CN111725930A - 扁线定子组件及驱动电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种扁线定子组件及驱动电机，所述扁线定子组件应用于转子极数为2p的M相电机；所述扁线定子组件包括定子铁芯及M相定子绕组，所述定子铁芯具有定子槽，且所述M相定子绕组在定子槽内绕制成六层；所述M相定子绕组的每相定子绕组均包括a套子绕组，所述a不为2p的约数；每套所述子绕组分别包括有分布于所述定子槽的第一层和第二层、第三层和第四层及第五层和第六层的线圈，且每套子绕组分布于所述定子槽的第一层和第二层的线圈数量、分布于第三层和第四层的线圈数量和分布于第五层和第六层的线圈数量均大于或等于2。本发明实施例优化了连接方式，使各套子绕组间的电感的不对称性较小，从而减少绕组环流，以减小附加铜耗。

Description

扁线定子组件及驱动电机

技术领域

本发明实施例涉及电机领域，更具体地说，涉及一种扁线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。

相比于圆线电机，扁线电机的电机槽满率更高、绕组端部更短、功率密度更大、散热能力更强，因此特别适用于车用驱动电机小型化、轻量化的应用需求。

扁线电机存在固有的集肤效应现象，特别是高速电机，集肤效应较为严重，因此为削弱集肤效应，扁线电机通常会增加定子槽内的导体层数，以使得扁线厚度减小。随着扁线层数增加，绕组连接方式随着增加，不合理的连接方式会带来绕组电感不平衡，进而产生绕组环流，增加绕组附加铜耗。

如图1、2所示，是现有扁线电机中三相定子绕组(例如U相定子绕组、V相定子绕组及W相定子绕组)的拓扑结构示意图、以及每一相定子绕组中三套子绕组(包括第一套子绕组U1、第二套子绕组U2和第三套子绕组U3)在定子铁芯上的绕制结构示意图。由于受连接方式限制，现有扁线电机的每一相定子绕组中的第三套子绕组U3均没有设置串联到定子槽的第三层和第四层的线圈，从而导致三套子绕组间的电感存在较大的不对称性，如图3所示，致使较大绕组环流的产生，进而增加了附加铜耗。

此外，第三套子绕组U3分布于定子槽的第一层和第二层的线圈、与分布于第五层和第六层的线圈需要跨层连接，从而需要增设跨接铜排，这样大大增加了材料成本，同时增大了组装操作难度。

发明内容

本发明实施例针对上述现有扁线电机的每一相定子绕组中的三套子绕组间的电感存在较大的不对称性、附加铜耗增加以及材料成本高、组装难度大的问题，提供一种扁线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，提供一种扁线定子组件，应用于转子极数为2p的M相电机；所述扁线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N个轴向设置的定子槽，且所述M相定子绕组在所述定子槽内绕制成六层，所述N、p和M均为正整数；所述M相定子绕组的每一相定子绕组均包括a套并联连接的子绕组，所述a为正整数且不为所述2p的约数；每套所述子绕组分别包括有分布于所述定子槽的第一层和第二层、分布于第三层和第四层以及分布于第五层和第六层的线圈，且每套所述子绕组分布于所述定子槽的第一层和第二层的线圈的数量、分布于第三层和第四层的线圈的数量、以及分布于第五层和第六层的线圈的数量均大于或等于2。

优选地，所述M相定子绕组的每一相定子绕组分别包括三套子绕组，且每套所述子绕组均包括n个串联连接的线圈，所述n等于N/3；

每套所述子绕组分布于所述定子槽的第一层和第二层的线圈的数量、分布于第三层和第四层的线圈的数量、以及分布于第五层和第六层的线圈数量均为大于或等于4的偶数。

优选地，每套所述子绕组中的线圈分别沿所述子绕组的绕制方向设置，且所述线圈的导出端与相连接的线圈的导入端位于所述定子槽的相同层或相邻层；所述线圈为U型发卡铜排、或为I型铜排。

优选地，每一相所述定子绕组的三套子绕组分别包括第一子绕组、第二子绕组和第三子绕组；

所述第一子绕组包括分布在所述定子槽的第一层和第二层的3n/8个线圈、分布在所述定子槽的第三层和第四层的n/4个线圈、以及分布在所述定子槽的第五层和第六层的3n/8个线圈；

所述第二子绕组包括分布在所述定子槽的第一层和第二层的3n/8个线圈、分布在所述定子槽的第三层和第四层的n/4个线圈、以及分布在所述定子槽的第五层和第六层的3n/8个线圈；

所述第三子绕组包括分布在所述定子槽的第一层和第二层的n/4个线圈、分布在所述定子槽的第三层和第四层的n/2个线圈、以及分布在所述定子槽的第五层和第六层的n/4个线圈。

优选地，每一相所述定子绕组的三套子绕组分别包括第一子绕组、第二子绕组和第三子绕组；

所述第一子绕组包括分布在所述定子槽的第一层和第二层的n/4个线圈、分布在所述定子槽的第三层和第四层的3n/8个线圈、以及分布在所述定子槽的第五层和第六层的3n/8个线圈；

所述第二子绕组包括分布在所述定子槽的第一层和第二层的3n/8个线圈、分布在所述定子槽的第三层和第四层的3n/8个线圈、以及分布在所述定子槽的第五层和第六层的n/4个线圈；

