專利名稱：用于電動機器的母線模塊的制作方法
用于電動機器的母線模塊

發(fā)明內(nèi)容
在ー些方面，本公開提供一種電動機器，包括轉(zhuǎn)子組件；包括多個定子模塊的定子組件，每個定子包括多個可獨立賦能的定子部分，每個部分具有相應(yīng)的電連接點。多個母線連接到定子組件的電連接點，每個母線對應(yīng)電動機器的不同的相并電連接多個定子模塊的部分。定子模塊和它們的電連接點安置為以使得每個定子模塊中的相鄰的連接點之間的間隔不與不同的模塊的相鄰的連接點之間的間隔。在ー些方面，定子組件布置在轉(zhuǎn)子組件中，定子組件和轉(zhuǎn)子組件在它們之間限定有源磁性徑向間隙。
在ー些方面，母線設(shè)置在嵌入式配置中。在ー些方面，母線之ー的臂與母線的另ー個相橫向地延伸。在ー些方面，母線的至少ー個包括在母線的至少另ー個的上通過并與其間隔開的部分。在ー些方面，所述部分從臂間隔開足以防止電弧產(chǎn)生的距離。在ー些方面，每個母線包括具有第一部分和垂直于第一部分的第二部分的多個大致L形的臂。在ー些方面，每個母線包括多個臂，每個臂限定孔，所述孔配置為接收緊固件以固定臂到電動機器的各定子模塊。在ー些方面，母線相對于彼此同心地安置。在ー些方面，每ー母線包括徑向向外延伸的臂。在ー些方面，母線之ー的臂比母線的另一個的臂更長。在ー些方面每ー母線是導(dǎo)電的。在ー些方面，相鄰的母線之間的徑向距離改變。在ー些方面，絕緣體部分布置在一區(qū)域中的相鄰的母線之間，在所述區(qū)域中徑向距離為最小。在ー些方面，絕緣體部分關(guān)于直徑為間斷的。在ー些方面，絕緣體部分從ー區(qū)域中的相鄰的母線之間缺失，在該區(qū)域中徑向距離為最大的。在ー些方面，絕緣體接收每ー母線。在ー些方面，絕緣體包括多個徑向凹槽，用于接收母線的每一臂。在ー些方面，徑向凹槽限定多組凹槽，一組凹槽中的相鄰凹槽限定角間隔，多組凹槽的組彼此偏移不同的角間隔。在ー些方面，絕緣體是不導(dǎo)電的。在ー些面，絕緣體包括多個陸臺，該陸臺可以支撐ー個或多個母線。一些ー些方面，絕緣體包括多個孔，緊固件可以通過該孔以固定母線到各定子模塊。在ー些方面，絕緣體包括用于分度電動機器中的母線組件的相對位置的多個突起。在ー些方面，電動機器是三相電動機器，具有三個母線。在ー些方面，電動機器包括四個定子模塊。在ー些方面，電動機器包括六個定子模塊。在ー些方面，定子模塊可以分別移除，并且電動機器可以通過多個構(gòu)型的定子模塊進行操作。在ー些方面，多個定子部分的每ー個是可獨立賦能的電磁組件，并包括一件式磁芯，該磁芯限定位于一件式磁芯的相對末端處的兩個定子極。在一些方面，一件式磁芯由薄膜軟磁性材料形成。在ー些方面，一件式磁芯由粉末磁性材料形成。在ー些方面，在定子模塊中的多個定子部分對應(yīng)公共的相。本公開的ー個或者多個實施例的細節(jié)在下面的附圖和描述中提出。本公開的其它特征、目的和優(yōu)點將從說明書、附圖以及權(quán)利要求變得明顯。


圖I是根據(jù)本公開的方面的包括示例性母線模塊的示例性電動機器的示意圖。
圖2A是圖I的示例性母線模塊的平面圖。圖2B是圖I的示例性母線模塊的透視圖。圖2C是圖I的示例性母線模塊的分解視圖。圖3A和3B示出圖1_2C的示例性母線模塊的示例性集電環(huán)絕緣體。圖4A-4C示出圖1-2C的示例性母線模塊的示例性第一集電環(huán)。圖5A-5C示出圖1-2C的示例性母線模塊的示例性第二集電環(huán)。圖6A-6C示出圖1-2C的示例性母線模塊的示例性第三集電環(huán)。圖7是包括未對齊的相位的示例性電動機器的示意圖。圖8是根據(jù)本公開的方面的包括定子組件相移的示例性電動機器的示意圖。圖9是根據(jù)本公開的方面的包括相移配置的另ー示例性母線模塊的平面圖。圖10是圖9的示例性母線模塊的分解視圖。圖11A-11C示出圖9和10的示例性母線模塊的集電環(huán)。圖12是根據(jù)本公開的方面的包括定子組件相移的另ー示例性電動機器的示意圖。圖13是包括圖9和10的示例性母線模塊的圖12的示例性電動機器的一部分的
示意圖。在各個附圖中相同的附圖標記表示相同的元件。
具體實施例方式現(xiàn)參照圖1，示例性電動機器10被示出。電動機器10可以包括，但是不局限于電機和/或發(fā)電機。電動機器10包括轉(zhuǎn)子組件12、定子組件14、母線/匯流排(bus bar)模塊16和控制器18?？刂破?8基于輸入信號調(diào)節(jié)電動機器10的操作。例如，在其中電動機器10實施在汽車、摩托車、滑行車或類似物中的情形中，輸入信號可以包括節(jié)流閥信號。當電動機器10在電機模式下操作時，控制器18可以調(diào)節(jié)從電源20提供給電動機器10的電力。當電動機器10在發(fā)電機模式下操作吋，電動機器10可以產(chǎn)生能夠提供到電源20并存儲在電源20中的電力。雖然電動機器10可以作為直流無刷電機提供，但是可以想到，電動機器10可以在本公開的范圍內(nèi)作為其它類型的電動機器之一予以提供。