专利名称：用于电动机器的母线模块的制作方法
用于电动机器的母线模块
发明内容
在ー些方面，本公开提供一种电动机器，包括转子组件；包括多个定子模块的定子组件，每个定子包括多个可独立赋能的定子部分，每个部分具有相应的电连接点。多个母线连接到定子组件的电连接点，每个母线对应电动机器的不同的相并电连接多个定子模块的部分。定子模块和它们的电连接点安置为以使得每个定子模块中的相邻的连接点之间的间隔不与不同的模块的相邻的连接点之间的间隔。在ー些方面，定子组件布置在转子组件中，定子组件和转子组件在它们之间限定有源磁性径向间隙。
在ー些方面，母线设置在嵌入式配置中。在ー些方面，母线之ー的臂与母线的另ー个相横向地延伸。在ー些方面，母线的至少ー个包括在母线的至少另ー个的上通过并与其间隔开的部分。在ー些方面，所述部分从臂间隔开足以防止电弧产生的距离。在ー些方面，每个母线包括具有第一部分和垂直于第一部分的第二部分的多个大致L形的臂。在ー些方面，每个母线包括多个臂，每个臂限定孔，所述孔配置为接收紧固件以固定臂到电动机器的各定子模块。在ー些方面，母线相对于彼此同心地安置。在ー些方面，每ー母线包括径向向外延伸的臂。在ー些方面，母线之ー的臂比母线的另一个的臂更长。在ー些方面每ー母线是导电的。在ー些方面，相邻的母线之间的径向距离改变。在ー些方面，绝缘体部分布置在一区域中的相邻的母线之间，在所述区域中径向距离为最小。在ー些方面，绝缘体部分关于直径为间断的。在ー些方面，绝缘体部分从ー区域中的相邻的母线之间缺失，在该区域中径向距离为最大的。在ー些方面，绝缘体接收每ー母线。在ー些方面，绝缘体包括多个径向凹槽，用于接收母线的每一臂。在ー些方面，径向凹槽限定多组凹槽，一组凹槽中的相邻凹槽限定角间隔，多组凹槽的组彼此偏移不同的角间隔。在ー些方面，绝缘体是不导电的。在ー些面，绝缘体包括多个陆台，该陆台可以支撑ー个或多个母线。一些ー些方面，绝缘体包括多个孔，紧固件可以通过该孔以固定母线到各定子模块。在ー些方面，绝缘体包括用于分度电动机器中的母线组件的相对位置的多个突起。在ー些方面，电动机器是三相电动机器，具有三个母线。在ー些方面，电动机器包括四个定子模块。在ー些方面，电动机器包括六个定子模块。在ー些方面，定子模块可以分别移除，并且电动机器可以通过多个构型的定子模块进行操作。在ー些方面，多个定子部分的每ー个是可独立赋能的电磁组件，并包括一件式磁芯，该磁芯限定位于一件式磁芯的相对末端处的两个定子极。在一些方面，一件式磁芯由薄膜软磁性材料形成。在ー些方面，一件式磁芯由粉末磁性材料形成。在ー些方面，在定子模块中的多个定子部分对应公共的相。本公开的ー个或者多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本公开的其它特征、目的和优点将从说明书、附图以及权利要求变得明显。
图I是根据本公开的方面的包括示例性母线模块的示例性电动机器的示意图。
图2A是图I的示例性母线模块的平面图。图2B是图I的示例性母线模块的透视图。图2C是图I的示例性母线模块的分解视图。图3A和3B示出图1_2C的示例性母线模块的示例性集电环绝缘体。图4A-4C示出图1-2C的示例性母线模块的示例性第一集电环。图5A-5C示出图1-2C的示例性母线模块的示例性第二集电环。图6A-6C示出图1-2C的示例性母线模块的示例性第三集电环。图7是包括未对齐的相位的示例性电动机器的示意图。图8是根据本公开的方面的包括定子组件相移的示例性电动机器的示意图。图9是根据本公开的方面的包括相移配置的另ー示例性母线模块的平面图。图10是图9的示例性母线模块的分解视图。图11A-11C示出图9和10的示例性母线模块的集电环。图12是根据本公开的方面的包括定子组件相移的另ー示例性电动机器的示意图。图13是包括图9和10的示例性母线模块的图12的示例性电动机器的一部分的
示意图。在各个附图中相同的附图标记表示相同的元件。
