CN114629273A - 一种定子绕组、具有其的定子、电机和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定子绕组，具有其的定子、电机和车辆，定子绕组包括三相相绕组，各相绕组包括多组并联的绕组支路，每组绕组支路包括两个并联的支路，各支路均包括多个在定子铁芯的周向铁芯槽上依次布置且相互串联的线圈；每组绕组支路中的两个支路均由铁芯槽的槽口最外层向槽底最内层进行绕制，且每组绕组支路中的两个支路的首端和尾端均为单根线圈，两个支路均在铁芯槽的槽底最内层进行同心焊接，或者，两个支路均在铁芯槽的槽底最内层和次外层设置同心线圈。发明具有结构紧凑、各支路电势平衡、无环流等优点，在门形端出线，减少线型、无异型线，降低了制作工艺复杂程度，消除了因各支路不对称引起的一系列问题。

Description

一种定子绕组、具有其的定子、电机和车辆

技术领域

本发明属于电机技术领域，具体涉及一种定子绕组、具有其的定子、电机和车辆。

背景技术

随着新能源汽车技术的快速发展，驱动电机作为电动汽车的心脏，对其性能要求越来越高。目前，高速化、轻量化、高效率已经成为驱动电机发展趋势，对电机的功率密度、高效区、散热能力有着更高的要求。

定子绕组可分为圆线和扁线，与圆线绕组相比，扁线绕组可以有效的提高电机槽满率，降低电机铜耗从而提高电机效率，同时还可以减小电机绕组端部高度，从而减小电机体积，提高功率/转矩密度。但扁线绕组存在固有的集肤效应现象，特别是高速电机，集肤效应尤为明显。为降低集肤效应，现有技术的做法是增加定子槽内导体数，如4层、6层、8层等，导致处理的工艺复杂化，并且成本较高。而且由于层数较多，需要的线型也较多，还可能出现支路不对称的现象。

此外，发卡电机中绕组排布及连接方式是该种电机设计的难点之一，现有技术中发卡线圈排布方式主要存在以下几个问题：

1)发卡线圈种类较多，排布方式复杂；

2)使用到较多的异型线圈，异型线圈的存在将增加线圈制造难度，不利于批量化生产；

3)出线端需要大量的汇流条和汇流排以连接各相绕组的支路和中心点，且圆周方向范围较大，这将导致绕组圆周方向和端部高度的空间尺寸增加；

4)存在绕组支路不对称的问题，导致反电势、电阻、电感等存在差异，致使电机性能下降、绕组环流，增加了电机附加损耗，并且容易引起电机局部过热。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有结构紧凑、制作简单、支路对称、排列整齐的定子绕组、具有其的电机和车辆。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种定子绕组，包括三相相绕组，各所述相绕组包括多组并联的绕组支路，每组绕组支路包括两个并联的支路，各所述支路均包括多个在定子铁芯的周向铁芯槽上依次布置且相互串联的线圈，且每组绕组支路中的两个所述支路之间的线圈布置在相邻铁芯槽内；

每组绕组支路中的两个支路均由铁芯槽的槽口最外层向槽底最内层进行绕制，各线圈的上层边与下层边分别位于相邻层的铁芯槽内，且每组绕组支路中的两个支路的首端和尾端均为单根线圈，两个支路均在铁芯槽的槽底最内层进行同心焊接以实现支路对称，

或者，两个支路均在铁芯槽的槽底最内层和次外层设置同心线圈以实现支路对称。

作为本发明的进一步改进，当两个支路均在铁芯槽的槽底最内层进行同心焊接以实现支路对称时，各线圈的跨距均为y；当两个支路均在铁芯槽的槽底最内层和次外层设置同心线圈以实现支路对称时，其中一个所述支路中包括一个跨距为y+1的线圈，另一个所述支路中包括一个跨距为y-1的线圈，且跨距为y-1的线圈位于所述跨距为y+1的线圈的内侧，两线圈之间同心布置，每组绕组支路中的两个支路的其它所述线圈的跨距均为y。

作为本发明的进一步改进，所述跨距均为y的线圈包括第一线圈，所述第一线圈包括第一线圈主体和第一弯折部，所述第一线圈主体包括两根相互平行布置的第一支杆和连接两根第一支杆一端的第一头部，所述第一弯折部位于两根第一支杆的另一端以形成焊接端，两根第一支杆上的第一弯折部均沿所述第一线圈主体的宽度方向，且于远离第一线圈主体的方向弯折。

作为本发明的进一步改进，所述跨距均为y的线圈还包括第二线圈，所述第二线圈主体包括两根相互平行布置的第二支杆和连接两根第二支杆一端的第二头部，两根第二支杆的另一端设有第二弯折部以形成焊接端，两根第二支杆上的所述第二弯折部均沿所述第二线圈主体的宽度方向的一侧弯折。

作为本发明的进一步改进，所述单根线圈包括第三线圈，所述第三线圈包括第三线圈主体和第三弯折部，所述第三线圈主体包括第三支杆，所述第三支杆两端分别设有第三头部和第三弯折部，所述第三弯折部形成焊接端。

作为本发明的进一步改进，所述跨距为y-1的线圈和跨距为y+1的线圈均包括第四线圈，第四线圈包括第四线圈主体，第四线圈主体包括两根相互平行布置的第四支杆和连接两根第四支杆一端的第四头部，两根第四支杆的另一端设有第四弯折部以形成焊接端，两根第四支杆上的所述第四弯折部均沿所述第四线圈主体的宽度方向的一侧弯折。

作为本发明的进一步改进，所述跨距为y-1的线圈和跨距为y+1的线圈还均包括第五线圈，所述第五线圈包括第五线圈主体和第五弯折部，所述第五线圈主体包括两根相互平行布置的第五支杆和连接两根第五支杆一端的第五头部，所述第五弯折部位于两根第五支杆的另一端以形成焊接端，两根第五支杆上的第五弯折部均沿所述第五线圈主体的宽度方向，且于远离第五线圈主体的方向弯折。

