CN110011450A - 定子组件及驱动电机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种定子组件及驱动电机，所述定子组件包括定子铁芯以及M相定子绕组，所述定子铁芯的内周具有多个轴向设置的槽，所述M相定子绕组由扁导线构成，且所述M相定子绕组在所述槽内绕制成L层，所述M为正整数，所述L为大于或等于6的偶数，所述M相定子绕组中的每一相定子绕组包括至少两套并联连接的子绕组，且每一套子绕组包括多个串联连接的线圈；每一相定子绕组的至少一套子绕组的多个线圈分布于所述槽的L个不同层中。本发明实施例可使得各并联的子绕组的反电势、电阻及电感大致相同，大大降低各相定子绕组的各并联支路电阻、电感不平衡率及电流不平衡率，从而降低环流导致的附加铜耗。

Description

定子组件及驱动电机

技术领域

本发明涉及电机领域，更具体地说，涉及一种定子组件及驱动电机。

背景技术

环境污染和能源危机促使新能源汽车行业蓬勃发展，尤其是电动汽车行业。车用驱动电机作为电动汽车的关键执行部件之一，其性能对于整车的性能至关重要。目前车用电机朝着高速化，轻量化，高效化的方向发展，对电机的功率密度、效率水平、散热能力有更高的要求。

扁线绕组相比常规的散线绕组具有更高的槽满率、更高功率密度和更优的散热能力，因此逐渐被用于车用驱动电机领域。相比散线绕组电机，扁线绕组电机存在固有的集肤效应现象，特别是高速电机，集肤效应较明显。

为降低集肤效应，一般会增加定子槽内导体数，如4层、6层等。对于极对数为p、槽数为N1的整数槽电机(p和N1皆为正整数)，并联子绕组的个数需满足为极对数2p的约数，如6层8极48槽电机，并联支路数可为2、4、8，对应的每相串联匝数为24、12、6，每相串联匝数阶跃性变化步长较大。

为了增加每相串联匝数的可选型性，公告号为CN104124803B的中国专利，披露了一种具有长节距和短节距线圈的条绕定子绕组布置，其将6层导体分为3套绕组，构成3路并联子绕组，对应每相串联匝数为16匝，如图1所示。虽然该方案为每相设置了3个并联支路，但每个并联支路均只在相邻层(两层间)进行连接。

类似地，公开号为CN106026435A的中国专利申请，披露了一种电装置和用于电装置的定子组件，其同样为每相设置了3个并联支路，但每个并联支路均只在四个层间进行连接。

在上述6层绕组结构的驱动电机中，由于各个并联支路的导体分布于定子槽内径向不同位置，各并联支路的反电势、电阻及电感差异均很大，导致了各并联支路上的电流具有较大差异，如图2所示，从而在各并联支路间形成较大环流，增加附加损耗，降低了高速运行时的效率，同时引起绕组局部过温，降低电机寿命。

并且，由于各个并联支路电流不平衡率较大，会恶化电机的噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness，NVH)性能。此外，对于高速电机，若每相串联线圈数量较多(如24匝)，则反电势较高，安全性较差，若每相串联匝数较小(如12匝)，则逆变器容量较大，增加逆变器成本。

发明内容

本发明实施例针对上述因各并联支路的反电势、电阻及电感差异较大导致并联支路间形成较大环流、增加附加损耗、降低高速运行时的效率，同时引起绕组局部过温，降低电机寿命，恶化电机的NVH性能，以及增加逆变器成本等的问题，提供一种定子组件及驱动电机。

本发明实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种定子组件，包括定子铁芯以及M相定子绕组，所述定子铁芯的内周具有多个轴向设置的槽，所述M相定子绕组由扁导线构成，且所述M相定子绕组在所述槽内绕制成L层，所述M为正整数，所述L为大于或等于6的偶数，所述M相定子绕组中的每一相定子绕组包括至少两套并联连接的子绕组，且每一套子绕组包括多个串联连接的线圈；每一相定子绕组的至少一套子绕组的多个线圈分布于所述槽的L个不同层中。

优选地，所述定子铁芯包括N1个槽，所述定子组件应用于转子极数为2p的M相电机，所述M相定子绕组在所述定子铁芯的槽内绕制成六层，所述N1和p分别为正整数；每相定子绕组包括三套子绕组，且每套子绕组包含n＝N1/M个串联连接的线圈。

优选地，每一相定子绕组的三套子绕组包括第一子绕组、第二子绕组和第三子绕组；所述第一子绕组包括分布在第一层和第二层中的n/4个线圈，分布在第三层和第四层中的n/2个线圈以及分布在第五层和第六层中的n/4个线圈；所述第二子绕组包括分布在第一层和第二层中的n/4个线圈，分布在第三层和第四层中的n/2个线圈以及分布在第五层和第六层中的n/4个线圈；所述第三子绕组包括分布在第一层和第二层中的n/2个线圈以及分布在第五层和第六层中的n/2个线圈。

