CN113078783A - 一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置，属于电动汽车驱动电机领域。解决了现有Hairpin绕组制造成本高、成型效果差的问题。它包括基座、线模、盖模和垫模，所述线模包括凸台和底板，所述凸台设置在底板上，所述凸台和底板为一体化结构，所述盖模包括凹槽和本体，所述凹槽设置在本体下端面上，所述凹槽和本体为一体化结构，所述凸台与凹槽形状相同，所述垫模包括上端部垫、下端部垫和多个中间垫，所述多个中间垫沿径向相互叠放，所述上端部垫和下端部垫设置在叠放后的中间垫的上下两端，所述基座包括多个安装面，所述多个安装面对接相连。它主要用于Hairpin绕组的成型。

Description

一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置

技术领域

本发明属于电动汽车驱动电机领域，特别是涉及一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置。

背景技术

在电动汽车驱动系统中，为了增加电机的功率密度，Hairpin绕组结构电机成为发展趋势，因为Hairpin绕组为方导体结构，具有高槽满率和高导热率的优势。但是该种电机的绕组加工工艺复杂，一般情况下需要大型自动化产线，但是这种技术几乎处于国外垄断地位。另外，采用模具压制的方式也可以实现绕组成型，但是在样机设计加工阶段，如果大规模开发模具会极大的增加制造成本，而采用人工成型很难保证绕组一致性。所以，Hairpin绕组样机的设计制造，绕组的成型是难点问题之一。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的问题，提出一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：它包括基座、线模、盖模和垫模，所述线模包括凸台和底板，所述凸台设置在底板上，所述凸台和底板为一体化结构，所述盖模包括凹槽和本体，所述凹槽设置在本体下端面上，所述凹槽和本体为一体化结构，所述凸台与凹槽形状相同，所述垫模包括上端部垫、下端部垫和多个中间垫，所述多个中间垫沿径向相互叠放，所述上端部垫和下端部垫设置在叠放后的中间垫的上下两端，所述基座包括多个安装面，所述多个安装面对接相连，所述线模和盖模的数量与基座的安装面数量相同，所述基座的每个安装面上均固定连接有一个线模，每个线模的凸台顶面上均固定连接有一个盖模，所述基座的安装面与线模的底面相连，所述线模的凸台与盖模的凹槽相连，所述垫模设置在线模的凸台之间，通过盖模将垫模和垫模之间各层的hairpin绕组压紧固定。

更进一步的，所述基座包括三个安装面，分别为安装面一、安装面二和安装面三。

更进一步的，所述线模的凸台和底板上均设有螺钉孔，所述盖模上设有螺钉孔，所述盖模通过螺钉与线模的凸台固定相连，所述基座的安装面上设有螺钉孔，所述线模的底板通过螺钉与基座固定相连。

更进一步的，所述凸台的顶面为平面结构，所述底板的顶面为与Hairpin绕组定子槽底直径相同的曲面结构，所述垫模与底板顶面的型面相同。

更进一步的，所述盖模的凹槽底面为平面结构，所述盖模的本体下端面为与Hairpin绕组电机定子最下层导体部位直径相同的曲面结构，所述盖模的本体与垫模的上端部垫上面完全贴合。

更进一步的，所述底面和基座的安装面均为平面结构，所述中间垫通过两个阶梯面组成阶梯状结构，两个阶梯面分置在hairpin绕组的两层位置，两个阶梯面中间由曲面圆角过渡。

更进一步的，所述线模的底板端面为平面结构，所述线模的线模对接面为平面结构，沿线模周向对称设置，线模对接面与相邻线模对接，所述线模的线模受力面为平面结构，所述线模受力面尺寸为定子槽宽的一半，所述线模受力面与Hairpin绕组最底层导体无缝接触。

