是，通过各个层42、44、46的各个棒导体24的连接(如在以下描述的)，阻抗差异可被减小或最小化。
[0059]参考图4，每个槽22的内层42可包括第一层48和第二层50。每个槽22的中间层46可包括第三层52和第四层54。每个槽22的外层44可包括第五层56和第六层58。第一、第二、第三、第四、第五和第六层48、50、52、54、56、58从内壁36向外到外壁40成排设置，从而第一层48靠近内壁36布置，第六层58靠近外壁40布置。因此，每个槽22包括六个层48、50、52、54、56、58。定子组件12可包括布置在每个槽22的每个棒导体24之间的绝缘体，以防止在同一槽22中的层48、50、52、54、56、58的棒导体24之间的不期望的电连接，8卩，以防止短路。
[0060]如图2、3、8和9最佳地所示，定子组件12还包括多根电跳线60，其电连接至预定数量的棒导体24，从而流动通过第一绕组路径和第三绕组路径的电流的量大体相同。换句话说，流动通过第一和第三绕组路径的电流的量大体平衡，即大体相同的量(还如图6和7所见)。继续图6和7，流动通过第二绕组路径的电流的量与流动通过第一和第三绕组路径的电流的量不同。因此，定子芯部20的布置局部不平衡，因为流动通过第二绕组路径的电流的量与第一和第三绕组路径不同。图6和7的图表对电流将单位标记为安培(A)，而将时间单位标记为毫秒(ms)。
[0061]在一些实施例中，参考图6，流动通过第一和第三绕组路径每个的电流的量大于流动通过第二绕组路径的电流的量。因此，流动通过内和外层42、44的电流的量大于流动通过中间层46的电流的量。因为电跳线60将该实施例的内和外层42、44的一些棒导体24电连接，所以内和外层42、44的磁通大体相同，即大体平衡，这还大体平衡这些层42、44的阻抗。在第一和第三绕组路径中产生的热大于在第二绕组路径中产生的热，这是由于流动通过第一和第三绕组路径的电流的量大于流动通过第二绕组路径的电流的量。因此，在该实施例的内和外层42、44中产生的热比中间层46多，这是由于更多量的电流流动通过那些层42、44，但内和外层42、44容易被冷却，因为内层42的位置邻近内壁36且外层44邻近外壁40。因此，填充有冷却剂流体的冷却管线可靠近内壁36和外壁40布置，以冷却该实施例的内和外层42、44。因为中间层46自然地比内和外层42、44更凉，所以可使热点最小化。这样，产生图6的波形62、64、66的、定子组件12的布置一一如以下详细讨论一一具有改进的热性能。
[0062]在其他实施例中，参考图7，流动通过第一和第三绕组路径每个的电流的量少于流动通过第二绕组路径的电流的量。因此，流动通过产生第一和第三绕组路径的内、外和中间层42、44、46的电流量少于流动通过产生第二绕组路径的内和中间层42、46的电流量。由于电跳线60将内、外和中间层42、44、46的一些棒导体24电连接以产生该实施例的第一和第三绕组路径，因此第一和第三绕组路径的内、外和中间层42、44、46的磁通大体相同，S卩，大体平衡，其还大体平衡第一和第三绕组路径的这些层42、44、46的阻抗。
[0063]参考图6和7，流动通过第一绕组路径的电流的量产生第一波形62，流动通过第二绕组路径的电流的量产生第二波形64，流动通过第三绕组路径的电流的量产生第三波形66。如图6和7所不，第一和第三波形62、66大体相同，第二波形64与第一和第三波形62、66不同。这样，流动通过第二绕组路径的电流的第二波形64具有与流动通过第一和第三绕组路径的电流的第一和第三波形62、66的相移(phase shift)。通过产生相移，声学噪音被最小化，因为波形62、64、66的频率散开。图6和7所示的波形62、64、66仅是阐释性的，波形62、64、66可具有与所示相比的小变化。
[0064]如图6以上所讨论，流动通过第一和第三绕组路径每个的电流的量大于流动通过第二绕组路径的电流的量。如图6所示，第一和第三波形62、66的峰值振幅68在时间上于第二波形64的峰值振幅70之前发生，从而第一和第三波形62、66与第二波形64不同。
