一种轴承接地装置、电机和乘用车的制作方法

1.本发明涉及乘用车电驱技术领域，特别涉及一种轴承接地装置、电机和乘用车。


背景技术：

2.电驱动系统是电动汽车的主要部分，电驱动系统包括三大部件：驱动电机、电机控制器以及减速器。其中，驱动电机将电能转换为转子转动的机械能，并通过减速器向下传导，进而驱动车辆行驶。
3.电机内部的定子绕组与转子、定子绕组与外壳以及转子与外壳之间分别存在寄生电容cwr、cwf以及crf。电机内部寄生电容为电机控制器输出侧的共模电压提供了通路，在轴承内外圈感应轴承电压，导致内部频繁产生放电电流，大大降低轴承了的使用寿命。
4.伴随sic器件和800v系统的应用，电机驱动器输出侧的共模电压更大，乘用车电机轴承面临更大的考验。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种轴承接地装置，采用电机转轴接地的方案，可以减小轴承上的电压，能较好的解决电机轴承电腐蚀的问题，延长电机轴承的寿命。
6.本发明提供了一种应用上述轴承接地装置的电机。
7.本发明提供了一种应用上述电机的乘用车。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
9.一种轴承接地装置，包括：安装轴、接触件和固定机构；
10.所述安装轴用于固定在电机转轴非传动端，所述接触件所述接触件能够通过所述固定机构连接于电机端盖板；
11.所述接触件与所述安装轴接触配合，所述安装轴、所述接触件和所述固定机构均为导电材质。
12.优选地，所述安装轴具有连接结构，所述安装轴能够通过所述连接结构与所述电机转轴非传动端的端面配合固定连接，安装在电机旋变和所述电机端盖板之间。
13.优选地，所述连接结构为开设于所述安装轴中心的螺纹孔，所述安装轴能够通过所述螺纹孔和紧固螺钉固定于所述电机转轴非传动端的端面。
14.优选地，所述安装轴具有空腔，所述接触件与所述安装轴的腔壁接触配合。
15.优选地，所述空腔为与所述安装轴同心的圆柱形，所述接触件与所述空腔的圆周侧壁接触配合。
16.优选地，所述固定机构包括：接地紧固夹；所述接地紧固夹包括：两个夹板；
17.两个所述夹板的第一端分别用于同所述电机端盖板固定连接，所述接触件夹在两个所述夹板的第二端之间。
18.优选地，两个所述夹板的第二端的相对面分别设有相互啮合的齿形结构，所述接触件夹在所述齿形结构处。
19.优选地，所述齿形结构为：正弦波、三角波、锯齿波或矩形波。
20.优选地，所述接触件通过导电胶与所述夹板粘接。
21.优选地，所述接触件通过螺钉或者铆钉与所述夹板连接紧固。
22.优选地，所述夹板包括垂直连接的第一板和第二板，所述第一板为所述第一端，所述第一板垂直于所述安装轴的轴线，所述第二板为所述第二端；
23.两个所述夹板关于所述安装轴的中轴对称设置。
24.优选地，所述固定机构还包括：安装基板；
25.所述安装基板用于固定在所述电机端盖板，所述接触件通过所述接地紧固夹固定于所述安装基板。
26.优选地，所述接地紧固夹通过螺钉与所述安装基板连接，和/或，所述安装基板通过螺钉与所述电机端盖板连接。
27.一种电机，包括如上述的轴承接地装置。
28.一种乘用车，包括如上述的电机。
29.从上述的技术方案可以看出，本发明提供的轴承接地装置，通过安装轴能对转子结构进行延伸，扩大接地碳纤维与转子的接触面积，降低接触阻抗；本方案通过电机转子的非传动端接地来减小电机轴承电蚀风险。
30.本发明还提供了一种电机，由于采用了上述的轴承接地装置，因此其也就具有相应的有益效果，具体可以参照前面说明，在此不再赘述。
31.本发明还提供了一种乘用车，由于采用了上述的电机，因此其也就具有相应的有益效果，具体可以参照前面说明，在此不再赘述。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为本发明实施例提供的轴承接地装置的安装结构示意图；
34.图2为本发明实施例提供的轴承接地装置的整体轴测结构示意图；
35.图3为本发明实施例提供的轴承接地装置的整体侧视结构示意图；
36.图4为本发明实施例提供的轴承接地装置的整体剖面结构示意图。
