CN206759178U - 一种电机的定子、电机以及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种电机的定子、电机以及车辆。本公开提供了一种电机的定子，包括铁芯；形成在所述铁芯中的齿；形成在所述齿两侧的绕线槽；其中，所述绕线槽的离铁芯中心越远的部分沿所述铁芯切向方向的尺寸越大，或者所述绕线槽是阶梯状的，以使得在所述铁芯径向方向上，所述齿的宽度大体上相等。

Description

一种电机的定子、电机以及车辆

技术领域

本公开涉及车辆，特别地涉及车辆中的电机，更特别地涉及用于车辆中的电机的定子和转子以及制造方法。

背景技术

在当今世界中，车辆已经成为人们工作和生活必不可少的交通工具。由于石油资源的日渐紧张以及环境保护方面的考虑，纯电动车辆以及混合动力车辆日渐引起了人们的注意。存在着对纯电动车辆以及混合动力车辆中使用的电机进行改进的各方面的需求。

实用新型内容

本公开旨在解决现有技术中存在的至少一个问题。

根据本公开的一个方面，提供了一种电机的定子，包括：铁芯；形成在所述铁芯中的齿；形成在所述齿两侧的绕线槽；其中，所述绕线槽的离铁芯中心越远的部分沿所述铁芯切向方向的尺寸越大，或者所述绕线槽是阶梯状的，以使得在所述铁芯径向方向上，所述齿的宽度大体上相等。

根据本公开的一个实施例，所述绕线槽包括第一绕线槽部分和相对于第一绕线槽部分布置在铁芯外侧的第二绕线槽部分，其中第一绕线槽部分具有沿铁芯切向方向的第一边，第二绕线槽部分具有沿铁芯切向方向的第二边，并且所述第一边的长度小于所述第二边的长度。

根据本公开的一个实施例，所述第一边的长度与所述第一绕线槽部分和铁芯中心之间的距离相关联，并且所述第二边的长度与所述第二绕线槽部分和铁芯中心之间的距离和所述第一绕线槽部分和铁芯中心之间的距离相关联。

根据本公开的一个实施例，所述第一绕线槽部分和铁芯中心之间的距离小于所述第二绕线槽部分和铁芯中心之间的距离。

根据本公开的一个实施例，所述第一边的长度与所述第一绕线槽部分和铁芯中心之间的距离之间的关系表示为L1＝2*π*r1/Z*k1，所述第二边的长度与所述第一绕线槽部分和铁芯中心之间的距离和所述第二绕线槽部分和铁芯中心之间的距离的关系表示为L2＝2*π*r2/Z-π*r1/Z*(1-k1)，其中L1是第一边的长度，r1是第一绕线槽部分和铁芯中心之间的距离，L2是第二边的长度，r2是第二绕线槽部分和铁芯中心之间的距离，Z是定子中绕线槽的数量，k1是常数。

根据本公开的一个实施例，该定子还包括布置在所述第一绕线槽部分中的第一绕组和布置在所述第二绕线槽部分中的第二绕组，形成所述第一绕组的导体的尺寸与第一绕线槽部分的尺寸大体上相同，形成所述第二绕组的导体的尺寸与第二绕线槽部分的尺寸大体上相同，并且形成所述第一绕组的导体的沿铁芯切向方向的边的长度小于形成所述第二绕组的导体的沿铁芯切向方向的边的长度。

根据本公开的一个实施例，形成所述第一绕组的导体和形成所述第二绕组的导体的截面大体上为正方形。

根据本公开的另一个方面，提供了一种电机，包括：转子以及上述的电机的定子。

根据本公开的另一个方面，提供了一种车辆，包括：电机，所述电机包括：转子以及上述的电机的定子。

根据本公开内容的示例实现的一个技术效果在于，提高转子的机械强度和机械稳定性。根据本公开的示例实现的另一个技术效果在于，增大磁场分布的稳定性，提高磁场的利用率。

附图说明

图1示出了根据本公开的实施例的车辆的示意性侧视图；

图2示出了根据本公开的实施例的包括定子和转子的电机的示意图；

图3示出了根据本公开的实施例的定子的示意图；

图4A示出了现有技术中的定子的结构示意图；

图4B示出了根据本公开的实施例的定子的结构示意图；

图5示出了分别针对根据本公开的实施例的定子与现有技术中的定子、沿图4A和图4B中的径向方向的线A测量得到的磁场密度随径向方向的位移的变化曲线；

图6示出了分别针对根据本公开的实施例的定子与现有技术中的定子测量得到的输出转矩随时间变化的变化曲线；

图7示出了根据本公开的实施例的转子的示意图；

图8示出了根据本公开的另一优选实施例的转子的示意图；

图9示出了根据本公开的另一优选实施例的转子的示意图；

图10示出了根据本公开的另一优选实施例的转子的示意图；

图11示出了图10中示出的转子的各部分的标记符号；

图12示出了图7所示的转子对应的最大应力区域；

图13示出了用于制造根据本公开的实施例的定子的方法的流程图；

图14示出了用于制造根据本公开的实施例的转子的方法的流程图。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述本公开的各种示例性实施例。但要理解的是，对各种实施例的描述仅仅是说明性的，不作为对本公开的技术的任何限制。除非另外具体说明，在示例性实施例中的组件和步骤的相对布置、表达式和数值不限制本公开的范围。

