电机定子及具有其的电机、车辆 |
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| 申请号 | CN202211461841.3 | 申请日 | 2022-11-17 | 公开(公告)号 | CN118054603A | 公开(公告)日 | 2024-05-17 |
| 申请人 | 安徽威灵汽车部件有限公司; 安庆威灵汽车部件有限公司; 广东威灵汽车部件有限公司; | 发明人 | 王飞; 陈金涛; 赵旭; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 电机 定子 及具有其的电机、车辆，包括：定子 铁 芯和定子绕组。定子铁芯设有定子轭部和多个定子齿，定子轭部形成为环状且多个定子齿沿周向间隔设置于定子轭部的内侧，相邻的定子齿之间设有定子 齿槽 以限定出S个定子齿槽；定子绕组设于多个定子齿槽；其中定子铁芯的外径为D1，每个定子齿槽的深度为H，定子轭部的厚度为V，每个定子齿槽的宽度为W，电机定子被构造成满足如下关系式：0.9≤W/(3.14*(D1‑2*V‑2*H)/S‑W)≤1.1。本发明的电机定子通过限定定子铁芯的结构参数，使定子铁芯在外径尺寸限定的前提下，可以快速确定定子铁芯的其余各项结构参数，进而快速匹配安装预制成型的定子绕组，降低电机定子对设备工装的依赖，提高生产效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电机定子，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 电机定子及具有其的电机、车辆技术领域[0001] 本发明涉及电机制造技术领域，尤其是涉及一种电机定子及具有其的电机、车辆。 背景技术发明内容[0004] 本发明还提出一种具有上述电机定子的电机。 [0005] 本发明还提出一种具有上述电机的车辆。 [0006] 根据本发明实施例的电机定子，包括：定子铁芯和定子绕组。所述定子铁芯设有定子轭部和多个定子齿，所述定子轭部形成为环状且所述多个定子齿沿周向间隔设置于所述 定子轭部的内侧，相邻的所述定子齿之间设有定子齿槽以限定出S个所述定子齿槽；所述定 子绕组设于所述多个所述定子齿槽；其中定子铁芯的外径为D1，在所述定子铁芯的径向方 向上，每个所述定子齿槽的深度为H，所述定子轭部的厚度为V，在所述定子铁芯的周向方向 上，每个所述定子轭部的厚度为W，所述电机定子被构造成满足如下关系式：0.9≤W/(3.14* (D1‑2*V‑2*H)/S‑W)≤1.1。 [0007] 根据本发明实施例的电机定子，通过限定定子铁芯的结构数据，使定子铁芯的外径D1、定子齿槽的深度H、定子轭部的厚度V、定子轭部的厚度W和定子齿槽的数目S满足关系 式：0.9≤W/(3.14*(D1‑2*V‑2*H)/S‑W)≤1.1，进而定子铁芯在外径尺寸限定的前提下，可 以快速确定多级槽定子铁芯的结构参数，进而快速匹配安装预制成型的定子绕组，降低电 机定子对设备工装的依赖，进而提高了生产效率。 [0008] 在本发明的一些实施例中，在所述定子铁芯的径向方向上，每个所述定子齿槽内的所述定子绕组的层数为C，满足如下关系：7≤C≤13。 [0009] 在本发明的一些实施例中，所述定子轭部的厚度V，满足如下关系：3*W≤V≤3*W+8mm。 [0010] 在本发明的一些实施例中，所述定子铁芯的内径为D2，满足：0.65≤D2/D1≤0.75。 [0011] 在本发明的一些实施例中，所述定子绕组的绕线的横截面形成为矩形。 [0012] 在本发明的一些实施例中，在平行于所述定子铁芯的横截面上，所述绕线的横截面沿定子铁芯的径向方向的长度为h，满足下关系：1mm≤h≤2mm。 [0013] 在本发明的一些实施例中，所述绕线的横截面沿定子铁芯的周向方向的长度为w，满足下关系：W‑0.7mm≤w≤W‑0.6mm。 [0015] 在本发明的一些实施例中，所述绕线的横截面的相邻侧壁之间设有第二倒角，所述第二倒角的半径为r，满足：r≥0.35mm。 [0016] 在本发明的一些实施例中，所述定子绕组包括多个预制成型的线圈组，每组所述线圈组插入到多个所述定子齿槽内。 [0017] 在本发明的一些实施例中，在所述定子铁芯的径向方向上，每个所述定子齿槽的相对侧壁的宽度保持不变，所述定子齿槽的槽数S满足：54≤S≤96。 [0018] 在本发明的一些实施例中，所述定子绕组包括安装在所述定子铁芯上的多个第一线圈组和多个第二线圈组，多个所述第一线圈组和多所述第二线圈组构成三相绕组，在所 述定子铁芯的周向上，多个所述第一线圈组沿三相绕组的预设顺序依次排布，多个所述第 二线圈组沿三相绕组的预设顺序依次排布，且对应同一相绕组的所述第一线圈组和所述第 二线圈组沿所述定子铁芯的周向交替排布， [0019] 所述第一线圈组包括N个第一线圈，所述第一线圈包括设于两个所述定子齿槽内的第一槽内导体、位于所述定子铁芯轴向两端的第一周向导体和连接所述第一槽内导体和 所述第一周向导体的第一连接导体，所述第一连接导体沿所述定子铁芯的径向延伸，所述 第一线圈组具有沿所述定子铁芯轴向延伸的第一中心线，所述第一线圈的两个所述第一槽 内导体对称位于所述第一中心线两侧，同一所述第一线圈组的位于所述第一中心线同一侧 的N个所述第一槽内导体设于连续的N个所述定子齿槽内； [0020] 所述第二线圈组包括N个第二线圈，所述第二线圈包括设于两个所述定子齿槽内的第二槽内导体、位于所述定子铁芯轴向两端的第二周向导体和连接所述第二槽内导体和 所述第二周向导体的第二连接导体，所述第二连接导体沿所述定子铁芯的轴向延伸，所述 第二线圈组具有沿所述定子铁芯轴向延伸的第二中心线，所述第二线圈的两个所述第二槽 内导体对称位于所述第二中心线两侧，同一所述第二线圈组的位于所述第二中心线同一侧 的N个所述第二槽内导体设于连续的N个所述定子齿槽内；N≥3。 [0021] 在本发明的一些实施例中，S为72，N为3，所述定子绕组包括6个所述第一线圈组和6个所述第二线圈组，同一所述第一线圈组的三个所述第一线圈所跨越的所述定子齿槽的 槽数量分别为7、9和11，同一所述第二线圈组的三个所述第二线圈所跨越的所述定子齿槽 的数量分别为7、9和11。 [0022] 在本发明的一些实施例中，所述第一槽内导体和/或所述第二槽内导体包括M个导体，M个所述导体沿所述定子铁芯的径向排布，且4≤M≤16，所述导体垂直于所述定子铁芯 轴向的截面包括两个第一直边和两个第二直边，两个所述第一直边沿所述定子铁芯的周向 间隔开，两个所述第二直边沿所述定子铁芯的径向间隔开，所述第一直边的长度小于所述 第二直边的长度。 [0023] 为达成上述目的，根据本发明实施例提出了一种电机，所述电机包括上述的电机定子。 [0024] 为达成上述目的，根据本发明实施例提出了一种车辆，所述车辆包括上述的电机。 [0026] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中： [0027] 图1是本发明实施例的电机定子的剖视图； [0028] 图2是图1的A处局部放大图； [0029] 图3是本发明实施例电机定子的导体的剖视图； [0030] 图4是本发明实施例电机定子的定子绕组的立体结构示意图； [0031] 图5是本发明实施例电机定子的主视图； [0032] 图6是本发明实施例电机定子的线圈组排布图； [0033] 图7是本发明实施例电机定子的第二线圈组的结构示意图； [0034] 图8是本发明实施例电机定子的第一线圈组的结构示意图； [0035] 图9是本发明实施例的车辆的示意图。 [0036] 附图标记： [0037] 1000、车辆；1001、车本体； [0038] 100、定子； [0039] 10、定子铁芯；10a、定子齿槽；10b、第一倒角；10c、定子孔； [0040] 110、定子轭部；120、定子齿； [0041] 20、定子绕组；21、导体；21a、第二倒角； [0042] 210、第一线圈组； [0043] 211、第一线圈； [0044] 2111、第一槽内导体；2112、第一周向导体；2113、第一连接导体； [0045] 220、第二线圈组； [0046] 221、第二线圈； [0047] 2211、第二槽内导体；2212、第二周向导体；2213、第二连接导体； [0048] 200、电机。 具体实施方式[0049] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。 [0050] 下面参考图1‑图9，描述本发明实施例的电机定子100。 [0051] 如图1、图2所示，根据本发明实施例的电机定子100，包括：定子铁芯10和定子绕组20。定子铁芯10设有定子轭部110和多个定子齿120，定子轭部110形成为环状且多个定子齿 120沿周向间隔设置于定子轭部110的内侧，相邻的定子齿120之间设有定子齿槽10a以限定 出S个定子齿槽10a；定子绕组20设于多个定子齿槽10a；其中，定子铁芯10的外径为D1，在定 子铁芯10的径向方向上，每个定子齿槽10a的深度为H，定子轭部110的厚度为V，在定子铁芯 10的周向方向上，每个定子齿槽10a的宽度为W，电机定子100被构造成满足如下关系式：0.9 ≤W/(3.14*(D1‑2*V‑2*H)/S‑W)≤1.1。 [0052] 也就是说，定子齿120沿定子铁芯10径向的外端与定子轭部110的内周面连接，如图1所示，S个定子齿120的内端可以限定出与定子轭部110同轴的定子孔10c，其中，相邻的 两个定子齿120之间形成有定子齿槽10a，定子绕组20布满每个定子齿槽10a之中。其中，通 过限定定子铁芯10的外径D1、定子齿槽10a的深度H、定子轭部110的厚度V、定子齿槽10a的 宽度W和定子齿槽10a的数目S之间的相互关系，使定子铁芯10的外径尺寸确定时，能够快速 确定多极槽定子铁芯10的其余各项结构参数，提高电机定子100的生产效率，同时，在定子 齿槽10a内安装预制成型的定子绕组20，降低了电机定子100对设备工装的依赖。 [0053] 需要进行说明的是，定子铁芯10的外径可以通过检测定子铁芯10的横截面的外周壁所在的第一同心圆的直径得出，其中横截面为垂直于定子铁芯10的轴向的截面，第一同 心圆的圆心位于定子铁芯10的轴向中心线上，可以理解的是，定子铁芯10的横截面的外周 壁可以是与第一同心圆全部重合，也可以有部分不重合，其中第一同心圆为定子铁芯10的 外周壁的横截面经过的同心圆中直径最大的同心圆。 [0054] 其中定子齿槽10a的深度H指的是在上述横截面上，在定子铁芯10的径向方向，相应的定子齿120的内端面到定子齿槽10a的内底壁之间的最大距离； [0055] 定子轭部110的厚度V指的是在上述横截面上，在定子铁芯10的径向方向，相应的定子齿槽10a的内底壁与定子铁芯10的外周壁的之间的最大距离。 [0056] 定子齿槽10a的宽度W指的是上述横截面上，定子齿槽10a的相对侧壁之间的距离最大值。 [0057] 根据本发明实施例的电机定子100，通过限定定子铁芯10的结构数据，使定子铁芯10的外径D1、定子齿槽10a的深度H、定子轭部110的厚度V、定子齿槽10a的宽度W和定子齿槽 10a的数目S满足关系式：0.9≤W/(3.14*(D1‑2*V‑2*H)/S‑W)≤1.1，进而定子铁芯10在外径 尺寸限定的前提下，可以快速确定多级槽定子铁芯10的结构参数，可以快速匹配安装预制 成型的定子绕组20，降低电机定子100对设备工装的依赖，进而提高生产效率。 [0058] 在本发明的一些实施例中，在定子铁芯10的径向方向上，每个定子齿槽10a内的定子绕组20的层数为C，满足如下关系：7≤C≤13。具体来说，定子绕组20的层数是指：在定子 铁芯10的横截面上，在定子铁芯10的径向方向，每个定子齿槽10a内所具有的绕线的个数。 安装在定子齿槽10a内的定子绕组20的层数可以设为7层、8层、9层、10层、11层、12层、13层 的任一层数，其中，定子绕组20的层数越少，电机200的输出转矩越小，定子绕组20的层数越 多，电机200的输出转矩越大。可以理解的是，定子绕组20上还包覆有绝缘层，定子绕组20的 层数越少，绝缘层所占定子齿槽10a的空间越少，定子绕组20的槽满率就越高，电机200的输 出效率越高，定子绕组20的层数越多，绝缘层所占定子齿槽10a的空间越多，定子绕组20的 槽满率就越低，电机200的输出效率越低。 [0059] 例如，定子绕组20的层数设为7层时，电机200的输出转矩满足最低转矩要求，电机200的输出效率较大；定子绕组20的层数设为13层时，电机200的输出效率满足最低效率要 求，电机200的输出转矩较大。每个定子齿槽10a内的定子绕组20的层数根据实际的生产需 求进行设置，这里不再一一赘述。 [0060] 需要进行解释的是，定子绕组20包括设于两个定子齿槽10a内的槽内导体、位于定子铁芯10轴向两端的周向导体和连接槽内导体和周向导体的连接导体，当定子绕组20安装 在定子铁芯10内时，槽内导体布满定子齿槽10a，连接导体和周向导体设于定子铁芯10两端 的定子轭部110上，其中，当定子轭部110的厚度为3*W时，虽然可以满足定子绕组20的连接 导体和周向导体安装空间的最低需求，但是为了避免连接导体和周向导体触碰到电机200 的壳体进而对电机200的正常工作造成影响，定子轭部110的厚度还可以设有空余量，因此 在本发明的一些实施例中，定子轭部110的厚度V满足如下关系：3*W≤V≤3*W+8mm，从而通 过限定定子轭部110的厚度V满足：3*W≤V≤3*W+8mm，可以在保证安装空间的基础上，满足 定子铁芯10的轻量化要求。例如，定子轭部110的厚度可以为3*W、3*W+1mm、3*W+3mm、3*W+ 5mm、3*W+8mm以及大于3*W小于3*W+8mm的任意厚度。 [0061] 具体地，定子铁芯10的外径D1包括：定子铁芯10的内径D2、定子齿槽10a的深度H和定子轭部110V的厚度，即满足关系式：D1＝D2+H+V，其中，定子铁芯10的内径为定子孔10c的 直径，定子孔10c用于安装电机200转子，定子铁芯10的内径等于电机200的转子的外径，换 言之，定子铁芯10的内径占定子铁芯10外径的比例越大，定子铁芯10的重量越轻，定子铁芯 10的定子齿槽10a深度越浅，定子轭部110的厚度也越薄，转子的外径越大，定子铁芯10的输 出转矩的上限也就越低；定子铁芯10的内径占定子铁芯10外径的比例越小，定子铁芯10的 重量越大，定子铁芯10的定子齿槽10a深度越深，定子轭部110的厚度也越厚，转子的外径越 小，定子铁芯10的输出转矩的上限也就越高。 [0062] 因此在本发明的一些实施例中，定子铁芯10的内径为D2，满足：0.65≤D2/D1≤0.75。从而可以同时满足输出转矩和轻量化需求。需要进行说明的是，定子铁芯10的内径D2 可以通过检测定子铁芯10的横截面的内周壁所在的第二同心圆的直径得出，其中第二同心 圆的圆心位于定子铁芯10的轴向中心线上，可以理解的是，定子铁芯10的横截面的内周壁 可以是与第二同心圆全部重合，也可以有部分不重合，第二同心圆为定子铁芯10的内周壁 的横截面经过的同心圆中直径最小的同心圆。 [0063] 例如，当定子铁芯10的内径与定子铁芯10外径之间的比值为0.65时，定子铁芯10具有最低的输出转矩上限和最轻的重量，当定子铁芯10的内径与定子铁芯10外径之间的比 值为0.75时，定子铁芯10具有最高的输出转矩上限和满足定子铁芯10轻量化需求的重量。 [0064] 如图2、图3所示，在本发明的一些实施例中，定子绕组20的绕线的横截面形成为矩形。具体来说，定子铁芯10的定子齿槽10a为槽口与槽深等宽的直槽型定子齿槽10a，定子绕 组20的绕线的横截面形成为矩形能够完全充满定子铁芯10的定子齿槽10a，提高定子齿槽 10a内的空间利用率，避免了其他形状横截面的定子绕组20造成定子齿槽10a空间的浪费， 提高了电机200的工作效率。 [0065] 具体来说，定子绕组20的每根绕线上包覆有绝缘层，绕线的横截面沿定子铁芯10的径向方向的长度越长，绝缘层占定子齿槽10a内空间的比例越低，绕线的槽内导体占定子 齿槽10a的空间比例越高，换言之，定子绕组20在定子齿槽10a内的槽满率越高，电机200的 工作效率也就越高；定子铁芯10内安装的定子绕组20的层数越多，定子铁芯10的输出转矩 越大，相反的，绕线的横截面沿定子铁芯10的径向方向的长度越短，每个定子齿槽10a内设 有的槽内导体越少，定子铁芯10的输出转矩越小。 [0066] 因此，在本发明的一些实施例中，在平行于定子铁芯10的横截面上，绕线的横截面沿定子铁芯10的径向方向的长度为h，满足：1mm≤h≤2mm。进而同时满足工作效率和输出转 矩的要求。 [0067] 例如，当绕线的横截面沿定子铁芯10的径向方向的长度为1mm时，定子铁芯10具有最大的输出转矩和满足最低额定效率的工作效率；当绕线的横截面沿定子铁芯10的径向方 向的长度为2mm时，定子铁芯10具有最高的工作效率和满足最低额定转矩的输出转矩。 [0068] 如图3所示，在本发明的一些实施例中，绕线的横截面沿定子铁芯10的周向方向的长度为w，满足下关系：W‑0.7mm≤w≤W‑0.6mm。具体地，定子绕组20安装在定子铁芯10的定 子齿槽10a内，通过将绕线的横截面沿定子铁芯10的周向方向的长度设为小于定子齿槽10a 宽度，使定子绕组20能够从定子齿槽10a的槽口安装到定子齿槽10a内，同时，定子绕组20安 装在定子齿槽10a内后，定子绕组20不能由于绕线的横截面沿定子铁芯10的周向方向的长 度设为小于定子齿槽10a宽度使定子绕组20滑出定子齿槽10a，即，当绕线的横截面沿定子 铁芯10的周向方向的长度为w，满足关系式：W‑0.7mm≤w≤W‑0.6mm时，定子绕组20能够从定 子齿槽10a的槽口安装进定子齿槽10a内，同时，定子绕组20不会从定子齿槽10a内滑出。 [0069] 如图2所示，在本发明的一些实施例中，第一倒角10b位于定子齿槽10a的底部，形成于定子轭部110内壁与定子齿槽10a的侧壁之间。通过设置第一倒角10b使定子铁芯10通 过工装构造定子齿槽10a时，避免造成应力集中导致定子齿120断裂，减少了定子铁芯10的 生产报废，降低了生产成本。 [0071] 如图3所示，在本发明的一些实施例中，绕线的横截面的相邻侧壁之间设有第二倒角21a，第二倒角21a的半径为r。