CN103329410B - 电机过模制构造 - Google Patents

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Abstract

一种电机（10），包括具有永磁体（24a、b）的转子（14a、b）和具有线圈（22）的定子（12），线圈缠绕在定子线棒（16）上以穿过在转子与定子之间限定的气隙（26a、b）与磁体相互作用。线棒（16）和线圈（22）被环形的定子壳体（42a、b）包围，该定子壳体在气隙之间延伸。限定腔室（52、54、56），该腔室包含有用于冷却线圈的冷却介质。定子壳体包括相配合的两个蛤壳（42a、b），这些蛤壳将定子线棒和线圈安装在电机中。每个蛤壳由增强塑料模制并互连（可选地通过一个或多个中间部件）。至少一个蛤壳具有在其中过模制而成的定子线棒极靴，该极靴形成所述径向壁的一部分，并且该蛤壳可选地具有下列部件中的一个或多个：沿外圆柱形壁部件延伸的圆柱形凸起支撑件；在外部电连通腔室的连接螺柱；定子线圈；冷却剂入口端口和出口端口；以及转子轴承的外圈。

Description

电机过模制构造
技术领域
本发明涉及一种包括定子和通过轴颈安装(journal)以在定子中旋转的转子的永磁电机(permanentmagnetelectricmachine)，以及构造此电机的方法。定子设有缠绕在定子线棒(statorbar)上的线圈，转子设有越过转子与定子之间的气隙与线圈协作的永磁体。该电机可以是电动机(motor)或发电机，且在许多实施例中，是轴向磁通电机。特别地，本发明涉及一种无磁轭分段式电枢机(下文中称为“Y型机”)，以及构造此电机的方法。
背景技术
Woolmer和McCulloch[1]描述了一种Y型机的布局，讨论了其定子中的还原铁使得能够提高转矩密度的优点。该Y型机包括一系列缠绕在线棒周围的线圈，所述线棒围绕定子周向地间隔开，理想地为轴向地设置(即平行于转子的旋转轴线)。转子具有两个级，这两个级包括设有永磁体的盘，永磁体面对定子的每个线圈的任一端。工作中任何级的磁路均为：经过第一线圈进入转子的第一级上的第一磁体；穿过转子的背铁(backiron)到达第一级上的相邻第二磁体；经过定子的与第一线圈相邻的第二线圈；进入转子的第二级上的与第一级上的第二磁体对准的第一磁体；穿过第二级的背铁到达第二级上的与第一级上的第一磁体对准的第二磁体；以及经过第一线圈而完成回路。
电机的一个难点通常是提供足够的冷却。对于具有高转矩密度的Y型机来说，这是一个特别的问题，在高转矩下，在线圈中产生大量的热，这经常是对能够使用的转矩的限制因素，至少对于较长时间段是如此。
线圈与永磁体之间的磁性连接取决于穿过线圈形成的强磁场(在发电机的情况下由磁体产生或在电动机的情况下由线圈本身产生)，并且磁路的磁导率应尽可能得低，以允许穿过线圈的最大磁通密度。为了此目的，设有高磁导率的铁芯或线棒，线圈缠绕在该铁芯或线棒周围。但是，线棒优选地是层压的或者以其他方式设置为减少线棒中的涡流的发生。此外，线棒优选地还设有极靴(shoe)，以将磁通散布到气隙中并减少气隙中的磁通密度——气隙是高磁阻的，并且增加其面积来减小磁阻，这意味着可以使用更少的永磁材料。期望的是将此材料的量减到最小。
WO-A-2006/066740公开了一种Y型机，其包括壳体，该壳体设有内部安装有定子线圈的圆柱形套管，该套管为中空的，由此冷却介质循环。但是，线圈嵌在导热材料中以将热传递到定子壳体。转子可旋转地通过轴颈安装在壳体中。定子线棒呈现为层压的，如它们在也公开了Y型机的GB-A-2379093以及WO-A-03/094327中那样。
US-A-6720688公开了一种Y型机，其中转子作为叶片泵以使流体在由定子壳体限定的腔室内循环，在壳体中支撑于轴承上并承载转子的转子轴穿过该定子壳体延伸。流体冷却定子线圈。US-A-2005/0035676公开了另一种Y型机，其特别适用于车轮的无齿轮驱动。
US-A-2007/0046124公开了一种Y型机，其中转子具有两排周向地排列的永磁体和铁磁极片的交替区段。
公开号为WO-A-2010/092400(“A1”)、WO-A-2010/092403(“A2”)以及WO-A-2010/092402(“A3”)的共同未决国际专利申请分别公开了Y型机的冷却、磁通管理及模块布置的各个方面。将每个申请的全部内容通过引证结合到本文中。
A1公开了一种电机，其包括具有永磁体的转子和具有线圈的定子，所述线圈缠绕在定子线棒上以越过在转子与定子之间限定的气隙与磁体相互作用，其中线棒和其上的线圈被定子壳体包围，所述定子壳体在气隙之间延伸并限定包含有用于冷却线圈的冷却介质的腔室。
定子壳体可以包括两个环形板和两个圆柱形壁，环形板包括凹槽以将线棒定位在腔室中。优选地，定子壳体的材料为非磁性的且非传导性的。但是，在环形板与圆柱形壁分离的情况下，所述圆柱形壁优选地为铝，所述环形板为塑性材料。或者，所述环形板可以与所述圆柱形壁成一体，在这种情况下，圆柱形壁围绕其圆周分裂开，并沿内周接缝和外周接缝连接在一起。该分裂可以在中央，限定两个蛤壳(clamshell)。蛤壳可以是基本上相同的，可能的话为“镜像”，以使得它们彼此配合，以在分裂处围绕接缝进行接缝焊接。蛤壳可以是塑料的。
环形板可以在线棒的端部处变薄，以使线棒与转子上的磁体之间的间隙最小。圆柱形壁可以为内壁和外壁，所述外壁具有用以安装该电机的装置，且所述内壁包括用以安装转子的轴承的装置。
在A2中，一种轴向磁通电机：转子，转子具有在转子的第一级和第二级上周向地间隔开的永磁体；以及定子，定子设置在所述级之间，并具有缠绕在定子的定子线棒上以用于越过在转子与定子之间限定的气隙与磁体进行磁相互作用的线圈，其中在每个线棒的每个端部上线棒具有极靴，所述极靴使穿过线棒的磁通与每个级上的所述磁体相关联，并且其中定子为具有至少两个环形部件的铸件(casting)，每个环形部件包括一圈连接的极靴，一个环形部件包括线棒中的一些或全部或者线棒的一部分，另一个环形部件包括任何剩余的线棒或线棒的任何剩余部分，在将环形部件连接在一起以完成所述定子的构造之前，将所述线圈设置在线棒上。环形部件可以是相同的，每个环形部件包括每个线棒的一半，并设有适于方便连接的连接件(interface)。
此外在A2中还公开并描述了一种电机，包括具有永磁体的转子和具有线圈的定子，所述线圈缠绕在定子的线棒上以穿过在转子与定子之间限定的气隙与磁体相互作用，其中线棒具有将穿过线棒的磁通与所述磁体相联接的极靴，且其中线棒和极靴相互分离地形成，每个线棒和极靴的至少一部分通过模制软铁颗粒而形成，以使颗粒具有设置为横切磁阻平面的短尺寸，将线棒和极靴组装成使得线棒的所述磁阻平面平行于线棒的纵向轴线，极靴的所述磁阻平面横切所述纵向轴线。
颗粒的横切所述磁阻平面的短尺寸的对准导致每个磁阻平面具有最小磁阻。至少线棒的颗粒具有单一纵向尺寸，并且还可以将所述颗粒对准，以使它们的纵向尺寸与所述磁阻平面中的磁阻方向平行，线棒的所述磁阻方向与线棒的所述纵向轴线平行。如果极靴的颗粒具有单一纵向尺寸，优选地，当组装线棒和极靴时，所述磁阻方向相对于所述纵向轴线为径向的。
在A3中，转子级每个均可包括环形盘，该环形盘的外缘安装所述永磁体且其内缘连接到一起以包围所述轴承。转子级为盘状的，以增大它们在径向平面(即，垂直于转子的旋转轴线并且优选地还垂直于定子线棒的平面)中的刚度。每个所述内缘可以包括具有用于相互接合的连接件的圆柱形凸缘。圆柱形凸缘之间可以设有隔离件以调整轴承上的预载荷。圆柱形凸缘可以包括平行于所述转子轴线设置的凸起，以接收将转子级夹持在一起的紧固件。