這樣的電動機器包括，但是不局限于，直流同步電機、可變磁阻或開關(guān)磁阻電動機器，和感應(yīng)式電動機器。例如，在電動機器10被提供作為直流無刷電動機器的情形中，永磁體可以實施為電動機器10的轉(zhuǎn)子極，如在下面進ー步詳細討論的。在開關(guān)磁阻電動機器或者感應(yīng)電動機器的情形中，轉(zhuǎn)子極可以被提供作為由多層材料形成的其它的磁性材料的突起，所述材料可以例如為鐵，或者優(yōu)選薄膜軟磁性材料。在其它的配置中，轉(zhuǎn)子極可以被提供作為電磁體。在圖I的示例性配置中，電動機器10設(shè)置為轂型電動機器，具有圍繞電動機器10的外周邊定位的轉(zhuǎn)子組件12。定子組件14由轉(zhuǎn)子組件12圍繞。盡管在圖I中未示出，但是轉(zhuǎn)子組件12可以由軸承支撐以相對于定子組件14旋轉(zhuǎn)。徑向間隙22從定子組件14分開轉(zhuǎn)子組件12。在替代配置中，轉(zhuǎn)子組件12可以通過利用其它適當?shù)姆绞奖恢我员阆鄬τ诙ㄗ咏M件14轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子組件10包括多對徑向相鄰的永磁體30。在一些實施例中，成對的永磁體30可以設(shè)置為諸如鈷的稀土磁鐵的超強磁體，或者任何其它的適當?shù)幕蛘咭子谔峁┑拇判圆牧?。盡管在圖I中未示出，但是每對永磁體30包括取向為形成北轉(zhuǎn)子極的第一磁體和取向為形成南轉(zhuǎn)子極的第二磁體。第一磁體定位為與第二磁體相鄰以使得兩個永磁體沿著大致平行于電動機器10的轉(zhuǎn)動軸的直線彼此成一條直線。相應(yīng)地，當轉(zhuǎn)子組件12轉(zhuǎn)動時，兩個永磁體限定圍繞電動機器10的轉(zhuǎn)動軸的相鄰的圓形路徑。如圖I所不，永磁體對圍繞轉(zhuǎn)子組件12的內(nèi)周邊定位在徑向間隙22內(nèi)。相繼的每對永磁體30反向以使得所有的相鄰的磁體部分從北到南圍繞整個轉(zhuǎn)子組件12交替。雖然永磁體對30可以作為永久超強磁體被提供，但是也可以實施為其它磁性材料。在一些實施例中，轉(zhuǎn)子組件12可以實施為電磁體，而不是永磁體。再者，盡管圖I的轉(zhuǎn)子組件12示出為包括16個磁體對,但是可以想到,轉(zhuǎn)子組件12可以包括任何數(shù)量的磁體對。定子組件14包括多個定子模塊40。在圖I的示例性配置中，定子組件14包括四個定子模塊40。但是，其它的配置也是可以的。例如，包括超過四個定子模塊40或者少于四個定子模塊40的定子組件落在本公開的范圍內(nèi)，如在下面更詳細地討論的。每個定子模塊40包括至少ー個定子部分，每個定子部分對應(yīng)電動機器10的一相。在圖I的示例性配置中，示例性電動機器10設(shè)置為3相電動機器，每個定子模塊40包括三個定子部分，即第一定子部分42a、第二定子部分42b和第三定子部分42c。每ー定子模塊40的第一定子部分42a對應(yīng)電動機器10的第一相(相A)，每一定子模塊40的第ニ定子部分42b對應(yīng)電動機器10的第二相(相B)，每一定子模塊40的第三定子部分42c對應(yīng)電動機器10的第三相(相C)。每個定子部分包括芯部44和繞組46。在示例性實施例中，芯部44是具有圍繞芯部44的每個腿繞制的繞組46或線圈的U形磁芯。這樣的定子部分公開在美國專利No. 6，603，237,6, 879，080,7, 030，534和7，358，639中，這些專利公開的內(nèi)容在此通過引用而明確地被全文并入。在一些實施例中，一件式的芯部可以由納米晶體薄膜軟磁性材料形成。在其它的實施例中，任何的薄膜軟磁性材料都可以使用，并且可以包括，但是不局限于，常稱作非晶體金屬的材料、在元素合金成分上類似于已經(jīng)以ー些方式處理過以進ー步減少材料的晶體結(jié)構(gòu)的尺寸的納米晶體材料的材料、和具有與非晶體金屬和納米晶體材料相似的分子結(jié)構(gòu)的任何其它的薄膜材料，而不管已經(jīng)用于控制材料的分子結(jié)構(gòu)的尺寸和取向的特定的エ藝如何。 在其它的實施例中，芯部可以包括由金屬粉末形成的芯部。在其它的實施例中，芯部可以由多個堆疊層形成。在又其它的實施例中，芯部可以包括多件式芯部，其包括組裝并固定在一起的多個芯部部分。每個定子模塊40獨立于定子組件14中的其它定子模塊40。更具體地，每個定子模塊40能夠獨立移除和更換。在一些實施例中，定子模塊40可以被移除，電動機器10可以通過少于定子模塊40的全部模塊進行操作?？紤]圖I的特定的配置，例如電動機器10可以通過少于四個定子模塊40進行操作(例如，電動機器10可以通過ー個、兩個或者三個定子模塊40操作)。當電動機器10在電機模式下操作吋，每個定子模塊40的定子部分42a，42b和42c由控制器18通過母線模塊16選擇性地賦能。當電動機器10在發(fā)電機模式下操作吋，能量可以通過轉(zhuǎn)子組件12和定子模塊40之間的電磁相互作用產(chǎn)生，并通過母線模塊16傳遞到電源20。