CN110880841A - 具有局部调谐性质的电机 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“具有局部调谐性质的电机”。一种形成转子叠片的方法包括通过激光器用具有第一组合物的第一粉末金属制造叠片层的第一区域。所述第一区域至少部分地限定磁袋。所述方法还包括通过激光器用具有与所述第一组合物不同的第二组合物的第二粉末金属制造所述叠片层的第二区域。所述第二区域紧邻所述第一区域设置。

Description

具有局部调谐性质的电机

技术领域

本公开涉及一种电动化车辆的电机总成。

背景技术

用于电动化车辆(诸如电池电动车辆(BEV)、混合动力电动车辆(HEV)和插电式混合动力车辆(PHEV))的扩展行驶里程技术正在不断改进。然而，与先前的BEV和PHEV相比，实现这些增加的里程通常需要动力电池和电机具有更高的功率输出和能力提高的相关联的热管理系统。提高电机定子芯与转子之间的效率可以增加电机的功率输出。

发明内容

在至少一方面，提供了一种形成转子叠片的方法。所述方法可以包括通过激光器用具有第一组合物的第一粉末金属制造转子叠片层的第一区域。所述方法还可以包括通过激光器用具有与所述第一组合物不同的第二组合物的第二粉末金属制造所述转子叠片层的与所述第一区域接触的第二区域。所述第一和第二区域可以制造在共同的叠片平面中。

在至少一方面，提供了一种转子。所述转子可以包括转子芯叠片。所述转子芯叠片可以包括第一金属合金，其至少部分地限定所述转子芯叠片的外围附近的相邻磁袋。所述转子芯叠片还可以包括与所述第一金属合金不同的第二金属合金，其形成在所述磁袋之间延伸的桥部的至少一部分。所述转子还可以包括永磁体，其在所述磁袋中设置于所述第二金属合金的相对侧。

在至少一方面，提供了一种电机。所述电机可以包括堆叠的互锁转子芯叠片。所述互锁转子芯叠片中的单个转子芯叠片可以包括在其中延伸的榫眼和从其中延伸的整体形成的榫头。所述榫头可以与所述榫眼对接以互锁相邻的转子芯叠片。第一单个转子芯叠片可以具有第一榫眼，所述第一榫眼具有延伸到所述第一单个转子芯叠片中的深度。第二单个转子芯叠片可以具有第一整体形成的榫头，所述第一整体形成的榫头具有从所述第二单个转子芯叠片中延伸的高度。所述第一整体形成的榫头的高度可以对应于所述第一榫眼的深度。

在至少一方面，提供了一种形成转子叠片的方法。所述方法可以包括通过激光器用具有第一组合物的第一粉末金属制造叠片层的第一区域。所述第一区域可以至少部分地限定磁袋。所述方法还可以包括通过激光器用具有与所述第一组合物不同的第二组合物的第二粉末金属制造所述叠片层的第二区域。所述第二区域可以紧邻所述第一区域设置。

在至少一方面，提供了一种转子。所述转子包括包含一对永磁体的叠片，所述一对永磁体可以设置在所述叠片的外围处的相邻磁袋中。所述叠片可以包括第一金属合金，所述第一金属合金至少部分地限定设置在所述磁袋的至少部分之间的腔体。所述叠片可以包括第二金属合金，所述第二金属合金与所述第一金属合金不同并且可以形成在所述磁袋之间延伸的桥部的至少一部分。

在至少一方面，提供了一种转子芯。所述转子芯可以包括堆叠的互锁叠片。所述互锁叠片可以包括第一叠片、第二叠片和第三叠片。所述第一叠片可以具有从其中延伸的第一楔形件。所述第二叠片可以固定到所述第一叠片并且可以具有在其中延伸的第一缺口和从其中延伸的第二楔形件。所述第一楔形件可以容纳在所述第一缺口内。所述第三叠片可以固定到所述第二叠片并且可以具有在其中延伸的第二缺口。所述第二楔形件可以容纳在所述第二缺口内。

在至少一方面，提供了一种形成转子芯的方法。所述方法可以包括制造具有第一楔形件的第一叠片、具有第一缺口和第二楔形件的第二叠片，以及具有第二缺口的第三叠片。所述方法还可以包括将所述第一叠片固定到所述第二叠片，使得所述第一楔形件设置在所述第一缺口内。所述方法还可以包括将所述第二叠片固定到所述第三叠片，使得所述第二楔形件设置在所述第二缺口内。

附图说明

图1是示出电动化车辆的示例的示意图。

图2是电机的一部分的示例的透视分解视图。

图3是转子的俯视图。

图4是图3的转子的侧视图，示出了堆叠的转子叠片。

图5是具有第一和第二区域的第一布置的转子部分。

图6是用于具有第一和第二区域的第一布置的转子部分的粉末层(powder bed)。

图7是具有第一和第二区域的第二布置的转子部分。

图8是具有第一和第二区域的第三布置的转子部分和定子部分。

图9是具有第一和第二区域的第四布置的转子部分和定子部分。

图10是具有气袋的布置的转子部分。

图11是具有配合的楔形件和缺口的布置的转子叠片堆叠。

图12描绘了用于在部署冲头时在叠片中形成开口的第一凸凹模。

图13描绘了用于第一叠片的增材制造操作。

图14描绘了通过冲压和增材制造工艺形成的第一电机叠片。

图15描绘了用于在部署冲头时在叠片中形成开口的第二凸凹模。

图16描绘了用于第二叠片的增材制造操作。

图17描绘了通过冲压和增材制造工艺形成的第二电机叠片。

图18描绘了第一堆叠的电机叠片。

图19描绘了第二堆叠的电机叠片。

图20示出了用于对电机的转子进行喷砂的操作序列。

图21示出了用于对电机的转子进行遮蔽和喷砂的操作序列。

具体实施方式

本文描述了本公开的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是示例并且其他实施例可以采用各种形式和可选形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节并不解释为限制性，而仅仅解释为用于教导所属领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。如所属领域普通技术人员将理解，参考任何一个附图示出并描述的各个特征可以结合一个或多个其他附图中示出的特征以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，特定应用或实施方式可以期望与本公开的教导一致的特征的各个组合和修改。

图1是示出电动化车辆的示例的示意图。在该示例中，电动化车辆是在本文中被称为车辆12的PHEV。车辆12可以包括机械地连接到混合动力变速器16的一个或多个电机14。电机14能够充当马达或发电机。另外，混合动力变速器16可以机械地连接到发动机18。混合动力变速器16还可以机械地连接到驱动轴20，所述驱动轴可以机械地连接到车轮22。当发动机18启动或关闭时，电机14可以提供推进和减速功能。电机14还可以充当发电机，并且通过回收通常在摩擦制动系统中作为热量损失的能量来提供燃料经济性益处。因为车辆12在某些状况下可以在电动模式下操作，所以电机14还可以提供减少的污染物排放。

