电机模块冷却系统及方法

专利名称：电机模块冷却系统及方法
电机模块冷却系统及方法
背景技术：
一些常规的电机包括绕转子组件设置的定子组件。一些定子组件包括设置在定子芯内的多个导体。在一些电机的运行期间，电流流过导体中的至少一些。为了防止潜在的短路情况和/或接地意外，用于定子组件的一些常规构型需要介于导体之间的多个绝缘层。此外，在一些电机的运行期间，热能能够由定子组件和转子组件以及电机的一些其他部件产生。由电机的一些元件所产生的热能的增加能够导致低效的电机运行。

发明内容
本发明的一些实施例提供了一种包括壳体的电机模块。所述壳体能够包括机腔。在一些实施例中，电机能够至少部分地设置在所述机腔内并且能够包括定子组件。所述定子组件能够包括具有凹槽的定子芯。所述定子芯能够包括第一轴向端部和第二轴向端部。在一些实施例中，导体能够设置在所述凹槽中的至少一些中。在一些实施例中，所述导体能够包括在引脚部分之间延伸的转向部分。所述引脚部分能够包括倾斜部分和连接部分。在一些实施例中，导体能够设置在所述多个凹槽内，使得所述倾斜部分和所述连接部分在所述第一轴向端部处从所述定子芯延伸，而所述转向部分在所述第二轴向端部处从所述定子芯延伸。在一些实施例中，至少一个绝缘构件能够设置于在所述第一轴向侧部处从所述定子芯延伸的所述引脚部分中的一个或多个上，使得所述连接部分至少部分地未由所述绝缘构件覆盖，而所述倾斜部分中的至少一些至少部分地由所述绝缘构件覆盖。本发明的一些实施例提供了一种包括壳体的电机模块。所述壳体能够包括机腔。在一些实施例中，电机能够至少部分地设置在所述机腔内并且能够包括定子组件。所述定子组件能够包括具有凹槽的定子芯。在一些实施例中，所述定子组件能够包括插入端部和焊接端部，并且至少一个凹槽构件能够设置在所述凹槽的至少一部分中。在一些实施例中，多个导体能够设置在所述多个凹槽中的至少一些中，使得所述导体能够至少部分地设置在所述凹槽构件内。在一些实施例中，所述导体 能够包括从所述焊接端部延伸的第一部分和从所述插入端部延伸的第二部分。所述第一部分至少能够包括连接部分和倾斜部分。在一些实施例中，所述外层构件中的至少一半配置为且布置为从与所述连接部分基本相邻的点延伸到与所述多个导体的所述第二部分相邻的点。


图1是根据本发明的一个实施例的电机模块的立体图。图2是根据本发明的一个实施例的电机模块的立体图。图3是根据本发明的一个实施例的定子组件的立体图。图4是根据本发明的一个实施例的定子叠片的正视图。图5是根据本发明的一个实施例的导体的立体图。图6A和图6B是根据本发明的一些实施例的凹槽的截面图。图7是根据本发明的一些实施例的定子组件的立体图。
图8是根据本发明的一些实施例的包括扭曲导体的定子组件的立体图。图9是根据本发明的一些实施例的包括扭曲导体的定子组件的立体图。图10是根据本发明的一些实施例的包括扭曲导体的定子组件的立体图。图11是根据本发明的一些实施例的定子组件的立体图。图12是根据本发明的一些实施例的包括扭曲导体的定子组件的立体图。图13是根据本发明的一个实施例的两个绝缘构件的侧视图。图14是根据本发明的一个实施例的定子组件的局部截面图。图15是根据本发明的一个实施例的定子组件的一部分的截面图。
具体实施例方式在详细解释本发明的任意实施例之前，应当理解的是，本发明并非在其应用方面限制于在以下描述中阐释或在以下附图中图示的构造的细节和部件的布置。本发明能够为其他实施例并且能够以多种方式实施或执行。而且，应当理解的是，本文所用的措辞和术语是为了描述的目的并且不应该视为限制。“包括”、“包含”、或“具有”、及其变型在本文的使用意为包括在其后所列的物件及其等同以及另外的物件。除非另外规定或限制，术语“安装”、“连接”、“支承”和“联接”及其变型被宽广地使用并且包括直接和间接的安装、连接、支承和联接。另外，“连接”和“联接”并非限于物理的或机械的连接件或联接件。以下讨论被提供以 使本领域的技术人员能够制造和使用本发明的实施例。图示实施例的各种修改对于本领域的技术人员而言将是显而易见的，并且本文的一般原理能够被应用到其他实施例和应用中而不偏离于本发明的实施例。因此，本发明的实施例并非旨在受限于所示实施例，而是应当被赋予与本文所公开的原理和特征相一致的最宽范围。以下详细描述应当参照附图进行阅读，在不同附图中的相似元件具有相同的附图标记。并非必然按比例绘制的附图描绘了选取实施例而非旨在限制本发明的实施例的范围。技术人员将认识到，本文所提供的示例具有落在本发明的实施例的范围内的很多有用的替代。图1和图2图不了根据本发明的一个实施例的电机模块10。模块10能够包括壳体12，壳体12包括套筒构件14、第一端盖16和第二端盖18。电机20能够被容置在至少部分地由套筒构件14和端盖16、18限定的机腔22内。例如，套筒构件14和端盖16、18能够经由常规的紧固件(未示出)或其他合适的联接方法联接以包封位于机腔22内的电机20的至少一部分。在一些实施例中，如图2中所示，壳体12能够包括联接到端盖17上的大致圆筒形外壳15。另外，在一些实施例中，壳体12能够包括能够通常包括热传导性能的材料，所述材料例如但不限于铝或能够通常耐受电机的运行温度的其他金属和材料。在一些实施例中，壳体12能够使用不同的方法(包括铸造、模制成型、挤压、和其他相似的制造方法)制造。电机20能够包括转子组件24、定子组件26、和轴承28，并且能够绕轴30设置。如图1中所示，定子组件26能够基本包围转子组件24的至少一部分。在一些实施例中，转子组件24也能够包括转子毂32或者能够具有“无毂”设计(未示出)。