CN111654133A - 一种电机转子冲片以及电机转子总成系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电机转子冲片以及电机转子总成系统，所述电机转子冲片包括转子冲片本体，开设有多组磁钢槽、多组辅助槽以及多个去谐波孔，多组磁钢槽沿转子冲片本体的周向间隔排布，每一组磁钢槽包括第一磁钢槽和第二磁钢槽，第一磁钢槽和第二磁钢槽在自转子冲片本体的边缘至中心的方向上依次间隔布设，第二磁钢槽包括第一段和第二段，第一段和第二段之间设有磁桥；多组辅助槽对应多组磁钢槽设置，且每一组辅助槽包括对应位于一第一磁钢槽两端的两个开槽；多个去谐波孔对应分设于每相邻两个第一磁钢槽之间。本发明解决了电机在持续高度转动过程中，由于电机转子温度升高，转子冲片屈服强度下降带来强度弱、风险大的问题电机转子冲片。

Description

一种电机转子冲片以及电机转子总成系统

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别涉及电机转子领域，具体涉及一种电机转子冲片以及电机转子总成系统。

背景技术

电机和电机控制器是纯电动轿车的核心零部件，其性能优劣直接决定了整车的性能。电机转子是电机中最为重要的核心零部件，其结构特征决定了电机的功率扭矩性能，且由于其工作时处于高速旋转状态，对强度有较高要求。

当前电机转子形式设计多种多样，但基本上都是基于电机功率、扭矩以及一般工况下的强度进行的转子正向设计；由于当前电机的试验验证也不是很充分，识别不出风险；随着纯电动车续航的逐渐提高，电机极限工况下的运行越来越多，那么在极限工况下的设计就尤为重要，特别是转子这样的高速旋转件。比如在车辆持续高速运行时，随着转子温度的升高，转子冲片的屈服强度逐渐降低，但高速旋转的转子离心力较大，当离心力导致的转子冲片屈服大于冲片本身在此高温下的屈服强度时，转子冲片外圆就会凸起，导致电机定转子扫膛，严重时，电机可能起火烧毁。因此基于转子强度，综合考虑电机功率，扭矩性能的设计就特别重要。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种电机转子冲片以及电机转子总成系统，旨在提高电机转子冲片的强度。

为实现上述目的，本发明提出的一种电机转子冲片，包括转子冲片本体，所述转子冲片本体上开设有：

多组磁钢槽，多组所述磁钢槽沿所述转子冲片本体的周向间隔排布，每一组所述磁钢槽包括第一磁钢槽和第二磁钢槽，所述第一磁钢槽和第二磁钢槽在自所述转子冲片本体的边缘至中心的方向上依次间隔布设，所述第二磁钢槽包括沿所述转子冲片本体的周向间隔排布的第一段和第二段，所述第一段和第二段之间设有磁桥；

多组辅助槽，设于所述转子冲片本体的边缘，多组所述辅助槽对应所述多组磁钢槽设置，且每一组所述辅助槽包括对应位于一所述第一磁钢槽两端的两个开槽；以及，

多个去谐波孔，对应分设于每相邻两个所述第一磁钢槽之间。

可选地，所述磁钢槽设置有八组；和/或，

在自所述转子冲片本体的边缘至中心的方向上，所述第一段和第二段呈逐渐相互靠近的倾斜设置。

可选地，所述第一段与所述第二段之间形成的夹角为117.53°。

可选地，所述第一磁钢槽与所述转子冲片本体边缘之间最近的距离为1.1～1.3mm；和/或，

所述磁桥的宽度为0.9～1.1mm。

可选地，所述转子冲片本体的边缘开设有多个呈半圆形设置的缺口，以形成多组所述辅助槽，所述半圆形的直径为2.2mm；和/或，

每一组所述辅助槽中的两个开槽相对于所述第一磁钢槽呈对称设置，且所述开槽与所述第一磁钢槽的中心处对应形成的圆心角为17～20°。

可选地，所述转子冲片本体的中心位置开设有轴孔，所述轴孔的孔壁设有两个凸键，所述两个凸键相对于所述转子冲片本体的中心呈相对设置，且所述两个凸键对应形成的圆心角为178.1°。

