CN116317249B - 转子冲片、电机转子、电机及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种转子冲片、电机转子、电机及车辆，包括片体和形成在片体上的多组磁钢槽，磁钢槽包括：第一段和第二段，相对设置且分别构造为沿第一方向延伸；以及第三段和第四段，相对设置且分别与第一段和第二段相邻连接，以与第一段和第二段共同围成磁钢槽，其中，第一段和第三段之间通过弯曲段连接，弯曲段配置为相对于第一段沿第二方向朝远离片体中心的一侧拱起，第二方向垂直于第一方向。通过向外拱起的弯曲段可以有效降低该连接区域的过渡应力，从而避免应力集中。

Description

转子冲片、电机转子、电机及车辆

技术领域

本公开涉及电机技术领域，尤其涉及一种转子冲片、电机转子、电机及车辆。

背景技术

驱动电机作为新能源汽车的核心部分，其性能对汽车的影响十分重要。相关技术中，为了提升电机性能，通常通过提升电机转速，从而提升电机功率密度来实现。但电机转速的提升对转子冲片的强度要求也会变高。目前的电机转子冲片在高速旋转下部分区域应力水平过大，从而导致电机转速无法得到进一步提升。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种转子冲片、电机转子、电机及车辆。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种转子冲片，包括片体和形成在所述片体上的多组磁钢槽，所述磁钢槽包括：第一段和第二段，相对设置且分别构造为沿第一方向延伸；以及第三段和第四段，相对设置且分别与所述第一段和所述第二段相邻连接，以与所述第一段和所述第二段共同围成所述磁钢槽，其中，所述第一段和所述第三段之间通过弯曲段连接，所述弯曲段配置为相对于所述第一段沿第二方向朝远离所述片体中心的一侧拱起，所述第二方向垂直于所述第一方向。

可选地，所述弯曲段由一段式圆弧构成，或者，所述弯曲段包括相连接的圆弧段和过渡段，所述圆弧段的一端与所述第三段相切连接，所述过渡段过渡连接在所述圆弧段的另一端和所述第一段之间。

可选地，所述弯曲段包括相切连接且均构造为圆弧的圆弧段和过渡段，所述圆弧段的一端与所述第三段相切连接，所述过渡段过渡连接在所述圆弧段的另一端和所述第一段之间，且所述过渡段与所述圆弧段构造为圆弧弯曲方向相反。

可选地，所述弯曲段的与所述第一段位于所述磁钢槽同侧的一段相对于所述第一段沿所述第二方向拱起的距离d为0.1mm～0.3mm。

可选地，所述第四段包括相连接的第一弧段和第二弧段，所述第一弧段构造为与所述片体的外边缘同心且间隔的圆弧，所述第二弧段构造为从所述第一弧段逐渐朝向所述片体的内侧弯曲，以使所述第二弧段与相邻的所述片体的外边缘之间的间隔渐增。

可选地，所述第二弧段构造为圆弧，且所述第二弧段的一端与所述第一弧段相切连接，另一端的端点处的切线与所述第二段之间的夹角角度不小于90度且小于180度。

可选地，所述第二段和所述第四段通过挡肩段连接，所述挡肩段包括相连接的支撑段和连接段，所述支撑段用于在所述转子冲片旋转时所产生的离心力方向上支撑磁钢，所述支撑段与所述第二段连接，所述连接段与所述第四段连接，所述支撑段与所述连接段之间的夹角角度不小于90度且小于180度。

可选地，每组所述磁钢槽包括两个磁钢槽，两个所述磁钢槽布置为开口朝向所述片体外侧的V型，所述V型关于所述片体的径向对称，其中，两个所述磁钢槽的第三段之间形成有间隔。

可选地，所述V型的夹角角度为90度～120度。

可选地，所述第一段相对于所述第二段远离所述片体内侧，所述第三段相对于所述第四段靠近所述片体内侧，且所述第四段靠近所述片体的边缘设置。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种电机转子，包括多个堆叠的转子冲片，所述转子冲片为本公开提供的转子冲片。

根据本公开实施例的第三方面，提供一种电机，包括定子和本公开提供的转子，所述磁钢槽内设置有磁钢。

根据本公开实施例的第四方面，提供一种车辆，包括本公开提供的电机。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：在转子冲片旋转时，由于离心力作用，第一段与第三段之间的连接处会在磁钢的作用力下而受到较大应力，本公开实施例中，将第一段和第三段之间的连接通过向外拱起的弯曲段来实现，相比于二者之间直接连接或者直接通过倒角进行连接的方式，可以有效降低该连接区域的过渡应力，从而避免应力集中，并可以使得该连接处的强度得以提升，有利于电机转速的提升应用。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种转子冲片的结构示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种转子冲片内设置有磁钢的局部结构示意图。

