DE-102024138239-A1 - NIEDEROHMIGE ERDUNG FÜR ELEKTROMOTOREN

Abstract

Ein Elektromotor-Erdungssystem weist einen Hohlzylinder auf, der mit einem elektrisch leitfähigen Medium gefüllt ist. Rotierende Dichtungen sind an gegenüberliegenden Enden des Hohlzylinders mit dem Hohlzylinder verbunden, um das leitfähige Medium innerhalb des Hohlzylinders zu halten. Eine Rotorwelle ist innerhalb eines Elektromotors positioniert, wobei die Rotorwelle eine hohle Mitte aufweist, die den Hohlzylinder innen aufnimmt. Ein Metallrohr ist mit einer elektrischen Masse verbunden. Das Metallrohr ist gleitend durch die hohle Mitte des Hohlzylinders eingeführt, wobei die Rotorwelle durch das Metallrohr und das leitfähige Medium leitfähig mit der elektrischen Masse verbunden ist.

Inventors

• Alireza Fatemi
• Zachary Strand
• Sen Jiang Zhou
• Jack M. Gayney
• John Patrick Spicer

Assignees

• GM Global Technology Operations LLC

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241217

Priority Date

20241101

Claims (10)

1. Elektromotor-Erdungsvorrichtung, umfassend: einen Hohlzylinder, der mit einem leitfähigen Medium gefüllt ist; rotierende Dichtungen, die an gegenüberliegenden Enden des Hohlzylinders mit dem Hohlzylinder verbunden sind, um das leitfähige Medium innerhalb des Hohlzylinders zu halten; eine Rotorwelle, die innerhalb eines Elektromotors positioniert ist, wobei die Rotorwelle eine hohle Mitte aufweist, die den Hohlzylinder innen aufnimmt; und ein Metallrohr, das mit einer elektrischen Masse verbunden ist, wobei das Metallrohr gleitend durch die hohle Mitte des Hohlzylinders eingeführt ist, wobei die Rotorwelle durch das Metallrohr und das leitfähige Medium leitfähig mit der elektrischen Masse verbunden ist.
2. Elektromotor-Erdungsvorrichtung nach Anspruch 1 , wobei der Elektromotor ein Gehäuse aufweist, das die elektrische Masse definiert, wobei das Metallrohr fest mit dem Gehäuse verbunden ist.
3. Elektromotor-Erdungsvorrichtung nach Anspruch 2 , wobei sich die Rotorwelle in Bezug auf eine längsaxiale Mittellinie der Rotorwelle dreht, wobei sich die Rotorwelle durch das Gehäuse erstreckt und durch Leiten eines elektrischen Stroms durch eine Wicklung veranlasst wird, sich zu drehen.
4. Elektromotor-Erdungsvorrichtung nach Anspruch 1 , wobei das Metallrohr während des Betriebs des Elektromotors, mit dem Hohlzylinder fixiert an und mitdrehend mit der Rotorwelle, stationär ist.
5. Elektromotor-Erdungsvorrichtung nach Anspruch 1 , aufweisend ein Vorspannelement, das eines von einer Feder und einer Schlauchfeder definiert, die hinter einer Dichtungslippe positioniert ist, die in einem von seitlicher Kompression und vertikaler Kompression wirkt, wobei das Vorspannelement eines von einer axialen Kraft und einer radialen Kraft bereitstellt, um den Kontakt zwischen der Dichtungslippe und einer Wellenoberfläche der Rotorwelle aufrechtzuerhalten.
6. Elektromotor-Erdungsvorrichtung nach Anspruch 1 , aufweisend flexible federbelastete Spitzen, die verwendet werden, um den Kontakt mit dem Hohlzylinder aufrechtzuerhalten und um Zylinderoberflächenunregelmäßigkeiten zu kompensieren.
7. Elektromotor-Erdungsvorrichtung nach Anspruch 1 , wobei der Hohlzylinder als erstes und zweites Zylinderstück ausgebildet ist und hermetische Dichtungen zwischen dem ersten und zweiten Zylinderstück aufweist, die das Eindringen von Verunreinigungen und Feuchtigkeit in die Erdungsvorrichtung einschränken.
8. Elektromotor-Erdungsvorrichtung nach Anspruch 1 , aufweisend Schlitze auf zumindest einer von einer Zylinderoberfläche des Hohlzylinders und einer Innendurchmesseroberfläche des Hohlzylinders, wobei die Schlitze den Luftdurchlass in die Rotorwelle führen, um die Belüftung und Kühlung für den Elektromotor während des Betriebs zu verbessern.
9. Elektromotor-Erdungsvorrichtung nach Anspruch 1 , aufweisend Durchlässe, die in dem Hohlzylinder erzeugt sind und den Durchlass eines Öls führen, um die Kühlung des Rotors und des leitfähigen Mediums zu ermöglichen.
10. Elektromotor-Erdungsvorrichtung nach Anspruch 1 , aufweisend Oberflächenmerkmale, die sich von dem Metallrohr erstrecken und Rippen definieren, wobei die Rippen den Kontakt mit dem leitfähigen Medium verbessern, wobei das leitfähige Medium ein leitfähiges Fett definiert.

