WO2025199779A1 - 电机定子及电机 - Google Patents

电机定子及电机

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WO2025199779A1
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stator
arm portion
slot
motor stator
slots
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龚宇
刘磊
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/16—Stator cores with slots for windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/12—Impregnating, moulding insulation, heating or drying of windings, stators, rotors or machines
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium

Definitions

  • an electric motor In pure electric vehicles or hybrid electric vehicles, an electric motor is usually used as a power source to drive the vehicle.
  • the electric motor usually includes a motor stator and a motor rotor that can rotate relative to the stator.
  • the motor stator includes a stator core and a stator winding assembled together.
  • the peak current density of the motor that serves as the power source of the vehicle is greater than the peak current density of a traditional motor. Therefore, the heat generated by the stator winding is very large, and the motor cannot continue to operate at the peak current density state by indirectly cooling the stator winding. Therefore, those skilled in the art have proposed a cooling method for directly cooling the stator winding in the slots of the stator core to improve the cooling effect. In this cooling method, the cooling fluid flows directly through the slots of the stator core to directly cool the portion of the stator winding located in the slots.
  • the slots of the stator core lack a structure to firmly fix the stator winding, which may cause the portion of the stator winding located in the slots of the stator core to move relative to the stator core, thereby causing problems such as wear of the insulation layer of the conductor.
  • the present application provides a motor stator, comprising a stator core, a stator winding, and a connecting portion.
  • the stator core is formed with a plurality of slots spaced apart in a circumferential direction thereof.
  • the stator winding is mounted on the stator core.
  • a conductor of the stator winding is inserted into each of the slots.
  • the slots include a first slot and a second slot.
  • a cooling flow path communicating with both axial sides of the stator core is formed in the second slot, so that a cooling fluid flowing through the cooling flow path can cool the winding portion in the second slot.
  • one of the first arm portion and the second arm portion is located in the first slot and the other of the first arm portion and the second arm portion is located in the second slot.
  • the stator winding includes protruding parts extending from both axial sides of the stator core, and the motor stator also includes annular cavities located on both sides of the stator core, the protruding parts are located in the corresponding annular cavities, and the cooling fluid from one of the annular cavities flows into the other annular cavity through the cooling flow path.
  • first arm portion and the second arm portion extend linearly along the axial direction, and the first arm portion and the second arm portion are arranged in layers in the groove.
  • the additional connection portion provided in the first slot formed by a paint-impregnation process followed by curing, can securely secure the portion of the stator winding located in the first slot to the stator core, thereby stabilizing the motor stator structure.
  • the cooling flow path formed in the second slot can directly cool the stator winding, thereby meeting the heat dissipation requirements of the motor stator during operation.
  • the motor structure including the above-mentioned motor stator is stable and can continuously operate at peak current density.
  • FIG1A is a perspective schematic diagram showing an assembly of a stator core and a stator winding of a motor stator according to a first embodiment of the present application.
  • FIG. 1B is a partial perspective schematic diagram showing the assembly in FIG. 1A , showing a connecting portion (a darker black portion in the figure) in a perspective manner.
  • FIG. 2 is a perspective schematic diagram showing a card issuing unit of the motor winding in FIG. 1A .
  • FIG. 3 is a perspective schematic diagram showing the stator of the motor in FIG. 1A .
  • FIG4 is a schematic diagram showing the circumferential expansion of the motor winding of the motor stator according to the second embodiment of the present application, in which the connection structure of part of the card issuing unit is shown.
  • axial refers to the axial, radial, and circumferential directions of the motor stator, respectively.
  • Radially outward refers to the side radially away from the central axis of the motor, and “radially inward” refers to the side radially closer to the central axis of the motor.
  • the motor stator according to the first embodiment of the present application is a hairpin-type motor stator.
  • the motor stator includes a stator core 1, a stator winding 2, and a connecting portion 3 assembled together.
  • the stator core 1 and the stator winding 2 are firmly fixed together by the connecting portion 3.
  • the stator winding 2 is wound around the stator core 1, and the conductor of the stator winding 2 is inserted into each slot 1 c of the stator core 1.
  • the conductor of the stator winding 2 is arranged in a radial direction and in layers, with multiple layers, for example, six layers, being provided in each slot 1 c (see Figure 1C ).