优选地，每一相定子绕组的三套子绕组包括第一子绕组、第二子绕组和第三子绕组；所述第一子绕组包括分布在第三层和第四层中的n/4个线圈，分布在第一层和第二层中的n/2个线圈以及分布在第五层和第六层中的n/4个线圈；所述第二子绕组包括分布在第三层和第四层中的n/4个线圈，分布在第一层和第二层中的n/2个线圈以及分布在第五层和第六层中的n/4个线圈；所述第三子绕组包括分布在第三层和第四层中的n/2个线圈以及分布在第五层和第六层中的n/2个线圈。

优选地，每一相定子绕组的三套子绕组包括第一子绕组、第二子绕组和第三子绕组；所述第一子绕组包括分布在第一层和第二层中的n/4个线圈，分布在第五层和第六层中的n/2个线圈以及分布在第三层和第四层中的n/4个线圈；所述第二子绕组包括分布在第一层和第二层中的n/4个线圈，分布在第五层和第六层中的n/2个线圈以及分布在第三层和第四层中的n/4个线圈；所述第三子绕组包括分布在第一层和第二层中的n/2个线圈以及分布在第三层和第四层中的n/2个线圈。

优选地，所述M相定子绕组以星形方式连接，且所述M为3、所述p为4、所述N1为48；每一相定子绕组的三套子绕组中的第一套子绕组包括位于所述槽第一层和第二层的第一线圈组、位于所述槽第三层和第四层的第二线圈组、位于所述槽第三层和第四层的第三线圈组、以及位于所述槽第五层和第六层的第四线圈组，且所述第一线圈组、第二线圈组、第四线圈组位于相同槽，所述第三线圈组与第二线圈组位于相邻槽；

每一相定子绕组的三套子绕组中的第二套子绕组包括位于所述槽第一层和第二层的第五线圈组、位于所述槽第三层和第四层的第六线圈组、位于所述槽第三层和第四层的第七线圈组、以及位于所述槽第五层和第六层的第八线圈组，且所述第五线圈组、第六线圈组、第七线圈组、第八线圈组与第一套子绕组的绕制方向相反；

每一相定子绕组的三套子绕组中的第三套子绕组包括位于所述槽第一层和第二层的第九线圈组、位于所述槽第一层和第二层的第十线圈组、位于所述槽第五层和第六层的第十一线圈组、以及位于所述槽第五层和第六层的第十二线圈组，且所述第九线圈组、第十二线圈组与第一套子绕组的绕制方向相同，所述第十线圈组、第十一线圈组与第一套子绕组的绕制方向相反。

优选地，所述第一线圈组包括两个整距线圈、一个短距线圈和一个长距线圈；所述第二线圈组和第三线圈组分别包括三个整距线圈，且所述第二线圈组和第三线圈组通过一个短距线圈及一个长距线圈实现连接及切换；所述第四线圈组包括两个整距线圈、一个短距线圈和一个长距线圈；

所述第五线圈组包括两个整距线圈、一个短距线圈和一个长距线圈；所述第六线圈组和第七线圈组分别包括三个整距线圈，且所述第六线圈组和第七线圈组通过一个短距线圈及一个长距线圈实现连接及切换；所述第八线圈组包括两个整距线圈、一个短距线圈和一个长距线圈；

所述第九线圈组包括两个整距线圈、一个短距线圈和一个长距线圈；所述第十线圈组包括两个整距线圈、一个短距线圈和一个长距线圈；所述第十一线圈组包括两个整距线圈、一个短距线圈和一个长距线圈；所述第十二线圈组包括两个整距线圈、一个短距线圈和一个长距线圈。

优选地，所述第一线圈组包括四个整距线圈；所述第二线圈组和第三线圈组分别包括三个整距线圈，且所述第二线圈组和第三线圈组间通过一个短距线圈及一个长距线圈实现连接及切换；所述第四线圈组包括四个整距线圈；

所述第五线圈组包括四个整距线圈；所述第六线圈组和第七线圈组分别包括三个整距线圈，且所述第六线圈组和第七线圈组间通过一个短距线圈及一个长距线圈实现连接及切换；所述第八线圈组包括四个整距线圈；

所述第九线圈组、第十线圈组、第十一线圈组、第十二线圈组分别包括四个整距线圈。

优选地，所述第一套子绕组、第三套子绕组的相电压引出线、第二套子绕组的中性线引出线分别连接到位于所述槽的第一层的线圈；所述第一套子绕组、第三套子绕组的中性线引出线、第二套子绕组的相电压引出线分别连接到位于所述槽的第六层的线圈。

本发明实施例还提供一种驱动电机，包括转子组件以及如上所述的定子组件。

本发明实施例的定子组件及驱动电机，通过将每一相定子绕组的至少一套子绕组的多个线圈分布于所述槽的至少六个不同层中，使得各并联的子绕组反电势、电阻及电感大致相同，大大降低各相定子绕组的各并联支路电阻、电感不平衡率及电流不平衡率，从而降低环流导致的附加铜耗。