动力电池24可以存储可以由电机14使用的能量。动力电池24通常可以从动力电池24内的一个或多个电池单元阵列(有时被称为电池单元堆叠)提供高电压DC输出。电池单元阵列可以包括一个或多个电池单元。动力电池24可以通过一个或多个接触器(未示出)电连接到一个或多个电力电子模块26。一个或多个接触器可以在断开时将动力电池24与其他部件隔离，并且在闭合时将动力电池24连接到其他部件。电力电子模块26也可以电连接到电机14，并且可以提供在动力电池24与电机14之间双向传输电能的能力。例如，典型的动力电池24可以提供DC电压，而电机14可能需要三相AC电压来起作用。电力电子模块26可以根据电机14的要求将DC电压转换为三相AC电压。在再生模式中，电力电子模块26可以将来自用作发电机的电机14的三相AC电压转换为动力电池24所需的DC电压。本文的描述的各部分同样适用于纯电动车辆。对于纯电动车辆，混合动力变速器16可以是连接到电机14的变速箱，并且发动机18可以不存在。

除了提供用于推进的能量之外，动力电池24还可以为其他车辆电气系统提供能量。典型的系统可以包括DC/DC转换器模块28，所述DC/DC转换器模块将动力电池24的高电压DC输出转换成与其他车辆负载兼容的低电压DC电源。其他高电压负载(诸如压缩机和电加热器)可以在无需使用DC/DC转换器模块28的情况下直接连接到高电压。在典型的车辆中，低电压系统电连接到辅助电池30(例如，12伏电池)。

电池电气控制模块(BECM)33可以与动力电池24通信。BECM 33可以用作动力电池24的控制器并且还可以包括电子监控系统，所述电子监控系统管理动力电池24的每个电池单元的温度和荷电状态。动力电池24可以具有温度传感器31，诸如热敏电阻或其他温度计。温度传感器31可以与BECM 33通信以提供关于动力电池24的温度数据。

车辆12可以通过诸如电插座的外部电源36再充电。外部电源36可以电连接到电动车辆供电装备(EVSE)38。EVSE 38可以提供电路和控件以调节和管理电源36与车辆12之间的电能传输。外部电源36可以向EVSE 38提供DC或AC电力。EVSE 38可以具有用于插入车辆12的充电端口34的充电连接器40。充电端口34可以是被配置为将功率从EVSE 38传输到车辆12的任何类型的端口。充电端口34可以电连接到充电器或车载功率转换模块32。功率转换模块32可以调节从EVSE 38供应的功率以向动力电池24提供适当的电压和电流水平。功率转换模块32可以与EVSE 38对接以协调向车辆12的功率传递。充电连接器40可以具有与充电端口34的相对应凹部配合的引脚。

上面讨论的各种部件可以具有一个或多个相关联的控制器以控制和监控部件的操作。控制器可以经由串行总线(例如，控制器局域网(CAN))或经由分立导体进行通信。

动力电池24的电池单元(诸如方形或袋型电池单元)可以包括将存储的化学能转换成电能的电化学元件。方形或袋型电池单元可以包括壳体、正电极(阴极)和负电极(阳极)。电解质可以允许离子在放电操作期间在阳极与阴极之间移动，然后在再充电操作期间返回。端子可以允许电流流出电池单元以供车辆使用。每个电池单元的端子在位于具有多个电池单元的阵列中时可以与彼此相邻的相反端子(正和负)对准，并且母线可以帮助促进多个电池单元之间的串联连接。电池单元也可以并联布置，使得类似端子(正和正或负和负)彼此相邻。

图2是示出用于电动化车辆的电机(通常被称为电机100)的各部分的示例的局部分解视图。电机可以包括定子芯102和转子106。如上文所提及的，电动化车辆可以包括两个电机。一个电机可以主要用作马达，而另一个可以主要用作发电机。马达可以操作以将电力转换为机械动力，而发电机可以操作以将机械动力转换为电力。定子芯102可以限定内表面108和腔体110。转子106的尺寸可以被设计成便于在腔体110内设置和操作。转子10可以包括堆叠的叠片，如本文其他地方更详细地讨论的。轴112可以可操作地连接到转子106，并且联接到其他车辆部件以从其中传输机械动力。

绕组120可以设置在定子芯102的腔体110内。在电机马达示例中，可以将电流馈送到绕组120以在转子106上获得旋转力。在电机发电机示例中，通过转子106的旋转在绕组120中产生的电流可以用于为车辆部件提供动力。绕组120的各部分(诸如端部绕组126)可以从腔体110突出。在电机100的操作期间，可以沿着绕组120和端部绕组126产生热量。转子106可以包括磁体使得转子106的旋转与流过端部绕组126的电流配合产生一个或多个磁场。例如，流过端部绕组126的电流可以产生旋转磁场。转子106的磁体可以磁化并随着磁场旋转而旋转以使轴112旋转以便获得机械动力。

参考图3和图4，转子200可以由多个叠片或叠片层202形成。转子200可以包括多对永磁体204，所述永磁体产生围绕转子的周边间隔开的磁极。中心开口或孔206设置在转子的内径、表面或边缘上以与输出轴接合。孔206围绕旋转轴线208延伸。

许多桥部连接永磁袋210周围的材料。中心桥212在袋体210之间径向延伸。顶侧桥214在袋体210的外部周向延伸。每个中心桥与这对外顶侧桥的组合将叠片的一部分在离心负载下保持在桥体和磁体204之外。在机械上，桥部允许转子可靠地承受通过转子在电机的操作期间电磁驱动引起的离心负载。然而，桥部还导致漏磁通，这降低了电机的输出扭矩和效率。因此，薄的桥部在电磁方面是理想的以实现高扭矩输出和马达效率。力量与性能之间的平衡导致机械设计与电磁设计之间的基本权衡。

另外，保持永磁体对204的V形定向的袋体210限定嵌入在V形部分的中心的固体质量。外围腔体220或孔设置在固体物质的中心部分。外围腔体220与转子200的外表面相邻，并且在外顶侧桥214处在永磁体204之间形成薄材料部分。较大腔体220可以减少需要由桥部保持的转子叠片的更多质量。

叠片200可以限定或可以包括周边桥230、234。例如，可以提供一个或多个周边桥230，所述周边桥可以在袋体210与叠片200的外周边232之间延伸。一个或多个周边桥234可以在外围腔体220与叠片200的外周边232之间延伸。

叠片在组合物方面可以是均匀的(或基本上均匀的)。例如，均匀的铁-硅(FeSi)合金可以通过热轧、退火和冷轧处理成具有均质化学组合物和物理性质的薄电工钢片。转子和/或定子叠片芯可以通过对叠片进行冲模并随后将冲压叠片堆叠在一起而由电工钢片形成。对来自具有均质性质的电工钢片的转子和/或定子叠片进行冲压可以在转子或定子叠片内产生相同的性质特性。然而，电机可能对叠片内的不同区域具有冲突的性能要求。例如，在转子的桥区域(例如，图3的中心桥212和/或周边桥230)中，可能希望降低叠片的磁导率以便减少漏磁通并增加扭矩密度。相反，对于转子叠片内的其他区域，需要高磁导率以确保大的磁感应以便得到高扭矩密度。因此，可能希望仅抑制转子叠片的选定区域中的磁导率。

在至少一方面，叠片200可以设置有各种组合物。例如，通过诸如增材制造工艺(也可以被称为三维印刷)的制造工艺形成叠片层200，可以实现各种组合物。在增材制造工艺中，经由材料的选择性沉积逐层构建物体。使用金属的增材制造的两个示例包括直接金属激光烧结(DMLS)和激光沉积(LD)。每种工艺都利用激光加热源对粉末进行固结。因此，可以提供激光头240以引导激光。