[0065]流动通过图6的第二绕组路径的电流的峰值振幅70小于流动通过其他绕组路径的电流的峰值振幅68，这产生部分不平衡的绕组。此外，流动通过图6的第二绕组路径的电流的峰值振幅70与流动通过第一和第三绕组路径的电流的峰值振幅68不同相，如上所述，这最小化声学噪音。换句话说，如图6所示，流动通过第二绕组路径的电流的峰值振幅70和流动通过第一和第三绕组路径的电流的峰值振幅68之间存在相移。
[0066]还如以上针对图7所讨论的，流动通过第一和第三绕组路径每个的电流的量少于流动通过第二绕组路径的电流的量。因此，如图7所示，第一和第三波形62、66的峰值振幅72在时间上在第二波形64的峰值振幅74之后发生，从而第一和第三波形62、66与第二波形64不同。流动通过图7的第二绕组路径的电流的量大于流动通过其他绕组路径的电流的量，这产生部分不平衡的绕组。此外，流动通过图7的第二绕组路径的电流的峰值振幅74与流动通过第一和第三绕组路径的电流的峰值振幅72不同相，如上所述，这最小化声学噪音。换句话说，如图7所示，流动通过第二绕组路径的电流的峰值振幅74和流动通过第一和第三绕组路径的电流的峰值振幅72之间存在相移。
[0067]回到电跳线60，如图3、8和9最佳地可见，示出多根电跳线60，它们附连到一些棒导体24，以产生流动通过第一和第三绕组路径的相同量的电流以及流动通过第二绕组路径的不同电流。第一、第二和第三绕组路径产生三相电装置10，其具有U相76、V相78和W相80。因此，U相76中的电流分流到第一、第二和第三绕组路径中，电跳线60连接至一些层42、44、46的一些棒导体24，从而U相76中的电流以特定布置绕定子芯部20行进。类似地，V相78中的电流分流到第一、第二和第三绕组路径中，其他电跳线60连接至一些层42、44、46的一些棒导体24，从而V相78中的电流以特定布置绕定子芯部20行进。此外，W相80中的电流分流到第一、第二和第三绕组路径中，另外的电跳线60连接至一些层42、44、46的一些棒导体23，从而W相80中的电流以特定布置绕定子芯部20行进。
[0068]参考图8和9，用于U相76的两个绕组布局的示意图被示出。图8的绕组布局对应于图6中产生的波形62、64、66，图9的绕组布局对应于图7中产生的波形62、64、66。用于￥相78和W相80的绕组布局类似于这些各绕组布局的U相76，电跳线60移入到不同槽22中，因此，没有示出绕组布局。转子16的基本结构、具有布置在层42、44、46中的棒导体24的定子芯部20、和定子芯部20的槽22(如上所述)对于图8和9二者相同，图8和9之间的差异在于电跳线60的具体连接位置。
[0069]图8和9的图示出了对于定子芯部20的七十二个槽22的每个的第一至第六层48、50、52、54、56、58。图8和9还示出每个棒导体24跨过多少槽22。换句话说，每个棒导体24跨过预定数量的槽22，如图8和9所示，且所有棒导体24可以是相同跨度的。另外，图8和9示出起始连接部82，在其中来自逆变器的电流进入第一组棒导体24a，且然后绕定子芯部20行进；还示出端部连接部84，在中电流离开第二组棒导体24b并离开定子芯部20。因此，对于两个实施例，电流以并联电路布置通过第一组棒导体24a进入定子芯部20，且电流通过第二组棒导体24b离开定子芯部20。
[0070]对于图8的电跳线60的布置一一其将在以下详细讨论一一将一些数量的棒导体24连接到一起，从而流动通过内和外层42、44的电流的量大体相同，而流动通过中间层46的电流的量与流动通过内和外层42、44的电流的量不同。因此，对于图8，各电跳线60电连接至预定数量的棒导体24，从而流动通过第一绕组路径和第三绕组路径的电流的量大体相同，流动通过第二绕组路径的电流的量与流动通过第一和第三绕组路径的电流的量不同。以下对于8所述的电跳线60的布置仅是阐释性的，且其他布置是可行的。
[0071]参考图8，第一根电跳线86固定到其中一个槽22的第一层48的棒导体24。另外，第一根电跳线86固定到另一槽22的第六层58的棒导体24，以跨接(cross)内和外层42、44之间的电流。具体地，如图8所示，第一根电跳线86的一个端部固定到第二十一槽22的第一层48的棒导体24，第一根电跳线86的另一个端部固定到第十槽22的第六层58的棒导体24。第一根电跳线86连接内和外层42、44，以形成第一绕组路径。