本发明涉及定子线圈的蛤壳壳体的各个方面，由此便于制造电机。
US-A-2006/0043821公开了电机的部件的过模制(over-moulding)。这在两个阶段中实现。首先，利用具有凸缘的线轴状套管对定子线棒进行过模制，然后将线圈缠绕在线棒上，利用定位环或一系列连接器暂时地组装线棒和线圈。将组装好的线棒和线圈插入模具中，因此通过注塑成型将整个定子形成为环形板。WO-A-01/06623中公开了一种类似布置。
发明内容
根据本发明，提供了一种电机(electricmachine)，包括具有永磁体的转子和具有线圈的定子，所述线圈缠绕在定子线棒上以用于穿过在转子与定子之间限定的气隙与磁体相互作用，所述转子通过轴颈安装以用于相对于定子围绕旋转轴线旋转，其中，所述线棒和其上的线圈被环形的定子壳体包围，并且其中，所述定子壳体包括将定子线棒和线圈安装在电机中的两个配合蛤壳，每个定子线棒在每端处具有极靴，每个蛤壳以内半径和外半径具有圆柱形壁部件并且具有连接内圆柱形壁部件和外圆柱形壁部件的径向壁，使得两个蛤壳在所述内圆柱形壁部件和所述外圆柱形壁部件的面对边缘之间相配合以形成所述定子壳体，并且其中，所述蛤壳在其间限定腔室，在所述腔室中冷却介质围绕线圈循环以冷却线圈，
其特征在于，
每个线棒由至少两个线棒部件构成，这些线棒部件在穿过线棒的截面的横向分裂处互连，并且
每个蛤壳由增强塑料注塑成型，围绕定子线棒的一个线棒部件的极靴进行过模制以将所述线棒部件保持并定位在径向壁中，其中所述极靴形成所述径向壁的一部分。
其中，至少一些所述线棒部件每个均包括终端极靴元件和中间线棒元件，其中，每个定子线棒的极靴元件在所述定子壳体的形成过程中通过所述径向壁过模制而成。每个定子线棒包括作为两个极靴元件的两个线棒部件，在至少一个所述线棒部件上结合有所述线棒元件。一个极靴元件仅是极靴元件，而另一个极靴元件是与整个线棒元件结合的极靴元件。
其中，所述蛤壳由塑性材料制成，所述塑性材料是半结晶的并具有超过60℃、优选地超过100℃的玻璃转换温度。所述塑性材料包括聚酰亚胺(PI)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、聚醚醚酮(PEEK)、基于对羟基苯甲酸和相关单体的部分结晶芳香族聚酯，诸如液晶聚合物(LCP)和聚苯硫醚(PPS)，特别是PPA。
根据本发明，还提供了一种构造如上所述的电机的方法，包括以下步骤：
a)将定子线棒的线棒部件组装在蛤壳模具中，所述蛤壳模具设有用于所述线棒部件的空间，
b)闭合所述模具并将熔融增强塑性材料注入所述模具中，
c)使塑性材料固化并打开模具以释放如此形成的蛤壳，以及
d)通过将两个蛤壳的两个同心面连接在一起并同时在所述分裂处连接所述线棒部件来组装定子，
所述模具由此充当用于在电机中定位定子线棒的夹具。
更广泛地，本发明提供了一种构造这种类型的电机的方法，即，该电机包括具有永磁体的转子和具有线圈的定子，所述线圈缠绕在定子线棒上以穿过在转子与定子之间限定的气隙与磁体相互作用，其中所述线棒和其上的线圈被环形定子壳体包围，所述方法包括以下步骤：
a)提供第一模具；
b)将定子线棒的第一极靴设置在第一模具中；
c)闭合第一模具并将熔融增强塑性材料注入第一模具中；
d)在冷却之后打开第一模具并排出(eject)第一蛤壳，其中所述第一极靴保持在第一蛤壳的塑性模制材料中；
e)提供第二模具；
f)将定子线棒的第二极靴设置在第二模具中；
g)闭合第二模具并将熔融增强塑性材料注入第二模具中；
h)在冷却之后打开第二模具并排出第二蛤壳，其中所述第二极靴保持在第二蛤壳的塑性模制材料中；
i)其中，所述第一蛤壳和第二蛤壳每个以内半径和外半径形成有圆柱形壁部件并且形成有连接内圆柱形壁部件和外圆柱形壁部件的径向壁；
j)将定子线圈安装在定子线棒上；
k)将第一蛤壳壳体和第二蛤壳壳体的所述内圆柱形壁部件和所述外圆柱形壁部件的面对边缘连接在一起以形成所述定子壳体，使得每个蛤壳壳体的相应第一定子极靴和第二定子极靴配合在一起，将定子线圈固定在其间；以及
l)组装定子壳体和转子。
应理解的是，连接所述内圆柱形壁部件和所述外圆柱形壁部件的配合面对边缘以及配合蛤壳通过另一中介部件的配合而包括在该范围内。
具体地，但是，一种电机，可包括具有永磁体的转子和具有线圈的定子，所述线圈缠绕在定子线棒上以穿过在转子与定子之间限定的气隙与磁体相互作用，所述转子通过轴颈安装以相对于定子围绕旋转轴线旋转，其中，所述线棒和其上的线圈被环形定子壳体包围，并且其中，所述定子壳体将定子线棒和线圈安装在电机中，所述定子壳体具有内半径和外半径的圆柱形壁部件以及连接内圆柱形壁部件和外圆柱形壁部件而限定环形腔室的径向壁，在所述环形腔室中，冷却介质可以围绕线圈循环以对线圈进行冷却，
其特征在于，
每个线棒由在穿过线棒的截面的横向分裂处互连的至少两个线棒部件构成，并且其特征在于
每个径向壁由增强塑料注塑成型，围绕定子线棒的一个线棒部件的极靴进行过模制以将所述线棒部件保持并定位在径向壁中，从而所述极靴形成所述径向壁的一部分。
外圆柱形壁部件可以是铝，形成电机的壳体，内圆柱形壁部件可以是钢，形成用于将转子轴承安装在定子中的安装环。
每个径向壁可以穿过气隙延伸，并在保持每个线棒的极靴之处变薄以将线棒和转子上的磁体之间的间隙减到最小。
通过在蛤壳中对定子极靴进行过模制，可以固定极靴在电机中的位置，所述模具充当用于相对于彼此将定子极靴保持在正确位置中的夹具，并且所述蛤壳用于在组装过程中保持并置(juxtaposition)。另外，在蛤壳中模制定子极靴，它们最终连接在一起以形成定子，具有刚性的定子构造，使得能够将定子极靴和转子磁体之间的气隙减到最小，由此提高电机的效率。
根据本发明的其他方面，提供了包含前述方面中的一些或全部(如果它们不互相排斥)的电机，这些组合对于本领域技术人员来说是显而易见的。然而以下对具体实施例的描述可能包括或不包括上面提到的不同方面，因此这不应被理解为重要的。
附图说明
在下文中参照附图进一步描述本发明的实施例，其中：
图1为本发明主要(但并非唯一)涉及的无磁轭分段式电枢机的示意性侧视图；
图2为图1的装置的透视图；
图3为根据本发明的一个方面的电机的定子壳体和定子的透视分解图；
图4a、图4b、图4c和图4d分别为电机的一个实施例的定子线棒和极靴的分解透视图、线棒的另一实施例的端视图、线棒的又一实施例的端视图、以及复合式定子线棒和所产生的磁路的透视图；
图5a、图5b和图5c分别为根据本发明的一个方面的电机的一个实施例的平面图、关于图5a中的线A-A的截面图、以及同一电机的分解透视图；
图6a和图6b分别是图5a至图5c的电机的定子壳体的详细剖面图(沿图5c中的箭头X的方向观看)、以及关于图6a中的线AA-AA的截面图；
图7a和图7b、图8a和图8b、图9a和图9b、图10a和图10b分别是根据本发明的不同实施例的定子组件的三种布置的分解透视图和详细侧截面图；
图11a揭露了穿过根据本发明的电机的详细侧截面图，示出了电连接布置；
图12a和图12b分别示出了根据本发明的另一实施例的电机的分解视图、以及穿过该电机的详细侧截面图。
具体实施方式