所述第三子绕组包括分布在所述定子槽的第一层和第二层的n/2个线圈、分布在所述定子槽的第三层和第四层的n/4个线圈、以及分布在所述定子槽的第五层和第六层的n/4个线圈。

优选地，每一相所述定子绕组的三套子绕组分别包括第一子绕组、第二子绕组和第三子绕组；

所述第一子绕组包括分布在所述定子槽的第一层和第二层的3n/8个线圈、分布在所述定子槽的第三层和第四层的3n/8个线圈、以及分布在所述定子槽的第五层和第六层的n/4个线圈；

所述第二子绕组包括分布在所述定子槽的第一层和第二层的3n/8个线圈、分布在所述定子槽的第三层和第四层的3n/8个线圈、以及分布在所述定子槽的第五层和第六层的n/4个线圈；

所述第三子绕组包括分布在所述定子槽的第一层和第二层的n/4个线圈、分布在所述定子槽的第三层和第四层的n/4个线圈、以及分布在所述定子槽的第五层和第六层的n/2个线圈。

优选地，所述M为3，所述p为4，所述N为48；

所述第一子绕组包括位于所述定子槽的第一层和第二层的第一线圈组、位于所述定子槽的第三层和第四层的第二线圈组以及位于所述定子槽的第五层和第六层的第三线圈组；

所述第二子绕组包括位于所述定子槽的第一层和第二层的第四线圈组、位于所述定子槽的第三层和第四层的第五线圈组以及位于所述定子槽的第五层和第六层的第六线圈组，且所述第四线圈组、第五线圈组和第六线圈组与所述第一子绕组的绕制方向相反；

所述第三子绕组包括位于所述定子槽的第一层和第二层的第七线圈组、位于所述定子槽的第一层和第二层的第八线圈组、位于所述定子槽的第三层和第四层的第九线圈组、位于所述定子槽的第三层和第四层的第十线圈组、位于所述定子槽的第五层和第六层的第十一线圈组以及位于所述定子槽的第五层和第六层的第十二线圈组，且所述第七线圈组、第九线圈组和第十一线圈组与所述第一子绕组的绕制方向相同，所述第八线圈组、第十线圈组和第十二线圈组与所述第一子绕组的绕制方向相反。

优选地，所述第三子绕组的第八线圈组、第七线圈组、第九线圈组、第十一线圈组、第十二线圈组和第十线圈组分别依次串联在一起，且所述第三子绕组的相电压引出线导电连接到位于所述定子槽的第二层的第八线圈组、中性线引出线导电连接到位于所述定子槽的第三层的第九线圈组；

所述第一子绕组的相电压引出线、第二子绕组的中性线引出线分别连接到位于所述定子槽的第一层的线圈，所述第一子绕组的中性线引出线、第二子绕组的相电压引出线分别连接到位于所述定子槽的第六层的线圈。

优选地，所述第一线圈组和第三线圈组分别包括六个等距线圈，且所述第一线圈组和第三线圈组的六个等距线圈分别串联一起；所述第二线圈组包括四个等距线圈，且所述第二线圈组的四个等距线圈串联一起；所述第一线圈组、第二线圈组和第三线圈组通过两个短距线圈分别依次串联连接；

所述第四线圈组和第六线圈组分别包括六个等距线圈，且所述第四线圈组和第六线圈组的六个等距线圈分别串联一起；所述第五线圈组包括四个等距线圈，且所述第五线圈组的四个等距线圈串联一起；所述第四线圈组、第五线圈组和第六线圈组通过两个短距线圈分别依次串联连接；

所述第七线圈组、第八线圈组、第十一线圈组和第十二线圈组分别包括两个等距线圈，所述第九线圈组和第四线圈组分别包括四个等距线圈，且所述第八线圈组、第七线圈组、第九线圈组、第十一线圈组、第十二线圈组和第十线圈组通过五个短距线圈分别依次串联连接。

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任一项所述的扁线定子组件。

本发明实施例的扁线定子组件及驱动电机具有以下有益效果：通过将每套子绕组的线圈分别串联到定子槽的第一层和第二层、第三层和第四层、以及第五层和第六层，同时使每套子绕组分布于定子槽的第一层和第二层的线圈数量、分布于第三层和第四层的线圈数量、以及分布于第五层和第六层的线圈数量分别以大于或等于2的方式设置，可以有效优化连接方式，使得每一相定子绕组的各套子绕组间的电感的不对称性较小，从而减少绕组环流，以减小附加铜耗；并且，由于每套子绕组分别包括有分布于定子槽的第一层和第二层、分布于第三层和第四层、以及分布于第五层和第六层的线圈，因此同一套子绕组的线圈无需跨层连接，不仅可以降低材料成本，还能够有效降低装配操作难度，进而提高组装效率。

附图说明

图1是现有扁线电机的扁线定子组件中三相定子绕组的拓扑结构示意图；

图2是现有扁线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3是现有扁线电机的每一相定子绕组中三套子绕组中电流的波形图；

图4是本发明实施例提供的扁线定子组件中三相定子绕组的拓扑结构示意图；

图5是本发明实施例提供的扁线定子组件中线圈的横截面的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的扁线定子组件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7是本发明实施例提供的扁线定子组件的三相定子绕组中三套子绕组中电流的波形图；

图8是本发明另一实施例提供的扁线定子组件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9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4所示，是本发明实施例提供的扁线定子组件中三相定子绕组的拓扑结构示意图，该扁线定子组件可应用于电机设备领域，特别是在新能源汽车的驱动电机中。

