CN111200324B - 一种电机转子冲片、电机转子、电机及新能源车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及新能源汽车技术领域，公开了一种电机转子冲片、电机转子、电机及新能源车辆。电机转子冲片包括永磁体槽，永磁体槽包括依次连通的第一槽体、第二槽体和第三槽体，第二槽体内用于放置永磁体，第一槽体相对于第一槽体和第二槽体更靠近冲片外圆设置，且第一槽体与冲片外圆之间形成隔磁桥，第一槽体的轮廓包括依次连接的第一边、第二边、第三边、第四边和第五边，第一边与第二边之间设有第一过渡边，第二边与第三边之间设有第二过渡边。本发明提供的电机转子冲片可以有效地降低了隔磁桥的应力，减小了隔磁桥的厚度，保证转子离心应力强度的同时，提高了电机的电磁性能，能适用于高速车用驱动电机。

Description

一种电机转子冲片、电机转子、电机及新能源车辆

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种电机转子冲片、电机转子、电机及新能源车辆。

背景技术

随着人们对环境保护、能源高效利用日趋重视，电动汽车等绿色环保产品也越来越受欢迎。新能源车用电驱动系统小型化、集成化已是未来的必然发展趋势。实现驱动电机小型化的有效措施是高压高速化，然而电机高速化必然面临着转子离心应力强度的问题。现有高速电机的转子结构大多在一般转速电机的基础上增加隔磁桥厚度进而适用于高速运行，该种方式往往以牺牲电磁性能为代价，并不是高速电机转子拓扑的优选方案。因此，需要提出一种电机转子冲片以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电机转子冲片，保证转子离心应力强度的同时，提升电机的电磁性能，能适用于高速车用驱动电机。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种电机转子冲片，包括永磁体槽，所述永磁体槽包括依次连通的第一槽体、第二槽体和第三槽体，所述第二槽体内用于放置永磁体，所述第一槽体相对于所述第二槽体和所述第三槽体更靠近冲片外圆设置，且所述第一槽体与所述冲片外圆之间形成隔磁桥，所述第一槽体的轮廓包括依次连接的第一边、第二边、第三边、第四边和第五边，所述第一边与所述第二边之间设有第一过渡边，所述第二边与所述第三边之间设有第二过渡边。

优选地，所述第一边为直边，且所述第一边与所述永磁体的长边之间的夹角设置为70-90°。

优选地，所述第二边为弧形边或直边，且所述第二边为弧形边时，所述第二边朝向所述冲片外圆弯曲。

优选地，所述第三边和所述第五边均为直边，所述第五边与所述永磁体的短边平行，所述第四边的两端分别与所述第三边和所述第五边连接，所述第四边为直边或弧形边。

优选地，所述第五边的长度设置为0.8-1.6mm。

优选地，所述第一过渡边为弧形边，且所述第一过渡边朝向所述冲片外圆弯曲。

优选地，所述第二过渡边为弧形边，且所述第二过渡边朝向所述冲片外圆弯曲。

一种电机转子，包括上述的电机转子冲片。

一种电机，包括上述的电机转子。

一种新能源车辆，包括上述的电机。

本发明的有益效果：电机转子冲片上设置的永磁体槽的第一槽体的轮廓包括第一边、第二边、第三边、第四边和第五边，且第一边与第二边之间设置第一过渡边，第二边与第三边之间设置第二过渡边，该种结构可以有效地降低了隔磁桥的应力，减小了隔磁桥的厚度，保证转子离心应力强度的同时，提高了电机的电磁性能，能适用于高速车用驱动电机。

附图说明

图1是本发明实施例提供的转子铁芯的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的永磁体槽的结构示意图；

图3是图2的A处放大示意图；

图4是现有技术的转子冲片的永磁体槽的结构示意图；

图5是现有技术的转子冲片的应力分析图；

图6是本发明实施例提供的转子冲片的应力分析图；

图7是图2的B处放大示意图。

图中：

1、冲片；

2、永磁体槽；21、第一槽体；211、第一边；212、第二边；213、第三边；214、第四边；215、第五边；216、第一过渡边；217、第二过渡边；22、第二槽体；23、第三槽体；231、第六边；232、第七边；233、第八边；234、第九边；235、第十边；236、第三过渡边；237、第四过渡边；238、第五过渡边；

3、永磁体；31、长边；32、短边；

4、转子铁芯。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，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。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

现有技术中，高速电机的转子结构大多在一般转速电机的基础上增加隔磁桥厚度进而适用于高速运行，该种方式往往以牺牲电磁性能为代价，并不是高速电机转子拓扑的优选方案。因此，本实施例提供一种电机转子冲片，多个冲片1组成转子铁芯4，在不牺牲电磁性能的前提下，适合电机的高速运行。