为了通过DMLS工艺制造叠片芯，将计算机控制的激光扫描跨过预先铺设的金属粉末层，从而仅固结进行激光加热的粉末。在层已经被固结之后，可以将薄的电绝缘层施加到层的表面。可以选择无机陶瓷涂层(例如，具有高温额定值)作为绝缘层。通过这种方式，绝缘层可以在随后的金属层沉积期间承受高温激光加热。然后可以在工件上刷涂新的一层粉末，并且可以重复固结步骤。一旦叠片芯完成，就可以将其从松散的粉末中移除，然后可以对叠片芯进行热处理或精加工以移除粗糙的外表面层。

为了通过LD工艺制造叠片芯，随着构建头扫描越过工件，可以将金属粉末直接引入激光束中。激光可以在其扫描时产生液体熔池，这可以允许在选定位置处逐层地构建致密部件。在相邻的层沉积之间，可以施加无机耐高温陶瓷涂层以在层之间提供电绝缘。

通过增材制造形成叠片芯可以例如通过在制造工艺期间在不同空间位置引入不同的元素或合金粉末而允许使用定制组合物。这允许策略性地对2D叠片平面内的叠片芯的物理性质进行改性。通过这种方式并且如以下各种示例中所述，转子叠片可以具有局部调谐性质。局部调谐性质可以包括例如磁导率、机械强度、损耗和磁通密度。

在至少一方面，形成转子叠片的方法包括通过激光器用第一粉末金属制造叠片层的第一区域。第一粉末金属可以具有第一组合物。第一组合物可以是例如铁-硅(FeSi)合金。FeSi合金可以具有大约0.1重量％至大约4.5重量％的硅。所述第一区域可以至少部分地限定磁袋。所述方法还可以包括通过激光器用第二粉末金属制造叠片层的第二区域。第二粉末金属可以具有与第一组合物不同的第二组合物。在至少一方面，第二粉末金属可以具有低于第一粉末金属的磁导率。例如，第二粉末金属可以是非铁磁奥氏体不锈钢。

因此，本文讨论的第二区域可以具有高于第一区域的磁通密度。第二区域可以具有低于第一区域的磁芯损耗。第二区域可以具有高于第一区域的机械强度。

第一和第二区域可以形成在共同的叠片平面中。第二区域可以邻近第一区域(例如，紧邻)设置。通过这种方式，第二区域可以邻接第一区域。

在至少一方面，可以通过在层沉积期间改变气氛来调整局部区域的磁导率。因此，所述方法还可以包括在制造第一区域之前在激光器附近提供惰性气体气氛。惰性气体气氛可以是或者可以包括氩气。所述方法还可以包括在制造第二区域之前在激光器附近提供反应气体气氛。反应性气体气氛可以是或者可以包括氧气。

参考图5，示出了转子叠片250的一部分。转子叠片250可以包括第一区域252和一个或多个第二区域254。如所讨论的，第一区域252可以由第一材料形成，而第二区域254可以由与第一材料不同的第二材料形成。第一区域252可以由FeSi合金形成。通过这种方式，第一区域252可以具有高磁导率。

第一区域252可以限定袋体260(例如，两个相邻的袋体260)以用于保持永磁体262，所述永磁体产生转子的磁极。袋体260可以具有V形以形成支腿。袋体260可以具有任何形状。例如，袋体可以为V形、U形或线性形状。支腿可以从V形的顶点、U形上的相应公共点(例如，咬合点)延伸，或者包括线形形状的半部。支腿可以通过磁体262的边缘、袋体260或磁体262的中心线限定。

为了抑制某些空间位置的磁导率，转子叠片250可以被设置有定制的组合物布置。通过这种方式，可以提供一个或多个第二区域254。第二区域254的材料可以是例如可以具有高铬含量的非铁磁奥氏体不锈钢。在至少一方面，可以在第二区域254中提供304L不锈钢(诸如Fe68Cr20Ni10Mn1Si0.3，以重量％计)或316L。

第二区域254可以包括可以在袋体260之间延伸的中心桥270。在至少一方面，中心桥270的第一侧270a形成磁袋260的壁，而中心桥270的与第一侧270a相对的第二侧270b可以形成相邻磁袋260的壁。

第二区域254还可以包括外围桥272。外围桥272可以在磁袋260与转子叠片的外围274之间延伸。在至少一方面，外围桥270的第一侧272a可以形成磁袋260的壁，而外围桥270的与第一侧272a相对的第二侧272b可以形成转子叠片250的最外圆周壁276。

由于LD工艺通常包含若干喷嘴，因此可以将不同的元素或合金粉末从料斗抽吸到喷嘴并引入激光器中。当构建头在沉积层的不同位置处扫描时，可以策略性地改变组合物。例如，在移动到转子叠片的桥区域时，粉末可以从FeSi变为FeCrNiMnSi(例如，304L不锈钢)。

除了元素铬、锰和镍之外，还可以将诸如铝、硅、碳、硫和/或锗的其他元素引入需要较低磁导率的区域。

在图5中所示的方面，增材制造工艺可以允许形成净成形部件。

参考图6，在DMLS工艺期间，铺设的金属粉末层280的化学组合物可以根据叠片平面上的相对位置而变化。铺设的粉末层280可以包括第一区域252'和一个或多个第二区域254'。为了促进粉末的固结，当固结具有不同粉末组合物的不同区域(第一区域252和第二区域254)时，操作参数(例如，激光功率、激光行进速度、激光光斑尺寸和工作高度等)也可以变化。

参考图7，示出了转子叠片300的一部分。转子叠片300可以包括第一区域302和一个或多个第二区域304。如所讨论的，第一区域302可以由第一材料形成，而第二区域304可以由与第一材料不同的第二材料形成。第一区域302可以由FeSi合金形成。通过这种方式，第一区域302可以具有正常的机械强度。第二区域304可以具有包括更高浓度(相对于第一区域302)的铝、硅、硫和锗中的一种或多种的组合物。此类元素可能在转子叠片300中产生结构缺陷，这可能妨碍位错运动，因此可以提高机械强度。

在至少一方面，转子叠片300的中心和周边桥区域都是非磁性的并且具有高机械强度。因此，诸如Ti合金和高强度钢的非铁磁和超高强度金属合金可以部署在第二区域304中。

还可以通过晶界强化来改善第二区域304中的机械强度。对于诸如FeSi叠片的多晶金属，晶粒尺寸可能影响机械性质。例如，机械强度可以随着晶粒尺寸的减小而增大。通过这种方式，可以局部调整金属沉积参数(诸如粉末进料速率、激光功率、激光行进速度、激光倾斜角度、工作高度、激光光斑尺寸)以减小叠片晶粒尺寸并改善其机械强度。可以在保持化学组合物在叠片平面内不变的同时调整此类参数。

参考图8，示出了转子叠片310的一部分和定子叠片312的一部分。转子叠片310和定子叠片312可以包括第一区域314和一个或多个第二区域316。如所讨论的，第一区域314可以由第一材料形成，而第二区域316可以由与第一材料不同的第二材料形成。第一区域314可以由FeSi合金形成。通过这种方式，第一区域314可以具有正常的磁芯损耗。