37.其中，1-电机转轴传动端，2-电机传动端轴承，3-轴承滚珠，4-电机转子，5-电机非传动端轴承，6-电机转轴非传动端，7-电机旋变，8-紧固螺钉，9-安装轴，10-接地碳纤维，11-接地紧固夹，12-安装基板，13-电机端盖板。
具体实施方式
38.首先，对本方案涉及到的技术名词解释如下：
39.共模电压：任何载流导体与参考地之间的不希望有的电压差。
40.轴承电蚀现象：在正常情况下，电机的轴电压较低，轴承内的润滑油膜能起到绝缘作用，不会产生轴电流。但当轴电压较高，或电机起动瞬间油膜未稳定形成时，轴电压将使
润滑油膜放电击穿形成回路产生轴电流。轴电流局部放电能量产生的高温，可以融化轴承内圈、外圈或滚珠上许多微小区域，并形成凹槽，从而产生噪声、振动。
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.本发明实施例提供的轴承接地装置，包括：安装轴9、接触件10和固定机构，其结构可以参照图1所示；
43.其中，安装轴9用于固定在电机转轴非传动端6，接触件10能够通过固定机构连接于电机端盖板13；
44.接触件10与安装轴9接触配合，安装轴9、接触件10和固定机构均为导电材质，则能实现电机转轴非传动端6-安装轴9-接触件10-固定机构-电机端盖板13的电连接。
45.从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的轴承接地装置，不涉及对电机端盖以及电机转子的改造，也未涉及增加辅助轴承，而是在现有电机的结构下对电机转轴非传动端6设置有安装轴9，从而延伸电机转子4结构，便于接地连接；本方案通过增加安装轴9，可以将转子结构延伸，然后通过接触件10和固定机构将外壳(通过电机端盖板13)与安装轴9有效接触连接，实现良好接地，降低接触阻抗，从而降低轴承共模电压，减小电机轴承电蚀风险。
46.作为优选，安装轴9具有连接结构，安装轴9能够通过该连接结构与电机转轴非传动端6的端面配合固定连接，安装在电机旋变7和电机端盖板13之间，其结构可以参照图1所示。即为，将安装轴9设置在电机转子4的轴端位置缝隙，充分利用现有空间。
47.进一步的，连接结构为开设于安装轴9中心的螺纹孔，安装轴9能够通过螺纹孔和紧固螺钉8固定于电机转轴非传动端6的端面。其结构可以参照图1-图4所示，安装轴9和电机转轴非传动端6同轴固定连接，不影响转子正常工作。
48.具体的，安装轴9具有空腔，接触件10与安装轴9的腔壁接触配合。其结构可以参照图1所示，以充分利用轴向的空间。
49.在本实施例中，空腔为与安装轴9同心的圆柱形，接触件10与空腔的圆周侧壁接触配合。其结构可以参照图1、图2和图3所示，即为采用径向导电，接触件10的外圈与安装轴9的内圈接触，采用该方式增加了接触件10与安装轴9的接触面积，减小了接地阻抗；此外，该方式能够有效减少接触件10的用量，降低成本。
50.作为优选，固定机构包括：接地紧固夹11；该接地紧固夹11包括：两个夹板，其结构可以参照图2和图4所示；
51.其中，两个夹板的第一端(图中下方部分)分别用于同电机端盖板13固定连接(在本实施例中为通过安装基板12)，接触件10夹在两个夹板的第二端(图中上方部分)之间，如图3所示，以实现接触件10的紧固装配。具体的，两个夹板的第二端均位于安装轴9的空腔内，以充分利用轴向空间。
52.进一步的，两个夹板的第二端的相对面分别设有相互啮合的齿形结构，接触件10夹在该齿形结构处，可以增大接触件10与夹板的接触面积，进一步降低接触件10与夹板的接触阻抗，提升接触件10与夹板的紧固力。
53.具体的，齿形结构为：正弦波、三角波、锯齿波或矩形波。当然，还可以采用其他形状，在此不再赘述。
54.在本实施例中，接触件10通过导电胶与夹板粘接，可降低接触阻抗，提高紧固程度。
55.具体的，接触件10通过螺钉或者铆钉与夹板连接紧固。其结构可以参照图2和图3所示的四个连接孔，分别对应压紧两侧的接触件10。
56.作为优选，夹板包括垂直连接的第一板和第二板，其结构可以参照图2和图4所示；其中，第一板(图中横板)为前述的第一端，该第一板垂直于安装轴9的轴线，第二板(图中竖板)为第二端；