[0072]继续图8，第二根电跳线88固定到使第一根电跳线86固定到第六层58的棒导体24的同一槽22中的第二层50的棒导体24。另外，第二根电跳线88固定到使第一根电跳线86固定到第一层48的棒导体24的同一槽22中的第五层56的棒导体24，以跨接内和外层42、44之间的电流。具体地，如图8所示，第二根电跳线88的一个端部固定到第十槽22的第二层50的棒导体24，第二根电跳线88的另一端部固定到第二十一槽22的第五层56的棒导体24。第二根电跳线88连接内和外层42、44，以形成第三绕组路径。
[0073]再次继续图8，第三根电跳线90固定到使第一根电跳线86固定到第六层58的棒导体24的同一槽22中的第四层54的棒导体24。另外，第三根电跳线90固定到使第一根电跳线86固定到第一层48的棒导体24的同一槽22中的第三层52的棒导体24。因此，第三根电跳线90保持中间层46中的电流。具体地，如图8所示，第三根电跳线90的一个端部固定到第十槽22的第四层54的棒导体24，第三根电跳线90的另一端部固定到第二 ^^一槽22中的第三层52的棒导体24。第三根电跳线90连接中间层46，以形成第二绕组路径。
[0074]图3示出了第一、第二和第三根电跳线86、88、90，它们在绕定子芯部20的不同槽22位置复制(duplicated twice)，如图3所示。因此定子组件12可还包括第四根电跳线92、第五根电跳线94、第六根电跳线96、第七根电跳线98、第八根电跳线100和第九根电跳线102。第四和第五根电跳线92、94跨接内和外层42、44之间的电流。类似地，第七和第八根电跳线98、100跨接内和外层42、44之间的电流。第六和第九根电跳线96、102保持中间层46中的电流。因此，图2、3、5和8的电跳线60的位置对应于相同实施例。
[0075]如上对于图8所述的用于U相76的电跳线60的布置对于V相78重复，所有槽22数增加120电角度。对于与图8相适的七十二个槽22、八极实施例，120电角度等于增加六个槽22。因此，V相78使用的第四、第五和第六根电跳线92、94、96的位置移位六个槽22。另外，如上对于图8所述的用于U相76的电跳线60的布置对于W相80重复，所有槽22数增加240电角度。对于与图8相适的七十二个槽22、八极实施例，240电角度等于增加十二个槽22。因此，W相80使用的第七、第八和第九根电跳线98、100、102的位置移位十二个槽22。
[0076]三组三根电跳线86、88、90、92、94、96、98、100、102可用于分别在1]相76、￥相78和￥相80中引导流动通过第一、第二和第三绕组路径的电流。例如，第一、第二和第三根电跳线86、88、90绕定子芯部20定位，以在U相76中引导流动通过第一、第二和第三绕组路径的电流。类似地，第四、第五和第六根电跳线92、94、96绕定子芯部20定位，以在V相78中引导流动通过第一、第二和第三绕组路径的电流。此外，第七、第八和第九根电跳线98、100、102绕定子芯部20定位，以在W相80中引导流动通过第一、第二和第三绕组路径的电流。应意识到，三根电跳线60的组可与上述不同设置，U、V和W相76、78、80可与上述不同设置，且这是一个适当的例子。
[0077]转到图9，示出了用于U相76的电跳线60的另外的设置。如以下详细讨论的，该实施例的电跳线60的布置将一些数量的棒导体24连接到一起，从而流动通过第一和第三绕组路径的内、外和中间层42、44、46的电流的量大体相同，而流动通过第二绕组路径的内和中间层42、46的电流的量与流动通过第一和第三绕组路径的电流的量不同。因此，对于图9，各电跳线60电连接至预定数量的棒导体24，从而流动通过第一绕组路径和第三绕组路径的电流的量大体相同，流动通过第二绕组路径的电流的量与流动通过第一和第三绕组路径的电流的量不同。以下对于9所述的电跳线60的布置仅是阐释性的，且其他布置是可行的。如上所述，第一、第二和第三绕组路径产生三相电装置10，其具有U相76、V相78和W相80。