更进一步的，所述线模的凸台端面为曲面结构，线模与绕组成型接触时，凸台端面形成Hairpin绕组的弯折点和导体端部段，所述线模的直线段接触面为平面结构，线模与绕组成型接触时，直线段接触面形成Hairpin绕组的导体直线段，凸台端面和导体直线段共同形成完整的Hairpin绕组路径。

更进一步的，所述盖模的盖模受力面为平面结构，所述盖模受力面与线模受力面相对，将Hairpin绕组槽内导体直线段整形压紧，所述垫模的阶梯面对Hairpin绕组的端部层间换位拐点进行整形压紧。

更进一步的，所述盖模的盖模端面为平面结构，所述盖模的盖模对接面为平面结构，沿盖模周向对称设置，盖模对接面与相邻盖模对接，所述盖模的凹槽端面为曲面结构，所述盖模的上端面为平面结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明解决了现有Hairpin绕组制造成本高、成型效果差的问题。可以极大的降低绕组成型成本，加快样机制造进程，十分利于Hairpin绕组样机的前期制造。本发明可采用铝材或者钢材，进行加工成型，相比于价格昂贵的自动化加工装置，具有更简单的结构和更加灵活的操作。对于前期Hairpin绕组电机的加工设计具有良好的实用性和可操作性，基本满足Hairpin绕组成型的需求。

附图说明

图1为本发明所述的一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置结构示意图；

图2为本发明所述的一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置爆炸结构示意图；

图3为本发明所述的基座正面结构示意图；

图4为本发明所述的基座背面结构示意图；

图5为本发明所述的线模正面结构示意图；

图6为本发明所述的线模背面结构示意图；

图7为本发明所述的盖模正面结构示意图；

图8为本发明所述的盖模背面结构示意图；

图9为本发明所述的垫模爆炸结构示意图；

图10为本发明所述的垫模立体结构示意图；

图11为本发明所述的上端部垫正面结构示意图；

图12为本发明所述的上端部垫背面结构示意图；

图13为本发明所述的中间垫背面结构示意图；

图14为本发明所述的中间垫正面结构示意图；

图15为本发明所述的Hairpin绕组线圈结构示意图。

1：基座，2：线模，3：盖模，4：垫模，5：弯折点，6：导体端部段，7：导体直线段，8：换位拐点，1-1：安装面一，1-2：安装面二，1-3：安装面三，2-1：凸台，2-2：底板，2-3：底板端面，2-4：线模对接面，2-5：线模受力面，2-6：凸台端面，2-7：直线段接触面，2-8：底面，3-1：凹槽，3-2：本体，3-3：盖模端面，3-4：盖模对接面，3-5：盖模受力面，3-6：凹槽端面，3-7：上端面，4-1：上端部垫，4-2：中间垫，4-3：下端部垫。

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、完整地阐述。

参见图1-15说明本实施方式，一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置，它包括基座1、线模2、盖模3和垫模4，所述线模2包括凸台2-1和底板2-2，所述凸台2-1设置在底板2-2上，所述凸台2-1和底板2-2为一体化结构，所述盖模3包括凹槽3-1和本体3-2，所述凹槽3-1设置在本体3-2下端面上，所述凹槽3-1和本体3-2为一体化结构，所述凸台2-1与凹槽3-1形状相同，所述垫模4包括上端部垫4-1、下端部垫4-3和多个中间垫4-2，所述多个中间垫4-2沿径向相互叠放，所述上端部垫4-1和下端部垫4-3设置在叠放后的中间垫4-2的上下两端，所述基座1包括多个安装面，所述多个安装面对接相连，所述线模2和盖模3的数量与基座1的安装面数量相同，所述基座1的每个安装面上均固定连接有一个线模2，每个线模2的凸台2-1顶面上均固定连接有一个盖模3，所述基座1的安装面与线模2的底面2-8相连，所述线模2的凸台2-1与盖模3的凹槽3-1相连，所述垫模4设置在线模2的凸台2-1之间，通过盖模3将垫模4和垫模4之间各层的hairpin绕组压紧固定。