  • each phase of the stator winding 2 may include multiple sub-windings connected in parallel or in series, each sub-winding being composed of multiple hairpin units 2u.
  • each hairpin unit 2u is formed from a flat wire conductor and includes a first arm portion 21, a second arm portion 22, a crown-side end portion 23, a first torsional end portion 24, and a second torsional end portion 25, which are integrally formed.
  • the first arm portion 21 and the second arm portion 22 both extend linearly along the axial direction A of the stator core 1.
  • the first arm portion 21 and the second arm portion 22 of the same hairpin unit 2u are located in different slots 1c and at different layers within the slot 1c.
  • the first arm 21 of a hairpin unit 2u can be located in the first layer of one slot 1c and the second arm 22 can be located in the second layer of another slot 1c.
  • the first arm 21 of another hairpin unit 2u can be located in the third layer of one slot 1c and the second arm 22 can be located in the fourth layer of another slot 1c.
  • the first arm 21 of yet another hairpin unit 2u can be located in the fifth layer of one slot 1c and the second arm 22 can be located in the sixth layer of another slot 1c.
  • the number of crown layers at the axial end of the stator winding 2 (i.e., the protruding portion 2p extending from the stator core 1 along the axial direction A) to be half the number of layers of the flat wire in the slots 1c of the stator core 1.
  • the number of slots 1c spanned by the first arm 21 and the second arm 22 of the hairpin unit 2u is a pitch
  • hairpin units 2u having the same or different pitches can be provided in the stator winding 2.
  • the crown-side end portion 23 has a bent shape, and one end of the first arm portion 21 and one end of the second arm portion 22 are connected to the crown-side end portion 23.
  • the multiple crown-side end portions 23 form a crown-shaped structure at the axial end of the winding.
  • the first torsional end portion 24 is connected to the other end of the first arm portion 21 for electrical connection to another hairpin unit 2u, for example, by welding.
  • the second torsional end portion 25 is connected to the other end of the second arm portion 22 for electrical connection to another hairpin unit 2u, for example, by welding.
  • all slots 1c are divided into a first slot and a second slot.
  • the first slot after the paint dipping operation is performed, the solidification is performed to form a connection portion 3, so that the portion of the stator winding 2 located in the first slot and the stator core 1 are fixed to each other via the connection portion 3.
  • the paint dipping operation can be implemented using existing paint dipping materials and methods, and the connection portion 3 fills the gap between the arm portions 21, 22 of the hairpin unit 2u and the slot wall in the first slot as much as possible.
  • a concave-convex structure can be formed on the slot wall to form a cooling element extending along the axial direction A of the motor stator and connected to both axial sides of the stator core 1.
  • the cooling fluid flowing through the cooling flow path can cool the winding portion in the second slot.
  • the first arm portion 21 of each card issuing unit 2u in this portion of the card issuing units 2u is located in the first slot and the second arm portion 22 is located in the second slot.
  • connection portion 3 additionally provided in the first slot which is formed by a paint dipping operation and then solidification, can ensure that the portion of the stator winding 2 located in the first slot is firmly fixed to the stator core 1, thereby stabilizing the motor stator structure.
  • the cooling flow path formed in the second slot can directly cool the stator winding 2, thereby meeting the heat dissipation requirements of the motor stator during operation.
  • the motor stator further includes a first ring assembly 4a and a second ring assembly 4b located on either axial side of the stator core 1. Both the first ring assembly 4a and the second ring assembly 4b are fixed to the stator core 1.
  • the first ring assembly 4a defines a first annular cavity extending continuously along the circumferential direction C.
  • the stator winding 2 extends axially from the stator core 1 to one side and is located within the first annular cavity.
  • the second ring assembly 4b defines a second annular cavity extending continuously along the circumferential direction C.
  • the stator winding 2 extends axially from the stator core 1 to the other side and is located within the second annular cavity.
  • the portion of the stator winding 2 located in the second slot is cooled, and then flows into the second annular cavity to cool the protruding portion 2p of the stator winding 2 on the other axial side.
  • the cooling fluid flows out through the fluid outlet 4p2 and returns to the fluid inlet 4p1 after circulating through the external circulation loop. In this way, the cooling effect on the motor stator can be further improved.