作为本发明的进一步改进，各所述线圈的中性点通过铜母排进行连接，其高度不超过所述线圈焊接端的高度。

作为本发明的进一步改进，每组绕组支路中的两个所述支路之间的并联形式为星形连接或三角形连接。

作为本发明的进一步改进，所述相绕组包括一组绕组支路，绕组支路中的其中一个支路包括单根线圈A0、线圈a1-A2、a3-A4、a5-A6、a7-A8、a9-A10、a11-A12、a13-A14、a15-A16、a17-A18、a19-A20、a21-A22、a23-A24、a25-A26、a27-A28、a29-A30、a31-A32，另一个支路包括单根线圈B0、线圈b1-B2、b3-B4、b5-B6、b7-B8、b9-B10、b11-B12、b13-B14、b15-B16、b17-B18、b19-B20、b21-B22、b23-B24、b25-B26、b27-B28、b29-B30、b31-B32；

单根线圈A0、单根线圈B0均位于铁芯槽内槽口沿槽底方向上的第2层，且A0与a1端连接，B0与b1端连接；

线圈a1-A2、a3-A4、a5-A6、b1-B2、b3-B4、b5-B6的跨距均为y，其上层边位于铁芯槽的第1层，下层边位于铁芯槽的第2层；

线圈a7-A8、a9-A10、a11-A12、a13-A14、b7-B8、b9-B10、b11-B12、b13-B14的跨距均为y，其上层边位于铁芯槽的第3层，下层边位于铁芯槽的第4层；

线圈a15-A16、a17-A18、a19-A20、a21-A22、b15-B16、b17-B18、b19-B20、b21-B22的跨距均为y，其上层边位于铁芯槽的第5层，下层边位于铁芯槽的第6层；

线圈a23-A24、a25-A26、a27-A28、a29-A30、b23-B24、b25-B26、b27-B28、b29-B30的跨距均为y，其上层边位于铁芯槽的第7层，下层边位于铁芯槽的第8层；

当线圈a31-A32、b31-B32的跨距均为y，其上层边位于铁芯槽的第8层，下层边位于铁芯槽的第7层时，A30、B30与a31、b31进行同心焊接；

当线圈a31-A32的跨距为y-1、b31-B32的跨距为y+1或者线圈a31-A32的跨距为y+1、b31-B32的跨距为y-1时，其上层边位于铁芯槽的第8层，下层边位于铁芯槽的第7层，线圈a31-A32和b31-B32组成同心线圈；

a1-A2线圈在焊接端与a3-A4线圈连接，a3-A4线圈在焊接端与a5-A6线圈连接，a5-A6线圈在焊接端与a7-A8线圈连接，以此类推；

线圈连接顺序从第1层依次到第8层，再从第8层依次到第1层，如此循环往复。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种定子，包括定子铁芯和上述的定子绕组，所述定子铁芯周向方向上设置有多个铁芯槽，所述定子绕组中的相绕组布置在所述铁芯槽内。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种电机，包括上述的定子。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种车辆，包括上述的电机。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的定子绕组、具有其的定子、电机和车辆，在每组绕组支路的两个并联支路中采用相同跨距、不同种类或是不同跨距、不同种类的线圈相结合的绕组排布方式，减少了线型、无异型线，便于装配和批量生产；在每组绕组支路中的两个支路的首端和尾端均采用单根线圈，当两个支路均在铁芯槽的槽底最内层进行同心焊接以实现支路对称时，各线圈的跨距均为y，当两个支路均在铁芯槽的槽底最内层和次外层设置同心线圈以实现支路对称时，其中一个支路中包括一个跨距为y+1的线圈，另一个支路中包括一个跨距为y-1的线圈，且跨距为y-1的线圈位于跨距为y+1的线圈的内侧，两线圈之间同心布置，每组绕组支路中的两个支路的其它线圈的跨距均为y；通过同心焊接或是设置同心线圈对线圈进行换位，以消除不同支路之间相位差，保证了每条支路在槽上以及层上均能对称，即两个并联支路在铁芯槽内呈环形对称结构分布，进而实现了各相绕组均匀对称分布，使得各支路电势平衡、无环流、抵消谐波，大大提高了电机的性能。进一步地，同一铁芯槽内的各层绕组均为同相的，即除了用于实现换向的同心线圈外，每相绕组采用了相同跨距的绕组线圈组成，排布简单，且每条线圈的线圈主体之间没有交叠、排列整齐，大大降低了制作工艺的复杂程度低，便于批量生产。本发明既解决了由于各支路不对称引起的一系列问题，又有效降低了电机由于相数增加所导致的扁线绕线工艺难度大、制造成本高的问题，有效降低了车辆的制作成本。

2、本发明的定子绕组、具有其的定子、电机以及车辆，各线圈的中性点通过单个铜母排进行焊接，其高度不超过线圈焊接端的高度，不仅结构简单，而且减少绕组端部高度，节约端部空间，有效减少了电机体积。

