CN216959482U - 一种叠绕扁线绕组的绕线装置及扁线电机 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种叠绕扁线绕组的绕线装置及扁线电机，涉及机械设备技术领域。该绕线装置包括扁线绕组和定子铁芯机构；所述定子铁芯机构设置有绕线槽；所述扁线绕组均匀间隔设置在定子铁芯结构，所述扁线绕组叠绕并镶嵌在所述定子铁芯机构的绕线槽内，所述扁线绕组包括发卡端和绕组焊接端，所述发卡端和所述绕组焊接端分别设置在所述定子铁芯机构的两侧。该绕线装置可以实现兼容不同功率扭矩需求，兼容不同层数、不同串并联支路和不同外径的技术效果。

Description

一种叠绕扁线绕组的绕线装置及扁线电机
技术领域
本申请涉及机械设备技术领域，具体而言，涉及一种叠绕扁线绕组的绕线装置及扁线电机。
背景技术
目前，随着电动汽车技术的发展，扁线发卡电机又称为扁线电机，其具有高效率、高功率密度，因此被目前行业内重点关注。驱动电机主要由定子组件、转子组件、端盖和辅助标准件组成，而定子绕组中又包括铁芯、铜线绕组、绝缘材料等组成。扁线电机顾名思义就是定子绕组中采用扁铜线，先把绕组做成类似发卡一样的形状，穿进定子槽内，再在另外一端把发卡的端部焊接起来。扁线电机与圆线电机的区别在于铜线的成形方式，扁线有利于电机槽满率的提升，一般圆线电机的槽满率为40％左右，而扁线电机的槽满率能达到60％以上。槽满率的提升意味着在空间不变的前提下，可以填充更多的铜线，产生更强的磁场强度，提升功率密度。
现有技术中，扁线发卡电机定子产线设备投资非常昂贵，因此在考虑整体扁线设备成本利用率情况下，需要求扁线电机绕线方案能兼容不同功率扭矩需求，同时能兼容不同层数、不同串并联支路和不同外径方案的电机方案。
实用新型内容
本申请实施例的目的在于提供一种叠绕扁线绕组的绕线装置及电机，该绕线装置可以实现兼容不同功率扭矩需求，兼容不同层数、不同串并联支路和不同外径的技术效果。
第一方面，本申请实施例提供了一种叠绕扁线绕组的绕线装置，所述绕线装置包括扁线绕组和定子铁芯机构；
所述定子铁芯机构设置有绕线槽；
所述扁线绕组均匀间隔设置在定子铁芯结构，所述扁线绕组叠绕并镶嵌在所述定子铁芯机构的绕线槽内，所述扁线绕组包括发卡端和绕组焊接端，所述发卡端和所述绕组焊接端分别设置在所述定子铁芯机构的两侧。
在上述实现过程中，该叠绕扁线绕组的绕线装置通过将扁线绕组叠绕并镶嵌在定子铁芯机构的绕线槽内，扁线绕组的发卡端和绕组焊接端分别设置在定子铁芯机构的两侧，即扁线绕组是叠绕式的，相较于之前电机绕组单层链式情况时，其电机扁线线型简单，易于规模生产；此外，以叠绕排布方式进行，其并联支路数可以变化，以匹配不同整车功率扭矩需求；从而，该叠绕扁线绕组的绕线装置可以实现兼容不同功率扭矩需求，兼容不同层数、不同串并联支路和不同外径的技术效果。
进一步地，所述定子铁芯机构的绕线槽的数量为所述定子铁芯机构的极距的N倍数，其中N为自然数。
在上述实现过程中，扁线绕组的扁线是叠绕而成，指的是在(N)号绕线槽和(N+极距)绕线槽内进行绕制，全部绕制完毕后再跨距到下一个电机极距。
进一步地，所述扁线绕组在同一所述定子铁芯机构的极距下两个绕线槽之间的外层与内层设置有同层跨线。
在上述实现过程中，扁线绕组是叠绕式的，为了达到叠绕效果，在同一定子铁芯机构的极距下两个绕线槽的最外层与最内层需要同层跨线。
进一步地，所述扁线绕组的并联支路的数量为偶数。
在上述实现过程中，扁线绕组可以偶数支路进行并联兼容，以匹配不同整车功率扭矩需求。
进一步地，所述绕线装置的出线设置在所述发卡端。
在上述实现过程中，该叠绕扁线绕组的绕线装置的出线在发卡端，出线较方便，同时扭头端相邻两层焊接，实现了跨距完全一致，可以减小扁线线型模具数量。
进一步地，所述绕线装置设置有单根引出线。
在上述实现过程中，该叠绕扁线绕组的绕线装置的引出线单根，不成发卡状，其中并联路数间接线方便，可根据需要灵活调整。
进一步地，所述扁线绕组为铜线扁线绕组。
进一步地，所述定子铁芯机构设置有电机定子槽，所述绕线槽和电机定子槽间隔设置。
进一步地，所述绕线装置还槽绝缘纸，所述槽绝缘纸内嵌在所述定子铁芯机构的电机定子槽内。
第二方面，本申请实施例提供了一种扁线电机，所述扁线电机包括第一方面任一项所述的叠绕扁线绕组的绕线装置。
本申请公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本申请公开的上述技术即可得知。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的叠绕扁线绕组的绕线装置的装配轴向示意图；