图1中示意性地示出了一种无磁轭分段式电枢机10。该电机10包括定子12和两个转子14a、14b。定子12是围绕转子14a、14b的旋转轴线20周向地间隔开的分离的定子线棒16的集合。每个线棒16具有其自身的轴线16a，所述轴线设置为平行于旋转轴线20。但是，这不是绝对必要的。在轴向磁通电机中，轴线16a的确平行于旋转轴线20。但是，轴线16a可以相对于旋转轴线以任何角度设置，甚至可以相对于旋转轴线20径向地设置。以下的描述是关于轴向磁通电机的，但是这在任何意义上均不应该被理解为是限制性的，在上下文允许的情况下，本发明等同地适用于定子线棒16的其他倾斜。
每个定子线棒的每端都设有极靴18a、18b，这些极靴用作约束线圈层压件的物理目的，该层压件优选地是方形截面(或可能为矩形截面)绝缘线，以可以实现高填充因数。线圈22连接到电路(未示出)，该电路(在电动机的情况下)激励线圈，以使由在线圈中流动的电流产生的磁场的磁极在相邻的定子线圈22中是相反的。
两个转子14a、14b承载彼此面对的永磁体24a、24b，定子线圈22位于所述永磁体之间。事实上，在轴向磁通电机中，转子和它们的磁体径向地设置，但是当定子线棒倾斜时，则它们也倾斜。两个气隙26a、26b设置在各自的极靴和磁体对18a/24a、18b/24b之间。偶数个线圈和磁体围绕旋转轴线20间隔开，优选地，具有不同数量的线圈和磁体，以使线圈不会全部在同一时间在转子相对于定子的相同旋转位置处与对应的磁体对对准。这用于减小镶齿效应。
在电动机(这是本发明主要涉及的)中，上面提到的电路设置成激励线圈22，以使它们的极性交替而导致线圈在不同的时间对准不同的磁体对，导致转矩被施加在转子与定子之间。转子14a、14b通常连接在一起(例如通过轴，未示出)，并相对于定子12围绕旋转轴线20一起旋转，定子通常是固定的(例如在壳体中，未示出)。图1中所示的布置的一个优点在于，磁路30由两个相邻的定子线棒16和两个磁体对24a、24b提供。因此，对于定子12而言不需要磁轭，但是对于每个转子而言需要背铁(backiron)32a、32b，以用于连接每个磁体24a、24b的背离各自的线圈22的背面之间的磁通。
因此，在电动机的情况下，通过适当地激励线圈22，可以驱使转子14围绕旋转轴线20旋转。当然，在发电机的情况下，当转子14a、14b旋转时，根据在定子线棒16中引起的变化磁通，转子14a、14b的旋转可在定子线圈22中引起电流。
但是，在任一种情况下，在线圈22中均产生热，且电机的效率降低，并且，如果不除去这些热，则电机的性能会受到限制。因此，本发明提出将定子线圈22封装在壳体中，该壳体通过气隙26a、26b延伸且限定供有冷却介质的腔室。
转向图3，示出了定子12a，其中定子线圈位于塑性材料蛤壳42a、42b之间。这些蛤壳具有外圆柱形壁44、内圆柱形壁46、以及径向地设置的环形壁48。环形壁48包括内凹口(pocket)50，以接收定子线棒16的极靴18a、18b，并用于在将定子12a的两个蛤壳壳体42a、42b组装到一起时定位定子线圈组件16、22、18a、18b。定子壳体42a、42b在线圈22的内部限定空间52，并且还在外部在54处围绕线圈22的外部限定空间。而且，在线圈之间存在空间56。使空间52、54、56相互连接，限定冷却腔室。
虽然图3中未示出，但是在组装时，定子壳体42a、42b设有端口，所述端口允许冷却介质(优选地为不导电的液体)被泵送到空间52、54、56中，以围绕线圈循环并冷却线圈。事实上，由于优选地由比如聚碳酸酯的塑性材料或其他低导热材料制成，因此由线圈产生并传导到极靴18a、18b中的热被保持在壳体中并且不会被传递到特别容易受热影响的磁体24a、24b。
一种优选的布置涉及如上文描述的(或如下文进一步描述的)电机的结构，然后，在完成时，用润湿这些空间的所有内表面(包括线圈22)的可变液态树脂或漆来填充空间52、54、56。一旦该树脂已经有机会渗透每个空间，将它从电机中排出，仅在由空间52、54、56限定的腔室内部留下涂覆树脂的表面。之后使树脂固化以形成使空间52、54、56与线圈22分离的电绝缘层。用这种方法，水可以用作冷却介质。适用的漆在本领域技术人员的知识范围内。
众所周知，电机的线圈铁芯常常由钢层压件制成。钢是磁场的优良导体，因此它具有低磁阻，提供了低磁阻路径并具有低磁滞损耗。但是，大部分铁磁材料的问题在于，它们通常还是电导体。因此，穿过电导体的变化磁通产生涡电流。通过使用由绝缘体隔开的层压件使涡电流最小化，其中使绝缘体平行于期望的磁通方向，以使得横向电流最小化。但是，一种新技术获得了一定成功，其使用涂敷有绝缘材料并模制成期望形状的软铁颗粒(软磁复合材料-SMC)，所述软磁复合材料通过树脂绝缘材料粘合在一起。使用高压压缩工艺来将部件模制成复杂的形状，能够产生具有优良形状因数的三维磁通图案，并使得能够使用直接缠绕在SMC齿上的高填充因数绕组。
实际上，在电机的一个实施例中，图4a至图4d中的布置解决了使定子线棒和极靴的材料在磁通方向上的磁阻最小化的问题。因此，虽然SMC材料是非常适宜的，但是应当注意到，虽然涂敷的软铁颗粒具有减小涡电流的能力并且一般地在所有方向上具有低磁阻，但是它们不具有最好磁阻，也就是说，可能最小磁阻，该可能最小磁阻仍然在层压件的区域内，至少在层压件的平面或方向上。
在这方面，提出在构造定子线棒16和极靴18时使用这样的颗粒，但是这些颗粒布置成使得它们具有低磁阻的优先方向或至少低磁阻的优先平面，该低磁阻优选地比这种颗粒通常所提供的磁阻低。对于线棒16，该优先方向在平面中平行于轴线16a。对于极靴18，希望将最小磁阻设置成在平面中垂直于纵向轴线16a。这可以通过多种方式提供，但是基本原理是如图4a中所示的线棒16和极靴18的分离构造以及它们随后的组装。
因此，图4a中的线棒16由圆形的涂敷有绝缘材料的软铁颗粒制成。这些颗粒在放入模具中并最后压到一起之前首先变平成盘状部件。该模具设置为使得压制颗粒的方向、以及颗粒在压制之前的初始分布为这样的，即，使得颗粒的主要尺寸位于平行于轴线16a的平面中。通过从模具中基本为圆形的颗粒开始并且沿垂直于该轴线16a的方向将颗粒压制到一起，这可以最方便地实现，虽然仅仅是部分地。例如，沿箭头A的方向向上压制不仅使这些颗粒在正交于方向A的平面中变平，还趋向于将颗粒沿箭头B的方向展开。
但是，理想地，该颗粒为细长的，并以其长轴平行于轴线16a的方式布置在模具中。这可以通过使用磁场来对准颗粒而实现。在这种情况下，部件的最小磁通线并非正好在平行于轴线16a的平面中，而是实际上在那个特定方向上。
另一方面，极靴18优选地通过在平行于轴线16a的方向上压制圆形颗粒而制成，使得在压实工艺过程中，颗粒在垂直于轴线16a的平面中横向地展开。当极靴18和线棒16组装到一起时，磁通因此可以以最小磁阻在纵向轴线16a的方向上穿过线棒16而行进，并且不仅沿轴线16的方向从线棒的端部16d离开线棒16以直接进入气隙26a、26b，而且还正交地进入极靴周界18c中，如可以从图4d中示出的磁通箭头所看出的。
在优选的布置中，定子线棒16还包括可以改进最小磁阻的定向偏差的层压辊。因此，在图4b中，涂覆有绝缘材料的钢的辊90设置在模具(未示出)中，其中所述辊的轴线平行于待形成的线棒16b的(最终)轴线16a。然后用被压制且压实在层压辊周围的颗粒填充模具，以使颗粒的最小磁阻平面平行于轴线16a。这些颗粒围绕辊90，并为线棒提供其所期望的梯形截面。
图4c中的可替代构造具有压制软铁颗粒的梯形铁芯92，至少该颗粒的最小磁阻平面平行于轴线16a。然后将层压辊94缠绕在铁芯92周围，进而产生具有期望的外部截面形状的定子线棒16c。