结合图5所示，本实施例中的扁线定子组件主要应用于转子极数为2p(p为正整数)的三相电机。具体地，扁线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)，其中定子铁芯的内周具有N(N为正整数)个轴向设置的定子槽7。上述三相定子绕组可由扁导线(扁导线具体可包括横截面为矩形的导体、以及包裹在导体外的绝缘层)构成，且三相定子绕组在定子槽7内绕制成六层，具体包括沿电机径向由外向内依次排列的第一层L1、第二层L2、第三层L3、第四层L4、第五层L5和第六层L6。

优选地，上述三相定子绕组的每一相定子绕组均包括a(a为正整数)套并联连接的子绕组，且a不为2p的约数，即每一相定子绕组的并联支路的数量不为电机的转子极数的约数，这样可以有效提升电机的低速转矩和高速功率的匹配性，以适用于高速场合，而不必增加逆变器容量，进而降低成本。

特别地，每一相定子绕组的每套子绕组分别包括有分布于定子槽7的第一层L1和第二层L2、分布于第三层L3和第四层L4、以及分布于第五层L5和第六层L6的线圈，且每套子绕组分布于定子槽7的第一层L1和第二层L2的线圈数量、分布于第三层L3和第四层L4的线圈数量、以及分布于第五层L5和第六层L6的线圈数量均大于或等于2，该设置方式大大提高了线圈分布的平衡性，不仅方便了三相定子绕组的绕设装配，还降低了各向定子绕组的并联支路电阻、电感不平衡率和电流不平衡率，具有较高的实用性。

上述扁线定子组件通过将每一相定子绕组的每套子绕组的线圈分别串联到定子槽7的第一层L1和第二层L2、第三层L3和第四层L4、以及第五层L5和第六层L6，并且同时使每套子绕组分布于定子槽7的第一层L1和第二层L2的线圈数量、分布于第三层L3和第四层L4的线圈数量、以及分布于第五层L5和第六层L6的线圈数量分别以大于或等于2的方式设置，这样可以有效优化三相定子绕组的连接方式，使三相定子绕组在定子槽7的每一层都绕设有线圈，以提高连接方式的合理性，从而使得每一相定子绕组的三套子绕组间的电感的不对称性较小(即是使各并联的子绕组的反电势、电阻以及电感大致相同)，进而减小由于并联子绕组之间环流而产生的附加铜耗，以提高电机效率，并降低定子绕组的温升。当在电动汽车中应用时，可有效改善NVH性能，提高电动汽车的市场竞争力。

由于每套子绕组分别包括有分布于定子槽7的第一层L1和第二层L2、分布于第三层L3和第四层L4、以及分布于第五层L5和第六层L6的线圈，因此同一套子绕组的线圈无需跨层连接，组装时无需使用较长距离的跨接铜排实现串联，不仅控制了材料成本，还有效降低了装配操作难度，进而可提高上述扁线定子组件的组装效率。

特别地，每套子绕组中的线圈分别沿子绕组的绕制方向设置，且每一线圈的导出端与相连接的线圈的导入端位于定子槽7的相同层或相邻层，即每一线圈的导出端能够直接与相连接的线圈的导入端串联一起，这样可无需借助短距线圈连接，既提高了串联装配的方便性，又可节省材料，以降低成本。当然，相邻的两个线圈可通过短距线圈串联在一起，具体可根据实际情况确定。

在实际应用中，三相定子绕组的线圈具体可为U型发卡铜排，U型发卡铜排的一只脚构成导入端，另一只脚构成导出端。组装时，直接将U型发卡铜排的两只脚分别插入到定子槽7的两个相邻层上，即第一层L1和第二层L2、第三层L3和第四层L4、或第五层L5和第六层L6，完成线圈的装配，组装方便快捷，有利于拆装维护。当然，上述三相定子绕组的线圈还可采用I型(双端焊接)或连续波绕线(无焊接)，具体可根据实际情况确定。

在本发明的实施例中，上述三相定子绕组的每一相定子绕组分别包括三套子绕组，且每套子绕组均包括n个串联连接的线圈。具体地，n等于N/3，且n为正整数。

优选地，每套子绕组分布于定子槽7的第一层L1和第二层L2的线圈的数量、分布于第三层L3和第四层L4的线圈的数量、以及分布于第五层L5和第六层L6的线圈的数量均为大于或等于4的偶数，这样可使得每套子绕组分布于定子槽7的第一层L1和第二层L2的线圈数量、分布于第三层L3和第四层L4的线圈的数量、以及分布于第五层L5和第六层L6的线圈的数量更加均匀，使线圈在各层上的分布比例更加合理，从而可以进一步优化三相定子绕组的连接方式，提高每一相定子绕组的三套子绕组间的电感的对称性，以抑制并联子绕组之间产生环流。

实施例1

每一相定子绕组的三套子绕组分别包括第一子绕组、第二子绕组和第三子绕组，且三相定子绕组采用了以下方式绕制：

每一相定子绕组的第一子绕组均包括分布在定子槽7的第一层L1和第二层L2的3n/8个线圈、分布在定子槽7的第三层L3和第四层L4的n/4个线圈、以及分布在定子槽7的第五层L5和第六层L6的3n/8个线圈。

