CN112787431A - 定子铁芯、电机、汽车 - Google Patents

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CN112787431A CN202011548249.8A CN202011548249A CN112787431A CN 112787431 A CN112787431 A CN 112787431A CN 202011548249 A CN202011548249 A CN 202011548249A CN 112787431 A CN112787431 A CN 112787431A
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陈彬
汪汉新
贾金信
郭长光
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Abstract

本发明提供一种定子铁芯、电机、汽车，其中定子铁芯，包括呈环状的定子轭部以及处于所述定子轭部的内壁上朝向所述定子铁芯的圆心延伸的多个定子齿，所述定子齿的自由端形成齿靴，在所述定子铁芯的任一径向面上投影，所述定子轭部的外周侧壁面的直径为Do，多个所述齿靴朝向所述定子铁芯的圆心的一侧形成定子内孔，所述定子内孔的直径为Di，0.687≤Di/Do≤0.691。根据本发明，能够保证对应的电机转矩输出最大，在同峰值转矩需求时，能够减小电机体积，降低电机成本，在同体积电机条件下，在相同转矩输出需求时，本发明的电机驱动电流更小、电机运行的安全可靠性更高，同时也使相应的电机转矩脉动更小，电机上车NVH性能能够满足使用要求。

Description

定子铁芯、电机、汽车
技术领域
本发明属于电机制造技术领域，具体涉及一种定子铁芯、电机、汽车。
背景技术
眼下汽车新四化已成为行业共识，汽车电动化的浪潮也越来越澎湃，驱动电机作为新能源汽车能量转换的关键一环，对新能源汽车有着很大的影响。近几年国家对物流车的发展大力支持，除补贴外更是放开路权。为丰富新能源驱动电机产品系列、提升在新能源行业的竞争力，4.5t-6t物流车的驱动电机成为新的研发方向。4.5t-6t物流车驱动系统由电机和两档变速箱集成，单电机采用永磁同步电机，电机峰值功率100Kw-120Kw，电机峰值转矩350Nm-400Nm、峰值转速6000rpm；电机匹配两档变速箱后，驱动系统峰值输出转矩为950Nm-1080Nm，满足4.5t-6t物流车各种工况转矩需求。
随着新能源行业技术的发展，驱动系统的NVH性能(噪声、振动与声振粗糙度)更为重要，电机成本压力更大，所以电机开发时需充分考虑并解决电机上车的NVH问题，并保证要用最少的材料输出最大的转矩来满足整车性能，提高电机的性价比。
发明内容
因此，本发明提供一种定子铁芯、电机、汽车，以解决现有技术中电机转矩脉动大、电机出力偏小的技术问题。
为了解决上述问题，本发明提供一种定子铁芯，包括呈环状的定子轭部以及处于所述定子轭部的内壁上朝向所述定子铁芯的圆心延伸的多个定子齿，所述定子齿的自由端形成齿靴，在所述定子铁芯的任一径向面上投影，所述定子轭部的外周侧壁面的直径为Do，多个所述齿靴朝向所述定子铁芯的圆心的一侧形成定子内孔，所述定子内孔的直径为Di，0.687≤Di/Do≤0.691。
优选地，0.689≤Di/Do≤0.691。
优选地，Do＝230mm。
优选地，158mm≤Di≤160mm。
优选地，所述定子齿具有的平行段的径向长度为L，17mm≤L≤17.5mm。
优选地，相邻的两个所述齿靴之间形成定子槽槽口，所述定子槽槽口的周向宽度为H，1.5mm≤H≤2mm。
优选地，所述定子齿的齿宽为T，5.6mm≤T≤6.0mm。
优选地，所述定子轭部的径向厚度为M，14.2mm≤M≤14.8mm。
本发明还提供一种电机，包括定子铁芯，所述定子铁芯为上述的定子铁芯。
本发明还提供一种汽车，包括驱动电机，所述驱动电机为上述的电机。
本发明提供的一种定子铁芯、电机、汽车，当0.687≤Di/Do≤0.691时，能够保证对应的电机转矩输出最大，在同峰值转矩需求时，能够减小电机体积，降低电机成本，在同体积电机条件下，在相同转矩输出需求时，本发明的电机驱动电流更小、电机运行的安全可靠性更高，同时也使相应的电机转矩脉动更小，电机上车NVH性能能够满足使用要求。
附图说明
图1为本发明一种实施例的定子铁芯的结构示意图；