本实施例基座1包括三个安装面，分别为安装面一1-1、安装面二1-2和安装面三1-3，线模2的凸台2-1和底板2-2上均设有螺钉孔，盖模3上设有螺钉孔，盖模3通过螺钉与线模2的凸台2-1固定相连，基座1的安装面上设有螺钉孔，线模2的底板2-2通过螺钉与基座1固定相连，凸台2-1的顶面为平面结构，底板2-2的顶面为与Hairpin绕组定子槽底直径相同的曲面结构，垫模4与底板2-2顶面的型面相同，盖模3的凹槽3-1底面为平面结构，盖模3的本体3-2下端面为与Hairpin绕组电机定子最下层导体部位直径相同的曲面结构，盖模3的本体3-2与垫模4的上端部垫4-1上面完全贴合。底面2-8和基座1的安装面均为平面结构，所述中间垫4-2通过两个阶梯面组成阶梯状结构，两个阶梯面分置在hairpin绕组的两层位置，两个阶梯面中间由曲面圆角过渡。，线模2的底板端面2-3为平面结构，线模2的线模对接面2-4为平面结构，沿线模2周向对称设置，线模对接面2-4与相邻线模2对接，线模2的线模受力面2-5为平面结构，线模受力面2-5尺寸为定子槽宽的一半，线模受力面2-5与Hairpin绕组最底层导体无缝接触，线模2的凸台端面2-6为曲面结构，线模2与绕组成型接触时，凸台端面2-6形成Hairpin绕组的弯折点5和导体端部段6，线模2的直线段接触面2-7为平面结构，线模2与绕组成型接触时，直线段接触面2-7形成Hairpin绕组的导体直线段7，凸台端面2-6和导体直线段7共同形成完整的Hairpin绕组路径，盖模3的盖模受力面3-5为平面结构，盖模受力面3-5与线模受力面2-5相对，将Hairpin绕组槽内导体直线段7整形压紧，所述垫模4的阶梯面对Hairpin绕组的端部层间换位拐点8进行整形压紧，盖模3的盖模端面3-3为平面结构，盖模3的盖模对接面3-4为平面结构，沿盖模3周向对称设置，盖模对接面3-4与相邻盖模3对接，盖模3的凹槽端面3-6为曲面结构，盖模3的上端面3-7为平面结构。

线模2为关键部件，主要功能为扁线导体沿固定路径进行绕线，可以按着绕组的节距、直线段和端部长度进行加工。如图5和6所示，凸台2-1顶面为平面，上有两个螺孔与盖模3相连，底板2-2顶面为与Hairpin绕组定子槽底直径相同的曲面，功能为成型Hairpin绕组的周向弧度，底板端面2-3为平面，线模对接面2-4为线模2的周向对称端面，与相邻的另一个线模2无缝接触，为一个平面，线模受力面2-5为一平面，尺寸为定子槽宽的一半，为Hairpin绕组最底层导体无缝接触，在成型过程中是绕组与线模2的受力面，凸台端面2-6为线模2与绕组成型接触时的端面，为曲面，作用在于Hairpin绕组的端部整形。直线段接触面2-7为平面，为线模2与绕组接触时，定子槽内的导体直线段7接触面，其相对的平面与凸台端面2-6及其相对面共同组成了完整的Hairpin绕组路径。底面2-8为线模2的底面，为平面，通过底面2-8及其上面的两个螺母与基座1相连。