第二区域316可以设置在经历增加的磁芯损耗的区域中；例如，在转子的外边缘处和在定子的齿边缘处。通过这种方式，第二区域可以围绕转子叠片层310的整个外圆周延伸。在第二区域316中，可以通过添加更高浓度的元素铝、硅或其与铁的合金来改变在制造工艺(诸如DMLS或LD工艺)期间使用的粉末组合物。例如，第一区域314可以是具有大约(例如，+/-0.5重量％)3重量％硅的FeSi组合物，而第二区域316可以是具有大约(例如，+/-0.5重量％)6.5重量％硅的FeSi组合物。因此，第二区域316可以具有更高的电阻并且可能导致局部损耗减少。

参考图9，示出了转子叠片320的一部分和定子叠片322的一部分。转子叠片320和定子叠片322可以包括第一区域324和一个或多个第二区域326。如所讨论的，第一区域324可以由第一材料形成，而第二区域326可以由与第一材料不同的第二材料形成。第一区域324可以由FeSi合金形成。通过这种方式，第一区域324可以具有正常磁化。与第一区域324相比，第二区域326可以被设置有更高百分比的钴或钴合金。通过这种方式，第二区域326可以具有高于第一区域324的FeSi电工钢的磁化。

第二区域326可以设置在需要增加磁通密度的区域中；例如，在转子外边缘的各部分处和在定子的齿处。在至少一方面，转子叠片320的第二区域326沿着叠片层的外圆周从磁袋328的周边延伸到位于叠片层的外圆周附近的腔体330的周边。

参考图10，示出了转子叠片340的一部分。转子叠片340可以包括限定第一区域的第一金属合金342，并且可以包括限定一个或多个第二区域的第二金属合金，所述第二区域设置在先前讨论的任何位置或组合位置中。例如，第二金属合金可以形成在磁袋之间延伸的桥部的至少一部分，如关于图5至图7所示和讨论的。第一金属合金342可以限定一个或多个气袋344。例如，第一金属合金342可以限定气袋344，所述气袋可以径向地设置在两个相邻的磁袋346的至少一部分与叠片层340的径向内侧表面348之间。

因此，在至少一方面，提供了一种形成转子叠片的方法。所述方法可以包括通过激光器用具有第一组合物的第一粉末金属制造转子叠片层的第一区域。所述方法还可以包括通过激光器用具有与所述第一组合物不同的第二组合物的第二粉末金属制造所述转子叠片层的与所述第一区域接触的第二区域。所述第一和第二区域可以制造在共同的叠片平面中。所述方法还可以包括在所述转子叠片层的外围附近形成多个磁袋。所述第一区域可以至少部分地限定所述磁袋。所述第二区域可以包括在所述磁袋之间延伸的中心桥。所述中心桥可以形成至少一个所述磁袋的壁。

所述第二区域也可以或者可以替代地包括外围桥。所述外围桥可以在至少一个所述磁袋与所述转子叠片的外围之间延伸。所述外围桥的第一侧可以形成至少一个所述磁袋的壁。所述外围桥的与所述第一侧相对的第二侧可以形成所述转子叠片的最外圆周壁。

在至少一方面，所述第一粉末金属可以具有高于所述第二粉末金属的磁导率。所述第一粉末金属可以具有高于所述第二粉末金属的磁芯损耗。所述第二粉末金属可以具有高于所述第一粉末金属的磁通密度。在一个示例性方面，所述第一粉末金属可以是具有大约0.1重量％至约4.5重量％的硅的铁-硅合金。所述第二粉末金属可以是非铁磁材料。

所述方法还可以包括在制造所述第一区域的同时形成没有粉末金属的袋体。所述袋体可以径向地设置在磁袋的至少一部分与所述叠片层的径向内侧表面之间。

在至少一方面，所述方法还可以包括在制造所述第一区域之前，在所述激光束和粉末层附近提供惰性气体气氛。所述方法还可以包括在制造所述第二区域之前，在所述激光束和所述粉末层附近提供反应性气体气氛。

因此，转子可以被设置有转子芯叠片。所述转子芯叠片可以包括第一金属合金，其至少部分地限定所述转子芯叠片的外围附近的相邻磁袋。所述转子芯叠片还可以包括与所述第一金属合金不同的第二金属合金，其形成在所述磁袋之间延伸的桥部的至少一部分。所述第一金属合金可以具有高于所述第二金属合金的磁导率。所述第二金属合金可以具有小于所述第一金属合金的晶粒尺寸。所述第二金属合金可以限定外围桥，所述外围桥在所述磁袋与所述转子芯叠片的外围之间延伸。所述第二金属合金可以围绕所述转子芯叠片的整个外圆周延伸。所述第一金属合金可以限定气袋，所述气袋径向地设置在所述转子芯叠片的内侧区域与所述磁袋之间。所述转子芯叠片还可以包括永磁体，其在所述磁袋中设置于所述第二金属合金的相对侧。

现在参考图11，形成转子芯的方法可以包括制造多个叠片350，所述多个叠片可以包括第一叠片350a、第二叠片350b、第三叠片350c和第四叠片350d。叠片350可以包括榫眼352与榫头354的组合。例如，第一叠片350a可以具有第一榫头354a，第二叠片350b可以具有第一榫眼352b和第二榫头354b，并且第三叠片350c可以具有第二榫眼352c。所述方法可以包括将第一叠片350a固定到第二叠片350b，使得第一榫头354a设置在第一榫眼352b内。所述方法还可以包括将第二叠片350b固定到第三叠片350c，使得第二榫头354b设置在第二榫眼352c内。

如本文所使用的，榫眼可以被称为缺口、凹部、凹口等。如本文所使用的，榫头可以被称为楔形件、突起等。榫头可以与叠片整体形成(由相同材料形成)。因此，在榫眼和榫头的区域处的叠片可以是整体形成的单件式整体叠片。

在至少一方面，第一榫头354a可以具有与第一榫眼352b的深度相对应(例如，相同于或仅小于第一榫眼的深度)的高度。类似地，第二榫头354b可以具有与第二榫眼352c的深度相对应(例如，相同于或仅小于第二榫眼的深度)的高度。

通过这种方式，榫头354可以用作互锁件以将相邻的叠片固定到实心芯360中。与扁平片材相比，此类三维叠片层可以具有增加的刚度。此外，此类三维叠片层可以提供改善的芯部NVH性能。

因此，可以提供电机。所述电机可以包括堆叠的互锁转子芯叠片。所述互锁转子芯叠片中的单个转子芯叠片可以包括在其中延伸的榫眼和从其中延伸的整体形成的榫头。所述榫头可以与所述榫眼对接以互锁相邻的转子芯叠片。

在至少一方面，第一单个转子芯叠片可以具有第一榫眼，所述第一榫眼具有延伸到所述第一单个转子芯叠片中的深度。第二单个转子芯叠片可以具有第一整体形成的榫头，所述第一整体形成的榫头具有从所述第二单个转子芯叠片中延伸的高度。所述第一整体形成的榫头的高度可以对应于所述第一榫眼的深度。

本文预期的转子和/或定子叠片的增材制造是灵活的。例如，代替使用增材制造方法逐层制造整个芯部，可以通过增材制造仅形成单层或多层但不是所有层。此外，如本文所讨论的，在增材制造工艺期间可以微调单个转子或定子叠片的局部物理性质。叠片层可以涂覆有绝缘层并且可以堆叠在一起以构建转子和定子芯。