本发明实施例可提高驱动电机高速运行时的效率，并避免绕组局部过温，进而提高电机的寿命。

附图说明

图1是现有驱动电机的每一相定子绕组中三套子绕组在定子铁芯上的绕制结构示意图；

图2是现有驱动电机的每一相定子绕组中三套子绕组中电流的波形图；

图3是本发明实施例提供的定子组件中三相定子绕组的拓扑结构示意图；

图4是本发明实施例提供的定子组件中线圈的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的定子组件中线圈的横截面的示意图；

图6是本发明实施例提供的定子组件中定子铁芯的每一槽内线圈的分布示意图；

图7是本发明实施例提供的定子组件中，U相定子绕组的第一套子绕组在定子铁芯上的绕制结构的示意图；

图8是本发明实施例提供的定子组件中，U相定子绕组的第二套子绕组在定子铁芯上的绕制结构的示意图；

图9是本发明实施例提供的定子组件中，U相定子绕组的第三套子绕组在定子铁芯上的绕制结构的示意图；

图10是本发明实施例提供的定子组件中三相定子绕组中电流的波形图；

图11是本发明实施例的定子绕组与现有驱动电机的定子绕组中的交流电阻随频率变化的对比图；

图12是本发明另一实施例提供的定子组件中，U相定子绕组的三套子绕组在定子铁芯上的绕制结构示意图；

图13是本发明实施例提供的驱动电机的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图3所示，是本发明实施例提供的定子组件的示意图，该定子组件可应用于驱动电机。本实施例的定子组件包括定子铁芯以及三相定子绕组(例如U相定子绕组、V相定子绕组及W相定子绕组)，且定子铁芯的内周具有多个轴向设置的槽4，三相定子绕组分别由扁导线(该扁导线包括横截面为矩形的导体A1以及包裹在导体A1外的绝缘层A2，如图5所示)构成，且该三相定子绕组在槽4内绕制成L层(L为大于或等于6的偶数)。上述三相定子绕组中的每一相定子绕组包括三套并联连接的子绕组，且每一套子绕组包括多个串联连接的线圈；每一相定子绕组的至少一套子绕组的多个线圈分布于槽4的L个不同层中。

当然，在实际应用中，三相定子绕组中的每一相定子绕组可包括两套或四套及以上并联连接的子绕组。

上述定子组件通过将三相定子绕组中，每一相定子绕组的至少一套子绕组的多个线圈分布于槽4的L个不同层中，使得各并联的子绕组的反电势、电阻及电感大致相同，大大降低各相定子绕组的各并联支路电阻、电感不平衡率及电流不平衡率，从而降低环流导致的附加铜耗。

如图4所示，上述线圈可采用发卡线圈，即每一线圈包括第一直线段B11、连接段B12以及第二直线段B13，且第一直线段B11、连接段B12以及第二直线段B13首尾相连呈U形；每一线圈的第一直线段B11和第二直线段B13插入到不同槽的相邻层；每一线圈的第一直线段B11的首端B10和第二直线段B13的尾端B14分别向相背的方向弯折，且第一直线段B11的首端B10和第二直线段B13的尾端B14分别与相邻的线圈焊接固定。此外，上述线圈还可采用I型(双端焊接)或连续波绕线(无焊接)。

上述定子组件可应用于M相驱动电机，上述M相驱动电机的定子铁芯具有N1个槽、转子极数为2p(M、N1、p分别为正整数)，且每相定子绕组包括分布在不同层的三套子绕组。

如图6所示，当三相定子绕组在定子铁芯的槽内绕制成六层时(L为6)，即定子铁芯的每一槽4内具有六根导体(沿电机径向由外向内依次记为第一层L1、第二层L2、第三层L3、第四层L4、第五层L5及第六层L6)，定子铁芯的每一槽内具有六根导体，且三套子绕组中的每套子绕组共包含n＝N1/M个串联连接的线圈。具体地，每一相定子绕组的三套子绕组中的第一子绕组包括分布在第一层L1和第二层L2中的n/4个线圈，分布在第三层L3和第四层L4中的n/2个线圈以及分布在第五层L5和第六层L6中的n/4个线圈；第二子绕组包括分布在第一层L1和第二层L2中的n/4个线圈，分布在第三层L3和第四层L4中的n/2个线圈以及分布在第五层L5和第六层L6中的n/4个线圈；第三子绕组包括分布在第一层L1和第二层L2中的n/2个线圈以及分布在第五层L5和第六层L6中的n/2个线圈。

当然，三相定子绕组也可采用以下方式绕制：每一相定子绕组的三套子绕组中的第一子绕组包括分布在第三层L3和第四层L4中的n/4个线圈，分布在第一层L1和第二层L2中的n/2个线圈以及分布在第五层L5和第六层L6中的n/4个线圈；第二子绕组包括分布在第三层L3和第四层L4中的n/4个线圈，分布在第一层L1和第二层L2中的n/2个线圈以及分布在第五层L5和第六层L6中的n/4个线圈；第三子绕组包括分布在第三层L3和第四层L4中的n/2个线圈以及分布在第五层L5和第六层L6中的n/2个线圈。