盖模3主要作用在于当槽内各层导体嵌入后，对槽内导体进行层间压紧，从而实现Hairpin绕组导体层间整形压紧的目的。如图7和8所示，凹槽3-1底面为平面，上有通孔，与线模2实现无缝接触，本体3-2下端面为曲面，其曲面直径与Hairpin绕组电机定子最下层导体部位对应的直径相同，从而实现各层导体的端部在本体3-2及底板2-2间整形压紧。盖模端面3-3为平面，盖模对接面3-4为盖模3的周向对称端面，与相邻的另一个盖模3的盖模对接面3-4无缝接触，为一个平面。盖模受力面3-5为平面，与线模2的线模受力面2-5相对，主要作用在于将Hairpin绕组槽内的导体直线段7部分各层导体整形压紧，为绕组与盖模3的主要受力面。凹槽端面3-6为曲面，是盖模3的内侧端面，与线模2实现无缝接触，同盖子一样盖在线模2上。上端面3-7为平面，上面开有两个螺孔，螺孔的紧固作用力可使得盖模3和线模2相互作用压紧相应端面间的各层导体，实现Hairpin绕组的槽内各层导体的整形目的。

垫模4用于固定Hairpin绕组的成型路径并进行端部层间换位拐点8的整形。如图9和10所示，为垫模间的配合结构图，各个垫模之间沿径向依次排列，从上至下依次为：上端部垫4-1、多个中间垫4-2和下端部垫4-3，当hairpin绕组每槽层数为n时，中间垫4-2数目为(n/2-1)个，上端部垫4-1和下端部垫4-3如图11和12所示，上端部垫4-1与盖模的本体3-2面紧密配合，下端部垫4-3与线模2的底板2-2面紧密配合，形成中间阶梯面。中间垫4-2如图13和14所示。包含两个阶梯面，阶梯面中间由曲面圆角过渡。上端部垫4-1和下端部垫4-3和本体3-2面以及底板2-2面与各层中间垫4-2的两个阶梯面之间，放置压紧的haripin绕组，实现对haripin绕组层间换位的结构成型。

基座1功能在于固定三个并列排布的线模2，使得三个线模2间无缝接触，从而保证扁线的布置位置平整。如图3和4所示，安装面一1-1、安装面二1-2和安装面三1-3分别与三个相同的线模2底面2-8无缝接触，基座1的底面为平面，可分别与桌面接触，基座1上有螺孔，通过螺栓与线模2紧密配合。

总装布置如图1和2所示，成型装置包括三个线模2、三个盖模3、一个基座1和一个垫模4，将盖模3通过螺栓与线模2固定。基座1的每个底面上分别有两个螺孔，通过螺钉与线模2连接，垫模4设置在线模2的凸台2-1之间，通过盖模3将垫模4压紧固定，垫模4内包括三个中间垫4-2。各部件间可以根据需要灵活拆卸和安装，同时根据不同节距和槽数极数的电机进行调整，具有广泛的适用性，成本低。

因为Hairpin绕组为波绕组形式，如图15所示，线圈的弯折点5和导体端部段6与凸台端面2-6位置对应，导体直线段7与线模2和盖模3组成的直线成型槽配合。实现Hairpin绕组各个面的成型。使用时可根据实际电机需求进行径向和轴向尺寸的调整，适用于各种尺寸和不同层数类型的hairpin绕组成型场合。