[0078]参考图9，第一根电跳线104固定到其中一个槽22的第六层58的棒导体24。另外，第一根电跳线104固定到另一槽22的第四层54的棒导体24，以跨接内和外层44、46之间的电流。具体地，如图9所示，第一根电跳线104的一个端部固定到第十槽22的第六层58的棒导体24，第一根电跳线104的另一个端部固定到第二十一槽22的第四层54的棒导体24。
[0079]继续参考图9，第二根电跳线106固定到与第一根电跳线104不同的槽22中的第四层54的棒导体24。另外，第二根电跳线106固定到与第一根电跳线104不同的槽22中的第二层50的棒导体24，以跨接内和中间层42、46之间的电流。具体地，如图9所示，第二根电跳线106的一个端部固定到第十二槽22的第四层54的棒导体24，第二根电跳线106的另一端部固定到第二十槽22的第二层56的棒导体24。第一和第二根电跳线104、106分别连接外层44和中间层46，并连接内层42和中间层46，以形成第一绕组路径。
[0080]再次继续图9，第三根电跳线108固定到与第一根电跳线104和第二根电跳线106不同的槽22中的第三层52的棒导体24。另外，第三根电跳线108固定到与第一根电跳线104和第二根电跳线106不同的槽22中的第五层56的棒导体24，以跨接外和中间层44、46之间的电流。具体地，如图9所示，第三根电跳线108的一个端部固定到第十九槽22的第三层52的棒导体24，第三根电跳线108的另一端部固定到第二十八槽22的第五层56的棒导体24。
[0081]再次继续参考图9，第四根电跳线110固定到与第一根电跳线104的一个端部相同的槽22中的第一层48的棒导体24。另外，第四根电跳线110固定到与第三根电跳线108的一个端部相同的槽22中的第三层52的棒导体24，以跨接内和中间层42、46之间的电流。具体地，如图9所示，第四根电跳线110的一个端部固定到第二十一槽22的第一层48的棒导体24，第四根电跳线110的另一端部固定到第二十八槽22的第三层52的棒导体24。第三和第四根电跳线108、110分别连接外层44和中间层46，并连接内层42和中间层46，以形成第三绕组路径。
[0082]再次继续参考图9，第五根电跳线112固定到与第一、第二、第三和第四根电跳线104、106、108、110不同的槽22中的第二层50的棒导体24。另外，第五根电跳线112固定到与第一、第二、第三和第四根电跳线104、106、108、110不同的槽22中的第四层54的棒导体24，以跨接内和中间层42、46之间的电流。具体地，如图9所示，第五根电跳线112的一个端部固定到第三十槽22的第二层50的棒导体24，第五根电跳线112的另一端部固定到第三十八槽22的第四层52的棒导体24。
[0083]再次继续参考图9，第六根电跳线114固定到与第一、第二、第三、第四和第五根电跳线104、106、108、110、112不同的槽22中的第一层48的棒导体24。另外，第六根电跳线114固定到与第一、第二、第三、第四和第五根电跳线104、106、108、110、112不同的槽22中的第三层52的棒导体24，以跨接内和中间层42、46之间的电流。具体地，如图9所示，第六根电跳线114的一个端部固定到第三十七槽22的第一层48的棒导体24，第六根电跳线114的另一端部固定到第四十七槽22的第三层52的棒导体24。
[0084]再次继续参考图9，第七根电跳线116固定到与第一、第二、第三、第四、第五和第六根电跳线104、106、108、110、112、114不同的槽22中的第二层50的棒导体24。另外，第七根电跳线116固定到与第一、第二、第三、第四、第五和第六根电跳线104、106、108、110、112、114不同的槽22中的第一层48的棒导体24，以保持内层42中的电流。具体地，如图9所示，第七根电跳线116的一个端部固定到第三十九槽22的第二层50的棒导体24，第七根电跳线116的另一端部固定到第四十六槽22的第一层48的棒导体24。第五和第六根电跳线112、114 二者连接中间层46和内层42，第七根电跳线116与内层116连接，以形成第二绕组路径。