為此，母線模塊16與每一定子部分42a，42b和42c的繞組通過電引線48電連通，每根電線對應(yīng)電動機器10的一相。電引線48可以集成在定子模塊40內(nèi)，如在下面進ー步詳細討論的。母線模塊16同樣與控制器18通過電線50電連通，每根電線對應(yīng)電動機器10的一相。特別參照圖2A-2C，示例性母線模塊16包括絕緣體60、母線62a、母線62b和母線62c。每一母線62a、62b和62c對應(yīng)電動機器10的一相。在圖I的不例性配置中，母線62對應(yīng)第一相(相A)，母線62b對應(yīng)第二相(相B)，母線62c對應(yīng)第三相(相C)。母線62a，62b和62c相對于彼此同心地安置，并且嵌在絕緣體60內(nèi)，如在下面進ー步詳細地討論的。每ー母線62a，62b和62c包括大致環(huán)形的主體和多個徑向延伸的臂，并提供用于連接母線到定子模塊以便在它們之間進行電連通的連接點。更具體地，母線62a包括主體64a和多個臂66a，母線62b包括主體64b和多個臂66b，母線62c包括主體64c和多個臂66c。在圖I和2A-2C的示例性配置中，每個母線的主體為具有開ロ 68a，68b和68c的大致C的形狀(見圖4A、5A和6A)，每個母線包括四個臂，對應(yīng)示例性電動機器10的四個定子模塊40。母線62a，62b和62c每個限定控制器18和定子模塊40之間的電路徑的至少一部分。姆一母線62a,62b和62c由導(dǎo)電且導(dǎo)熱的材料(例如,銅、金、鉬、導(dǎo)電的非金屬材料和/或?qū)щ姷膹?fù)合材料)形成。再者，姆ー母線62a, 62b和62c外露,從而不具有圍繞它設(shè)置的電和/或熱絕緣的涂層。這樣，每個母線62a，62b和62c可以由特定的原材料制造，而無需進ー步處理以絕緣母線。每個母線62a，62b和62c可以由單一的一片材料制造，或者可以通過組裝多個部件而制造。例如，母線的主體可以設(shè)置為與臂分離的部件，臂可以固定(例如，貫穿/整體焊接)到主體。作為另一例子，每個臂的一部分可以限定主體的一部分，臂可以通過布置在它們之間的主體部件互連。母線62a和62c通過具有距離(I1的徑向間隙70隔離。距離(I1關(guān)于徑向間隙70的直徑變化以提供其中距離Cl1為最小(d皿N)的多個區(qū)域72，和其中距離Cl1為最大(d1MAX)的多個區(qū)域74。母線62a，62b通過具有距離d2的徑向間隙76隔離。距離d2關(guān)于徑向間隙76的直徑變化以提供其中距離d2為最小(d2MIN)的多個區(qū)域78，和其中距離d2為最大(d2MAX)的多個區(qū)域80。
母線62a，62b和62c組裝到絕緣體60中，如在下面進ー步詳細討論的。母線62c首先被組裝到絕緣體60中，母線62b隨后被組裝到絕緣體60中以與母線62c同心。母線62b和62c的臂66b和66c位于共同的平面中，母線62c的臂66c在母線62b的主體64b下方延伸。這樣，母線62c可以說是嵌在母線62b內(nèi)。母線62a隨后組裝到絕緣體60中以與母線62b,62c同心。母線62a,62b和62c的臂66a,66b和66c位于共同的平面中，母線62b, 62c的臂66b, 66c在母線62a的主體64a的下方延伸。這樣，母線62b, 62c可以說是嵌入在母線62a中。母線62a，62b和62c的臂66a，66b和66c限定多組臂90。在圖I和2A-2C的示例性配置中，四組臂90被提供，從而對應(yīng)電動機器10的四個定子模塊40，并且每組臂90包括三個臂66a, 66b和66c,從而對應(yīng)電動機器10的不例性相。一組臂90中的相鄰臂62a,62b ；62b,62c限定第一角度α。多組臂90的各組彼此偏置第二角度β，該第二角度不同于(也就是，不等干)第一角度a。在所示配置中，α大于β。但是，可以想到其它的配置，其中α小于β。因為α和β并不相等，所以定子模塊40到母線模塊16的不適當?shù)倪B接被阻止，如在此更詳細地討論的?，F(xiàn)參照圖3Α和3Β，絕緣體60包括多個徑向延伸的凹槽100和與徑向凹槽100交 叉的多個直徑方向的凹槽102，104，105。徑向凹槽接收和容納母線62a，62b和62c的臂66a，66b和66c，直徑方向的凹槽102，104和105分別接收和容納母線62a，62和62c的主體64a,64b和64c。絕緣體60還包括延伸到絕緣體60的周邊的楔形形狀的凹陷103。凹陷103提供用于母線62a，62b和62c到電線(例如電線50)的互連的空間并容納所述互連，用于連接母線模塊16到控制器18。直徑方向凹槽102包括由絕緣體60的幾何特征108限定的止停部106，和由絕緣體60的幾何特征112限定的止停部110。止停部106，110提供用于在母線62a組裝到直徑方向凹槽102中時分度/標引(indexing)母線62a。更具體地,幾何特征108,110延伸到母線62a的開ロ 68a中以保證母線62a正確地組裝到絕緣體60中。