每一相定子绕组的第二子绕组均包括分布在定子槽7的第一层L1和第二层L2的3n/8个线圈、分布在定子槽7的第三层L3和第四层L4的n/4个线圈、以及分布在定子槽7的第五层L5和第六层L6的3n/8个线圈。

每一相定子绕组的第三子绕组均包括分布在定子槽7的第一层L1和第二层L2的n/4个线圈、分布在定子槽7的第三层L3和第四层L4的n/2个线圈、以及分布在定子槽7的第五层L5和第六层L6的n/4个线圈。

实施例2

每一相定子绕组的三套子绕组分别包括第一子绕组、第二子绕组和第三子绕组，且三相定子绕组采用了以下方式绕制：

每一相定子绕组的第一子绕组均包括分布在定子槽7的第一层L1和第二层L2的n/4个线圈、分布在定子槽7的第三层L3和第四层L4的3n/8个线圈、以及分布在定子槽7的第五层L5和第六层L6的3n/8个线圈。

每一相定子绕组的第二子绕组均包括分布在定子槽7的第一层L1和第二层L2的3n/8个线圈、分布在定子槽7的第三层L3和第四层L4的3n/8个线圈、以及分布在定子槽7的第五层L5和第六层L6的n/4个线圈。

每一相定子绕组的第三子绕组均包括分布在定子槽7的第一层L1和第二层L2的n/2个线圈、分布在定子槽7的第三层L3和第四层L4的n/4个线圈、以及分布在定子槽7的第五层L5和第六层L6的n/4个线圈。

实施例3

每一相定子绕组的三套子绕组分别包括第一子绕组、第二子绕组和第三子绕组，且三相定子绕组采用了以下方式绕制：

每一相定子绕组的第一子绕组均包括分布在定子槽7的第一层L1和第二层L2的3n/8个线圈、分布在定子槽7的第三层L3和第四层L4的3n/8个线圈、以及分布在定子槽7的第五层L5和第六层L6的n/4个线圈。

每一相定子绕组的第二子绕组均包括分布在定子槽7的第一层L1和第二层L2的3n/8个线圈、分布在定子槽7的第三层L3和第四层L4的3n/8个线圈、以及分布在定子槽7的第五层L5和第六层L6的n/4个线圈。

每一相定子绕组的第三子绕组均包括分布在定子槽7的第一层L1和第二层L2的n/4个线圈、分布在定子槽7的第三层L3和第四层L4的n/4个线圈、以及分布在定子槽7的第五层L5和第六层L6的n/2个线圈。

在本发明的第一实施例中，上述扁线定子组件应用于转子极数为8的三相电机，即p为4。并且，定子铁芯的内周具有48个轴向设置的定子槽7，三相定子绕组在这48个定子槽7内绕制成6层。

如图6所示，为上述扁线定子组件的U相绕组中各套子绕组的详细接线图，其中所示的附图标志1、2、3……47、48表示48个定子槽7的编号(即定子槽7的1号槽、2号槽、3号槽……47号槽、48号槽)，而位于每一层上的倒V标志表示线圈，且与倒V虚线相连一端表示当前层，与倒V实线相连一端表示相邻层，这里的相邻层为第一层L1与第二层L2、第三层L3与第四层L4、第五层L5与第六层L6，即第一层L1的相邻层为第二层L2，第二层L2的相邻层为第一层L1，第三层L3的相邻层为第四层L4，第四层L4的相邻层为第三层L3，第五层L5的相邻层为第六层L6，第六层L6的相邻层为第五层L5。

具体地，第一子绕组U1包括位于定子槽7的第一层L1和第二层L2的第一线圈组U11、位于定子槽7的第三层L3和第四层L4的第二线圈组U13、以及位于定子槽7的第五层L5和第六层L6的第三线圈组U15。其中：第一线圈组U11、第二线圈组U13和第三线圈组U15优选位于相同槽。

上述第一线圈组U11和第三线圈组U15分别包括六个等距线圈，第二线圈组U13包括四个等距线圈，且第一线圈组U11、第二线圈组U13和第三线圈组U15通过两个短距线圈分别依次串联连接在一起。

具体地，上述第一线圈组U11包括分别依次串联的线圈111、线圈112、线圈113、线圈114、线圈115以及线圈116(即上述六个等距线圈)；第二线圈组U13包括分别依次串联的线圈131、线圈132、线圈133以及线圈134(即上述四个等距线圈)；第三线圈组U15包括分别依次串联的线圈151、线圈152、线圈153、线圈154、线圈155以及线圈156(即上述六个等距线圈)。

组装时，将线圈111插入到第一层L1的1号槽及第二层L2的7号槽，将线圈112插入到第一层L1的13号槽及第二层L2的19号槽，将线圈113插入到第一层L1的25号槽及第二层L2的31号槽，将线圈114插入到第一层L1的38号槽及第二层L2的44号槽，将线圈115插入到第一层L1的2号槽及第二层L2的8号槽，将线圈116插入到第一层L1的14号槽及第二层L2的20号槽。然后，将线圈131插入到第三层L3的26号槽及第四层L4的32号槽，将线圈132插入到第三层L3的38号槽及第四层L4的44号槽，将线圈133插入到第三层L3的1号槽及第四层L4的7号槽，将线圈134插入到第三层L3的13号槽及第四层L4的19号槽。接着，将线圈151插入到第五层L5的25号槽及第六层L6的31号槽，将线圈152插入到第五层L5的37号槽及第六层L6的43号槽，将线圈153插入到第五层L5的1号槽及第六层L6的7号槽，将线圈154插入到第五层L5的14号槽及第六层L6的20号槽，将线圈155插入到第五层L5的26号槽及第六层L6的32号槽，将线圈156插入到第五层L5的38号槽及第六层L6的44号槽。最后，将线圈111、线圈112、线圈113、线圈114、线圈115、线圈116、线圈131、线圈132、线圈133、线圈134、线圈151、线圈152、线圈153、线圈154、线圈155以及线圈156分别依次导电连接(可直接连接或通过短距线圈连接)串联一起，完成第一子绕组U1的绕制操作。