此外，明确地预期可以组合、重新布置或以其他方式改变关于图5至图9描述的第二区域的布置。

在芯部构建过程期间，可以通过在施加绝缘层之后施加薄的粘合剂层来实现添加制造形成的叠片的不同层之间的结合。然后可以在室温或高温下固化粘合剂。

上述方法旨在减少电机中的磁芯损耗。对于一些应用，可以处理电子装置芯以降低装置的磁导率。塑性变形改变了电气装置的磁性质。例如，在叠片的塑性变形存在时，磁导率降低。具体地，可以通过使叠片在预定位置变形来引入塑性变形以降低叠片的选定区域中的磁导率。

如上所述，叠片可以由电工钢片形成。电工钢片可以具有预定厚度。可以冲压电工钢片以产生转子叠片和定子叠片。叠片可以源自一个或多个电工钢片。可以处理叠片的被配置为用作磁通屏障(flux barrier)的某些区域以抑制磁导率。为了降低某个区域的磁导率，在这些区域引入塑性变形。可以通过变形过程引入塑性变形。

例如，转子叠片的桥区域可以变形以降低磁导率。桥区域可以被限定为构成V形对的磁体开口之间的表面区域。如前所述，桥区域是电工钢的位于V形底部的区域，此时与一对相关联的磁体开口处于最近距离处。另外，外桥区域可以被限定为叠片的位于磁体开口的远端与外周边表面之间的表面。对于每个V形磁体开口对，可以存在两个外桥区域。

为了实现磁导率的降低，可以通过将要描述的方法使预定义区域变形。可以通过分析所需电气装置性质来确定预定义区域。例如，对于转子叠片，预定义区域可以包括桥区域和外桥区域。桥区域和外桥区域可以通过各种方法进行局部处理，所述各种方法诸如喷丸方法(例如，包括喷丸硬化和激光喷丸)。可以形成遮蔽并将其放置在叠片上以仅暴露桥区域和/或外桥区域以进行变形。这种处理仅改变暴露区域中的材料的性质。注意，可以基于给定电气装置的所需性质来选择其他预定义区域。预定义区域可以是叠片中变形导致电芯的磁导率降低的那些表面区域。

使叠片变形的另一种方法可以是挤压预定区域以在预定区域(例如，桥区域和外桥区域)中形成一个或多个凹口或压缩区域。可以通过冲压工艺引入塑性变形。冲压工艺可以施加剪切力，所述剪切力在切割边缘处产生塑性变形。在冲压工艺期间可以实现另外的塑性变形。

电工钢片普遍用于诸如马达、发电机等旋转式电机。在操作期间，由于旋转引起的离心力可以使转子叠片受到应力。叠片的应力可能会经由疲劳来影响转子芯总成的结构完整性。

现在参考图12至图19，可以使用冲压工艺与增材制造工艺的组合来形成电机叠片。冲压工艺可以利用冲压工具，所述冲压工具可以包括冲头400(其也可以被称为冲压头)。冲压工具还可以包括模具404。冲压工具还可以包括压边器和/或模座。

在至少一方面，冲头400可以包括前沿部分，所述前沿部分可以被称为中心区域410。中心区域可以包括远侧表面412和从远侧表面延伸的外围表面414(其可以对应于外围壁)。外围表面414可以例如在大致垂直于远侧表面412的平面中延伸。在至少一方面，外围表面414是将外围表面组合在一起的多个表面。在再另一方面，外围表面414是连续的外围表面。

冲头400的中心区域410可以具有可以与要在片材中冲压的区域的横截面。例如，中心区域410可以是大致圆柱形的，使得外围表面414可以限定大致圆形的横截面。中心区域410可以与在模具404中形成的孔隙420或腔体对准。通过这种方式，在冲压时，可以通过孔隙420排出穿孔材料的至少一部分。

冲头400可以包括压缩表面416。压缩表面416可以从中心区域410延伸；例如，从外围表面414延伸。在至少一方面，如图12所示，冲头400a可以具有压缩表面，所述压缩表面可以是锥形冲头表面416a。锥形冲头表面416a可以相对于外围表面414的平面以斜角从外围表面414延伸。斜角可以例如在大约30度至大约60度的范围内，并且更具体地，在大约35度至大约55度的范围内，并且可以为例如大约45度。

在再另一方面，如图15中所示，冲头400b可以具有压缩表面，所述压缩表面可以是阶梯式冲压表面416b。阶梯式冲压表面416b可以在可以大致垂直于外围表面414的平面中从外围表面414延伸。

在至少一方面，形成电机叠片的方法可以包括将片材430设置在模具404上。当设置在模具404上时，片材430的至少一部分可以延伸越过孔隙420。片材430可以具有第一组合物，所述第一组合物可以是例如铁合金。

所述方法可以包括冲压片材430。冲压片材430可以在片材430中形成孔隙或腔体。在至少一方面，冲压包括冲压穿过片材430的整个厚度以在片材中形成孔隙。在再另一方面，冲压包括冲压穿过小于片材430的整个厚度以在片材430中形成凹部或腔体。

孔隙可以具有与中心区域410的几何形状相对应的尺寸(例如，长度或直径)。在至少一方面，冲头(例如，冲头400)可以延伸到模具404中，使得外围表面414与压缩表面416的界面与模具404接合。在再另一方面，冲头(例如，冲头402)可以延伸到模具404中，使得外围表面414与压缩表面416的界面不与模具404接合。在该方面，小于外围表面414的整个高度可以延伸到模具404的孔隙410中。

在冲压程序期间，冲头400可以与片材430接合并且可以形成片材430的压缩区域434。通过这种方式，冲压片材430可以在片材430中形成孔隙或腔体432，并且在腔体432的周边形成压缩区域434。因此，压缩区域434可以具有由冲头400的压缩表面416的几何形状形成(例如，与压缩表面的几何形状相对应)的几何形状。如图13中所示，压缩区域434可以是围绕腔体432延伸的锥形压缩区域434a。如图16中所示，压缩区域434可以是围绕腔体432延伸的阶梯式压缩区域434b。在任一方面，如图13和图16中所示，片材430的横截面可以在与压缩区域434相邻处具有第一厚度T1，以及在压缩区域434处具有第二厚度T2，所述第二厚度大于零并小于第一厚度T1。

图12和图15描绘了在冲压操作期间冲头400和模具404的位置。中心区域410(或前沿部分)经由通过模具404限定的开口412穿透模具404。冲头400和模具404的操作导致材料从片材430(或叠片)中移除并经由模具孔410排出。当中心区域410经由模具孔410穿透模具404时，冲头400的压缩表面416进一步压缩在片材430中形成的开口的边缘。另外的压缩导致限定片材430中的开口的边缘中的塑性变形。冲头400的压缩表面416可以被配置为向开口的整个边缘施加相等大小的力。冲头400的压缩表面416还可以被配置为向预定边缘施加更大的力。例如，对于开口，压缩表面416的斜度可以围绕冲头400变化。例如，压缩表面416可以被配置为向桥区域和/或外桥区域施加更大量的塑性变形。

参考图13和图16，片材430可以设置在层440上。沉积材料450可以沉积在腔体432内和压缩区域434上。沉积材料450可以具有与片材430的第一组合物不同的第二组合物。在至少一方面，沉积材料450是粉末金属。沉积材料450可以从单个喷嘴沉积或者从靠近光束(例如，激光)设置的多个喷嘴452沉积，如图13中所示。

在至少一方面，诸如在DMLS和LD增材制造中，可以沿着沉积材料450扫描光束454。光束454可以是从光源456发射的光束，诸如激光。沿着沉积材料450扫描光束454可以在腔体432内和压缩区域434上形成结合材料470。