可选地，所述第一段远离所述磁桥的一端设有朝向所述第一磁钢槽的方向弯折形成的第一弯折部，所述第一弯折部与所述第一段的端面之间形成有间隙；

所述第二段远离所述磁桥的一端设有朝向所述第一磁钢槽的方向弯折形成的第二弯折部，所述第二弯折部与所述第二段的端面之间形成有间隙。

可选地，所述转子冲片本体的材质为硅钢片B27AV1400。

此外，为解决上述技术问题，本发明一种电机转子总成系统，包括：

转轴；以及，

多个转子铁芯，多个所述转子铁芯依次套设于所述转轴上，每一所述转子铁芯包括多个依次叠压设置的电机转子冲片，所述电机转子冲片为如上所述的电机转子冲片。

可选地，每一所述电机转子冲片上设有定位孔，每一所述转子铁芯中多个所述电机转子冲片上的定位孔对应且连通形成定位通道，多个所述转子铁芯包括对应位于所述转轴两端的第一转子铁芯和第二转子铁芯、与所述第一转子铁芯相邻的第三转子铁芯、以及与所述第二转子铁芯相邻的第四转子铁芯，其中，

所述第一转子铁芯的定位通道与所述第二转子铁芯的定位通道对应设置，所述的第三转子铁芯的定位通道与所述第四转子铁芯的定位通道对应设置，所述第一转子铁芯的定位通道与所述第三转子铁芯的定位通道在所述转轴的周向上错开设置，且错开的角度为3.8°。

本发明的技术方案中，转子冲片本体上设置有磁钢槽、辅助槽、磁桥以及去谐波孔，通过所述磁钢槽、辅助槽、磁桥以及去谐波孔的分布方式的设计提高了电机转子冲片的强度，在满足电机功率、扭矩性能的基础上，解决了电机在持续高度转动过程中，由于电机转子温度升高，转子冲片屈服强度下降带来强度弱、风险大的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的电机转子冲片的一实施例的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为图2中B处的局部放大图；

图4为图1中第一弯折部的结构示意图；

图5为本发明提供的电机转子冲片的一实施例的结构示意图；

图6为图5中C-C处的截面图；

图7为图5中D-D处的截面图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	电机转子冲片	161	凸键
10	转子冲片本体	171	第一弯折部
				11	第一磁钢槽	172	第二弯折部
12	第二磁钢槽	18	定位孔
				121	第一段	1000	电机转子总成系统
122	第二段	1001	第一转子铁芯
				13	磁桥	1002	第二转子铁芯
14	开槽	1003	第三转子铁芯
				15	去谐波孔	1004	第四转子铁芯
16	轴孔

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

当前电机转子形式设计多种多样，但基本上都是基于电机功率、扭矩以及一般工况下的强度进行的转子正向设计；由于当前电机的试验验证也不是很充分，识别不出风险；随着纯电动车续航的逐渐提高，电机极限工况下的运行越来越多，那么在极限工况下的设计就尤为重要，特别是转子这样的高速旋转件。比如在车辆持续高速运行时，随着转子温度的升高，转子冲片的屈服强度逐渐降低，但高速旋转的转子离心力较大，当离心力导致的转子冲片屈服大于冲片本身在此高温下的屈服强度时，转子冲片外圆就会凸起，导致电机定转子扫膛，严重时，电机可能起火烧毁。因此基于转子强度，综合考虑电机功率，扭矩性能的设计就特别重要。

鉴于此，本发明提出一种电机转子冲片，图1至图4为本发明提供的电机转子冲片的一实施例(需要说明的是，在本发明提供的所有附图中，涉及尺寸标记的，单位均为mm)。请参阅图1，在本实施例中，所述电机转子冲片100包括转子冲片本体10，所述转子冲片本体10上开设有多组磁钢槽、多组辅助槽以及多个去谐波孔15，其中，所述多组所述磁钢槽沿所述转子冲片本体10的周向间隔排布，每一组所述磁钢槽包括第一磁钢槽11和第二磁钢槽12，所述第一磁钢槽11和第二磁钢槽12在自所述转子冲片本体10的边缘至中心的方向上依次间隔布设，所述第二磁钢槽12包括沿所述转子冲片本体10的周向间隔排布的第一段121和第二段122，所述第一段121和第二段122之间设有磁桥13；所述多组辅助槽设于所述转子冲片本体10的边缘，多组所述辅助槽对应所述多组磁钢槽设置，且每一组所述辅助槽包括对应位于一所述第一磁钢槽11两端的两个开槽14；所述多个去谐波孔15对应分设于每相邻两个所述第一磁钢槽11之间。