并且，上述第一子绕组U1的相电压引出线U1+连接到线圈111位于定子槽7的第一层L1的导入端、中性线引出线U1-连接到线圈156位于定子槽7的第六层L6的导出端。此外，第一线圈组U11的线圈116通过短距线圈413与第二线圈组U13的线圈131串联一起，第二线圈组U13的线圈134通过短距线圈435与第三线圈组U15的线圈151串联一起。当然，在实际应用中，相邻两个线圈也可通过直接焊接的方式实现连接。

同样地，第二子绕组U2包括位于定子槽7的第一层L1和第二层L2的第四线圈组U22、位于定子槽7的第三层L3和第四层L4的第五线圈组U24、以及位于定子槽7的第五层L5和第六层L6的第六线圈组U26，且第四线圈组U22、第五线圈组U24和第六线圈组U26与第一子绕组U1的绕制方向相反。并且，在实际应用中，优选使第四线圈组U22、第五线圈组U24和第六线圈组U26的部分线圈位于相同槽、另一部分位于相邻槽。

上述第四线圈组U22和第六线圈组U26分别包括六个等距线圈，第五线圈组U24包括四个等距线圈，且第四线圈组U22、第五线圈组U24和第六线圈组U26通过两个短距线圈分别依次串联连接。

具体地，上述第四线圈组U22包括分别依次串联的线圈221、线圈222、线圈223、线圈224、线圈225以及线圈226(即上述六个等距线圈)；第五线圈组U24包括分别依次串联的线圈241、线圈242、线圈243以及线圈244(即上述四个等距线圈)；第六线圈组U26包括分别依次串联的线圈261、线圈262、线圈263、线圈264、线圈265以及线圈266(即上述六个等距线圈)。

组装时，将线圈261插入到第六层L6的1号槽及第五层L5的43号槽，将线圈262插入到第六层L6的37号槽及第五层L5的31号槽，将线圈263插入到第六层L6的25号槽及第五层L5的19号槽，将线圈264插入到第六层L6的14号槽及第五层L5的8号槽，将线圈265插入到第六层L6的2号槽及第五层L5的44号槽，将线圈266插入到第六层L6的38号槽及第五层L5的32号槽。然后，将线圈241插入到第四层L4的26号槽及第三层L3的20号槽，将线圈242插入到第四层L4的14号槽及第三层L3的8号槽，将线圈243插入到第四层L4的1号槽及第三层L3的43号槽，将线圈244插入到第四层L4的37号槽及第三层L3的31号槽。接着，将线圈221插入到第二层L2的25号槽及第一层L1的19号槽，将线圈222插入到第二层L2的13号槽及第一层L1的7号槽，将线圈223插入到第二层L2的1号槽及第一层L1的43号槽，将线圈224插入到第二层L2的38号槽及第一层L1的32号槽，将线圈225插入到第二层L2的26号槽及第一层L1的20号槽，将线圈226插入到第二层L2的14号槽及第一层L1的8号槽。最后，将线圈261、线圈262、线圈263、线圈264、线圈265、线圈266、线圈241、线圈242、线圈243、线圈244、线圈221、线圈222、线圈223、线圈224、线圈225以及线圈226分别依次导电连接(可直接连接或通过短距线圈连接)串联一起，完成第二子绕组U2的绕制操作。

并且，上述第二子绕组U2的相电压引出线U2+连接到线圈261位于定子槽7的第六层L6的导入端、中性线引出线U2-连接到线圈226位于定子槽7的第一层L1的导出端。此外，第六线圈组U26的线圈266通过短距线圈564与第五线圈组U24的线圈241串联一起，第五线圈组U24的线圈244通过短距线圈542与第四线圈组U22的线圈221串联一起。当然，在实际应用中，相邻两个线圈也可通过直接焊接的方式实现连接。

进一步地，第三子绕组U3包括位于定子槽7的第一层L1和第二层L2的第七线圈组U31、位于定子槽7的第一层L1和第二层L2的第八线圈组U32、位于定子槽7的第三层L3和第四层L4的第九线圈组U33、位于定子槽7的第三层L3和第四层L4的第十线圈组U34、位于定子槽7的第五层L5和第六层L6的第十一线圈组U35、以及位于定子槽7的第五层L5和第六层L6的第十二线圈组U36，其中第七线圈组U31、第九线圈组U33和第十一线圈组U35的绕制方向与第一子绕组U1的绕制方向相同，第八线圈组U32、第十线圈组U34和第十二线圈组U36的绕制方向与第一子绕组U1的绕制方向相反。

上述第七线圈组U31、第八线圈组U32、第十一线圈组U35和第十二线圈组U36分别包括两个等距线圈，第九线圈组U33和第四线圈组U34分别包括四个等距线圈，且第八线圈组U32、第七线圈组U31、第九线圈组U33、第十一线圈组U35、第十二线圈组U36和第十线圈组U34通过五个短距线圈分别依次串联连接。