在再另一方面，诸如在冷喷涂增材制造中，用光束扫描可能不是成形工艺的一部分。在这方面，沉积材料的冷喷涂可能导致腔体432内和压缩区域434上产生结合材料470。

在至少一方面，可以将电绝缘涂层472施加到结合材料470。在再另一方面，可以将电绝缘涂层472施加到片材430和结合材料470。

因此，在至少一方面，提供了一种电机叠片。所述电机可以包括片材，所述片材由铁合金形成并且至少部分地限定相邻的磁袋。所述片材可以包括锥形压缩区域，所述锥形压缩区域在所述片材的上表面与下表面之间延伸并以斜角延伸至所述上表面和下表面。所述电机叠片还可以包括与所述铁合金不同的组合物，所述组合物设置在所述锥形压缩区域处，在相邻的磁袋之间延伸，并形成具有低于所述片材的磁导率的中心桥。

所述片材的横截面可以具有与所述锥形压缩区域相邻的第一厚度和在所述锥形压缩区域处的第二厚度，所述第二厚度大于零并小于所述第一厚度。所述组合物的上表面可以在所述锥形压缩区域处与所述片材的上表面基本齐平。所述组合物的下表面可以与所述片材的下表面基本齐平。所述锥形压缩区域和所述锥形压缩区域处的组合物可以限定组合厚度，所述组合厚度通常对应于所述片材在所述锥形压缩区域附近的厚度。所述锥形压缩区域可以包括多个相对的锥形压缩区域。所述组合物可以设置在所述多个相对的锥形压缩区域处并且可以在所述多个相对的锥形压缩区域之间延伸。设置在所述多个相对的锥形压缩区域之间的所述组合物可以具有与所述片材在所述锥形压缩区域附近的厚度大致上相对应的厚度。

在至少一方面，提供了一种电机叠片。所述电机叠片可以包括片材，所述片材由铁合金形成并且至少部分地限定相邻的磁袋。所述片材可以包括厚度减小的阶梯式区域，所述厚度减小的阶梯式区域至少部分地在相邻的磁袋之间延伸。所述电机叠片还可以包括与所述铁合金不同的组合物，所述组合物设置在所述厚度减小的阶梯式区域处，在相邻的磁袋之间延伸，并形成具有低于所述片材的磁导率的中心桥。

厚度减小的阶梯式区域可以包括第一界面(例如，图17中的界面480')，所述第一界面在基本平行于片材的上表面和下表面的平面中延伸。厚度减小的阶梯式区域可以包括第二界面(例如，图17中的界面480”)，所述第二界面在与片材的上表面和下表面基本正交的平面中从第一界面延伸。通过这种方式，如图17中所示，电机叠片的横截面可以限定嵌入在片材内的T形组合物区域。在厚度减小的阶梯式区域处，所述组合物的上表面可以与片材的上表面基本齐平。组合物的下表面可以与片材的下表面基本齐平。厚度减小的阶梯式区域和厚度减小的阶梯式区域处的组合物可以限定组合厚度，所述组合厚度通常对应于所述片材在厚度减小的阶梯式区域附近的厚度。所述组合物可以是非铁磁材料。片材和组合物可以至少部分地限定整体多组合物转子叠片。

通过这种方式，可以形成单个电机叠片。一种方法可以包括利用一个或多个前述步骤或前述步骤的组合形成多个电机叠片。通过这种方式，可以通过冲压具有第一组合物的第二片材以形成腔体并在所述腔体的周边形成压缩区域来形成第二电机叠片。所述第二电机叠片还可以通过在所述腔体内和所述压缩区域上沉积具有所述第二组合物的沉积材料来形成。所述第二电机叠片还可以通过沿着所述沉积材料扫描光束以在所述腔体内和所述压缩区域上形成结合材料来形成。所述第一和第二电机叠片可以彼此固定以形成电机的至少一部分。所述工艺可以重复一次、两次或三次或更多次以形成电机部件。

参考图14和图17，可以提供整体电机叠片460。整体电机叠片可以包括片材430，所述片材可以由例如铁合金形成。片材430可以包括芯区域462和可以从芯区域462延伸的压缩区域434。压缩区域434可以由一个或多个冲头(诸如冲头400a和/或400b)形成。压缩区域434的厚度可以小于芯区域462的厚度。

整体电机叠片460还可以具有沉积组合物470，所述沉积组合物可以由不同于片材430的第二材料形成。沉积组合物470可以设置在腔体432和压缩区域434中的一者或两者处。在至少一方面，沉积组合物470和压缩区域434可以限定与芯区域462的厚度大致相对应的组合厚度。

因此，本文预期的整体电机叠片460可以具有集成或嵌入的沉积组合物(例如，当沿着叠片的横截面观察时，或者当沿着叠片的俯视平面图观察时)。通过这种方式，整体电机叠片460可以被称为异质整体电机叠片。沉积组合物可以具有与二维平面内的叠片芯不同的物理性质。不同的物理性质可以包括a)磁导率、b)机械强度，c)损耗和d)磁通密度中的一者或多者。如所讨论的，沉积组合物可以被提供在本文其他地方讨论的一个或多个区域处。

在至少一方面，片材430和沉积组合物470可以至少部分地限定整体多组合物转子叠片。在再另一方面，片材430和沉积组合物470可以至少部分地限定整体多组合物定子叠片。

尽管本文讨论了凸凹模总成，但是明确地预期模具可以被配置为在电工钢片中形成一个或多个凹口。压力机可以被配置有上模具和下模具。上模具可以固定到上压力构件。下模具可以固定到下压力构件。上模具和下模具可以被配置为配合以在放置于其间的叠片层中形成凹口或多个凹口。上压力构件和下压力构件可以被配置为相对于彼此移动。叠片可以位于模具以及上压力构件和下压力构件中。压力可以施加到上压力构件和/或下压力构件。压力迫使上模具和下模具一起移动，导致在叠片层中形成凹口。凹口的尺寸、形状和深度可以被配置为优化每种电机设计的磁导率的降低。其他形状的凹口也是可能的。例如，模具可以具有波浪形横截面。凹口可以被配置为具有圆形边缘、方形/矩形边缘或圆锥形状，这取决于所需的特定特性。

可以在冲压叠片之后执行挤压操作。此外，挤压操作可以与冲压操作结合。凸凹模可以被配置为冲压叠片的开口，并且在相同的操作期间，在预定区域中形成凹口。模具可以被配置为在叠片层的预定位置处形成凹口。例如，可以在桥区域和/或外桥区域中形成预定图案的凹口。可以选择图案以将区域的磁导率调谐到预定值。

在再另一方面，压力机可以被配置有固定到上压力构件的第一模具和固定到下压力构件的第二模具。挤压叠片可以在整个预定区域中产生塑性变形。可以在第一模具与第二模具之间插入叠片并挤压所述叠片。所得到的叠片可以在那些预定区域中形成弯曲的横截面轮廓。可以调整形状和曲率以改变预定区域中的磁导率。

如本文所讨论的，提供了一种形成电机叠片的方法。所述方法可以包括冲压铁磁片。铁磁片的冲压可以形成至少部分地限定相邻的磁袋的腔体。铁磁片的冲压还可以在腔体的周边形成压缩区域。所述方法还可以包括构建中心桥。中心桥可以具有与铁磁片不同的磁性质。中心桥可以从相邻的磁袋之间的压缩区域延伸。可以通过在腔体内和压缩区域上沉积非铁磁材料来构建中心桥。