在一些实施例中，电机20能够可操作地联接到壳体12上。例如，电机20能够装配在壳体12内。在一些实施例中，电机20能够使用过盈配合、冷缩配合、其他类似的基于摩擦力的配合(其能够使电机20和壳体12至少部分地可操作地联接)装配在壳体12内。例如，在一些实施例中，定子组件26能够冷缩配合到模块壳体12内。另外，在一些实施例中，该配合能够至少部分地沿轴向、径向和周向方向使定子组件26固定并由此使电机20固定。在一些实施例中，在电机20的运行期间，在定子组件26与壳体12之间的配合能够至少部分地用来将扭矩从定子组件26传递到壳体12中。在一些实施例中，该配合能够导致由模块10所保持的通常更大量的扭矩。电机20能够为(但不限于)电马达例如混合动力电马达、发电机、或车辆交流发电机。在一个实施例中，电机20能够为高电压发夹式(High Voltage Hairpin，HVH)电马达、内部永磁体电马达、或用于混合动力车辆应用的感应式马达。如图3中所示，在一些实施例中，定子组件26能够包括定子芯34和至少部分地设置在定子芯34的一部分内的定子绕组36。例如，在一些实施例中，定子芯34能够包括多个叠片38。参照图4，在一些实施例中，叠片38能够包括多个基本径向取向的齿40。在一些实施例中，如图3中所示，当多个叠片38的至少一部分基本组装时，齿40能够基本对准以限定多个凹槽42，这些凹槽42配置为且布置为支承定子绕组36的至少一部分。如图4中所示，在一些实施例中，叠片38能够包括六十个齿40，并且由此，定子芯28能够包括六十个凹槽42。在其他实施例中，叠片38能够包括更多或更少的齿40，并且因此，定子芯34能够包括更多或更少的凹槽42。此外，在一些实施例中，定子芯34能够包括内周缘41和外周缘
43。例如，在一些实施例中，定子芯34能够包括大致圆筒形构型，使得内周缘41和外周缘43能够分别包括内径和外径。但是，在其他实施例中，定子芯34能够包括其他构型(例如，方形、矩形、椭圆形、规则或不规则多边形等)，并且由此，内径41和外径43能够包括其他尺寸。在一些实施例中，定子绕组36能够包括多个导体44。在一些实施例中，如图3和图5中所示，导体44能够包括基本分段构型(例如，发夹式构型)。例如，在一些实施例中，导体44的至少一部分能够包括转向部分46和至少两个引脚部分48。在一些实施例中，转向部分46能够设置在两个引脚 部分48之间以使两个引脚部分48基本相连。在一些实施例中，引脚部分48能够基本平行。此外，在一些实施例中，转向部分46能够包括基本“u形”构型，尽管在一些实施例中，转向部分46能够包括V形、波浪形、弯曲形状和其他形状。另夕卜，在一些实施例中，如图5中所示，导体44的至少一部分能够包括基本矩形的形状。导体44的至少一部分能够包括其他截面形状，例如大致圆形、方形、半球形、规则或不规则多边形等。在一些实施例中，导体44能够包括其他构型(例如，基本不分段构型)。在一些实施例中，定子组件26能够包括配置为且布置为向定子组件26的一些部分提供机械、电和物理绝缘的一个或多个绝缘构件、装置和/或其他结构。在一些实施例中，导体44中的一些的至少一部分能够包括第一绝缘部50。例如，在一些实施例中，第一绝缘部50能够包括树脂材料(例如环氧树脂或瓷釉)，其能够可逆或不可逆地联接到导体44的至少一部分上。在一些实施例中，由于电流在电机20的运行期间循环穿过导体44，因此第一绝缘部50能够至少部分地用来基本防止在相邻的导体44之间和/或导体44与定子芯34之间的短路和/或接地情况。在一些实施例中，第一绝缘部50能够包括联接到导体44中的至少一些上的冷缩配合结构，使得当导体44设置在定子芯28内时第一绝缘部50被保留。在一些实施例中，第一绝缘部50能够包绕、缠绕或另外地设置或联接到导体上(例如，经由粘结剂)。在一些实施例中，如下文进一步讨论的，导体44的至少一部分能够基本在没有第一绝缘部50中的一些或全部的情况下起作用。在一些实施例中，导体44能够大致由基本线性导体44制造，该线性导体44能够配置为且布置为基本类似于图5中的导体的形状。例如，在一些实施例中，电机(未示出)能够向导体44的至少一部分施加作用力(例如，弯曲、推动、拉动、其他致动)，以基本形成单个导体44的转向部分46和两个引脚部分48。在一些实施例中，导体44的至少一部分能够在将第一绝缘部50联接到导体44上之后配置为期望的形状。尽管在一些实施例中，导体44的至少一部分能够配置为(例如，弯曲、推动、拉动等)期望的形状(例如，发夹状)并且随后第一绝缘部50能够联接到导体44上。在一些实施例中，定子组件26能够包括第二绝缘层。在一些实施例中，第二绝缘层能够包括至少一个凹槽构件52。在一些实施例中，定子组件26能够包括设置在凹槽42中的一些或全部中的至少一个凹槽构件52。例如，一个或多个凹槽构件52能够设置在凹槽42中的一些或全部中。在一些实施例中，每个凹槽42能够包括至少一个凹槽构件52。在一些实施例中，凹槽构件52的至少一部分能够包括基本圆筒形形状。在一些实施例中，凹槽构件52能够包括其他形状，例如方形、矩形、半球形、规则或不规则多边形等。在一些实施例中，凹槽构件52的至少一部分能够包括由制造者或使用者所期望和/或所需的任意形状。此外，在一些实施例中，凹槽构件52能够配置为且布置为接收一个或多个导体44的至少一部分，正如下文进一步详细描述的。在一些实施例中，凹槽构件52能够包括以下材料:其能够抵抗磨损，能够提供电绝缘和/或机械绝缘，能够包括热传递性能，和/或能够包括由制造者或使用者所期望的其他性能。