  • the motor stator according to the second embodiment of the present application has substantially the same structure as the motor stator according to the first embodiment of the present application, and the differences therebetween are mainly described below.
  • the stator core 1 of the motor stator has 48 slots 1c.
  • Figure 4 shows a schematic diagram of the slots 1c deployed along the circumferential direction C.
  • the solid line extending vertically in the figure represents the first slot, and the dashed line represents the second slot.
  • the numbers on the solid and dashed lines represent the slot 1c numbers.
  • the number of slots 1c spanned by the first arm 21 and the second arm 22 of the motor winding's hairpin unit 2u is defined as the pitch.
  • hairpin units 2u with identical pitches can be provided in the motor winding. As shown in Figure 4, this pitch is 6.
  • the first arm 21 of the first hairpin unit 2u1 is located in slot 1 (the first slot) and the second arm is located in slot 7 (the second slot).
  • the first arm 21 of the second hairpin unit 2u2 is located in slot 7 (the second slot) and the second arm 22 is located in slot 13 (the first slot).
  • the first arm 21 of the third hairpin unit 2u3 is located in slot 13 (the first slot) and the second arm 22 is located in slot 19 (the second slot).
  • the present application also provides a motor comprising the motor stator according to the present application.
  • the stator core 1 and stator winding 2 of the motor stator are securely fixed to each other, and the stator winding 2 can be effectively cooled.
  • the motor comprising the motor stator has a stable structure and can continuously operate at peak current density (maximum continuous power).
  • connection portion 3 formed by the paint impregnation process followed by curing effectively secures the stator winding 2, eliminating the need for additional design and processing for securing the stator winding 2, thereby reducing associated costs.