附图说明

图1为本发明中第一线圈的结构原理示意图。

图2为本发明中第二线圈的结构原理示意图。

图3为本发明中第三线圈的结构原理示意图。

图4为本发明中第四线圈的结构原理示意图。

图5为本发明中第五线圈的结构原理示意图。

图6为本发明实施例1中任意一相绕组的相排布示意图。

图7为本发明实施例1中定子的结构原理示意图。

图8为本发明实施例1中定子另一视角的结构原理示意图。

图9为本发明实施例2中任意一相绕组的相排布示意图。

图10为本发明实施例2中定子的结构原理示意图。

图11为本发明实施例2中定子另一视角的结构原理示意图。

图12为本发明实施例3中任意一相绕组的相排布示意图。

图例说明：1、第一线圈；11、第一线圈主体；111、第一支杆；112、第一头部；12、第一弯折部；2、第二线圈；21、第二线圈主体；211、第二支杆；212、第二头部；22、第二弯折部；3、第三线圈；31、第三线圈主体；311、第四三支杆；312、第三头部；32、第三弯折部；4、第四线圈；41、第四线圈主体；411、第四支杆；412、第四头部；42、第四弯折部；5、第五线圈；51、第五线圈主体；511、第五支杆；512、第五头部；52、第五弯折部；6、铜母排；7、定子铁芯；71、铁芯槽。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

实施例1

如图1至图3、图6至图8所示，本实施例的定子绕组，包括三相相绕组。各相绕组包括多组并联的绕组支路，每组绕组支路包括两个并联的支路，各支路均包括多个在定子铁芯7的周向铁芯槽71上依次布置且相互串联的线圈，且每组绕组支路中的两个支路之间的线圈布置在相邻铁芯槽71内。每组绕组支路中的两个支路均由铁芯槽71的槽口最外层(从槽口至槽底方向的第一层)向槽底最内层(从槽口至槽底方向的最后第一层)进行绕制，各线圈的上层边与下层边分别位于相邻层的铁芯槽71内，且每组绕组支路中的两个支路的首端和尾端均为单根线圈，两个支路均在铁芯槽71的槽底最内层进行同心焊接以实现支路对称。

进一步地，当两个支路均在铁芯槽71的槽底最内层进行同心焊接以实现支路对称时，各线圈的跨距均为y。两个支路均通过跨距为y的第一线圈1按照预设方式由铁芯槽71的槽口最外层向槽底最内层进行绕制，在槽底最内层和次外层设置跨距为y的第二线圈2，并在槽底最内层对第一线圈1的尾端和第二线圈2的首端进行同心焊接，以完成换向，并实现支路对称，再通过第一线圈1由槽底最内层向槽口最外层进行绕制，如此循环，以完成预设的绕制。

如图1所示，本实施例中，跨距均为y的线圈包括第一线圈1，第一线圈1包括第一线圈主体11和第一弯折部12，第一线圈主体11包括两根相互平行布置的第一支杆111和连接两根第一支杆111一端的第一头部112，第一弯折部12位于两根第一支杆111的另一端以形成焊接端，两根第一支杆111上的第一弯折部12均沿第一线圈主体11的宽度方向，且于远离第一线圈主体11的方向弯折。

如图2所示，本实施例中，跨距均为y的线圈还包括第二线圈2，第二线圈主体21包括两根相互平行布置的第二支杆211和连接两根第二支杆211一端的第二头部212，两根第二支杆211的另一端设有第二弯折部22以形成焊接端，两根第二支杆211上的第二弯折部22均沿第二线圈主体21的宽度方向的一侧弯折。

如图3所示，本实施例中，单根线圈包括第三线圈3，第三线圈3包括第三线圈主体31和第三弯折部32，第三线圈主体31包括第三支杆311，第三支杆311两端分别设有第三头部312和第三弯折部32，第三弯折部32形成焊接端。

本实施例中，每组绕组支路中的两个支路线圈通过采用沿着由外至内的方向进行绕制，各个线圈具有相同的跨距，并且线圈的上层边与下层边分别位于相邻层的铁芯槽71内，再通过槽底最内同心焊接对线圈进行换位，以消除不同支路之间相位差，保证了每条支路在槽上以及层上均能对称，即两个并联支路在铁芯槽内呈环形对称结构分布，进而实现了各相绕组均匀对称分布，使得各支路电势平衡、无环流、抵消谐波，大大提高了电机的性能。

本实施例中，第一线圈1和第二线圈2的头部均呈V形或者圆弧状。其中头部为V型的线圈称为V型线圈，头部为圆弧状的线圈称为U型线圈。在本实施例中，各线圈可以采用U型线圈或者V型线圈，由于各线圈均采用同一形状，取消异型线圈和跨接线圈，从而便于装配以及批量生产。当然，在其它实施例中，也可以采用U型线圈与V型线圈相结合的方式。

本实施例中，每组绕组支路中的两个支路之间的并联形式为星形连接或三角形连接。

本实施例中，各线圈的中性点(如图6中的a63和b63)通过铜母排6进行连接，铜母排6的高度不超过线圈焊接端的高度，不仅结构简单，而且减少了绕组端部高度，从而减少了电机体积。

具体地，以48槽8极支路数为2的电机、从槽口到槽底线圈层数从1至8依次增加为例。本实施例中，绕组支路中的其中一个支路包括单根线圈A0、线圈a1-A2、a3-A4、a5-A6、a7-A8、a9-A10、a11-A12、a13-A14、a15-A16、a17-A18、a19-A20、a21-A22、a23-A24、a25-A26、a27-A28、a29-A30、a31-A32、……、a59-A60、a61-A62、a63，另一个支路包括单根线圈B0、线圈b1-B2、b3-B4、b5-B6、b7-B8、b9-B10、b11-B12、b13-B14、b15-B16、b17-B18、b19-B20、b21-B22、b23-B24、b25-B26、b27-B28、b29-B30、b31-B32、……、b59-B60、b61-B62、b63；相绕组排布如图6所示，

其中一个支路线圈的连接形式为A-a，另一个支路中线圈的连接方式为B-b。

单根线圈A0、单根线圈B0均位于铁芯槽71内槽口沿槽底方向上的第2层，单根线圈a63、单根线圈b63均位于铁芯槽71内槽口沿槽底方向上的第1层，a63、b63作为中性点，A0与a1端连接，B0与b1端连接。即本实施例中，在门形端出线；在其他实施例中，出线端也可以位于定子外圆区域。