此外，三相定子绕组也可采用以下方式绕制：每一相定子绕组的三套子绕组中的第一子绕组包括分布在第一层L1和第二层L2中的n/4个线圈，分布在第五层L5和第六层L6中的n/2个线圈以及分布在第三层L3和第四层L4中的n/4个线圈；第二子绕组包括分布在第一层L1和第二层L2中的n/4个线圈，分布在第五层L5和第六层L6中的n/2个线圈以及分布在第三层L3和第四层L4中的n/4个线圈；第三子绕组包括分布在第一层L1和第二层L2中的n/2个线圈以及分布在第三层L3和第四层L4中的n/2个线圈。

在上述定子组件中，每相定子绕组的每一子绕组内包含三种节距的线圈，即节距是N1/2p的整距线圈，节距是N1/2p+1的长距线圈，节距是N1/2p-1的短距线圈，其中节距为N1/2p的整距线圈的数量大于或等于节距为N1/2p+1、N1/2p-1线圈的数量。通过长距线圈和短距线圈，可实现在同一转子磁极下相邻槽之间的切换，消除由于一个槽距形成的相位差。

具体地，上述定子组件可应用于八极四十八槽的驱动电机中。此时，本实施例的定子组件的三相定子绕组以星形方式连接，每一槽4中的线圈排列成由外向内的六层(远离驱动电机轴心的一侧为外，靠近驱动电机轴心的一侧为内，由外向内依次为第一层L1、第二层L2、第三层L3、第四层L4、第五层L5、第六层L6)；每一相定子绕组包括三套子绕组，每一套子绕组包括十六个串联连接的线圈，且其中两套子绕组的十六个线圈分布于槽的六个不同层中、另一套子绕组的十六个线圈分布于槽的四个不同层中。

以下以U相定子绕组为例，说明上述定子组件中三相定子绕组在槽4内的绕制结构。U相定子绕组的三套子绕组中的第一套子绕组U1包括位于槽4的第一层L1和第二层L2的第一线圈组U11、位于槽4第三层L3和第四层L4的第二线圈组U12、位于槽4第三层L3和第四层L4的第三线圈组U13、以及位于槽4第五层L5和第六层L6的第四线圈组U4。

具体地，如图7所示，为定子组件的U相绕组中各套子绕组的详细接线图，定子铁芯形成48个定子槽，图7所示的附图标记1、2、3……47、48表示槽编号。

第一子绕组U1的第一线圈组U11由分布在第一层L1和第二层L2的四个串联的线圈111、112、113、114构成，其中线圈111插入到37号槽的第一层L1及31号槽的第二层L2，线圈112插入到25号槽的第一层L1及20号槽的第二层L2，线圈113插入14号槽的第一层L1及8号槽的第二层L2，线圈114插入2号槽的第一层L1及43号槽的第二层L2。其中，上述线圈111、113为整距线圈(跨五个槽)，线圈112为短距线圈(跨四个槽)，线圈114为长距线圈(跨六个槽)，通过线圈114(即长距线圈)及线圈112(即短距线圈)可实现在同一转子磁极下相邻槽之间的切换，消除由于一个槽距形成的相位差。

第一子绕组U1的第二线圈组U12由分布在第三层L3和第四层L4的四个串联的线圈121、122、123、124构成。第二线圈组U12的线圈121插入37号槽的第三层L3及31号槽的第四层L4，线圈122插入25号槽的第三层L3及19号槽的第四层L4，线圈123插入13号槽的第三层L3及7号槽的第四层L4，线圈124插入1号槽的第三层L3及44号槽的第四层L4。上述线圈121、122、123为整距线圈(跨五个槽)，线圈124为短距线圈(跨四个槽)，通过线圈124(即短距线圈)可与第三线圈组U13实现连接。第一线圈组U11与第二线圈组U12之间可通过跨接线51或是直接焊接的方式实现连接。

第一子绕组U1的第三线圈组U13由分布在第三层L3和第四层L4的四个串联的线圈131、132、133、134构成，且第三线圈组U13的线圈131、132、133、134相对于第二线圈组U12的各线圈121、122、123、124分别错开一个槽距。第三线圈组U13的线圈131插入38号槽第三层L3及32号槽第四层L4，线圈132插入26号槽的第三层L3及20号槽的第四层L4，线圈133插入14号槽的第三层L3及8号槽的第四层L4，线圈134插入2号槽的第三层L3及43号槽的第四层L4。上述线圈131、132、133为整距线圈(跨五个槽)，线圈134为长距线圈(跨六个槽)，通过线圈134(即长距线圈)可与第四线圈组U14实现连接。上述第三线圈组U13与第四线圈组U14之间可通过跨接线52或是直接焊接的方式实现连接。

