[发明专利]电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种一体化起动发电机(ISG)设备，其包括外壳、容纳在外壳内的定子和转子。该设备优选用在机动车辆中，但是也可以用在其它应用中。它优选经由皮带轮机械连接到这种车辆的辅助皮带。

背景技术

随着车辆中对电力的需求增大，交流发电机(发电机)设计朝着更大功率容量的趋势发展。同时，还存在着使交流发电机外壳更紧凑以便在车辆的引擎室中占据更小空间的要求。

此外，不断提高的对降低内燃机燃料消耗的需要使一体化起动发电机(ISG)(其代表着对传统交流发电机的替代)得到发展。类似于交流发电机，ISG在引擎运转时产生电力，以供给车辆的电力系统并为其电池充电。然而，ISG在单个ISG中结合了传统交流发电机/发电机的功能和起动电动机的功能。因此，它能够从交流发电机模式切换到起动机模式，也能够从起动机模式切换到交流发电机模式。ISG的重量通常小于独立的交流发电机和起动电动机部件的组合重量，并且ISG可以自动停止然后快速重启引擎以避免不必要的引擎空闲时段，例如当车辆在等待交通灯时。这降低了燃料消耗和废气排放。此外，与传统的起动电动机相比，ISG在起动机模式下能够使引擎以更高的速度旋转，这进一步帮助引擎进行燃料有效且更可靠的起动。

类似于交流发电机，ISG包括定子和转子。然而，上述的ISG的双重功能意味着它除了通常在交流电动机中找到的部件之外还需要其它部件。具体来说，ISG包括各种用于产生起动引擎所需的高电流的电力部件。此外，需要复杂的电子仪器来有效地控制ISG的起动-停止功能或者与车辆的引擎管理系统进行通信。并且，ISG面临着与传统交流电动机相同的紧凑要求。

传统的皮带驱动ISG(BISG)具有容纳转子和定子的外壳。转子和定子的电连接从外壳引出并通向优选位于附近的独立控制单元。转子和定子的电连接在操作期间通常承载几百安培数量级的高电流，并且在开关磁阻设置中每秒切换数以千计的次数。因此，ISG外壳与控制单元之间的电缆由于高电流要求而庞大、僵硬且笨重，并且由于电缆中流动着快速切换的高电流而具有巨大的EMC挑战。此外，相对长的电缆敷设会带来电力损耗。另外，通过在引擎室的通常是拥挤的区域中最小化电缆敷设的长度并将控制单元安装在BISG附近来减轻这些问题的需要存在进一步的挑战。传统ISG尽管具有显著的优点，但是其这些方面已妨碍了这些设备的升级。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种一体化起动发电机设备，包括：外壳、容纳在所述外壳内的定子和转子，该设备进一步包括：控制电子仪器，以可操作的方式将该设备配置为起动机或发电机，并且完全容纳在所述外壳内；，其中所述控制电子仪器以可操作的方式切换所述开关磁阻电机的定子绕组。

通过将所述控制电子仪器一体化在所述外壳内，消除了将庞大的电缆敷设到独立的控制单元的需要。此外，由于外壳通常由诸如铝之类的导电材料制造而成，因此，通过众所周知的法拉第笼效应进一步屏蔽和容纳切换电流所产生的EMC。

在第二方面中，本发明提供一种一体化起动发电机设备，包括：高电流端子，用于在起动机模式期间接收电流，并在发电机模式期间输送电流，所述端子包括穿过设备外壳壁中的开口的黄铜棒和粘合到所述黄铜棒的橡胶涂层，所述橡胶涂层位于所述黄铜棒与所述开口的边缘之间，并且被设置为用作电绝缘体以使所述棒与所述设备外壳绝缘，所述橡胶涂层还包括一个以上阶梯状结构，以用作所述开口的边缘的密封剂并在所述开口中定位所述端子。

该设置避免了独立密封部件的需要，而这些独立密封部件会增加成本和制造复杂度并会引入额外的故障模式。

附图说明

现在将参照附图通过举例来更具体地描述本发明的优选实施例，在附图中：

图1示出用于车辆引擎的一体化起动发电机(ISG)；

图2示出图1的ISG的前视图；

图3示出图1的ISG的后视图；

图4示出移除后盖之后图3的内部正视图；

图5示出去除前盖之后图1的ISG的外壳的内部；

图6示出功率PCB的顶部防焊层(mask layer)；

图7示出图6的功率PCB的内层；

图8示出沿线条A-A截取的图2的ISG的截面图；

图9示出沿线条B-B截取的图2的ISG的截面图；

图10示出沿线条C-C截取的图2的ISG的截面图；

图11示出在定子绕组就位的情况下图1的ISG的外壳的内部；

图12A示出高电流端子的正视图；

图12B示出图12A的端子的透视图；