CN117498594A - 转子冲片、转子铁芯、转子、电机和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种转子冲片、转子铁芯、转子、电机和车辆，其中，转子冲片，包括：冲片主体；轴孔，设于冲片主体上；多个槽组，设于冲片主体上，多个槽组绕轴孔间隔布置，每个槽组包括多个安装槽、多个第一辅助槽和第二辅助槽，每个安装槽包括两个槽体，每个槽体包括永磁体槽段，永磁体槽段远离轴孔的端部为配合部；多个安装槽沿冲片主体的径向间隔布置，多个安装槽中距离轴孔最近的安装槽为第一安装槽，多个安装槽中距离冲片主体的外周壁最近的安装槽为第二安装槽；第一辅助槽和第二辅助槽均设于冲片主体的外周壁；第一辅助槽与第二安装槽对应设置；冲片主体在相邻两个第一安装槽之间的部分与第二辅助槽对应设置。

Description

转子冲片、转子铁芯、转子、电机和车辆

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种转子冲片、一种转子铁芯、一种转子、一种电机和一种车辆。

背景技术

随着全球变暖以及能源危机的不断加剧，新能源汽车替代现有的燃油汽车已经成为必然的趋势，内置式永磁同步电机由于高转矩密度、高功率密度、高效率等特点成为电动汽车驱动电机的首选。但，相关技术中，内置式永磁同步电机还普遍存振动噪声大等问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的第一方面提出了一种转子冲片。

本发明的第二方面提出了一种转子冲片铁芯。

本发明的第三方面提出了一种转子。

本发明的第四方面提出了一种电机。

本发明的第五方面提出了一种车辆。

有鉴于此，本发明的第一方面提出了一种转子冲片，包括：冲片主体；轴孔，设于冲片主体上；多个槽组，设于冲片主体上，多个槽组绕轴孔间隔布置，每个槽组包括多个安装槽、多个第一辅助槽和第二辅助槽，每个安装槽包括两个槽体，每个槽体包括永磁体槽段，永磁体槽段远离轴孔的端部为配合部；多个安装槽沿冲片主体的径向间隔布置，多个安装槽中距离轴孔最近的安装槽为第一安装槽，多个安装槽中距离冲片主体的外周壁最近的安装槽为第二安装槽；多个第一辅助槽和第二辅助槽均设于冲片主体的外周壁；第一辅助槽与第二安装槽对应设置；冲片主体在相邻两个第一安装槽之间的部分与第二辅助槽对应设置；第一安装槽的两个槽体的配合部，与轴孔的中心之间的连线形成第一极弧角θ1，第二安装槽的两个槽体的配合部，与轴孔的中心之间的连线形成第二极弧角θ2；多个第一辅助槽沿冲片主体的周向间隔布置，多个第一辅助槽在冲片主体周向上的两端部的第一辅助槽的中心，与轴孔的中心的连线之间的夹角为α1，电机的极对数为p，其中，第二辅助槽在冲片主体周向上的两个端部与轴孔的中心的连线之间的夹角为α2，其中，/>

本发明提供的一种转子冲片包括冲片主体、轴孔和多个槽组，轴孔和多个槽组均设于冲片主体，也即，冲片主体作为轴孔和多个槽组的安装载体。

多个槽组绕轴孔间隔布置，每个槽组包括多个安装槽、多个第一辅助槽和第二辅助槽。并对多个安装槽进行划分，多个安装槽沿冲片主体的径向间隔布置，多个安装槽中距离轴孔最近的安装槽为第一安装槽，多个安装槽中距离冲片主体的外周壁最近的安装槽为第二安装槽。也即，沿冲片主体的径向，第一安装槽为多个安装槽中的最内侧的安装槽，第二安装槽为多个安装槽中的最外侧的安装槽。

转子冲片应用于电机，电机的转矩脉动与非正弦波气隙磁场具有关联性。气隙磁场中的谐波含量越高，电机的输出转矩波形越差，脉动越大，NVH(Noise VibrationHarshness，噪声、振动与声振粗糙度)越大。

故而，通过合理设置第一安装槽、第二安装槽、第一辅助槽和第二辅助槽的配合结构，使得第一辅助槽与第二安装槽对应设置，冲片主体在相邻两个第一安装槽之间的部分与第二辅助槽对应设置。这样，能够有效降低气隙磁场中的谐波含量，从而提高气隙磁密波形的正弦度，改善电机的转矩脉动，降低谐波带来的径向力，降低电机的运行噪音，改善NVH性能，以提升产品的使用性能及市场竞争力。

具体地，电机的转矩脉动及空间电磁力是导致电机切向和径向振动噪声的主要来源，而车用永磁同步电机由于其运行转速范围宽，运行工况复杂，其全转速范围内的主要转矩脉动阶次和径向电磁力密度都需进行优化考量，但由于各运行工况下的电流及电流角差异较大。相关技术中，采用某个优化措施只能降低其特定工况下的电机NVH性能，而造成其他工况下的NVH性能恶化，且往往是以牺牲电机的转矩、功率、效率性能为代价。

而本申请通过合理设置第一安装槽、第二安装槽、第一辅助槽和第二辅助槽的配合结构，可有效避免上述情况。

其中，第一辅助槽所在磁路为d轴磁路，第二辅助槽所在磁路为q轴磁路，d轴上开设第一辅助槽，可有效降低电机在高扭矩工况下的主要转矩脉动阶次及径向电磁力密度。q轴上开设第二辅助槽，可有效降低电机低扭矩工况下的主要转矩脉动阶次及径向电磁力密度。且对电机的输出转矩大小影响较小。

而当电机的d轴和q轴同时开辅助槽时，也即，使得在冲片主体的外周壁上设置第一辅助槽和第二辅助槽时，电机的d轴和q轴电感同时下降，不仅不影响电机的凸极比(凸极比直接影响电机高速性能下的转矩输出)，还会增加电机的峰值功率大小，降低电机电枢反应，且对电机的峰值转矩性能也影响较小。此外，电机的铁耗和退磁性能与电机的电枢反应直接相关，其电枢反应越小，电机铁耗越低，抗退磁能力越好，越有利于电机的输出性能。

因此，通过在冲片主体的外周壁上设置第一辅助槽和第二辅助槽，不仅可以有效改善电机的输出性能，还有利于降低电机成本。同时，设置第一辅助槽和第二辅助槽也能够对空载反电势波形和径向力进行部分调整，减小电机最大空载线反电势，降低控制器成本。在不改变电机平均气隙长度，保证电机输出转矩不降低的基础上，有效改善改善气隙磁场，使得气隙磁密及反电势波形正弦度提高，降低谐波占比，进而降低转矩脉动，显著降低了电机的振动噪声。

可以理解的是，多个第一辅助槽在冲片主体周向上的两端部的第一辅助槽指的是，沿冲片主体的周向处于端部的两个第一辅助槽。如，当第一辅助槽的数量为两个时，夹角α1为两个第一辅助槽的中心与轴孔的中心的连线之间的夹角；当第一辅助槽的数量为三个时，夹角α1为第一个第一辅助槽的中心、第三个第一辅助槽的中心与轴孔的中心的连线之间的夹角；当第一辅助槽的数量为四个时，夹角α1为第一个第一辅助槽的中心、第四个第一辅助槽的中心与轴孔的中心的连线之间的夹角等等，在此不一一列举。通过限定第二极弧角θ2、电机的极对数p和夹角α1的关系，使之满足夹角α1的取值范围可以表征同一极弧区域内两个第一辅助槽的位置，具体表现为：夹角α1的取值越大，两个辅助槽越靠外，与相邻的隔磁桥之间的距离越小，夹角α1的取值越小，两个辅助槽越靠内，与相邻的隔磁桥之间的距离越大。本申请将夹角α1限定在该范围内，对电机高扭矩区域转矩脉动及电机电磁力有良好的改善效果，使得第一辅助槽尽可能优化电机d轴区域磁路，有效调整磁场分布，改善转矩脉动和电机径向电磁力。

通过限定第一极弧角θ1、电机的极对数p和夹角α2的关系，使之满足α2的取值范围则表征电机q轴磁路的优化区域范围，α2的取值越大，其对q轴磁路的影响越大，且会影响电机转子局部冲片强度，本申请将夹角α2限定在该范围内，可在保证电机转子冲片强度的基础上，有效优化电机低扭矩区域转矩脉动，改善电机性能。

具体地，沿垂直于轴孔的轴向对冲片主体进行截面，在截面中，第一辅助槽的轮廓线为轴对称图形。当第一辅助槽和第二辅助槽的轮廓线均为圆弧线时，第一辅助槽的中心为圆弧线的圆心，第二辅助槽的中心为圆弧线的圆心；当第一辅助槽和第二辅助槽的轮廓线均为角形时，第一辅助槽的中心在角形的角平分线上，第二辅助槽的中心在角形的角平分线上。当第一辅助槽和第二辅助槽的轮廓线均为波浪线时，第一辅助槽的中心为波浪线的中点，第二辅助槽的中心为波浪线的中点等等，在此不一一列举。