具体来说，第二倒角21a对应第一倒角10b设置，通过设置第 二倒角21a，避免由于第一倒角10b的阻挡使定子齿槽10a内出现空余空间，进一步地，r满 足：r≥0.35mm，使定子绕组20安装在定子齿槽10a内时能够布满整个定子齿槽10a，提高槽 满率，进而提高了定子100的工作效率。 [0072] 如图4、图5所示，在本发明的一些实施例中，定子绕组20包括多个预制成型的线圈组，每组线圈组插入到多个定子齿槽10a内。也就是说，定子绕组20可以为在外部环境中编 制成型后，通过槽口安装到定子齿槽10a内，通过使用预制成型的线圈组，使绕组能够可拆 卸地安装在定子铁芯10上，进而可以使定子铁芯10和定子绕组20可重复利用，大幅度降低 了生产成本，同时，预制成型的定子绕组20的扁线层数可调，相间距可控，使电机定子100摆 脱了对工装的依赖，降低了生产难度。 [0073] 如图2所示，在本发明的一些实施例中，在定子铁芯10的径向方向上，每个定子齿槽10a的相对侧壁的宽度保持不变，定子齿槽10a的槽数S满足：54≤S≤96。具体来说，定子 齿槽10a的槽数越少，定子齿槽10a的槽宽越大，电机200越容易出现谐波进而影响其他电子 设备，定子齿槽10a的槽数越多，定子齿槽10a的槽宽越小，定子铁芯10的槽满率越低，进一 步地，定子齿槽10a的齿数可以设为54、61、75、80、83、87、90、96，定子齿槽10a的槽数还可以 设置为54至96内的任意数值，例如，当定子齿槽10a的槽数为54个时，定子齿槽10a的槽宽具 有满足最大齿宽的长度，和最大的槽满率；当定子齿槽10a的槽数为96个时，定子齿槽10a的 槽宽具有最小的齿宽和满足最低要求的槽满率。定子铁芯10的定子齿槽10a的槽数根据实 际的生产需求进行设置，这里不再一一赘述。 [0074] 参照图4‑图8所示，定子绕组20包括安装在定子铁芯10上的多个第一线圈组210和多个第二线圈组220，多个第一线圈组210和多个第二线圈组220构成三相绕组。 [0075] 其中，在定子铁芯10的周向上，所有第一线圈组210沿定子铁芯10的周向按照三相绕组的预设顺序依次排布，所有第二线圈组220沿定子铁芯10的周向按照三相绕组的预设 顺序依次排布，且对应同一相绕组的第一线圈组210和第二线圈组220沿定子铁芯10的周向 交替排布。并且，第一线圈组210可以包括N个第一线圈211，第二线圈组220包括N个第二线 圈221，N≥3。 [0076] 举例而言，如图1、图4‑图7所示，定子铁芯101具有72个定子齿槽10a，即S＝72，定子绕组20包括A相、B相和C相三相绕组，每相包括两个第一线圈组210和两个第二线圈组 220。其中，六个第一线圈组210按照A相、B相、C相、A相、B相和C相的顺序依次排布，六个第二 线圈组220按照A相、B相、C相、A相、B相和C相的顺序依次排布，第一线圈组210均包括同心布 置的三个第一线圈211，第二线圈组220包括同心布置的三个第二线圈221，即N＝3。对应同 一相绕组的第一线圈组210和第二线圈组220交替排列，即按照第一线圈组210、第二线圈组 220、第一线圈组210、第二线圈组220的顺序依次排布。 [0077] 每个线圈(第一线圈211和第二线圈221)包括两个槽内导体、两个周向导体和四个连接导体，槽内导体位于定子齿槽10a内，周向导体位于定子铁芯10轴向两端，连接导体连 接槽内导体和周向导体，以使整个线圈形成为环形。具体地，第一线圈211包括两个第一槽 内导体2111、两个第一周向导体2112和四个第一连接导体2113，第二线圈221包括两个第二 槽内导体2211、两个第二周向导体2212和四个第二连接导体2213。 [0078] 对应同一线圈的两个槽内导体21，所跨越定子齿槽10a的数量，即两个槽内导体21所在定子齿槽10a的编号差，为该线圈的节距(或称跨距)。具体地，定子铁芯10共具有S个定 子齿槽10a，沿定子铁芯10的周向按照1号、2号、3号、……、S‑1号、S号的顺序依次编号，某线 圈的其中一个槽内导体21位于1号定子齿槽10a，另一个槽内导体21位于8号定子齿槽10a， 则该线圈跨越7个定子齿槽10a、节距为7；某线圈的其中一个槽内导体21位于S号定子齿槽 10a，另一个槽内导体21位于9号定子齿槽10a，则该线圈跨越9个定子齿槽10a、节距为9。 [0079] 其中，第一线圈组210具有沿定子铁芯10轴向延伸的第一中心线，第一线圈211的两个第一槽内导体2111对称位于第一中心线的两侧。