Description

EINLEITUNG Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf die Erdung von Elektromotoren. Während des Elektrofahrzeugbetriebs können ein oder mehrere Elektromotoren für den Antrieb des Fahrzeugs verwendet werden. Die Elektromotoren beinhalten einen Rotor, der sich axial dreht und dadurch über Reibung elektrische Ladungen mit geringer Impedanz erzeugt, die abgeleitet werden müssen. Bereitstellen eines Erdungspfads zu dem sich axial drehenden Motorrotor ist kompliziert und kann unter Verwendung externer Erdungspfade bereitgestellt werden. Während aktuelle Systeme und Verfahren zum Entladen elektrischer Ladungen von betriebenen Elektromotoren ihren beabsichtigten Zweck erreichen, besteht daher ein Bedarf an einem neuen und verbesserten System und Verfahren zum Erden von Elektromotorrotoren von Fahrzeugen. BESCHREIBUNG Gemäß mehreren Aspekten weist ein Elektromotor-Erdungssystem einen Hohlzylinder auf, der mit einem leitfähigen Medium gefüllt ist. Rotierende Dichtungen sind an gegenüberliegenden Enden des Hohlzylinders mit dem Hohlzylinder verbunden, um das leitfähige Medium innerhalb des Hohlzylinders zu halten. Eine Rotorwelle ist innerhalb eines Elektromotors positioniert, wobei die Rotorwelle eine hohle Mitte aufweist, die den Hohlzylinder innen aufnimmt. Ein Metallrohr ist mit einer elektrischen Masse verbunden. Das Metallrohr ist gleitend durch die hohle Mitte des Hohlzylinders eingeführt, wobei die Rotorwelle durch das Metallrohr und das leitfähige Medium leitfähig mit der elektrischen Masse verbunden ist. In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist der Elektromotor ein Gehäuse auf, das die elektrische Masse definiert, wobei das Metallrohr fest mit dem Gehäuse verbunden ist. In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung dreht sich die Rotorwelle in Bezug auf eine längsaxiale Mittellinie der Rotorwelle, wobei sich die Rotorwelle durch das Gehäuse erstreckt und durch Leiten eines elektrischen Stroms durch eine Wicklung veranlasst wird, sich zu drehen. In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist das Metallrohr während des Betriebs des Elektromotors, mit dem Hohlzylinder fixiert an und mitdrehend mit der Rotorwelle, stationär. In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Vorspannelement, das eines von einer Feder und einer Schlauchfeder definiert, hinter einer Dichtungslippe positioniert, die in einem von seitlicher Kompression und vertikaler Kompression wirkt, wobei das Vorspannelement eines von einer axialen Kraft und einer radialen Kraft bereitstellt, um den Kontakt zwischen der Dichtungslippe und einer Wellenoberfläche der Rotorwelle aufrechtzuerhalten. In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung werden flexible federbelastete Spitzen verwendet, um den Kontakt mit dem Hohlzylinder aufrechtzuerhalten und um Zylinderoberflächenunregelmäßigkeiten zu kompensieren. In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der Hohlzylinder als erstes und zweites Zylinderstück ausgebildet und weist hermetische Dichtungen zwischen dem ersten und zweiten Zylinderstück auf, die Eindringen von Verunreinigungen und Feuchtigkeit in die Erdungsvorrichtung einschränken. In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung, Schlitze auf zumindest einer von einer Zylinderoberfläche des Hohlzylinders und einer Innendurchmesseroberfläche des Hohlzylinders, wobei die Schlitze den Luftdurchlass in die Rotorwelle führen, um die Belüftung und Kühlung für den Elektromotor während des Betriebs zu verbessern. In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung leiten Durchlässe, die in dem Hohlzylinder erzeugt sind, den Durchlass eines Öls, um die Kühlung des Rotors und des leitfähigen Mediums zu ermöglichen. In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung, erstrecken sich Oberflächenmerkmale von dem Metallrohr und definieren Rippen, wobei die Rippen den Kontakt mit dem leitfähigen Medium verbessern, wobei das leitfähige Medium ein leitfähiges Fett definiert. Gemäß mehreren Aspekten weist ein Elektromotor-Erdungssystem ein Fahrzeug mit einem Elektromotor auf, der in einem Gehäuse positioniert ist. Eine Rotorwelle des Elektromotors, die sich axial innerhalb des Gehäuses dreht, weist eine hohle Mitte auf. Ein Hohlzylinder weist einen Zylinderhohlraum in Kommunikation mit der hohlen Mitte der Rotorwelle auf. Mehrere rotierende Dichtungen sind mit dem Hohlzylinder verbunden. Eine elektrische Masse wird zwischen der Rotorwelle, dem Hohlzylinder und dem Gehäuse erzeugt, um eine parasitäre Spannung abzuleiten, die durch die Drehung der Rotorwelle erzeugt wird. In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Kartuschenanordnung Folgendes auf: ein leitfähiges Fett, das innerhalb des Hohlzylinders gefüllt ist; und die mehreren rotierenden Dichtungen sind in dem Hohlzylinder an gegenüberliegenden Enden des Hohlzylinders verbunden, um das leitfähige Fett innerhalb des Hohlzylinders zu halten. In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung, ein Meta