图4b和图4c中的两个线棒16b、16c每个都具有平行于轴线16a的最小磁阻的优先方向。由压制软铁颗粒形成的环(collar)18c具有垂直于轴线16a的最小磁阻平面。在组装时，线棒和环使得产生具有极低磁阻并定向优化的定子铁芯。或者，可以采用端板(或极靴元件，未示出)来代替环18c，线棒元件16的端部连接所述端板以完成构造。极靴元件和线棒元件的端部可以具有相互对准的相应配合部件(图4a-图4d中未示出)。即使那样，这些端板可以构造有具有最小磁阻的轴向方向的中心区域以及具有最小磁阻的径向方向的环(比如环18c)。
参照示出了电动机100的特定构造的图5a、图5b及图5c描述本发明。此外，虽然描述了电动机，应该理解的是，此原理也可以直接应用于发电机。该电动机100实际上是单个电动机部分或螺接在一起的两个或两个以上电动机部分，如下文进一步描述的。每个电动机具有管状的定子壳体102a、102b，所述定子壳体具有位于内圆柱形侧壁(108a、108b)和外圆柱形侧壁(106a、106b)之间的径向平面端面104a、104b。径向外圆柱形壁106a、106b每个具有限定电动机的径向平面端面112a、112b的外圆周凸缘延伸件110a、110b。事实上，定子壳体102a、102b构成电动机本身的壳体。多个壳体102可以通过穿过围绕壳体102a、102b设置的凸起113(参见图5c)的螺栓和螺母(未示出)首尾相连地螺接在一起。实际上，电动机100可以例如使用如安装凸缘那样的凸起113而安装在车辆中。
尽管螺接到一起并成为复合式电动机100，但是，如下文中将进一步描述的，每个电动机部分100是相互独立的，且每个电动机部分可以其本身的速度和扭矩进行驱动，如电动机管理系统所要求的，这在本文中没有进一步描述。但是，也如下文将进一步解释说明的，电动机部分102可以连接到单个输出驱动，从而使可用的输出转矩加倍。实际上，对可以堆叠到一起的电动机部分的数量没有限制。
壳体102a、102b在分别通过径向外圆柱形壁106a、106b和径向内圆柱形壁108a、108b的内端面113a、113b和115a、115b配合在一起时限定定子壳体。环形腔室53因此被包围，并包含、定位并固定安装在具有极靴118a、118b的定子线棒116上的多个定子线圈122。实际上，如下文将进一步描述的，以定子壳体102a、102b的材料至少对定子线棒的极靴进行过模制。线圈122围绕转子轴线120a周向地间隔开，如图5c所示，且在电动机中具有24个线圈(同样参见图10)。每个定子线圈极靴118a、118b接收在腔室53的凹口150中。壳体102a、102b由非导电的非磁性材料(优选地为玻璃或比如尼龙的其他纤维增强聚合物)模制而成。壳体呈蛤壳形式。
在图5b中，可以看出，定子线棒116被构造成两个半部，在沿中线117分裂开的每个线棒的半部上具有一体式极靴118a、118b。蛤壳102a、102b在模具(未示出)中模制而成，在模制之前，定子线棒的极靴118a、118b位于模具中的空间中，以在将塑料注入模具中时，将极靴118a、118b固定在各自的凹口150中。一旦蛤壳模制而成，线圈在每个线棒上滑动，对线圈进行布线，如下文进一步描述的。
最后，轴承164的外圈165位于内圆柱形壁180a、108b的台阶120上。当蛤壳102a、102b配合在一起时，另一种粘合剂将线棒116的表面117结合在一起并保持轴承外圈。实际上，最有可能利用台阶120预组装并保持整个轴承164，轴承具有内圈167。轴承可以提供有预加载的辊子元件(如图5b所示)，但内圈可以分开(如图5c所示)，因此内圈的夹紧产生所需的预加载。实际上，台阶120可以用在蛤壳中过模制而成的固体金属环(未示出)替换，轴承外圈165位于该蛤壳上。
转子114a、114b通过内凸缘166a、166b连接到一起。这些凸缘是管状的，并设有间隔开的凸起168以接收将两个转子114a、114b连接到一起的螺母和螺栓(未示出)。因此，转子114a、114b是单个的整体结构。盘状翼172a、172b从圆柱形凸缘166a、166b延伸，这些盘状翼终止在其上安装有磁体124a、124b的环形部174a、174b中。实际上，延伸件174a、174b优选地设有接收磁体并稳固地定位磁体的凹口176。内凸缘166a、166b具有交指型(interdigitating)指状件169并在组装时夹紧轴承164的内圈167。
磁体124a、124b和蛤壳142a、142b之间是气隙126a、126b。如在电动机技术中所熟知的，气隙应该尽可能得小，以减少磁路的磁阻。但是，参考图5a、图5b、图5c描述的电动机的布置允许凭借在装配电动机100a、100b时必须适应的少数制造公差而设计非常窄的气隙。由于轴承164代表空转的(相对)重要来源，所以转子可能适于在轴承上施加预应力，该预应力可以受设置在转子之间的隔离件限制。当然，该隔离件的轴向尺寸可以打磨以确保紧密配合。但是，除了轴承之外，还存在相对较少的其他部件，这些部件的公差叠加从而需要大的气隙。当然，一个这种部件是定子112本身，为此，圆柱形壁106a、106b及108a、108b的尺寸对于确保最小可能气隙126a、126b是关键性的，尽管存在由包含在其中的蛤壳形成的壁(104a)。此外，显然，转子中的任何应力都将导致定子壳体112必须适应的应力。但是，横跨腔室53的一系列定子线棒和极靴在腔室53中提供显著的加固，以在轴向方向上为壳体112提供极好的稳固。
此外，将转子114直接安装在定子112上的构思具有另外两个有益效果。第一有益效果与电动机设计的一般原则有关，该一般原则要求磁体124和线圈122设置得尽可能远离旋转轴线120a，以将作用在线圈与磁体之间的磁致伸缩力转换为围绕旋转轴线的最大转矩。但是，这意味着，如果转子相对于定子固定在不比磁体/线圈的半径小很多的距离处，则在该距离的范围内转子必须非常刚硬。通过将转子直接安装在定子上，该距离减小，因而转子不需要如此刚硬。可替代地，气隙可以更小。第二有益效果为，通过使用变换成管状体166的盘状环172来连接转子，形成用于磁通的另一个返回路径30’(参见图8)。至少，如果转子由铁磁材料制成的话是这样。这个附加磁路是有益的，因为它降低了对磁通将其自身限制在磁体之间的凸缘174的周向方向的要求，而且还能为每个磁体-线圈-磁体回路提供可替代的返回路径。因此减小磁路的整体磁阻。
应该意识到，由于磁体而施加到每个转子上的轴向力是很重要的，该轴向力随着气隙减小而增加，并且可以为每个转子7500N的等级。由此，转子的轴向支撑是极其重要的，因此定子和转子之间的轴承需要对该轴向力提供强大且稳定的反作用。如果转子正确地位于定子的两侧上，则存在为零的净轴向力，但是为达到此效果需要紧凑的构造公差和紧密的轴承组件。但是，通过如本文所述的将转子直接安装在定子内部，该精确度能以合理的成本实现。在这方面，轴向地抵靠轴承安置并定位的台阶120是关键性的。
当然，每个圆柱形壁106a、106b及108a、108b之间的连接同样是关键性的。蛤壳102a、102b可以是彼此相同的镜像或者可以不同。在下文描述的实施例中，由于将要阐述的原因，所述蛤壳是不同的。因此，蛤壳102a设有位于内圆柱形壁106a和外圆柱形壁108a的端面111中的凹槽109(参见图6b)。相应唇状件(未示出)设置在蛤壳102b的其他壁106b、108b的相应端面中，由此提供迷宫式连接区域(其在径向上是精确的并提供长的泄漏通路以及大的连接区)。粘合剂结合同样是一种可能连接机制，其至少在电动机100的全部构造过程中作为临时措施(因为连接凸起113的螺栓还将蛤壳固定在一起)。密封环(未示出)可以设置在凹槽109中。然而，表面111确定定子112的轴向尺寸。