  • the motor stator of this application offers enhanced cooling.
  • the motor stator of this application offers enhanced securing of the stator winding 2.
  • the present application does not limit the method of forming the cooling flow path in the second groove.
  • Various other appropriate methods including but not limited to various methods disclosed in the prior art, can be used to form the cooling flow path in the second groove.
  • This application does not limit the method for causing the cooling fluid to flow through the second slots and for cooling the extension 2p.
  • Various other appropriate methods including but not limited to those disclosed in the prior art, may be used to cause the cooling fluid to flow through the second slots and cool the extension 2p.
  • the cooling fluid may flow into the motor stator from one axial side and out from the other axial side, or the cooling fluid may flow into the middle of the motor stator and out from both axial ends.
  • annular cavity for accommodating the protruding portion 2p can be formed in various ways.
  • the present application does not limit the form of the conductors constituting the stator winding.
  • the stator winding may be composed of a flat wire conductor, or a flat wire conductor and a round conductor.

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Abstract

一种电机定子，包括定子铁芯(1)、定子绕组(2)和连接部(3)。定子铁芯(1)形成有在其周向(C)上间隔开地分布的多个槽(1c)。定子绕组(2)安装于定子铁芯(1)，定子绕组(2)的导体插入每个槽(1c)中。槽(1c)包括第一槽和第二槽，在第一槽中，进行浸漆作业之后进行固化形成连接部(3)，使得定子绕组(2)位于第一槽中的部分与定子铁芯(1)经由连接部(3)彼此固定。在第二槽中，形成与定子铁芯(1)的轴向两侧连通的冷却流路，使得其中的冷却流体能够对第二槽中的绕组部分进行冷却。这样，兼顾了电机定子结构稳定以及散热需求。还提供了包括上述电机定子的电机，其结构稳定且能够持续工作在峰值电流密度状态。

Description

电机定子及电机 技术领域
本申请涉及电机领域，特别地涉及电机定子及包括该电机定子的电机。
背景技术
在纯电动车辆或者混合动力车辆中，通常采用电机作为动力源来驱动车辆行驶。电机通常包括电机定子和能够相对于定子转动的电机转子，电机定子包括组装在一起的定子铁芯和定子绕组。作为车辆的动力源的电机的峰值电流密度大于传统的电机的峰值电流密度，因此定子绕组的发热量非常大，通过对定子绕组间接冷却不能使电机持续工作在峰值电流密度状态。因此，本领域技术人员提出了在定子铁芯的槽中对定子绕组进行直接冷却的冷却方法，来改善冷却效果。在这种冷却方法中，冷却流体直接流过定子铁芯的槽以对定子绕组位于槽内的部分进行直接冷却。