本发明的技术方案中，转子冲片本体10上设置有磁钢槽、辅助槽、磁桥13以及去谐波孔15，通过所述磁钢槽、辅助槽、磁桥13以及去谐波孔15的分布方式的设计提高了电机转子冲片100的强度，在满足电机功率、扭矩性能的基础上，解决了电机在持续高度转动过程中，由于电机转子温度升高，转子冲片屈服强度下降带来强度弱、风险大的问题。

参阅图1所示，在本实施例中，所述磁钢槽设置有八组，八组所述磁钢槽沿所述转子冲片本体10的周向均匀分布；和/或，在自所述转子冲片本体10的边缘至中心的方向上，所述第一段121和第二段122呈逐渐相互靠近的倾斜设置，也即，每一组所述磁钢槽中的第二磁钢槽12呈“V”型设置，所述“V”型的顶点朝向所述转子冲片本体10的中心，所述第一磁钢槽11位于所述第二磁钢槽12的“V”型开口处，所述磁桥13位于所述第二磁钢槽12的“V”型顶点处。需要说明的是，上述两个特征可以择一限定，也可以同时限定，在本实施例中优选为同时限定，此外，所述第一磁钢槽11呈直线型设置，多个所述去谐波孔15对应分布于每相邻的两个直线型第一磁钢槽11之间，定义所述转子冲片本体10的中心至第一磁钢槽11中心的连线为D轴，如此，通过所述第一磁钢槽11和第二磁钢槽12的排布及结构设计，可有效增加D轴磁阻、减小D轴电感，从而有利于提高电机的凸极率、节约磁钢用量以及提高电机的弱磁扩散能力。

进一步地，参阅图2所示，在本实施例中，所述第一段121与所述第二段122之间形成的夹角为117.53°，也即，呈“V”型设置的所述第二磁钢槽12的“V”型角度为117.53°。如此，可以优化电机的转矩脉动，降低电机的电磁噪音，提升电机的NVH(Noise、Vibration、Harshness-噪声、振动与声震粗糙度)性能。

在本实施例中，所述磁钢槽靠近所述转子冲片本体10的边缘设置，其中，所述第一磁钢槽11与所述转子冲片本体10边缘之间最近的距离为1.1～1.3mm；和/或，所述磁桥13的宽度为0.9～1.1mm。上述两个特征可以择一限定，也可以同时限定，在本实施例中优选为同时限定，如此，通过所述第一磁钢槽11、第二磁钢槽12以及所述磁桥13的具体结构设计，使得转子冲片具有更好的聚磁效果，保证所述电机转子冲片100的漏磁系数，进而保证磁钢的利用率，提高电机的功率密度和扭矩密度，从而提升电机的工作效率。

设置所述辅助槽的目的是为了改善电机的NVH性能，而所述辅助槽设置的位置以及所述辅助槽的形状尺寸对电机径向力的削弱也有很大的影响，因此，在本实施例中，所述辅助槽的优选设置方式为：所述转子冲片本体10的边缘开设有多个呈半圆形设置的缺口，以形成多组所述辅助槽，所述半圆形的直径为2.2mm；和/或，每一组所述辅助槽中的两个开槽14相对于所述第一磁钢槽11呈对称设置，且所述开槽14与所述第一磁钢槽11的中心处对应形成的圆心角为17～20°。上述两个特征可以择一限定，也可以同时限定，在本实施例中优选为同时限定，且所述开槽14与所述第一磁钢槽11的中心处对应形成的圆心角优选为18.5°如此，同时兼顾了电机的NVH性能和电机径向力的削弱，设计更为可靠。此外，所述去谐波孔15的作用也是为了提升电机的NVH性能，具体地，在本实施例中，所述去谐波孔15的形状及尺寸如图3所示，此形状及尺寸的设计能够更有效的提升电机的NVH性能。