蛤壳102a设有端口凸起154，所述端口凸起设有用于冷却介质的入口156和出口160。在腔室53中，阻碍件或阻挡件158a、158b形成为邻接线圈122并将腔室53分为两个环形通道，以使进入端口156的流体在其可以离开端口160之前在插入各个线圈122之间的电动机周围循环，使冷却介质返回到其从此而来的泵和热交换器(都未示出)。
优选的布置具有位于入口156和出口160(如图6a所示)之间的线圈的任一侧上的阻挡件158a、158b，其他阻挡件(不是所有都可见)交替地在线圈的内侧和外侧上(即，每隔四个线圈)间歇性地设置在电机周围。通过该布置，流进入入口156并开始围绕电机的外侧，但由第一阻挡件158c引导，以在插入的不同线圈122之间转换至腔室53的内侧。由此，流继续围绕电机循环，并受内部阻挡件(不可见，但便利地与阻挡件158a、158b呈180度相对)迫使，以使流往回转换至腔室的外侧。进一步围绕电机，在阻挡件158b迫使流体往回转换至外侧之前，另一个外部阻挡件(不可见，但与阻挡件158c呈180度相对)迫使往回转换至内部，最后，通过出口160离开电机。在这种方案中，具有四次转换。然而，任何偶数次转换都是可行的。
如上所述，两个电动机100可以利用穿过蛤壳壳体112的两个层压件的螺栓、通过对准的凸起113互连。在这种情况下，电动机可以是独立的，转子114没有相互连接。但是，这些转子显然可以是这样：通过在它们之间设置合适的隔离件(未示出)并使螺栓穿过各个凸起168延伸，以使得该螺栓穿过两个转子。实际上，没有什么阻碍串联地添加更多的电动机，因此可以一前一后地使用三个以上的电动机。
复合式电动机的(最终)侧面通过盖(未示出)来封闭。在不存在这些盖的情况下，电机100的宽度由蛤壳102a、102b、尤其是接收转子级114a、114b的外部凸缘110a、110b限定。
电动机100的输出(未示出)可以包括任何适合的部件，且可以是轴。但是，典型地，在汽车应用中，该部件可以是标准的驱动轮毂，其具有用于接收具有三叶磁轭的轴(未示出)的三角杯。但是，直接将转子安装在定子上为一个方面，因为在对电动机设计没有任何干扰的情况下输出构造的变化是可行的。因此，无轴的布局允许多种输出构造，包括：
●汽车“恒速”(CV)连接壳体；
●花键轴(内螺纹的或外螺纹的)；以及
●具有任何孔图案的平驱动板。
可以看出，通过在距离旋转轴线一定距离处直接将转子安装在定子上，在转子内部形成基本上中空的空间。取决于应用情况，这提供在电动机内部设置齿轮箱、特别是行星齿轮箱的可能。在某种程度上，在许多情况下，对于具有本设计的电机而言，齿轮箱是不需要的，因为管理线圈所需的电子器件可以使电机能够在速度的宽范围内以基本恒定的最大转矩(基本上只受冷却限制)运行，例如，每个电动机部分500Nm的转矩，转速超过3000rpm是可行的。然而，此选择无疑是可以获得的。
这种布置还具有便于电机一前一后地互连的优点，因为不需要如将转子支撑在固定在壳体中的轴承中通常将出现的情况那样干扰转子在壳体中的轴颈设置。显然，存在一些要讨论的方面，例如定子从哪里开始，其中固定有定子的壳体在哪里结束。实际上，就电动机而言，本发明提供了以下非唯一性的选择列表：
(a)具有花键输出的单个500Nm部分；
(b)两个独立控制的500Nm部分，每个部分具有其自身的用于汽车应用的CV型输出；
(c)连接为两对(每对1000Nm)的四个部分，每对都具有CV型输出，同样可能用于(高性能)汽车应用；
(d)提供2000Nm的刚性地固定在一起的四个部分；
下面将描述本发明的具体实施例。
如从上文显而易见的，电动机100的定子壳体不仅仅是用于定子的壳体，而且还是用于整个电动机的壳体，其受任何封闭盖限制。因此，该壳体必须具有由玻璃或碳纤维增强塑料(比如尼龙，或更特别是聚邻苯二甲酰胺(PPA))提供的结构刚度。本发明提出，出于如下文所讨论的种种原因，在构造电动机的过程中，某些元件通过定子壳体过模制而成。
参照图6a、6b，极靴118不仅仅定位在凹口150中，而且还实际上模制在凹口150中。为此，凹口可以具有小凹角，以在模制之后将极靴保持在凹口中，便于处理。但是，可能不需要凹角，因为极靴可以涂敷有底漆，以将塑料粘合到极靴表面和侧面上。其次，由于极靴和塑料在冷却过程中的不同收缩，凹口的侧面153紧紧夹住极靴。极靴118a、118b的过模制在任何情况下都是优选的，因为这有利于形成端面104a的变薄。也就是说，极靴表面118a、118b可以设置有由凹槽形成的树状件151a，这可以帮助塑性材料的流动并确保变薄的区域被均匀且完全地覆盖。显然，此树状件可以形成在模具自身的任何一侧上，如果该极靴没有被过模制；但是，在这种情况下，如果该树状件位于外表面104a上，则导致壁的有效变厚，防止磁体设置在表面104a附近。这可能要求随后将该树状件从该表面上磨掉以恢复变薄的区域。如果该树状件位于凹口150的内侧上，则需要与在极靴表面上形成的相应树状件精确地匹配和配合。这显然不可能是紧密配合。但是，通过将极靴表面自身作为模具，不但可以确保树状件151和凹槽151a之间的对准，当然还可完成树状件151和凹槽151a之间的配合并增加极靴在凹口150中的定位和保持的安全性。图6b中所示的凹槽树状件151a假定沿箭头的方向(即，从旋转轴线120a径向朝外地)填充模具。
为了有助于熔融塑料容易地流动且不会太早地固化，可以对模具进行预热，对于极靴也同样如此。所选择的精确温度将取决于所使用的塑料，但就聚邻苯二甲酰胺而言，模具可以处于150℃的温度下，而极靴可以处于180℃的温度下。
参照图7a和图7b，蛤壳202的凹口的薄壁可以被完全地去除，用在其中对定子极靴218进行过模制的窗口250替换。极靴具有迷宫式边缘220，由此可以实现相对于窗口150a的良好粘附、接触以及定位。当蛤壳202形成有过模制而成的极靴218时，定位部件222面向内。这些部件可以是凹陷，并与定子线棒216的端面224上的相应部件(即，突起)匹配，由此可以精确地控制它们在径向平面中的相应位置。同样，可以利用定子线棒116和极靴218之间的粘附可以实现改善的结合，但为了改善磁阻，可以优选省略粘合剂。应注意的是，线棒216和极靴218可以由定向优选的磁阻材料构成，如上文关于图4a至图4d描述的。
图8a和图8b示出了可替代布置(针对图7a、图7b的布置)，其中，对一体式极靴和部分线棒317进行过模制并填充蛤壳302的窗口250。线棒部件317的表面224具有如上所述的部件222，但这里应该注意的是，部件222适当地相互作用。这可以通过使部件222对称(关于反射)来实现，以使两个相同的线棒部件317正确地互相交叉。
同样可选地通过定子壳体过模制而成的部件是凸起加强件或套管113x(参见图5c的插入物)。这些加强件或套管使凸起113排成行，防止在紧固穿过凸起113的螺栓时损坏塑性材料。但是，同样可能的是，这些套管在模制之后可以压配合，在这种情况下，套管113x的至少一端必须不是向外张开的(在图5c中两端都被示出为向外张开的)。
