用于旋转电机的互连组件以及旋转电机

技术领域

本发明涉及一种用于旋转电机的互连组件，以及一种配备有这种类型的互连组件的旋转电机。

背景技术

旋转电机优选地是多相机电设备，其使得可以将电能转换成机械能，或者相反。旋转电机在机动车辆工业中的已知应用是交流发电机起动器，即用于停止和自动重启机动车辆的热力发动机的设备，其允许减少燃料消耗和污染，例如在红灯短暂停止期间。

一种旋转电机，包括：

-电动机，包括转子和定子；

-电气控制电动机的控制系统。

更具体地，控制系统包括功率模块和控制装置，功率模块使得可以定义在电动机定子的每个电相中流通的电流的值，控制装置包括控制模块，其使得可以根据某些环境参数和在机动车辆上测量的数据来控制功率模块。

控制系统还可以包括散热器主体和保护控制系统的电气元件(比如功率模块和控制模块)的盖。

以已知的方式，使用互连器，互连器使得可以在定子的相绕组的端部和功率模块之间建立对应，功率模块相对于定子的相绕组的端部成角度地偏移。

专利申请FR3056842描述了这种类型的电机，其中定子的相绕组的端部焊接在互连器的端子上。互连器的端子通过轨道电连接到连接端子，在轨道上包覆成型有由绝缘材料制成的支撑件。连接端子在轴向方向上突出延伸，即在与电动机转子的旋转轴线相同的方向上。连接端子电连接到功率模块的接线片。由于螺钉在径向方向(即垂直于电动机转子的旋转轴线的方向)上延伸，所以提供了每个连接端子到功率模块的接线片的电连接。

通过沿径向方向延伸的螺钉的这种连接是非常有限的。实际上，这需要提供用于螺丝驱动机的通过区域。

用于螺丝驱动机的这些通过区域会使周围零件的形状更加复杂。例如，可能需要在散热器主体和控制系统的盖之间具有不平坦的界面。该不平坦界面导致在散热器主体和控制系统的盖之间应用更复杂的密封。

只有在连接端子和功率模块的接线片之间形成螺纹连接之后，才有必要组装散热器主体和/或控制系统的盖。这是一个重大工业约束。事实上，不可能在电动机上组装完成的控制系统。

此外，拧紧是特别慢的组装过程，需要复杂的自动化工具，特别是因为螺钉的操作。

此外，这种类型的螺纹连接是不可移除的，即如果不拆卸或破坏连接，就不可能将连接端子从功率模块的接线片上分离。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于旋转电机的互连组件，以便至少在大多数情况下解决上述问题。

本发明涉及一种用于旋转电机的互连组件，其包括：

-第一互连模块，包括设计成电连接到电机的定子的相绕组的端部的第一端子，以及电连接到第一端子的第一连接端子；

-第二互连模块，包括电连接到第二端子的第二连接端子，该第二端子设计成电连接到电子控制模块或旋转电机的电子功率模块，

第一连接端子和第二连接端子配置成通过可沿连接方向、特别是电动机的旋转轴线O的方向移除的连接而电接触。

使用这种类型的互连组件有助于将用于控制旋转电机的系统组装在电动机上。事实上，为了在电动机的相绕组和控制系统的电子模块之间建立电连接，该组件不需要螺钉或其他不可移除的电连接装置。组装更加快速，并且不需要复杂的工具。

这种类型的互连组件还便于例如在拆卸过程中控制系统与电动机的分离。因此，可以在不进行复杂或破坏性拆卸的情况下更换控制系统或电动机。

此外，这种可移除连接可以减小尺寸，因为它不需要额外的固定系统，比如螺钉。

互连组件在旋转电机的生产中允许更大的灵活性。事实上，可以分别生产其上固定有第二互连模块的控制系统和其上固定有第一互连模块的电动机，然后在最后步骤中组装它们。

根据本发明的附加特征，第一连接端子和第二连接端子之间的电接触由导电弹性元件确保。

导电弹性元件的使用使得可以改善第一连接端子和第二连接端子之间的电接触，同时允许连接端子的形状公差和较宽连接端子之间的定位公差，这些公差能够通过导电弹性元件的弹性来补偿。

