CN119210040A

CN119210040A - 电动机

Info

Publication number: CN119210040A
Application number: CN202410827495.9A
Authority: CN
Inventors: M·德特马; A·格迈因哈特; S·博赫特; M·格布; W·托马; S·哈恩; M·基泽尔; M·阿贝斯卡; C·伯姆; F·孔蒂; M·法尔科内
Original assignee: Electronic Parts Co ltd; ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: Electronic Parts Co ltd; ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2023-06-26
Filing date: 2024-06-25
Publication date: 2024-12-27
Also published as: EP4485764A1

Abstract

一种电动机(1)，特别是无刷直流电机，包括控制单元，该控制单元具有与第一测定装置(9)连接的第一控制板(7)和与第二测定装置(10)连接的第二控制板(8)，其中，至少一个连接构件(13、13'、13")连接第一控制板(7)和第二控制板(8)，其中连接构件(13、13'、13")布置在电动机(1)的壳体(6)内的接收部分中。

Description

电动机

技术领域

本发明涉及一种电动机，特别是无刷直流(BLDC)电机，包括控制单元，该控制单元具有与第一测定装置连接的第一控制板和与第二测定装置连接的第二控制板。

背景技术

用于车辆的电动机，例如用于齿轮箱或传动装置中的功能单元的致动装置，在现有技术中已广为人知。例如，可以使用包括转子的电动机，该转子的转子轴通过传动装置与输出轴连接。电动机可以通过输出轴连接到变速箱的功能单元，例如换档拨叉、离合器的致动器等。在此类应用中，通常需要同时测定转子轴和输出轴的参数，例如，输入轴的转速和输出轴的转速，或者输入轴的旋转角度和输出轴的旋转角度。为了确定与电动机连接的致动器或包括电动机的致动装置的位置或检验其位置，测定转子轴和输出轴的参数是有利的。

为了同时测定输出轴和转子轴的参数，需要两个测定装置。通常情况下，第一测定装置(例如第一传感器元件)布置在电动机内部靠近转子轴的远离电动机输出端(例如远离输出轴)的一端。为了测定输出轴的第二参数，第二传感器元件可以设置在相对于电动机壳体的外部，例如由外部测定装置提供。第二传感器可以布置在输出轴的端部附近。因此，将传感器元件与通用控制板，例如印刷电路板(PCB)连接起来很麻烦。即使使用两个不同的控制板，电动机内部和外部的布线也很复杂，并且通常需要两个不同的连接元件，这使得电动机外部用于将电动机连接到控制单元等的布线变得复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的电动机。

这个目的通过根据权利要求1所述的电动机来实现。从属权利要求中包含了有利的实施例。

如上所述，本发明涉及一种电动机，特别是用于车辆的电动机。电动机包括壳体，第一控制板和第二控制板布置在该壳体中。第一控制板与第一测定装置连接，例如第一传感器，如转速传感器或角度传感器；第二控制板与第二测定装置连接，例如第二传感器，如转速传感器或角度传感器。本发明基于这样的思想，即提供至少一个连接构件，该连接构件连接第一控制板和第二控制板，其中，连接构件布置在电动机的壳体内的接收部分中。

换句话说，本发明建议使用或提供布置在电动机壳体内的连接构件以用于连接两个控制板。因此，有利的是，无需在壳体外部单独连接控制板，也无需将每个控制板单独连接到公共控制单元。因此，不需要单独的连接端口，例如插头或插座。相反，可以将控制板连接到电动机壳体内部，这样从壳体内部到电动机外部的单元(例如中央控制单元)的接口可以通过单个接口(例如公共连接端口)来实现。因此，可以使用一个连接器同时连接两个传感器。

因此，可以降低对布置电动机的建造空间的要求，特别是电动机的各个控制板的布线方面。具体而言，仅需要使用电动机周围的建造空间来实现与单一接口的单一连接，其中接口与两个控制板相连，这两个控制板又通过布置在电动机壳体的接收部分内的连接构件相连。特别是，两个测定装置可以布置在电动机内部，特别是在电动机的壳体内部，这样就无需使用外部的测定装置，该测定装置例如用于测定输出轴的参数。公共接口例如可以轴向布置在两个控制板之间，特别是作为公共连接端口。

根据电动机的实施例，至少一个连接构件至少部分地布置在由定子基体限定的定子室中。将连接第一控制板和第二控制板的连接构件布置在定子室中可以有效地利用电动机壳体内部的建造空间。特别可能的是，通过连接构件连接两个控制板，这两个控制板布置在电动机壳体内的不同轴向位置。通过利用定子室内部的自由建造空间，可以引导布线穿过定子室，因此无需扩大电动机所需的建造空间，例如无需改变电动机的壳体。此外，可以通过坚固的框架而不是电缆来实现连接，因为该连接更能抵抗振动。因此，连接构件可以提供刚性构造，特别是，在将其安装在电动机内部时，装配过程更加简便。