例如，在一些实施例中，凹槽构件52的至少一部分能够包括诸如聚酰亚胺(例如，Kapton )、聚酰胺、聚酯、聚酰胺酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(例如，Mylar )、对为芳族聚酰胺(para-aramid)(例如，Nomex )、或其他材料之类的材料。在一些实施例中，凹槽构件52能够包括前述材料中的一些或全部的复合材料，例如Nomex -K.apton 复合材料。在一些实施例中，如 图3中所示，导体44的至少一部分能够基本设置在凹槽42内。例如，在一些实施例中，定子芯34能够配置为使得多个凹槽42基本轴向布置。在一些实施例中，引脚部分48能够被插入凹槽42内，使得引脚部分48中的至少一些能够轴向延伸穿过定子芯34。在一些实施例中，引脚部分48能够被插入相邻的凹槽42内。例如，在一些实施例中，导体44的引脚部分48能够设置在凹槽中，该凹槽间隔开大约一个磁极间距的距离(例如，六个凹槽、八个凹槽等)。在一些实施例中，多个导体44能够设置在定子芯34中，使得导体44的转向部分46中的至少一些在定子组件26的插入端部56处从定子芯34轴向延伸，而引脚部分48中的至少一些在定子芯34的焊接端部58处从定子组件26轴向延伸。在一些实施例中，在端部56、58处从定子组件26轴向延伸的导体44区域的至少一部能够包括定子端匝54。在一些实施例中，一个或多个凹槽构件52能够在模块10的组装期间设置在凹槽42中的一些或全部内。在一些实施例中，凹槽构件52能够在将导体44中的一个或多个设置在定子芯34内之前设置在凹槽42内。例如，在一些实施例中，凹槽构件52能够设置在凹槽42内，使得导体44中的一些的至少一部分(例如，引脚部分48)能够至少部分地设置在凹槽构件52内。仅仅作为示例，在一些实施例中，一个或多个凹槽构件52能够设置在凹槽42中的每一个内，使得凹槽构件52能够接收导体44中的每一个的至少一部分。此外，在一些实施例中，一个凹槽构件52能够接收一个或多个导体。在一些实施例中，一个凹槽构件52能够配置为且定尺寸为接收两个或更多个导体44。例如，在一些实施例中，如图6A中所示,凹槽构件52的至少一部分能够配置为且布置为接收两个导体(例如，两个不同导体44的引脚部分48或相同导体44的两个引脚部分48)。由此，在一些实施例中，凹槽42的至少一部分能够包括四个导体44和两个凹槽构件52(例如，设置在凹槽构件52中的两个导体44的部分)。在一些实施例中，凹槽42的至少一部分能够包括与导体44相同数量的凹槽构件52。例如，如图6B中所示，在包括四个导体44的部分的凹槽42中，凹槽42能够包括四个或更多个凹槽构件52。另外，在一些实施例中，定子组件26能够包括前述凹槽构件52/导体44比率中的任一种的任意组合。例如，一些凹槽42能够包括四个凹槽构件52和四个导体44，一些凹槽42能够包括两个凹槽构件52和四个导体44，而一些凹槽能够包括一个或多于一个的凹槽构件52和四个导体44。如前述，使用四个导体44是示例性的并且其他数量的导体44 (例如，一个、两个、六个、八个等)能够设置在凹槽42内。在一些实施例中，引脚部分48中的至少一些能够包括多个区域。在一些实施例中，引脚部分48能够包括槽内部分60、倾斜部分42和连接部分64。在一些实施例中，如前述，引脚部分48能够设置在凹槽42中，并且引脚部分48的一些区域(例如，槽内部分60)能够至少部分地接收在凹槽构件52内。此外，引脚部分48能够从插入端部56轴向延伸到焊接端部58。在一些实施例中，在插入之后，设置在定子芯34内的引脚部分48的至少一部分能够包括槽内部分60。在一些实施例中，在焊接端部56和插入端部58处从定子组件26延伸的引脚部分48的至少一些区域能够包括倾斜部分62和连接部分64。在一些实施例中，在将导体44插入定子芯34内之后，从定子芯34延伸的引脚部分48能够经受常规的扭曲过程(未示出)，这能够导致倾斜部分62和连接部分64的生成。例如，在一些实施例中，如图3中所示，扭曲过程能够将倾斜部分62设置在更轴向向内的位置并且将连接部分64设置在更轴向向外的位置。在一些实施例中·，倾斜部分62能够包括其他构型，例如弯曲、成曲线、或从导体44的水平轴线移除。在一些实施例中，在扭曲过程之后，导体44的至少一部分的连接部分64能够与其他导体44的连接部分64紧邻。由此，连接部分64能够联接到一起以形成一个或多个定子绕组36。在一些实施例中，连接部分64能够经由焊接、铜焊、钎焊、熔接、粘结剂或其他联接方法相联。另外，在一些实施例中，第一绝缘部50的至少一部分能够在连接部分64处被基本移除以容许联接过程。但是，在一些实施例中，第一绝缘部50能够联接到导体44上，使得其不会涂覆和/或覆盖连接部分64。在一些实施例中，定子组件26能够包括其他构型。例如，导体44能够包括基本线性构型(例如，导体44能够定尺寸为在没有转向部分46的情况下起作用)。基本类似于一些前述实施例，导体44能够被插入定子芯34内。在一些实施例中，在设置导体44的至少一部分之后，从定子芯34的端部56、58延伸的引脚部分48能够被扭曲以包括位于定子组件26的两个侧部上的连接部分64和倾斜部分62。由此，位于定子组件26的端部56、58上的相邻的连接部分64能够连接到一起以形成呈双联接构型(未示出)的一个或多个定子绕组36。在一些实施例中，第一绝缘部50可能由于扭曲过程而至少部分地磨损。例如，在一些实施例中，由扭曲过程所生成的压力点能够生成第一绝缘部50的区域，该区域相对于第一绝缘部50的其他部分接受更大的机械应力。