具体实施例方式现參照图1，示例性电动机器10被示出。电动机器10可以包括，但是不局限于电机和/或发电机。电动机器10包括转子组件12、定子组件14、母线/汇流排(bus bar)模块16和控制器18。控制器18基于输入信号调节电动机器10的操作。例如，在其中电动机器10实施在汽车、摩托车、滑行车或类似物中的情形中，输入信号可以包括节流阀信号。当电动机器10在电机模式下操作时，控制器18可以调节从电源20提供给电动机器10的电力。当电动机器10在发电机模式下操作吋，电动机器10可以产生能够提供到电源20并存储在电源20中的电力。虽然电动机器10可以作为直流无刷电机提供，但是可以想到，电动机器10可以在本公开的范围内作为其它类型的电动机器之一予以提供。这样的电动机器包括，但是不局限于，直流同步电机、可变磁阻或开关磁阻电动机器，和感应式电动机器。例如，在电动机器10被提供作为直流无刷电动机器的情形中，永磁体可以实施为电动机器10的转子极，如在下面进ー步详细讨论的。在开关磁阻电动机器或者感应电动机器的情形中，转子极可以被提供作为由多层材料形成的其它的磁性材料的突起，所述材料可以例如为铁，或者优选薄膜软磁性材料。在其它的配置中，转子极可以被提供作为电磁体。在图I的示例性配置中，电动机器10设置为毂型电动机器，具有围绕电动机器10的外周边定位的转子组件12。定子组件14由转子组件12围绕。尽管在图I中未示出，但是转子组件12可以由轴承支撑以相对于定子组件14旋转。径向间隙22从定子组件14分开转子组件12。在替代配置中，转子组件12可以通过利用其它适当的方式被支撑以便相对于定子组件14转动。转子组件10包括多对径向相邻的永磁体30。在一些实施例中，成对的永磁体30可以设置为诸如钴的稀土磁铁的超强磁体，或者任何其它的适当的或者易于提供的磁性材料。尽管在图I中未示出，但是每对永磁体30包括取向为形成北转子极的第一磁体和取向为形成南转子极的第二磁体。第一磁体定位为与第二磁体相邻以使得两个永磁体沿着大致平行于电动机器10的转动轴的直线彼此成一条直线。相应地，当转子组件12转动时，两个永磁体限定围绕电动机器10的转动轴的相邻的圆形路径。如图I所不，永磁体对围绕转子组件12的内周边定位在径向间隙22内。相继的每对永磁体30反向以使得所有的相邻的磁体部分从北到南围绕整个转子组件12交替。虽然永磁体对30可以作为永久超强磁体被提供，但是也可以实施为其它磁性材料。在一些实施例中，转子组件12可以实施为电磁体，而不是永磁体。再者，尽管图I的转子组件12示出为包括16个磁体对,但是可以想到,转子组件12可以包括任何数量的磁体对。定子组件14包括多个定子模块40。在图I的示例性配置中，定子组件14包括四个定子模块40。但是，其它的配置也是可以的。例如，包括超过四个定子模块40或者少于四个定子模块40的定子组件落在本公开的范围内，如在下面更详细地讨论的。每个定子模块40包括至少ー个定子部分，每个定子部分对应电动机器10的一相。在图I的示例性配置中，示例性电动机器10设置为3相电动机器，每个定子模块40包括三个定子部分，即第一定子部分42a、第二定子部分42b和第三定子部分42c。每ー定子模块40的第一定子部分42a对应电动机器10的第一相(相A)，每一定子模块40的第ニ定子部分42b对应电动机器10的第二相(相B)，每一定子模块40的第三定子部分42c对应电动机器10的第三相(相C)。每个定子部分包括芯部44和绕组46。在示例性实施例中，芯部44是具有围绕芯部44的每个腿绕制的绕组46或线圈的U形磁芯。这样的定子部分公开在美国专利No. 6，603，237,6, 879，080,7, 030，534和7，358，639中，这些专利公开的内容在此通过引用而明确地被全文并入。在一些实施例中，一件式的芯部可以由纳米晶体薄膜软磁性材料形成。在其它的实施例中，任何的薄膜软磁性材料都可以使用，并且可以包括，但是不局限于，常称作非晶体金属的材料、在元素合金成分上类似于已经以ー些方式处理过以进ー步减少材料的晶体结构的尺寸的纳米晶体材料的材料、和具有与非晶体金属和纳米晶体材料相似的分子结构的任何其它的薄膜材料，而不管已经用于控制材料的分子结构的尺寸和取向的特定的エ艺如何。 在其它的实施例中，芯部可以包括由金属粉末形成的芯部。在其它的实施例中，芯部可以由多个堆叠层形成。在又其它的实施例中，芯部可以包括多件式芯部，其包括组装并固定在一起的多个芯部部分。每个定子模块40独立于定子组件14中的其它定子模块40。更具体地，每个定子模块40能够独立移除和更换。在一些实施例中，定子模块40可以被移除，电动机器10可以通过少于定子模块40的全部模块进行操作。考虑图I的特定的配置，例如电动机器10可以通过少于四个定子模块40进行操作(例如，电动机器10可以通过ー个、两个或者三个定子模块40操作)。当电动机器10在电机模式下操作吋，每个定子模块40的定子部分42a，42b和42c由控制器18通过母线模块16选择性地赋能。当电动机器10在发电机模式下操作吋，能量可以通过转子组件12和定子模块40之间的电磁相互作用产生，并通过母线模块16传递到电源20。为此，母线模块16与每一定子部分42a，42b和42c的绕组通过电引线48电连通，每根电线对应电动机器10的一相。