根据本发明上述的转子冲片，还可以具有以下附加技术特征：

在上述技术方案中，进一步地，多个第一辅助槽沿所在磁极的中心线对称布置。

在该技术方案中，第一辅助槽的数量为多个，也即，每个槽组包括多个安装槽、多个第一辅助槽和第二辅助槽。

多个第一辅助槽沿所在磁极的中心线对称布置。也就是说，多个第一辅助槽的一部分位于所在磁极的中心线的第一侧，多个第一辅助槽的另一部分位于所在磁极的中心线的第二侧。

在上述任一技术方案中，进一步地，第二辅助槽沿磁极平分线对称布置。

在该技术方案中，进一步限定第二辅助槽的形状，具体地，第二辅助槽沿磁极平分线对称布置，也即，第二辅助槽为轴对称结构，能够有效降低气隙磁场中的谐波含量，从而提高气隙磁密波形的正弦度，可有效改善转矩脉动和径向力，降低电机最大空载线反电势幅值。

在上述任一技术方案中，进一步地，第一辅助槽的数量为2p，第二辅助槽的数量为p。

在该技术方案中，进一步限定第一辅助槽和第二辅助槽的数量配比关系，具体地，第一辅助槽的数量为2p，第二辅助槽的数量为p。也就是说，第一辅助槽的数量是第二辅助槽的数量的二倍。

2p个第一辅助槽和p个第二辅助槽相配合，可以进一步降低气隙磁场中的谐波含量，从而提高气隙磁密波形的正弦度，可有效改善转矩脉动和径向力，同时设置2p个第一辅助槽和p个第二辅助槽，也能够对空载反电势波形进行部分调整，降低电机最大空载线反电势幅值，其中，电机的极对数为p。

在上述任一技术方案中，进一步地，第一辅助槽的槽深大于等于0.2mm，且小于等于1.2mm；第二辅助槽的槽深大于等于0.2mm，且小于等于1.2mm。

在该技术方案中，进一步限定第一辅助槽和第二辅助槽的形状。

具体地，第一辅助槽的槽深大于等于0.2mm，且小于等于1.2mm，如，第一辅助槽的槽深包括0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm和1.1mm等等，在此不一一列举。

具体地，第二辅助槽的槽深大于等于0.2mm，且小于等于1.2mm，如，第二辅助槽的槽深包括0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm和1.1mm等等，在此不一一列举。

通过合理设置第一辅助槽和第二辅助槽的槽深，在不改变电机平均气隙长度，保证电机输出转矩不变的情况下，降低了电机气隙磁密波形畸变率，显著削弱了电机的主要阶次的转矩脉动及电机径向电磁力密度，可有效改善电机转矩性能及振动噪声性能。

在上述任一技术方案中，进一步地，每个槽体还包括第一端部和第二端部，永磁体槽段连接于第一端部和第二端部之间；每个安装槽的两个槽体的第一端部紧邻设置，每个安装槽的两个槽体的第二端部远离设置；第一安装槽的永磁体槽段的宽度为W1，第二安装槽的永磁体槽段的宽度为W2；其中，10°≤θ1-θ2≤22.5°，

在该技术方案中，每个安装槽包括两个槽体，两个槽体中的任一槽体包括第一端部、第二端部和永磁体槽段。永磁体槽段包括配合部，配合部为永磁体槽段远离轴孔的端部。

通过合理设置多个安装槽的结构，使得第一安装槽的两个槽体的配合部，与轴孔的中心之间的连线形成第一极弧角θ1，第二安装槽的两个槽体的配合部，与轴孔的中心之间的连线形成第二极弧角θ2，第一极弧角θ1与第二极弧角θ2的差值满足：10°≤θ1-θ2≤22.5°。

另外，第一安装槽的永磁体槽段的宽度W1，与第二安装槽的永磁体槽段的宽度W2满足

可以理解的是，第一安装槽的永磁体槽段和第二安装槽的永磁体槽段均用于安装永磁体。

在永磁同步电机中，内层磁极中的第一安装槽的永磁体槽段的宽度W1，与外层磁极中的第二安装槽的永磁体槽段的宽度W2的取值对电机的直轴磁路的磁阻影响较大。即，对直轴磁路的电感影响较大。

内层磁极中的第一安装槽的第一极弧角θ1，与外层磁极中的第二极弧角θ2的取值对电机的交轴磁路的磁阻影响较大，即对交轴磁路的电感影响较大。

电机的凸极比为交轴电感与直轴电感的比值，电机的电磁转矩为磁阻转矩加上永磁转矩。永磁体用量与永磁转矩之间为正相关的数值关系。

本申请中，通过对内层磁极中的第一安装槽的永磁体槽段的宽度W1与外层磁极中的第二安装槽的永磁体槽段的宽度W2、内层磁极中的第一安装槽的第一极弧角θ1和与外层磁极中的第二极弧角θ2的取值进行限定，能够增大电机的交轴电感与直轴电感的比值，提升凸极比，而凸极比提升后，电机对磁阻转矩的利用率也得到提升，电机在输出相同大小的电磁转矩时，永磁转矩可以较小，由此可以减少永磁体用量，从而降低成本。

此外，电机中的气隙合成磁场是由内层磁极与外层磁极中的永磁体共同作用产生的，其包括基波与谐波，而气隙磁场中基波与谐波的含量与占比直接决定电机的转矩输出能力与NVH性能。基波越大，谐波越小，转矩输出越高，电机NVH性能越好，反之，输出转矩越小，NVH性能越差。

而气隙磁场中基波与谐波的含量占比与大小与内层磁极与外层磁极的极弧角的大小具有关联性。通过对内层磁极中的第一安装槽的永磁体槽段的宽度W1与外层磁极中的第二安装槽的永磁体槽段的宽度W2、内层磁极中的第一安装槽的第一极弧角θ1和与外层磁极中的第二极弧角θ2的取值进行限定，能够优化气隙合成磁场的波形，有效降低气隙磁场中的谐波含量，提高气隙磁场波形的正弦性，从而降低永磁同步电机的齿槽转矩和转矩波动，减小电机的振动噪声。

在上述任一技术方案中，进一步地，第一极弧角θ1和电机的极对数p之间满足：第二极弧角θ2和电机的极对数p之间满足：第一安装槽的永磁体槽段的宽度W1大于等于2mm，且小于等于6mm；第二安装槽的永磁体槽段的宽度W2大于等于1mm，且小于等于5mm。

在该技术方案中，进一步限定第一极弧角θ1、第二极弧角θ2、第一安装槽的永磁体槽段的宽度W1和第二安装槽的永磁体槽段的宽度W2的取值范围。

具体地，第一极弧角θ1和电机的极对数p之间满足：第二极弧角θ2和电机的极对数p之间满足：/>

具体地，第一安装槽的永磁体槽段的宽度W1的值包括：2.2mm、2.5mm、2.8mm、3mm、3.5mm、3.8mm、4mm、4.5mm、5mm和5.5mm等等，在此不一一列举。

具体地，第二安装槽的永磁体槽段的宽度W2的值包括：1.5mm、2mm、2.5mm、2.8mm、3mm、3.2mm、3.5mm、3.8mm、4mm、4.5mm和4.8mm等等，在此不一一列举。

在上述任一技术方案中，进一步地，槽体的第一端部相比于第二端部更靠近轴孔。

在该技术方案中，进一步地限定槽体的形状，具体地，槽体的第一端部相比于第二端部更靠近轴孔，每个安装槽的两个槽体的第一端部紧邻设置，每个安装槽的两个槽体的第二端部远离设置。也即，每个安装槽的两个槽体呈V字形布置，且V字形的开口朝向冲片主体的外周壁，换句话说，V字形的尖端朝向轴孔。

具体地，内层的安装槽与冲片主体的外周壁之间能够形成安装区域，外层的安装槽位于安装区域内。

如，第一安装槽与冲片主体的外周壁之间能够形成安装区域，第二安装槽位于安装区域内。

在上述任一技术方案中，进一步地，第一安装槽的两个永磁体槽段和第二安装槽的两个永磁体槽段，在冲片主体的径向上均包括第一端面和第二端面，第一端面相比于第二端面更靠近轴孔；第一安装槽的两个第二端面之间形成的第一磁极夹角θ3，第二安装槽的两个第二端面之间形成第二磁极夹角θ4；其中，0°≤θ4-θ3≤60°。

在该技术方案中，进一步限定第一安装槽和第二安装槽的结构，第一安装槽的两个永磁体槽段在冲片主体的径向上均包括第一端面和第二端面，第二安装槽的两个永磁体槽段在冲片主体的径向上均包括第一端面和第二端面。

第一端面相比于第二端面更靠近轴孔，也即，第一端面至轴孔的中心的距离小于第二端面至轴孔的中心的距离。

第一安装槽的两个第二端面之间形成的第一磁极夹角θ3，第二安装槽的两个第二端面之间形成第二磁极夹角θ4，并限定第一磁极夹角θ3和第二磁极夹角θ4的差值满足：0°≤θ4-θ3≤60°。