在模块10的寿命过程中，第一绝缘部50可能磨损，并且在一些情况下，第一绝缘部50可能最终变为不起作用。由于第一绝缘部50的磨损，因此在一些实施例中，裸露导体44 (例如，裸露铜材料或裸露含铜材料)能够彼此接触、与定子芯34、壳体12或其他元件相接触，这能够导致模块10的故障(例如，短路情况、接地情况等等)。另外，在一些实施例中，如果定子端匝54的轴向长度能够被最小化以使得模块10的总尺寸能够被减小，则模块10的运行能够被增强。例如，在一些实施例中，引脚部分48能够被扭曲到更大的程度(例如，连接部分64能够移动更大的周向距离且轴向向内)，使得倾斜区域62能够设置为比其他实施例更靠近定子芯34 (例如，倾斜区域62能够设置为关于定子芯34的水平轴线成更大的角度)。由此，定子组件26的轴向长度能够包括比其中引脚部分48被扭曲到较小程度的一些实施例小的长度。在一些实施例中，由于增大扭曲的程度和将倾斜部分62设置为更靠近定子芯34，因此导体44的多个部分能够基本设置为彼此相邻(例如，彼此接触或几乎彼此接触)。由此，在模块10的整个寿命期间，导体44能够彼此接触，这能够导致第一绝缘部50的磨损，从而导致模块10的短路、接地情况、和其他故障和/或失效。在一些实施例中，定子组件26能够包括至少一个绝缘构件66。在一些实施例中，定子组件26能够包括多个绝缘构件66。在一些实施例中，绝缘构件66的至少一部分能够包括与凹槽构件52基本相似的材料。例如，绝缘构件66能够包括Nomex -Kapton 复合材料，但是在其他实施例中，绝缘构件66中的至少一些能够包括可选的材料，如前面关于凹槽构件52所提及的材料。在一些实施例中，绝缘构件66中的至少一些能够设置为使得其覆盖至少一个导体44的至少一部分。例如，在一些实施例中，如图7中所示，绝缘构件66的至少一部分能够设置在导体44的引脚部分48和/或转向部分46中的至少一些上。此外，在一些实施例中，绝缘构件66能够设置在从定子组件26的焊接端部58延伸的导体44的引脚部分48中的一些或全部上。另外，在一些实施例中，附加于或替代设置在从焊接端部58延伸的导体44的一些部分上，绝缘构件66能够设置于在插入端部56处从定子组件26延伸的导体44的一些部分上。如在下文进一步详细描述的，绝缘构件66中的至少一些能够配置为且布置为减小由于导体44与其他导体44、定子芯34、壳体12等相接触而导致的模块10的故障和失效的风险。在一些实施例中，绝缘构件66的至少一部分能够配置为且布置为接收导体44的至少一部分。在一些实施例中，绝缘构件66的至少一部分的形状和尺寸能够被设定为使得导体44中的一些的至少一部分能够装配在绝缘构件66内。例如，在一些实施例中，绝缘构件66的至少一部分能够包括管形状、圆筒形构型、或其他形状和构型(例如，方形、矩形等)。在一些实施例中，绝缘构件66能够包括能够接收导体44的至少一部分的任意其他形状。在一些实施例中，在将导体44的至少一部分插入定子芯34内(例如，将引脚部分48插入而使得槽内部分6 0位于凹槽42内)之后，如图7中所示，一些绝缘构件66能够在扭曲之前设置在从焊接端部58延伸的引脚部分48中的至少一些上。此外，如前述，附加于或替代从焊接端部58延伸的引脚部分48,在一些实施例中，如图15中所示,绝缘构件66中的至少一些能够设置在从定子组件26的插入端部56延伸的导体44中的至少一些部分。例如，如图15中所示，绝缘构件66能够设置为使得绝缘构件66的至少一部分从与转向部分46基本相邻的点延伸到与定子芯34基本相邻的点。在其他实施例中，绝缘构件66能够覆盖在插入端部56处从定子芯34延伸的导体44中的至少一些的大部分(例如,绝缘构件66能够覆盖在插入端部56处从定子芯34延伸的导体44中的一些或全部的引脚部分48和转向部分46的大部分)。在一些实施例中，绝缘构件66的至少一部分能够在组装过程期间设置。例如，在一些实施例中，绝缘构件66的至少一部分能够基本自动地(例如，通过机器)设置在导体44的部分上。在一些实施例中，绝缘构件66的至少一部分能够通过手动过程(例如，通过手动组装)设置。如图7和图8中所示，在一些实施例中，绝缘构件66的至少一部分能够设置在(例如，覆盖)导体44中的至少一些的一部分上，该部分将最终包括倾斜部分62中的至少一些。例如，在一些实施例中，在将导体44插入定子芯34内之后，绝缘构件66能够设置在引脚部分48中的至少一些上，使得绝缘构件66从与定子芯34基本相邻的位置延伸到与连接部分64基本相邻的位置(例如，绝缘构件66覆盖从定子芯34轴向延伸的引脚部分48中的一些的轴向长度的一部分，而连接部分64能够至少部分地未由绝缘构件66覆盖)。在一些实施例中，绝缘构件66中的至少一些的长度能够配置为使得在设置绝缘构件66之后，导体44能够如前述地扭曲，并且绝缘构件66能够沿着导体44设置，使得绝缘构件66的至少一部分的轴向外边缘68能够设置为与连接部分64基本相邻，正如图8-图10中所示。例如，绝缘构件66能够设置为使得倾斜部分62能够至少部分地由绝缘构件66覆盖，而连接部分64能够至少部分地未由绝缘构件66覆盖。在一些实施例中，四个导体44能够设置在每个凹槽42中，而四个绝缘构件66能够设置为(例如，自动地和/或手动地)使得绝缘构件66覆盖位于凹槽42中的每一个中的四个导体44的部分。在设置绝缘构件66之后，导体44能够被扭曲到位置中，并且连接部分64能够联接到一起以形成定子绕组36。由此，在一些实施例中，绝缘构件66能够从与连接部分64基本相邻的点延伸到与定子芯34基本相邻的点。