本文中所用的术语，仅仅是为了描述特定的实施例，而不意图限制本公开。除非上下文明确地另外指出，本文中所用的单数形式的“一”和“该”意图同样包括复数形式。还要理解的是，“包含”一词在本文中使用时，说明存在所指出的特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件以及/或者它们的组合。本领域技术人员还应当理解的是，本文中使用的术语“约”旨在说明由于可能的测量误差或制造误差使得所记载的数值涵盖一定的合理变化范围。

现在参考图1，图1示出了根据本公开的实施例的车辆的示意性侧视图。通常地，车辆10可以包括车身12、多个将车身12支撑在行驶面上的车轮14、以及车辆动力系统16等。该车辆动力系统16可以包括至少一个电机。

应当理解在本文中使用的车辆动力系统可以广泛地包括能够用于推动车辆的具有一个或多个电机的任何车辆动力系统。该车辆动力系统可以用于例如纯电动车辆以及混合动力车辆。在混合动力车辆的动力系统中，至少一个电机与发动机可以串行或并行地推动车辆的行进。混合动力车辆的例子可以包括但不限于插电式混合动力车辆、双模式混合动力车辆、全混合动力车辆、增程式混合动力车辆、动力辅助混合动力车辆、轻度混合动力车辆、串联式混合动力车辆、并联式混合动力车辆、串联-并联式混合动力车辆、液力混合动力车辆、功率分流式混合动力车辆、BAS混合动力车辆以及任何其他类型的混合动力车辆。本公开中的车辆可以被配置为轿车、运动型车、卡车、公共汽车、商用车、跨界车、休闲车等。应当理解的是本公开的技术可以用于上述任何车辆动力系统，而不局限于某一特定类型。

如图1所示，在一些实施例中，车辆动力系统16通常可以包括电源24、逆变器20、控制单元18、电机22以及输入装置26。如上所述，车辆动力系统16可以采用其他布置和/或配置，但通常地包括至少一个电机。在一些实施例中，电机22可操作性地连接到至少一个车轮14，向车轮14施加转矩从而驱动车辆10。

电源24可以直接或间接地将电力提供给电机22。电源24，例如电池，可以包括一个或多个电池单元，并且可以采用锂离子、镍金属氢化物、钠氯化镍、镍镉以及任何适合的其他电池技术。

逆变器20可操作性地将电源24和电机22互联。逆变器20可以从电源24接收直流电，将其转换为交流电，并且将交流电传递给电机22。

控制单元18可操作性地连接到逆变器20，从而控制逆变器20。控制单元18可以是一个或多个通用的数字计算机或数据处理设备，通常可以包括但不限于处理器或微处理器或中央处理单元、存储器(诸如但不限于只读存储器、随机存取存储器、电可擦除可编程只读存储器)、输入/输出装置或装置、模拟数字转换器或转换电路、数字模拟转换器或转换电路、时钟等。控制单元18可以被配置为执行程序指令，该程序指令可以存储在控制单元18内的存储器或其他与控制单元18相关联的其他适当的存储装置中。控制单元18可以经由逆变器20对电机进行控制。

在一些实施例中，车辆10还可以包括输入装置26，输入装置26可操作性地连接到控制单元18。车辆的驾驶者操作输入装置26，以便经由控制单元18来控制电机22的输出转矩。在一些实施例中，输入装置26可选择地包括踏板，控制单元18响应于踏板的位置状态经由逆变器调节传递到电机22的电力的大小，从而调节电机22的输出转矩。

图2示出了根据本公开的实施例的包括定子和转子的电机的示意图。具体地，如图2所示，电机通常可以包括转子部分和定子部分。定子部分可以位于转子部分的外部，其中定子部分可以包括定子铁芯200、齿部202和绕线槽204。齿部202和绕线槽204可以均匀地布置在转子外缘的周围，绕线槽204内可以放置有导体。在这些槽内放置的导体按照一定的方式连接起来，可以形成定子绕组。转子部分可以包括磁体槽206、转子铁芯208以及位于转子中心位置的转轴210。转子部分还包括插入到磁体槽206中的磁体。其中磁体可以采用多种永磁材料，可以包括但不限于铝镍钴(AlNiCo)、铁氧体、稀土钴、钕铁硼以及粘结永磁材料等。在设计中可以根据对气隙磁场的大小、规定的电机性能指标、磁性能的稳定性、机械性能、加工和装配的便利、经济成本等各种因素的要求对永磁材料进行选择。另外，本领域技术人员应当理解的是，磁体槽206的形状并不限于图2中示出的形状，图2中的磁体槽206仅仅是示例性的，而不是限制性的。下文将对转子部分的磁体槽的结构进行详细的描述。