具体地，上述第七线圈组U31包括分别依次串联的线圈311和线圈312(即上述两个等距线圈)；第八线圈组U32包括分别依次串联的线圈321和线圈322(即上述两个等距线圈)；第九线圈组U33包括分别依次串联的线圈331、线圈332、线圈333和线圈334(即上述四个等距线圈)；第十线圈组U34包括分别依次串联的线圈341、线圈342、线圈343和线圈344(即上述四个等距线圈)；第十一线圈组U35包括分别依次串联的线圈351和线圈352(即上述两个等距线圈)；第十二线圈组U36包括分别依次串联的线圈361和线圈362(即上述两个等距线圈)。

组装时，将线圈321插入到第二层L2的2号槽及第一层L1的44号槽，将线圈322插入到第二层L2的37号槽及第一层L1的31号槽。再将线圈311插入到第一层L1的26号槽及第二层L2的32号槽，将线圈312插入到第一层L1的37号槽及第二层L2的43号槽。然后，将线圈331插入到第三层L3的2号槽及第四层L4的8号槽，将线圈332插入到第三层L3的14号槽及第四层L4的20号槽，将线圈333插入到第三层L3的25号槽及第四层L4的31号槽，将线圈334插入到第三层L3的37号槽及第四层L4的43号槽。再将线圈351插入到第五层L5的2号槽及第六层L6的8号槽，将线圈352插入到第五层L5的13号槽及第六层L6的19号槽。接着，将线圈361插入到第六层L6的26号槽及第五层L5的20号槽，将线圈362插入到第六层L6的13号槽及第五层L5的7号槽。再将线圈341插入到第四层L4的2号槽及第三层L3的44号槽，将线圈342插入到第四层L4的38号槽及第三层L3的32号槽，将线圈343插入到第四层L4的25号槽及第三层L3的19号槽，将线圈344插入到第四层L4的13号槽及第三层L3的7号槽。最后，将线圈321、线圈322、线圈311、线圈312、线圈331、线圈332、线圈333、线圈334、线圈351、线圈352、线圈361、线圈362、线圈341、线圈342、线圈343和线圈344分别依次导电连接(可直接连接或通过短距线圈连接)并串联在一起，即是将第八线圈组U32、第七线圈组U31、第九线圈组U33、第十一线圈组U35、第十二线圈组U36和第十线圈组U34分别依次串联在一起，完成第三子绕组U3的绕制操作。

并且，第三子绕组U3的相电压引出线U3+导电连接到线圈321位于定子槽7的第二层L2的导入端、中性线引出线U3-导电连接到线圈344位于定子槽7的第三层L3的导出端。

此外，上述第八线圈组U32的线圈322通过短距线圈621与第七线圈组U31的线圈311串联一起，第七线圈组U31的线圈312通过短距线圈613与第九线圈组U33的线圈331串联一起，第九线圈组U33的线圈334通过短距线圈635与第十一线圈组U35的线圈351串联一起，第十一线圈组U35的线圈352通过短距线圈656与第十二线圈组U36的线圈361串联一起，第十二线圈组U36的线圈362通过短距线圈664与第十线圈组U34的线圈341串联一起。当然，在实际应用中，相邻两个线圈也可通过直接焊接的方式实现连接。

上述扁线定子组件通过使第三子绕组U3在第三层L3和第四层L4设置第九线圈组U33和第十线圈组U34，可使得每一相定子绕组的各套子绕组间的电感具有更高的对称性。

结合图7所示，相较于现有的扁线电机的绕组连接方式(如图2、3所示)，上述扁线定子组件的每一相定子绕组的各个并联子绕组电流基本重合，从而大大抑制了并联子绕组间产生的环流，进而大幅度减小了高频下的附加交流铜耗，提高了高速运行时的电机效率，并避免了绕组局部过温，提高电机的使用寿命。

结合图8所示，在本发明的另一实施例中，第一子绕组U1采用了以下方式绕制组装：先将线圈111插入到第一层L1的1号槽及第二层L2的7号槽，将线圈112插入到第一层L1的14号槽及第二层L2的20号槽，将线圈113插入到第一层L1的25号槽及第二层L2的31号槽，将线圈114插入到第一层L1的38号槽及第二层L2的44号槽，将线圈115插入到第一层L1的2号槽及第二层L2的8号槽，将线圈116插入到第一层L1的13号槽及第二层L2的19号槽。

然后，将线圈131插入到第三层L3的25号槽及第四层L4的31号槽，将线圈132插入到第三层L3的38号槽及第四层L4的44号槽，将线圈133插入到第三层L3的1号槽及第四层L4的7号槽，将线圈134插入到第三层L3的14号槽及第四层L4的20号槽。接着，将线圈151插入到第五层L5的26号槽及第六层L6的32号槽，将线圈152插入到第五层L5的37号槽及第六层L6的43号槽，将线圈153插入到第五层L5的2号槽及第六层L6的8号槽，将线圈154插入到第五层L5的13号槽及第六层L6的19号槽，将线圈155插入到第五层L5的25号槽及第六层L6的31号槽，将线圈156插入到第五层L5的38号槽及第六层L6的44号槽。