第一极弧角θ1、第二极弧角θ2、第一磁极夹角θ3和第二磁极夹角θ4相配合，及配合内层磁极中的第一安装槽的永磁体槽段的宽度W1与外层磁极中的第二安装槽的永磁体槽段的宽度W2，能够增大电机的交轴电感与直轴电感的比值，提升凸极比，而凸极比提升后，电机对磁阻转矩的利用率也得到提升，电机在输出相同大小的电磁转矩时，永磁转矩可以较小，由此可以减少永磁体用量，从而降低成本。

气隙磁场中基波与谐波的含量占比与大小与内层磁极与外层磁极的极弧角的大小和磁极夹角具有关联性。通过对内层磁极中的第一安装槽的永磁体槽段的宽度W1与外层磁极中的第二安装槽的永磁体槽段的宽度W2、内层磁极中的第一安装槽的第一极弧角θ1、与外层磁极中的第二极弧角θ2、内层磁极中的第一磁极夹角θ3、与外层磁极中的第二磁极夹角θ4的取值进行限定，能够优化气隙合成磁场的波形，有效降低气隙磁场中的谐波含量，提高气隙磁场波形的正弦性，从而降低永磁同步电机的齿槽转矩和转矩波动，减小电机的振动噪声。

在上述任一技术方案中，进一步地，第一磁极夹角θ3大于等于80°，且小于等于130°；第二磁极夹角θ4大于等于90°，且小于等于150°。

在该技术方案中，进一步限定第一磁极夹角θ3和第二磁极夹角θ4的取值范围。

具体地，第一磁极夹角θ3的角度包括：85°、90°、95°、100°、105°、110°、115°、120°和125°等等，在此不一一列举。

具体地，第二磁极夹角θ4的角度包括：95°、100°、105°、110°、115°、120°、125°、130°、135°、140°和145°等等，在此不一一列举。

在上述任一技术方案中，进一步地，沿轴孔的周向，第二安装槽的两端均包括隔磁孔，隔磁孔与冲片主体的外周壁之间形成隔磁桥；沿第一方向，第一辅助槽与相邻的隔磁桥之间的最小距离为d，位于第二安装槽的两端端部的两个隔磁桥之间的最小间距为D，其中，d≤k×D，k∈[0.05，0.45]，且d大于或等于冲片主体的厚度。

在该技术方案中，沿轴孔的周向，第二安装槽的两端均包括隔磁孔，即，沿轴孔的周向，第二安装槽的尺寸大于永磁体的尺寸，永磁体插入安装槽内后，与第二安装槽的两端之间具有一定空隙，能够抑制极间磁通漏磁。其中，第二安装槽中间插装永磁体的部分与冲片主体的外周壁之间的区域为极弧区域，第二安装槽两端的隔磁孔与冲片主体的外周壁之间的区域为隔磁桥，故而极弧区域的两侧均设有隔磁桥，隔磁桥的原理是通过磁桥部位磁通达到饱和来起到限制漏磁的作用。将d与D的关系限定在上述范围内，使得第一辅助槽所在区域尽可能覆盖到隔磁桥附近，从而保证第一辅助槽出现在磁通较饱和的区域，可以有效调整磁场分布，有效改善转矩脉动，防止第一辅助槽所在区域过宽，导致磁路等效磁阻过大而降低电机转矩，通过使位于第一辅助槽与相邻的隔磁桥之间的最小水平距离d，大于或等于冲片主体的厚度，可以防止因转子局部区域过薄而发生断裂，从而提高了转子冲片的强度，提高了转子的使用可靠性。

在上述任一技术方案中，进一步地，沿垂直于轴孔的轴向对冲片主体进行截面，在截面中，第一辅助槽和第二辅助槽中的任一者的轮廓线包括以下任一种或其组合：弧线、波浪形和折线。

在该技术方案中，进一步限定第一辅助槽和第二辅助槽的形状，具体地，沿垂直于轴孔的轴向对冲片主体进行截面，在截面中，第一辅助槽的轮廓线包括以下任一种或其组合：弧线、波浪形和折线。具体地，沿垂直于轴孔的轴向对冲片主体进行截面，在截面中，第二辅助槽的轮廓线包括以下任一种或其组合：弧线、波浪形和折线。

在上述任一技术方案中，进一步地，当第一辅助槽和第二辅助槽中的任一者的轮廓线包括圆弧线时，第一辅助槽的圆弧线的半径为R1，第二辅助槽的圆弧线的半径为R2，其中，0.35≤R1/R2≤7.5。

在该技术方案中，通过合理设置第一辅助槽和第二辅助槽的配合结构，使得当第一辅助槽和第二辅助槽中的任一者的轮廓线包括圆弧线时，第一辅助槽的圆弧线的半径为R1，第二辅助槽的圆弧线的半径为R2，并限定R1和R2满足：0.35≤R1/R2≤7.5。该设置可以使得圆弧线所在区域不至于过大，可以防止因第一辅助槽和第二辅助槽过大而导致磁路等效磁阻过大，进而降低电机的电磁转矩及电机功率的情况发生，有利于在改善电机转矩脉动的基础上，兼顾电机的电磁转矩大小。

根据本发明的第二方面提出了一种转子铁芯，包括：多个如第一方面中任一技术方案的转子冲片，多个转子冲片叠置；其中，多个转子冲片的槽体沿冲片主体的轴向贯通以形成多个插槽。

本发明提供的转子铁芯，因包括如第一方面中任一技术方案的转子冲片，因此，具有上述转子冲片的全部有益效果，在此不做一一陈述。

根据本发明的第三方面提出了一种转子，包括：如第二方面的转子铁芯；多个永磁体，每个插槽设有一个永磁体。

本发明提供的转子，因包括如第二方面中的转子铁芯，因此，具有上述转子铁芯的全部有益效果，在此不做一一陈述。

在上述技术方案中，进一步地，转子铁芯的数量为多个，多个转子铁芯沿轴孔的轴向叠置；任意两个转子铁芯之间具有相对旋转角度，多个转子铁芯包括多个相对旋转角度，多个相对旋转角度中的最大值β满足：N为转子铁芯的数量，Z为电机的定子槽的数量。

在该技术方案中，电机中还存在一系列齿谐波，其也是造成电机振动噪声的主要来源，结合转子分段斜极做进一步的谐波含量削弱，可进一步改善电机的振动噪声。但转子分段斜极在可有效降低电机中谐波含量的同时，也会降低电机中基波含量的大小，影响电机的电磁转矩，因此，将电机的转子分段沿圆周方向构成的最大相对旋转角度限定在范围内，斜极角度(转子铁芯之间相对最大旋转角度β)在该范围内时，在可保证电机电磁转矩的同时，最大程度地降低磁钢的端部漏磁，提高磁钢利用率，削弱齿槽转矩，减小电机转矩脉动，同时改善气隙磁场分布，降低气隙磁场的畸变率，改善电机的NVH性能。

通过对转子冲片的结构、转子铁芯之间相对最大旋转角度、转子铁芯的数量进行不同的组合，可为应用于不同场合，可满足不同型号的电机的使用需求，从而更加灵活地优化气隙合成磁场的波形，以满足产品需求。

另外，通过对多个相对旋转角度中的最大值β进行限定，可在保证电机输出转矩的同时，最大程度地降低永磁体的端部漏磁，提高永磁体的利用率，削弱齿槽转矩，减小电机转矩脉动，同时改善气隙磁场分布，降低气隙磁场的畸变率，使得空载反电势波形分布更加正弦。

根据本发明的第四方面提出了一种电机，包括：如第三方面中任一技术方案的转子。

本发明提供的电机，因包括如第三方面中任一技术方案的转子，因此，具有上述转子的全部有益效果，在此不做一一陈述。

根据本发明的第五方面提出了一种车辆，包括：如第四方面中的电机。

本发明提供的车辆，因包括如第四方面中的电机，因此，具有上述电机的全部有益效果，在此不做一一陈述。

值得说明的是，车辆可以为新能源汽车。新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车等。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了本发明的一个实施例的转子铁芯的结构示意图；

图2示出了本发明的一个实施例的转子冲片的结构示意图；

图3为图2所示的转子冲片的A处局部放大图；

图4示出了本发明的一个实施例的转子冲片的第一部分结构示意图；

图5示出了本发明的一个实施例的转子冲片的第二部分结构示意图；

图6示出了本发明的一个实施例的转子的结构示意图；

图7示出了本发明的一个实施例中电机的平均转矩和转矩脉动率在受转子斜极角度影响的仿真曲线图。

其中，图1至图6中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100转子冲片，110冲片主体，120轴孔，122轴孔的中心，130槽组，132第一安装槽，134第二安装槽，136第一辅助槽，138第二辅助槽，142槽体，144第一端部，146第二端部，148永磁体槽段，150配合部，152第一端面，154第二端面，156隔磁孔，158隔磁桥，200转子铁芯，300转子。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图7描述根据本发明一些实施例的转子冲片100、转子铁芯200、转子、电机和车辆。