电引线48可以集成在定子模块40内，如在下面进ー步详细讨论的。母线模块16同样与控制器18通过电线50电连通，每根电线对应电动机器10的一相。特别參照图2A-2C，示例性母线模块16包括绝缘体60、母线62a、母线62b和母线62c。每一母线62a、62b和62c对应电动机器10的一相。在图I的不例性配置中，母线62对应第一相(相A)，母线62b对应第二相(相B)，母线62c对应第三相(相C)。母线62a，62b和62c相对于彼此同心地安置，并且嵌在绝缘体60内，如在下面进ー步详细地讨论的。每ー母线62a，62b和62c包括大致环形的主体和多个径向延伸的臂，并提供用于连接母线到定子模块以便在它们之间进行电连通的连接点。更具体地，母线62a包括主体64a和多个臂66a，母线62b包括主体64b和多个臂66b，母线62c包括主体64c和多个臂66c。在图I和2A-2C的示例性配置中，每个母线的主体为具有开ロ 68a，68b和68c的大致C的形状(见图4A、5A和6A)，每个母线包括四个臂，对应示例性电动机器10的四个定子模块40。母线62a，62b和62c每个限定控制器18和定子模块40之间的电路径的至少一部分。姆一母线62a,62b和62c由导电且导热的材料(例如,铜、金、钼、导电的非金属材料和/或导电的复合材料)形成。再者，姆ー母线62a, 62b和62c外露,从而不具有围绕它设置的电和/或热绝缘的涂层。这样，每个母线62a，62b和62c可以由特定的原材料制造，而无需进ー步处理以绝缘母线。每个母线62a，62b和62c可以由单一的一片材料制造，或者可以通过组装多个部件而制造。例如，母线的主体可以设置为与臂分离的部件，臂可以固定(例如，贯穿/整体焊接)到主体。作为另一例子，每个臂的一部分可以限定主体的一部分，臂可以通过布置在它们之间的主体部件互连。母线62a和62c通过具有距离(I1的径向间隙70隔离。距离(I1关于径向间隙70的直径变化以提供其中距离Cl1为最小(d皿N)的多个区域72，和其中距离Cl1为最大(d1MAX)的多个区域74。母线62a，62b通过具有距离d2的径向间隙76隔离。距离d2关于径向间隙76的直径变化以提供其中距离d2为最小(d2MIN)的多个区域78，和其中距离d2为最大(d2MAX)的多个区域80。
母线62a，62b和62c组装到绝缘体60中，如在下面进ー步详细讨论的。母线62c首先被组装到绝缘体60中，母线62b随后被组装到绝缘体60中以与母线62c同心。母线62b和62c的臂66b和66c位于共同的平面中，母线62c的臂66c在母线62b的主体64b下方延伸。这样，母线62c可以说是嵌在母线62b内。母线62a随后组装到绝缘体60中以与母线62b,62c同心。母线62a,62b和62c的臂66a,66b和66c位于共同的平面中，母线62b, 62c的臂66b, 66c在母线62a的主体64a的下方延伸。这样，母线62b, 62c可以说是嵌入在母线62a中。母线62a，62b和62c的臂66a，66b和66c限定多组臂90。在图I和2A-2C的示例性配置中，四组臂90被提供，从而对应电动机器10的四个定子模块40，并且每组臂90包括三个臂66a, 66b和66c,从而对应电动机器10的不例性相。一组臂90中的相邻臂62a,62b ；62b,62c限定第一角度α。多组臂90的各组彼此偏置第二角度β，该第二角度不同于(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。因为α和β并不相等，所以定子模块40到母线模块16的不适当的连接被阻止，如在此更详细地讨论的。现參照图3Α和3Β，绝缘体60包括多个径向延伸的凹槽100和与径向凹槽100交 叉的多个直径方向的凹槽102，104，105。径向凹槽接收和容纳母线62a，62b和62c的臂66a，66b和66c，直径方向的凹槽102，104和105分别接收和容纳母线62a，62和62c的主体64a,64b和64c。绝缘体60还包括延伸到绝缘体60的周边的楔形形状的凹陷103。凹陷103提供用于母线62a，62b和62c到电线(例如电线50)的互连的空间并容纳所述互连，用于连接母线模块16到控制器18。直径方向凹槽102包括由绝缘体60的几何特征108限定的止停部106，和由绝缘体60的几何特征112限定的止停部110。止停部106，110提供用于在母线62a组装到直径方向凹槽102中时分度/标引(indexing)母线62a。更具体地,几何特征108,110延伸到母线62a的开ロ 68a中以保证母线62a正确地组装到绝缘体60中。