下面详细地描述根据本公开的一些实施例的定子。本领域技术人员应当理解，尽管以下本公开结合永磁同步电机描述了本公开的多个实施例，然而这并不意在将本公开各个实施例的实质和精神限制到特定的电机类型。根据本公开记载的实施例，本领域技术人员能够合理地将其中的各实施例的精神和实质扩展到其他电机。

图3示出了根据本公开的一些实施例的定子的示意图。在定子的不同槽中的导体可以连接形成线匝，多个线匝可以连接形成线圈，多个线圈相连可以形成线圈组，最后可以由线圈组连接成各相绕组。为了更好地说明导体和绕组的关系，将图2所示的电机展开，仅示出定子铁芯和槽中导体的截面(转子部分未示出)。

根据本公开的一些实施例，如图3所示，定子可以包括定子铁芯300以及均匀或不均匀地形成在定子铁芯300中的多个齿，例如，齿306。定子还可以包括形成在齿两侧的绕线槽，例如，布置在齿306两侧的绕线槽302和绕线槽304。还应当理解的是，在图3中仅以示例的方式示出了对应于转子的一个极的六个绕线槽，但本公开并不限于此，定子可以包括合理数量的多个绕线槽。

在一些实施例中，绕线槽的离铁芯中心越远的部分沿铁芯切向方向的尺寸越大，以使得在所述铁芯径向方向上，所述齿的宽度大体上相等。例如，在一些实施例中，以绕线槽304为例进行说明，绕线槽304包括处于虚线内的部分-绕线槽部分310和处于虚线外的部分-绕线槽部分308。与绕线槽部分308相比，绕线槽部分310离铁芯的中心较远。与绕线槽部分308沿铁芯的切向方向(以箭头320的方向表示)的边的长度L1相比，绕线槽310部分沿铁芯的切向方向320的边的长度L2较大，即图3中的L2大于L1。通过这样的布置使得沿铁芯的径向方向(以箭头330的方向表示)来看齿的宽度大体上相等，即齿306在虚线外对应的宽度D1大体上等于齿306在虚线内对应的宽度D2。也就是说，沿铁芯的径向方向330来看，绕线槽302和相邻的绕线槽304之间的距离大体上保持不变。

发明人发现，当沿径向方向330从内向外移动时，齿宽较大以及离铁芯中心的距离较大这两个因素均会产生磁场密度减小的影响。因此，通过上述的布置可以在离铁芯中心较远时避免齿宽较大造成的影响。通过本文所述的布置可以减缓磁场密度沿径向方向330的减小，从而提高齿306上的磁场分布的均一性，进而提高增大磁场的利用率，使电机极限输出能力最大化。另外，在一些实施例中，由于绕线槽310的边长L2大于绕线槽308的边长L1，并且绕线槽内布置有导体并且导体的尺寸大体上等于绕线槽的尺寸，因此根据本公开，绕线槽部分310内的导体的截面积大于绕线槽部分308内的导体的截面积。由于绕组的总电阻与形成绕组的导体的截面积成反比，因此这样的布置还使得绕组的总电阻减小。

根据本公开的一些实施例，定子还可以包括布置在绕线槽中的绕组。可以通过粘接剂、卡槽、紧固件等多种连接方式将绕组的导体插入或嵌入到绕线槽中。根据本公开的一些实施例，该电机的定子可以具有分开的两个双层绕组。如图3所示，虚线内的绕组对应于一个双层绕组，虚线外的绕组对应于另外一个双层绕组。但本领域技术人员应当理解的是，本公开结合分开的两个双层绕组来描述以下多个实施例不意味着将本公开的实施例实质和精神限制到特定的绕组类型。根据本公开记载的实施例，本领域技术人员能够合理地将其中的各实施例的精神和实质扩展到其他各种具有多个多层绕组的类型。

进一步具体地描述，在图3的实施例中，可以包括布置在绕线槽部分308中的第一绕组316和布置在绕线槽部分310中的第二绕组318，其中第二绕组318相对于第一绕组316大体上布置在铁芯外侧方向，其中如图3所示，第二绕组318处于虚线内，第一绕组316处于虚线外。根据上文所述，绕组由绕线槽中的导体连接而成。根据一些实施例，形成绕组的导体的尺寸大体上等于绕线槽的尺寸。根据一些实施例，形成第一绕组和第二绕组的导体可以具有大体上长方形的截面或者有一个或多个圆倒角的长方形的截面。

根据本公开的一些实施例，优选地，形成第一绕组和第二绕组的导体的截面可以大体上是正方形。由于正方形在长度方向和宽度方向上的尺寸一致，因此具有大体上正方形的截面的导体与现有技术中使用的具有长宽不同的截面的扁铜线相比可以带来易于弯折和易于成形的额外的技术效果。