实施例1：

如图1和图2所示，本发明的第一方面的实施例提出了一种转子冲片100，转子冲片100包括冲片主体110、轴孔120和多个槽组130。

轴孔120设于冲片主体110上。

多个槽组130设于冲片主体110上，多个槽组130绕轴孔120间隔布置。

每个槽组130包括多个安装槽、多个第一辅助槽136和第二辅助槽138，每个安装槽包括两个槽体142，每个槽体142包括永磁体槽段148，永磁体槽段148远离轴孔120的端部为配合部150。

多个安装槽沿冲片主体110的径向间隔布置，多个安装槽中距离轴孔120最近的安装槽为第一安装槽132，多个安装槽中距离冲片主体110的外周壁最近的安装槽为第二安装槽134。

多个第一辅助槽136和第二辅助槽138均设于冲片主体110的外周壁。

第一辅助槽136与第二安装槽134对应设置。

冲片主体110在相邻两个第一安装槽132之间的部分与第二辅助槽138对应设置。

第一安装槽132的两个槽体142的配合部150，与轴孔的中心122之间的连线形成第一极弧角θ1，第二安装槽134的两个槽体142的配合部150，与轴孔的中心122之间的连线形成第二极弧角θ2；多个第一辅助槽136沿冲片主体110的周向间隔布置，多个第一辅助槽136在冲片主体110周向上的两端部的第一辅助槽136的中心，与轴孔的中心122的连线之间的夹角为α1，电机的极对数为p，其中，第二辅助槽138在冲片主体110周向上的两个端部与轴孔的中心122的连线之间的夹角为α2，其中，

详细地，冲片包括冲片主体110、轴孔120和多个槽组130，轴孔120和多个槽组130均设于冲片主体110，也即，冲片主体110作为轴孔120和多个槽组130的安装载体。

多个槽组130绕轴孔120间隔布置，每个槽组130包括多个安装槽、多个第一辅助槽136和第二辅助槽138。并对多个安装槽进行划分，多个安装槽沿冲片主体110的径向间隔布置，多个安装槽中距离轴孔120最近的安装槽为第一安装槽132，多个安装槽中距离冲片主体110的外周壁最近的安装槽为第二安装槽134。也即，沿冲片主体110的径向，第一安装槽132为多个安装槽中的最内侧的安装槽，第二安装槽134为多个安装槽中的最外侧的安装槽。

转子冲片100应用于电机，电机的转矩脉动与非正弦波气隙磁场具有关联性。气隙磁场中的谐波含量越高，电机的输出转矩波形越差，脉动越大，NVH(Noise VibrationHarshness，噪声、振动与声振粗糙度)越大。

故而，通过合理设置第一安装槽132、第二安装槽134、第一辅助槽136和第二辅助槽138的配合结构，使得第一辅助槽136与第二安装槽134对应设置，冲片主体110在相邻两个第一安装槽132之间的部分与第二辅助槽138对应设置。这样，能够有效降低气隙磁场中的谐波含量，从而提高气隙磁密波形的正弦度，改善电机的转矩脉动，降低谐波带来的径向力，降低电机的运行噪音，改善NVH性能，以提升产品的使用性能及市场竞争力。

具体地，电机的转矩脉动及空间电磁力是导致电机切向和径向振动噪声的主要来源，而车用永磁同步电机由于其运行转速范围宽，运行工况复杂，其全转速范围内的主要转矩脉动阶次和径向电磁力密度都需进行优化考量，但由于各运行工况下的电流及电流角差异较大。相关技术中，采用某个优化措施只能降低其特定工况下的电机NVH性能，而造成其他工况下的NVH性能恶化，且往往是以牺牲电机的转矩、功率、效率性能为代价。

而本申请通过合理设置第一安装槽132、第二安装槽134、第一辅助槽136和第二辅助槽138的配合结构，可有效避免上述情况。

其中，第一辅助槽136所在磁路为d轴磁路，第二辅助槽138所在磁路为q轴磁路，d轴上开设第一辅助槽136，可有效降低电机在高扭矩工况下的主要转矩脉动阶次及径向电磁力密度。q轴上开设第二辅助槽138，可有效降低电机低扭矩工况下的主要转矩脉动阶次及径向电磁力密度。且对电机的输出转矩大小影响较小。

而当电机的d轴和q轴同时开辅助槽时，也即，使得在冲片主体110的外周壁上设置第一辅助槽136和第二辅助槽138时，电机的d轴和q轴电感同时下降，不仅不影响电机的凸极比(凸极比直接影响电机高速性能下的转矩输出)，还会增加电机的峰值功率大小，降低电机电枢反应，且对电机的峰值转矩性能也影响较小。此外，电机的铁耗和退磁性能与电机的电枢反应直接相关，其电枢反应越小，电机铁耗越低，抗退磁能力越好，越有利于电机的输出性能。

因此，通过在冲片主体110的外周壁上设置第一辅助槽136和第二辅助槽138，不仅可以有效改善电机的输出性能，还有利于降低电机成本。同时，设置第一辅助槽136和第二辅助槽138也能够对空载反电势波形和径向力进行部分调整，减小电机最大空载线反电势，降低控制器成本。在不改变电机平均气隙长度，保证电机输出转矩不降低的基础上，有效改善改善气隙磁场，使得气隙磁密及反电势波形正弦度提高，降低谐波占比，进而降低转矩脉动，显著降低了电机的振动噪声。

可以理解的是，多个第一辅助槽136在冲片主体110周向上的两端部的第一辅助槽136指的是，沿冲片主体110的周向处于端部的两个第一辅助槽136。如，当第一辅助槽136的数量为两个时，夹角α1为两个第一辅助槽136的中心与轴孔的中心122的连线之间的夹角；当第一辅助槽136的数量为三个时，夹角α1为第一个第一辅助槽136的中心、第三个第一辅助槽136的中心与轴孔的中心122的连线之间的夹角；当第一辅助槽136的数量为四个时，夹角α1为第一个第一辅助槽136的中心、第四个第一辅助槽136的中心与轴孔的中心122的连线之间的夹角等等，在此不一一列举。

通过限定第二极弧角θ2、电机的极对数p和夹角α1的关系，使之满足夹角α1的取值范围可以表征同一极弧区域内两个第一辅助槽136的位置，具体表现为：夹角α1的取值越大，两个辅助槽越靠外，与相邻的隔磁桥158之间的距离越小，夹角α1的取值越小，两个辅助槽越靠内，与相邻的隔磁桥158之间的距离越大。本申请将夹角α1限定在该范围内，对电机高扭矩区域转矩脉动及电机电磁力有良好的改善效果，使得第一辅助槽136尽可能优化电机d轴区域磁路，有效调整磁场分布，改善转矩脉动和电机径向电磁力。

通过限定第一极弧角θ1、电机的极对数p和夹角α2的关系，使之满足α2的取值范围则表征电机q轴磁路的优化区域范围，α2的取值越大，其对q轴磁路的影响越大，且会影响电机转子局部冲片强度，本申请将夹角α2限定在该范围内，可在保证电机转子冲片100强度的基础上，有效优化电机低扭矩区域转矩脉动，改善电机性能。

具体地，沿垂直于轴孔120的轴向对冲片主体110进行截面，在截面中，第一辅助槽136的轮廓线为轴对称图形。当第一辅助槽136和第二辅助槽138的轮廓线均为圆弧线时，第一辅助槽136的中心为圆弧线的圆心，第二辅助槽138的中心为圆弧线的圆心；当第一辅助槽136和第二辅助槽138的轮廓线均为角形时，第一辅助槽136的中心在角形的角平分线上，第二辅助槽138的中心在角形的角平分线上。当第一辅助槽136和第二辅助槽138的轮廓线均为波浪线时，第一辅助槽136的中心为波浪线的中点，第二辅助槽138的中心为波浪线的中点等等，在此不一一列举。具体地，电机包括永磁同步电机。

具体地，沿冲片主体110的轴向，冲片主体110具有第一壁面和第二壁面，冲片主体110的外周壁的一部分朝向轴孔120方向凹陷以形成第一辅助槽136和第二辅助槽138，第一辅助槽136、第二辅助槽138和安装槽均能够连通第一壁面和第二壁面。

具体地，槽组130的数量为A个。沿轴孔120的周向，冲片主体110的外周壁包括A段外周子壁，每段外周子壁与一个槽组130对应。每段外周子壁包括第一区域和第二区域，第一区域设有第一辅助槽136，第二区域设有第二辅助槽138，第一区域与最外层的安装槽(即，第二安装槽134)对应设置，第二区域与相邻两个第一安装槽132之间的部分对应设置。

进一步地，如图4所示，第一辅助槽136的槽深L1大于等于0.2mm，且小于等于1.2mm；第二辅助槽138的槽深L2大于等于0.2mm，且小于等于1.2mm。

其中，进一步限定第一辅助槽136和第二辅助槽138的形状。

具体地，第一辅助槽136的槽深L1大于等于0.2mm，且小于等于1.2mm，如，第一辅助槽136的槽深L1包括0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm和1.1mm等等，在此不一一列举。