图3是图2的A部放大图。

图4是图2的B部放大图。

图5是根据另一示例性实施例示出的一种转子冲片的结构示意图。

附图标记说明

10-片体，11-外边缘，20-磁钢槽，21-第一段，22-第二段，23-第三段，24-第四段，241-第一弧段，242-第二弧段，25-弯曲段，251-圆弧段，252-过渡段，26-挡肩段，261-支撑段，262-连接段，201-倒角段，30-磁钢。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内、外”是指相应零部件的本身轮廓的内和外，例如，片体10的内侧指的是靠近其中心的一侧，外侧指的是靠近边缘的一侧。本公开中所使用的术语如“第一、第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。

如图1所示，本公开实施例提供一种转子冲片，其包括片体10和形成在片体10上的多组磁钢槽20，例如可以包括如图1中所示的六组，当然也可以包括五组、七组或其他数量，这里不做限制。其中，磁钢槽20可以用于如图1所述的单层磁钢，也可以用于多层磁钢，如可以用于如图5所示的双层磁钢。

参照图2所示，磁钢槽20可以包括第一段21、第二段22、第三段23以及第四段24，通过这四段共同围成磁钢槽，即该四段分别设置在磁钢30的四周上。其中，第一段21和第二段22相对设置且分别构造为沿第一方向延伸，例如第一段21和第二段22的延伸方向与磁钢30的外轮廓相对应，磁钢30在受到离心力后可以至少与第一段21发生贴合；第三段23和第四段24相对设置且分别与第一段21和第二段22相邻连接，例如第三段23连接在第一段21和第二段22的一端，第四段24连接在第一段21和第二段22的另一端，以与第一段21和第二段22共同围成磁钢槽20，这里的各段之间的连接指的是直接或间接连接，例如可以通过下文中的倒角段201或弯曲段25等进行间接连接。上述的第一方向指的是磁钢30在转子冲片中的排布方向，也即是磁钢30的长度延伸方向。其中，磁钢30与第三段23和第四段24可以均不贴合，并可以与第三段23和第四段24具有间隔，因此其延伸方向无需与磁钢30对应。例如，至少部分第三段23的延伸方向可以大致为片体10的径向延伸方向，至少部分第四段24的延伸方向可以大致为片体10的边缘延伸方向。

其中，参照图3，第一段21和第三段23之间可以通过弯曲段25连接，这里，可以使弯曲段25配置为相对于第一段21沿第二方向朝远离片体10中心的一侧拱起，即弯曲段25的沿第一方向的切线相对于第一段21远离片体10中心，第二方向垂直于第一方向。换言之，参照图3，通过弯曲段25的远离片体10中心一侧的最靠近第二方向的点所做出的沿第一方向延伸的直线(图3中的虚线)与第一段21在第二方向上不共线，且虚线比第一段21更远离片体10的中心。另外，需要说明的是，为了清楚显示各段之间的分界点，图3和图4中均用黑点示出，但需要明确的是，该黑点不代表实际的结构特征。

通过上述技术方案，在转子冲片旋转时，由于离心力作用，第一段21与第三段23之间的连接处会在磁钢30的作用力下而受到较大应力，本公开实施例中，将第一段21和第三段23之间的连接通过向外拱起的弯曲段25来实现，相比于二者之间直接连接或者直接通过倒角进行连接的方式，可以有效降低该连接区域的过渡应力，从而避免应力集中，并可以使得该连接处的强度得以提升，有利于电机转速的提升应用。

本公开实施例中，第一段21相对于第二段22远离片体10内侧，即第一段21更远离片体10的中心，第三段23相对于第四段24靠近片体10内侧，即第三段23更靠近片体10的中心，且第四段24靠近片体10的边缘设置。这样，可以使得上述具有拱起特征的弯曲段25可以设置在相比于第二段22距离片体10中心更远的第一段21与第三段23之间，可以有效减少在离心作用下此处的应力集中问题。在其他实施例中，也可以在其它段的连接处设置该弯曲段25，例如在第一段21和第三段23之间设置这种拱起的弯曲段25，其拱起方向与前述弯曲段的拱起方向相反。在一些实施例中，参照图3，第一段21与第四段24之间、第二段22与第三段23之间，以及第二段22与第四段24之间可以分别通过倒角段201连接，或者除倒角段201外还可以通过其他构造的段(例如下述的挡肩段26)进行连接，通过倒角的形式可以有效避免直接连接的尖角导致的应力集中，从而可以降低各段的连接位置的应力集中。