[0085]对于图9的实施例也是，第一至第七根电跳线104、106、108、110、112、114、116在绕定子芯部20的不同槽22位置复制。因此，定子组件12可还包括第八根电跳线、第九根电跳线、第十根电跳线、第十一根电跳线、第十二根电跳线、第十三根电跳线、第十四根电跳线、第十五根电跳线、第十六根电跳线、第十七根电跳线、第十八根电跳线、第十九根电跳线、第二十根电跳线和第二 i^一根电跳线。
[0086]如上对于图9所述的用于U相76的电跳线60的布置对于V相78重复，所有槽22数增加120电角度。对于与图9相适的七十二个槽22、八极实施例，120电角度等于增加六个槽22。因此，V相78使用的第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三和第十四根电跳线的位置移位六个槽22。另外，如上对于图9所述的用于U相76的电跳线60的布置对于W相80重复，所有槽22数增加240电角度。对于与图9相适的七十二个槽22、八极实施例，240电角度等于增加十二个槽22。因此，W相80使用的第十五、第十六、第十七、第十八、第十九、第二十和第二十一根电跳线的位置移位十二个槽22。
[0087]三组三根电跳线60可用于分别在U相76、V相78和W相80中引导流动通过第一、第二和第三绕组路径的电流。例如，第一至第七根电跳线104、106、108、110、112、114、116绕定子芯部20定位，以在U相76中引导流动通过第一、第二和第三绕组路径的电流。类似地，第八至第十四根电跳线绕定子芯部20定位，以在V相78中引导流动通过第一、第二和第三绕组路径的电流。此外，第十五至第二十一根电跳线绕定子芯部20定位，以在W相80中引导流动通过第一、第二和第三绕组路径的电流。应意识到，三根电跳线60的组可与上述不同设置，U、V和W相76、78、80可与上述不同设置，且这是一个适当的例子。
[0088]定子组件12可还包括连接支撑结构118(见图2、3和5)，其可支撑各根电跳线60。例如，连接支撑结构118具有附连至其的第一根电跳线86和第二根电跳线88。第三根电跳线90与连接支撑结构118分开。换句话说，第三根电跳线90没有附连至连接支撑结构118。换句话说，第三根电跳线90独立于连接支撑结构118(见图2和3)从一个棒导体24跨到另一棒导体24。因此，如图2所示，当连接支撑结构118与定子芯部20间隔开，第三根电跳线90将保持联接至定子芯部20。类似地，第四和第五根电跳线92、94附连至连接支撑结构118，而第六根电跳线96与连接支撑结构118分开。因此，第六根电跳线96独立于连接支撑结构118(见图2和3)从一个棒导体24跨到另一棒导体24。此外，第七和第八根电跳线98、100附连至连接支撑结构118，而第九根电跳线102与连接支撑结构118分开。这样，第九根电跳线102独立于连接支撑结构118(见图2和3)从一个棒导体24跨到另一棒导体24。
[0089]连接支撑结构118可包括多个端子120，其可将电流传入和传出定子芯部20。换句话说，端子120可将电流引导到棒导体24中并通过定子芯部20，且将电流离开定子芯部20和引导回到棒导体24。端子120可与逆变器电连通。
[0090]定子组件12可还包括多个第一定子连接器122(见图2和3)，一个或多个端子120电连接至第一定子连接器122，以将电流引导或传递到定子芯部20中。第一定子连接器122附连到连接支撑结构118，且每个第一定子连接器122附连到相应第一组棒导体24a，以将电流分流到用于第一、第二和第三绕组路径的并联电路布置中。因此，通过起始连接部82进入定子芯部20的电流可通过第一定子连接器122。一个第一定子连接器122分流U相76中的电流，另一第一定子连接器122分流V相78中的电流，另一第一定子连接器122分流W相80中的电流。因此，U相76中的电流通过一个第一定子连接器122进入定子芯部20的相应绕组路径的第一组棒导体24a，V相78中的电流通过另一个第一定子连接器122进入定子芯部20的相应绕组路径的另一第一组棒导体24a，W相80中的电流通过又一个第一定子连接器122进入定子芯部20的相应绕组路径的又一第一组棒导体24a。