57.两个夹板关于安装轴9的中轴对称设置，图中安装轴9的顶部为其与电机转轴非传动端6连接的螺纹孔。
58.接地紧固夹11可以通过螺丝直接与电机端盖板13连接。在本实施例中，固定机构还包括：安装基板12，其结构可以参照图1、图2和图3所示；
59.其中，安装基板12用于固定在电机端盖板13，接触件10通过接地紧固夹11固定于安装基板12。即为，采用安装基板12作为接地紧固夹11固定于电机端盖板13的中间安装件，利于设置相应的连接结构，同时也方便操作。
60.进一步的，接地紧固夹11通过螺钉与安装基板12连接，和/或，安装基板12通过螺钉与电机端盖板13连接，结构牢靠。
61.下面结合具体实施例对本方案作进一步说明：
62.如图1所示，轴承接地装置安装在电机转轴非传动端6上，具体位于电机旋变7与电机端盖板13之间。轴承接地装置包括安装轴9、接触件10、接地紧固夹11以及安装基板12四个部分。安装轴9通过紧固螺钉8与电机转子4连接。接地紧固夹11通过螺钉与安装基板12连接，安装基板12通过螺钉与电机端盖板13连接，即通过上述连接方式可将接地紧固夹11与电机外壳连接到一起。由于接地紧固夹11内安装有接触件10，可在接地紧固件11与安装轴9之间实现良好的电连接，即可在电机转子4与电机外壳之间实现良好的电连接。通过上述方式，可大大减小电机转子4与电机外壳之间的阻抗，即可大大减小电机轴承与机壳之间共模电压，因此可以大大降低电机轴承电蚀风险。
63.如图2和图3所示，轴承接地装置包括四个部分：安装轴9、接触件10、接地紧固夹11以及安装基板12。安装轴9通过紧固螺钉8与电机转轴连接。接地紧固夹11通过螺钉与安装基板12连接。安装基板12通过螺钉与电机端盖板13连接。接触件10通过导电胶粘连至接地紧固夹11上，并通过螺钉或者铆钉将接触件10与接地紧固夹11进一步紧固连接。
64.如图4所示，接地紧固夹片11分为左右两个部分。两个夹片之间呈正弦波配合关系，通过螺钉或者铆钉将两个夹片紧固。在正弦波配合处设置有间隙放置接触件10，并涂有导电胶将接地碳纤维与接地紧固夹片11粘接。
65.本方案的技术创新点在于：
66.1、目前既有专利涉及增加辅助轴承，或者涉及对电机端盖板以及电机转子的改造，需要对结构进行重新设计，成本高、周期长。而本方案不涉及对电机端盖以及电机转子的改造，也未涉及增加辅助轴承，而是在现有电机的结构下对电机转子非传动端设置有安装轴，从而延伸电机转子结构，便于接地连接。通过增加安装轴，可以将转子结构延伸，然后
通过轴承接地装置将外壳与安装轴有效接触连接，实现良好接地。
67.2、目前既有专利中，特斯拉采用轴向导电方式，此方式与转子接触面积小，不利于良好接地。而亿斯泰为径向导电方式，装置内圈与转轴外圈接触，碳纤维材料用量多，安装固定涉及结构改造。而本方案采用碳纤维径向导电，装置外圈与安装轴内圈接触。该方式能够有效减少碳纤维材料的用量，降低成本。
68.3、目前既有专利中未涉及碳纤维与接地装置紧固方式。而本方案的接地装置的接地紧固夹片与碳纤维的连接位置采用正弦波锯齿结构，可以增大接地装置与碳纤维的接触面积。通过增大接触面积，可以进一步降低碳纤维与接地装置的接触阻抗，也能进一步提升碳纤维与接地紧固夹的紧固力。
69.本发明实施例还提供了一种电机，包括如上述的轴承接地装置，因此其也就具有相应的有益效果，具体可以参照前面说明，在此不再赘述。
70.本发明实施例还提供了一种乘用车，包括如上述的电机，因此其也就具有相应的有益效果，具体可以参照前面说明，在此不再赘述。
71.综上所述，本方案通过安装轴能对转子结构进行延伸，扩大接地碳纤维与转子的接触面积，降低接触阻抗；将接地紧固夹片设计为正弦波结构，增大接地紧固夹片与接地碳纤维之间的接触面积，降低接触阻抗；通过本轴承接地装置，可有效降低轴承共模电压，降低轴承电蚀风险。
72.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
73.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。