最后，将线圈111、线圈112、线圈113、线圈114、线圈115、线圈116、线圈131、线圈132、线圈133、线圈134、线圈151、线圈152、线圈153、线圈154、线圈155以及线圈156分别依次导电连接(可直接连接或通过短距线圈连接)串联一起，完成第一子绕组U1的绕制操作。

第二子绕组U2采用了以下绕设组装：先将线圈261插入到第六层L6的1号槽及第五层L5的43号槽，将线圈262插入到第六层L6的38号槽及第五层L5的32号槽，将线圈263插入到第六层L6的25号槽及第五层L5的19号槽，将线圈264插入到第六层L6的14号槽及第五层L5的8号槽，将线圈265插入到第六层L6的2号槽及第五层L5的44号槽，将线圈266插入到第六层L6的37号槽及第五层L5的31号槽。

然后，将线圈241插入到第四层L4的25号槽及第三层L3的19号槽，将线圈242插入到第四层L4的14号槽及第三层L3的8号槽，将线圈243插入到第四层L4的1号槽及第三层L3的43号槽，将线圈244插入到第四层L4的38号槽及第三层L3的32号槽。

接着，将线圈221插入到第二层L2的26号槽及第一层L1的20号槽，将线圈222插入到第二层L2的13号槽及第一层L1的7号槽，将线圈223插入到第二层L2的2号槽及第一层L1的44号槽，将线圈224插入到第二层L2的37号槽及第一层L1的31号槽，将线圈225插入到第二层L2的25号槽及第一层L1的19号槽，将线圈226插入到第二层L2的14号槽及第一层L1的8号槽。

最后，将线圈261、线圈262、线圈263、线圈264、线圈265、线圈266、线圈241、线圈242、线圈243、线圈244、线圈221、线圈222、线圈223、线圈224、线圈225以及线圈226分别依次导电连接(可直接连接或通过短距线圈连接)串联一起，完成第二子绕组U2的绕制操作。

第三子绕组U3采用了以下绕设组装：先将线圈321插入到第二层L2的1号槽及第一层L1的43号槽，将线圈322插入到第二层L2的38号槽及第一层L1的32号槽。再将线圈311插入到第一层L1的26号槽及第二层L2的32号槽，将线圈312插入到第一层L1的37号槽及第二层L2的43号槽。然后，将线圈331插入到第三层L3的2号槽及第四层L4的8号槽，将线圈332插入到第三层L3的13号槽及第四层L4的19号槽，将线圈333插入到第三层L3的26号槽及第四层L4的32号槽，将线圈334插入到第三层L3的37号槽及第四层L4的43号槽。再将线圈351插入到第五层L5的1号槽及第六层L6的7号槽，将线圈352插入到第五层L5的14号槽及第六层L6的20号槽。接着，将线圈361插入到第六层L6的26号槽及第五层L5的20号槽，将线圈362插入到第六层L6的13号槽及第五层L5的7号槽。再将线圈341插入到第四层L4的2号槽及第三层L3的44号槽，将线圈342插入到第四层L4的37号槽及第三层L3的31号槽，将线圈343插入到第四层L4的26号槽及第三层L3的20号槽，将线圈344插入到第四层L4的13号槽及第三层L3的7号槽。最后，将线圈321、线圈322、线圈311、线圈312、线圈331、线圈332、线圈333、线圈334、线圈351、线圈352、线圈361、线圈362、线圈341、线圈342、线圈343和线圈344分别依次导电连接(可直接连接或通过短距线圈连接)并串联在一起，即是将第八线圈组U32、第七线圈组U31、第九线圈组U33、第十一线圈组U35、第十二线圈组U36和第十线圈组U34分别依次串联在一起，完成第三子绕组U3的绕制操作。

如图9所示，本发明实施例还提供一种驱动电机，该驱动电机包括转子组件A1和如上所述的扁线定子组件A2。

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)

1.一种扁线定子组件，应用于转子极数为2p的M相电机；所述扁线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N个轴向设置的定子槽，且所述M相定子绕组在所述定子槽内绕制成六层，所述N、p和M均为正整数；其特征在于，所述M相定子绕组的每一相定子绕组均包括a套并联连接的子绕组，所述a为正整数且不为所述2p的约数；每套所述子绕组分别包括有分布于所述定子槽的第一层和第二层、分布于第三层和第四层以及分布于第五层和第六层的线圈，且每套所述子绕组分布于所述定子槽的第一层和第二层的线圈的数量、分布于第三层和第四层的线圈的数量、以及分布于第五层和第六层的线圈的数量均大于或等于2。

2.根据权利要求1所述的扁线定子组件，其特征在于，所述M相定子绕组的每一相定子绕组分别包括三套子绕组，且每套所述子绕组均包括n个串联连接的线圈，所述n等于N/3；

每套所述子绕组分布于所述定子槽的第一层和第二层的线圈的数量、分布于第三层和第四层的线圈的数量、以及分布于第五层和第六层的线圈数量均为大于或等于4的偶数。

3.根据权利要求2所述的扁线定子组件，其特征在于，每套所述子绕组中的线圈分别沿所述子绕组的绕制方向设置，且所述线圈的导出端与相连接的线圈的导入端位于所述定子槽的相同层或相邻层；所述线圈为U型发卡铜排、或为I型铜排。

4.根据权利要求2所述的扁线定子组件，其特征在于，每一相所述定子绕组的三套子绕组分别包括第一子绕组、第二子绕组和第三子绕组；

所述第一子绕组包括分布在所述定子槽的第一层和第二层的3n/8个线圈、分布在所述定子槽的第三层和第四层的n/4个线圈、以及分布在所述定子槽的第五层和第六层的3n/8个线圈；