例如，在公开号为US 20220216743 A1，名称为“涂层定子用槽内冷却加强构造”的美国专利申请中，利用槽的侧壁上形成有朝向槽内凸出的特征，从而限定了用于冷却流体流动的流路。在公告号为CN 209448600 U，名称为“一种扁线电机槽内油冷结构”的实用新型专利中，利用槽的侧壁上形成的卡口结构，在槽内的导体(扁线)之间形成间隙作为冷却流路，从而供冷却流体流动。
但是在以如上所述的方案为代表的现有技术中，虽然能够对定子绕组进行较好地直接冷却，但是定子铁芯的槽内缺少确实地固定定子绕组的结构，可能使得定子绕组的位于定子铁芯的槽内的部分与定子铁芯产生相对运动，从而导致导体的绝缘层产生磨损等问题。
发明内容
鉴于上述现有技术的问题而做出本申请。本申请的一个目的在于提供一种电机定子，其能够兼顾定子绕组与定子铁芯之间的固定以及定子绕组的直接冷却两者，由此具有稳定的定子结构且保证了相当的散热效果。本申请的另一个目的在于提供一种包括上述电机定子的电机，其结构稳定且能够持续工作在峰值电流密度状态。
为了实现上述目的，本申请可以采用如下的技术方案。
本申请提供了一种电机定子，包括定子铁芯、定子绕组和连接部，所述定子铁芯形成有在其周向上间隔开地分布的多个槽，所述定子绕组安装于所述定子铁芯，所述定子绕组的导体插入每个所述槽中，所述槽包括第一槽和第二槽，
在所述第一槽中，进行浸漆作业之后进行固化形成所述连接部，使得所述定子绕组位于所述第一槽中的部分与所述定子铁芯经由所述连接部彼此固定，并且
在所述第二槽中，形成与所述定子铁芯的轴向两侧连通的冷却流路，使得在冷却流路中流过的冷却流体能够对所述第二槽中的绕组部分进行冷却。
在一种可选的方案中，所述定子绕组包括多个发卡单元，所述发卡单元包括第一臂部和第二臂部，同一所述发卡单元的所述第一臂部和所述第二臂部位于不同的所述槽中，
对于至少一部分所述发卡单元，所述第一臂部和所述第二臂部中的一个臂部位于所述第一槽中并且所述第一臂部和所述第二臂部中的另一臂部位于所述第二槽中。
在另一种可选的方案中，对于每个所述发卡单元，所述第一臂部和所述第二臂部中的一个臂部位于所述第一槽中并且所述第一臂部和所述第二臂部中的另一臂部位于所述第二槽中。
在另一种可选的方案中，设所述发卡单元的所述第一臂部和所述第二臂 部跨过的所述槽的数量为节距，所有的所述发卡单元的节距相同。
在另一种可选的方案中，所述发卡单元还包括冠侧端部、第一扭转侧端部和第二扭转侧端部，所述第一臂部的一端和所述第二臂部的一端与所述冠侧端部相连，所述第一扭转侧端部与所述第一臂部的另一端相连并其它的发卡单元相连，所述第二扭转侧端部与所述第二臂部的另一端相连并与其它的发卡单元相连。
在另一种可选的方案中，所述定子绕组包括从所述定子铁芯的轴向两侧伸出的伸出部分，所述电机定子还包括位于所述定子铁芯两侧的环形腔，所述伸出部分位于所述对应的环形腔内，来自一个所述环形腔内的冷却流体经过所述冷却流路流入另一个所述环形腔内。
在另一种可选的方案中，所述电机定子还包括与一个所述环形腔连通的流体入口和与另一个所述环形腔连通的流体出口，在所述电机定子以所述轴向与水平面平行的状态下，所述流体入口位于所述电机定子的底部且所述流体出口位于所述电机定子的顶部。
在另一种可选的方案中，所述第一臂部和所述第二臂部沿着所述轴向直线状地延伸，并且在所述槽中的所述第一臂部和所述第二臂部分层布置。
在另一种可选的方案中，所述定子绕组的各相绕组均包括多个并联或串联的子绕组。
本申请还提供了一种如下的电机，包括以上技术方案中任意一项技术方案所述的电机定子。
通过采用上述技术方案，本申请提供了一种电机定子及包括该电机定子的电机。在该电机定子中，包括组装在一起的定子铁芯和定子绕组。定子铁芯形成有多个槽，定子绕组的导体插入槽中，这些槽包括第一槽和第二槽。在第一槽中，设置有浸漆作业之后进行固化形成的连接部，使得定子绕组位于第一槽中的导体与定子铁芯经由连接部彼此固定。在第二槽中，形成与定 子铁芯的轴向两侧连通的冷却流路，使得在冷却流路中流过的冷却流体能够对第二槽中的导体进行冷却。
这样，一方面，利用第一槽中附加设置的连接部，该连接部通过浸漆作业之后进行固化形成，能够使得定子绕组的位于第一槽内的部分与定子铁芯确实地固定在一起，由此使得电机定子结构稳定；另一方面，利用第二槽中形成的冷却流路，能够对定子绕组进行直接冷却，由此满足电机定子工作过程中的散热需求。进一步地，包括上述电机定子的电机结构稳定且能够持续工作在峰值电流密度状态。