在图9a和图9b中，线圈422通过蛤壳402过模制而成，线圈的一个边缘410a形成蛤壳402的窗口450的边缘414。当相对边缘410b邻接其他蛤壳的对应表面(未示出)时，形成通孔430，在所述通孔中，可以安装一体式线棒元件和极靴417。环形凹口432设有用于线棒417的边缘418的底座，该边缘可以结合在该底座中。同样，每个线棒元件417的表面424可以具有部件222。但是，根据本发明，线棒417和线圈422通过蛤壳402过模制而成。
在图10a和图10b中，环500在蛤壳102a’、102b’(其可以与图5c的蛤壳相同)中在每个凹口150周围过模制而成，以加强蛤壳和定子线棒116之间的连接。已经发现，凹口的拐角502表示至少部分地通过以半径R(参见图6b)对角进行斜切而缓解的应力集中。但是，加强环500还抵消了所施加的应力的作用。
在图11a、图11b中，驱动相导体u(具有三相电源u、v、w的导体)通过螺母610与终端600连接。终端600包括螺柱，该螺柱具有由狭槽621隔开的两个六边形截面凸缘620，该螺柱利用进入插槽621以轴向地定位该螺柱(相对于其自己的轴线)并且还围绕六边形凸缘620以旋转地固定螺柱(同样相对于其自己的轴线)的壁的材料在蛤壳602中过模制而成。来自线圈(未示出)的绕组线630可以与夹具640互连，该夹具还通过另一个螺母611与螺柱600的底面连接。母线650还可以使终端与电动机100上的其他同相线圈连接或与不同的电动机连接。在图11b中，示出了用于每个相u、v、w的线圈622的四个象限670。(在24线圈电动机中，每个象限中具有6个线圈，三相电源的每个相2个)。相导体u在返回到另一个相(即，u至v、v至w、w至u)之前在每个象限中以相互分离90度(24个线圈45度)的方式串联地连接至第一线圈。
回到端口156、160(图6a)，这些端口可以是由模压塑料模制的部件。但是，与管道连接和/或螺柱形式的紧固装置形成密封的过模制板同样是可行的，该管道连接和/或紧固装置自身是过模制的，或者与所述板成一体(前述的都未示出)。
最后，如上所述，各个环和其他金属部件可以在蛤壳中过模制而成，以帮助在塑性材料蛤壳的应力下保持形状和完整性。特别地，如上所述，环可以在内圆柱形壁108a、108b中过模制而成，以支撑轴承164。
过模制部件包括形成空间，以将这些部件接收在形成蛤壳壳体的模具中。蛤壳壳体在理想情况下由两个部分的模具形成，所述模具在一个方向上打开，但显然，铁芯和凹角可以由额外的部件形成。但是，通过在闭合模具之前将极靴118a、118b安装在模具中的合适空间中而基本上有利于组装上述电动机。闭合模具可以仅利用正确地定位的极靴来实现，因此当进行注塑并且在固化之后打开模具时，极靴全部被定位并保持在蛤壳中。保持在位的极靴于是有利于进一步组装电动机。例如，如果线圈本身无法在蛤壳中过模制而成，则可以容易地利用部件222将线圈定位在线棒上(图7a、图7b)，这些线棒可以位于极靴上。可替代地，线棒可以与极靴成一体(图8a、图8b)，在这种情况下，线圈仅是在线棒上滑动，如果线圈同样将要过模制而成则在模具中，或者之后在组装过程中。线圈可以预先缠绕在中空铁芯(例如，安装在用于绕组的临时固态形式上的注塑成型的套管)上。
然而，参照图5-图11描述的本发明的实施例涉及构成电机的壳体以及定子的壳体的模制蛤壳，图12a和图12b的实施例涉及电机1000的壳体，其整体上包括铝或其他金属的套管1001。套管1001便利地由铸造材料制成，具有用于尺寸精度的加工面。蛤壳1002是相同的，并且包括模制环状盘，该环状盘具有内周壁或凸缘1008并且在其外周上具有小的加厚件1006。与前述实施例、特别是图6的实施例一样，定子线棒1116包括极靴元件1118和一体式半线棒元件1117(根据图10b的布置)。实际上，每个极靴元件1118被示出为具有突出件或切口1118a，从而将极靴键入蛤壳1002的过模制材料中。
除了提供所需的定子壳体和腔室壁之外，模制蛤壳1002的模具(未示出)形成一个夹具，该夹具将极靴1116相对于彼此在电机1000中精确地定位到位，在组装电机之后，蛤壳1002保持该定位。在该实施例中，设有分开的线圈组件1122，其包括成对地缠绕并安装在线圈夹具上的线圈1022，以在完成布线1670(例如，如图11b所示)并夹在线圈上时将它们以一个宽松的圈全部保持在一起。最后连接具有相插脚u、v、w的连接插头1672，当这个操作完成时，将线圈定位在壳体1001中，其中与插座1674连接的插头1672是壳体1001的一部分。进行电连接，但插座1674从外侧对壳体1001的内部进行密封。
接下来，蛤壳1002中的一个提供给壳体1001的两个内部台肩1004中的一个，并利用合适的粘合剂在加厚边缘1117和台肩1004之间结合到位。在这个过程中，线圈在定子线棒1116的线棒元件1117上成环。轴承安装环1200然后在内圆柱形壁(凸缘)1008内滑动并结合到位。环1200的脊1202邻接凸缘1008的端面，并轴向地定位环。最后，定位第二蛤壳1002，为线棒元件1117的端面1117a涂敷粘合剂，以使每个均结合在一起。凸缘1006也与壳体1001的其他台肩1004以及凸缘1008在其上滑动的环1200结合。脊1202夹持在两个蛤壳之间，如从图12b可以最清楚地看到的。轴承1164现在可以位于环1200上，该环具有抵靠轴承座的外圈1165的台肩1208以及用于接收弹性挡圈以定位轴承环的另一侧的凹槽1210。内圈1167安装有转子(图12a、12b中未示出)。
以上描述的布置总的来说有利于电机的构造。
在本说明书的整个描述和权利要求书中，术语“包括”和“包含”及其变形意指“包括但不限于”，并且它们并非旨在(也不是)排除其他组成部分、附加物、部件、整体或步骤。在本说明书的所有描述和权利要求中书，单数包含复数，除非上下文另有所指。特别地，如果使用不定冠词，本说明书应被理解为既指单数也指复数，除非上下文另有所指。
结合本发明的特定方面、实施例或实例而描述的特征、整体、特性、组合物、化学组分或组应被理解为可以应用在本文中描述的任何其他方面、实施例或实例，除非它们彼此不相容。本说明书(包括任何所附的权利要求书、摘要和附图)中公开的所有特征和/或公开的任何方法或工艺的所有步骤，除了这样的特征和/或步骤中的至少一些是相互排斥的组合之外，可以以任何组合方式结合。本发明不局限于任何前述实施例的细节。本发明的范围扩展至本说明书(包括任何所附的权利要求书、摘要和附图)公开的特征的任何新特征或特征的任何新组合，或者扩展至所公开的任何方法或工艺的步骤的任何新步骤或步骤的任何新组合。
读者的注意力应集中于与本申请有关的与本说明书同时提交或在本说明书之前提交的所有文件和资料，这些文件和资料与本说明书一起对公众公开，所有这些文件和资料的内容通过引证结合到本文中。
参考文献
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Claims (61)

1.一种电机，包括具有永磁体的转子和具有线圈的定子，所述线圈缠绕在定子线棒上以穿过在所述转子与所述定子之间限定的气隙与所述永磁体相互作用，所述转子通过轴颈安装以相对于所述定子围绕旋转轴线旋转，其中，所述定子线棒及其上的线圈被环形的定子壳体包围，并且其中，所述定子壳体包括相配合的两个蛤壳，所述蛤壳将所述定子线棒和所述线圈安装在所述电机中，每个定子线棒在每端处具有极靴，并且每个蛤壳以内半径和外半径具有内圆柱形壁部件和外圆柱形壁部件且具有接合该内圆柱形壁部件和外圆柱形壁部件的径向壁，从而所述两个蛤壳在所述内圆柱形壁部件和所述外圆柱形壁部件的面对边缘之间连接在一起以形成所述定子壳体，并且其中，所述蛤壳在其间限定环形腔室，在所述腔室中冷却介质能围绕所述线圈循环以冷却所述线圈，