具体地，第二辅助槽138的槽深L2大于等于0.2mm，且小于等于1.2mm，如，第二辅助槽138的槽深L2包括0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm和1.1mm等等，在此不一一列举。

通过合理设置第一辅助槽136和第二辅助槽138的槽深，在不改变电机平均气隙长度，保证电机输出转矩不变的情况下，降低了电机气隙磁密波形畸变率，显著削弱了电机的主要阶次的转矩脉动及电机径向电磁力密度，可有效改善电机转矩性能及振动噪声性能。

进一步地，沿垂直于轴孔120的轴向对冲片主体110进行截面，在截面中，第一辅助槽136和第二辅助槽138中的任一者的轮廓线包括以下任一种或其组合：弧线、波浪形和折线。

其中，进一步限定第一辅助槽136和第二辅助槽138的形状，具体地，沿垂直于轴孔120的轴向对冲片主体110进行截面，在截面中，第一辅助槽136的轮廓线包括以下任一种或其组合：弧线、波浪形和折线。具体地，沿垂直于轴孔120的轴向对冲片主体110进行截面，在截面中，第二辅助槽138的轮廓线包括以下任一种或其组合：弧线、波浪形和折线。

进一步地，如图3所示，当第一辅助槽136和第二辅助槽138中的任一者的轮廓线包括圆弧线时，第一辅助槽136的圆弧线的半径为R1，第二辅助槽138的圆弧线的半径为R2，其中，0.35≤R1/R2≤7.5。

其中，通过合理设置第一辅助槽136和第二辅助槽138的配合结构，使得当第一辅助槽136和第二辅助槽138中的任一者的轮廓线包括圆弧线时，第一辅助槽136的圆弧线的半径为R1，第二辅助槽138的圆弧线的半径为R2，并限定R1和R2满足：0.35≤R1/R2≤7.5。该设置可以使得圆弧线所在区域不至于过大，可以防止因第一辅助槽136和第二辅助槽138过大而导致磁路等效磁阻过大，进而降低电机的电磁转矩及电机功率的情况发生，有利于在改善电机转矩脉动的基础上，兼顾电机的电磁转矩大小。

实施例2：

如图1和图2所示，在实施例1的基础上，进一步地，如图1、图2和图3所示，第一辅助槽136的数量为多个，多个第一辅助槽136沿冲片主体110的周向间隔布置，多个第一辅助槽136沿所在磁极的中心线对称布置。

详细地，第一辅助槽136的数量为多个，也即，每个槽组130包括多个安装槽、多个第一辅助槽136和第二辅助槽138。

多个第一辅助槽136沿所在磁极的中心线对称布置。也就是说，多个第一辅助槽136的一部分位于所在磁极的中心线的第一侧，多个第一辅助槽136的另一部分位于所在磁极的中心线的第二侧。

具体地，沿垂直于电机的轴向对第一辅助槽136进行截面，第一辅助槽136的轮廓线的形状包括以下任一种梯形、弧形、矩形和锯齿形。

具体地，沿垂直于电机的轴向对第二辅助槽138进行截面，第二辅助槽138的轮廓线的形状包括以下任一种梯形、弧形、矩形和锯齿形。

在本实施例中，第一辅助槽136的数量为两个，两个第一辅助槽136沿所在磁极的中心线对称布置。也即，一个第一辅助槽136位于所在磁极的中心线的第一侧，另一个第一辅助槽136位于所在磁极的中心线的第二侧。

在其他一些实施例中，第一辅助槽136的数量为四个，四个第一辅助槽136沿所在磁极的中心线对称布置。也即，两个第一辅助槽136位于所在磁极的中心线的第一侧，另外两个第一辅助槽136位于所在磁极的中心线的第二侧等等，在此不一一列举。

具体地，多个第一辅助槽136的形状均相同。或者，多个第一辅助槽136中的一部分第一辅助槽136的形状相同，多个第一辅助槽136中的另一部分第一辅助槽136的形状各不相同。

实施例3：

如图1和图2所示，在实施例1或实施例2的基础上，进一步地，第二辅助槽138沿磁极平分线对称布置。

详细地，进一步限定第二辅助槽138的形状，具体地，第二辅助槽138沿磁极平分线对称布置，也即，第二辅助槽138为轴对称结构，能够有效降低气隙磁场中的谐波含量，从而提高气隙磁密波形的正弦度，可有效改善转矩脉动和径向力，降低电机最大空载线反电势幅值。

在本实施例中，每个槽组130包括一个第二辅助槽138。

实施例4：

如图1和图2所示，在上述任一实施例的基础上，进一步地，第一辅助槽136的数量为2p，第二辅助槽138的数量为p，p为电机的极对数。

详细地，进一步限定第一辅助槽136和第二辅助槽138的数量配比关系，具体地，第一辅助槽136的数量为2p，第二辅助槽138的数量为p。也就是说，第一辅助槽136的数量是第二辅助槽138的数量的二倍。

2p个第一辅助槽136和p个第二辅助槽138相配合，可以进一步降低气隙磁场中的谐波含量，从而提高气隙磁密波形的正弦度，可有效改善转矩脉动和径向力，同时设置2p个第一辅助槽136和p个第二辅助槽138，也能够对空载反电势波形进行部分调整，降低电机最大空载线反电势幅值。

实施例5：

如图1和图2所示，在上述任一实施例的基础上，进一步地，如图2、图3和图4所示，每个安装槽包括两个槽体142，每个槽体142包括第一端部144、第二端部146和永磁体槽段148，永磁体槽段148连接于第一端部144和第二端部146之间。

每个安装槽的两个槽体142的第一端部144紧邻设置，每个安装槽的两个槽体142的第二端部146远离设置。

第一安装槽132的永磁体槽段148的宽度为W1，第二安装槽134的永磁体槽段148的宽度为W2。

其中，10°≤θ1-θ2≤22.5°，

详细地，每个安装槽包括两个槽体142，两个槽体142中的任一槽体142包括第一端部144、第二端部146和永磁体槽段148。永磁体槽段148包括配合部150，配合部150为永磁体槽段148远离轴孔120的端部。

通过合理设置多个安装槽的结构，使得第一安装槽132的两个槽体142的配合部150，与轴孔的中心122之间的连线形成第一极弧角θ1，第二安装槽134的两个槽体142的配合部150，与轴孔的中心122之间的连线形成第二极弧角θ2，第一极弧角θ1与第二极弧角θ2的差值满足：10°≤θ1-θ2≤22.5°。

另外，第一安装槽132的永磁体槽段148的宽度W1，与第二安装槽134的永磁体槽段148的宽度W2满足

可以理解的是，第一安装槽132的永磁体槽段148和第二安装槽134的永磁体槽段148均用于安装永磁体。

在永磁同步电机中，内层磁极中的第一安装槽132的永磁体槽段148的宽度W1，与外层磁极中的第二安装槽134的永磁体槽段148的宽度W2的取值对电机的直轴磁路的磁阻影响较大。即，对直轴磁路的电感影响较大。

内层磁极中的第一安装槽132的第一极弧角θ1，与外层磁极中的第二极弧角θ2的取值对电机的交轴磁路的磁阻影响较大，即对交轴磁路的电感影响较大。

电机的凸极比为交轴电感与直轴电感的比值，电机的电磁转矩为磁阻转矩加上永磁转矩。永磁体用量与永磁转矩之间为正相关的数值关系。

本申请中，通过对内层磁极中的第一安装槽132的永磁体槽段148的宽度W1与外层磁极中的第二安装槽134的永磁体槽段148的宽度W2、内层磁极中的第一安装槽132的第一极弧角θ1和与外层磁极中的第二极弧角θ2的取值进行限定，能够增大电机的交轴电感与直轴电感的比值，提升凸极比，而凸极比提升后，电机对磁阻转矩的利用率也得到提升，电机在输出相同大小的电磁转矩时，永磁转矩可以较小，由此可以减少永磁体用量，从而降低成本。

此外，电机中的气隙合成磁场是由内层磁极与外层磁极中的永磁体共同作用产生的，其包括基波与谐波，而气隙磁场中基波与谐波的含量与占比直接决定电机的转矩输出能力与NVH性能。基波越大，谐波越小，转矩输出越高，电机NVH性能越好，反之，输出转矩越小，NVH性能越差。

而气隙磁场中基波与谐波的含量占比与大小与内层磁极与外层磁极的极弧角的大小具有关联性。通过对内层磁极中的第一安装槽132的永磁体槽段148的宽度W1与外层磁极中的第二安装槽134的永磁体槽段148的宽度W2、内层磁极中的第一安装槽132的第一极弧角θ1和与外层磁极中的第二极弧角θ2的取值进行限定，能够优化气隙合成磁场的波形，有效降低气隙磁场中的谐波含量，提高气隙磁场波形的正弦性，从而降低永磁同步电机的齿槽转矩和转矩波动，减小电机的振动噪声。

具体地，θ1与θ2的差值包括：12°、14°、16°、18°和20°等等，在此不一一列举。

具体地，W1和W2的比值包括：1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3和2.4等等，在此不一一列举。