附图说明
图1A是示出了根据本申请的第一实施例的电机定子的定子铁芯和定子绕组的组装体的立体示意图。
图1B是示出了图1A中的组装体的部分透视示意图，以透视的方式示出了连接部(图中颜射较深的黑色部分)。
图1C是示出了图1A中的组装体的剖视示意图。
图2是示出了图1A中的电机绕组的一个发卡单元的立体示意图。
图3是示出了图1A中的电机定子的立体示意图。
图4是示出了根据本申请的第二实施例的电机定子的电机绕组的周向展开示意图，其中示出了部分发卡单元的连接结构。
附图标记说明
1定子铁芯；1c槽；
2定子绕组；2p伸出部分；2u发卡单元；2u1第一发卡单元；2u2第
二发卡单元；2u3第三发卡单元；21第一臂部；22第二臂部；23冠侧端部；24第一扭转侧端部；25第二扭转侧端部；
3连接部；
4a第一环组件；4p1流体入口；4b第二环组件；4p2流体出口；
A轴向；C周向。
具体实施方式
以下将结合说明书附图详细说明本申请的具体实施例。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本申请，而不用于穷举本申请的所有可行的方式，也不用于限制本申请的范围。
在本申请中，如无特殊说明，“轴向”、“径向”和“周向”分别是指电机定子的轴向、径向和周向。“径向外侧”是指沿着径向远离电机的中心轴线的那侧，“径向内侧”是指沿着径向接近电机的中心轴线的那侧。
以下结合说明书附图说明根据本申请的第一实施例的电机定子。
(根据本申请的第一实施例的电机定子)
根据本申请的第一实施例的电机定子为发卡式电机定子。如图1A至图1C所示，该电机定子包括组装在一起的定子铁芯1、定子绕组2和连接部3，定子铁芯1和定子绕组2通过连接部3确实地固定在一起。
在本实施例中，如图1A至图1C所示，定子铁芯1整体具有大致圆筒形状，定子铁芯1可以通过硅钢片在轴向A上层叠而形成层叠体。定子铁芯1包括轭部和多个齿部。轭部沿着周向C在整周上连续地延伸。多个齿部从轭部朝向径向内侧伸出，并且多个齿部在周向C上间隔开的配置，使得由多个齿部限定了在周向C上间隔开地均匀分布的多个槽1c。这些槽1c的轴向两端朝向外侧开放，槽1c的径向外侧端封闭且径向内侧端开放。
在本实施例中，如图1A至图1C所示，定子绕组2卷绕于定子铁芯1，定子绕组2的导体插入定子铁芯1的每个槽1c中。在每个槽1c中，定子绕组2的导体在径向上排列并且分层布置，在每个槽1c中具有多层，例如六层(参见图1C)。
如图1A和图1B所示，定子绕组2为通过发卡单元2u(参见图2)插入到 定子铁芯1且扭转成型，之后例如通过焊接实现电连接的发卡绕组，定子绕组2的各相绕组可以包括多个并联或串联的子绕组，各子绕组由多个发卡单元2u构成。具体地，如图2所示，每个发卡单元2u由扁线导体形成，并且包括形成为一体的第一臂部21、第二臂部22、冠侧端部23、第一扭转侧端部24和第二扭转侧端部25。第一臂部21和第二臂部22均沿着定子铁芯1的轴向A直线状地延伸，同一发卡单元2u的第一臂部21和第二臂部22位于不同的槽1c中且位于槽1c中的不同的层。例如，一个发卡单元2u的第一臂部21可以位于一个槽1c中的第一层且第二臂部22可以位于另一个槽1c中的第二层，另一个发卡单元2u的第一臂部21可以位于一个槽1c中的第三层且第二臂部22可以位于另一个槽1c中的第四层，再一个发卡单元2u的第一臂部21可以位于一个槽1c中的第五层且第二臂部22可以位于另一个槽1c中的第六层，使得定子绕组2的轴向端部(也就是从定子铁芯1沿着轴向A伸出的伸出部分2p)的冠层的数量可以为定子铁芯1的槽1c中扁线的层的数量的一半。另外，设发卡单元2u在第一臂部21和第二臂部22跨过的槽1c的数量为节距，在定子绕组2中可以设置节距相同或不同的发卡单元2u。另外，如图2所示，冠侧端部23具有弯折形状，第一臂部21的一端和第二臂部22的一端与冠侧端部23相连，由此在定子绕组2安装到位之后多个冠侧端部23构成了绕组的轴向端部的皇冠状结构。第一扭转侧端部24与第一臂部21的另一端相连，以用于与其它的发卡单元2u例如通过焊接实现电连接；第二扭转侧端部25与第二臂部22的另一端相连，以用于与其它的发卡单元2u例如通过焊接实现电连接。