线圈a1-A2、a3-A4、a5-A6、b1-B2、b3-B4、b5-B6的跨距均为6，其上层边位于铁芯槽71的第1层，下层边位于铁芯槽71的第2层，形状如图1所示的U型线圈；

线圈a7-A8、a9-A10、a11-A12、a13-A14、b7-B8、b9-B10、b11-B12、b13-B14的跨距均为6，其上层边位于铁芯槽71的第3层，下层边位于铁芯槽71的第4层，形状如图1所示的U型线圈；

线圈a15-A16、a17-A18、a19-A20、a21-A22、b15-B16、b17-B18、b19-B20、b21-B22的跨距均为6，其上层边位于铁芯槽71的第5层，下层边位于铁芯槽71的第6层，形状如图1所示的U型线圈；

线圈a23-A24、a25-A26、a27-A28、a29-A30、b23-B24、b25-B26、b27-B28、b29-B30的跨距均为6，其上层边位于铁芯槽71的第7层，下层边位于铁芯槽71的第8层，形状如图1所示的U型线圈；

线圈a31-A32、b31-B32的跨距均为6，其上层边位于铁芯槽71的第8层，下层边位于铁芯槽71的第7层，形状如图2所示的U型线圈；A30、B30与a31、b31进行同心焊接；同样的，在焊接A62、B62与a63、b63时也采用同心焊接，通过同心焊接以达到支路对称的目的。

a1-A2线圈的a1端与A0端通过焊接相连，A2端与a3-A4线圈的a3端通过焊接相连，a3-A4线圈的A4端与a5-A6线圈的a5端焊接相连，a5-A6线圈的a6端与a7-A8线圈的a7端焊接相连，以此类推；线圈连接顺序从第1层和第2层，过渡到第3层和第4层、进而过渡到第5层和第6层、最后在第7层和第8层，再依次顺序连接至第1层，如此循环往复。

可以理解，本实施例中，支路A-a和支路B-b在同一铁芯槽71内交替排布。具体地，铁芯槽71的第1层可以为支路A-a，铁芯槽71的第2层可以为支路B-b，铁芯槽71的第3层可以为支路A-a，铁芯槽71的第4层可以为支路B-b，铁芯槽71的第5层可以为支路A-a，铁芯槽71的第6层可以为支路B-b，铁芯槽71的第7层可以为支路A-a，铁芯槽71的第8层可以为支路B-b，即同一铁芯槽71内的相邻两层为同相绕组的两个不同的支路。

本实施例中，通过采用U型线圈，在门形端出线，减少线型、无异形线，大大降低了制作绕组成型复杂程度，仅通过绕组焊接端扭头连接处理，便于生产，并且可消除各支路不对称引起的一系列问题，同时简化汇流排结构，结构紧凑。

如图7和图8所示，本实施例还提供了一种定子，该定子包括定子铁芯7和上述的定子绕组，定子铁芯7的内壁周向上设置有48个铁芯槽71，定子绕组中的相绕组的部分绕设在铁芯槽71内，相绕组的部分位于铁芯槽71外。每个铁芯槽71内具有8层且同相的相绕组，且各个铁芯槽71内的相绕组的层数相同。可以理解，在实际应用中，每个定子槽的绕制层数包括但不限于为8层，还可以为2层或4层或6层等，其绕制方式可以参考上述8层的绕制方式。

本实施例还提供了一种包括上述定子的电机，该电机可以应用到电动车/电动汽车(EV)、纯电动汽车(PEV/BEV)、混合动力汽车(HEV)、增程式电动汽车(REEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)、新能源汽车(New Energy Vehicle)等车辆中。本实施例的扁线波绕电机中，波绕扁线不需要焊接，没有焊点，同时设计灵活性高，减少了扁线波绕电机的处理工序，工艺简单，成本降低。

本实施例还提供了一种包括上述电机的车辆，该车辆可以为电动车/电动汽车(EV)、纯电动汽车(PEV/BEV)、混合动力汽车(HEV)、增程式电动汽车(REEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)、新能源汽车(New Energy Vehicle)等。

本实施例中，通过采用布相同跨距、三种类型线圈相结合的绕组排布方式，减少交叠、排列整齐，降低制作工艺复杂程度，便于生产，并且可消除各支路不对称引起的一系列问题，同时采用环形汇流排结构，结构紧凑。

实施例2

如图1、图3和图4、图9至图11所示，本实施例的定子绕组，包括三相相绕组，各相绕组包括多组并联的绕组支路，每组绕组支路包括两个并联的支路，各支路均包括多个在定子铁芯7的周向铁芯槽71上依次布置且相互串联的线圈，且每组绕组支路中的两个支路之间的线圈布置在相邻铁芯槽71内；每组绕组支路中的两个支路均由铁芯槽71的槽口最外层(从槽口至槽底方向的第一层)向槽底最内层(从槽口至槽底方向的最后第一层)进行绕制，各线圈的上层边与下层边分别位于相邻层的铁芯槽71内，且每组绕组支路中的两个支路的首端和尾端均为单根线圈，两个支路均在铁芯槽71的槽底最内层和次外层设置同心线圈以实现支路对称。

进一步地，当两个支路均在铁芯槽71的槽底最内层和次外层设置同心线圈以实现支路对称时，其中一个支路中包括一个跨距为y+1的线圈，另一个支路中包括一个跨距为y-1的线圈，且跨距为y-1的线圈位于跨距为y+1的线圈的内侧，两线圈之间同心布置，每组绕组支路中的两个支路的其它线圈的跨距均为y。两个支路均通过跨距为y的第一线圈1按照预设方式由铁芯槽71的槽口最外层向槽底最内层进行绕制，在槽底最内层和次外层设置由跨距为y-1的线圈和跨距为y+1的线圈组成的同心线圈，以完成换向，并实现支路对称，再通过第一线圈1由槽底最内层向槽口最外层进行绕制，如此循环，以完成预设的绕制。