例如，如图7中所示，在一些实施例中，变化长度的导体的至少一部分的暴露区域69能够限定在绝缘构件66的至少一部分的轴向内边缘71与定子芯34之间。在一些实施例中，能够采用其他构型。例如，在一些实施例中，小于四个的导体44能够设置在凹槽42中(例如，一个、两个、或三个导体44)，并且小于四个的绝缘构件66能够在每个凹槽42中使用(例如，一个、两个或三个绝缘构件66)。在一些实施例中，导体44的至少一部分能够在没有绝缘构件66的情况下起作用。例如，如图11和图12中所示，在一些实施例中，绝缘构件66能够在扭曲之前设置在基本交替的导体44上(例如，大约50%的导体或者每隔一个导体44能够包括绝缘构件66)。在一些实施例中，绝缘构件66能够设置为使得导体44中的一些未由绝缘构件66覆盖,但是相邻的导体44包括绝缘构件66。由此，不具有绝缘构件66的导体44中的至 少一些与具有绝缘构件66的导体44紧邻以增强所有导体44的防护(例如，不具有绝缘构件66的导体中的每一个至少部分地由具有绝缘构件66的另一导体44绝缘)。在一些实施例中，绝缘构件66的至少一部分能够配置为且布置为至少部分地改进模块10的一些部分的组装。在一些实施例中，如图13中所示，至少两个绝缘构件66能够联接到一起，使得不需要很多单独的绝缘构件66能够被设置在导体44上和/或导体44上方。例如，如图13所示,两个绝缘构件66能够被联接到一起(例如,经由粘结剂和/或能够可逆联接的其他化合物/材料)，使得一组绝缘构件66 (例如，两个、三个或四个联接到一起的绝缘构件66)能够设置在相邻的(例如，径向相邻的)导体44上。在每个凹槽42包括多于两个导体44的一些实施例中，多于两个的绝缘构件66能够联接到一起。例如，在一些实施例中，四个绝缘构件66能够联接到一起,使得单组绝缘构件66 (即，联接到一起的绝缘构件66)能够设置在四个径向相邻的导体44 (设置在凹槽42中)上。在其他实施例中，其他数量的绝缘构件66能够联接到一起以至少部分地易于组装。在一些实施例中，由于将绝缘构件66的至少一部分联接到一起，因此模块10的组装能够被至少部分地增强。例如，由于能够以更少的组使用相同数量的绝缘构件66(例如，一组能够包括多个绝缘构件66)，因此更大数量的绝缘构件66能够在任意给定的时间设置在导体44上。此外，为了有利于定子组件26的制造，在一些实施例中，在设置在导体44上之后，联接到一起的绝缘构件66能够配置为且布置为彼此间隔开而不会导致对绝缘构件66的损害。例如，绝缘构件66能够经由粘结剂或其他联接材料(其能够将两个绝缘构件66保持在一起)相联，但是，当导体44被扭曲以形成倾斜部分62和连接部分64时，在相联的绝缘构件66之间的联接键合也能够被打破。由此，绝缘构件66能够以多个绝缘构件66的组设置在导体44上，并且能够在扭曲过程期间解联以提供在图8-图11中图示的构型。例如，导体44的至少一部分能够沿顺时针方向移动(例如，大约50%)，而导体44的另一部分能够沿逆时针方向移动(例如，大约50%)，这能够导致绝缘构件66的解联。在一些实施例中，绝缘构件66能够配置为且布置为向导体44的至少一部分提供绝缘保护。在一些实施 例中，导体44的设置在绝缘构件66内的部分(例如，引脚部分48的区域和导体44的其他部分)能够受保护免于与扭曲过程相关联的前述困难中的一些和在模块10的寿命期间以及在扭曲过程期间出现的问题(例如，导体44在扭曲过程期间彼此接触)。例如，绝缘构件66中的至少一些能够将导体44的部分和第一绝缘部50相对于在模块10的寿命期间出现的磨损部分绝缘。此外，在一些实施例中，绝缘构件66也能够提供用于导体44的介电防护(例如，附加于或替代由第一绝缘部50所提供的介电防护)。如图14中所示，一些常规的电机能够包括设置在位于定子组件26的焊接端部侧58处的相邻引脚部分48之间的绝缘带70。例如，在每个凹槽包括四个导体引脚部分48的常规电机中，至少三个绝缘带70能够设置在相邻引脚部分48之间(例如，每个引脚部分48能够铺设为与下一引脚部分48径向紧邻，而绝缘带70能够设置在引脚部分48之间)，正如图14中所示。绝缘带70能够围绕定子组件26的至少一部分沿周向方向在引脚部分48中的一些或全部之间延伸。绝缘带70能够用来保护能够在联接过程期间暴露的导体44的一些部分。例如，导体44和第一绝缘部50均能够被联接过程(例如，焊接、铜焊等)至少部分地损害。由于带70能够屏蔽、防护和/或保护导体44的至少一部分和第一绝缘部50免受联接过程的有害影响，因此绝缘带70能够在一些常规的电机中使用以减小在联接过程期间的损害。在一些实施例中，绝缘构件66能够至少部分地减小对绝缘带70中的一些或全部的需求。例如,在一些实施例中，导体44和第一绝缘部50的设置在绝缘构件66内的部分能够通过以绝缘构件66替代绝缘带70而受保护免于联接过程，这是由于由绝缘构件66所提供的物理隔离。因此，在一些实施例中，使用绝缘构件66能够减小或消除对绝缘带70的需求。在一些实施例中，绝缘构件66能够包括多个构型。在一些实施例中，凹槽构件52的至少一部分能够包括绝缘构件66中的一些以作为延伸的凹槽构件52a。在一些常规的定子组件中，凹槽构件52能够在焊接端部58和插入端部56处延伸第一轴向距离(例如，一至五毫米)。在本发明的一些实施例中，延伸的凹槽构件52a能够包括在焊接端部58和/或插入端部56处的第二轴向距离(例如，与绝缘构件66的轴向长度加上凹槽构件52的长度基本相似的距离)。由此，在将导体44插入定子组件26中之后，从定子芯34延伸的引脚部分48中的至少一些能够设置在延伸的凹槽构件52a内且能够以与前述实施例中的一些基本相似的方式绝缘。