进一步参阅图1所示，所述转子冲片本体10的中心位置开设有轴孔16，所述轴孔16的孔壁设有两个凸键161，所述两个凸键161相对于所述转子冲片本体10的中心呈相对设置，且所述两个凸键161对应形成的圆心角为178.1°。在将所述电机转子冲片100组装成电子转子总成的时候，通常是通过所述转子冲片本体10上开设的轴孔16进行装配，如此，通过所述两个凸键161的非严格对称设计，能够在不影响有效装配的同时，更便利于控制电机转子在装配时的偏转角度。

参阅图1和图3所示，在本实施例中，基于对所述电机转子冲片100的强度、电机反向电动势谐波削弱影响的考虑，在所述第二磁钢槽12的“V”型边缘设计有呈耳朵形状的结构，具体地，所述第一段121远离所述磁桥13的一端设有朝向所述第一磁钢槽11的方向弯折形成的第一弯折部171，所述第一弯折部171与所述第一段121的端面之间形成有间隙；所述第二段122远离所述磁桥13的一端设有朝向所述第一磁钢槽11的方向弯折形成的第二弯折部172，所述第二弯折部172与所述第二段12的端面之间形成有间隙。在本实施例中，所述第一弯折部171与所述第二弯折部172的形状相同，具体形状及尺寸可参阅图4所示，此形状及尺寸的设计能够更有效的同时兼顾电机转子冲片100的强度以及电机反向电动势谐波削弱的影响。

进一步地，所述转子冲片本体10的材质为硅钢片B27AV1400，该材质在高温下具有更优异的强度，在温度达到150℃的高温条件下，其屈服强度≥350MPa，如此，可以进一步保证所述电机转子冲片100在高温下仍具备足够的强度，降低电机在持续高度转动过程中的高温风险。

此外，本发明还提出一种电机转子总成系统，图5至图7为本发明提供的电机转子总成系统的一实施例。参阅图5所示，在本实施例中，所述电机转子总成系统1000包括转轴(附图未标识)以及多个转子铁芯，多个所述转子铁芯依次套设于所述转轴上，每一所述转子铁芯包括多个依次叠压设置的电机转子冲片，所述电机转子冲片为如上所述的电机转子冲片100。由于本实施例提供的电机转子总成系统1000采用了上述电机转子冲片100的全部技术方案，因此至少具有上述电机转子冲片100的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

更优选地，在本实施例提供的电机转子总成系统1000中，还对多个所述转子铁芯在所述转轴上的排布方式进行了改进设计，具体地，先参阅图1、图6和图7所示，每一所述电机转子冲片100上设有定位孔18，每一所述转子铁芯中多个所述电机转子冲片100上的定位孔18对应且连通形成定位通道，多个所述转子铁芯包括对应位于所述转轴两端的第一转子铁芯1001和第二转子铁芯1002、与所述第一转子铁芯1001相邻的第三转子铁芯1003、以及与所述第二转子铁芯1002相邻的第四转子铁芯1004，其中，所述第一转子铁芯1001的定位通道与所述第二转子铁芯1002的定位通道对应设置，所述的第三转子铁芯1003的定位通道与所述第四转子铁芯1004的定位通道对应设置，所述第一转子铁芯1001的定位通道与所述第三转子铁芯1003的定位通道在所述转轴的周向上错开设置，且错开的角度为3.8°。

也即，所述电机转子总成系统1000包括至少四个转子铁芯，每一所述转子铁芯由多个所述电机转子冲片100对齐叠压而成，且参阅图5至图7所示，所述至少四个转子铁芯则在所述转轴的轴向上呈V型设置，位于两端的所述第一转子铁芯1001与第二转子铁芯1002完全对齐，位于中间的所述第三转子铁芯与第四转子铁芯完全对齐，而所述第一转子铁芯与第三转子铁芯之间的错极角度为3.8°，所述第二转子铁芯1002与第四转子铁芯1004之间的错极角度为3.8°。需要说明的是，本发明提供的电机转子总成系统1000的其他实施例中，所述转子铁芯的个数也可以是例如5个、6个等等，只需要满足多个所述转子铁芯在所述转轴的轴向上呈如本实施例中所述的“V”型设置即可。通过电机转子总成中多个所述转子铁芯的“V”型结构设计，可以有效降低电机的啸叫声，提升电机NVH性能，进而提升电动车的使用体验和客户价值。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电机转子冲片，其特征在于，包括转子冲片本体，所述转子冲片本体上开设有：