图2为本申请实施例提供的扁线绕组的装配轴向示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或点连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的联通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。
本申请实施例提供了一种叠绕扁线绕组的绕线装置及扁线电机；该叠绕扁线绕组的绕线装置通过将扁线绕组叠绕并镶嵌在定子铁芯机构的绕线槽内，扁线绕组的发卡端和绕组焊接端分别设置在定子铁芯机构的两侧，即扁线绕组是叠绕式的，相较于之前电机绕组单层链式情况时，其电机扁线线型简单，易于规模生产；此外，以叠绕排布方式进行，其并联支路数可以变化，以匹配不同整车功率扭矩需求；从而，该叠绕扁线绕组的绕线装置可以实现兼容不同功率扭矩需求，兼容不同层数、不同串并联支路和不同外径的技术效果。
请参见图1和图2，图1为本申请实施例提供的叠绕扁线绕组的绕线装置的装配轴向示意图，图2为本申请实施例提供的扁线绕组的装配轴向示意图；该叠绕扁线绕组的绕线装置包括扁线绕组100和定子铁芯机构200。
示例性地，定子铁芯机构200设置有绕线槽。
示例性地，定子铁芯机构200是电机磁路的重要组成部分，定子铁芯机构200和转子铁芯、定子和转子之间的气隙一起组成电机的完整的磁路。定子铁芯机构200上设置相应的绕线槽，从而方便扁线绕组100的铜线叠绕并镶嵌在定子铁芯机构的绕线槽内。
示例性地，驱动电机主要由定子组件、转子组件、端盖和辅助标准件组成，而定子绕组中又包括铁芯、铜线绕组、绝缘材料等组成。扁线电机是定子绕组中采用扁铜线，先把绕组做成类似发卡一样的形状，穿进定子槽内，再在另外一端把发卡的端部焊接起来。扁线电机与圆线电机的区别在于铜线的成形方式，扁线有利于电机槽满率的提升，一般圆线电机的槽满率为40％左右，而扁线电机的槽满率能达到60％以上。槽满率的提升意味着在空间不变的前提下，可以填充更多的铜线，产生更强的磁场强度，提升功率密度。此外，扁线之间接触面积大，相比与圆线电机，热导性能更好，温升更低。有数据显示，扁线电机温升比圆线电机低10％左右。
示例性地，扁线绕组100均匀间隔设置在定子铁芯机构200，扁线绕组100叠绕并镶嵌在定子铁芯机构200的绕线槽内，扁线绕组100包括发卡端和绕组焊接端，发卡端和绕组焊接端分别设置在定子铁芯机构的两侧。
示例性地，扁线绕组100设置有发卡端和绕组焊接端；在一些实施方式中，扁线绕组100的出线端体现在发卡端。
示例性地，扁线绕组100是叠绕式的，相较于现有方案中扁线电机的绕组为单层链式的情况，本申请实施例提供的扁线绕组100的扁线线型简单，易于规模生产。
示例性地，定子铁芯机构200的绕线槽的数量为定子铁芯机构的极距的N倍数，其中N为自然数。
示例性地，本申请实施例提供的叠绕扁线绕组的绕线装置中，扁线绕组100的扁线是叠绕而成，指的是在(N)号绕线槽和(N+极距)绕线槽内进行绕制，全部绕制完毕后再跨距到下一个电机极距。
在一些实施方式中，扁线绕组100为叠绕布置，在(N)号绕线槽和(N+极距)绕线槽内进行绕制，全部绕制完毕后再跨距到下一个电机极距；示例性地，如图2所示，以8层48槽电机、极距6为例，在1号绕线槽和7号绕线槽内，扁线绕组在两者的绕线槽内从N1,1跳到N7,2，然后从N7,2跳到N1,3，从N1,3跳到N7,4·········一直跳到N7,8，最后跳到下一个电机极距的绕线槽进行往复。
在一些实施方式中，扁线绕组100叠绕排布方式进行，绕线槽内的上层和下层跳线是按照长距进行跨层，例如在(N)号绕线槽和(N+极距)绕线槽内进行绕制，全部绕制完毕后再跨距到下一个电机极距，以8层48槽电机、极距6为例，在1号槽和7号槽内，扁铜线绕组在两者槽内从N1,1跳到N7,2，然后从N7,2跳到N1,3，从N1,3跳到N7,4·········一直跳到N7,8，最后跳到下一个电机极距槽进行往复，其他导体数的以此类推，如表1所示：
Figure BDA0003568661820000071
表1-扁线绕组的单相绕组排布走线表
示例性地，扁线绕组100在同一定子铁芯机构200的极距下两个绕线槽之间的外层与内层设置有同层跨线。
示例性地，扁线绕组100是叠绕式的，为了达到叠绕效果，在同一定子铁芯机构200的极距下两个绕线槽的最外层与最内层需要同层跨线，如图2所示。
示例性地，扁线绕组100的并联支路的数量为偶数。