第一子绕组U1的第四线圈组U14由分布在第五层L5和第六层L6的四个串联的线圈141、142、143、144构成。线圈141插入到37号槽的第五层L5及31号槽的第六层L6，线圈142插入到25号槽的第五层L5及20号槽的第六层L6，线圈143插入14号槽的第五层L5及8号槽的第六层L6，线圈144插入2号槽的第五层L5及43号槽的第六层L6。其中，上述线圈141、143为整距线圈(跨五个槽)，线圈142为短距线圈(跨四个槽)，线圈144为长距线圈(跨六个槽)，通过线圈144(即长距线圈)及线圈142(即短距线圈)可实现在同一转子磁极下相邻槽之间的切换，消除由于一个槽距形成的相位差。

如图8所示，U相定子绕组的第二套子绕组U2包括位于槽第一层L1和第二层L2的第五线圈组U21、位于槽第三层L3和第四层L4的第六线圈组U22、位于槽第三层L3和第四层L4的第七线圈组U23、以及位于槽第五层L5和第六层L6的第八线圈组U24，上述第五线圈组U21、第六线圈组U22、第七线圈组U23、第八线圈组U24与第一套子绕组U1的绕制方向相反。

具体地，第二套子绕组U2的第五线圈组U21由分布在第一层L1和第二层L2的四个串联的线圈211、212、213、214构成，其中：线圈211插入到44号槽的第一层L1及38号槽的第二层L2，线圈212插入到32号槽的第一层L1及25号槽的第二层L2，线圈213插入19号槽的第一层L1及13号槽的第二层L2，线圈214插入7号槽的第一层L1及2号槽的第二层L2。其中，上述线圈211、213为整距线圈(跨五个槽)，线圈212为长距线圈(跨六个槽)，线圈214为短距线圈(跨四个槽)，通过线圈212(即长距线圈)及线圈214(即短距线圈)可实现在同一转子磁极下相邻槽之间的切换，消除由于一个槽距形成的相位差。

第二子绕组U2的第六线圈组U22由分布在第三层L3和第四层L4的四个串联的线圈221、222、223、224构成。上述线圈221插入44号槽的第三层L3及38号槽的第四层L4，线圈222插入32号槽的第三层L3及26号槽的第四层L4，线圈223插入19号槽的第三层L3及13号槽的第四层L4，线圈224插入7号槽的第三层L3及2号槽的第四层L4。上述线圈221、222、223为整距线圈(跨五个槽)，线圈224为短距线圈(跨四个槽)，通过线圈224(即短距线圈)可与第七线圈组U13实现连接。第五线圈组U21与第六线圈组U22之间可通过跨接线53或是直接焊接的方式实现连接。

第二子绕组U2的第七线圈组U23由分布在第三层L3和第四层L4的四个串联的线圈231、232、233、234构成，且第七线圈组U23的线圈231、232、233、234相对于第六线圈组U22的各线圈221、222、223、224分别错开一个槽距。第七线圈组U23的线圈231插入43号槽第三层L3及37号槽第四层L4，线圈232插入31号槽的第三层L3及20号槽的第四层L4，线圈233插入20号槽的第三层L3及14号槽的第四层L4，线圈234插入8号槽的第三层L3及1号槽的第四层L4。上述线圈231、232、233为整距线圈(跨五个槽)，线圈234为长距线圈(跨六个槽)，通过线圈234(即长距线圈)可与第八线圈组U24实现连接。上述第七线圈组U23与第八线圈组U24之间可通过跨接线54或是直接焊接的方式实现连接。

第二子绕组U2的第八线圈组U24由分布在第五层L5和第六层L6的四个串联的线圈241、242、243、244构成。线圈241插入到44号槽的第五层L5及38号槽的第六层L6，线圈242插入到32号槽的第五层L5及25号槽的第六层L6，线圈243插入19号槽的第五层L5及13号槽的第六层L6，线圈244插入7号槽的第五层L5及2号槽的第六层L6。其中，上述线圈241、243为整距线圈(跨五个槽)，线圈242为长距线圈(跨六个槽)，线圈244为短距线圈(跨四个槽)，通过线圈242(即长距线圈)及线圈244(即短距线圈)可实现在同一转子磁极下相邻槽之间的切换，消除由于一个槽距形成的相位差。

如图9所示，U相定子绕组的第三套子绕组U3包括位于槽第一层L1和第二层L2的第九线圈组U31、位于槽第一层L1和第二层L2的第十线圈组U32、位于槽第五层L5和第六层L6的第十一线圈组U33、以及位于槽第五层L5和第六层L6的第十二线圈组U34。上述第九线圈组U31、第十二线圈组U34与第一套子绕组U1的绕制方向相同，第十线圈组U32、第十一线圈组U33与第一套子绕组U1的绕制方向相反。