直徑方向凹槽102進ー步包括多個可以支撐母線62a的陸臺112。直徑方向凹槽104包括由絕緣體60的幾何特征116限定的止停部114和由絕緣體60的幾何特征120限定的止停部118。止停部114，118提供用于在當母線62b組裝到直徑方向凹槽104中時分度/標引(indexing)母線62b。更具體地，幾何特征116，120延伸到母線62b的開ロ 68b中以保證母線62b正確地組裝到絕緣體60中。直徑方向凹槽104進ー步包括多個可以支撐母線62b的陸臺122。絕緣體60進ー步包括設(shè)置在直徑方向凹槽102和直徑方向凹槽104之間的多個第一直徑方向壁123,和設(shè)置在直徑方向凹槽102,103之間的多個第二直徑方向壁124。圓柱壁126設(shè)置在絕緣體60的中心處。多個第一壁123的姆一個和多個第二壁124的姆一個沿著各自的直徑間斷。這樣，多個壁的壁123，124的每ー個被設(shè)置為壁部分。絕緣體60由不導(dǎo)電的材料組成。示例性的材料包括但不限于塑料、熱塑塑料、橡膠和/或不導(dǎo)電的復(fù)合材料。絕緣體60可以利用各種制造方法進行制造。示例性的制造方法包括但是不局限于，立體平版印刷術(shù)、注射模塑、吹塑、熱成型、轉(zhuǎn)印模制(transfermolding)、擠壓模制以及擠壓成型。再一次參照圖2A，壁123布置在區(qū)域78中的母線62a和母線62b之間。這樣，壁123防止在母線62a和母線62b之間的電弧。壁124布置在區(qū)域72中的母線62a和母線62c中。這樣，壁124防止母線62a和母線62c之間的電弧。在圖2A的示例性配置中，在區(qū)域80中的母線62a和母線62b之間沒有設(shè)置壁，并且在區(qū)域74中的母線62a和母線62c之間沒有設(shè)置壁。在區(qū)域74和80中，徑向間隙是具有足夠距離的，該距離防止預(yù)期的電壓和電流通過母線連通而產(chǎn)生電弧，并且絕緣體壁不是必需的。在這些區(qū)域中沒有絕緣體壁使得母線62a，62b和62c能夠組裝到絕緣體60中，并減少制造絕緣體60所需的材料的量，從而還降低絕緣體60的重量和成本。在這些區(qū)域中沒有絕緣體壁還使得空氣能夠更自由地流動通過母線模塊16，從而從母線模塊16吸走熱量。現(xiàn)參照圖4A-4C，并且如上所述的，母線62c包括主體64c和多個臂66c。孔130c設(shè)置在每一臂66c的遠端并貫穿每一臂66c?？?30c使得緊固件(未示出)能夠被接收用于固定母線模塊16在電動機器中以及用于提供母線62和定子模塊之間的電連通。例如，每個緊固件可以延伸到定子模塊的相應(yīng)開口中，并提供母線62c和各定子部分之間的電路徑的至少一部分。臂66c為大致L形狀的，徑向向外延伸并包括厚度tl。臂66c在徑向方向彼此等距離地間隔開角度Θ。在在此提供的示例性配置中，Θ等于90°。
現(xiàn)參照圖5A-5C，并且如上所述的，母線62a包括主體64a和多個臂66a?？?30a設(shè)置在每一臂66a的遠端并貫穿每一臂66a。孔130a使得緊固件(未示出)能夠被接收用于固定母線模塊16在電動機器中以及用于提供母線62a和定子模塊之間的電連通。例如，每個緊固件可以延伸到定子模塊的相應(yīng)開口中，并提供母線62a和各定子部分之間的電路徑的至少一部分。臂66a為大致L形狀的，徑向向外延伸，并包括厚度t2。在ー個配置中，h等于t2。主體132a的基底從臂66a的頂部平面134a偏置距離dgl。這樣，距離‘限定母線的主體64a和在其下延伸的母線62c的嵌入的臂66c之間的間隙。距離dgl足以抑制母線62a和母線62c之間的電弧。臂66a在徑向方向彼此等距離地間隔開角度Θ。在在此提供的示例性配置中，Θ等于90°?，F(xiàn)參照圖6A-6C，并且如上所述的，母線62b包括主體64b和多個臂66b。孔130b設(shè)置在每一臂66b的遠端并貫穿每一臂66b。孔130b使得緊固件(未示出)能夠被接收，用于固定母線模塊16在電動機器中，以及用于提供母線62b和定子模塊之間的電連通。例如，每個緊固件可以延伸到定子模塊的相應(yīng)開口中，并提供母線62b和各定子部分之間的電路徑的至少一部分。臂66b為大致L形狀的，徑向向外延伸，并包括厚度t3。在ー個配置中，V t2和t3是相等的。主體64b的基底132b從臂66b的頂部平面134b偏置距離dg2。這樣，距離dg2限定母線的主體64b和在其下延伸的母線62a, 62c的嵌入的臂66a, 66c之間的間隙。距離dg2足以防止母線62b和母線62a，62c之間的電弧。臂66b在徑向方向彼此等距離地間隔開角度Θ。在在此提供的示例性配置中，Θ等于90°。再一次參照圖I，示例性電動機器10包括定子部分與磁體比率，該比率能夠使得每個定子模塊40的相同定子部分42a，42b和42c與轉(zhuǎn)子組件12適當?shù)貙R。更具體地，當特定定子模塊40的定子部分42a，42b和42c與轉(zhuǎn)子組件12適當對齊以用于當前充電的相吋，剩余定子模塊40的相應(yīng)的定子部分42a，42b和42c同樣與轉(zhuǎn)子組件12適當對齊。