其特征在于，
每个定子线棒由至少两个线棒部件构成，所述线棒部件在穿过所述定子线棒的截面的横向分裂处互连，并且
每个蛤壳由增强塑料注塑成型，围绕所述定子线棒的一个线棒部件的极靴进行过模制以将所述线棒部件保持并定位在所述径向壁中，从而所述极靴形成所述径向壁的一部分。
2.根据权利要求1所述的电机，其中，所述径向壁穿过所述气隙延伸，并在每个线棒的极靴通过所述蛤壳保持之处变薄以将所述线棒与所述转子上的所述永磁体之间的间隙减到最小。
3.根据权利要求2所述的电机，其中，所述径向壁在其外表面上是平的。
4.根据权利要求2或3所述的电机，其中，在所述过模制过程中围绕所述定子线棒的所述极靴在所述径向壁中在内部形成有凹口，这一凹口的底面包括变薄部分，并且其中，在所述变薄部分与所述径向壁之间设置有过渡区，从而避免应力集中。
5.根据权利要求4所述的电机，其中，所述极靴的抵靠所述变薄区域的表面包括凹槽，从而有利于熔融塑性材料在所述变薄部分的整个区域上流向所述变薄部分。
6.根据权利要求5所述的电机，其中，所述凹槽呈树形式。
7.根据权利要求1至3以及5至6中任一项所述的电机，其中，至少一些所述线棒部件每个均包括终端极靴元件和中间线棒元件，其中，每个定子线棒的极靴元件在所述定子壳体的形成过程中通过所述径向壁过模制而成。
8.根据权利要求7所述的电机，其中，每个定子线棒包括三个部件：两个极靴元件和一个线棒元件。
9.根据权利要求8所述的电机，其中，所述极靴元件在其内表面上具有定位部件，以在所述定子壳体的蛤壳的形成过程中将所述极靴元件定位在模具中并在所述定子壳体的组装过程中定位所述线棒元件。
10.根据权利要求9所述的电机，其中，所述定位部件能包括位于所述极靴元件的表面上的凹陷或突起，在模芯和线棒元件中具有对应的突起或凹陷。
11.根据权利要求4所述的电机，其中，至少一些所述线棒部件每个均包括终端极靴元件和中间线棒元件，其中，每个定子线棒的极靴元件在所述定子壳体的形成过程中通过所述径向壁过模制而成。
12.根据权利要求11所述的电机，其中，每个定子线棒包括三个部件：两个极靴元件和一个线棒元件。
13.根据权利要求12所述的电机，其中，所述极靴元件在其内表面上具有定位部件，以在所述定子壳体的蛤壳的形成过程中将所述极靴元件定位在模具中并在所述定子壳体的组装过程中定位所述线棒元件。
14.根据权利要求13所述的电机，其中，所述定位部件能包括位于所述极靴元件的表面上的凹陷或突起，在模芯和线棒元件中具有对应的突起或凹陷。
15.根据权利要求7所述的电机，其中，每个定子线棒包括作为两个极靴元件的两个线棒部件，在至少一个所述线棒部件上结合有所述线棒元件。
16.根据权利要求15所述的电机，其中，所述两个线棒部件是相同的，每个线棒部件具有极靴元件和线棒元件；或者一个极靴元件仅是极靴元件，而另一个极靴元件是与整个线棒元件结合的极靴元件。
17.根据权利要求8至14中任一项所述的电机，其中，每个定子线棒包括作为两个极靴元件的两个线棒部件，在至少一个所述线棒部件上结合有所述线棒元件。
18.根据权利要求17所述的电机，其中，所述两个线棒部件是相同的，每个线棒部件具有极靴元件和线棒元件；或者一个极靴元件仅是极靴元件，而另一个极靴元件是与整个线棒元件结合的极靴元件。
19.根据权利要求7所述的电机，其中，所述极靴元件和所述线棒元件是分离的部件，从而它们各自的磁阻在最优方向上能减到最小。
20.根据权利要求8至14中任一项所述的电机，其中，所述极靴元件和所述线棒元件是分离的部件，从而它们各自的磁阻在最优方向上能减到最小。
21.根据权利要求1至3中任一项所述的电机，其中，至少一个蛤壳具有所述外圆柱形壁部件的外部凸缘以提供用于接收所述转子的凹槽，其中，所述定子壳体还包括用于所述电机的壳体。
22.根据权利要求4所述的电机，其中，至少一个蛤壳具有所述外圆柱形壁部件的外部凸缘以提供用于接收所述转子的凹槽，其中，所述定子壳体还包括用于所述电机的壳体。
23.根据权利要求21所述的电机，其中，所述蛤壳的所述内圆柱形壁部件和所述外圆柱形壁部件中的至少一者通过中间部件连接在一起。
24.根据权利要求23所述的电机，其中，所述中间部件位于所述外圆柱形壁部件之间，并且所述中间部件包括所述电机的壳体；或者所述中间部件位于所述内圆柱形壁部件之间，并且所述中间部件包括安装环，所述安装环用于将所述转子安装在所述定子中的轴承。
25.根据权利要求22所述的电机，其中，所述蛤壳的所述内圆柱形壁部件和所述外圆柱形壁部件中的至少一者通过中间部件连接在一起。
26.根据权利要求25所述的电机，其中，所述中间部件位于所述外圆柱形壁部件之间，并且所述中间部件包括所述电机的壳体；或者所述中间部件位于所述内圆柱形壁部件之间，并且所述中间部件包括安装环，所述安装环用于将所述转子安装在所述定子中的轴承。
27.根据权利要求23至26中任一项所述的电机，其中，两个所述中间部件介于所述蛤壳的每对圆柱形壁部件之间。
28.根据权利要求23至26中任一项所述的电机，其中，所述蛤壳的通过所述中间部件配合在一起的所述圆柱形壁部件仅是所述径向壁的边缘。
29.根据权利要求27所述的电机，其中，所述蛤壳的通过所述中间部件配合在一起的所述圆柱形壁部件仅是所述径向壁的边缘。
30.根据权利要求1至3中任一项所述的电机，其中，一个或两个蛤壳还具有在其中过模制而成的下列部件中的至少一者：
a)沿所述外圆柱形壁部件延伸的圆柱形凸起支撑件；
b)用于在所述定子壳体的外部电连通定子线圈的连接螺柱；
c)定子线圈；
d)冷却剂入口端口和出口端口；以及
e)转子轴承的外圈或者用于支撑所述外圈的环。
31.根据权利要求4所述的电机，其中，一个或两个蛤壳还具有在其中过模制而成的下列部件中的至少一者：
a)沿所述外圆柱形壁部件延伸的圆柱形凸起支撑件；
b)用于在所述定子壳体的外部电连通定子线圈的连接螺柱；
c)定子线圈；
d)冷却剂入口端口和出口端口；以及
e)转子轴承的外圈或者用于支撑所述外圈的环。
32.根据权利要求30所述的电机，其中，设置有部件a)，从而所述圆柱形凸起支撑件形成下列各项中的至少一者：
i.用于使所述蛤壳互连的装置；
ii.用于将所述定子壳体安装在所述电机中的装置；以及
iii.用于将所述电机安装在支撑件上的装置。
33.根据权利要求31所述的电机，其中，设置有部件a)，从而所述圆柱形凸起支撑件形成下列各项中的至少一者：
i.用于使所述蛤壳互连的装置；
ii.用于将所述定子壳体安装在所述电机中的装置；以及
iii.用于将所述电机安装在支撑件上的装置。
34.根据权利要求30所述的电机，其中，设置有部件b)，其中，所述连接螺柱是在每端处形成有螺纹的简易螺柱以接收螺母，从而电连接器能在所述腔室的内部和外部夹持于所述螺柱，完成必不可少的通向和来自所述电机的电连接。
35.根据权利要求34所述的电机，其中，所述螺柱具有螺柱轴线并包括由环形凹槽隔开的一对凸缘，从而所述定子壳体的模制材料进入所述环形凹槽以轴向地定位所述螺柱并且环绕至少一个所述凸缘，该凸缘或这些凸缘具有多边形截面以防止所述螺柱在所述定子壳体中围绕所述螺柱轴线旋转。
36.根据权利要求31所述的电机，其中，设置有部件b)，其中，所述连接螺柱是在每端处形成有螺纹的简易螺柱以接收螺母，从而电连接器能在所述腔室的内部和外部夹持于所述螺柱，完成必不可少的通向和来自所述电机的电连接。