直径方向凹槽102进ー步包括多个可以支撑母线62a的陆台112。直径方向凹槽104包括由绝缘体60的几何特征116限定的止停部114和由绝缘体60的几何特征120限定的止停部118。止停部114，118提供用于在当母线62b组装到直径方向凹槽104中时分度/标引(indexing)母线62b。更具体地，几何特征116，120延伸到母线62b的开ロ 68b中以保证母线62b正确地组装到绝缘体60中。直径方向凹槽104进ー步包括多个可以支撑母线62b的陆台122。绝缘体60进ー步包括设置在直径方向凹槽102和直径方向凹槽104之间的多个第一直径方向壁123,和设置在直径方向凹槽102,103之间的多个第二直径方向壁124。圆柱壁126设置在绝缘体60的中心处。多个第一壁123的姆一个和多个第二壁124的姆一个沿着各自的直径间断。这样，多个壁的壁123，124的每ー个被设置为壁部分。绝缘体60由不导电的材料組成。示例性的材料包括但不限于塑料、热塑塑料、橡胶和/或不导电的复合材料。绝缘体60可以利用各种制造方法进行制造。示例性的制造方法包括但是不局限于，立体平版印刷术、注射模塑、吹塑、热成型、转印模制(transfermolding)、挤压模制以及挤压成型。再一次參照图2A，壁123布置在区域78中的母线62a和母线62b之间。这样，壁123防止在母线62a和母线62b之间的电弧。壁124布置在区域72中的母线62a和母线62c中。这样，壁124防止母线62a和母线62c之间的电弧。在图2A的示例性配置中，在区域80中的母线62a和母线62b之间没有设置壁，并且在区域74中的母线62a和母线62c之间没有设置壁。在区域74和80中，径向间隙是具有足够距离的，该距离防止预期的电压和电流通过母线连通而产生电弧，并且绝缘体壁不是必需的。在这些区域中没有绝缘体壁使得母线62a，62b和62c能够组装到绝缘体60中，并减少制造绝缘体60所需的材料的量，从而还降低绝缘体60的重量和成本。在这些区域中没有绝缘体壁还使得空气能够更自由地流动通过母线模块16，从而从母线模块16吸走热量。现參照图4A-4C，并且如上所述的，母线62c包括主体64c和多个臂66c。孔130c设置在每一臂66c的远端并贯穿每一臂66c。孔130c使得紧固件(未示出)能够被接收用于固定母线模块16在电动机器中以及用于提供母线62和定子模块之间的电连通。例如，每个紧固件可以延伸到定子模块的相应开口中，并提供母线62c和各定子部分之间的电路径的至少一部分。臂66c为大致L形状的，径向向外延伸并包括厚度tl。臂66c在径向方向彼此等距离地间隔开角度Θ。在在此提供的示例性配置中，Θ等于90°。
现參照图5A-5C，并且如上所述的，母线62a包括主体64a和多个臂66a。孔130a设置在每一臂66a的远端并贯穿每一臂66a。孔130a使得紧固件(未示出)能够被接收用于固定母线模块16在电动机器中以及用于提供母线62a和定子模块之间的电连通。例如，每个紧固件可以延伸到定子模块的相应开口中，并提供母线62a和各定子部分之间的电路径的至少一部分。臂66a为大致L形状的，径向向外延伸，并包括厚度t2。在ー个配置中，h等于t2。主体132a的基底从臂66a的顶部平面134a偏置距离dgl。这样，距离‘限定母线的主体64a和在其下延伸的母线62c的嵌入的臂66c之间的间隙。距离dgl足以抑制母线62a和母线62c之间的电弧。臂66a在径向方向彼此等距离地间隔开角度Θ。在在此提供的示例性配置中，Θ等于90°。现參照图6A-6C，并且如上所述的，母线62b包括主体64b和多个臂66b。孔130b设置在每一臂66b的远端并贯穿每一臂66b。孔130b使得紧固件(未示出)能够被接收，用于固定母线模块16在电动机器中，以及用于提供母线62b和定子模块之间的电连通。例如，每个紧固件可以延伸到定子模块的相应开口中，并提供母线62b和各定子部分之间的电路径的至少一部分。臂66b为大致L形状的，径向向外延伸，并包括厚度t3。在ー个配置中，V t2和t3是相等的。主体64b的基底132b从臂66b的顶部平面134b偏置距离dg2。这样，距离dg2限定母线的主体64b和在其下延伸的母线62a, 62c的嵌入的臂66a, 66c之间的间隙。距离dg2足以防止母线62b和母线62a，62c之间的电弧。臂66b在径向方向彼此等距离地间隔开角度Θ。在在此提供的示例性配置中，Θ等于90°。再一次參照图I，示例性电动机器10包括定子部分与磁体比率，该比率能够使得每个定子模块40的相同定子部分42a，42b和42c与转子组件12适当地对齐。