在圖I中，例如，對于所示的轉(zhuǎn)子組件相對于定子組件14的位置，每一定子模塊40的定子部分42c與轉(zhuǎn)子組件12的磁體全部適當對齊。在電機模式下的操作過程中，電カ借助于定子模塊40通過母線模塊16被提供到定子部分42a，42b和42c。當電動機器10操作時，熱量在定子模塊40中產(chǎn)生，該熱量降低操作效率。母線62a，62b和62c用作散熱器以從定子模塊40抽取熱量，從而增大電動機器的操作效率。更具體地，導(dǎo)熱母線62a，62b和62c與定子部分42a，42b和42c通過例如緊固件進行熱傳遞連通。如上方討論的，母線62a，62b和62c外露并且不包括熱絕緣涂層。這樣，熱量可以消散到母線62a，62b和62c周圍的空氣中。同樣如上面討論的，空氣自由地流動通過絕緣體60的徑向和直徑方向凹槽。這樣，母線62a，62b和62c的散熱可以得以改
茲優(yōu)化定子部分與磁體的比率以最大化在定子組件14內(nèi)的繞組密度的工作會導(dǎo)致難于對齊定子部分和轉(zhuǎn)子組件以用于分別地充電的相。特別參照圖7，示例性電動機器150被示出并包括關(guān)于轉(zhuǎn)子組件152未對齊的定子部分。更具體地，電動機器150包括轉(zhuǎn)子組件152、具有多個相同定子模塊158的定子組件156。每一定子模塊158包括多個定子部分160a，160b，160co 對于圖7的給定的轉(zhuǎn)子位置，公共的定子部分與各自的磁體對并未適當對齊。結(jié)果，電動機器150的正確操作被禁止。更具體地，盡管定子部分160a在最高的定子模塊158的第一位置(定子模塊158處于大于一點鐘的位置)與它的各磁體對適當對齊，相同的定子部分160a在其它的定子模塊158的第一位置(例如，定子模塊158處于大約三點鐘和五點鐘的位置)沒有與各磁體對適當對齊。為了使得定子模塊的定子部分適當對齊，定子模塊被要求相應(yīng)于電動機器中的特定徑向位置而定制。結(jié)果，相同的定子模塊不能被實施，從而增大電動機器的成本和復(fù)雜性?，F(xiàn)參照圖8，本公開提供相移配置，其中相同的定子模塊可以實施在定子組件中。更具體地，圖8示出包括轉(zhuǎn)子組件152和定子組件156的電動機器150’。定子組件156包括多個相同的定子模塊158a，158b和158c。定子模塊158a，158b和158c相同并且可以彼此互換，或者更換，而不會不利地影響電動機器150’的操作。每一定子模塊158包括多個定子部分160a, 160b和160c。根據(jù)本公開的相移配置，用于N相電動機器中的電連接的任意的相關(guān)系被提供。定子部分160a，160b和160c電連接到控制器以移相跨過定子部分。更具體地，定子模塊158a電連接為以使得定子部分160a在第一位置對應(yīng)第一相(相A)，定子部分160b在第二位置對應(yīng)第二相(相B)，定子部分160c在第三位置對應(yīng)第三相(相C)。但是，定子模塊158b電連接為以使得定子部分160a在第一位置對應(yīng)第三相(相C)，定子部分160b在第二位置對應(yīng)第一相(相A),定子部分60c在第三位置對應(yīng)第二相(相B)。定子模塊158c電連接為使得定子部分160a在第一位置對應(yīng)第二相(相B)，定子部分160B在第二位置對應(yīng)第三相(相C),定子部分160c在第三位置對應(yīng)第一相(相A)。該偏移方案關(guān)于其余的定子組件156重復(fù)。這樣，電動機器150’的N相(在這種情況中N等于3)在相鄰的定子模塊158a, 158b和158c之間電偏移。結(jié)果,相同的定子模塊可以被實施而不會不利地影響電動機器的操作。現(xiàn)參照圖9和10，母線模塊200被示出，其可以實施來實現(xiàn)上方討論的相移配置。母線模塊200包括絕緣體202、母線204a、母線204b和母線204c。每ー母線204a，204b和204c對應(yīng)相應(yīng)電動機器(例如，圖8的電動機器50)的一相。在不例性配置中，母線204b可以對應(yīng)第一相(相A)，母線204a可以對應(yīng)第二相(相B)，母線204c可以對應(yīng)第三相(相C)。母線204a，204b和204c相對于彼此同心地安置，并且嵌入在絕緣體202內(nèi)。每ー母線204a，204b和204c包括大致環(huán)形的主體和多個徑向延伸的臂。更具體地，母線204a包括主體206a和多個臂208a，母線204b包括主體206a和多個臂208a，母線204c包括主體206c和多 個臂208c。在圖9和10的示例性配置中，每個母線204a，204b和204c的主體206a，206b和206c是具有開ロ 210a，210b和210c的大致C形狀的(見圖IIA-11C)，每個母線204a，204b和204c包括六個臂208a，208b和208c，從而對應(yīng)示例性電動機器的六個定子模塊的勢。