37.根据权利要求36所述的电机，其中，所述螺柱具有螺柱轴线并包括由环形凹槽隔开的一对凸缘，从而所述定子壳体的模制材料进入所述环形凹槽以轴向地定位所述螺柱并且环绕至少一个所述凸缘，该凸缘或这些凸缘具有多边形截面以防止所述螺柱在所述定子壳体中围绕所述螺柱轴线旋转。
38.根据权利要求30所述的电机，其中，设置有部件d)，其中，所述冷却剂入口端口和出口端口进一步包括用于将连接凸缘固定至所述冷却剂入口端口和出口端口的螺柱，所述连接凸缘是将冷却介质供给至所述定子的腔室并从所述定子的腔室中引出所述冷却介质的管道的一部分。
39.根据权利要求38所述的电机，其中，每个蛤壳中有一个端口。
40.根据权利要求38所述的电机，其中，过模制而成的所述冷却剂入口端口和出口端口进一步包括用于与所述管道的连接凸缘配合接合的平面凸缘。
41.根据权利要求31所述的电机，其中，设置有部件d)，其中，所述冷却剂入口端口和出口端口进一步包括用于将连接凸缘固定至所述冷却剂入口端口和出口端口的螺柱，所述连接凸缘是将冷却介质供给至所述定子的腔室并从所述定子的腔室中引出所述冷却介质的管道的一部分。
42.根据权利要求41所述的电机，其中，每个蛤壳中有一个端口。
43.根据权利要求41所述的电机，其中，过模制而成的所述冷却剂入口端口和出口端口进一步包括用于与所述管道的连接凸缘配合接合的平面凸缘。
44.根据权利要求30所述的电机，其中，设置有部件e)，其中，所述外圈或所述环在第一蛤壳的内圆柱形壁中过模制而成，该第一蛤壳与相配合的第二蛤壳是不相同的，通过使所述第一蛤壳具有相对长的内圆柱形壁，轴承在所述定子壳体内相对于轴向方向居中地定位，从而所述第一蛤壳的内圆柱形壁与所述第二蛤壳的内圆柱形壁之间的接合位于所述定子壳体的一端处。
45.根据权利要求31所述的电机，其中，设置有部件e)，其中，所述外圈或所述环在第一蛤壳的内圆柱形壁中过模制而成，该第一蛤壳与相配合的第二蛤壳是不相同的，通过使所述第一蛤壳具有相对长的内圆柱形壁，轴承在所述定子壳体内相对于轴向方向居中地定位，从而所述第一蛤壳的内圆柱形壁与所述第二蛤壳的内圆柱形壁之间的接合位于所述定子壳体的一端处。
46.根据权利要求23至26中任一项所述的电机，其中，所述蛤壳使用粘合剂结合在一起或者结合至所述中间部件；和/或
所述蛤壳缝焊在一起；和/或
所述定子线棒与所述旋转轴线平行，所述电机是轴向磁通电机，并且所述转子是在所述定子线棒的每个轴向端处具有一个级的两级转子，所述蛤壳的所述径向壁在所述内圆柱形壁部件与所述外圆柱形壁部件之间相对于所述旋转轴线径向地延伸；和/或
所述蛤壳由塑性材料制成，所述塑性材料是半结晶的并具有超过60℃的玻璃转换温度。
47.根据权利要求46所述的电机，其中，每个所述蛤壳具有所述外部凸缘，每个外部凸缘接收一个所述转子的级，并且其中，在所述电机上不存在任何盖的情况下，所述外部凸缘限定所述电机的宽度；和/或
所述塑性材料包括聚酰亚胺(PI)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、聚醚醚酮(PEEK)、基于对羟基苯甲酸和相关单体的部分结晶芳香族聚酯和聚苯硫醚(PPS)。
48.根据权利要求47所述的电机，其中，所述基于对羟基苯甲酸和相关单体的部分结晶芳香族聚酯为液晶聚合物(LCP)。
49.一种电动机，包括根据任意前一权利要求所述的电机。
50.一种构造这样类型的电机的方法，即，该电机包括具有永磁体的转子和具有线圈的定子，所述线圈缠绕在定子线棒上以穿过在所述转子与所述定子之间限定的气隙与所述永磁体相互作用，其中，所述定子线棒及其上的线圈被环形的定子壳体包围，所述方法包括以下步骤：
a)提供第一模具；
b)将所述定子线棒的第一极靴设置在所述第一模具中；
c)闭合所述第一模具并将熔融增强塑性材料注入所述第一模具中；
d)在冷却之后打开所述第一模具并排出第一蛤壳，其中，所述第一极靴保持在所述第一蛤壳的塑性模制材料中；
e)提供第二模具；
f)将所述定子线棒的第二极靴设置在所述第二模具中；
g)闭合所述第二模具并将熔融增强塑性材料注入所述第二模具中；
h)在冷却之后打开所述第二模具并排出第二蛤壳，其中，所述第二极靴保持在所述第二蛤壳的塑性模制材料中；
i)其中，所述第一蛤壳和所述第二蛤壳每个均以内半径和外半径形成有内圆柱形壁部件和外圆柱形壁部件并且均形成有接合该内圆柱形壁部件和外圆柱形壁部件的径向壁；
j)将定子线圈安装在所述定子线棒上；
k)将该第一蛤壳和第二蛤壳的所述内圆柱形壁部件和所述外圆柱形壁部件的面对边缘连接在一起以形成所述定子壳体，从而使每个蛤壳的各自的第一定子极靴和第二定子极靴配合在一起，将所述定子线圈固定在其间；以及
l)组装所述定子壳体和所述转子。
51.根据权利要求50所述的方法，其中，所述第一蛤壳和所述第二蛤壳在模制时是相同的；和/或
所述定子线棒包括极靴元件和一体式线棒元件，所述极靴元件使所述第一极靴和所述第二极靴结合。
52.根据权利要求51所述的方法，其中，所述第一极靴和所述第二极靴是彼此的镜像并包括用于在配合时相对于彼此定位的配合部件。
53.根据权利要求50至52中任一项所述的方法，其中，所述第一模具和所述第二模具中的一者或两者包括用于接收下列部件中的至少一者的额外空间：
a)用于在模制时沿所述外圆柱形壁部件延伸的圆柱形凸起支撑件；
b)用于在模制时在所述定子壳体的外部电连通所述定子线圈的连接螺柱；
c)冷却剂入口端口和出口端口；以及
d)转子轴承的外圈或者用于安装所述外圈的环。
54.根据权利要求50至52中任一项所述的方法，其中，当所述第一蛤壳和所述第二蛤壳互连时限定环形腔室，所述腔室适于接收用于冷却所述线圈的冷却介质；和/或
其中，连接所述内圆柱形壁部件和所述外圆柱形壁部件的面对边缘的所述步骤k)通过中间部件进行。
55.根据权利要求54所述的方法，其中，在步骤c)和g)中在所述第一蛤壳和所述第二蛤壳上模制阻挡件，所述线圈当在步骤j)中安装时邻接所述阻挡件，从而在所述腔室中限定用于冷却介质的流路。
56.根据权利要求54所述的方法，其中，所述中间部件位于所述内圆柱形壁部件之间并包括安装环，所述安装环用于将所述转子支撑在所述定子中的轴承。
57.根据权利要求54所述的方法，其中，所述中间部件位于所述外圆柱形壁部件之间并包括用于所述电机的壳体；和/或
其中，在步骤j)与k)之间，将阻挡件插入所述线圈与所述中间部件之间，从而限定用于冷却介质的流路。
58.根据权利要求55或56所述的方法，其中，所述中间部件位于所述外圆柱形壁部件之间并包括用于所述电机的壳体；和/或
其中，在步骤j)与k)之间，将阻挡件插入所述线圈与所述中间部件之间，从而限定用于冷却介质的流路。
59.根据权利要求50至52中任一项所述的方法，其中，使用所述方法来构造根据权利要求1至48中任一项所述的电机、或根据权利要求49所述的电动机。
60.根据权利要求59所述的方法，其中，所述第一蛤壳和所述第二蛤壳每个具有轴向地面对的内周向边缘和外周向边缘，所述内周向边缘和所述外周向边缘在步骤k)中配合在一起并焊接、结合或栓接在一起以在其间限定并包围环形腔室。
61.根据权利要求60所述的方法，其中，在步骤c)和/或g)中将阻挡件安装在所述第一蛤壳和所述第二蛤壳上，所述线圈邻接所述阻挡件，从而限定用于冷却介质的流路。
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