更具体地，当特定定子模块40的定子部分42a，42b和42c与转子组件12适当对齐以用于当前充电的相吋，剩余定子模块40的相应的定子部分42a，42b和42c同样与转子组件12适当对齐。在图I中，例如，对于所示的转子组件相对于定子组件14的位置，每一定子模块40的定子部分42c与转子组件12的磁体全部适当对齐。在电机模式下的操作过程中，电カ借助于定子模块40通过母线模块16被提供到定子部分42a，42b和42c。当电动机器10操作时，热量在定子模块40中产生，该热量降低操作效率。母线62a，62b和62c用作散热器以从定子模块40抽取热量，从而增大电动机器的操作效率。更具体地，导热母线62a，62b和62c与定子部分42a，42b和42c通过例如紧固件进行热传递连通。如上方讨论的，母线62a，62b和62c外露并且不包括热绝缘涂层。这样，热量可以消散到母线62a，62b和62c周围的空气中。同样如上面讨论的，空气自由地流动通过绝缘体60的径向和直径方向凹槽。这样，母线62a，62b和62c的散热可以得以改
兹优化定子部分与磁体的比率以最大化在定子组件14内的绕组密度的工作会导致难于对齐定子部分和转子组件以用于分别地充电的相。特别參照图7，示例性电动机器150被示出并包括关于转子组件152未对齐的定子部分。更具体地，电动机器150包括转子组件152、具有多个相同定子模块158的定子组件156。每一定子模块158包括多个定子部分160a，160b，160co 对于图7的给定的转子位置，公共的定子部分与各自的磁体对并未适当对齐。结果，电动机器150的正确操作被禁止。更具体地，尽管定子部分160a在最高的定子模块158的第一位置(定子模块158处于大于一点钟的位置)与它的各磁体对适当对齐，相同的定子部分160a在其它的定子模块158的第一位置(例如，定子模块158处于大约三点钟和五点钟的位置)没有与各磁体对适当对齐。为了使得定子模块的定子部分适当对齐，定子模块被要求相应于电动机器中的特定径向位置而定制。结果，相同的定子模块不能被实施，从而增大电动机器的成本和复杂性。现參照图8，本公开提供相移配置，其中相同的定子模块可以实施在定子组件中。更具体地，图8示出包括转子组件152和定子组件156的电动机器150’。定子组件156包括多个相同的定子模块158a，158b和158c。定子模块158a，158b和158c相同并且可以彼此互换，或者更换，而不会不利地影响电动机器150’的操作。每一定子模块158包括多个定子部分160a, 160b和160c。根据本公开的相移配置，用于N相电动机器中的电连接的任意的相关系被提供。定子部分160a，160b和160c电连接到控制器以移相跨过定子部分。更具体地，定子模块158a电连接为以使得定子部分160a在第一位置对应第一相(相A)，定子部分160b在第二位置对应第二相(相B)，定子部分160c在第三位置对应第三相(相C)。但是，定子模块158b电连接为以使得定子部分160a在第一位置对应第三相(相C)，定子部分160b在第二位置对应第一相(相A),定子部分60c在第三位置对应第二相(相B)。定子模块158c电连接为使得定子部分160a在第一位置对应第二相(相B)，定子部分160B在第二位置对应第三相(相C),定子部分160c在第三位置对应第一相(相A)。该偏移方案关于其余的定子组件156重复。这样，电动机器150’的N相(在这种情况中N等于3)在相邻的定子模块158a, 158b和158c之间电偏移。结果,相同的定子模块可以被实施而不会不利地影响电动机器的操作。现參照图9和10，母线模块200被示出，其可以实施来实现上方讨论的相移配置。母线模块200包括绝缘体202、母线204a、母线204b和母线204c。每ー母线204a，204b和204c对应相应电动机器(例如，图8的电动机器50)的一相。在不例性配置中，母线204b可以对应第一相(相A)，母线204a可以对应第二相(相B)，母线204c可以对应第三相(相C)。母线204a，204b和204c相对于彼此同心地安置，并且嵌入在绝缘体202内。每ー母线204a，204b和204c包括大致环形的主体和多个径向延伸的臂。更具体地，母线204a包括主体206a和多个臂208a，母线204b包括主体206a和多个臂208a，母线204c包括主体206c和多 个臂208c。