上述第三套子绕组U3的第九线圈组U31由分布在第一层L1和第二层L2的四个串联的线圈311、312、313、314构成，其中：线圈311插入到38号槽的第一层L1及32号槽的第二层L2，线圈312插入到26号槽的第一层L1及19号槽的第二层L2，线圈313插入13号槽的第一层L1及7号槽的第二层L2，线圈314插入1号槽的第一层L1及44号槽的第二层L2。其中，上述线圈311、313为整距线圈(跨五个槽)，线圈312为长距线圈(跨六个槽)，线圈314为短距线圈(跨四个槽)，通过线圈312(即长距线圈)及线圈314(即短距线圈)可实现在同一转子磁极下相邻槽之间的切换，消除由于一个槽距形成的相位差。

第三子绕组U3的第十线圈组U32由分布在第一层L1和第二层L2的四个串联的线圈321、322、323、324构成。上述线圈321插入8号槽的第一层L1及1号槽的第二层L2，线圈322插入20号槽的第一层L1及14号槽的第二层L2，线圈323插入21号槽的第一层L1及26号槽的第二层L2，线圈324插入43号槽的第一层L1及37号槽的第二层L2。上述线圈322、324为整距线圈(跨五个槽)，线圈323为短距线圈(跨四个槽)，线圈321为长距线圈(跨四个槽)可实现在同一转子磁极下相邻槽之间的切换，消除由于一个槽距形成的相位差。第九线圈组U31与第十线圈组U32之间可通过跨接线55或是直接焊接的方式实现连接。

第三子绕组U3的第十一线圈组U33由分布在第五层L5和第六层L6的四个串联的线圈331、332、333、334构成。第十一线圈组U33的线圈331插入8号槽第五层L5及1号槽第六层L6，线圈332插入20号槽的第五层L5及14号槽的第六层L6，线圈333插入31号槽的第五层L5及26号槽的第六层L6，线圈334插入43号槽的第五层L5及37号槽的第六层L6。上述线圈332、334为整距线圈(跨五个槽)，线圈331为长距线圈(跨六个槽)，线圈333为短距线圈(跨四个槽)，通过线圈333(即短距线圈)和线圈331可实现在同一转子磁极下相邻槽之间的切换，消除由于一个槽距形成的相位差。上述第十一线圈组U33与第十线圈组U32之间可通过跨接线56或是直接焊接的方式实现连接。

第三子绕组U3的第十二线圈组U34可由分布在第五层L5和第六层L6的四个串联的线圈341、342、343、344构成。线圈341插入到38号槽的第五层L5及32号槽的第六层L6，线圈342插入到26号槽的第五层L5及19号槽的第六层L6，线圈343插入13号槽的第五层L5及7号槽的第六层L6，线圈344插入1号槽的第五层L5及44号槽的第六层L6。其中，上述线圈341、343为整距线圈(跨五个槽)，线圈342为长距线圈(跨六个槽)，线圈344为短距线圈(跨四个槽)，通过线圈342(即长距线圈)及线圈344(即短距线圈)可实现在同一转子磁极下相邻槽之间的切换，消除由于一个槽距形成的相位差。上述第十二线圈组U34与第十一线圈组U33之间可通过跨接线57或是直接焊接的方式实现连接。

为便于接线及保证，上述第一套子绕组U1的相电压引出线U1+、第三套子绕组U3的相电压引出线U3+、第二套子绕组U2的中性线引出线U2-分别连接到位于槽的第一层的线圈；而第一套子绕组U1的中性线引出线U1-、第三套子绕组U3的中性线引出线U3-、第二套子绕组U2的相电压引出线U2+分别连接到位于槽的第六层的线圈。

特别地，为使定子绕组结构紧凑，同时保证接线安全，上述第一套子绕组U1的相电压引出线U1+、第三套子绕组U3的相电压引出线U3+从相邻槽引出，第二套子绕组U2的中性线引出线U2-与第三套子绕组U3的相电压引出线U3+跨五个槽；第一套子绕组U1的中性线引出线U1-、第三套子绕组U3的中性线引出线U3-从相邻槽引出，所述第二套子绕组U2的相电压引出线U2+第三套子绕组U3的中性线引出线U3-跨五个槽。

三相定子绕组的V相定子绕组和W相定子绕组也可采用相同的方式，从而完成整个定子组件的定子绕组绕制。

如图10、11所示，相较于现有的绕组连接方式，上述定子组件通过三套子绕组并联构成每相绕组，获得了与功率及电压相匹配的每相串联匝数，使得驱动电机更加适用于低压高速场合，提高了驱动电机安全性，而不必增加逆变器容量。并且，上述驱动电机中的各并联子绕组电流大致平衡，抑制了电机的电磁噪音，改善了NVH性能。

如图12所示，在本发明另一实施例提供的定子组件中(同样以U相定子绕组为例)，U相定子绕组的第一套子绕组U1’包括线圈组U11’、U12’、U13’、U14’；第二套子绕组U2’包括线圈组U21’、U22’、U23’、U24’；第三套子绕组U3’包括线圈组U31’、U32’、U33’、U34’。