本公开实施例中，弯曲段25可以由一段或多段曲线来构成。例如，在一种实施例中，参照图3，弯曲段25可以包括相连接的圆弧段251和过渡段252，圆弧段251的一端与第三段23相切连接，即第三段23与圆弧段251的与其连接的端点处的切线共线。过渡段252可以过渡连接在圆弧段251的另一端和第一段21之间，以实现圆弧段251与第一段21之间的平滑过渡，避免连接尖角，以分散应力，并且这种构造的结构较简单，易于制造实现。其中，过渡段252可以构造为平滑曲线，例如，也可以构造为圆弧，分别与第一段21和圆弧段251相切连接。过渡段252可以与圆弧段251构造为弯曲方向相反的两段圆弧，通过两段圆弧相切连接，使得整个弯曲段25的曲线过渡更加圆滑，从而可以尽可能地避免应力集中。

在另一种实施例中，弯曲段25可以由一段式圆弧构成，即该弯曲段25可以直接与第一段21和第三段23相连。在其他实施例中，弯曲段25也可以包括一段或多段相连接的圆弧和连接在一段或多段连接的圆弧两端的两段过渡曲线，第一段21和第三段23分别通过过渡曲线与圆弧进行过渡连接。

本公开实施例中，弯曲段25的与第一段21位于磁钢槽20同侧的一侧相对于第一段21沿第二方向拱起的距离d可以为0.1mm～0.3mm，例如距离d可以为0.2mm，将距离d设置在该范围值内可以更好地降低应力集中，以增加片体10强度。在其他实施例中，可以根据磁钢槽20的布置位置等因素对该距离d进行适应调整。

根据本公开的一种实施例，参照图4，第四段24可以包括相连接的第一弧段241和第二弧段242，第一弧段241可以构造为与片体10的外边缘11同心且间隔的圆弧，即第一弧段241与对应的外边缘11区域平行；第二弧段242可以构造为从第一弧段241逐渐朝向片体10的内侧弯曲，以使第二弧段242与相邻的片体10的外边缘11之间的间隔渐增，即第二弧段242逐渐远离所对应的外边缘11区域，而不与外边缘11平行。本领域中，通常将第四段24与外边缘11之间的间隔称为磁桥，由于磁钢30设计位置的限制，磁桥通常不会设计的过大，这就导致该区域所受应力也会较大，因此，通过设置逐渐向内侧弯曲的第二弧段242可以增大其与外边缘11之间的间隔，从而有效缓解该区域应力集中的情况。本公开实施例中，第一弧段241与第一段21之间可以连接有倒角段201，第二弧段242与第二段22之间可以连接有倒角段201。在其他实施例中，第四段24也可以包括第一弧段241和与第一弧段241连接的直线段，直线段可以构造为朝向片体10的内侧倾斜，以逐渐远离片体10的边缘11，即是说，第二弧段242也可以替换为直线段，本公开对此不作限定。

进一步地，第二弧段242可以构造为圆弧，以便于成型制造且过渡圆滑，且第二弧段242的一端可以与第一弧段241相切连接，以便于与第一弧段241之间可以平缓的连接，而避免存在连接尖角。第二弧段242的另一端的端点处的切线(图4中的虚线)与第二段22之间的夹角a的角度可以不小于90度且小于180度，例如可以等于90度，使得该夹角a不为锐角，从而可以有效改善此处存在的应力集中的问题，降低应力水平。

本公开实施例中，参照图4，第二段22和第四段24之间除通过上述的倒角段201连接外，还可以通过挡肩段26连接，如第二段22和第四段24之间通过挡肩段26和连接在挡肩段26两端的倒角段201进行连接。其中，挡肩段26可以包括相连接的支撑段261和连接段262，支撑段261用于在转子冲片旋转时所产生的离心力的方向上支撑磁钢30以及对磁钢30进行限位，支撑段261用于通过倒角段201与第二段22连接，连接段262用于通过倒角段201与第四段24连接，并且支撑段261与连接段262之间的夹角b的角度不小于90度且小于180度，例如为90度或100度等。在转子冲片的高速旋转下，磁钢30对该挡肩段26的作用力较大，从而导致该处的应力较大，难以满足更高转速下的强度要求。因此，本公开实施例中通过将挡肩段26的夹角b设置成不小于90度且小于180度，即不为锐角，可以有效降低挡肩段26的应力水平，从而能够允许转子冲片实现更高转速。