根据本发明的附加特征，通过插接来确保第一连接端子和第二连接端子之间的电接触。第一连接端子和第二连接端子中的一个包括阳连接单元，第一连接端子和第二连接端子中的另一个包括阴连接单元。

根据本发明的附加特征，阴连接单元包括圆柱形插座，阳连接单元包括可插入圆柱形插座的插头。

根据本发明的附加特征，第一互连模块的第一端子和第一连接端子包覆成型在由电绝缘材料、特别是塑料材料制成的第一支撑件中，和/或第二互连模块的第二端子和第二连接端子包覆成型在由电绝缘材料、特别是塑料材料制成的第二支撑件中。

根据本发明的附加特征，第一互连模块包括多个第一端子和第一连接端子，和/或第二互连模块包括多个第二端子和第二连接端子。

根据本发明的附加特征，第一互连模块包括传感器。

根据本发明的附加特征，传感器是温度传感器和/或角位置传感器，其可以测量电动机转子的角位置和/或速度。

根据本发明的附加特征，第一互连模块和/或第二互连模块包括设置有空气间隙的磁芯，霍尔效应传感器设计成放置在该空气间隙中以测量电流。

本发明还涉及一种旋转电机，其包括：

-互连组件；

-电动机，包括定子，该定子包括主体和由多个相绕组形成的绕组，每个相绕组包括电连接到第一互连模块的第一端子的至少一个端部；

-用于旋转电机的电子控制的系统，该系统电连接到第二互连模块的第二端子，并且包括容纳电子控制模块和/或电子功率模块的散热器主体，

第一互连模块与定子的主体成一体，第二互连模块与散热器主体成一体。

根据本发明的附加特征，散热器主体由盖封闭，散热器主体和盖之间的界面区域是平坦的。

散热器主体和盖之间的界面区域允许容易地安装密封件。特别是，更容易以自动化的方式沉积密封件。

附图说明

通过阅读以下对本发明实现方式的非限制性示例的描述，并通过查看附图，将能够更好地理解本发明，其中：

-图1表示配备有根据本发明第一实施例的互连组件的旋转电机；

-图2表示图1中互连组件的第一互连模块和第二互连模块；

-图3表示图1中互连组件的第二互连模块；

-图4表示图1中互连组件的第一互连模块的端子和连接端子；

-图5表示图1中互连组件的第二互连模块的端子和连接端子；

-图6表示根据第二实施例的互连组件的互连模块；

-图7示意性地表示图1中互连组件的第一互连模块和第二互连模块的连接端子的横截面。

具体实施方式

在所有附图中，相同或提供相同功能的元件具有相同的附图标记。以下实施例是示例。尽管描述涉及一个实施例或多个实施例，但这并不一定意味着每个参考涉及相同的实施例，或者特征仅适用于单个实施例。不同实施例的简单特征也可以组合或互换，以便提供其他实施例。

图1表示包括电动机8和控制系统2的旋转电机1。

电动机8包括具有定向轴线O的转子3和定子4。

定子4围绕转子3，在定子4的内周和转子3的外周之间存在空气间隙。定子4以固定的方式装配在设置有前轴承和后轴承的壳体26中。允许传热流体流通的室可以设置在壳体26的前轴承和后轴承之间，以便改善电动机8的冷却。

旋转电机1可以在发电机模式下运行，以便特别是向电池和车辆的车载网络供应能量，以及在电动机模式下运行，不仅例如为了确保车辆的热力发动机的启动，而且例如单独地或与热力发动机结合地参与车辆的牵引。

转子3包括例如一组金属板形式的主体，永磁体植入主体的腔中。

定子4包括例如由一组金属板构成的主体，以及相绕组5。主体可以由一堆金属板片形成，这些金属板片通过适当的固定系统保持成一组的形式。定子主体例如设置有成对的齿界定凹口，用于装配形成定子绕组4的相绕组5。