如图1所示，本实施例中，跨距均为y的线圈包括第一线圈1，第一线圈1包括第一线圈主体11和第一弯折部12，第一线圈主体11包括两根相互平行布置的第一支杆111和连接两根第一支杆111一端的第一头部112，第一弯折部12位于两根第一支杆111的另一端以形成焊接端，两根第一支杆111上的第一弯折部12均沿第一线圈主体11的宽度方向，且于远离第一线圈主体11的方向弯折。

如图3所示，本实施例中，单根线圈包括第三线圈3，第三线圈3包括第三线圈主体3和第三弯折部32，第三线圈主体31包括第三支杆311，第三支杆311两端分别设有第三头部312和第三弯折部32，第三弯折部32形成焊接端。

如图4所示，本实施例中，跨距为y-1的线圈和跨距为y+1的线圈均包括第四线圈4，第四线圈4包括第四线圈主体41，第四线圈主体41包括两根相互平行布置的第四支杆411和连接两根第四支杆411一端的第四头部412，两根第四支杆411的另一端设有第四弯折部42以形成焊接端，两根第四支杆411上的第四弯折部42均沿第四线圈主体41的宽度方向的一侧弯折。

本实施例中，每组绕组支路中的两个支路线圈通过采用沿着由外至内的方向进行绕制，除位于槽底用于换向的同心线圈外，其余各个线圈具有相同的跨距，并且线圈的上层边与下层边分别位于相邻层的铁芯槽71内，再通过同心线圈线圈进行换位，以消除不同支路之间相位差，保证了每条支路在槽上以及层上均能对称，即两个并联支路在铁芯槽内呈环形对称结构分布，进而实现了各相绕组均匀对称分布，使得各支路电势平衡、无环流、抵消谐波，大大提高了电机的性能。

本实施例中，第一线圈1和第四线圈4的头部均呈V形或者圆弧状。其中头部为V型的线圈称为V型线圈，头部为圆弧状的线圈称为U型线圈。在本实施例中，各线圈可以采用U型线圈或者V型线圈，由于各线圈均采用同一形状，取消异型线圈和跨接线圈，从而便于装配以及批量生产。当然，在其它实施例中，也可以采用U型线圈与V型线圈相结合的方式。

本实施例中，每组绕组支路中的两个支路之间的并联形式为星形连接或三角形连接。

本实施例中，各线圈的中性点(如图9中的a63和b63)通过铜母排6进行连接，铜母排6的高度不超过线圈焊接端的高度，不仅结构简单，而且减少了绕组端部高度，从而减少了电机体积。

具体地，以48槽8极支路数为2的电机、从槽口到槽底线圈层数从1至8依次增加为例。本实施例中，相绕组包括一组绕组支路，绕组支路中的其中一个支路包括单根线圈A0、线圈a1-A2、a3-A4、a5-A6、a7-A8、a9-A10、a11-A12、a13-A14、a15-A16、a17-A18、a19-A20、a21-A22、a23-A24、a25-A26、a27-A28、a29-A30、a31-A32、……、a59-A60、a61-A62、a63，另一个支路包括单根线圈B0、线圈b1-B2、b3-B4、b5-B6、b7-B8、b9-B10、b11-B12、b13-B14、b15-B16、b17-B18、b19-B20、b21-B22、b23-B24、b25-B26、b27-B28、b29-B30、b31-B32、……、b59-B60、b61-B62、b63；相绕组排布如图9所示；

单根线圈A0、单根线圈B0均位于铁芯槽71内槽口沿槽底方向上的第2层，单根线圈a63、单根线圈b63均位于铁芯槽71内槽口沿槽底方向上的第1层，a63、b63作为中性点，A0与a1端连接，B0与b1端连接。即本实施例中，在门形端出线；在其他实施例中，出线端也可以位于定子外圆区域。

线圈a1-A2、a3-A4、a5-A6、b1-B2、b3-B4、b5-B6的跨距均为6，其上层边位于铁芯槽71的第1层，下层边位于铁芯槽71的第2层，形状如图1所示；

线圈a7-A8、a9-A10、a11-A12、a13-A14、b7-B8、b9-B10、b11-B12、b13-B14的跨距均为6，其上层边位于铁芯槽71的第3层，下层边位于铁芯槽71的第4层，形状如图1所示的U型线圈；

线圈a15-A16、a17-A18、a19-A20、a21-A22、b15-B16、b17-B18、b19-B20、b21-B22的跨距均为6，其上层边位于铁芯槽71的第5层，下层边位于铁芯槽71的第6层，形状如图1所示的U型线圈；

线圈a23-A24、a25-A26、a27-A28、a29-A30、b23-B24、b25-B26、b27-B28、b29-B30的跨距均为6，其上层边位于铁芯槽71的第7层，下层边位于铁芯槽71的第8层，形状如图1所示的U型线圈；

线圈a31-A32的跨距为5、b31-B32的跨距为7，其上层边位于铁芯槽71的第8层，下层边位于铁芯槽71的第7层，线圈a31-A32和b31-B32组成同心线圈，形状如图4所示的U型线圈；

a1-A2线圈的a1端与A0端通过焊接相连，A2端与a3-A4线圈的a3端通过焊接相连，a3-A4线圈的A4端与a5-A6线圈的a5端焊接相连，a5-A6线圈的a6端与a7-A8线圈的a7端焊接相连，以此类推；线圈连接顺序从第1层和第2层，过渡到第3层和第4层、进而过渡到第5层和第6层、最后在第7层和第8层，再依次顺序连接至第1层，如此循环往复。