此外，在一些实施例中，延伸的凹槽构件52a能够配置为且布置为沿着导体44中的至少一些延伸一段距离，使得延伸的凹槽构件52a的轴向外边缘68a与连接部分64和/或转向部分46的一些区域基本相邻。在一些实施例中，延伸的凹槽构件52a能够配置为且布置为使得在扭曲之后位于焊接端部58上的轴向外边缘68a与连接部分64基本相邻以提供如前述的绝缘优点。在一些实施例中，延伸的凹槽衬里52a由于其延伸的长度而能够提供另外的绝缘优点。在其 中延伸的凹槽衬里52a延伸到与转向部分46和连接部分64基本相邻的位置的一些实施例中，导体44能够在无需第一绝缘部50的情况下至少部分地绝缘。由于延伸的凹槽衬里52a能够设置在导体44中的一些或全部(例如，引脚部分48和转向部分46)上(其能够提供对于电机模块10的运行所必须的绝缘)，因此能够减小或消除对第一绝缘部50的需求。另外，在一些实施例中，在将连接部分64联接之后，模块10的至少一部分能够以第二绝缘部(未示出)基本涂覆。例如，在一些实施例中，清漆、树脂材料(例如环氧树脂)、其他绝缘材料、或它们的任意组合能够被施加到电机20的至少一些部分上以提供另外的绝缘层以至少部分地减小在电机模块10的部件之间的短路和/或接地情况的机会。在一些实施例中，第二绝缘部能够通过真空压力浸溃、浸没、或其他相似的施加方法施加。例如，在一些实施例中，第二绝缘部(例如，树脂例如环氧树脂、清漆、或其他绝缘材料)能够以与在美国专利申请序列N0.13/233，187中公开的过程基本相似的方式经由真空压力浸溃施加到定子组件26上，该申请由本申请的受让人拥有并且其全部公开内容通过参引的方式并入本文。无论其中第二绝缘部被施加的方式为何，第二绝缘部能够透过定子组件26中的一些或全部(例如，凹槽42、覆盖导体44、任意绝缘部等等)。由此，在一些实施例中，在固化之后，第二绝缘部能够用来使导体44绝缘并且将定子组件26的多个部分中的一些或全部联接到一起(例如，固化清漆能够配置为将定子组件26的多个部分永久地联接到一起)。在一些实施例中，延伸的凹槽构件52a能够配置为且布置为容许涂覆第二绝缘部的定子组件26。例如，延伸的凹槽构件52a、绝缘构件66和/或凹槽构件52中的一些能够包括第二绝缘部不能穿透的材料，或者它们能够包括第二绝缘部能够仅仅低效地或部分地穿透的材料。由此，在一些实施例中，延伸的凹槽衬里52a中的一个或多个能够包括一个或多个绝缘孔隙72。例如，绝缘孔隙72能够在与定子组件26的端部56、68中的一个或两个基本相邻的位置穿过延伸的凹槽构件52a的部分设置。由此，第二绝缘部的至少一部分能够经由绝缘孔隙72进入凹槽42和/或定子组件26的其他部分内，使得其能够固化并且提供绝缘和联接优点。在一些实施例中，绝缘孔隙72中的一些能够在延伸的凹槽构件52a的制造期间形成，而绝缘孔隙72中的一些能够形成在绝缘的凹槽构件52a的制造之后形成(例如，孔隙72能够在将延伸的凹槽构件52a设置在凹槽42内之后形成)。在一些实施例中，绝缘孔隙72能够包括多种构型。例如，延伸的凹槽构件52a中的一个或多个能够包括多个绝缘孔隙72 (例如，延伸的凹槽构件52a能够包括大致穿孔构型)。由此，对于任意一个延伸的凹槽构件52a，第二绝缘部能够在多个位置处穿透延伸的凹槽构件52a。此外，在一些实施例中，多个绝缘孔隙72能够配置为且布置为使得在扭曲过程期间，导体44和延伸的凹槽构件52a的运动的力能够导致构件52a的外部分分隔开,这能够导致绝缘构件66的生成并且使凹槽构件52分隔开。在一些实施例中，绝缘孔隙72能够设置在延伸的凹槽构件52a的一个或多个侧部上。如前述，在扭曲过程期间，导体44能够沿多个周向方向运动(例如，大约50%的导体44能够沿顺时针方向移动，而大约50%的导体44能够沿逆时针方向移动)。因此，在一些实施例中，绝缘孔隙72能够设置在延伸的凹槽构件52a的第一侧部上以用于沿第一周向方向(例如，逆时针)移动的引脚部分48，并且设置在与第一侧部基本相对的第二侧部上以用于沿第二周向方向(例如，顺时针)移动的引脚部分48。由此，第二绝缘部能够在相对侧部处进入绝缘孔隙72内(例如，凹槽42的交替侧部)以用于穿透到定子组件26内。如图1中所示，在一些实施例中，套筒构件14能够包括冷却剂套74。例如，在一些实施例中，套筒构 件14能够包括内壁76和外壁78，而冷却剂套74能够基本设置在壁76、78之间。在一些实施例中，冷却剂套74能够基本包围电机20的至少一部分。更具体地，在一些实施例中，冷却剂套74能够基本包围定子组件26的外径的至少一部分，包括定子绕组36 (当其在插入端部56和焊接端部58 (例如，定子端匝54)上延伸时)。另外，在一些实施例中，冷却剂套74能够容纳冷却剂，冷却剂能够包括传动油、乙二醇、乙二醇/水的混合物、水、油、马达油、喷雾、气体或能够接收由电机模块10所产生的热能的其他物质。冷却剂套74能够与冷却剂源(未示出)流体连通，冷却剂源能够在将冷却剂分散到冷却剂套74内之前或将冷却剂分散到冷却剂套74内时加压冷却剂，使得加压的冷却剂能够循环穿过冷却剂套74。而且，在一些实施例中，内壁64能够包括冷却剂孔隙80，使得冷却剂套74能够与机腔22流体连通。在一些实施例中，当其离开位于焊接端部58和插入端部56中的至少一个上的定子芯34时，冷却剂孔隙80能够与定子端部绕组36基本相邻地设置。例如，在一些实施例中，当加压的冷却剂循环穿过冷却剂套74时,冷却剂的至少一部分能够通过冷却剂孔隙80离开冷却剂套74且进入机腔22内。而且，在一些实施例中，冷却剂能够与定子绕组36相接触，这能够导致至少部分地冷却。在离开冷却剂孔隙80之后，冷却剂的至少一部分能够流动穿过机腔22的部分且能够与不同的模块10元件相接触，这在一些实施例中能够导致模块10的至少部分的冷却。应当由本领域的技术人员理解的是，尽管已经在上面结合具体的实施例和示例描述了本发明，但是本发明并非必然地如此限制，并且各种其他实施例、示例、使用、修改以及与该实施例、示例和使用的偏离旨在由所附权利要求包括。本文所引述的每个专利和公布的全部公开内容通过参引的方式并入本文，正如每个该专利或公布通过参引的方式单独地并入本文一样。在下面的权利要求 中阐释了本发明的各种特征和优点。