示例性地，扁线绕组100的方案可以1、2、4、8······并联兼容，以匹配不同整车功率扭矩需求。例如8层为例，可以提出2支路并联方案，同时兼容4支路方案；可选地，扁线绕组100是叠绕排布方式进行，其并联支路数可以变化，扁线绕组方案可以1、2、4、8······并联兼容，以匹配不同整车功率扭矩需求，本申请绕组方式同样适应4、6、8、10、12······层以上偶数均可适用。
示例性地，绕线装置的出线设置在发卡端。
示例性地，该叠绕扁线绕组的绕线装置的出线在发卡端，出线较方便，同时扭头端相邻两层焊接，实现了跨距完全一致，可以减小扁线线型模具数量。
示例性地，绕线装置设置有单根引出线。
示例性地，该叠绕扁线绕组的绕线装置的引出线单根，不成发卡状，其中并联路数间接线方便，可根据需要灵活调整。
示例性地，扁线绕组为铜线扁线绕组。
示例性地，定子铁芯机构200设置有电机定子槽，绕线槽和电机定子槽间隔设置。
示例性地，绕线装置还槽绝缘纸，槽绝缘纸内嵌在定子铁芯机构200的电机定子槽内。
示例性地，槽绝缘纸内嵌在定子铁芯机构200的电机定子槽内。
在一些实施场景中，该叠绕扁线绕组的绕线装置通过将扁线绕组叠绕并镶嵌在定子铁芯机构的绕线槽内，扁线绕组的发卡端和绕组焊接端分别设置在定子铁芯机构的两侧，即扁线绕组是叠绕式的，相较于之前电机绕组单层链式情况时，其电机扁线线型简单，易于规模生产；此外，以叠绕排布方式进行，其并联支路数可以变化，以匹配不同整车功率扭矩需求；从而，该叠绕扁线绕组的绕线装置可以实现兼容不同功率扭矩需求，兼容不同层数、不同串并联支路和不同外径的技术效果。
示例性地，本申请实施例提供了一种扁线电机，扁线电机包括如图1、图2所示的叠绕扁线绕组的绕线装置。
示例性地，本申请实施例提供的扁线电机，可以兼容不同功率扭矩需求，同时通过增加少许模具情况下能兼容不同层数、不同串并联支路和不同外径方案，提升扁线产线设备投资利用率，为大规模柔性生产提供支持。
在本申请所有实施例中，“大”、“小”是相对而言的，“多”、“少”是相对而言的，“上”、“下”是相对而言的，对此类相对用语的表述方式，本申请实施例不再多加赘述。
应理解，说明书通篇中提到的“在本实施例中”、“本申请实施例中”或“作为一种可选的实施方式”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在本实施例中”、“本申请实施例中”或“作为一种可选的实施方式”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定特征、结构或特性可以以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
在本申请的各种实施例中，应理解，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的必然先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应与权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种叠绕扁线绕组的绕线装置，其特征在于，所述绕线装置包括扁线绕组和定子铁芯机构；
所述定子铁芯机构设置有绕线槽；
所述扁线绕组均匀间隔设置在定子铁芯结构，所述扁线绕组叠绕并镶嵌在所述定子铁芯机构的绕线槽内，所述扁线绕组包括发卡端和绕组焊接端，所述发卡端和所述绕组焊接端分别设置在所述定子铁芯机构的两侧。
2.根据权利要求1所述的叠绕扁线绕组的绕线装置，其特征在于，所述定子铁芯机构的绕线槽的数量为所述定子铁芯机构的极距的N倍数，其中N为自然数。
3.根据权利要求2所述的叠绕扁线绕组的绕线装置，其特征在于，所述扁线绕组在同一所述定子铁芯机构的极距下两个绕线槽之间的外层与内层设置有同层跨线。
4.根据权利要求1所述的叠绕扁线绕组的绕线装置，其特征在于，所述扁线绕组的并联支路的数量为偶数。
5.根据权利要求1所述的叠绕扁线绕组的绕线装置，其特征在于，所述绕线装置的出线设置在所述发卡端。
6.根据权利要求1所述的叠绕扁线绕组的绕线装置，其特征在于，所述绕线装置设置有单根引出线。
7.根据权利要求1所述的叠绕扁线绕组的绕线装置，其特征在于，所述扁线绕组为铜线扁线绕组。
8.根据权利要求1所述的叠绕扁线绕组的绕线装置，其特征在于，所述定子铁芯机构设置有电机定子槽，所述绕线槽和电机定子槽间隔设置。
9.根据权利要求8所述的叠绕扁线绕组的绕线装置，其特征在于，所述绕线装置还槽绝缘纸，所述槽绝缘纸内嵌在所述定子铁芯机构的电机定子槽内。
10.一种扁线电机，其特征在于，所述扁线电机包括如权利要求1至9任一项所述的叠绕扁线绕组的绕线装置。
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