具体地，

可以理解的是，永磁体槽段148连接于第一端部144和第二端部146之间，永磁体槽段148的一部分用于安装永磁体，永磁体槽段148的另一部分用于衔接第一端部144和永磁体槽段148用于安装永磁体的部分，以及用于衔接第二端部146和永磁体槽段148用于安装永磁体的部分。也即，连接于第一端部144和第二端部146的永磁体槽段148包括第一直段和第二直段，第一直段和第二直段沿冲片主体110的径向间隔布置，第一直段位于第二直段和轴孔120之间。故而，配合部150可以理解为第二端部146与第二直段的连接处。

进一步地，如图4所示，第一极弧角θ1和电机的极对数p之间满足：第二极弧角θ2和电机的极对数p之间满足：

第一安装槽132的永磁体槽段148的宽度W1大于等于2mm，且小于等于6mm。

第二安装槽134的永磁体槽段148的宽度W2大于等于1mm，且小于等于5mm。

具体地，第一安装槽132的永磁体槽段148的宽度W1的值包括：2.2mm、2.5mm、2.8mm、3mm、3.5mm、3.8mm、4mm、4.5mm、5mm和5.5mm等等，在此不一一列举。

具体地，第二安装槽134的永磁体槽段148的宽度W2的值包括：1.5mm、2mm、2.5mm、2.8mm、3mm、3.2mm、3.5mm、3.8mm、4mm、4.5mm和4.8mm等等，在此不一一列举。

进一步地，如图5所示，沿轴孔120的周向，第二安装槽134的两端均包括隔磁孔156，隔磁孔156与冲片主体110的外周壁之间形成隔磁桥158；沿第一方向，第一辅助槽136与相邻的隔磁桥158之间的最小距离为d，位于第二安装槽134的两端端部的两个隔磁桥158之间的最小间距为D，其中，d≤k×D，k∈[0.05，0.45]，且d大于或等于冲片主体110的厚度。

其中，沿轴孔120的周向，第二安装槽134的两端均包括隔磁孔156，即，沿轴孔120的周向，第二安装槽134的尺寸大于永磁体的尺寸，永磁体插入安装槽内后，与第二安装槽134的两端之间具有一定空隙，能够抑制极间磁通漏磁。其中，第二安装槽134中间插装永磁体的部分与冲片主体110的外周壁之间的区域为极弧区域，第二安装槽134两端的隔磁孔156与冲片主体110的外周壁之间的区域为隔磁桥158，故而极弧区域的两侧均设有隔磁桥158，隔磁桥158的原理是通过磁桥部位磁通达到饱和来起到限制漏磁的作用。将d与D的关系限定在上述范围内，使得第一辅助槽136所在区域尽可能覆盖到隔磁桥158附近，从而保证第一辅助槽136出现在磁通较饱和的区域，可以有效调整磁场分布，有效改善转矩脉动，防止第一辅助槽136所在区域过宽，导致磁路等效磁阻过大而降低电机转矩，通过使位于第一辅助槽136与相邻的隔磁桥158之间的最小水平距离d，大于或等于冲片主体110的厚度，可以防止因转子局部区域过薄而发生断裂，从而提高了转子冲片100的强度，提高了转子的使用可靠性。

实施例6：

如图1和图2所示，在实施例5的基础上，进一步地，如图2和图3所示，槽体142的第一端部144相比于第二端部146更靠近轴孔120。

详细地，进一步地限定槽体142的形状，具体地，槽体142的第一端部144相比于第二端部146更靠近轴孔120，每个安装槽的两个槽体142的第一端部144紧邻设置，每个安装槽的两个槽体142的第二端部146远离设置。也即，每个安装槽的两个槽体142呈V字形布置，且V字形的开口朝向冲片主体110的外周壁，换句话说，V字形的尖端朝向轴孔120。

具体地，内层的安装槽与冲片主体110的外周壁之间能够形成安装区域，外层的安装槽位于安装区域内。

如，第一安装槽132与冲片主体110的外周壁之间能够形成安装区域，第二安装槽134位于安装区域内。

当然，第二安装槽134的形状包括但不限于V字形，还可为一字形或凹形等等，在此不一一例举。

第一安装槽132的形状包括但不限于V字形，还可为凹形等等，在此不一一列举。

实施例7：

如图1和图2所示，在实施例5或实施例6的基础上，进一步地，如图2、图3和图4所示，第一安装槽132的两个永磁体槽段148和第二安装槽134的两个永磁体槽段148，在冲片主体110的径向上均包括第一端面152和第二端面154，第一端面152相比于第二端面154更靠近轴孔120。

第一安装槽132的两个第二端面154之间形成的第一磁极夹角θ3，第二安装槽134的两个第二端面154之间形成第二磁极夹角θ4。

其中，0°≤θ4-θ3≤60°。

详细地，进一步限定第一安装槽132和第二安装槽134的结构，第一安装槽132的两个永磁体槽段148在冲片主体110的径向上均包括第一端面152和第二端面154，第二安装槽134的两个永磁体槽段148在冲片主体110的径向上均包括第一端面152和第二端面154。

第一端面152相比于第二端面154更靠近轴孔120，也即，第一端面152至轴孔的中心122的距离小于第二端面154至轴孔的中心122的距离。

第一安装槽132的两个第二端面154之间形成的第一磁极夹角θ3，第二安装槽134的两个第二端面154之间形成第二磁极夹角θ4，并限定第一磁极夹角θ3和第二磁极夹角θ4的差值满足：0°≤θ4-θ3≤60°。

第一极弧角θ1、第二极弧角θ2、第一磁极夹角θ3和第二磁极夹角θ4相配合，及配合内层磁极中的第一安装槽132的永磁体槽段148的宽度W1与外层磁极中的第二安装槽134的永磁体槽段148的宽度W2，能够增大电机的交轴电感与直轴电感的比值，提升凸极比，而凸极比提升后，电机对磁阻转矩的利用率也得到提升，电机在输出相同大小的电磁转矩时，永磁转矩可以较小，由此可以减少永磁体用量，从而降低成本。

气隙磁场中基波与谐波的含量占比与大小与内层磁极与外层磁极的极弧角的大小和磁极夹角具有关联性。通过对内层磁极中的第一安装槽132的永磁体槽段148的宽度W1与外层磁极中的第二安装槽134的永磁体槽段148的宽度W2、内层磁极中的第一安装槽132的第一极弧角θ1、与外层磁极中的第二极弧角θ2、内层磁极中的第一磁极夹角θ3、与外层磁极中的第二磁极夹角θ4的取值进行限定，能够优化气隙合成磁场的波形，有效降低气隙磁场中的谐波含量，提高气隙磁场波形的正弦性，从而降低永磁同步电机的齿槽转矩和转矩波动，减小电机的振动噪声。

具体地，θ4与θ3的差值包括：5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°、55°和60°等等，在此不一一列举。

进一步地，第一磁极夹角θ3大于等于80°，且小于等于130°。

第二磁极夹角θ4大于等于90°，且小于等于150°。

其中，进一步限定第一磁极夹角θ3和第二磁极夹角θ4的取值范围。

具体地，第一磁极夹角θ3的角度包括：85°、90°、95°、100°、105°、110°、115°、120°和125°等等，在此不一一列举。

具体地，第二磁极夹角θ4的角度包括：95°、100°、105°、110°、115°、120°、125°、130°、135°、140°和145°等等，在此不一一列举。

实施例8：

如图1所示，本发明的第二方面的实施例提出了一种转子铁芯200，包括：多个如第一方面中任一实施例的转子冲片100，多个转子冲片100叠置；其中，多个转子冲片100的槽体142沿冲片主体110的轴向贯通以形成多个插槽。

详细地，转子铁芯200包括多个转子冲片100，多个转子冲片100叠置。

可以理解的是，多个转子冲片100的槽体142沿冲片主体110的轴向贯通以形成多个插槽，插槽用于容置永磁体。

冲片包括冲片主体110、轴孔120和多个槽组130，轴孔120和多个槽组130均设于冲片主体110，也即，冲片主体110作为轴孔120和多个槽组130的安装载体。

多个槽组130绕轴孔120间隔布置，每个槽组130包括多个安装槽、第一辅助槽136和第二辅助槽138。并对多个安装槽进行划分，多个安装槽沿冲片主体110的径向间隔布置，多个安装槽中距离轴孔120最近的安装槽为第一安装槽132，多个安装槽中距离冲片主体110的外周壁最近的安装槽为第二安装槽134。也即，沿冲片主体110的径向，第一安装槽132为多个安装槽中的最内侧的安装槽，第二安装槽134为多个安装槽中的最外侧的安装槽。

转子冲片100应用于电机，电机的转矩脉动与非正弦波气隙磁场具有关联性。气隙磁场中的谐波含量越高，电机的输出转矩波形越差，脉动越大，NVH(Noise VibrationHarshness，噪声、振动与声振粗糙度)越大。