所述第二子绕组包括分布在所述定子槽的第一层和第二层的3n/8个线圈、分布在所述定子槽的第三层和第四层的n/4个线圈、以及分布在所述定子槽的第五层和第六层的3n/8个线圈；

所述第三子绕组包括分布在所述定子槽的第一层和第二层的n/4个线圈、分布在所述定子槽的第三层和第四层的n/2个线圈、以及分布在所述定子槽的第五层和第六层的n/4个线圈。

5.根据权利要求2所述的扁线定子组件，其特征在于，每一相所述定子绕组的三套子绕组分别包括第一子绕组、第二子绕组和第三子绕组；

所述第一子绕组包括分布在所述定子槽的第一层和第二层的n/4个线圈、分布在所述定子槽的第三层和第四层的3n/8个线圈、以及分布在所述定子槽的第五层和第六层的3n/8个线圈；

所述第二子绕组包括分布在所述定子槽的第一层和第二层的3n/8个线圈、分布在所述定子槽的第三层和第四层的3n/8个线圈、以及分布在所述定子槽的第五层和第六层的n/4个线圈；

所述第三子绕组包括分布在所述定子槽的第一层和第二层的n/2个线圈、分布在所述定子槽的第三层和第四层的n/4个线圈、以及分布在所述定子槽的第五层和第六层的n/4个线圈。

6.根据权利要求2所述的扁线定子组件，其特征在于，每一相所述定子绕组的三套子绕组分别包括第一子绕组、第二子绕组和第三子绕组；

所述第一子绕组包括分布在所述定子槽的第一层和第二层的3n/8个线圈、分布在所述定子槽的第三层和第四层的3n/8个线圈、以及分布在所述定子槽的第五层和第六层的n/4个线圈；

所述第二子绕组包括分布在所述定子槽的第一层和第二层的3n/8个线圈、分布在所述定子槽的第三层和第四层的3n/8个线圈、以及分布在所述定子槽的第五层和第六层的n/4个线圈；

所述第三子绕组包括分布在所述定子槽的第一层和第二层的n/4个线圈、分布在所述定子槽的第三层和第四层的n/4个线圈、以及分布在所述定子槽的第五层和第六层的n/2个线圈。

7.根据权利要求4所述的扁线定子组件，其特征在于，所述M为3，所述p为4，所述N为48；

所述第一子绕组包括位于所述定子槽的第一层和第二层的第一线圈组、位于所述定子槽的第三层和第四层的第二线圈组以及位于所述定子槽的第五层和第六层的第三线圈组；

所述第二子绕组包括位于所述定子槽的第一层和第二层的第四线圈组、位于所述定子槽的第三层和第四层的第五线圈组以及位于所述定子槽的第五层和第六层的第六线圈组，且所述第四线圈组、第五线圈组和第六线圈组与所述第一子绕组的绕制方向相反；

所述第三子绕组包括位于所述定子槽的第一层和第二层的第七线圈组、位于所述定子槽的第一层和第二层的第八线圈组、位于所述定子槽的第三层和第四层的第九线圈组、位于所述定子槽的第三层和第四层的第十线圈组、位于所述定子槽的第五层和第六层的第十一线圈组以及位于所述定子槽的第五层和第六层的第十二线圈组，且所述第七线圈组、第九线圈组和第十一线圈组与所述第一子绕组的绕制方向相同，所述第八线圈组、第十线圈组和第十二线圈组与所述第一子绕组的绕制方向相反。

8.根据权利要求7所述的扁线定子组件，其特征在于，所述第三子绕组的第八线圈组、第七线圈组、第九线圈组、第十一线圈组、第十二线圈组和第十线圈组分别依次串联在一起，且所述第三子绕组的相电压引出线导电连接到位于所述定子槽的第二层的第八线圈组、中性线引出线导电连接到位于所述定子槽的第三层的第九线圈组；

所述第一子绕组的相电压引出线、第二子绕组的中性线引出线分别连接到位于所述定子槽的第一层的线圈，所述第一子绕组的中性线引出线、第二子绕组的相电压引出线分别连接到位于所述定子槽的第六层的线圈。

9.根据权利要求7或8所述的扁线定子组件，其特征在于，所述第一线圈组和第三线圈组分别包括六个等距线圈，且所述第一线圈组和第三线圈组的六个等距线圈分别串联一起；所述第二线圈组包括四个等距线圈，且所述第二线圈组的四个等距线圈串联一起；所述第一线圈组、第二线圈组和第三线圈组通过两个短距线圈分别依次串联连接；

所述第四线圈组和第六线圈组分别包括六个等距线圈，且所述第四线圈组和第六线圈组的六个等距线圈分别串联一起；所述第五线圈组包括四个等距线圈，且所述第五线圈组的四个等距线圈串联一起；所述第四线圈组、第五线圈组和第六线圈组通过两个短距线圈分别依次串联连接；

所述第七线圈组、第八线圈组、第十一线圈组和第十二线圈组分别包括两个等距线圈，所述第九线圈组和第四线圈组分别包括四个等距线圈，且所述第八线圈组、第七线圈组、第九线圈组、第十一线圈组、第十二线圈组和第十线圈组通过五个短距线圈分别依次串联连接。

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中任一项所述的扁线定子组件。

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