具体地，如图1-3所示，该电机转子冲片包括永磁体槽2，永磁体槽2包括依次连接的第一槽体21、第二槽体22和第三槽体23，第二槽体22内用于放置永磁体3，第一槽体21相对第二槽体22和第三槽体23更靠近冲片1外圆设置，且第一槽体21与冲片1外圆之间形成隔磁桥，第一槽体21的轮廓包括依次连接的第一边211、第二边212、第三边213、第四边214和第五边215，第一边211与第二边212之间设有第一过渡边216，第二边212与第三边213之间设有第二过渡边217。第一槽体21的结构减小了隔磁桥的厚度，有效地降低了隔磁桥的应力，保证转子离心应力强度的同时，提高了电机的电磁性能，能适用于高速车用驱动电机。

在本实施例中，如图3所示，第一边211为直边，且第一边211与永磁体3的长边31之间的夹角设置为70-90°，能够提高永磁体3边角的抗去磁能力，减少漏磁。第一边211朝向冲片1外圆的方向延伸，可以在一定程度上减小隔磁桥的厚度，提高电磁性能。

第二边212为弧形边或直边，且在第二边212为弧形边时，第二边212朝向冲片1外圆弯曲。在本实施例中，第二边212优选设置为弧形边，第二边212与第一边211配合，能有效减小隔磁桥的厚度，可以提高电机的电磁性能。

第一边211与第二边212之间设置的第一过渡边216为弧形边，且第一过渡边216朝向冲片1外圆弯曲。第一过渡边216的设置减小了第一边211与第二边212连接处的应力，使应用该转子冲片的转子的机械强度有所提高。根据转子的大小设置第一过渡边216的半径，其半径值不作具体限定，设置合适的半径可以进一步提高转子的结构强度。若第一过渡边216为弧形边，则第一过渡边216与第二边212是椭圆弧线的一部分。

第三边213和第五边215均为直边，第五边215与永磁体3的短边32平行，第四边214的两端分别与第三边213和第五边215连接，第四边214为直边或弧形边。在永磁体3安装在第二槽体22内后，永磁体3的短边32与第五边215贴合，第五边215对永磁体3起到了限位的作用。第三边213与第二边212呈一定夹角设置，第四边214的一端向第一槽体21内倾斜设置，确保与第五边215的端部连接，以使第五边215能起到限位的作用。进一步地，第五边215的长度设置为0.8-1.6mm，既能有效地起到限位的作用，又能在一定程度上保证机械强度和电磁性能。

第二边212与第三边213之间设置的第二过渡边217为弧形边，且第二过渡边217朝向冲片1外圆弯曲。第二过渡边217的设置减小了第二边212与第三边213连接处的应力，使应用该转子冲片的转子的机械强度有所提高。根据转子的大小设置第二过渡边217的半径，其半径值不作具体限定，设置合适的半径可以进一步提高转子的结构强度。

为了验证本实施例提供的永磁体槽2的结构设计的合理性，针对该结构进行了仿真分析，并与现有技术中的永磁体槽2的结构分析结构进行比较，由仿真结果可以看出，在相同的试验条件下，如图4和图5所示，现有技术中的转子冲片的局部的最大应力是641MPa，如图6所示，本实施例提供的转子冲片的局部的最大应力为427MPa。由此证明，本实施例提供的永磁体槽2的结构有效地降低了隔磁桥的应力，保证转子离心应力强度的同时，提高了电机的电磁性能，能适用于高速车用驱动电机

本实施例还提供了一种电机转子，包括上述的电机转子冲片。电机转子的结构可以是一字型、V字型、V+一字型、双V字型等转子拓扑结构。下面以V字型转子拓扑结构为例，该转子应用上述的电机转子冲片，具有第一槽体21的结构。

结合图2和图7，本实施例中V字型转子的电机转子冲片上设有多组均布于冲片1上的V型磁极槽，V型磁极槽包括两个对称布置的上述的永磁体槽2，使两个第三槽体23之间形成隔磁肋。为了进一步地提高电机的电磁性能，第三槽体23的轮廓包括依次连接的第六边231、第七边232、第八边233、第九边234和第十边235，第七边232与第八边233之间设有第三过渡边236，第八边233与第九边234之间设有第四过渡边237，第九边234与第十边235之间设有第五过渡边238。该第三槽体23的结构可以有效降低隔磁肋及第三槽体23底部的应力，减小隔磁肋的厚度，提高电机的电磁性能。

在本实施例中，第六边231与永磁体3的短边32平行，在永磁体3安装在第二槽体22内后，永磁体3的短边32与第六边231贴合，第六边231对永磁体3起到了限位的作用。第七边232与第六边231连接的一端向第三槽体23内倾斜设置，确保与第六边231的端部连接，以使第六边231能起到限位的作用。进一步地，第六边231的长度设置为0.8-1.6mm，既能有效地起到限位的作用，又能在一定程度上保证机械强度和电磁性能。再进一步地，第七边232与第六边231的夹角设置为60-90°，且第七边232与第六边231的连接处设置有圆角。

第八边233为直边，且第八边233与两个永磁体槽2的对称线之间具有一定的夹角，可以使隔磁肋靠近转子外侧较窄，靠近转子内侧较宽，减小隔磁肋的厚度，提高电机的电磁性能。