本实施例中，利用同心线圈代替同心焊接，解决了同心焊接带来的工艺复杂问题，同样可以达到了支路对称的目的。

如图10和图11所示，本实施例还提供了一种定子，该定子包括定子铁芯7和上述的定子绕组，定子铁芯7的内壁周向上设置有48个铁芯槽71，定子绕组中的相绕组的部分绕设在铁芯槽71内，相绕组的部分位于铁芯槽71外。每个铁芯槽71内具有8层且同相的相绕组，且各个铁芯槽71内的相绕组的层数相同。可以理解，在实际应用中，每个定子槽的绕制层数包括但不限于为8层，还可以为2层或4层或6层等，其绕制方式可以参考上述8层的绕制方式。

本实施例还提供了一种包括上述定子的电机，该电机可以应用到电动车/电动汽车(EV)、纯电动汽车(PEV/BEV)、混合动力汽车(HEV)、增程式电动汽车(REEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)、新能源汽车(New Energy Vehicle)等车辆中。本实施例的扁线波绕电机中，波绕扁线不需要焊接，没有焊点，同时设计灵活性高，减少了扁线波绕电机的处理工序，工艺简单，成本降低。

本实施例还提供了一种包括上述电机的车辆，该车辆可以为电动车/电动汽车(EV)、纯电动汽车(PEV/BEV)、混合动力汽车(HEV)、增程式电动汽车(REEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)、新能源汽车(New Energy Vehicle)等。

实施例3

如图1、图3、图5和图12所示，本实施例的定子绕组，包括三相相绕组，各相绕组包括多组并联的绕组支路，每组绕组支路包括两个并联的支路，各支路均包括多个在定子铁芯7的周向铁芯槽71上依次布置且相互串联的线圈，且每组绕组支路中的两个支路之间的线圈布置在相邻铁芯槽71内；每组绕组支路中的两个支路均由铁芯槽71的槽口最外层(从槽口至槽底方向的第一层)向槽底最内层(从槽口至槽底方向的最后第一层)进行绕制，各线圈的上层边与下层边分别位于相邻层的铁芯槽71内，且每组绕组支路中的两个支路的首端和尾端均为单根线圈，两个支路均在铁芯槽71的槽底最内层和次外层设置同心线圈以实现支路对称。

进一步地，当两个支路均在铁芯槽71的槽底最内层和次外层设置同心线圈以实现支路对称时，其中一个支路中包括一个跨距为y+1的线圈，另一个支路中包括一个跨距为y-1的线圈，且跨距为y-1的线圈位于跨距为y+1的线圈的内侧，两线圈之间同心布置，每组绕组支路中的两个支路的其它线圈的跨距均为y。两个支路均通过跨距为y的第一线圈1按照预设方式由铁芯槽71的槽口最外层向槽底最内层进行绕制，在槽底最内层和次外层设置由跨距为y-1的线圈和跨距为y+1的线圈组成的同心线圈，以完成换向，并实现支路对称，再通过第一线圈1由槽底最内层向槽口最外层进行绕制，如此循环，以完成预设的绕制。

如图1所示，本实施例中，跨距均为y的线圈包括第一线圈1，第一线圈1包括第一线圈主体11和第一弯折部12，第一线圈主体11包括两根相互平行布置的第一支杆111和连接两根第一支杆111一端的第一头部112，第一弯折部12位于两根第一支杆111的另一端以形成焊接端，两根第一支杆111上的第一弯折部12均沿第一线圈主体11的宽度方向，且于远离第一线圈主体11的方向弯折。

如图3所示，本实施例中，单根线圈包括第三线圈3，第三线圈3包括第三线圈主体3)和第三弯折部32，第三线圈主体31包括第三支杆311，第三支杆311两端分别设有第三头部312和第三弯折部32，第三弯折部32形成焊接端。

如图5所示，本实施例中，跨距为y-1的线圈和跨距为y+1的线圈均包括第五线圈5，第五线圈5包括第五线圈主体51和第五弯折部52，第五线圈主体51包括两根相互平行布置的第五支杆511和连接两根第五支杆511一端的第五头部512，第五弯折部52位于两根第五支杆511的另一端以形成焊接端，两根第五支杆511上的第五弯折部52均沿第五线圈主体51的宽度方向，且于远离第五线圈主体51的方向弯折。

本实施例中，每组绕组支路中的两个支路线圈通过采用沿着由外至内的方向进行绕制，除位于槽底用于换向的同心线圈外，其余各个线圈具有相同的跨距，并且线圈的上层边与下层边分别位于相邻层的铁芯槽71内，再通过同心线圈线圈进行换位，以消除不同支路之间相位差，保证了每条支路在槽上以及层上均能对称，即两个并联支路在铁芯槽内呈环形对称结构分布，进而实现了各相绕组均匀对称分布，使得各支路电势平衡、无环流、抵消谐波，大大提高了电机的性能。

本实施例中，第一线圈1和第五线圈5的头部均呈V形或者圆弧状。其中头部为V型的线圈称为V型线圈，头部为圆弧状的线圈称为U型线圈。在本实施例中，各线圈可以采用U型线圈或者V型线圈，由于各线圈均采用同一形状，取消异型线圈和跨接线圈，从而便于装配以及批量生产。当然，在其它实施例中，也可以采用U型线圈与V型线圈相结合的方式。

本实施例中，每组绕组支路中的两个支路之间的并联形式为星形连接或三角形连接。

本实施例中，各线圈的中性点(如图12中的a63和b63)通过铜母排6进行连接，铜母排6的高度不超过线圈焊接端的高度，不仅结构简单，而且减少了绕组端部高度，从而减少了电机体积。