在一些实施例中，形成第一绕组316的导体沿铁芯的切向方向320的边被表示为第一边，其长度为L1(也就是绕线槽部分308的沿铁芯的切向方向的边的长度)，形成第二绕组318的导体沿铁芯的切向方向318的边被表示为第二边，其长度为L2(也就是绕线槽部分310的沿铁芯的切向方向的边的长度)。其中，该第一边的长度L1小于该第二边的长度L2，从而使得沿铁芯的径向方向330来看，齿306的与第一绕组316相对应的宽度D1大体上等于齿306的与第二绕组318相对应的宽度D2。通过这样的布置，可以起到减缓磁场密度沿径向方向330的减小的效果，从而提高齿306上的磁场利用率，进而提升电机的极限输出能力。在一些实施例中，这样的布置可以使齿的磁场密度维持在1.8T附近(由于铁芯硅钢材料的磁场非线性，通常在齿的磁场密度为约1.8T时电机的磁场利用率最高并且电机的极限输出能力较大)，进而提升电机的极限输出能力。

应当理解，此处的绕线槽的尺寸与绕线槽位于铁芯中的位置相关联。根据本公开的一些实施例，第一边的长度可以设计为与第一绕组和铁芯中心之间的距离相关联，并且第二边的长度可以设计为与第二绕组和铁芯中心之间的距离和第一绕组和铁芯中心之间的距离相关联。

在一些实施例中，在实际的定子制造中，第一绕组的第一边的长度可以表示为L1＝2*π*r1/Z*k1，其中r1为第一绕组和铁芯中心之间的距离，Z为定子中的绕线槽的数量，k1为常数，通常为约0.4-0.5。而在一些实施例中，第二绕组的第二边的长度可以表示为L2＝2*π*r2/Z-π*r1/Z*(1-k1)，其中r1为第一绕组和铁芯中心之间的距离，r2为第二绕组和铁芯中心之间的距离，Z为定子中的绕线槽的数量，k1为常数，通常为约0.4-0.5。应当理解，上述公式表示的关系仅仅是示例性的，本领域技术人员可以根据具体应用选择其他合适的关系。

尽管结合图3描述了电机的定子结构，然而，本领域技术人员可以理解，本公开的实施例公开了将绕线槽布置为阶梯状以使得在铁芯的径向方向上，齿的宽度大体上相等的实施例。根据一些实施例，绕线槽中离铁芯中心越远的部分沿铁芯切向方向的尺寸越大，使得整个绕线槽形成阶梯形状，从而保证相邻的两个绕线槽之间的距离在铁芯从内到外的方向上大体上相等。

例如，如图3所示，针对两个双层绕组的情况，与其中一个双层绕组对应的绕线槽310的沿铁芯切向方向的边的长度L2大于与另一个双层绕组对应的绕线槽308的沿铁芯切向方向的边的长度L1，即，包括绕线槽310和绕线槽308的绕线槽304具有包括一个台阶340的阶梯形状，从而使得相邻的绕线槽302和绕线槽304之间的齿306的宽度大体上相等，即D1大体上等于D2。本领域技术人员应当理解，尽管图3中仅示出了两个双层绕组的情况，然而也包括具有多于两个的双层绕组和多个多层绕组的情形。在该情形中，整个绕线槽为具有多个台阶的阶梯形状，离铁芯中心越远的绕组对应的绕线槽的沿铁芯切向方向的边长越大。应当理解，只要绕线槽的阶梯形结构可以使得沿铁芯的径向方向相邻的绕线槽之间的距离大体上相等，就可以起到提高齿上的磁场分布的均一性和提高电机极限输出能力的作用，而不限于本文所描述的特定实施例。

下面具体描述本公开的实施例中具有阶梯形结构的绕线槽、使得在铁芯径向方向上齿的宽度大体上相等的定子的有益的技术效果。

图4A示出了现有技术中具有直槽的定子的结构图，其中在铁芯从内到外的径向方向上齿的宽度逐渐增大，图4B示出了本公开中的定子的结构图，其具有阶梯形结构的绕线槽，从而使得在铁芯径向方向上齿的宽度大体上相等。图5示出了分别针对图4A和图4B中的两种定子、沿两图中的径向方向的线A测量得到的磁场密度随径向方向的位移的变化曲线，其中图4A和图4B中的两种定子具有相同的槽内截面积并且其他参数完全相同。从图5的磁场密度的变化可以看出，与现有技术中的定子相比，本公开中的定子可以使得磁场密度随位移的减小被减缓，使齿的磁场密度能够一直维持在1.8T附近(1.8T的磁场密度对应于电机的最高磁场利z用率以及较大的极限输出能力)，从而提高磁场利用率，进而提升电机的极限输出能力。

图6示出了分别针对根据本公开的实施例的定子与现有技术中的定子测量得到的输出转矩T随时间变化的变化曲线，这里以转子外径为145-155mm的电机为例进行说明。从中可以看出，本公开的定子对应的转矩T随时间的变化曲线整体高于现有技术的定子对应的曲线，并且本公开的定子对应的转矩曲线的平均值约为303.4Nm(如图中上方的虚线所示)，而现有技术中的定子对应的转矩曲线的平均值约为286.7Nm(如图中下方的虚线所示)，即，现有技术对应的转矩平均值远远小于本公开的定子对应的转矩平均值。另外，如本领域技术人员熟知的，通常用电机的电流密度J来表征电机发热的极限程度，并且相应地用输出转矩与电流密度的比值T/J来表征电机在发热极限下输出转矩的最大能力，即，相同绝缘等级条件下，T/J越大，表征该电机的输出转矩能力越强。在电机的电流密度J均为10.48A/mm²的情况下，本公开的定子对应的T/J的值约为28.95，而现有技术的定子对应的T/J的值约为27.35。从中可以看出，本公开的定子的最大输出转矩能力比现有技术高出约5％。因此，相对于现有技术，本申请公开的定子可以具有较大的输出转矩以及较大的最大输出转矩能力。