[0091]如图3最佳地所示，每个第一定子连接器122可包括入口 124，以从一个或多个端子120接收电流。另外，每个第一定子连接器122可包括多个第一叉126，以将电流在第一、第二和第三绕组路径的第一组棒导体24a中分流。每个第一定子连接器122的一个第一叉126附连到第一绕组路径中的相应棒导体24，每个第一定子连接器122的另一个第一叉126附连到第二绕组路径中的相应棒导体24，每个第一定子连接器122的又一个第一叉126附连到第三绕组路径中的相应棒导体24。第一定子连接器122可电连接到任何适当棒导体24，且附图示出一个适当的布置。
[0092]定子组件12可还包括多个第二定子连接器128(见图2和3)，一个或多个端子120电连接至第二定子连接器128，以将电流从定子芯部20引导或传递。第二定子连接器128附连到连接支撑结构，每个第二定子连接器128附连到相应第二组棒导体24b，以将已经在第一、第二和第三绕组路径的每个中分流的电流重新汇集到一个相应的出口 130，以将电流从定子芯部20引导出来。因此，通过端部连接部84从定子芯部20出来的电流可通过第二定子连接器128。一个第二定子连接器128重新汇集U相76中的电流，另一第二定子连接器128重新汇集V相78中的电流，又一第二定子连接器128重新汇集W相80中的电流。因此，U相76中的电流通过一个第二定子连接器128离开定子芯部20的相应绕组路径的一个第二组棒导体24b，V相78中的电流通过另一个第二定子连接器128离开定子芯部20的相应绕组路径的另一第二组棒导体24b，W相80中的电流通过又一第二定子连接器128离开定子芯部20的相应绕组路径的又一第二组棒导体24b。
[0093]如图3最佳地所示，每个第二定子连接器128可包括出口 130，以将电流从定子芯部20传递或引导出来。另外，每个第二定子连接器128可包括多个第二叉132，其重新汇集分流到第一、第二和第三绕组路径的第二组棒导体24b中的电流。每个第二定子连接器128的一个第二叉132附连到第一绕组路径中的相应棒导体24，每个第二定子连接器128的另一第二叉132附连到第二绕组路径中的相应棒导体24，每个第二定子连接器128的又一个第二叉132附连到第三绕组路径中的相应棒导体24。第二定子连接器128可电连接到任何适当棒导体24，且附图示出一个适当的布置。
[0094]连接支撑结构118可还包括输出棒134，第二定子连接器128以间隔关系附连到输出棒134。具体地，每个第二定子连接器128的出口 130附连到输出棒134。输出棒134电连接所有第二定子连接器128，以形成Y形连接。输出棒134还电连接至一个或多个端子120。输出棒134可还称为中性棒。
[0095]各电跳线60可彼此交叉(见图3和5)。交叉的这些电跳线60的至少一个可包括布置在其之间的绝缘体136(如图3最佳地显示)，以防止其之间不期望的电连接，S卩，防止短路。例如，第一和第二根电跳线86、88彼此交叉(见图5)，且因此，第一和/或第二根电跳线86、88可在其之间包括绝缘体136。类似地，第四和第五根电跳线92、94彼此交叉(见图5)，且因此，第四和/或第五根电跳线92、94可在其之间包括绝缘体136。例如，第七和第八根电跳线98、100彼此交叉(见图5)，且因此，第七和/或第八根电跳线98、100可在其之间包括绝缘体136。另外或替换地，彼此交叉的电跳线60可构造为使得，电跳线60彼此间隔开，而没有利用绝缘体 136 0
[0096]如上所述，连接支撑结构118支撑第一和第二定子连接器122、128、端子120、输出棒134和一些电跳线60，这些部件预先组装到连接支撑结构118。因此，在定子组件12的组装期间，连接支撑结构118可适当地布置在定子芯部20上，在那里定位有相应棒导体24连接部。当连接支撑结构118定位在定子芯部20上时，则连接部被焊接到一起。例如，每个第一叉126可被焊接到相应的棒导体24，每个第二叉132可被焊接到相应的棒导体24，电跳线可被焊接到相应的棒导体24，等。此外，出口 130可焊接到输出棒134。连接支撑结构118提供了一种快速的连接，来代替必须将每个电跳线60/第一和第二定子连接器122、128单独定位。因此，连接支撑结构118可辅助高效地组装定子组件12。应意识到，图9的实施例可以可选地在期望位置利用连接支撑结构118和/或第一和第二定子连接器122、128，以适应该实施例。