在图9和10的示例性配置中，每个母线204a，204b和204c的主体206a，206b和206c是具有开ロ 210a，210b和210c的大致C形状的(见图IIA-11C)，每个母线204a，204b和204c包括六个臂208a，208b和208c，从而对应示例性电动机器的六个定子模块的势。母线204a，204b和204c每个限定控制器和定子模块之间的至少一部分电路径。每ー母线204a，204b和204c由导电且导热的材料(例如,铜、金、钼、导电的非金属材料和/或导电的复合材料)形成。再者,姆ー母线204a, 204b和204c外露,从而不具有围绕它设置的电和/或热绝缘的涂层。这样，每个母线204a，204b和204c可以由特定的原材料制造，而无需进ー步处理以绝缘母线。每个母线204a，204b和204c可以由单一的一片材料制造，或者可以通过组装多个部件而制造。例如，母线的主体可以设置为与臂独立的部件，臂可以固定(例如，贯穿焊接)到主体。作为另一例子，每个臂的一部分可以限定主体的一部分，臂可以通过布置在它们之间的主体部件互连。母线204a，204c通过具有距离(I1的径向间隙214隔离。距离(I1关于径向间隙214的直径变化以提供其中距离Cl1为最小(d皿N)的多个区域216，和其中距离Cl1为最大(d1MAX)的多个区域218。母线204a，204b通过具有距离d2的径向间隙220隔离。距离d2关于径向间隙220的直径变化以提供其中距离d2为最小(d2MIN)的多个区域222，和其中距离d2为最大(d2MAX)的多个区域224。母线204a，204b和204c组装到绝缘体200中，如在下面进ー步详细讨论的。母线204c首先组装到绝缘体200中，母线204a随后组装到绝缘体200中以与母线204c同心。母线204a，204c的臂208a，208c位于公共的平面中，母线204c的臂208c在母线204a的主体206a下面延伸。这样，母线204c嵌入在母线204a内。母线204b随后组装到绝缘体200中以与母线204a，204c同心。母线204a，204b和204c的臂208a，208b和208c位于公共的平面中，母线204a，204c的臂208a，208c在母线204b的主体206b下面延伸。这样，母线204a，204c嵌入在母线204b中。母线的臂限定多组臂230。在图9的示例性配置中，六组臂被设置，从而对应相关电动机器所包括的六个定子模块的势。每组臂230包括三个臂，从而对应电动机器的示例性相。ー组臂230中的相邻的臂208a，208c ；208b,208c限定第一角度α。多组臂230的各组彼此偏离不同于(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。因为α和β不相等，定子模块到母线模块200的不适当的连接被阻止，如在此讨论的。绝缘体202包括多个径向延伸的凹槽，和与径向凹槽交叉的多个直径方向凹槽，如上面关于绝缘体202所类似地描述的。径向凹槽接收和容纳母线204a，204b和204c的臂208a，208b和208c，直径方向凹槽接收和容纳母线204a，204b和204c的主体206a，206b和206c。直径方向凹槽包括由绝缘体202的几何特征限定的止停部以提供用于当母线204a，204b和204c组装到它们各自的直径方向凹槽中时分度母线204a，204b和204c。更具体地，几何特征延伸到母线204a，204b和204c的各开ロ 210a，210b和210c中以保证母线204a，204b和204c适当地组装到绝缘体202中。直径方向凹槽可以进ー步包括可用干支撑母线204a, 204b 和 204c 的陆台。绝缘体202进ー步包括设置在母线204a，204b和204c之间的直径方向壁232。每一壁232沿着各直径是间断的。这样，每ー壁232设置为壁段。圆柱的壁234设置在绝缘体202的中心处。绝缘体202由不导电的材料組成。示例性的材料包括但不限于塑料、热塑塑料、橡胶和/或不导电的复合材料。绝缘体202可以利用各种制造方法进行制造。示例性的制造方法包括但是不局限于，立体平版印刷术、注射模塑、吹塑、热成型、转印模制、挤压模制以及挤压成型。 再一次參照图9，壁232沿着区域216和222布置在母线204a，204b和204c之间。这样，壁232阻止母线204a，204b和204c之间的电弧。在图9的示例性配置中，在区域218，224中的母线204a, 204b和204c之间没有设置壁。在区域218，224中，径向间隙214，220是具有足够距离的，该距离防止预期电压和电流流通通过母线204a，204b和204c以形成电弧，并且绝缘体壁不是必需的。