尽管上述技术效果是针对特定尺寸的电机测量或计算得到的，但应当理解，针对其他尺寸的电机，本申请中公开的定子同样能够获得上述优于现有技术的有益技术效果。

本领域技术人员应当理解，上述对电机的定子的描述也公开了一种用于制造电机的定子的方法。图13示出了根据本公开的实施例的用于制造电机的定子的方法的流程图。根据本公开的一些实施例，该定子包括铁芯，在方框1300，将齿布置在所述铁芯中。在方框1302，将绕线槽布置在所述齿的两侧。在方框1304，将所述绕线槽布置为阶梯状，使得在所述铁芯径向方向上，所述齿的宽度大体上相等。

下面针对根据本公开的一些实施例的转子进行详细地描述。

本领域技术人员应当理解，尽管以下本公开结合永磁同步电机描述了本公开的多个实施例，然而这并不意在将本公开各个实施例的实质和精神限制到特定的电机类型。根据本公开记载的实施例，本领域技术人员能够合理地将其中的各实施例的精神和实质扩展到其他电机。

根据本公开的实施例，图7示出了根据本公开的一些实施例的转子7的示意图。根据本公开的实施例，电机的转子7可以包括铁芯70以及布置在铁芯中的第一磁体槽700和第二磁体槽702，其中第一磁体槽700可以具有第一端部710，第二磁体槽702可以具有第二端部712，并且第一端部710与第二端部712相邻，如图7所示。此外，第一端部710和相邻的第二端部712之间可以存在空隙，在该空隙中布置有第一空气槽704。由此，可以在第一空气槽704和第一磁体槽700的第一端部710之间形成第一铁芯间隙714。可以在第一空气槽704和第二磁体槽702的第二端部712之间形成第二铁芯间隙716。通过这样的布置，可以利用通过第一空气槽704形成的第一和第二铁芯间隙714、716来承受来自铁芯和磁体的应力作用，从而改善机械稳定性并且增大机械强度。

根据一些实施例，该第一空气槽704可以是三角形、圆形、多边形以及其他各种合理的形状。根据一些实施例，优选地，第一空气槽704可以是三角形空气槽，并且三角形空气槽的三边的朝向可以包括多种合理的布置。进一步优选地，该三角形的第一空气槽704可以具有第一边728和第二边730，其中该第一边728面对第一磁体槽700的第一端部710，该第二边730面对第二磁体槽702的第二端部712，如图7所示。根据一些实施例，该三角形的第一空气槽704的第一边728可以大体上平行于第一磁体槽700的第一端部710的边，第一空气槽704的第二边730可以大体上平行于第二磁体槽702的第二端部712的边。

根据本公开的一些实施例，该第一铁芯间隙714大体上等于第二铁芯间隙716。根据一些实施例，第一磁体槽700和第二磁体槽702可以对称地布置在铁芯70的径向轴线(如图7中的虚线所示)的两侧。根据一些实施例，第一磁体槽700和第二磁体槽702可以大体上形成V形。本领域技术人员应当理解，在这里对图7所示的实施例进行的描述仅仅是出于示例的目的。针对第一磁体槽700、第二磁体槽702，可以采用多种其它能够实现转子在电机中发挥的功能的结构和形状，可以包括但不限于不规则多边形、L形、一字形以及它们的合适组合。

可选地或附加地，该转子还可以包括第三磁体槽708，该第三磁体槽相对于第一磁体槽700和第二磁体槽702布置在铁芯70外侧方向上。根据一些实施例，该第三磁体槽708可以是面对第一磁体槽700和第二磁体槽702的大体上成倒梯形的磁体槽，如图7所示。在一些实施例中，该倒梯形的第三磁体槽708可以具有两个彼此成角度的斜边740、742，其中斜边740可以面对第一磁体槽700的边734，斜边742可以面对第二磁体槽702的边736。在另一些实施例中，该倒梯形的第三磁体槽708的斜边740可以与第一磁体槽700的与斜边740相对的边734大体上平行，斜边742可以与第二磁体槽702的与斜边742相对的边736大体上平行，如图7所示。相对于现有技术中通常采用的长方形或具有圆倒角的长方形磁体槽，该大体上成倒梯形的第三磁体槽708的结构能够较好地限制漏磁，提高了凸极率，增大了磁阻转矩，提升最大输出转矩。但本领域技术人员应当理解的是，该第三磁体槽还可以采用多种其它能够实现转子在电机中发挥的功能的结构和形状，例如，U形或其他合理的形状。