故而，通过合理设置第一安装槽132、第二安装槽134、第一辅助槽136和第二辅助槽138的配合结构，使得第一辅助槽136与第二安装槽134对应设置，冲片主体110在相邻两个第一安装槽132之间的部分与第二辅助槽138对应设置。这样，能够有效降低气隙磁场中的谐波含量，从而提高气隙磁密波形的正弦度，改善电机的转矩脉动，降低谐波带来的径向力，降低电机的运行噪音，改善NVH性能，以提升产品的使用性能及市场竞争力。

具体地，电机的转矩脉动及空间电磁力是导致电机切向和径向振动噪声的主要来源，而车用永磁同步电机由于其运行转速范围宽，运行工况复杂，其全转速范围内的主要转矩脉动阶次和径向电磁力密度都需进行优化考量，但由于各运行工况下的电流及电流角差异较大。相关技术中，采用某个优化措施只能降低其特定工况下的电机NVH性能，而造成其他工况下的NVH性能恶化，且往往是以牺牲电机的转矩、功率、效率性能为代价。

而本申请通过合理设置第一安装槽132、第二安装槽134、第一辅助槽136和第二辅助槽138的配合结构，可有效避免上述情况。

其中，第一辅助槽136所在磁路为d轴磁路，第二辅助槽138所在磁路为q轴磁路，d轴上开设第一辅助槽136，可有效降低电机在高扭矩工况下的主要转矩脉动阶次及径向电磁力密度。q轴上开设第二辅助槽138，可有效降低电机低扭矩工况下的主要转矩脉动阶次及径向电磁力密度。且对电机的输出转矩性能的影响较小。

而当电机的d轴和q轴同时开辅助槽时，也即，使得在冲片主体110的外周壁上设置第一辅助槽136和第二辅助槽138时，电机的d轴和q轴电感同时下降，不仅不影响电机的凸极比(凸极比直接影响电机高速性能下的转矩输出)，还会增加电机的峰值功率大小，降低电机电枢反应，且对电机的峰值转矩性能也影响较小。此外，电机的铁耗和退磁性能与电机的电枢反应直接相关，其电枢反应越小，电机铁耗越低，抗退磁能力越好，越有利于电机的输出性能。

因此，通过在冲片主体110的外周壁上设置第一辅助槽136和第二辅助槽138，不仅可以有效改善电机的输出性能，还有利于降低电机成本。同时，设置第一辅助槽136和第二辅助槽138也能够对空载反电势波形和径向力进行部分调整，减小电机最大空载线反电势，降低控制器成本。在不改变电机平均气隙长度，保证电机输出转矩不降低的基础上，有效改善改善气隙磁场，使得气隙磁密及反电势波形正弦度提高，降低谐波占比，进而降低转矩脉动，显著降低了电机的振动噪声。

实施例9：

如图6所示，本发明的第三方面的实施例提出了一种转子300，包括：如第二方面的转子铁芯200；多个永磁体，每个插槽设有一个永磁体。

详细地，转子300包括转子铁芯200和多个永磁体。

转子铁芯200包括多个转子冲片100，多个转子冲片100叠置。

冲片包括冲片主体110、轴孔120和多个槽组130，轴孔120和多个槽组130均设于冲片主体110，也即，冲片主体110作为轴孔120和多个槽组130的安装载体。

多个槽组130绕轴孔120间隔布置，每个槽组130包括多个安装槽、第一辅助槽136和第二辅助槽138。并对多个安装槽进行划分，多个安装槽沿冲片主体110的径向间隔布置，多个安装槽中距离轴孔120最近的安装槽为第一安装槽132，多个安装槽中距离冲片主体110的外周壁最近的安装槽为第二安装槽134。也即，沿冲片主体110的径向，第一安装槽132为多个安装槽中的最内侧的安装槽，第二安装槽134为多个安装槽中的最外侧的安装槽。

转子冲片100应用于电机，电机的转矩脉动与非正弦波气隙磁场具有关联性。气隙磁场中的谐波含量越高，电机的输出转矩波形越差，脉动越大，NVH(Noise VibrationHarshness，噪声、振动与声振粗糙度)越大。

故而，通过合理设置第一安装槽132、第二安装槽134、第一辅助槽136和第二辅助槽138的配合结构，使得第一辅助槽136与第二安装槽134对应设置，冲片主体110在相邻两个第一安装槽132之间的部分与第二辅助槽138对应设置。这样，能够有效降低气隙磁场中的谐波含量，从而提高气隙磁密波形的正弦度，改善电机的转矩脉动，降低谐波带来的径向力，降低电机的运行噪音，改善NVH性能，以提升产品的使用性能及市场竞争力。

具体地，电机的转矩脉动及空间电磁力是导致电机切向和径向振动噪声的主要来源，而车用永磁同步电机由于其运行转速范围宽，运行工况复杂，其全转速范围内的主要转矩脉动阶次和径向电磁力密度都需进行优化考量，但由于各运行工况下的电流及电流角差异较大。相关技术中，采用某个优化措施只能降低其特定工况下的电机NVH性能，而造成其他工况下的NVH性能恶化，且往往是以牺牲电机的转矩、功率、效率性能为代价。

而本申请通过合理设置第一安装槽132、第二安装槽134、第一辅助槽136和第二辅助槽138的配合结构，可有效避免上述情况。

其中，第一辅助槽136所在磁路为d轴磁路，第二辅助槽138所在磁路为q轴磁路，d轴上开设第一辅助槽136，可有效降低电机在高扭矩工况下的主要转矩脉动阶次及径向电磁力密度。q轴上开设第二辅助槽138，可有效降低电机低扭矩工况下的主要转矩脉动阶次及径向电磁力密度。且对电机的输出转矩性能的影响较小。

而当电机的d轴和q轴同时开辅助槽时，也即，使得在冲片主体110的外周壁上设置第一辅助槽136和第二辅助槽138时，电机的d轴和q轴电感同时下降，不仅不影响电机的凸极比(凸极比直接影响电机高速性能下的转矩输出)，还会增加电机的峰值功率大小，降低电机电枢反应，且对电机的峰值转矩性能也影响较小。此外，电机的铁耗和退磁性能与电机的电枢反应直接相关，其电枢反应越小，电机铁耗越低，抗退磁能力越好，越有利于电机的输出性能。

因此，通过在冲片主体110的外周壁上设置第一辅助槽136和第二辅助槽138，不仅可以有效改善电机的输出性能，还有利于降低电机成本。同时，设置第一辅助槽136和第二辅助槽138也能够对空载反电势波形和径向力进行部分调整，减小电机最大空载线反电势，降低控制器成本。在不改变电机平均气隙长度，保证电机输出转矩不降低的基础上，有效改善改善气隙磁场，使得气隙磁密及反电势波形正弦度提高，降低谐波占比，进而降低转矩脉动，显著降低了电机的振动噪声。

进一步地，如图6所示，转子铁芯200的数量为多个，多个转子铁芯200沿轴孔120的轴向叠置。

任意两个转子铁芯200之间具有相对旋转角度，多个转子铁芯200包括多个相对旋转角度，多个相对旋转角度中的最大值β满足：N为转子铁芯200的数量，Z为电机的定子槽的数量。

其中，电机中还存在一系列齿谐波，其也是造成电机振动噪声的主要来源，结合转子分段斜极做进一步的谐波含量削弱，可进一步改善电机的振动噪声。但转子分段斜极在可有效降低电机中谐波含量的同时，也会降低电机中基波含量的大小，影响电机的电磁转矩，因此，将电机的转子分段沿圆周方向构成的最大相对旋转角度限定在范围内，斜极角度(转子铁芯200之间相对最大旋转角度β)在该范围内时，在可保证电机电磁转矩的同时，最大程度地降低磁钢的端部漏磁，提高磁钢利用率，削弱齿槽转矩，减小电机转矩脉动，同时改善气隙磁场分布，降低气隙磁场的畸变率，改善电机的NVH性能。

通过对转子冲片100的结构、转子铁芯200之间相对最大旋转角度、转子铁芯200的数量进行不同的组合，可为应用于不同场合，可满足不同型号的电机的使用需求，从而更加灵活地优化气隙合成磁场的波形，以满足产品需求。

另外，通过对多个相对旋转角度中的最大值β进行限定，可在保证电机输出转矩的同时，最大程度地降低永磁体的端部漏磁，提高永磁体的利用率，削弱齿槽转矩，减小电机转矩脉动，同时改善气隙磁场分布，降低气隙磁场的畸变率，使得空载反电势波形分布更加正弦。

具体地，如图7所示，斜极角度处于范围内，在可保证电机电磁转矩的同时，最大程度地降低磁钢的端部漏磁，提高磁钢利用率，削弱齿槽转矩，减小电机转矩脉动，同时改善气隙磁场分布，降低气隙磁场的畸变率，改善电机的NVH性能。

另外，如图7所示的电机的转矩脉动率和最大空载线反电势幅值随斜极角度变化时的变化曲线，当斜极角度在上述范围内变化时，对应任一斜极角度的取值，可以看出此时电机的电磁转矩和转矩脉动率均处于最优水平。