母線204a，204b和204c每個限定控制器和定子模塊之間的至少一部分電路徑。每ー母線204a，204b和204c由導(dǎo)電且導(dǎo)熱的材料(例如,銅、金、鉬、導(dǎo)電的非金屬材料和/或?qū)щ姷膹?fù)合材料)形成。再者,姆ー母線204a, 204b和204c外露,從而不具有圍繞它設(shè)置的電和/或熱絕緣的涂層。這樣，每個母線204a，204b和204c可以由特定的原材料制造，而無需進ー步處理以絕緣母線。每個母線204a，204b和204c可以由單一的一片材料制造，或者可以通過組裝多個部件而制造。例如，母線的主體可以設(shè)置為與臂獨立的部件，臂可以固定(例如，貫穿焊接)到主體。作為另一例子，每個臂的一部分可以限定主體的一部分，臂可以通過布置在它們之間的主體部件互連。母線204a，204c通過具有距離(I1的徑向間隙214隔離。距離(I1關(guān)于徑向間隙214的直徑變化以提供其中距離Cl1為最小(d皿N)的多個區(qū)域216，和其中距離Cl1為最大(d1MAX)的多個區(qū)域218。母線204a，204b通過具有距離d2的徑向間隙220隔離。距離d2關(guān)于徑向間隙220的直徑變化以提供其中距離d2為最小(d2MIN)的多個區(qū)域222，和其中距離d2為最大(d2MAX)的多個區(qū)域224。母線204a，204b和204c組裝到絕緣體200中，如在下面進ー步詳細討論的。母線204c首先組裝到絕緣體200中，母線204a隨后組裝到絕緣體200中以與母線204c同心。母線204a，204c的臂208a，208c位于公共的平面中，母線204c的臂208c在母線204a的主體206a下面延伸。這樣，母線204c嵌入在母線204a內(nèi)。母線204b隨后組裝到絕緣體200中以與母線204a，204c同心。母線204a，204b和204c的臂208a，208b和208c位于公共的平面中，母線204a，204c的臂208a，208c在母線204b的主體206b下面延伸。這樣，母線204a，204c嵌入在母線204b中。母線的臂限定多組臂230。在圖9的示例性配置中，六組臂被設(shè)置，從而對應(yīng)相關(guān)電動機器所包括的六個定子模塊的勢。每組臂230包括三個臂，從而對應(yīng)電動機器的示例性相。ー組臂230中的相鄰的臂208a，208c ；208b,208c限定第一角度α。多組臂230的各組彼此偏離不同于(也就是不等干)第一角度α的第二角度β。在所示配置中，α小于β。但是，其它的配置也是可以的，其中α大于β。因為α和β不相等，定子模塊到母線模塊200的不適當?shù)倪B接被阻止，如在此討論的。絕緣體202包括多個徑向延伸的凹槽，和與徑向凹槽交叉的多個直徑方向凹槽，如上面關(guān)于絕緣體202所類似地描述的。徑向凹槽接收和容納母線204a，204b和204c的臂208a，208b和208c，直徑方向凹槽接收和容納母線204a，204b和204c的主體206a，206b和206c。直徑方向凹槽包括由絕緣體202的幾何特征限定的止停部以提供用于當母線204a，204b和204c組裝到它們各自的直徑方向凹槽中時分度母線204a，204b和204c。更具體地，幾何特征延伸到母線204a，204b和204c的各開ロ 210a，210b和210c中以保證母線204a，204b和204c適當?shù)亟M裝到絕緣體202中。直徑方向凹槽可以進ー步包括可用干支撐母線204a, 204b 和 204c 的陸臺。絕緣體202進ー步包括設(shè)置在母線204a，204b和204c之間的直徑方向壁232。每一壁232沿著各直徑是間斷的。這樣，每ー壁232設(shè)置為壁段。圓柱的壁234設(shè)置在絕緣體202的中心處。絕緣體202由不導(dǎo)電的材料組成。示例性的材料包括但不限于塑料、熱塑塑料、橡膠和/或不導(dǎo)電的復(fù)合材料。絕緣體202可以利用各種制造方法進行制造。示例性的制造方法包括但是不局限于，立體平版印刷術(shù)、注射模塑、吹塑、熱成型、轉(zhuǎn)印模制、擠壓模制以及擠壓成型。 再一次參照圖9，壁232沿著區(qū)域216和222布置在母線204a，204b和204c之間。這樣，壁232阻止母線204a，204b和204c之間的電弧。在圖9的示例性配置中，在區(qū)域218，224中的母線204a, 204b和204c之間沒有設(shè)置壁。在區(qū)域218，224中，徑向間隙214，220是具有足夠距離的，該距離防止預(yù)期電壓和電流流通通過母線204a，204b和204c以形成電弧，并且絕緣體壁不是必需的。在這些區(qū)域中沒有絕緣體壁使得母線204a，204b和204c能夠組裝到絕緣體202中，并減少制造絕緣體202所需的材料的量,從而同樣降低絕緣體202的重量和成本。在這些區(qū)域中沒有絕緣體壁還使得空氣能夠更自由地流動通過母線模塊200，從而從母線模塊抽走熱量，如在下面更進ー步詳細討論的?