第八边233与第七边232之间设置的第三过渡边236为弧形边，且第三过渡边236向第三槽体23的外侧弯曲。第三过渡边236减小了第七边232和第八边233连接处的应力，使应用该转子冲片的转子的机械强度有所提高。根据转子的大小设置第三过渡边236的半径，其半径值不作具体限定，设置合适的半径可以进一步提高转子的结构强度。

第九边234为椭圆曲线的一部分，且第九边234向第三槽体23的外侧弯曲。第九边234与第八边233的连接处设置的第四过渡边237为弧形边，且第四过渡边237向冲片1外圆弯曲。第四过渡边237的设置减小了第八边233与第九边234连接处的应力，即减小了第三槽体23底部的应力，提高了电机转子的结构强度。

第十边235与永磁体3的长边31平行，且第十边235的端部不超过永磁体3的短边32，进而能够提高永磁体3边角的抗去磁能力。第十边235与第九边234之间设有第五过渡边238，第五过渡边238为弧形线，且第五过渡边238向第三槽体23内弯曲，进一步地提高了永磁体3的抗去磁能力。

若电机转子的结构是一字型、V+一字型、双V字型等转子拓扑结构，其转子冲片的永磁体槽2的第一槽体21和第二槽体22的结构同上述结构，第三槽体23的结构与上述的结构可以不同，根据实际需求进行设定，不局限于上述结构。

本实施例还提供了一种电机，包括上述的电机转子，该电机可以高速运行，且电磁性能好。

本实施例还提供了一种新能源车辆，包括上述的电机，使新能源车用驱动系统小型化、集成化，符合应用需求。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电机转子冲片，其特征在于，包括永磁体槽(2)，所述永磁体槽(2)包括依次连通的第一槽体(21)、第二槽体(22)和第三槽体(23)，所述第二槽体(22)内用于放置永磁体(3)，所述第一槽体(21)相对于所述第二槽体(22)和所述第三槽体(23)更靠近冲片(1)外圆设置，且所述第一槽体(21)与所述冲片(1)外圆之间形成隔磁桥，所述第一槽体(21)的轮廓包括依次连接的第一边(211)、第二边(212)、第三边(213)、第四边(214)和第五边(215)，所述第一边(211)与所述第二边(212)之间设有第一过渡边(216)，所述第二边(212)与所述第三边(213)之间设有第二过渡边(217)；

所述第一边(211)为直边，且所述第一边(211)与所述永磁体(3)的长边(31)之间的夹角设置为70-90°；

所述第三槽体(23)的轮廓包括依次连接的第六边(231)、第七边(232)、第八边(233)、第九边(234)和第十边(235)，所述第七边(232)与所述第八边(233)之间设有第三过渡边(236)，所述第八边(233)与所述第九边(234)之间设有第四过渡边(237)，所述第九边(234)与所述第十边(235)之间设有第五过渡边(238)；

所述第六边(231)与所述永磁体(3)的短边(32)平行，在所述永磁体(3)安装在所述第二槽体(22)内后，所述永磁体(3)的短边(32)与所述第六边(231)贴合；

所述第八边(233)为直边，且所述第八边(233)与两个所述永磁体槽(2)的对称线呈夹角设置；

所述第九边(234)为椭圆曲线的一部分，且所述第九边(234)向所述第三槽体(23)的外侧弯曲；所述第九边(234)与所述第八边(233)的连接处设置的所述第四过渡边(237)为弧形边，且所述第四过渡边(237)向所述冲片(1)外圆弯曲；

所述第十边(235)与所述永磁体(3)的长边(31)平行，且所述第十边(235)的端部不超过所述永磁体(3)的短边(32)；所述第五过渡边(238)为弧形线，且所述第五过渡边(238)向所述第三槽体(23)内弯曲；

所述第七边(232)与所述第六边(231)连接的一端向所述第三槽体(23)内倾斜设置；所述第六边(231)的长度设置为0.8-1.6mm。

2.根据权利要求1所述的电机转子冲片，其特征在于，所述第二边(212)为弧形边或直边，且所述第二边(212)为弧形边时，所述第二边(212)朝向所述冲片(1)外圆弯曲。

3.根据权利要求1所述的电机转子冲片，其特征在于，所述第三边(213)和所述第五边(215)均为直边，所述第五边(215)与所述永磁体(3)的短边(32)平行，所述第四边(214)的两端分别与所述第三边(213)和所述第五边(215)连接，所述第四边(214)为直边或弧形边。

4.根据权利要求3所述的电机转子冲片，其特征在于，所述第五边(215)的长度设置为0.8-1.6mm。

5.根据权利要求1所述的电机转子冲片，其特征在于，所述第一过渡边(216)为弧形边，且所述第一过渡边(216)朝向所述冲片(1)外圆弯曲。

6.根据权利要求1所述的电机转子冲片，其特征在于，所述第二过渡边(217)为弧形边，且所述第二过渡边(217)朝向所述冲片(1)外圆弯曲。

7.一种电机转子，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的电机转子冲片。

8.一种电机，其特征在于，包括权利要求7所述的电机转子。

9.一种新能源车辆，其特征在于，包括权利要求8所述的电机。

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