实施例10：

本发明的第四方面的实施例提出了一种电机，包括：如第三方面中的转子300。

详细地，电机因包括如第三方面中的转子300，因此，具有上述转子的全部有益效果，在此不做一一陈述。

实施例11：

本发明的第四方面的实施例提出了一种车辆，包括：如第四方面中的电机。

详细地，车辆因包括如第四方面中的电机，因此，具有上述电机的全部有益效果，在此不做一一陈述。

其中，车辆可以为新能源汽车。新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车等。

实施例12：

以一台8极48槽电机为例，电机极对数p为4，电机槽数Z为48，电机分段数为N＝4(也即，转子铁芯200的数量为4个)。电机内层V型磁极结构的第一极弧角θ1大于等于22.5°，且小于等于38.25°。电机外层V型磁极结构的第二极弧角θ2大于等于4.5°，且小于等于22.5°。内层V型磁极结构的第一安装槽132的永磁体槽段148的宽度W1大于等于2mm，且小于等于6mm；电机外层V型磁极结构的第二安装槽134的永磁体槽段148的宽度W2大于等于1mm，且小于等于5mm。电机内层V型磁极结构的第一磁极夹角θ3大于等于80°，且小于等于130°。电机外层V型磁极结构的第二磁极夹角θ4大于等于90°，且小于等于150°。

转子的外周壁设有第一辅助槽136，第一辅助槽136与第二安装槽134对应设置。第一辅助槽136的深度为0.8mm。

转子的外周壁每对磁极之间都设置了一个第二辅助槽138，第二辅助槽138关于电机几何中心线对称布置，第二辅助槽138的深度为0.7mm。

由表1、表2、表3可知，与转子整圆设计相比，本申请在不改变电机平均气隙长度，保证电机输出转矩不变的情况下，降低了电机气隙磁密波形畸变率，显著削弱了电机的主要阶次的转矩脉动及电机径向电磁力密度，可有效改善电机转矩性能及振动噪声性能。

此外，当采用如图6中的6个转子铁芯200的V型对称分布，多个相对旋转角度中的最大值β满足：即，最大值β大于等于3.125°，且小于等于6.875°。

表1

电磁参数	传统整圆设计	本申请方案
			等效气隙长度(mm)	0.75	0.75
磁密波形畸变率(％)	26.6	16.7
			平均电磁转矩(Nm)	276.6	276.0
0阶6f径向电磁力密度(N/mm^2)	12000	7800
			0阶12f径向电磁力密度(N/mm^2)	8154	5756

表2

转矩脉动率％	传统整圆设计	本申请方案
			100％Tmax	8.7％	4.6％
60％Tmax	6.3％	3.1％
			40％Tmax	5.4％	2.6％
30％Tmax	7.8％	3.6％
			15％Tmax	9.2％	4.1％

表3

如图7所示的关于电机的转矩脉动率和最大空载线反电势幅值随斜极角度β变化时的变化曲线，当β在上述范围内变化时，对应任一β的取值，可以看出此时电机的电磁转矩和转矩脉动率均处于最优水平。

在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种转子冲片，其特征在于，包括：

冲片主体；

轴孔，设于所述冲片主体上；

多个槽组，设于所述冲片主体上，所述多个槽组绕所述轴孔间隔布置，每个所述槽组包括多个安装槽、多个第一辅助槽和第二辅助槽，每个所述安装槽包括两个槽体，每个所述槽体包括永磁体槽段，所述永磁体槽段远离所述轴孔的端部为配合部；

所述多个安装槽沿所述冲片主体的径向间隔布置，所述多个安装槽中距离所述轴孔最近的所述安装槽为第一安装槽，所述多个安装槽中距离所述冲片主体的外周壁最近的所述安装槽为第二安装槽；

所述多个第一辅助槽和所述第二辅助槽均设于所述冲片主体的外周壁；

所述第一辅助槽与所述第二安装槽对应设置；

所述冲片主体在相邻两个所述第一安装槽之间的部分与所述第二辅助槽对应设置；

所述第一安装槽的两个所述槽体的所述配合部，与所述轴孔的中心之间的连线形成第一极弧角θ1，所述第二安装槽的两个所述槽体的所述配合部，与所述轴孔的中心之间的连线形成第二极弧角θ2；

所述多个第一辅助槽沿所述冲片主体的周向间隔布置，所述多个第一辅助槽在所述冲片主体周向上的两端部的所述第一辅助槽的中心，与所述轴孔的中心的连线之间的夹角为α1，电机的极对数为p，其中，

所述第二辅助槽在所述冲片主体周向上的两个端部与所述轴孔的中心的连线之间的夹角为α2，其中，

2.根据权利要求1所述的转子冲片，其特征在于，所述多个第一辅助槽沿所在磁极的中心线对称布置。

3.根据权利要求1所述的转子冲片，其特征在于，所述第二辅助槽沿磁极平分线对称布置。

4.根据权利要求1所述的转子冲片，其特征在于，所述第一辅助槽的数量为2p，所述第二辅助槽的数量为p。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的转子冲片，其特征在于，所述第一辅助槽的槽深大于等于0.2mm，且小于等于1.2mm；

所述第二辅助槽的槽深大于等于0.2mm，且小于等于1.2mm。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的转子冲片，其特征在于，每个所述槽体还包括第一端部和第二端部，所述永磁体槽段连接于所述第一端部和所述第二端部之间；

每个所述安装槽的两个槽体的第一端部紧邻设置，每个所述安装槽的两个槽体的第二端部远离设置；

所述第一安装槽的所述永磁体槽段的宽度为W1，所述第二安装槽的所述永磁体槽段的宽度为W2；

其中，10°≤θ1-θ2≤22.5°，

7.根据权利要求6所述的转子冲片，其特征在于，所述第一极弧角θ1和所述电机的极对数p之间满足：

所述第二极弧角θ2和所述电机的极对数p之间满足：

所述第一安装槽的永磁体槽段的宽度W1大于等于2mm，且小于等于6mm；

所述第二安装槽的永磁体槽段的宽度W2大于等于1mm，且小于等于5mm。

8.根据权利要求6所述的转子冲片，其特征在于，所述槽体的所述第一端部相比于所述第二端部更靠近所述轴孔。

9.根据权利要求6所述的转子冲片，其特征在于，所述第一安装槽的两个所述永磁体槽段和所述第二安装槽的两个所述永磁体槽段，在所述冲片主体的径向上均包括第一端面和第二端面，所述第一端面相比于所述第二端面更靠近所述轴孔；

所述第一安装槽的两个所述第二端面之间形成的第一磁极夹角θ3，所述第二安装槽的两个所述第二端面之间形成第二磁极夹角θ4；

其中，0°≤θ4-θ3≤60°。

10.根据权利要求9所述的转子冲片，其特征在于，所述第一磁极夹角θ3大于等于80°，且小于等于130°；

所述第二磁极夹角θ4大于等于90°，且小于等于150°。

11.根据权利要求6所述的转子冲片，其特征在于，沿所述轴孔的周向，所述第二安装槽的两端均包括隔磁孔，所述隔磁孔与所述冲片主体的外周壁之间形成隔磁桥；

沿第一方向，所述第一辅助槽与相邻的所述隔磁桥之间的最小距离为d，位于所述第二安装槽的两端端部的两个所述隔磁桥之间的最小间距为D，其中，d≤k×D，k∈[0.05，0.45]，且所述d大于或等于所述冲片主体的厚度。

12.根据权利要求1至4中任一项所述的转子冲片，其特征在于，沿垂直于所述轴孔的轴向对所述冲片主体进行截面，在截面中，所述第一辅助槽和所述第二辅助槽中的任一者的轮廓线包括以下任一种或其组合：弧线、波浪形和折线。

13.根据权利要求12所述的转子冲片，其特征在于，当所述第一辅助槽和所述第二辅助槽中的任一者的轮廓线包括圆弧线时，所述第一辅助槽的所述圆弧线的半径为R1，所述第二辅助槽的所述圆弧线的半径为R2，其中，0.35≤R1/R2≤7.5。

14.一种转子铁芯，其特征在于，包括：

多个如权利要求1至13中任一项所述的转子冲片，多个所述转子冲片叠置；

其中，多个所述转子冲片的槽体沿所述冲片主体的轴向贯通以形成多个插槽。

15.一种转子，用于电机，其特征在于，包括：

如权利要求14所述的转子铁芯；

多个永磁体，每个所述插槽设有一个所述永磁体。

16.根据权利要求15所述的转子，其特征在于，所述转子铁芯的数量为多个，多个所述转子铁芯沿所述轴孔的轴向叠置；

任意两个所述转子铁芯之间具有相对旋转角度，多个所述转子铁芯包括多个所述相对旋转角度，多个所述相对旋转角度中的最大值β满足：N为所述转子铁芯的数量，Z为所述电机的定子槽的数量。

17.一种电机，其特征在于，包括：

如权利要求15或16所述的转子。

18.一种车辆，其特征在于，包括：

如权利要求17所述的电机。