，F(xiàn)參照圖IIA-11C，并且如上所述的，每個母線204a，204b和204c包括主體206a，206b和206c和多個臂208a, 208b和208c?？?40設(shè)置在每一臂208a, 208b和208c的遠端并貫穿每一臂208a，208b和208c?？?40使得緊固件(未示出)能夠被接收，用于固定母線模塊200在電動機器內(nèi)，以及用于提供母線204a，204b, 204c和各定子模塊之間的電連通。例如，每個緊固件可以延伸到各定子模塊的相應(yīng)開ロ中，并提供母線204a，204b和204c以及各定子部分之間的電路徑的至少一部分。臂208a，208b和208c為大致L形狀的，徑向向外延伸，并包括厚度tAKM。各母線204a，204b和204c的每ー個的臂208a，208b和208c設(shè)置在組242中。組242的相鄰臂彼此偏離角度Y。組242彼此偏離另一角度δ。再一次參照圖9，母線204a，204b和204c的上述幾何結(jié)構(gòu)內(nèi)在地提供上方討論的相移配置。更具體地，并且如在下面參照圖13更詳細地突出的，特定母線的臂對應(yīng)組230中的各種徑向位置。例如,在ー個組230中，臂208b處于第一位置，臂208a處于第二位置，臂208c處于第三位置。在與組230相鄰的另ー組230’中，臂208c’處于第一位置，臂208b’處于第二位置，臂208a’處于第三位置。相應(yīng)地，各母線的臂跨過各個組偏移位置，從而從組到組偏移相應(yīng)的相?，F(xiàn)參照圖12，另ー示例性電動機器300的部分意性地被示出。電動機器300包括具有多個相同定子模塊304的定子組件302。每個定子模塊304包括多個定子部分306a，306b, 306c, 306d, 306e, 306f。定子部分 306a, 306b, 306c, 306d, 306e, 306f 對應(yīng)電動機器的特定相，并設(shè)置在包括對應(yīng)公共的相的多個定子部分的組中。在圖12的示例性配置中，每組包括通過中間定子部分彼此隔開的兩個定子部分。例如，關(guān)于最上面的定子模塊304 (例如，在大約一點鐘的位置)，ー個組包括對應(yīng)第一相(相A)的定子部分306a，306d，另ー組包括對應(yīng)第二相(相B)的定子部分306b，306e，在另ー組包括對應(yīng)第三相(相C)的定子部分306c，306f。關(guān)于最右邊的定子模塊304(例如，在大約三點鐘位置)，定子部分306a，306d的組對應(yīng)第二相(相B)，定子部分306b，306e的組對應(yīng)第三相(相C)，并且定子部分306c，306f的組對應(yīng)第一相(相A)。關(guān)于最右邊的定子模塊304 (例如，在大約五點鐘的位置)，定子部分306a，306d的組對應(yīng)第三相(相C)，定子部分306b，306e的組對應(yīng)第一相(相A)，定子部分306c，306f的組對應(yīng)第二相(相B)。這樣，相通過相鄰的相同定子模塊304之間的ー個定子部分偏移。結(jié)果，對于給定的轉(zhuǎn)子位置，對應(yīng)公共的相的定子部分可以適當對齊相應(yīng)的轉(zhuǎn)子扱。在圖12的示例性轉(zhuǎn)子位置中，對應(yīng)第一相(相A)的定子部分跨過每一定子模塊304全部適當對齊?，F(xiàn)參照圖13，母線模塊200可以通過示例性電動機器300實施，其一部分被示出。在圖13所示的示例性配置中，對于定子模塊304，母線204b與定子部分306a，306d電連通，母線204a與定子部分306b，306e電連通，母線204c與定子部分306c，306f電連通。在相鄰的定子模塊304’的情形中，定子部分和母線之間的關(guān)系偏移。更具體地，母線204a與定子部分306a，306d電連通，母線204c與定子部分306b，306e電連通，母線204b與定子部分306c, 306f電連通。盡管沒有示出，定子部分和母線之間的關(guān)系關(guān)于下ー相鄰定子模塊再一次地偏移。更具體地，對于下一相鄰定子模塊(未示出)，母線204c與定子部分306a，306d電連通，母線204b與定子部分306b，306e電連通，母線204a與定子部分306c，306f電連通。已經(jīng)描述本公開的許多實施例。然而，應(yīng)當理解，可以進行各種修改而不超出本公開的精神和范圍。相應(yīng)地，其它實施例落在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電動機器,包括 轉(zhuǎn)子組件； 包括多個定子模塊的定子組件，每個定子包括多個可獨立賦能的定子部分，每個部分具有相應(yīng)的電連接點；和 連接到所述定子組件的電連接點的多個母線，每個母線對應(yīng)所述電動機器的不同的相并電連接多個定子模塊的部分； 其中所述定子模塊和它們的電連接點安置為以使得每個定子模塊中的相鄰的連接點之間的間隔不同于不同的模塊的相鄰的連接點之間的間隔。