[0097]尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。此外，在本说明书中提过的各实施例的特征或附图中所示的实施例不是必须被理解为独立于彼此的实施例。而可以的是，实施例的其中一个例子中的每个特征都可与来自其他实施例的其他期望特征的一个或多个组合，导致没有用文字描述或参考附图的其他实施例。相应地，这样的其他实施例落入所附权利要求的范围的框架中。
【主权项】
1.一种用于电动装置的定子组件，所述定子组件包括: 定子芯部，限定彼此间隔开的多个槽； 多个棒导体，布置在每个槽中，且设置为呈现第一绕组路径、第二绕组路径和第三绕组路径，第一、第二和第三绕组路径的第一组棒导体构造为，以并联电路布置接收电流;和多根电跳线，电连接至预定数量的棒导体，使得流动通过第一绕组路径和第三绕组路径的电流的量大体相同，且流动通过第二绕组路径的电流的量与流动通过第一和第三绕组路径的电流的量不同。2.如权利要求1所述的组件，其中: 流动通过第一绕组路径的电流的量产生第一波形，流动通过第二绕组路径的电流的量产生第二波形，且流动通过第三绕组路径的电流的量产生第三波形;和第一和第三波形大体相同，第二波形与第一和第三波形不同。3.如权利要求2所述的组件，其中: 流动通过第一和第三绕组路径中的每个的电流的量大于流动通过第二绕组路径的电流的量;和 第一和第三波形的峰值振幅在时间上在第二波形的峰值振幅之前发生，使得第一和第三波形与第二波形不同。4.如权利要求3所述的组件，其中，由于流动通过第一和第三绕组路径的电流的量大于流动通过第二绕组路径的电流的量，在第一和第三绕组路径中产生的热量大于在第二绕组路径中产生的热量。5.如权利要求2所述的组件，其中: 流动通过第一和第三绕组路径中的每个的电流的量小于流动通过第二绕组路径的电流的量;和 第一和第三波形的峰值振幅在时间上在第二波形的峰值振幅之后发生，使得第一和第三波形与第二波形不同。6.如权利要求1所述的组件，其中: 定子芯部沿纵向轴线在第一端部和第二端部之间延伸，且定子芯部包括限定沿纵向轴线的孔的内壁，使得内壁与纵向轴线径向地间隔开，并且其中，定子芯部包括与内壁相对的外壁； 槽绕纵向轴线彼此径向地间隔开，且每个在定子芯部的第一和第二端部之间延伸；每个槽包括靠近内壁布置的棒导体的内层、靠近外壁布置且与内层间隔开的棒导体的外层，以及布置在内和外层之间的棒导体的中间层;和 第一根电跳线连接内和外层，以形成第一绕组路径，第二根电跳线连接内和外层，以形成第三绕组路径，第三根电跳线连接中间层，以形成第二绕组路径。7.如权利要求6所述的组件，其中: 每个槽的内层包括第一层和第二层； 每个槽的中间层包括第三层和第四层， 每个槽的外层包括第五层和第六层;和 第一、第二、第三、第四、第五和第六层从内壁向外到外壁成排布置，使得第一层靠近内壁布置，第六层靠近外壁设置。8.如权利要求7所述的组件，其中: 第一根电跳线固定到其中一个槽的第一层的棒导体，且该第一根电跳线固定到另一槽的第六层的棒导体，以跨接内和外层之间的电流;和 第二根电跳线固定到使第一根电跳线固定到第六层的棒导体的同一槽中的第二层的棒导体，第二根电跳线固定到使第一根电跳线固定到第一层的棒导体的同一槽中的第五层的棒导体，以跨接内和外层之间的电流。9.如权利要求8所述的组件，其中，第三根电跳线固定到使第一根电跳线固定到第六层的棒导体的同一槽中的第四层的棒导体，第三根电跳线固定到使第一根电跳线固定到第一层的棒导体的同一槽中的第三层的棒导体。10.如权利要求9所述的组件，还包括连接支撑结构，其具有附连至其的第一根电跳线和第二根电跳线，第三根电跳线与连接支撑结构分开。
【文档编号】H02K3/46GK106026435SQ201610173011
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月24日
【发明人】P.F.特恩布尔, E.L.凯泽, M.D.拉巴, K.M.拉曼, R.布里森巴赫
【申请人】通用汽车环球科技运作有限责任公司