在本实施例中，如图1B和图1C所示，所有槽1c被划分为第一槽和第二槽。在第一槽中，进行浸漆作业之后进行固化形成连接部3，使得定子绕组2位于第一槽中的部分与定子铁芯1经由连接部3彼此固定。浸漆作业可以采用现有的浸漆材料和方式来实现，并且连接部3在第一槽中尽可能填充发卡单元2u的臂部21、22与槽壁之间的空隙。在第二槽中，可以在槽壁形成凹凸结构，来形成沿着电机定子的轴向A延伸且与定子铁芯1的轴向两侧连通的冷却 流路，使得在冷却流路中流过的冷却流体能够对第二槽中的绕组部分进行冷却。在本实施例中，对于至少一部分发卡单元2u来说，这部分发卡单元2u中的每一个发卡单元2u的第一臂部21位于第一槽中并且第二臂部22位于第二槽中。这样，一方面，利用第一槽中附加设置的连接部3，该连接部3通过浸漆作业之后进行固化形成，能够使得定子绕组2的位于第一槽内的部分与定子铁芯1确实地固定在一起，使得电机定子结构稳定；另一方面，利用第二槽中形成的冷却流路，能够对定子绕组2进行直接冷却，由此满足电机定子工作过程中的散热需求。
如图3所示，根据本申请的第一实施例的电机定子还包括位于定子铁芯1的轴向两侧的第一环组件4a和第二环组件4b，第一环组件4a和第二环组件4b均固定于定子铁芯1。在第一环组件4a中限定了沿着周向C在整周上连续地延伸的第一环形腔，定子绕组2从定子铁芯1朝向轴向一侧伸出的伸出部分2p位于第一环形腔内。在第二环组件4b中限定了沿着周向C在整周上连续地延伸的第二环形腔，定子绕组2从定子铁芯1朝向轴向另一侧伸出的伸出部分2p位于第二环形腔内。此外，第一环组件4a还形成有与第一环形腔连通的流体入口4p1，来自外部的冷却流体能够经由该流体入口4p1进入第一环形腔内。第二环组件4b还形成有与第二环形腔连通的流体出口4p2，第二环形腔内的冷却流体能够经由流体出口4p2流出。这样，经由流体入口4p1进入第一环形腔内的冷却流体先对定子绕组2的位于轴向一侧的伸出部分2p进行冷却，之后沿着定子铁芯1的第二槽中形成的冷却流路流动，在这个过程中对定子绕组2的位于第二槽内的部分进行冷却，然后流入第二环形腔内对定子绕组2的位于轴向另一侧的伸出部分2p进行冷却，最后冷却流体经由流体出口4p2流出，并通过外部循环回路循环之后返回流体入口4p1。由此，能够进一步改善对电机定子的冷却效果。此外，如图3所示，为了更进一步改善上述冷却效果，在电机定子以轴向A与水平面平行的状态下，流体入口4p1位于电机定子的底部且流体出口4p2位于电机定子的顶部，有利于冷却流体能够遍及整个第一 环形腔和第二环形腔。
以下将结合说明书附图说明根据本申请的第二实施例的电机定子。
(根据本申请的第二实施例的电机定子)
根据本申请的第二实施例的电机定子具有与根据本申请的第一实施例的电机定子基本相同的结构，以下主要说明它们之间的不同之处。
在本实施例中，电机定子的定子铁芯1的槽1c的数量为48个，图4中示出了槽1c在周向C上展开的示意图，图中沿着竖直方向延伸的实线表示第一槽且虚线表示第二槽，并且实线和虚线上的数字表示槽1c的编号。设电机绕组的发卡单元2u在第一臂部21和第二臂部22跨过的槽1c的数量为节距，在本实施例中，在电机绕组中可以设置节距完全相同的发卡单元2u。如图4所示，上述节距为6，第一发卡单元2u1的第一臂部21位于1号槽(第一槽)中且第二臂位于7号槽(第二槽)中，第二发卡单元2u2的第一臂部21位于7号槽(第二槽)中且第二臂部22位于13号槽(第一槽)中，第三发卡单元2u3的第一臂部21位于13号槽(第一槽)中且第二臂部22位于19号槽(第二槽)中。以此类推，这样，对于定子绕组2的每个发卡单元2u来说，一个臂部位于第一槽中并且另一臂部位于第二槽中。
应当理解，上述实施例仅是示例性的，不用于限制本申请。本领域技术人员可以在本申请的教导下对上述实施例做出各种变型和改变，而不脱离本申请的范围。进一步地，进行如下补充说明。
i.本申请还提供了一种电机，该电机包括根据本申请的电机定子。电机定子的定子铁芯1和定子绕组2彼此牢固地固定，而且能够对定子绕组2进行较好地冷却，因而包括上述电机定子的电机的结构稳定且能够持续工作在峰值电流密度状态(最大持续功率状态)。
ii.在对本申请的电机定子的示例进行仿真实验的过程中，设置所需要的最大持续功率(例如90kW)，本申请的电机定子在持续冷却条件下的实际 持续工作功率能够远大于该在最大持续功率。在电机定子的实际持续工作功率(例如190kW)远大于所需求的最大持续功率的情况下，计算机流体动态仿真结果显示电机定子的温度仍然低于最大允许温度，由此可以证明本申请的电机定子的冷却效果足够。
iii.在以上的实施例的变型例中，定子铁芯1中不是所有的槽1c都被划分为第一槽和第二槽，可以仅将部分槽1c划分为第一槽和第二槽。