2.如權(quán)利要求I所述的電動機器，其中，所述定子組件布置在所述轉(zhuǎn)子組件內(nèi)，所述定子組件和轉(zhuǎn)子組件在它們之間限定有源磁性徑向間隙。
3.如權(quán)利要求I或者2所述的電動機器，其中，所述母線設(shè)置在嵌入配置中。
4.如前述權(quán)利要求之一或者多項所述的電動機器，其中，所述母線之ー的臂橫向于所述母線的另ー個延伸。
5.如前述權(quán)利要求之一或多項所述的電動機器，其中，所述母線的至少ー個包括在所述母線的至少另ー個臂上通過并且與在所述母線的至少另ー個臂間隔開的部分。
6.如權(quán)利要求5所述的電動機器，其中所述部分與所述臂間隔開足以防止電弧產(chǎn)生的距離。
7.如前述權(quán)利要求之一或多項所述的電動機器，其中，每個母線包括具有第一部分和垂直于第一部分的第二部分的多個大致L形狀的臂。
8.如前述權(quán)利要求之一或多項所述的電動機器，其中，每個母線包括多個臂，每個臂限定孔，所述孔配置為接收緊固件以固定所述臂到所述電動機器的相應(yīng)定子模塊。
9.如前述權(quán)利要求之一或多項所述的電動機器，其中，所述母線相對于彼此同心地安置。
10.如前述權(quán)利要求之一或多項所述的電動機器，其中，每ー母線包括徑向向外延伸的臂。
11.如前述權(quán)利要求之一或多項所述的電動機器，其中，所述母線之一的臂長于所述母線的另ー個的臂。
12.如前述權(quán)利要求之一或多項所述的電動機器，其中，所述母線的每ー個是導(dǎo)電的。
13.如前述權(quán)利要求之一或多項所述的電動機器，其中，相鄰的母線之間的徑向距離不同。
14.如權(quán)利要求13所述的電動機器，進ー步包括絕緣體部分，該絕緣體部分布置在一區(qū)域中的相鄰的母線之間，在該區(qū)域中徑向距離為最小。
15.如權(quán)利要求14所述的電動機器，其中，所述絕緣體部分關(guān)于直徑間斷。
16.如權(quán)利要求13所述的電動機器，其中，絕緣體部分從ー區(qū)域中的相鄰的母線之間缺失，在該區(qū)域中徑向距離為最大。
17.如前述權(quán)利要求之一或多項所述的電動機器，進ー步包括接收每ー母線的絕緣體。
18.如權(quán)利要求17所述的電動機器，其中，所述絕緣體包括用于接收所述母線的每ー臂的多個徑向凹槽。
19.如權(quán)利要求18所述的電動機器，其中，所述徑向凹槽限定多組凹槽，一組凹槽的相鄰凹槽限定角間隔，多組凹槽的組彼此偏移不同的角間隔。
20.如權(quán)利要求17-19之一或多項所述的電動機器，其中，所述絕緣體是不導(dǎo)電的。
21.如權(quán)利要求17-20之一或多項所述的電動機器，其中所述絕緣體包括能夠支撐一個或多個母線的多個陸臺。
22.如權(quán)利要求17-21之一或多項所述的電動機器，其中，所述絕緣體包括多個孔，緊固件能夠通過該孔以固定母線到相應(yīng)的定子模塊。
23.如權(quán)利要求17-22之一或多項所述的電動機器，其中，所述絕緣體包括多個突起，用于在電動機器內(nèi)分度/標引母線組件的相對位置。
24.如前述權(quán)利要求之一或多項所述的電動機器，其中，所述電動機器是三相電動機器，并且具有三個母線。
25.如前述權(quán)利要求之一或多項所述的電動機器，其中，所述電動機器包括四個定子模塊。
26.如權(quán)利要求1-25之一或多項所述的電動機器，其中，所述電動機器包括六個定子模塊。
27.如前述權(quán)利要求之一或多項所述的電動機器，其中所述定子模塊各自是移除的，并且其中所述電動機器可通過多個構(gòu)型的定子模塊進行操作。
28.如前述權(quán)利要求之一或多項所述的電動機器，其中多個定子部分的每ー個是可獨立賦能的電磁組件，并包括一件式磁芯，該磁芯限定位于該一件式磁芯的相對末端處的兩個定子扱。
29.如權(quán)利要求28所述的電動機器，其中，一件式磁芯由薄膜軟磁性材料形成。
30.如權(quán)利要求29所述的電動機器，其中，所述一件式磁芯是由粉末磁性材料形成。
31.如前述權(quán)利要求之一或多項所述的電動機器，其中，定子模塊內(nèi)的多個定子部分對應(yīng)公共的相。
全文摘要
在一些實施例中，本公開提供一種電動機器，包括轉(zhuǎn)子組件；包括多個定子模塊的定子組件，每個定子包括多個可獨立賦能的定子部分，每個部分具有相應(yīng)的電連接點；和連接到所述定子組件的電連接點的多個母線，每個母線對應(yīng)所述電動機器的不同的相并電連接多個定子模塊的部分；其中所述定子模塊和它們的電連接點安置為以使得每個定子模塊中的相鄰的連接點之間的間隔不與不同的模塊的相鄰的連接點之間的間隔。
文檔編號H02K37/00GK102648572SQ201080050422
公開日2012年8月22日 申請日期2010年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月8日
發(fā)明者D.C.貝克, H.L.莫亞, R.A.卡馬諾 申請人:綠光科技有限責任公司