在这些区域中没有绝缘体壁使得母线204a，204b和204c能够组装到绝缘体202中，并减少制造绝缘体202所需的材料的量,从而同样降低绝缘体202的重量和成本。在这些区域中没有绝缘体壁还使得空气能够更自由地流动通过母线模块200，从而从母线模块抽走热量，如在下面更进ー步详细讨论的。现參照图IIA-11C，并且如上所述的，每个母线204a，204b和204c包括主体206a，206b和206c和多个臂208a, 208b和208c。孔240设置在每一臂208a, 208b和208c的远端并贯穿每一臂208a，208b和208c。孔240使得紧固件(未示出)能够被接收，用于固定母线模块200在电动机器内，以及用于提供母线204a，204b, 204c和各定子模块之间的电连通。例如，每个紧固件可以延伸到各定子模块的相应开ロ中，并提供母线204a，204b和204c以及各定子部分之间的电路径的至少一部分。臂208a，208b和208c为大致L形状的，径向向外延伸，并包括厚度tAKM。各母线204a，204b和204c的每ー个的臂208a，208b和208c设置在组242中。组242的相邻臂彼此偏离角度Y。组242彼此偏离另一角度δ。再一次參照图9，母线204a，204b和204c的上述几何结构内在地提供上方讨论的相移配置。更具体地，并且如在下面參照图13更详细地突出的，特定母线的臂对应组230中的各种径向位置。例如,在ー个组230中，臂208b处于第一位置，臂208a处于第二位置，臂208c处于第三位置。在与组230相邻的另ー组230’中，臂208c’处于第一位置，臂208b’处于第二位置，臂208a’处于第三位置。相应地，各母线的臂跨过各个组偏移位置，从而从组到组偏移相应的相。现參照图12，另ー示例性电动机器300的部分意性地被示出。电动机器300包括具有多个相同定子模块304的定子组件302。每个定子模块304包括多个定子部分306a，306b, 306c, 306d, 306e, 306f。定子部分 306a, 306b, 306c, 306d, 306e, 306f 对应电动机器的特定相，并设置在包括对应公共的相的多个定子部分的组中。在图12的示例性配置中，每组包括通过中间定子部分彼此隔开的两个定子部分。例如，关于最上面的定子模块304 (例如，在大约一点钟的位置)，ー个组包括对应第一相(相A)的定子部分306a，306d，另ー组包括对应第二相(相B)的定子部分306b，306e，在另ー组包括对应第三相(相C)的定子部分306c，306f。关于最右边的定子模块304(例如，在大约三点钟位置)，定子部分306a，306d的组对应第二相(相B)，定子部分306b，306e的组对应第三相(相C)，并且定子部分306c，306f的组对应第一相(相A)。关于最右边的定子模块304 (例如，在大约五点钟的位置)，定子部分306a，306d的组对应第三相(相C)，定子部分306b，306e的组对应第一相(相A)，定子部分306c，306f的组对应第二相(相B)。这样，相通过相邻的相同定子模块304之间的ー个定子部分偏移。结果，对于给定的转子位置，对应公共的相的定子部分可以适当对齐相应的转子扱。在图12的示例性转子位置中，对应第一相(相A)的定子部分跨过每一定子模块304全部适当对齐。现參照图13，母线模块200可以通过示例性电动机器300实施，其一部分被示出。在图13所示的示例性配置中，对于定子模块304，母线204b与定子部分306a，306d电连通，母线204a与定子部分306b，306e电连通，母线204c与定子部分306c，306f电连通。在相邻的定子模块304’的情形中，定子部分和母线之间的关系偏移。更具体地，母线204a与定子部分306a，306d电连通，母线204c与定子部分306b，306e电连通，母线204b与定子部分306c, 306f电连通。尽管没有示出，定子部分和母线之间的关系关于下ー相邻定子模块再一次地偏移。更具体地，对于下一相邻定子模块(未示出)，母线204c与定子部分306a，306d电连通，母线204b与定子部分306b，306e电连通，母线204a与定子部分306c，306f电连通。已经描述本公开的许多实施例。然而，应当理解，可以进行各种修改而不超出本公开的精神和范围。相应地，其它实施例落在所附权利要求的范围内。
权利要求
1.一种电动机器,包括 转子组件； 包括多个定子模块的定子组件，每个定子包括多个可独立赋能的定子部分，每个部分具有相应的电连接点；和 连接到所述定子组件的电连接点的多个母线，每个母线对应所述电动机器的不同的相并电连接多个定子模块的部分； 其中所述定子模块和它们的电连接点安置为以使得每个定子模块中的相邻的连接点之间的间隔不同于不同的模块的相邻的连接点之间的间隔。