每个相绕组5包括第一端和第二端12。相绕组5的第一端例如电连接到中性杆。

相绕组5的第二端电连接到第一互连模块6的第一端子11。

第一互连模块6还包括：

-电连接到第一端子11的第一连接端子20；

-由绝缘材料、特别是塑料材料制成的第一支撑件16。

第一端子11和第一连接端子20例如包覆成型在第一支撑件16中。

图4表示第一支撑件16包覆成型之前的第一端子11和第一连接端子20。

端子1包括第一端子11固定在其上的第一端和相绕组5的第二端12电连接到的第二端。例如通过焊接或铜焊或压接来提供这种电连接。

第一连接端子20和第一端子11例如通过压接连接。

根据其他实施例，第一连接端子20和第一端子11被压上或焊接或铜焊或螺纹连接。

第一互连模块6例如具有整体环形的形式。

第一互连模块6例如螺纹连接或铆接在电动机8的定子26的后轴承上。

第一互连模块6包括例如六个第一端子和六个连接端子20，如图2所示，用于六相电动机8。

控制系统2包括第二互连模块7。

第一端子11可以包括在其第一端和第二端之间的中间部分。中间部分例如是圆弧的形式。这使得可以在定子的相绕组的第二端12和第二互连模块7的第二连接端子之间建立对应。

第一互连模块6和第二互连模块7形成互连组件100。

图2表示根据第一实施例的互连组件。

第二互连模块7包括第二端子14和第二连接端子21。第二连接端子21电连接到第一连接端子20。

第二互连模块7还包括由绝缘材料、特别是塑料材料制成的第二支撑件15。

第二端子14和第二连接端子21例如包覆成型在第二支撑件15中。

图3表示第二互连模块7。

第二支撑件15可以包括两个相邻的第二连接端子21之间的肋22。这种类型的肋22使得可以加强第二互连模块7。

图5表示在包覆成型第二支撑件15之前的第二端子14和第二连接端子21。

第二连接端子21和第二端子14例如通过压接连接。

根据其他实施例，第二连接端子21和第二端子11被压上或焊接或铜焊或螺纹连接。

由于可移除的连接，即可以通过第一连接端子20和第二连接端子21之间的简单相对运动来建立或中断的连接，提供第一连接端子20和第二连接端子21之间的电连接。

这种能够建立或中断第一连接端子20和第二连接端子21之间的电连接的相对运动例如是平移，特别是在连接方向比如转子3的旋转轴线O的方向上的平移。

第一连接端子20包括阳连接单元，特别是插头，例如圆柱形插头。

第二连接端子21包括阴连接单元，特别是插座，例如圆柱形插座。

阳连接单元可以插入阴连接单元中。

根据未示出的另一实施例，第一连接端子20包括阴连接单元，第二连接端子21包括阳连接单元。

根据另一未示出的实施例：

-第一互连模块6包括多个第一连接端子20，其至少一个第一连接端子包括阳连接单元，并且其至少另一个第一连接端子包括阴连接单元；以及

-第二互连模块7包括多个第二连接端子21，其第二连接端子包括至少一个第一连接端子的阳连接单元插入其中的阴连接单元，其另一个第二连接端子包括插入至少另一个第一连接端子的阴连接单元中的阳连接单元。

