[发明专利]车辆用发卡式绕组电动机及其制造方法

说明书

本公开涉及一种车辆用发卡式绕组电动机，其可以包括：发卡状部件，其包括通过捆扎多个线圈形成的图案化线圈；定子，其包括槽，发卡状部件设置在该槽中；以及转子，其配置为根据定子而移动。

相关申请的交叉引用

本申请根据中国专利法要求于2018年1月5日提交的第10-2018-0001513号韩国专利申请的权益，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及一种车辆用发卡式绕组电动机及其制造方法，更具体地，涉及一种用于提高包括使用电能的电动机和逆变器的车辆的能量效率的车辆用发卡式绕组电动机和控制方法。

背景技术

电动车辆使用存储在其中安装的电池中的电能作为主要能源，区别于使用汽油或柴油燃料的汽油/柴油车辆。因此，电动车辆可以包括用于存储电能的高压电池、对应于动力源的电动机、以及用于驱动电动机的逆变器。为了提高电动车辆的行驶里程和能量效率，增加电池容量并且提出提高逆变器和电动机效率的方法。

作为提高电动机效率的方法，可以使用导体填充系数(conductor-occupyingratio)高于环形线圈的扁平线圈。将相同槽面积中线圈面积的比率称为导体填充系数。当导体填充系数增加时，绕线电阻减小，电动机效率提高。例如，当应用扁平线圈时，与常规环形线圈相比，导体填充系数增加10％以上，并且因此可以预期电动机效率的提高。然而，由于当AC流经卷绕在电动机中包括的定子或逆变器上的导线时产生的AC电阻，所以效率可能降低。这里，AC电阻可能与趋肤效应和邻近效应相关联。例如，当将高频电流施加于线圈时，电流根据趋肤效应而流经线圈表面。趋肤效应是由于当AC施加于导体时根据感应电动势的反应在诸如线圈的导体表面上的电流集中而出现的现象。因此，趋肤效应和电流分布可以根据AC频率、导体的面积和形状等而变化。AC电阻可以通过向线圈施加高频AC、测量线圈两端的AC电压、将AC电压转换为均方根(RMS)并应用欧姆定律来计算。

当环形线圈用于电动机或逆变器时，AC电阻不会过大地影响效率，因为使用通过捆扎具有小线圈面积的环形线圈而获得的线卷。然而，当扁平线圈用于电动机或逆变器时，由于难以使用电线，所以需要较大线圈面积。例如，由于AC电阻效应相对于用于发卡式绕组电动机的扁平线圈增加，所以需要使扁平线圈的面积最小化以降低AC电阻。

发明内容

本公开提供一种通过实现适用于发卡式绕组电动机的扁平线圈来提高导体填充系数同时抑制集肤效应和邻近效应的装置和方法。

另外，本公开提供一种通过沿水平和竖直方向布置直径为1mm以下的多个线圈并用绝缘体压缩线圈以实现与扁平线圈对应的线圈图案，从而在减小AC电阻的同时增加导体填充系数，由此提高车辆用逆变器或电动机的功率和能量效率的装置和方法。

此外，本公开提供一种用于通过使用绝缘体压缩和涂覆多个线圈的方法实现线圈图案，而无需附加的工艺和操作来使线圈彼此绝缘以改进生产率(诸如制造以及组装车辆用逆变器或电动机的时间和成本)的装置和方法。

本领域技术人员将理解，可以通过本公开实现的目的不限于上文具体描述的内容，并且从以下详细描述中将更清楚地理解本公开可以实现的上述和其他目的。

根据本公开的车辆用发卡式绕组电动机可以包括：发卡状部件，其包括通过捆扎多个线圈而形成的图案化线圈(pattern coil)；定子，其包括槽，发卡状部件布置在该槽中；以及转子，其配置为根据定子而移动。优选地，定子包括多个槽，其配置为接收对应的发卡状部件。

多个线圈中的每一个可以具有1mm以下的直径，并且图案化线圈的截面面积可以对应于槽的大小。

图案化线圈可以具有矩形截面区域，其中集成有n×m个线圈(n和m是自然数)。

图案化线圈可以具有多边形截面区域。

多个线圈可以涂覆有绝缘材料。