根据本公开的一些实施例，该转子还可以包括布置在上述的磁体槽中的磁体(可以通过粘接剂、卡槽、紧固件等多种连接方式将磁体插入或嵌入到磁体槽中)，如图7的阴影部分所示。

图8示出了根据本公开的另一实施例的转子8的示意图。图8所示的转子8与图7中的转子7类似，其包括铁芯80、第一磁体槽800、第二磁体槽802以及第一空气槽804。在图7所示的实施例中就转子7的各部分描述的内容可以同样地或者适应性地适用于图8所示的实施例中的转子8，这里不再赘述。

图8中的转子8与图7中的转子7的不同之处在于，图8中的转子8还可以包括相对于第一空气槽804布置在朝向铁芯80外侧方向上的第二空气槽806，其中第二空气槽806位于第一磁体槽800和第二磁体槽802之间，并且第二空气槽806与第一空气槽804相对地布置。通过这样布置第二空气槽806，在一定程度上阻挡磁通的通道，可以在增加机械稳定性的情况下进一步减少漏磁，并且可以在一定程度上提升最大输出转矩。根据一些实施例，第一空气槽804和第二空气槽806可以对齐地布置在铁芯80的径向轴线(如图8中的虚线所示)上并且相对地排列，如图8所示。根据一些实施例，优选地，第二空气槽806可以是倒梯形、三角形、圆形、多边形以及其他各种合理的形状。优选地，根据一些实施例，第二空气槽806为与第一空气槽相对地布置的大体上成倒梯形的空气槽，其中该倒梯形第二空气槽806具有相互平行的短边和长边，其中短边可以面向第一空气槽804，而长边可以面向铁芯80外侧的方向。

根据本公开的一些实施例，第二空气槽806和第一空气槽804之间可以形成第三铁芯间隙818。第二空气槽806和第一磁体槽800之间可以形成第四铁芯间隙820。第二空气槽806和第二磁体槽802之间可以形成第五铁芯间隙822。根据本公开的一些实施例，该第四铁芯间隙820的长度可以大体上等于第五铁芯间隙822的长度。

图9示出了根据本公开的另一实施例的转子9的示意图。图9所示的转子9与图7中的转子7类似，其包括铁芯90、第一磁体槽900与其中的第一端部910、第二磁体槽902与其中的第二端部912、以及第一空气槽904。在图7所示的实施例中就转子7的各部分描述的内容可以同样地或者适应性地适用于图9所示的实施例中的转子9，这里不再赘述。

图9中的转子9与图7中的转子7的不同之处在于，在图9的转子9中，第一磁体槽900在第一端部910处可以包括第一突起部920，该第一突起部920可以被布置为在第一端部910处相对于第一端部910大体上朝铁芯90外侧方向突起，如图9所示。同样地，第二磁体槽902在第二端部912处可以包括第二突起部922，该第二突起部922可以被布置为在第二端部912处相对于第二端部912大体上朝铁芯90外侧方向突起。具体地，在一些实施例中，第一磁体槽900可以具有大体上面向铁芯外侧的边934，第二磁体槽902可以具有大体上面向铁芯外侧的边936，而第一突起部920可以沿与边934大体上垂直的方向朝铁芯90外侧突起，第二突起部922可以沿与边936大体上垂直的方向朝铁芯90外侧突起，如图9所示。在一些实施例中，该第一突起部920和第二突起部922使得磁体槽的边缘突起，可以进一步地减少漏磁，还可以增大局部凸极率，提升最大输出转矩能力。在一些实施例中，由于磁钢边缘通常承受较大的去磁磁场强度，边缘突起可以减少边缘处的局部场强，因此该第一突起部920和第二突起部922还能够提升转子磁钢的抗去磁能力。

图10示出了根据本公开的另一实施例的转子10的示意图。图10所示的转子10与图9中的转子9类似，其包括铁芯100、第一磁体槽1000、第一端部1010、第一突起部1020、第二磁体槽1002、第二端部1012、第二突起部1022、以及第一空气槽1004。另外，图10中的转子10还包括与图7中的第三磁体槽708类似的第三磁体槽1008，图10中的第一空气槽1004可以是三角形，该三角形的第一空气槽1004可以具有第一边1028和第二边1030，类似于图7中的转子7。在图7所示的实施例中就转子7的各部分描述的内容以及在图9的实施例中就转子9的各部分描述的内容可以同样地或者适应性地适用于图10所示的实施例中的转子10，这里不再赘述。

图10中的转子10与图9中的转子9的不同之处在于，图10中的转子10还可以包括与图8中的第二空气槽806类似的第二空气槽1006，该第二空气槽1006相对于第一空气槽1004布置在朝向铁芯100外侧方向上，其位于第一磁体槽1000和第二磁体槽1002之间，并且第二空气槽1006与第一空气槽1004相对地布置。通过这样布置第二空气槽1006，在一定程度上阻挡磁通的通道，可以在增加机械稳定性的情况下进一步减少漏磁。在一些实施例中，这样的第二空气槽还可以进一步地提升最大输出转矩。