2.如权利要求I所述的电动机器，其中，所述定子组件布置在所述转子组件内，所述定子组件和转子组件在它们之间限定有源磁性径向间隙。
3.如权利要求I或者2所述的电动机器，其中，所述母线设置在嵌入配置中。
4.如前述权利要求之一或者多项所述的电动机器，其中，所述母线之ー的臂横向于所述母线的另ー个延伸。
5.如前述权利要求之一或多项所述的电动机器，其中，所述母线的至少ー个包括在所述母线的至少另ー个臂上通过并且与在所述母线的至少另ー个臂间隔开的部分。
6.如权利要求5所述的电动机器，其中所述部分与所述臂间隔开足以防止电弧产生的距离。
7.如前述权利要求之一或多项所述的电动机器，其中，每个母线包括具有第一部分和垂直于第一部分的第二部分的多个大致L形状的臂。
8.如前述权利要求之一或多项所述的电动机器，其中，每个母线包括多个臂，每个臂限定孔，所述孔配置为接收紧固件以固定所述臂到所述电动机器的相应定子模块。
9.如前述权利要求之一或多项所述的电动机器，其中，所述母线相对于彼此同心地安置。
10.如前述权利要求之一或多项所述的电动机器，其中，每ー母线包括径向向外延伸的臂。
11.如前述权利要求之一或多项所述的电动机器，其中，所述母线之一的臂长于所述母线的另ー个的臂。
12.如前述权利要求之一或多项所述的电动机器，其中，所述母线的每ー个是导电的。
13.如前述权利要求之一或多项所述的电动机器，其中，相邻的母线之间的径向距离不同。
14.如权利要求13所述的电动机器，进ー步包括绝缘体部分，该绝缘体部分布置在一区域中的相邻的母线之间，在该区域中径向距离为最小。
15.如权利要求14所述的电动机器，其中，所述绝缘体部分关于直径间断。
16.如权利要求13所述的电动机器，其中，绝缘体部分从ー区域中的相邻的母线之间缺失，在该区域中径向距离为最大。
17.如前述权利要求之一或多项所述的电动机器，进ー步包括接收每ー母线的绝缘体。
18.如权利要求17所述的电动机器，其中，所述绝缘体包括用于接收所述母线的每ー臂的多个径向凹槽。
19.如权利要求18所述的电动机器，其中，所述径向凹槽限定多组凹槽，一组凹槽的相邻凹槽限定角间隔，多组凹槽的组彼此偏移不同的角间隔。
20.如权利要求17-19之一或多项所述的电动机器，其中，所述绝缘体是不导电的。
21.如权利要求17-20之一或多项所述的电动机器，其中所述绝缘体包括能够支撑一个或多个母线的多个陆台。
22.如权利要求17-21之一或多项所述的电动机器，其中，所述绝缘体包括多个孔，紧固件能够通过该孔以固定母线到相应的定子模块。
23.如权利要求17-22之一或多项所述的电动机器，其中，所述绝缘体包括多个突起，用于在电动机器内分度/标引母线组件的相对位置。
24.如前述权利要求之一或多项所述的电动机器，其中，所述电动机器是三相电动机器，并且具有三个母线。
25.如前述权利要求之一或多项所述的电动机器，其中，所述电动机器包括四个定子模块。
26.如权利要求1-25之一或多项所述的电动机器，其中，所述电动机器包括六个定子模块。
27.如前述权利要求之一或多项所述的电动机器，其中所述定子模块各自是移除的，并且其中所述电动机器可通过多个构型的定子模块进行操作。
28.如前述权利要求之一或多项所述的电动机器，其中多个定子部分的每ー个是可独立赋能的电磁组件，并包括一件式磁芯，该磁芯限定位于该一件式磁芯的相对末端处的两个定子扱。
29.如权利要求28所述的电动机器，其中，一件式磁芯由薄膜软磁性材料形成。
30.如权利要求29所述的电动机器，其中，所述一件式磁芯是由粉末磁性材料形成。
31.如前述权利要求之一或多项所述的电动机器，其中，定子模块内的多个定子部分对应公共的相。
全文摘要
在一些实施例中，本公开提供一种电动机器，包括转子组件；包括多个定子模块的定子组件，每个定子包括多个可独立赋能的定子部分，每个部分具有相应的电连接点；和连接到所述定子组件的电连接点的多个母线，每个母线对应所述电动机器的不同的相并电连接多个定子模块的部分；其中所述定子模块和它们的电连接点安置为以使得每个定子模块中的相邻的连接点之间的间隔不与不同的模块的相邻的连接点之间的间隔。
文档编号H02K37/00GK102648572SQ201080050422
公开日2012年8月22日 申请日期2010年9月7日 优先权日2009年9月8日
发明者D.C.贝克, H.L.莫亚, R.A.卡马诺 申请人:绿光科技有限责任公司