多组磁钢槽，多组所述磁钢槽沿所述转子冲片本体的周向间隔排布，每一组所述磁钢槽包括第一磁钢槽和第二磁钢槽，所述第一磁钢槽和第二磁钢槽在自所述转子冲片本体的边缘至中心的方向上依次间隔布设，所述第二磁钢槽包括沿所述转子冲片本体的周向间隔排布的第一段和第二段，所述第一段和第二段之间设有磁桥；

多组辅助槽，设于所述转子冲片本体的边缘，多组所述辅助槽对应所述多组磁钢槽设置，且每一组所述辅助槽包括对应位于一所述第一磁钢槽两端的两个开槽；以及，

多个去谐波孔，对应分设于每相邻两个所述第一磁钢槽之间。

2.如权利要求1所述的电机转子冲片，其特征在于，所述磁钢槽设置有八组；和/或，

在自所述转子冲片本体的边缘至中心的方向上，所述第一段和第二段呈逐渐相互靠近的倾斜设置。

3.如权利要求2所述的电机转子冲片，其特征在于，所述第一段与所述第二段之间形成的夹角为117.53°。

4.如权利要求1所述的电机转子冲片，其特征在于，所述第一磁钢槽与所述转子冲片本体边缘之间最近的距离为1.1～1.3mm；和/或，

所述磁桥的宽度为0.9～1.1mm。

5.如权利要求1所述的电机转子冲片，其特征在于，所述转子冲片本体的边缘开设有多个呈半圆形设置的缺口，以形成多组所述辅助槽，所述半圆形的直径为2.2mm；和/或，

每一组所述辅助槽中的两个开槽相对于所述第一磁钢槽呈对称设置，且所述开槽与所述第一磁钢槽的中心处对应形成的圆心角为17～20°。

6.如权利要求1所述的电机转子冲片，其特征在于，所述转子冲片本体的中心位置开设有轴孔，所述轴孔的孔壁设有两个凸键，所述两个凸键相对于所述转子冲片本体的中心呈相对设置，且所述两个凸键对应形成的圆心角为178.1°。

7.如权利要求1所述的电机转子冲片，其特征在于，所述第一段远离所述磁桥的一端设有朝向所述第一磁钢槽的方向弯折形成的第一弯折部，所述第一弯折部与所述第一段的端面之间形成有间隙；

所述第二段远离所述磁桥的一端设有朝向所述第一磁钢槽的方向弯折形成的第二弯折部，所述第二弯折部与所述第二段的端面之间形成有间隙。

8.如权利要求1所述的电机转子冲片，其特征在于，所述转子冲片本体的材质为硅钢片B27AV1400。

9.一种电机转子总成系统，其特征在于，包括：

转轴；

多个转子铁芯，多个所述转子铁芯依次套设于所述转轴上，每一所述转子铁芯包括多个依次叠压设置的电机转子冲片，所述电机转子冲片为如权利要求1至8任意一项所述的电机转子冲片。

10.如权利要求9所述的电机转子总成系统，其特征在于，每一所述电机转子冲片上设有定位孔，每一所述转子铁芯中多个所述电机转子冲片上的定位孔对应且连通形成定位通道，多个所述转子铁芯包括对应位于所述转轴两端的第一转子铁芯和第二转子铁芯、与所述第一转子铁芯相邻的第三转子铁芯、以及与所述第二转子铁芯相邻的第四转子铁芯，其中，

所述第一转子铁芯的定位通道与所述第二转子铁芯的定位通道对应设置，所述的第三转子铁芯的定位通道与所述第四转子铁芯的定位通道对应设置，所述第一转子铁芯的定位通道与所述第三转子铁芯的定位通道在所述转轴的周向上错开设置，且错开的角度为3.8°。

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