现在参考图18和图19，形成电机部件500的方法可以包括冲压多个片材502以形成多个通孔504。片材502可以具有第一组合物。片材502可以堆叠以至少部分地对准通孔504。

沉积材料510可以沉积在通孔504内。沉积材料510可以具有与第一组合物不同的第二组合物。如先前关于图13和图16所讨论的，在可选方面，可以沿着沉积材料510扫描光束以在通孔504内形成结合材料。

在至少一方面，片材502包括具有外部通孔502a的外部片材502a和具有内部通孔502b的内部片材502b。外部片材502a可以包括外部通孔502a附近的横截面轮廓，所述横截面轮廓不同于邻近内部通孔502b的横截面轮廓。如前所述，可以利用冲头冲压外部片材502a以在外部通孔504a的周边形成外部通孔504a和压缩区域506。例如，参考图18，压缩区域506可以是围绕外部通孔504a延伸的锥形压缩区域。参考图19，压缩区域506可以是围绕外部通孔504a延伸的阶梯式压缩区域。在至少一方面，内部片材502b可以在内部通孔的周边处基本上没有压缩区域。

因此，可以提供电机。电机可以包括叠片堆叠，所述叠片堆叠可以包括外部叠片(例如，叠片502a)和设置在其间的内部叠片(例如，叠片502b)。内部和外部叠片可以包括对准设置的内部切口。外部叠片的内部切口的至少一部分的宽度可以大于内部叠片的内部切口。电机还可以包括芯沉积物，所述芯沉积物的磁导率低于设置在内部和外部叠片的内部切口内的叠片堆叠。如图18中所示，外部叠片的内部切口可以具有阶梯式界面，所述阶梯式界面平行于外部叠片的外表面并平面地偏离外部叠片的外表面延伸。如图19中所示，外部叠片的内部切口可以具有锥形界面，所述锥形界面在外部叠片的外表面之间延伸并以斜角延伸至所述外表面。

外部叠片可以在外部叠片的内部切口附近包括压缩区域。内部叠片在内部叠片的内部切口附近可以基本上没有压缩区域。芯沉积物的外表面可以与外部叠片的相应外表面基本齐平。

在至少一方面，可以通过机械修匀方法移除电工钢的切割边缘处的微观冲压缺陷。在一个示例中，首先将电工钢冲压成成品形状(例如，电机的转子叠片)。接下来，将叠片堆叠在一起以形成芯部(例如，电机的转子芯)。最后，通过使磨料流(即，介质)强制抵靠转子芯的预定义切割表面推进以修匀微观缺陷的粗糙切割表面来处理组装好的芯部。改善疲劳寿命的各方面包括修匀切割缺陷以防止疲劳裂纹萌生(fatigue crack initiation)，并引发压缩应力层以防止裂纹萌生和扩展(crack initiation and propagation)。

图20描绘了用于增加电气装置的疲劳寿命的方法的示例性过程流。在操作700处，通过冲压电工钢片从而产生一个或多个切割边缘来形成芯叠片。在操作702处，可以将叠片组装成芯部，使得芯部的外周边表面由切割边缘限定。在操作704处，可以通过先前已描述的技术对预定表面进行喷砂。例如，预定表面可以包括转子的顶部桥表面(即，沿着转子的外表面的圆弧)以及在形成于芯部中的开口(例如，磁体开口)内的内表面。而且，预定表面可以包括在形成于芯部中的开口(例如，磁体开口)内的中心桥表面。

图21描绘了用于增加电气装置的疲劳寿命的方法的示例性过程流。在操作800处，通过冲压电工钢片从而产生一个或多个切割边缘来形成芯叠片。在操作802处，可以将叠片组装成芯部，使得芯部的外周边表面由切割边缘限定。在操作804处，对组装好的叠片进行遮蔽，从而暴露预定表面。例如，预定表面可以包括转子的顶部桥表面(即，沿着转子的外表面的圆弧)以及在形成于芯部中的开口(例如，磁体开口)内的内表面。而且，预定表面可以包括在形成于芯部中的开口(例如，磁体开口)内的中心桥表面。遮蔽可以包括施加聚合物、遮蔽胶带或其他薄膜或金属片材以保护被覆盖的区域，同时使其他区域暴露并进行喷砂。可选地，喷嘴能够选择性地瞄准特定区域(例如，顶部桥表面以及中心桥表面)。将喷砂限于这些区域可以减少处理叠片所需的时间，因此降低成本。在操作806处，可以通过先前已描述的技术对预定表面进行喷砂。例如，预定表面可以包括转子的顶部桥表面(即，沿着转子的外表面的圆弧)以及在形成于芯部中的开口(例如，磁体开口)内的内表面。而且，预定表面可以包括在形成于芯部中的开口(例如，磁体开口)内的中心桥表面。最后，在操作808中，可以经由机械地移除胶带(例如，撕掉胶带)或用于移除聚合物的浴(等离子体或湿浴)来将遮蔽材料从表面移除。然而，如果遮蔽是经由将喷砂流机械地引导到特定区域而完成，则不需要该操作。

尽管所述描述应用于车辆应用中的电机，但是所描述的方法适用于任何应用领域中使用的电气装置。所述方法也适用于电工钢的其他旋转式应用。

通过金属AM技术局部调谐层叠芯的物理性质的方法不限于本文讨论的DMLS和LD工艺。也可以利用其他金属增材制造技术，诸如直接金属激光熔化、选择性激光熔化、电子束增材制造和激光工程化净成形(laser-engineered net shaping)。预期所提出的局部调谐叠片芯的物理性质的方法可以使用包括粉末层熔化和定向能量沉积相关增材制造技术的任何合适的方法。

所提出的方法也可以用于冷喷涂增材制造，其中细粉末通过高速压缩气体射流加速。然后该粉末以足够的动能撞击基板以产生致密材料层。通过改变粉末组合物，可以在叠片沉积工艺期间调谐局部物理性质。由于冷喷涂增材制造是相对低温的增材制造工艺，因此可以获得选择在叠片层之间使用的绝缘涂层材料的附加灵活性。为了在冷喷涂增材制造工艺中形成充分结合和致密的沉积物，材料在撞击时可能塑性变形，由此在沉积态材料中产生残余应力和缺陷。通过冷喷涂增材制造生产的叠片芯可以进行热处理以释放残余应力并改善物理性质。

此外，可以组合、修改并组合或者以其他方式彼此结合使用在本文中讨论的用于电机部件的局部调谐性质的各种方法。因此，明确地预期本文所述的各种冲压和增材制造方法可以彼此结合使用。

尽管上文描述了示例性实施例，但是并不希望这些实施例描述由权利要求涵盖的所有可能形式。用在说明书中的词汇是描述性词汇，而不是限制性的词汇，并且应当理解，可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。如前所述，各个实施例的特征可以组合形成可能未明确描述或示出的本发明的其他实施例。尽管各个实施例就一个或多个期望特性而言可能已经被描述为提供优点或优于其他实施例或现有技术实施方式，但是所属领域一般技术人员认识到，可以牺牲一个或多个特征或特性以实现取决于具体应用和实施方式的期望整体系统属性。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、市场适销性、外观、包装、尺寸、服务能力、重量、可制造性、易组装性等。因此，就一个或多个特性而言，描述为期望性不及其他实施例或现有技术实施方式的实施例不在本公开的范围之外并且对于特定应用可以为所期望的。