并且对应同一第一线圈组210的N个第 一线圈211中，位于第一中心线同一侧的N个第一槽内导体2111设于连续的N个定子齿槽10a 内，以使N个第一线圈211形成同心布置的结构。这里，“连续的N个定子齿槽10a”是指N个定 子齿槽10a在定子铁芯10周向上依次排布，任意连续的两个定子齿槽10a通过一个定子齿 120分隔。 [0080] 例如对应同一第一线圈组210的三个第一线圈211所跨越的齿槽数可以分别为7、9和11。即，位于最内圈的第一线圈211节距为7(短节距，如两个第一槽内导体2111分别位于 15号和22号定子齿槽10a)，位于最外圈的第一线圈211节距为11(长节距，如两个第一槽内 导体2111分别位于13号和24号定子齿槽10a)，位于中间的第一线圈211节距为9(整节距，如 两个第一槽内导体2111分别位于14号和23号定子齿槽10a)。对应同一第一线圈组210的三 个第一线圈211中，位于13号、14号和15号定子齿槽10a内的三个第一槽内导体2111位于第 一线圈组210的第一中心线的一侧，位于22号、23号和24号定子齿槽10a的三个第一槽内导 体2111位于第一线圈组210的第一中心线的另一侧。 [0081] 其中，第二线圈组220具有沿定子铁芯10轴向延伸的第二中心线，第二线圈221的两个第二槽内导体2211对称位于第二中心线的两侧。并且对应同一第二线圈组220的N个第 二线圈221中，位于第二中心线同一侧的N个第二槽内导体2211设于连续的N个定子齿槽10a 内，以使N个第二线圈221形成同心布置的结构。 [0082] 例如对应同一第二线圈组220的三个第二线圈221所跨越的齿槽数可以分别为7、9和11。即，位于最内圈的第二线圈221节距为7(短节距，如两个第二槽内导体2211分别位于 21号和28号定子齿槽10a)，位于最外圈的第二线圈221节距为11(长节距，如两个第二槽内 导体2211分别位于19号和30号定子齿槽10a)，位于中间的第二线圈221节距为9(整节距，如 两个第二槽内导体2211分别位于20号和29号定子齿槽10a)。对应同一第二线圈组220的三 个第二线圈221中，位于19号、20号和21号定子齿槽10a内的三个第二槽内导体2211位于第 二线圈组220的第二中心线的一侧，位于28号、29号和30号定子齿槽10a的三个第二槽内导 体2211位于第二线圈组220的第二中心线的另一侧。 [0083] 对应同一线圈组、同心布置的N个线圈中，任意相邻两个线圈的节距差值为2，定子齿槽10a内设置一个槽内导体21，保证多个线圈在定子铁芯10上的安装互不干涉，避免线圈 损伤。 [0084] 此外，第一线圈组210和第二线圈组220的结构不同，通过设置两种不同结构的第一线圈组210和第二线圈组220，即可满足定子绕组20的装配需求，第一线圈组210和第二线 圈组220适用性强，线圈种类数量少，有利于降低制造线圈的难度，提高生产效率。 [0085] 具体地，如图4‑图8所示，第一线圈211的第一连接导体2113沿定子铁芯10的径向延伸。在绕制第一线圈211时，可以将第一槽内导体2111所包括的导体21沿定子铁芯10的径 向向外弯折，然后沿定子铁芯10的周向弯折，然后再沿定子铁芯10的径向向内弯折，以绕制 得到位于定子齿槽10a外的一层导体21。整个绕制过程中，可以通过一根导线弯折绕制得到 第一槽内导体2111、第一连接导体2113和第一周向导体2112，省去了发卡绕组的扭头、扩口 等工序，大大降低了工序工艺的复杂程度，提高了制造效率，且导体21排布整齐有序，能够 显著提高合格率和定子100性能。 [0086] 如图4‑图8所示，第二线圈221的第二连接导体2213沿定子铁芯10的轴向延伸。在绕制第二线圈221时，可以将第二槽内导体2211所包括的导体21沿定子铁芯10的轴向向外 延伸，然后沿定子铁芯10的周向弯折，然后再沿定子铁芯10的轴向向内延伸，以绕制得到位 于定子齿槽10a外的一层导体21。整个绕制过程中，可以通过一根导线弯折绕制得到第二槽 内导体2211、第二连接导体2213和第二周向导体2212，省去了发卡绕组的扭头、扩口等工 序，大大降低了工序工艺的复杂程度，提高了制造效率，且导体21排布整齐有序，能够显著 提高合格率和定子100性能。 [0087] 在一些实施例中，第一线圈211和第二线圈221可以为预制线圈，预制完成后再装入定子铁芯10，第一线圈211和第二线圈221绕制过程不受定子铁芯10的较小空间限制，绕 制过程中线圈所包括导体21的位置排布以及弯折方向易于控制，有利于提高绕线效率和合 格率，以及有利于满足不同定子100变更导体21数量的需求。 [0088] 根据本发明实施例的定子100，通过设置第一线圈组210和第二线圈组220两种结构的线圈组，且第一线圈组210包括N个第一线圈211，第二线圈组220包括N个第二线圈221， 可以实现具有S个定子齿槽10a的定子100的有序布线，并且定子绕组20安装至定子铁芯10 的过程，省去了发卡绕组的扭头、扩口等工序，大大降低了工序工艺的复杂程度，降低了装 配工艺难度，提高了生产效率，且有利于使线圈的导体21有序排布，有利于提高合格率和定 子100性能。并且线圈所包括的导体数和导体21排布方式易于调节，便于满足不同电机200 的应用需求。 [0089] 根据本发明的一些实施例，如图1所示，第一槽内导体2111包括M个导体21，M个导体21沿定子铁芯10的径向排布。换言之，第一槽内导体2111包括沿定子铁芯10径向排布的M 层导体21，每层包括一个导体21。有利于降低定子齿槽10a内导体21之间的电场强度，提高 槽满率，从而提高定子100的整体性能。 [0090] 根据本发明的一些实施例，如图1所示，第二槽内导体2211可以包括M个导体21，M个导体21沿定子铁芯10的径向排布。 [0091] 此外，4≤M≤16。槽内导体21(第一槽内导体2111或第二槽内导体2211)所包括的导体21数过少，会导致电机200性能较差；槽内导体21所包括的导体数过多，会导致定子100 体积过大。在上述取值范围内，兼顾了电机200性能好和定子100体积较小的双重需求。 [0092] 在一些实施例中，同一线圈(第一线圈211和第二线圈221)的多个导体21可以通过一根导线绕制而成，有利于简化生产工序，提高生产效率。 [0093] 同一槽内导体21所包括的多个导体21沿定子铁芯10的径向排布的一些实施例中，导体21垂直于定子铁芯10轴向的截面包括两个第一直边和两个第二直边，两个第一直边沿 定子铁芯10的周向间隔开，两个第二直边沿定子铁芯10的径向间隔开，并且第一直边的长 度小于第二直边的长度。也就是说，导体21为扁线结构，并且多个导体21沿扁线的厚度方向 排布，以使多个导体21排布更加整齐有序且稳定。 [0094] 下面结合图1至图8描述本发明电机定子100的一个具体实施例。 [0095] 电机定子100，包括：定子铁芯10和定子绕组20。 [0096] 定子铁芯10设有定子轭部110和72个定子齿120，定子轭部110形成为环状且72个定子齿120沿周向间隔设置于定子轭部110的内侧，相邻的定子齿120之间设有定子齿槽10a 以限定出72个定子齿槽10a；定子绕组20设于72个定子齿槽10a。 [0097] 在定子铁芯10的径向方向上，每个定子齿槽10a内的定子绕组20的层数为C，C＝9。 [0098] 定子轭部110的厚度V，V＝3*W+8mm。 [0099] 定子铁芯10的内径为D2，D2/D1＝0.7。 [0100] 定子绕组20的绕线的横截面形成为矩形。 [0101] 在平行于定子铁芯10的横截面上，绕线的横截面沿定子铁芯10的径向方向的长度为h，h＝1.5mm。 [0102] 绕线的横截面沿定子铁芯10的周向方向的长度为w，w＝W‑0.6mm。 [0103] 每个定子齿槽10a的相邻侧壁之间设有第一倒角10b，第一倒角10b的半径为R，R＝0.8mm。 [0104] 绕线的横截面的相邻侧壁之间设有第二倒角21a，第二倒角21a的半径为r，r＝0.35mm。 [0105] 定子绕组20包括3个预制成型的线圈组，每组线圈组插入到72个定子齿槽10a内。 [0106] 在定子铁芯10的径向方向上，每个定子齿槽10a的相对侧壁的宽度保持不变，定子齿槽10a的槽数S满足：S＝72。 [0107] 每层定子绕组20包括安装在定子铁芯10上的6个第一线圈组210和6个第二线圈组220，6个第一线圈组210和6第二线圈组220构成三相绕组，在定子铁芯10的周向上，6个第一 线圈组210沿三相绕组的预设顺序依次排布，6个第二线圈组220沿三相绕组的预设顺序依 次排布，且对应同一相绕组的第一线圈组210和第二线圈组220沿定子铁芯10的周向交替排 布， [0108] 第一线圈组210包括3个第一线圈211，第一线圈211包括设于两个定子齿槽10a内的第一槽内、位于定子铁芯10轴向两端的第一周向导体2112和连接第一槽内导体2111和第 一周向导体2112的第一连接导体2113，第一连接导体2113沿定子铁芯10的径向延伸，第一 线圈组210具有沿定子铁芯10轴向延伸的第一中心线，第一线圈211的两个第一槽内导体 2111对称位于第一中心线两侧，同一第一线圈组210的位于第一中心线同一侧的3个第一槽 内导体2111设于连续的3个定子齿槽10a内； [0109] 第二线圈组220包括3个第二线圈221，第二线圈221包括设于两个定子齿槽10a内的第二槽内导体2211、位于定子铁芯10轴向两端的第二周向导体2212和连接第二槽内导体 2211和第二周向导体2212的第二连接导体2213，第二连接导体2213沿定子铁芯10的轴向延 伸，第二线圈组220具有沿定子铁芯10轴向延伸的第二中心线，第二线圈221的两个第二槽 内导体2211对称位于第二中心线两侧，同一第二线圈组220的位于第二中心线同一侧的3个 第二槽内导体2211设于连续的3个定子齿槽10a内。 [0110] S为72，N为3，定子绕组20包括6个第一线圈组210和6个第二线圈组220，同一第一线圈组210的三个第一线圈211所跨越的定子齿槽10a的槽数量分别为7、9和11，同一第二线 圈组220的三个第二线圈221所跨越的定子齿槽10a的数量分别为7、9和11。 [0111] 第一槽内导体2111和/或第二槽内导体2211包括9个导体21，9个导体21沿定子铁芯10的径向排布，导体21垂直于定子铁芯10轴向的截面包括两个第一直边和两个第二直 边，两个第一直边沿定子铁芯10的周向间隔开，两个第二直边沿定子铁芯10的径向间隔开， 第一直边的长度小于第二直边的长度。 [0112] 根据本发明实施例的电机200包括根据本发明实施例的定子100。由于根据本发明实施例的定子100具有上述有益的技术效果，因此根据本发明实施例的电机200，通过限定 定子铁芯10的结构参数，使定子铁芯10在外径尺寸限定的前提下，可以快速确定定子铁芯 10的其余各项结构参数，进而快速匹配安装预制成型的定子绕组20，降低电机定子100对设 备工装的依赖，同时，设置预制成型的定子绕组20可以实现具有S个定子齿槽10a的定子100 的有序布线，并且定子绕组20安装至定子铁芯10的过程，省去了发卡绕组的扭头、扩口等工 序，大大降低了工序工艺的复杂程度，降低了装配工艺难度，提高了生产效率，且有利于使 线圈的导体21有序排布，有利于提高合格率和定子100性能。并且线圈所包括的导体数和导 体21排布方式易于调节，便于满足不同电机200的应用需求。 [0113] 如图9所示，根据本发明实施例的车辆1000包括根据本发明实施例的电机200和车本体1001。 [0114] 这里，车辆1000可以是新能源车辆1000，在一些实施例中，新能源车辆1000可以是以电机200作为主驱动力的纯电动车辆1000，在另一些实施例中，新能源车辆1000还可以是 以内燃机和电机200同时作为主驱动力的混合动力车辆1000。关于上述实施例中提及的为 新能源车辆1000提供驱动动力的内燃机和电机200，其中内燃机可以采用汽油、柴油、氢气 等作为燃料，而为电机200提供电能的方式可以采用动力电池、氢燃料电池等，这里不作特 殊限定。需要说明，这里仅仅是对新能源车辆1000等结构作出的示例性说明，并非是限定本 发明的保护范围。 [0115] 根据本发明实施例的车辆1000和电机200的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。 [0116] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必 须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 [0117] 在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。 [0118] 在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。 [0120] 在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。 [0121] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结 构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的 示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特 点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 |
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