权利要求
1.一种电机模块,包括: 壳体，所述壳体至少部分地限定机腔；以及 电机，所述电机至少部分地设置在所述机腔内，并且至少部分地由所述壳体包封，所述电机包括: 定子组件，所述定子组件包括具有多个凹槽的定子芯； 多个导体，所述多个导体设置在所述多个凹槽的至少一部分内，所述多个导体各自包括至少一个引脚部分，所述引脚部分各自包括一个或多个倾斜部分和一个或多个连接部分，其中，所述导体设置在所述多个凹槽内，使得所述倾斜部分中的一个或多个和所述连接部分中的一个或多个在所述定子芯的端部处从所述定子芯延伸；以及 至少一个绝缘构件，所述至少一个绝缘构件设置在从所述定子芯延伸的所述引脚部分中的至少一个上，使得所述连接部分中的至少一个至少部分地未由绝缘构件覆盖，并且所述倾斜部分中的至少一个至少部分地由所述绝缘构件覆盖。
2.如权利要求1所述的电机模块，其中，所述多个导体的至少一部分包括第一绝缘部。
3.如权利要求1所述的电机模块，还包括设置在所述多个凹槽中的每一个内的至少一个凹槽构件，并且其中，所述引脚部分中的至少一些设置在所述凹槽构件内。
4.如权利要求3所述的电机模块，其中，所述凹槽构件的至少一部分与所述绝缘构件的至少一部分基本成一体。
5.如权利要求1所述的电机模块，其中，所述绝缘构件从与所述连接部分基本相邻的位置延伸到与所述定子芯基本相邻的位置。
6.如权利要求1所述的 电机模块，其中，所述多个凹槽中的每一个包括至少四个引脚部分，而所述引脚部分中的每一个包括至少一个绝缘构件。
7.如权利要求1所述的电机模块，其中，所述多个凹槽中的每一个包括至少四个引脚部分，而位于所述多个凹槽中的每一个中的所述引脚部分中的至少两个包括至少一个绝缘构件。
8.如权利要求1所述的电机模±夹，其中，所述绝缘构件包括Nomex 、Kapton 、Kevlar 、Mylar 、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯和聚酰胺酰亚胺中的至少一种。
9.如权利要求1所述的电机模块，其中，所述绝缘构件设置在至少一些转向部分上。
10.如权利要求1所述的电机模块，还包括至少部分地设置在所述壳体内的冷却剂套，并且其中，所述冷却剂套经由多个冷却剂孔隙与所述机腔流体连通。
11.一种电机模块，包括: 壳体，所述壳体包括机腔；以及 电机，所述电机至少部分地设置在所述机腔内，所述电机包括: 定子组件，所述定子组件包括具有多个轴向布置的凹槽的定子芯，所述定子组件包括焊接端部和插入端部； 至少一个凹槽构件，所述至少一个凹槽构件设置在所述凹槽中的每一个内； 多个导体，所述多个导体设置在所述凹槽中，使得所述导体中的每一个的至少一部分设置在所述凹槽构件内，所述导体中的每一个包括在两个引脚部分之间延伸的转向部分，所述两个引脚部分包括槽内部分和连接部分，其中，所述多个导体的所述转向部分从所述插入端部轴向延伸，并且所述连接部分在所述焊接端部处从所述槽内部分轴向延伸；以及多个绝缘构件，所述多个绝缘构件设置于在所述焊接端部处从所述定子组件延伸的所述引脚部分中的至少一半上，并且其中，所述多个绝缘构件配置为且布置为从与所述连接部分基本相邻的点延伸到与所述定子芯基本相邻的点。
12.如权利要求11所述的电机模块，其中，所述壳体包括至少部分地包围所述定子组件的一部分的冷却剂套。
13.如权利要求11所述的电机模块，其中，所述多个凹槽中的每一个包括至少四个引脚部分，而所述引脚部分中的至少两个包括设置在从所述焊接端部延伸的所述引脚部分上的绝缘构件。
14.如权利要求13所述的电机模块，其中，所述引脚部分中的每一个至少部分地设置在所述绝缘构件中的一个或多个内。
15.如权利要求14所述的电机模块，其中，所述绝缘构件中的至少两个可逆地联接到一起。
16.如权利要求11所述的电机模块，其中，所述绝缘构件中的至少一些与所述凹槽构件中的至少一些基本成一体。
17.—种组装定子组件的方法，所述方法包括: 设置包括多个齿的多个定子叠片； 将所述多个定子叠片的至少一部分联接到一起，使得所述多个齿基本轴向对准以形成多个凹槽，并且所述叠片形成定子芯，其中，所述定子芯包括插入端部和焊接端部； 将至少一个凹槽构件设置在所述多个凹槽中的每一个内； 将多个导体插入所述多个凹槽内，使得所述多个导体中的至少一些的第一部分从所述定子芯的所述插入端部沿轴向向外的方向延伸，而所述多个导体中的至少一些的第二部分从所述定子芯的所述焊接端部沿轴向向外的方向延伸，并且其中，所述多个导体中的一些的至少一部分设置在所述凹槽构件内；以及 将一个或多个绝缘构件设置在从所述焊接端部延伸的所述第二部分中的至少一些上，使得所述第二部分的第一区域保持未被覆盖，而所述第二部分的第二区域位于所述绝缘构件内。
18.如权利要求17所述的方法，还包括移动所述多个导体中的至少一些的第二部分以生成位于被移动的导体上的连接部分和倾斜部分。