根据本发明，一种形成转子叠片的方法包括：通过激光器用具有第一组合物的第一粉末金属制造转子叠片层的第一区域；以及通过激光器用具有与所述第一组合物不同的第二组合物的第二粉末金属制造所述转子叠片层的与所述第一区域接触的第二区域，所述第一和第二区域被制造在共同的叠片平面中。

根据一个实施例，本发明的特征还在于，在所述转子叠片层的外围附近形成多个磁袋，其中所述第一区域至少部分地限定所述磁袋。

根据一个实施例，所述第二区域包括在所述磁袋之间延伸的中心桥。

根据一个实施例，所述中心桥形成至少一个所述磁袋的壁。

根据一个实施例，所述第二区域包括外围桥，所述外围桥在至少一个所述磁袋与所述转子叠片的外围之间延伸。

根据一个实施例，所述外围桥的第一侧形成至少一个所述磁袋的壁，并且其中所述外围桥的与所述第一侧相对的第二侧形成所述转子叠片的最外圆周壁。

根据一个实施例，所述第一粉末金属具有高于所述第二粉末金属的磁导率。

根据一个实施例，所述第一粉末金属具有高于所述第二粉末金属的磁芯损耗。

根据一个实施例，所述第二粉末金属具有高于所述第一粉末金属的磁通密度。

根据一个实施例，所述第一粉末金属是具有大约0.1重量％至大约4.5重量％的硅的铁-硅合金，并且其中所述第二粉末金属是非铁磁材料。

根据一个实施例，本发明的特征还在于，在制造所述第一区域时，形成没有粉末金属的袋体，其中所述袋体径向地设置在磁袋的至少一部分与所述叠片层的径向内侧表面之间。

根据一个实施例，本发明的特征还在于，在制造所述第一区域之前，在所述激光束和粉末层附近提供惰性气体气氛；以及在制造所述第二区域之前，在所述激光束和所述粉末层附近提供反应性气体气氛。

根据本发明，提供了一种转子，所述转子具有：转子芯叠片，其包括第一金属合金和与所述第一金属合金不同的第二金属合金，所述第一金属合金至少部分地限定所述转子芯叠片的外围附近的相邻磁袋，所述第二金属合金形成在所述磁袋之间延伸的桥部的至少一部分；以及永磁体，其在所述磁袋中设置于所述第二金属合金的相对侧。

根据一个实施例，所述第一金属合金具有高于所述第二金属合金的磁导率。

根据一个实施例，所述第二金属合金具有小于所述第一金属合金的晶粒尺寸。

根据一个实施例，所述第二金属合金限定外围桥，所述外围桥在所述磁袋与所述转子芯叠片的所述外围之间延伸。

根据一个实施例，所述第二金属合金围绕所述转子芯叠片的整个外圆周延伸。

根据一个实施例，所述第一金属合金限定气袋，所述气袋径向地设置在所述转子芯叠片的内侧区域与所述磁袋之间。

根据本发明，提供了一种电机，所述电机具有堆叠的互锁转子芯叠片，所述互锁转子芯叠片中的单个转子芯叠片包括在其中延伸的榫眼和从其中延伸的整体形成的榫头，其中所述榫头与所述榫眼对接以互锁相邻的转子芯叠片。

根据一个实施例，第一单个转子芯叠片具有第一榫眼，所述第一榫眼具有延伸到所述第一单个转子芯叠片中的深度，并且第二单个转子芯叠片具有第一整体形成的榫头，所述第一整体形成的榫头具有从所述第二单个转子芯叠片中延伸的高度，其中所述第一整体形成的榫头的所述高度对应于所述第一榫眼的所述深度。

Claims (15)

1.一种形成转子叠片的方法，其包括：

通过激光器，

用具有第一组合物的第一粉末金属制造转子叠片层的第一区域；以及

用具有与所述第一组合物不同的第二组合物的第二粉末金属制造所述转子叠片层的与所述第一区域接触的第二区域，所述第一和第二区域被制造在共同的叠片平面中。

2.如权利要求1所述的方法，其还包括：

在所述转子叠片层的外围附近形成多个磁袋，其中所述第一区域至少部分地限定所述磁袋。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述第二区域包括在所述磁袋之间延伸的中心桥，并且其中所述中心桥形成至少一个所述磁袋的壁。

4.如权利要求2所述的方法，其中所述第二区域包括在至少一个所述磁袋与所述转子叠片的外围之间延伸的外围桥，并且其中所述外围桥的第一侧形成至少一个所述磁袋的壁，并且其中所述外围桥的与所述第一侧相对的第二侧形成所述转子叠片的最外圆周壁。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述第一粉末金属具有高于所述第二粉末金属的磁导率，并且其中所述第一粉末金属具有高于所述第二粉末金属的磁芯损耗，并且其中所述第二粉末金属具有高于所述第一粉末金属的磁通密度。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述第一粉末金属是具有大约0.1重量％至大约4.5重量％的硅的铁-硅合金，并且其中所述第二粉末金属是非铁磁材料。

7.如权利要求1所述的方法，其还包括：

在制造所述第一区域时，形成没有粉末金属的袋体，其中所述袋体径向地设置在磁袋的至少一部分与所述叠片层的径向内侧表面之间。

8.如权利要求1所述的方法，其还包括：

在制造所述第一区域之前，在所述激光束和粉末层附近提供惰性气体气氛；以及

在制造所述第二区域之前，在所述激光束和所述粉末层附近提供反应性气体气氛。

9.一种转子，其包括：

转子芯叠片，所述转子芯叠片包括

第一金属合金，所述第一金属合金至少部分地限定所述转子芯叠片的外围附近的相邻磁袋，以及

第二金属合金，所述第二金属合金与所述第一金属合金不同并形成在所述磁袋之间延伸的桥部的至少一部分；以及

永磁体，所述永磁体在所述磁袋中设置于所述第二金属合金的相对侧。

10.如权利要求9所述的转子，其中所述第一金属合金具有高于所述第二金属合金的磁导率，并且其中所述第二金属合金具有小于所述第一金属合金的晶粒尺寸。

11.如权利要求9所述的转子，其中所述第二金属合金限定外围桥，所述外围桥在所述磁袋与所述转子芯叠片的所述外围之间延伸。

12.如权利要求9所述的转子，其中所述第二金属合金围绕所述转子芯叠片的整个外圆周延伸。

13.如权利要求9所述的转子，其中所述第一金属合金限定气袋，所述气袋径向地设置在所述转子芯叠片的内侧区域与所述磁袋之间。

14.一种电机，其包括：

堆叠的互锁转子芯叠片，所述互锁转子芯叠片中的单个转子芯叠片包括在其中延伸的榫眼和从其中延伸的整体形成的榫头，其中所述榫头与所述榫眼对接以互锁相邻的转子芯叠片。

15.如权利要求14所述的电机，其中第一单个转子芯叠片具有第一榫眼，所述第一榫眼具有延伸到所述第一单个转子芯叠片中的深度，并且第二单个转子芯叠片具有第一整体形成的榫头，所述第一整体形成的榫头具有从所述第二单个转子芯叠片中延伸的高度，其中所述第一整体形成的榫头的所述高度对应于所述第一榫眼的所述深度。

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