上述第一套子绕组U1’的相电压引出线U1+位于第一层L1、中性线引出线U1-位于第六层L6，线圈组U11’由分布在37、31、25、19、13、7、1、43号槽的第一层L1和第二层L2的四个串联的整距线圈构成；线圈组U12’包括分布在第三层L3和第四层L4的三个整距线圈，线圈组U13’包括分布在第三层和第四层的三个整距线圈，线圈组U12’及线圈组U13’间通过一个短距线圈61及一个长距线圈62实现连接及切换；线圈组U14’包括分布在38、32、26、20、14、8、2、44号槽的第五层和第六层的四个整距线圈，线圈组U14’的各个线圈与线圈组U11’的各个线圈在定子铁芯周向上错开一个槽。线圈组U11’与所述线圈组U12’通过跨接线71或是直接焊接的方式连接；线圈组U13’与线圈组U14’通过跨接线72或是直接焊接的方式连接。

第二套子绕组U2’的相电压引出线U2+位于第六层L6、中性线引出线U2-位于第一层L1，且该第二套子绕组U2’的线圈缠绕方向与第一套子绕组U1’相反。线圈组U21’由分布在2、8、14、20、26、32、38、44号槽的第一层和第二层的四个串联的整距线圈构成；线圈组U22’包括分布在第三层和第四层的三个整距线圈，线圈组U23’包括分布在第三层和第四层的三个整距线圈，线圈组U22’及线圈组U23’间通过一个短距线圈63及一个长距线圈64实现连接及切换；线圈组U24’由分布在1、7、13、19、26、31、37、43号槽的第一层和第二层的四个串联的整距线圈构成。线圈组U21’与线圈组U22’通过跨接线73或是直接焊接的方式连接；线圈组U23’与线圈组U24’通过跨接线74或是直接焊接的方式连接。

第三套子绕组U3’的相电压引出线U3+位于第一层L1、中性线引出线U3-位于第六层L6。线圈组U31’由分布在38、32、26、20、14、8、2、44号槽的第一层L1和第二层L2的四个整距线圈构成；线圈组U32’由分布在2、8、14、20、26、32、38、44号槽的第一层和第二层的四个整距线圈构成，且线圈组U32’与线圈组U31’缠绕方向相反；线圈组U33’由分布在1、7、13、19、25、31、37、43号槽的第五层和第六层的四个整距线圈构成；线圈组U34’由分布在37、31、25、19、13、7、1、43号槽的第五层和第六层的四个整距线圈构成，且线圈组U33’与线圈组U34’缠绕方向相反。线圈组U31’与线圈组U32’通过同层跨接线75连接；线圈组U32’与线圈组U33’通过跨接线76连接；线圈组U33’与线圈组U34’通过同层跨接线77连接。

在图12的实施例中，每一相定子绕组的各个子绕组中长距线圈和短距线圈数量少于图7-9的实施例，但是焊接侧存在不同弯折角度，如跨接线62所连接的两个发卡线圈分别是分布在第三层和第四层的线圈62及分布在5、6层的线圈65，线圈62的直线段位于43号槽内，线圈65的直线段位于38号槽内，直线段需要分别向相反方向弯折2.5个槽距实现连接；跨接线71所连接的两个发卡线圈分别是分布在第一层和第二层的线圈66及分布在第三层和第四层的线圈67，线圈66的直线段位于43号槽内，线圈65的直线段位于37号槽内，直线段需要分别向相反方向弯折3个槽距实现连接。由于弯折角度不同，工艺上会增加一定制造的复杂性。

如图13所示，是本发明实施例提供的驱动电机的示意图，该驱动电机可应用于汽车驱动，且该驱动电机包括转子组件C1以及如上所述的定子组件C2。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种定子组件，包括定子铁芯以及M相定子绕组，所述定子铁芯的内周具有多个轴向设置的槽，所述M相定子绕组由扁导线构成，且所述M相定子绕组在所述槽内绕制成L层，所述M为正整数，所述L为大于或等于6的偶数，其特征在于，所述M相定子绕组中的每一相定子绕组包括至少两套并联连接的子绕组，且每一套子绕组包括多个串联连接的线圈；每一相定子绕组的至少一套子绕组的多个线圈分布于所述槽的L个不同层中。

2.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述定子铁芯包括N1个槽，所述定子组件应用于转子极数为2p的M相电机，所述M相定子绕组在所述定子铁芯的槽内绕制成六层，所述N1和p分别为正整数；每相定子绕组包括三套子绕组，且每套子绕组包含n＝N1/M个串联连接的线圈。

3.根据权利要求2所述的定子组件，其特征在于，每一相定子绕组的三套子绕组包括第一子绕组、第二子绕组和第三子绕组；所述第一子绕组包括分布在第一层和第二层中的n/4个线圈，分布在第三层和第四层中的n/2个线圈以及分布在第五层和第六层中的n/4个线圈；所述第二子绕组包括分布在第一层和第二层中的n/4个线圈，分布在第三层和第四层中的n/2个线圈以及分布在第五层和第六层中的n/4个线圈；所述第三子绕组包括分布在第一层和第二层中的n/2个线圈以及分布在第五层和第六层中的n/2个线圈。