以上对本发明所提供的一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置，其特征在于：它包括基座(1)、线模(2)、盖模(3)和垫模(4)，所述线模(2)包括凸台(2-1)和底板(2-2)，所述凸台(2-1)设置在底板(2-2)上，所述凸台(2-1)和底板(2-2)为一体化结构，所述盖模(3)包括凹槽(3-1)和本体(3-2)，所述凹槽(3-1)设置在本体(3-2)下端面上，所述凹槽(3-1)和本体(3-2)为一体化结构，所述凸台(2-1)与凹槽(3-1)形状相同，所述垫模(4)包括上端部垫(4-1)、下端部垫(4-3)和多个中间垫(4-2)，所述多个中间垫(4-2)沿径向相互叠放，所述上端部垫(4-1)和下端部垫(4-3)设置在叠放后的中间垫(4-2)的上下两端，所述基座(1)包括多个安装面，所述多个安装面对接相连，所述线模(2)和盖模(3)的数量与基座(1)的安装面数量相同，所述基座(1)的每个安装面上均固定连接有一个线模(2)，每个线模(2)的凸台(2-1)顶面上均固定连接有一个盖模(3)，所述基座(1)的安装面与线模(2)的底面(2-8)相连，所述线模(2)的凸台(2-1)与盖模(3)的凹槽(3-1)相连，所述垫模(4)设置在线模(2)的凸台(2-1)之间，通过盖模(3)将垫模(4)和垫模(4)之间各层的hairpin绕组压紧固定。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置，其特征在于：所述基座(1)包括三个安装面，分别为安装面一(1-1)、安装面二(1-2)和安装面三(1-3)。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置，其特征在于：所述线模(2)的凸台(2-1)和底板(2-2)上均设有螺钉孔，所述盖模(3)上设有螺钉孔，所述盖模(3)通过螺钉与线模(2)的凸台(2-1)固定相连，所述基座(1)的安装面上设有螺钉孔，所述线模(2)的底板(2-2)通过螺钉与基座(1)固定相连。

4.根据权利要求3所述的一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置，其特征在于：所述凸台(2-1)的顶面为平面结构，所述底板(2-2)的顶面为与Hairpin绕组定子槽底直径相同的曲面结构，所述垫模(4)与底板(2-2)顶面的型面相同。

5.根据权利要求1所述的一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置，其特征在于：所述盖模(3)的凹槽(3-1)底面为平面结构，所述盖模(3)的本体(3-2)下端面为与Hairpin绕组电机定子最下层导体部位直径相同的曲面结构，所述盖模(3)的本体(3-2)与垫模(4)的上端部垫(4-1)上面完全贴合。

6.根据权利要求1所述的一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置，其特征在于：所述底面(2-8)和基座(1)的安装面均为平面结构，所述中间垫(4-2)通过两个阶梯面组成阶梯状结构，两个阶梯面分置在hairpin绕组的两层位置，两个阶梯面中间由曲面圆角过渡。

7.根据权利要求6所述的一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置，其特征在于：所述线模(2)的底板端面(2-3)为平面结构，所述线模(2)的线模对接面(2-4)为平面结构，沿线模(2)周向对称设置，线模对接面(2-4)与相邻线模(2)对接，所述线模(2)的线模受力面(2-5)为平面结构，所述线模受力面(2-5)尺寸为定子槽宽的一半，所述线模受力面(2-5)与Hairpin绕组最底层导体无缝接触。

8.根据权利要求7所述的一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置，其特征在于：所述线模(2)的凸台端面(2-6)为曲面结构，线模(2)与绕组成型接触时，凸台端面(2-6)形成Hairpin绕组的弯折点(5)和导体端部段(6)，所述线模(2)的直线段接触面(2-7)为平面结构，线模(2)与绕组成型接触时，直线段接触面(2-7)形成Hairpin绕组的导体直线段(7)，凸台端面(2-6)和导体直线段(7)共同形成完整的Hairpin绕组路径。

9.根据权利要求8所述的一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置，其特征在于：所述盖模(3)的盖模受力面(3-5)为平面结构，所述盖模受力面(3-5)与线模受力面(2-5)相对，将Hairpin绕组槽内导体直线段(7)整形压紧，所述垫模(4)的阶梯面对Hairpin绕组的端部层间换位拐点(8)进行整形压紧。

10.根据权利要求9所述的一种电动汽车驱动电机用Hairpin绕组成型装置，其特征在于：所述盖模(3)的盖模端面(3-3)为平面结构，所述盖模(3)的盖模对接面(3-4)为平面结构，沿盖模(3)周向对称设置，盖模对接面(3-4)与相邻盖模(3)对接，所述盖模(3)的凹槽端面(3-6)为曲面结构，所述盖模(3)的上端面(3-7)为平面结构。

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