具体地，以48槽8极支路数为2的电机、从槽口到槽底线圈层数从1至8依次增加为例。本实施例中，相绕组包括一组绕组支路，绕组支路中的其中一个支路包括单根线圈A0、线圈a1-A2、a3-A4、a5-A6、a7-A8、a9-A10、a11-A12、a13-A14、a15-A16、a17-A18、a19-A20、a21-A22、a23-A24、a25-A26、a27-A28、a29-A30、a31-A32、……、a59-A60、a61-A62、a63，另一个支路包括单根线圈B0、线圈b1-B2、b3-B4、b5-B6、b7-B8、b9-B10、b11-B12、b13-B14、b15-B16、b17-B18、b19-B20、b21-B22、b23-B24、b25-B26、b27-B28、b29-B30、b31-B32、……、b59-B60、b61-B62、b63；相绕组排布如图12所示；

单根线圈A0、单根线圈B0均位于铁芯槽71内槽口沿槽底方向上的第2层，单根线圈a63、单根线圈b63均位于铁芯槽71内槽口沿槽底方向上的第1层，a63、b63作为中性点，A0与a1端连接，B0与b1端连接。即本实施例中，在门形端出线；在其他实施例中，出线端也可以位于定子外圆区域。

线圈a1-A2、a3-A4、a5-A6、b1-B2、b3-B4、b5-B6的跨距均为6，其上层边位于铁芯槽71的第1层，下层边位于铁芯槽71的第2层，形状如图1所示；

线圈a7-A8、a9-A10、a11-A12、a13-A14、b7-B8、b9-B10、b11-B12、b13-B14的跨距均为6，其上层边位于铁芯槽71的第3层，下层边位于铁芯槽71的第4层，形状如图1所示的U型线圈；

线圈a15-A16、a17-A18、a19-A20、a21-A22、b15-B16、b17-B18、b19-B20、b21-B22的跨距均为6，其上层边位于铁芯槽71的第5层，下层边位于铁芯槽71的第6层，形状如图1所示的U型线圈；

线圈a23-A24、a25-A26、a27-A28、a29-A30、b23-B24、b25-B26、b27-B28、b29-B30的跨距均为6，其上层边位于铁芯槽71的第7层，下层边位于铁芯槽71的第8层，形状如图1所示的U型线圈；

线圈a31-A32的跨距为7、b31-B32的跨距为5，其上层边位于铁芯槽71的第8层，下层边位于铁芯槽71的第7层，线圈a31-A32和b31-B32组成同心线圈，形状如图5所示的U型线圈；

a1-A2线圈的a1端与A0端通过焊接相连，A2端与a3-A4线圈的a3端通过焊接相连，a3-A4线圈的A4端与a5-A6线圈的a5端焊接相连，a5-A6线圈的a6端与a7-A8线圈的a7端焊接相连，以此类推；线圈连接顺序从第1层和第2层，过渡到第3层和第4层、进而过渡到第5层和第6层、最后在第7层和第8层，再依次顺序连接至第1层，如此循环往复。

本实施例中，利用同心线圈代替同心焊接，解决了同心焊接带来的工艺复杂问题，同样可以达到了支路对称的目的。

本实施例还提供了一种定子，该定子包括定子铁芯7和上述的定子绕组，定子铁芯7的内壁周向上设置有48个铁芯槽71，定子绕组中的相绕组的部分绕设在铁芯槽71内，相绕组的部分位于铁芯槽71外。每个铁芯槽71内具有8层且同相的相绕组，且各个铁芯槽71内的相绕组的层数相同。可以理解，在实际应用中，每个定子槽的绕制层数包括但不限于为8层，还可以为2层或4层或6层等，其绕制方式可以参考上述8层的绕制方式。

本实施例还提供了一种包括上述定子的电机，该电机可以应用到电动车/电动汽车(EV)、纯电动汽车(PEV/BEV)、混合动力汽车(HEV)、增程式电动汽车(REEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)、新能源汽车(New Energy Vehicle)等车辆中。本实施例的扁线波绕电机中，波绕扁线不需要焊接，没有焊点，同时设计灵活性高，减少了扁线波绕电机的处理工序，工艺简单，成本降低。

本实施例还提供了一种包括上述电机的车辆，该车辆可以为电动车/电动汽车(EV)、纯电动汽车(PEV/BEV)、混合动力汽车(HEV)、增程式电动汽车(REEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)、新能源汽车(New Energy Vehicle)等。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可通过上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (13)

1.一种定子绕组，其特征在于，包括三相相绕组，各所述相绕组包括多组并联的绕组支路，每组绕组支路包括两个并联的支路，各所述支路均包括多个在定子铁芯(7)的周向铁芯槽(71)上依次布置且相互串联的线圈，且每组绕组支路中的两个所述支路之间的线圈布置在相邻铁芯槽(71)内；

每组绕组支路中的两个支路均由铁芯槽(71)的槽口最外层向槽底最内层进行绕制，各线圈的上层边与下层边分别位于相邻层的铁芯槽(71)内，且每组绕组支路中的两个支路的首端和尾端均为单根线圈，两个支路均在铁芯槽(71)的槽底最内层进行同心焊接以实现支路对称，

或者，两个支路均在铁芯槽(71)的槽底最内层和次外层设置同心线圈以实现支路对称。

2.根据权利要求1所述的定子绕组，其特征在于，当两个支路均在铁芯槽(71)的槽底最内层进行同心焊接以实现支路对称时，各线圈的跨距均为y；当两个支路均在铁芯槽(71)的槽底最内层和次外层设置同心线圈以实现支路对称时，其中一个所述支路中包括一个跨距为y+1的线圈，另一个所述支路中包括一个跨距为y-1的线圈，且跨距为y-1的线圈位于所述跨距为y+1的线圈的内侧，两线圈之间同心布置，每组绕组支路中的两个支路的其它所述线圈的跨距均为y。