在一种实施例中，参照图1，每组磁钢槽20可以包括两个磁钢槽20，两个磁钢槽20可以布置为开口朝向片体10外侧的V型，V型关于片体10的径向对称，其中，两个磁钢槽20的第三段23之间形成有间隔，以构成磁桥。在一些实施例中，每组磁钢槽20也可以如图5中所示包括四个磁钢槽20，每两个布置为V型。

其中，V型的夹角c的角度可以为90度～120度，例如可以为100度。上述的磁钢槽20的各个段的改进应用于这种方式布置的磁钢槽20中，可以更好地解决应力集中的问题，从而有效地提高转子冲片的强度，进而解决电机转速难以提到的问题。当然，本公开实施例中的磁钢槽20也可以采用其他布置形式，这里不做限制。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种电机转子，可以包括多个堆叠的转子冲片，转子冲片可以为上述的转子冲片。该电机转子可以具有上述转子冲片的所有有益效果，这里不再赘述。

根据本公开实施例的第三方面，提供一种电机，该电机包括定子和上述的转子，且转子的转子冲片的磁钢槽20内设置有磁钢30。该电机可以实现高转速，从而具有较高的功率密度，并且该电机具有上述转子的所有有益效果，这里不再赘述。

根据本公开实施例的第四方面，提供一种车辆，该车辆包括上述的电机，并具有上述电机的所有有益效果，这里不再赘述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种转子冲片，其特征在于，包括片体和形成在所述片体上的多组磁钢槽，所述磁钢槽包括：

第一段和第二段，相对设置且分别构造为沿第一方向延伸；以及

第三段和第四段，相对设置且分别与所述第一段和所述第二段相邻连接，以与所述第一段和所述第二段共同围成所述磁钢槽，所述第一段相对于所述第二段远离所述片体内侧，所述第三段相对于所述第四段靠近所述片体内侧，且所述第四段靠近所述片体的边缘设置，

其中，所述第一段和所述第三段之间通过弯曲段连接，所述弯曲段配置为相对于所述第一段沿第二方向朝远离所述片体中心的一侧拱起，所述第二方向垂直于所述第一方向，所述弯曲段包括相连接的圆弧段和过渡段，所述圆弧段的一端与所述第三段相切连接，所述过渡段过渡连接在所述圆弧段的另一端和所述第一段之间，所述圆弧段和所述过渡段相切连接且均构造为圆弧，且所述过渡段与所述圆弧段构造为圆弧弯曲方向相反，所述弯曲段的与所述第一段位于所述磁钢槽同侧的一段相对于所述第一段沿所述第二方向拱起的距离d为0.1mm～0.3mm。

2.根据权利要求1所述的转子冲片，其特征在于，所述第四段包括相连接的第一弧段和第二弧段，所述第一弧段构造为与所述片体的外边缘同心且间隔的圆弧，所述第二弧段构造为从所述第一弧段逐渐朝向所述片体的内侧弯曲，以使所述第二弧段与相邻的所述片体的外边缘之间的间隔渐增。

3.根据权利要求2所述的转子冲片，其特征在于，所述第二弧段构造为圆弧，且所述第二弧段的一端与所述第一弧段相切连接，另一端的端点处的切线与所述第二段之间的夹角角度不小于90度且小于180度。

4.根据权利要求1所述的转子冲片，其特征在于，所述第二段和所述第四段通过挡肩段连接，所述挡肩段包括相连接的支撑段和连接段，所述支撑段用于在所述转子冲片旋转时所产生的离心力方向上支撑磁钢，所述支撑段与所述第二段连接，所述连接段与所述第四段连接，所述支撑段与所述连接段之间的夹角角度不小于90度且小于180度。

5.根据权利要求1所述的转子冲片，其特征在于，每组所述磁钢槽包括两个磁钢槽，两个所述磁钢槽布置为开口朝向所述片体外侧的V型，所述V型关于所述片体的径向对称，其中，两个所述磁钢槽的第三段之间形成有间隔。

6.根据权利要求5所述的转子冲片，其特征在于，所述V型的夹角角度为90度～120度。

7.一种电机转子，其特征在于，包括多个堆叠的转子冲片，所述转子冲片为根据权要求1-6中任一项所述的转子冲片。

8.一种电机，其特征在于，包括定子和根据权利要求7所述的转子，所述磁钢槽内设置有磁钢。

9.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求8所述的电机。