图2为图1中A处的局部放大图；
图3为采用本发明技术方案的定子铁芯的磁密分布示意图；
图4为未采用本发明技术方案的定子铁芯的磁密分布示意图。
附图标记表示为：
1、定子轭部；2、定子齿；3、齿靴。
具体实施方式
结合参见图1至图4所示，根据本发明的实施例，提供一种定子铁芯，包括呈环状的定子轭部1以及处于所述定子轭部1的内壁上朝向所述定子铁芯的圆心延伸的多个定子齿2，所述定子齿2的自由端(也即所述定子齿2远离所述定子轭部1的一端)形成齿靴3，在所述定子铁芯的任一径向面上投影，所述定子轭部1的外周侧壁面的直径为Do，多个所述齿靴3朝向所述定子铁芯的圆心的一侧形成定子内孔，所述定子内孔的直径为Di，0.687≤Di/Do≤0.691。当0.687≤Di/Do≤0.691时，能够保证对应的电机转矩输出最大，在同峰值转矩需求时，能够减小电机体积，降低电机成本，在同体积电机条件下，在相同转矩输出需求时，本发明的电机驱动电流更小、电机运行的安全可靠性更高，同时也使相应的电机转矩脉动更小，电机上车NVH性能能够满足使用要求。
进一步地，0.689≤Di/Do≤0.691，此时，对应的电机的转矩脉动能够进一步被降低，电机性能得到进一步优化。
尤其对应于4.5t-6t物流车电机减速系统，所述物流车对电机的功率要求为100kW-120kW、电机峰值转矩350Nm-400Nm，当4.5t-6t物流车需要的峰值转矩为950Nm时，且驱动电机系统匹配两档变速箱，所以按两档变速箱速比2.7反算得到单电机的峰值转矩为350Nm，此时，Do＝230mm，对应的，158mm≤Di≤160mm。
进一步地，所述定子齿2具有的平行段的径向长度为L，17mm≤L≤17.5mm，对应的，相邻的两个所述齿靴3之间形成定子槽槽口，所述定子槽槽口的周向宽度为H，1.5mm≤H≤2mm，在此基础上，对所述定子齿2以及定子轭部1的相关尺寸进一步优化，具体的，所述定子齿2的齿宽为T，5.6mm≤T≤6.0mm；所述定子轭部1的径向厚度为M，14.2mm≤M≤14.8mm。前述各个尺寸的优化能够进一步地解决驱动电机定子磁密不均匀，导致电机转矩脉动大，电机上车出现振动、噪音的问题，也即保证了电机定子各部位磁密更均匀、电机的转矩脉动更小，电机上车NVH性能能够满足使用要求。通过对本发明的技术方案的定子铁芯以及现有技术中的定子铁芯做定子磁密分布仿真可得图3及图4，采用了本发明的技术方案的定子铁芯的磁密更加均匀，且定子磁密的最大值在1.8-1.9T之间，没有超过目前使用较多的硅钢片2.0T的许用值。
根据本发明的实施例，还提供一种电机，包括定子铁芯，所述定子铁芯为上述的定子铁芯。
根据本发明的实施例，还提供一种汽车，包括驱动电机，所述驱动电机为上述的电机。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种定子铁芯，其特征在于，包括呈环状的定子轭部(1)以及处于所述定子轭部(1)的内壁上朝向所述定子铁芯的圆心延伸的多个定子齿(2)，所述定子齿(2)的自由端形成齿靴(3)，在所述定子铁芯的任一径向面上投影，所述定子轭部(1)的外周侧壁面的直径为Do，多个所述齿靴(3)朝向所述定子铁芯的圆心的一侧形成定子内孔，所述定子内孔的直径为Di，0.687≤Di/Do≤0.691。
2.根据权利要求1所述的定子铁芯，其特征在于，0.689≤Di/Do≤0.691。
3.根据权利要求2所述的定子铁芯，其特征在于，Do＝230mm。
4.根据权利要求3所述的定子铁芯，其特征在于，158mm≤Di≤160mm。
5.根据权利要求4所述的定子铁芯，其特征在于，所述定子齿(2)具有的平行段的径向长度为L，17mm≤L≤17.5mm。
6.根据权利要求5所述的定子铁芯，其特征在于，相邻的两个所述齿靴(3)之间形成定子槽槽口，所述定子槽槽口的周向宽度为H，1.5mm≤H≤2mm。
7.根据权利要求6所述的定子铁芯，其特征在于，所述定子齿(2)的齿宽为T，5.6mm≤T≤6.0mm。
8.根据权利要求7所述的定子铁芯，其特征在于，所述定子轭部(1)的径向厚度为M，14.2mm≤M≤14.8mm。
9.一种电机，包括定子铁芯，其特征在于，所述定子铁芯为权利要求1至8中任一项所述的定子铁芯。
10.一种汽车，包括驱动电机，其特征在于，所述驱动电机为权利要求9所述的电机。
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