下面以图10示出的转子10的结构为例具体描述在转子的实际制造中转子各部分的尺寸以及各部分的尺寸之间的关系。为了说明的目的，在图11中示出了图10的转子10的各部分的参考标记。

具体地说，针对第三磁体槽1008，a可以表示转子的外径边缘与第三磁体槽1008之间的距离，b表示布置在第三磁体槽1008中的磁体在径向方向上的厚度，c表示布置在第三磁体槽1008中的磁体的宽度，ψ表示第三磁体槽1008的极弧角度的一半，δ可以表示转子的极弧角度的一半。

在一些实施例中，a与b的比值可以约为1-1.3，优选地可以是大约1.13。在一些实施例中，c与b的比值可以约为2-4，优选地可以是大约2.19。在一些实施例中，ψ与δ之间的比值ψ/δ可以约为0.15-0.4，优选地可以是大约0.20。

在一些实施例中，在转子的外径为145-155mm的情况下，b可以约为3-6mm，优选地可以为大约3.2mm。

针对第一磁体槽1000或第二磁体槽1002，h表示第一磁体槽1000或第二磁体槽1002的厚度，i表示第一磁体槽1000或第二磁体槽1002的宽度，α表示第一磁体槽1000或第二磁体槽1002的极弧角度的一半，β表示第一磁体槽1000和第二磁体槽1002之间的夹角。

在一些实施例中，i与h的比值可以约为2.5-4.5，优选地可以是大约3.8。在一些实施例中，α与转子的极弧角度的一半δ之间的比值α/δ可以约为0.5-0.85，优选地可以是大约0.73。在一些实施例中，β可以约为85度到125度，优选地可以是大约93.5度。

在一些实施例中，在转子的外径为145-155mm的情况下，h可以约为3-6mm，优选地可以是大约3.6mm。

另外，g可以表示第一磁体槽1000与第三磁体槽1008之间的距离或者第二磁体槽1002与第三磁体槽1008之间的距离，f表示第一磁体槽1000与该第一磁体槽所在的极的边缘之间的距离。

在一些实施例中，g与a、b、g、h、f的比值g/(a+b+g+h+f)可以约为0.24-0.30，该比值优选地可以是大约0.266。在一些实施例中，h与a、b、g、h、f的比值h/(a+b+g+h+f)可以约为0.15-0.20，优选地可以为大约0.198。

针对第一空气槽1004，γ可以表示第一空气槽1004的第一边1028和第二边1030之间的夹角，m表示第一空气槽1004的径向的高度，o表示第一端部1010或第二端部1012与第一空气槽1004之间的距离。

在一些实施例中，γ与β的比值可以约为0.75-1.25，优选地可以是大约0.875。在一些实施例中，m与第一磁体槽1000或第二磁体槽1002的厚度h的比值可以约为0.75-0.90，优选地可以是大约0.83。

在一些实施例中，在转子的外径为145-155mm的情况下，o可以约为0.6-1.4mm，优选地可以是大约0.7mm。

针对第一突起部1020或第二突起部1022，η可以表示第一突起部1020与第一磁体槽1000的长边之间、或第二突起部1022与第二磁体槽1002的长边之间的夹角。在一些实施例中，针对第一突起部1020或第二突起部1022，大体上朝向铁芯外侧方向的突起部可以包括成角度的两条边，如图11所示，ε可以表示突起部的两条边之间的夹角。

在一些实施例中，η可以约为120度到160度，优选地可以是150度。在一些实施例中，ε可以约为90度到140度，优选地可以是120度。

针对第二空气槽1006，s可以表示第二空气槽1006的径向的高度。在一些实施例中，s与第一空气槽1004的径向的高度m的比值可以约为0.5-0.8，优选地可以是大约0.625。

应当理解的是，尽管以上记载的转子各部分的尺寸以及各部分的尺寸之间的关系是针对图10中示出的转子10描述的，但上述尺寸以及尺寸之间的关系也可以适用于本公开记载的其他实施例中的转子，并且上述数值范围或关系仅仅是示例性的，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以根据具体应用选择其他合适的数值或关系。

下面具体描述本公开的一些实施例的转子相对于现有技术的有益的技术效果。以图7中示出的转子7为例对转子进行应力分析，如图12所示，在第一空气槽704和第一磁体槽700的第一端部710之间的第一铁芯间隙714处、或者第一空气槽704和第二磁体槽702的第二端部712之间的第二铁芯间隙716处为具有最大应力的区域。通过计算可以得到，在电机的转子的外径为145-155mm并且各结构参数相同的情况下，对于现有技术中的转子、本公开中的转子7、转子9和转子10，在该具有最大应力的区域中测得的最大应力可以分别约为280Mpa、264.5Mpa、230.6Mpa、250.1Mpa，也就是说，相对于现有技术，本公开中的转子7、转子9和转子10对应的最大应力分别减小了5.5％、17.6％和10.6％，即，本公开的转子7、转子9和转子10对应的极限转速分别提升了5.5％、17.6％和10.6％。因此，从转子所承受的最大应力以及极限转速的角度来看，本公开中记载的转子结构大大优于现有技术，并且图9所示的转子9具有最优的转子极限转速性能。