3.根据权利要求2所述的定子绕组，其特征在于，所述跨距均为y的线圈包括第一线圈(1)，所述第一线圈(1)包括第一线圈主体(11)和第一弯折部(12)，所述第一线圈主体(11)包括两根相互平行布置的第一支杆(111)和连接两根第一支杆(111)一端的第一头部(112)，所述第一弯折部(12)位于两根第一支杆(111)的另一端以形成焊接端，两根第一支杆(111)上的第一弯折部(12)均沿所述第一线圈主体(11)的宽度方向，且于远离第一线圈主体(11)的方向弯折。

4.根据权利要求2所述的定子绕组，其特征在于，所述跨距均为y的线圈还包括第二线圈(2)，所述第二线圈主体(21)包括两根相互平行布置的第二支杆(211)和连接两根第二支杆(211)一端的第二头部(212)，两根第二支杆(211)的另一端设有第二弯折部(22)以形成焊接端，两根第二支杆(211)上的所述第二弯折部(22)均沿所述第二线圈主体(21)的宽度方向的一侧弯折。

5.根据权利要求2所述的定子绕组，其特征在于，所述单根线圈包括第三线圈(3)，所述第三线圈(3)包括第三线圈主体(31)和第三弯折部(32)，所述第三线圈主体(31)包括第三支杆(311)，所述第三支杆(311)两端分别设有第三头部(312)和第三弯折部(32)，所述第三弯折部(32)形成焊接端。

6.根据权利要求2所述的定子绕组，其特征在于，所述跨距为y-1的线圈和跨距为y+1的线圈均包括第四线圈(4)，第四线圈(4)包括第四线圈主体(41)，第四线圈主体(41)包括两根相互平行布置的第四支杆(411)和连接两根第四支杆(411)一端的第四头部(412)，两根第四支杆(411)的另一端设有第四弯折部(42)以形成焊接端，两根第四支杆(411)上的所述第四弯折部(42)均沿所述第四线圈主体(41)的宽度方向的一侧弯折。

7.根据权利要求2所述的定子绕组，其特征在于，所述跨距为y-1的线圈和跨距为y+1的线圈还均包括第五线圈(5)，所述第五线圈(5)包括第五线圈主体(51)和第五弯折部(52)，所述第五线圈主体(51)包括两根相互平行布置的第五支杆(511)和连接两根第五支杆(511)一端的第五头部(512)，所述第五弯折部(52)位于两根第五支杆(511)的另一端以形成焊接端，两根第五支杆(511)上的第五弯折部(52)均沿所述第五线圈主体(51)的宽度方向，且于远离第五线圈主体(51)的方向弯折。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的定子绕组，其特征在于，各所述线圈的中性点通过铜母排(6)进行连接，其高度不超过所述线圈焊接端的高度。

9.根据权利要求1至7中任意一项所述的定子绕组，其特征在于，每组绕组支路中的两个所述支路之间的并联形式为星形连接或三角形连接。

10.根据权利要求1至7中任意一项所述的定子绕组，其特征在于，所述相绕组包括一组绕组支路，绕组支路中的其中一个支路包括单根线圈A0、线圈a1-A2、a3-A4、a5-A6、a7-A8、a9-A10、a11-A12、a13-A14、a15-A16、a17-A18、a19-A20、a21-A22、a23-A24、a25-A26、a27-A28、a29-A30、a31-A32，另一个支路包括单根线圈B0、线圈b1-B2、b3-B4、b5-B6、b7-B8、b9-B10、b11-B12、b13-B14、b15-B16、b17-B18、b19-B20、b21-B22、b23-B24、b25-B26、b27-B28、b29-B30、b31-B32；

单根线圈A0、单根线圈B0均位于铁芯槽(71)内槽口沿槽底方向上的第2层，且A0与a1端连接，B0与b1端连接；

线圈a1-A2、a3-A4、a5-A6、b1-B2、b3-B4、b5-B6的跨距均为y，其上层边位于铁芯槽(71)的第1层，下层边位于铁芯槽(71)的第2层；

线圈a7-A8、a9-A10、a11-A12、a13-A14、b7-B8、b9-B10、b11-B12、b13-B14的跨距均为y，其上层边位于铁芯槽(71)的第3层，下层边位于铁芯槽(71)的第4层；

线圈a15-A16、a17-A18、a19-A20、a21-A22、b15-B16、b17-B18、b19-B20、b21-B22的跨距均为y，其上层边位于铁芯槽(71)的第5层，下层边位于铁芯槽(71)的第6层；

线圈a23-A24、a25-A26、a27-A28、a29-A30、b23-B24、b25-B26、b27-B28、b29-B30的跨距均为y，其上层边位于铁芯槽(71)的第7层，下层边位于铁芯槽(71)的第8层；

当线圈a31-A32、b31-B32的跨距均为y，其上层边位于铁芯槽(71)的第8层，下层边位于铁芯槽(71)的第7层时，A30、B30与a31、b31进行同心焊接；

当线圈a31-A32的跨距为y-1、b31-B32的跨距为y+1或者线圈a31-A32的跨距为y+1、b31-B32的跨距为y-1时，其上层边位于铁芯槽(71)的第8层，下层边位于铁芯槽(71)的第7层，线圈a31-A32和b31-B32组成同心线圈；

a1-A2线圈在焊接端与a3-A4线圈连接，a3-A4线圈在焊接端与a5-A6线圈连接，a5-A6线圈在焊接端与a7-A8线圈连接，以此类推；

线圈连接顺序从第1层依次到第8层，再从第8层依次到第1层，如此循环往复。

11.一种定子，其特征在于，包括定子铁芯(7)和如权利要求1～10中任意一项所述的定子绕组，所述定子铁芯(7)周向方向上设置有多个铁芯槽(71)，所述定子绕组中的相绕组布置在所述铁芯槽(71)内。

12.一种电机，其特征在于，包括如权利要求11所述的定子。

13.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求12所述的电机。

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