19.如权利要求18所述的方法，其中，所述连接部分包括所述第一区域，而所述倾斜部分包括所述第二区域。
20.如权利要求17所述的方法，其中，所述第二部分中的每一个包括一个或多个绝缘构件。
21.如权利要求17所述的方法，其中，所述多个凹槽中的每一个包括至少四个导体，而位于所述多个凹槽中的每一个中的导体中的至少两个包括所述绝缘构件。
22.如权利要求17所述的方法，其中，所述绝缘构件包括Nomex 、Kapton 、Kevlar 、丨Vlylar 、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯和聚酰胺酰亚胺中的至少一种。
23.如权利要求17所述的方法，还包括以绝缘部涂覆所述导体、所述定子芯、所述凹槽构件和所述绝缘构件的至少一部分。
24.如权利要求23所述的方法，其中，所述绝缘部包括清漆。
25.—种电机模块,包括: 壳体，所述壳体包括机腔；以及 电机，所述电机至少部分地设置在所述机腔内，所述电机包括: 定子组件，所述定子组件具有多个凹槽，所述定子组件包括焊接端部和插入端部； 至少一个凹槽构件，所述至少一个凹槽构件设置在所述凹槽中的每一个内； 多个导体，所述多个导体设置在多个凹槽中的至少一些中，使得所述导体至少部分地设置在所述凹槽构件内，所述多个导体包括从所述焊接端部延伸的第一部分和从所述插入端部延伸的第二部分，所述第一部分至少包括连接部分和倾斜部分，并且其中，所述凹槽构件中的至少一半配置为且布置为从与所述连接部分基本相邻的点延伸到与所述多个导体的所述第二部分基本相邻的点。
26.如权利要求25所述的电机模块，还包括穿过所述凹槽构件中的至少一些设置的至少一个孔隙。
27.如权利要求25所述的电机模块，还包括穿过所述凹槽构件中的至少一些设置的多个孔隙。
28.如权利要求25所述的电机模块，其中，所述凹槽构件中的全部配置为且布置为从与所述连接部分基本相邻的点延伸到与所述多个导体的所述第二部分基本相邻的点。
29.如权利要求25所述的电机模块，其中，所述第二部分包括转向部分。
30.如权利要求29所述的电机模块，其中，所述凹槽构件中的至少一些配置为且布置为至少部分地覆盖所述转向部分。
31.如权利要求29所述的电机模块，其中，所述转向部分中的至少一些包括一个或多个绝缘构件。
32.如权利要求25所述的电机模±夹，其中，所述凹槽构件包括Nomex 、Kapton 、Kevlar 、Mylar 、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯和聚酰胺酰亚胺中的至少一种。
33.如权利要求25所述的电机模块，其中，所述凹槽构件中的至少一些包括穿孔，使得所述凹槽构件中的至少一些在作用力被施加到所述导体上时被分为槽内部分和绝缘构件。
34.如权利要求25所述的电机模块，其中，所述壳体包括至少部分地包围所述定子组件的一部分的冷却剂套，并且其中，所述冷却剂套经由多个冷却剂孔隙与所述机腔流体连通。
35.一种电机模块,包括: 壳体，所述壳体至少部分地限定机腔；以及 电机，所述电机至少部分地设置在所述机腔内并且至少部分地由所述壳体包封，所述电机包括: 定子组件，所述定子组件包括具有多个凹槽的定子芯； 多个导体，所述多个导体设置在所述多个凹槽中的至少一些中，所述多个导体中的每一个包括从所述定子芯的焊接端部延伸的第一部分和从所述定子芯的插入端部延伸的第二部分，所述第 一部分至少包括连接部分和倾斜部分，所述第二部分至少包括转向部分，并且其中，至少一个绝缘构件设置在所述多个导体中的至少一个的所述第二部分的区域上，使得所述绝缘构件从与所述转向部分基本相邻的点延伸到与所述定子芯基本相邻的点。
36.如权利要求35所述的电机模块，其中，至少一个绝缘构件设置在所述多个导体中的至少一个的所述第一部分的区域上，使得所述绝缘构件从与所述连接部分基本相邻的部分延伸到与所述定子芯基本相邻的点。
37.如权利要求36所述的电机模块，其中，所述导体的所述倾斜部分基本由所述绝缘构件覆盖。
38.如权利要求35所述的电机模块，其中，所述多个导体中的至少一半的所述第二部分包括至少一个绝缘构件。
39.如权利要求35所述的电机模块，其中，所述多个导体的至少一部分的所述第二部分包括至少两个绝缘构件。
40.如权利要求39所述的电机模块，其中，所述多个导体的至少一部分的所述第一部分包括至少一个绝缘构件。
41.如权利要求35所述的电机模块，还包括设置在所述多个凹槽中的至少一个中的至少一个凹槽构件，并且其中，所述至少一个凹槽构件联接到所述至少一个绝缘构件。
42.如权利要求41所述的电机模块，其中，所述至少一个凹槽构件配置为且布置为从与所述连接部分基 本相邻的点延伸。
全文摘要
本发明的实施例提供了一种包括壳体的电机模块。所述壳体能够包括机腔。在一些实施例中，电机能够至少部分地设置在所述机腔内，并且能够包括定子组件。所述定子组件包括具有凹槽的定子芯。在一些实施例中，导体能够设置在所述凹槽中。所述导体包括在引脚部分之间延伸的转向部分。所述引脚部分包括倾斜部分和连接部分。所述导体设置在所述多个凹槽内，使得所述倾斜部分和连接部分在第一轴向侧部处从所述定子芯延伸。至少一个绝缘构件能够设置在所述引脚部分中的至少一些上，使得所述连接部分至少部分地未被覆盖。
文档编号H02K1/16GK103248146SQ201310046630
公开日2013年8月14日 申请日期2013年2月6日 优先权日2012年2月10日
发明者B·D·钱伯林, C·J·汉默, T·加西亚, E·巴布, C·祖克, T·梅里尔, T·贝蒂 申请人:瑞美技术有限责任公司