另外，通过计算可以得到，在转子的外径为145-155mm并且各结构参数相同的情况下，现有技术中的转子所对应的最大转矩通常约为295Nm，而图7中示出的转子7所对应的最大转矩约为318Nm，相对于现有技术提升了7.8％；图9中示出的转子9所对应的最大转矩约为321Nm，相对于现有技术提升了8.8％；图10中的转子10对应的最大转矩约为325Nm，相对于现有技术提升了10.2％。因此，从转子能够输出的最大转矩的角度来看，本公开记载的转子结构大大优于现有技术，并且图10所示的转子10具有最优的最大输出转矩性能。

应当理解，尽管以上记载的本公开的转子相对于现有技术的有益的技术效果是针对特定尺寸的图7中示出的转子7描述的，但针对本公开记载的其他实施例中的转子或者其他尺寸的转子也能够得到类似的技术效果，这里不再赘述。

上述对电机的转子的描述也公开了一种用于制造电机的转子的方法。图14示出了根据本公开的实施例的用于制造电机的转子的方法的流程图。根据本公开的一些实施例，转子包括铁芯。在方框1400，将第一磁体槽和第二磁体槽布置在铁芯中，其中第一磁体槽具有第一端部，第二磁体槽具有第二端部，第一端部与第二端部相邻。在方框1402，将第一空气槽布置在第一端部和第二端部之间的空隙中。在方框1404，将第二空气槽相对于第一空气槽布置在铁芯外侧，用于减少漏磁。

为了避免模糊本公开的主旨，已经结合附图分别描述了本公开的对于电机各个方面的改进，然而，本领域技术人员应当理解，本公开所记载的这些方面的改进可以自由地组合。例如，一种电机可以包括具有齿宽大体上相等的特征的定子，同时还可以包括具有在第一磁体槽和第二磁体槽之间的空隙中布置第一空气槽的特征的转子。为了避免重复，本公开没有穷尽这些改进的所有组合方式，然而，本领域技术人员应当理解，这些组合是清楚且合理的，并且完全被包括在本公开的范围之内。

以上已经描述了本公开的各种实施例，但是上述说明仅仅是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所公开的各种实施例。在不背离所说明的各种实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变化是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各种实施例的原理、实际应用或对市场技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文公开的各种实施例。

Claims (9)

1.一种电机的定子，包括：

铁芯；

形成在所述铁芯中的齿；

形成在所述齿两侧的绕线槽；

其中，所述绕线槽的离铁芯中心越远的部分沿所述铁芯切向方向的尺寸越大，或者所述绕线槽是阶梯状的，以使得在所述铁芯径向方向上，所述齿的宽度大体上相等。

2.根据权利要求1所述的电机的定子，其中所述绕线槽包括第一绕线槽部分和相对于第一绕线槽部分布置在铁芯外侧的第二绕线槽部分，其中第一绕线槽部分具有沿铁芯切向方向的第一边，第二绕线槽部分具有沿铁芯切向方向的第二边，并且所述第一边的长度小于所述第二边的长度。

3.根据权利要求2所述的电机的定子，其中所述第一边的长度与所述第一绕线槽部分和铁芯中心之间的距离相关联，并且所述第二边的长度与所述第二绕线槽部分和铁芯中心之间的距离和所述第一绕线槽部分和铁芯中心之间的距离相关联。

4.根据权利要求2所述的电机的定子，其中所述第一绕线槽部分和铁芯中心之间的距离小于所述第二绕线槽部分和铁芯中心之间的距离。

5.根据权利要求3所述的电机的定子，其中所述第一边的长度与所述第一绕线槽部分和铁芯中心之间的距离之间的关系表示为L1＝2*π*r1/Z*k1，所述第二边的长度与所述第一绕线槽部分和铁芯中心之间的距离和所述第二绕线槽部分和铁芯中心之间的距离的关系表示为L2＝2*π*r2/Z-π*r1/Z*(1-k1)，其中L1是第一边的长度，r1是第一绕线槽部分和铁芯中心之间的距离，L2是第二边的长度，r2是第二绕线槽部分和铁芯中心之间的距离，Z是定子中绕线槽的数量，k1是常数。

6.根据权利要求2-3中的任一项所述的电机的定子，还包括布置在所述第一绕线槽部分中的第一绕组和布置在所述第二绕线槽部分中的第二绕组，形成所述第一绕组的导体的尺寸与第一绕线槽部分的尺寸大体上相同，形成所述第二绕组的导体的尺寸与第二绕线槽部分的尺寸大体上相同，并且形成所述第一绕组的导体的沿铁芯切向方向的边的长度小于形成所述第二绕组的导体的沿铁芯切向方向的边的长度。

7.根据权利要求6所述的电机的定子，其中形成所述第一绕组的导体和形成所述第二绕组的导体的截面大体上为正方形。

8.一种电机，包括：

转子；

根据权利要求1-7中任一项所述的电机的定子。

9.一种车辆，包括：

电机，所述电机包括：转子以及根据权利要求1-7中任一项所述的电机的定子。