iv.可以理解，通过浸漆作业之后进行固化形成的连接部3对定子绕组2的固定效果较佳，对于定子绕组2无需额外的设计和加工再进行固定，因而节省了相关成本。而且，与传统的冷却定子绕组的伸出部分和定子铁芯的表面进行冷却的方案相比，本申请的电机定子的冷却效果更佳；并且，与传统的通过定子铁芯的固定特征以及定子绕组的导体之间相互支撑以实现固定的方案相比，本申请的电机定子对于定子绕组2的固定效果更佳。
v.本申请不限制在第二槽中形成冷却流路的方式，可以采用其他各种适当的方式，包括但不限于现有技术中公开的各种方式，来形成第二槽中的冷却流路。
vi.本申请不限制使冷却流体流过第二槽的方式及对伸出部分2p进行冷却的方式，可以采用其他各种适当的方式，包括但不限于现有技术中公开的各种方式，来使冷却流体流过第二槽及对伸出部分2p进行冷却。例如，冷却流体可以从电机定子的轴向一侧流入，从轴向另一侧流出，或者，冷却流体可以从电机定子的中间流入，从轴向两端流出。
这里，可以以各种不同的方式来形成容纳伸出部分2p的上述环形腔。
vii.本申请不限制构成定子绕组的导体的形式，例如，其可以由扁线导体构成，也可以由扁线导体和圆导体一同构成。

Claims (10)

  1. 一种电机定子，包括定子铁芯(1)、定子绕组(2)和连接部(3)，所述定子铁芯(1)形成有在其周向(C)上间隔开地分布的多个槽(1c)，所述定子绕组(2)安装于所述定子铁芯(1)，所述定子绕组(2)的导体插入每个所述槽(1c)中，所述槽(1c)包括第一槽和第二槽，
    在所述第一槽中，进行浸漆作业之后进行固化形成所述连接部(3)，使得所述定子绕组(2)位于所述第一槽中的部分与所述定子铁芯(1)经由所述连接部(3)彼此固定，并且
    在所述第二槽中，形成与所述定子铁芯(1)的轴向两侧连通的冷却流路，使得在冷却流路中流过的冷却流体能够对所述第二槽中的绕组部分进行冷却。
  2. 根据权利要求1所述的电机定子，其特征在于，所述定子绕组(2)包括多个发卡单元(2u)，所述发卡单元(2u)包括第一臂部(21)和第二臂部(22)，同一所述发卡单元(2u)的所述第一臂部(21)和所述第二臂部(22)位于不同的所述槽(1c)中，
    对于至少一部分所述发卡单元(2u)，所述第一臂部(21)和所述第二臂部(22)中的一个臂部位于所述第一槽中并且所述第一臂部(21)和所述第二臂部(22)中的另一臂部位于所述第二槽中。
  3. 根据权利要求2所述的电机定子，其特征在于，对于每个所述发卡单元(2u)，所述第一臂部(21)和所述第二臂部(22)中的一个臂部位于所述第一槽中并且所述第一臂部(21)和所述第二臂部(22)中的另一臂部位于所述第二槽中。
  4. 根据权利要求2或3所述的电机定子，其特征在于，设所述发卡单元(2u)的所述第一臂部(21)和所述第二臂部(22)跨过的所述槽(1c)的数量为节距，所有的所述发卡单元(2u)的节距相同。
  5. 根据权利要求2或3所述的电机定子，其特征在于，所述发卡单元(2u)还包括冠侧端部(23)、第一扭转侧端部(24)和第二扭转侧端部(25)，所述第一臂部(21)的一端和所述第二臂部(22)的一端与所述冠侧端部(23)相连，所述第一扭转侧端部(24)与所述第一臂部(21)的另一端相连并其它的发卡单元(2u)相连，所述第二扭转侧端部(25)与所述第二臂部(22)的另一端相连并与其它的发卡单元(2u)相连。
  6. 根据权利要求1至3中任一项所述的电机定子，其特征在于，所述定子绕组(2)包括从所述定子铁芯(1)的轴向两侧伸出的伸出部分(2p)，所述电机定子还包括位于所述定子铁芯(1)两侧的环形腔，所述伸出部分(2p)位于所述对应的环形腔内，来自一个所述环形腔内的冷却流体经过所述冷却流路流入另一个所述环形腔内。
  7. 根据权利要求6所述的电机定子，其特征在于，所述电机定子还包括与一个所述环形腔连通的流体入口(4p1)和与另一个所述环形腔连通的流体出口(4p2)，在所述电机定子以所述轴向(A)与水平面平行的状态下，所述流体入口(4p1)位于所述电机定子的底部且所述流体出口(4p2)位于所述电机定子的顶部。
  8. 根据权利要求1至3中任一项所述的电机定子，其特征在于，所述第一臂部(21)和所述第二臂部(22)沿着所述轴向(A)直线状地延伸，并且在所述槽(1c)中的所述第一臂部(21)和所述第二臂部(22)分层布置。
  9. 根据权利要求1至3中任一项所述的电机定子，其特征在于，所述定子绕组(2)的各相绕组均包括多个并联或串联的子绕组。
  10. 一种电机，包括权利要求1至9中任一项所述的电机定子。
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