至少一个连接构件还可以至少部分地布置在定子凹槽中。定子基体通常限定了定子齿和定子凹槽，定子齿和定子凹槽在定子的圆周方向上交替布置。术语“定子凹槽(stator groove)”也可以理解为“定子槽(stator s lot)”。因此，在整个申请中，术语“定子凹槽”可以由术语“定子槽”代替。根据目前的实施例，连接构件可以至少部分地布置在这种定子凹槽中。因此，可以有效地利用定子室内的建造空间，并且连接第一控制板和第二控制板的连接构件无需改变建造空间，从而无需改变电动机的整体尺寸。

如上所述，第一测定装置可被分配给转子轴，第二测定装置可被分配给输出轴，例如，与电动机相连的变速器的输入轴。根据一个实施例，第一测定装置可以布置在转子轴的旋转轴线上，和/或第二测定装置可以布置在输出轴的旋转轴线上。因此，可以单独测定转子轴和/或输出轴的转速和/或旋转角度。

电动机包括至少一个连接构件，用于连接第一控制板和第二控制板。可以通过连接构件引导用于不同信号的多个导线或触点或引脚，或者具有不同的连接构件，用于在第一控制板和第二控制板之间提供不同的连接。特别是，电动机可以包括至少两个，尤其是三个连接构件。可以在至少两个连接构件上分配不同的连接，例如不同的导线。

根据一个实施例，连接第一控制板和第二控制板的电连接也可以仅布置在一个连接构件中。尽管可以在电动机中提供物理连接控制板的多个连接构件，但是多个连接构件中只有一个连接构件承载电连接。换句话说，电连接仅布置在一个连接构件中并且仅延伸穿过一个连接构件。仅在一个连接构件中布置电连接提供了关于电动机内产生的电磁信号的优势，特别是关于电磁兼容性方面的优势。

如上所述，电动机的转子轴与输出轴连接，例如与转子轴连接的传动装置的输出轴，其中转子轴与输出轴连接(例如通过齿轮)的连接部分布置在电动机的壳体内部。在该实施例中，第二控制板可能包括开口，其中转子轴轴向延伸穿过该开口。因此，转子轴延伸穿过分配给输出轴的第二控制板中的孔。转子轴和输出轴基本上彼此平行地布置，其中转子轴延伸穿过第二控制板上的开口，使得控制板和轴在电动机壳体内的布置特别紧凑。

通过在控制板之间轴向布置的中间平面上设置连接端口，可以进一步改进电动机。如上所述，通过连接构件将第一控制板与第二控制板连接起来，可以将电动机内部与外部之间的接口(例如，通过连接端口)减少到只有一个接口。换句话说，两个控制板都可以连接到连接端口，该连接端口可以布置在控制板之间的轴向中间平面上。中间平面不需要布置在电机的中间，尽管布置在中间位置是可能的。连接端口可以位于电机的特定侧。

根据电动机的另一实施例，可以提供阻尼元件，该阻尼元件布置在电动机的壳体和第一控制板之间。阻尼元件允许对振动进行衰减，并对壳体与第一控制板/转子轴布置之间的公差进行补偿。

此外，本发明涉及一种致动器组件，包括如上所述的本发明的电动机。此外，本发明涉及一种车辆，包括如上所述的电动机和/或致动器组件。电动机的所有细节、优点和特征都可以完全转移到致动器组件和车辆上。

附图说明

本发明的示例性实施例将参考附图进行描述。附图是示意图，描绘了：

图1是根据一个实施例的电动机的示意性截面图；

图2是根据一个实施例的电动机的示意性截面图；

图3是根据一个实施例的用于电动机的连接构件的示意性透视图；

图4是根据一个实施例的用于电动机的连接构件的示意性透视图；

图5是根据一个实施例的用于电动机的连接构件的示意性透视图；

图6是根据一个实施例的电动机的示意性透视图；并且

图7是根据一个实施例的电动机的示意性透视图。

具体实施方式

图1示出了电动机1，电动机1的转子2与转子轴3相连。电动机1还包括限定了定子室5的定子4。电动机1包括围绕电动机1的部件的壳体6。在壳体6内部布置了第一控制板7和第二控制板8，其中，第一控制板7携带第一测定装置9，第二控制板8携带第二测定装置10。第一测定装置9和第二测定装置10可以包括传感器元件，例如转速传感器或角度传感器。

图1和图2还示出了转子轴3延伸穿过第二控制板8上的开口11。第一测定装置9被布置在与转子轴3的旋转轴线相同的旋转轴线上，其中第二测定装置10被布置在输出轴12的旋转轴线上，该输出轴12例如是附接到电动机1形成致动器组件18的传动装置的轴。

如图1和图2进一步所示，第一控制板7通过连接构件13(如图3-图5所示)连接到第二控制板8。连接构件13布置在电动机1的壳体6内部，并且连接壳体6内部的控制板7、8。