4.根据权利要求2所述的定子组件，其特征在于，每一相定子绕组的三套子绕组包括第一子绕组、第二子绕组和第三子绕组；所述第一子绕组包括分布在第三层和第四层中的n/4个线圈，分布在第一层和第二层中的n/2个线圈以及分布在第五层和第六层中的n/4个线圈；所述第二子绕组包括分布在第三层和第四层中的n/4个线圈，分布在第一层和第二层中的n/2个线圈以及分布在第五层和第六层中的n/4个线圈；所述第三子绕组包括分布在第三层和第四层中的n/2个线圈以及分布在第五层和第六层中的n/2个线圈。

5.根据权利要求2所述的定子组件，其特征在于，每一相定子绕组的三套子绕组包括第一子绕组、第二子绕组和第三子绕组；所述第一子绕组包括分布在第一层和第二层中的n/4个线圈，分布在第五层和第六层中的n/2个线圈以及分布在第三层和第四层中的n/4个线圈；所述第二子绕组包括分布在第一层和第二层中的n/4个线圈，分布在第五层和第六层中的n/2个线圈以及分布在第三层和第四层中的n/4个线圈；所述第三子绕组包括分布在第一层和第二层中的n/2个线圈以及分布在第三层和第四层中的n/2个线圈。

6.根据权利要求2所述的定子组件，其特征在于，所述M相定子绕组以星形方式连接，且所述M为3、所述p为4、所述N1为48；每一相定子绕组的三套子绕组中的第一套子绕组包括位于所述槽第一层和第二层的第一线圈组、位于所述槽第三层和第四层的第二线圈组、位于所述槽第三层和第四层的第三线圈组、以及位于所述槽第五层和第六层的第四线圈组，且所述第一线圈组、第二线圈组、第四线圈组位于相同槽，所述第三线圈组与第二线圈组位于相邻槽；

每一相定子绕组的三套子绕组中的第二套子绕组包括位于所述槽第一层和第二层的第五线圈组、位于所述槽第三层和第四层的第六线圈组、位于所述槽第三层和第四层的第七线圈组、以及位于所述槽第五层和第六层的第八线圈组，且所述第五线圈组、第六线圈组、第七线圈组、第八线圈组与第一套子绕组的绕制方向相反；

每一相定子绕组的三套子绕组中的第三套子绕组包括位于所述槽第一层和第二层的第九线圈组、位于所述槽第一层和第二层的第十线圈组、位于所述槽第五层和第六层的第十一线圈组、以及位于所述槽第五层和第六层的第十二线圈组，且所述第九线圈组、第十二线圈组与第一套子绕组的绕制方向相同，所述第十线圈组、第十一线圈组与第一套子绕组的绕制方向相反。

7.根据权利要求6所述的定子组件，其特征在于，所述第一线圈组包括两个整距线圈、一个短距线圈和一个长距线圈；所述第二线圈组和第三线圈组分别包括三个整距线圈，且所述第二线圈组和第三线圈组通过一个短距线圈及一个长距线圈实现连接及切换；所述第四线圈组包括两个整距线圈、一个短距线圈和一个长距线圈；

所述第五线圈组包括两个整距线圈、一个短距线圈和一个长距线圈；所述第六线圈组和第七线圈组分别包括三个整距线圈，且所述第六线圈组和第七线圈组通过一个短距线圈及一个长距线圈实现连接及切换；所述第八线圈组包括两个整距线圈、一个短距线圈和一个长距线圈；

所述第九线圈组包括两个整距线圈、一个短距线圈和一个长距线圈；所述第十线圈组包括两个整距线圈、一个短距线圈和一个长距线圈；所述第十一线圈组包括两个整距线圈、一个短距线圈和一个长距线圈；所述第十二线圈组包括两个整距线圈、一个短距线圈和一个长距线圈。

8.根据权利要求6所述的定子组件，其特征在于，所述第一线圈组包括四个整距线圈；所述第二线圈组和第三线圈组分别包括三个整距线圈，且所述第二线圈组和第三线圈组间通过一个短距线圈及一个长距线圈实现连接及切换；所述第四线圈组包括四个整距线圈；

所述第五线圈组包括四个整距线圈；所述第六线圈组和第七线圈组分别包括三个整距线圈，且所述第六线圈组和第七线圈组间通过一个短距线圈及一个长距线圈实现连接及切换；所述第八线圈组包括四个整距线圈；

所述第九线圈组、第十线圈组、第十一线圈组、第十二线圈组分别包括四个整距线圈。

9.根据权利要求6所述的定子组件，其特征在于，所述第一套子绕组、第三套子绕组的相电压引出线、第二套子绕组的中性线引出线分别连接到位于所述槽的第一层的线圈；所述第一套子绕组、第三套子绕组的中性线引出线、第二套子绕组的相电压引出线分别连接到位于所述槽的第六层的线圈。

10.一种驱动电机，其特征在于，包括转子组件以及如权利要求1-9中任一项所述的定子组件。