第一互连模块6包括至少三个第一连接端子20。每个第一连接端子电连接到第二互连模块7的第二连接端子21。

该电连接由第一连接端子20和第二连接端子21之间的电接触提供。这种电接触通过插接来确保。

为了确保每个第一连接端子20连接到正确的第二连接端子21，可以提供极化系统。

根据互连组件的第一实施例，通过允许仅在单个位置插接的连接端子的布置来允许极化。

肋22也可以参与极化。事实上，放置在阴连接单元之间的肋22锁定阳连接单元20在阴连接单元21之间的插入。仅可以获得将阳连接单元插入到阴连接单元21中。

控制系统2还包括：

-散热器主体18；

-用于封闭散热器主体18的盖19；

-电子功率模块10，其可以向电动机8供电；

-电子控制模块29，其配置成产生至少一个控制信号，使得可以控制功率模块10。

电子功率模块10具有用于与散热器主体18进行热交换的面。

可以通过热导体元件(比如热膏或热粘合剂)来提供电子功率模块10和散热器主体18之间的热交换。

散热器主体18可以包括允许传热液体、尤其是水的流通的内部回路。传热流体的流通使得可以改善功率模块10的冷却。

根据未示出的另一实施例，散热器主体18包括冷却散热片，其有助于与周围空气进行热交换，以便冷却功率模块10。

控制系统还可以包括滤波电容器28，其使得可以滤波功率模块10和车辆的车载网络之间交换的电流。

滤波电容器150具有热交换面，其与散热器主体18热接触，以便有助于冷却滤波电容器，从而将热量从由每个滤波电容器150产生的卡路里传递到周围空气。可以通过热导体元件(比如热膏或热粘合剂)来提供热接触。

第二互连模块7例如被螺纹连接或铆接到散热器主体18上。

功率模块10可以包括多个功率单元，每个功率单元包括与金属基板(优选为汇流条17类型)电耦合的电子部件，使得可以通过第一互连模块6将功率模块10的每个功率单元电连接到第二互连模块7的第二端子14且因此连接到电动机8的相绕组5。

形成功率模块10的每个功率单元由两个汇流条供电，这使得可以将功率模块10电连接到车辆的电网。

汇流条17和第二互连模块7的第二端子14之间的电连接通过连接模块9来提供。这种类型的电连接用于图1所示的控制系统。

连接模块9包括连接汇流条13，其确保汇流条17和第二端子14之间的电连接。围绕连接汇流条13，连接模块9还包括磁芯30，磁芯30设置有空气间隙，霍尔效应传感器(未示出)设计成放置在该空气间隙处，以便测量通过连接汇流条13的相电流。

连接模块9还可以包括第三支撑件，特别是包覆成型的第三支撑件，使得可以保持连接汇流条13和磁芯30，并且使连接汇流条13电绝缘。

连接汇流条13的第一端例如焊接或铜焊在第二端子14上。连接汇流条13的第二端例如焊接或铜焊在功率模块10的汇流条17上。

图6表示根据第二实施例的互连组件的第二互连模块70。

根据该实施例，第二互连模块70执行连接模块13的功能。连接模块13不再是必需的。

第二互连模块70包括第二端子24和第二连接端子21。如在第一实施例中，第二连接端子21设计成电连接到第一连接端子20。

围绕第二端子24，第二互连模块70还包括磁芯23，磁芯23设置有空气间隙，霍尔效应传感器(未示出)设计成放置在该空气间隙处，以便测量通过第二端子24的相电流。

第二互连模块70还包括由电绝缘材料、特别是塑料材料制成的第二支撑件150。

第二支撑件150例如包覆成型在第二端子24、第二连接端子21和磁芯23上。

第二端子24例如直接连接到汇流条17。例如通过将第二端子24焊接或铜焊在功率模块10的汇流条17上来提供这种连接。

第二支撑件150包括开口25，其例如允许功率模块和电子控制模块29之间的控制轴通过。

根据一实施例，散热器主体18和盖19之间的界面区域是平坦的。

根据未示出的一实施例，第一互连模块6包括传感器。传感器例如是温度传感器和/或角位置传感器，其可以测量电动机8的转子3的角位置和/或速度。

图7表示插接到第二连接端子21的阴连接单元中的第一连接端子20的阳连接单元的横截面AA。阳连接单元例如是插头，阴连接单元例如是圆柱形的插座。

导电弹性元件、特别是弹簧27使得阳连接单元和阴连接单元之间的电连接成为可能。

根据一实施例，弹簧27容纳在阴连接单元中。有利地，弹簧27在阳连接单元插入阴连接单元的方向上保持在阴连接单元中。这种保持例如通过设置在阴连接单元的输入处的边缘来提供。

根据另一实施例，弹簧27位于阳连接单元的外表面上。有利地，弹簧27在阳连接单元插入阴连接单元的方向上保持在阳连接单元上。这种保持例如通过设置在阳连接单元的端部的外表面上的边缘来提供。

弹簧27例如是由金属板制成的多边形弹簧，或者由金属板制成的波形弹簧。

根据本发明，可以组合所描述的不同实施例的特征。