根据图3所示的实施例，可以设置多个连接构件13、13'、13"，这些连接构件轴向延伸穿过定子室5，用于连接第一控制板7，该第一控制板7布置在转子轴3远离输出轴12的一侧。连接构件13、13'、13"延伸穿过定子基体15内部形成的定子凹槽14。因此，连接构件13、13'、13"所需的建造空间不会改变电动机1所需的总建造空间。

图4、图5所示的实施例示出了替代的连接构件13、13'、13"，它们沿周向分布并彼此连接。例如，三个连接构件13、13'、13"可以布置在不同的圆周位置，特别是在每两个连接构件13、13'、13"之间形成120°的角度。尽管可以将用于连接控制板7、8的导线布置在不同的连接构件13、13'、13"中，但是优选的是仅将导线布置在一个单一的连接构件13中。这特别提高了电磁兼容性。

图6、图7示出了连接第一控制板7和第二控制板8的连接构件13、13'、13"。特别是从图7中可以看出，连接构件13、13'、13"都通过延伸穿过定子基体15中形成的定子凹槽14而将第一控制板7与第二控制板8物理地或机械地连接起来。

图2、图6、图7进一步示出了连接端口16布置在中间平面上，该中间平面轴向布置在第一控制板7和第二控制板8之间，例如相对于转子轴3的旋转轴线。因此，两个控制板7、8可以彼此连接并与公共连接端口16连接。因此，在将电动机1连接到控制单元或电源时，仅需使用一个连接端口16。这尤其减少了电动机1外部连接两个控制板7、8所需的布线。

图1、图2还示出了布置在第一控制板7旁边的阻尼元件17。阻尼元件17可以减少由电动机1引起的振动。特别地，转子轴3的振动可以被减小，因为传递到壳体6的振动可以通过阻尼元件17进行衰减。此外，阻尼元件17可以补偿电动机1的公差。

电动机1尤其可以是致动器组件18的一部分，该致动器组件18包括电动机1。例如，致动器组件18可以包括附接到电动机1的传动装置，该传动装置提供输出轴12。

各个附图中描述的所有特征、细节和优点可以根据需要进行组合、交换和转移。

附图标记

1 电动机；

2 转子；

3 转子轴；

4 定子；

5 定子室；

6 壳体；

7 第一控制板；

8 第二控制板；

9 第一测定装置；

10 第二测定装置；

11 开口；

12 输出轴；

13-13"连接构件；

14 定子凹槽；

15 定子基体；

16 连接端口；

17 阻尼元件；

18 致动器组件。

Claims

1.一种电动机(1)，特别是无刷直流电机，包括控制单元，所述控制单元具有与第一测定装置(9)连接的第一控制板(7)和与第二测定装置(10)连接的第二控制板(8)，其特征在于，至少一个连接构件(13、13'、13")，所述至少一个连接构件(13、13'、13")连接所述第一控制板(7)和所述第二控制板(8)，其中所述连接构件(13、13'、13")布置在所述电动机(1)的壳体(6)内的接收部分中。

2.根据权利要求1所述的电动机(1)，其特征在于，所述至少一个连接构件(13、13'、13")至少部分地布置在由定子基体(15)限定的定子室(5)中。

3.根据权利要求2所述的电动机(1)，其特征在于，所述至少一个连接构件(13、13'、13")至少部分地布置在定子凹槽(14)中。

4.根据前述权利要求中任一项所述的电动机(1)，其特征在于，所述第一测定装置(9、10)包括分配给所述电动机(1)的转子轴(3)的第一转速传感器，和/或所述第二测定装置(9、10)包括分配给与所述转子轴连接的齿轮单元的输出轴(12)的第二转速传感器。

5.根据前述权利要求中任一项所述的电动机(1)，其特征在于，所述第一测定装置(9)布置在所述转子轴(3)的旋转轴线上，和/或所述第二测定装置(10)布置在所述输出轴(12)的旋转轴线上。

6.根据前述权利要求中任一项所述的电动机(1)，其特征在于，所述电动机(1)包括至少两个、尤其是三个连接构件(13、13'、13")。

7.根据权利要求6所述的电动机(1)，其特征在于，连接所述第一控制板(7)和所述第二控制板(8)的电连接仅布置在一个连接构件(13)中。

8.根据前述权利要求中任一项所述的电动机(1)，其特征在于，所述第二控制板(7、8)包括开口(11)，其中，所述转子轴(3)轴向延伸穿过所述开口。

9.根据前述权利要求中任一项所述的电动机(1)，其特征在于，连接端口(16)布置在中间平面上，所述中间平面轴向布置在所述控制板(7、8)之间。

10.根据前述权利要求中任一项所述的电动机(1)，其特征在于，阻尼元件(17)布置在所述电动机(1)的所述壳体(6)和所述第一控制板(7)之间。

11.一种致动器组件(18)，包括根据前述权利要求中任一项所述的电动机(1)。

12.一种车辆，包括根据权利要求1至10中任一项所述的电动机(1)和/或根据权利要求11所述的致动器组件(18)。