CN115395701A - 一种电机及具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电机及具有其的车辆。电机包括壳体、定子组件以及电路板。定子铁芯的内周面上设有定子槽，定子槽内插设有插针绕组。电路板位于壳体内，电路板与定子铁芯的一端相对设置，且电路板的远离定子铁芯一侧的表面设有接线电路区域，接线电路区域与组成插针绕组的各线圈相对设置，各线圈的插接导体均与接线电路区域的电路电连接，接线电路区域上设置有接线端子，接线端子与接线电路区域的电路电连接。插接导体与接线电路区域的电路直接连接即可，无需更改插针绕组线圈的扭转、焊接等复杂制造工序，仅仅通过变换接线电路区域的电路连接结构，可实现不同的串联匝数，满足不同的电机输出外特性，提升了车辆驱动电机的制造通用化水平。

Description

一种电机及具有其的车辆

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种电机及具有其的车辆。

背景技术

随着新能源汽车性能不断提升，电机的功率密度要求越来越高，电机定子绕组作为性能关键影响因素，其设计与制造已成为电驱***的核心竞争力。现有驱动电机的定子绕组技术多以提高绕组槽满率为目标进行技术改进，涌现出精密排线、插针绕组扁线等新型电机绕组，但这些新型电机绕组都需要特殊的自动化设备进行批量制造，设备投入巨大，而且柔性不足。为了满足不同的电机输出外特性，电机绕组的匝数需进行灵活的调整，对于插针绕组而言，匝数的调整增加了设计和制造的难度，设计方案不同，插针线圈成型的模具也会随之变化，给电机平台化和通用化提出了挑战。

目前，电机插针定子绕组的多个线圈之间采用扭转、焊接以形成绕组回路。上述定子绕组电连接方式的制造流程复杂，接线效率低，而且绕组端部高度大，不利于电机小型化。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电机及具有其的车辆，以解决插针定子绕组的电连接方式的制造流程复杂，接线效率低的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电机，包括：壳体；定子组件，定子组件位于壳体内，定子组件包括定子铁芯，定子铁芯的内周面上设置有定子槽，定子槽内插设有插针绕组；电路板，电路板位于壳体内，电路板与定子铁芯的一端相对地设置，且电路板的远离定子铁芯一侧的表面设置有接线电路区域，接线电路区域与组成插针绕组的各线圈相对地设置，各线圈的插接导体均与接线电路区域的电路电连接，接线电路区域上设置有接线端子，接线端子与接线电路区域的电路电连接。

进一步地，电路板为圆盘结构，电路板与定子铁芯同轴设置；电路板的中心处开设有避让孔，电机的输出轴经避让孔穿过电路板设置。

进一步地，壳体内壁上开设有环形的限位槽，电路板的周向外缘嵌入限位槽内。

进一步地，电路板上设置有多个引线孔，引线孔的周向设置有焊盘，焊盘与接线电路区域的电路电连接，线圈的插接导体穿过引线孔后与焊盘电连接。

进一步地，电路板上设置有绕组标识，绕组标识与焊盘对应设置。

进一步地，电路板与定子铁芯之间具有间隔空间。

进一步地，还包括：端盖，端盖与壳体的开口端连接，端盖上开设有通孔，接线端子经通孔从壳体伸出。

进一步地，接线端子为三个，三个接线端子沿电路板的周向均匀地布置。

进一步地，插针绕组包括至少一层线圈，线圈为弯折成U形的结构。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，包括电机，电机为上述的电机。

应用本发明的技术方案，组成插针绕组的各线圈的插接导体均与接线电路区域的电路电连接，以形成绕组回路。各线圈的插接导体与接线电路区域的电路直接连接即可，无需更改插针绕组线圈的扭转、焊接等复杂制造工序，仅仅通过变换接线电路区域的电路连接结构，可实现不同的串联匝数，满足不同的电机输出外特性，提升了车辆驱动电机的制造通用化水平，降低了定子绕组电连接方式的制造流程的复杂度，提高了接线效率。与此同时，各插接导体均与接线电路区域的电路连接，插接导体对电路板起到支撑作用，无需设置其他支撑部件对电路板支撑，简化了电机的结构，减少了连接工序。并且，这种接线方式，绕组端部高度较小，利于电机的小型化设计。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的电机实施例的结构示意图；

图2示出了根据本发明的电机实施例的定子组件的结构示意图；

图3示出了图2的截面示意图；

图4示出了定子组件与电路板的连接关系示意图；

图5示出了根据本发明的电机实施例的线圈结构示意图；

图6示出了根据本发明的电机的一种可选实施例的线圈的分布示意图；

图7示出了根据本发明的电机的一种可选实施例的电路板的接线电路区域的电路示意图；

图8示出了根据本发明的电机的另一种可选实施例的电路板的接线电路区域的电路示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

100、壳体；101、端盖；102、间隔空间；103、轴承；

200、定子组件；201、定子铁芯；202、插针绕组；203、定子槽；204、线圈；205、插接导体；206、连接导体；207、第一绕组模块；208、第二绕组模块；209、第三绕组模块；210、第四绕组模块；

300、电路板；301、接线电路区域；302、接线端子；

400、转子组件；401、输出轴。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

结合图1至图8所示，根据本申请的具体实施例，提供了一种电机。

具体地，如图1所示，电机包括壳体100、定子组件200以及电路板300。定子组件200位于壳体100内，定子组件200包括定子铁芯201，定子铁芯201的内周面上设置有定子槽203，定子槽203内插设有插针绕组202。电路板300位于壳体100内，电路板300与定子铁芯201的一端相对地设置，且电路板300的远离定子铁芯201一侧的表面设置有接线电路区域301，接线电路区域301与组成插针绕组202的各线圈204相对地设置，各线圈204的插接导体205均与接线电路区域301的电路电连接，接线电路区域301上设置有接线端子302，接线端子302与接线电路区域301的电路电连接。

进一步地，如图1所示，电机还包括端盖101和转子组件400。端盖101与壳体100的开口端连接，将转子组件400以及定子组件200封装在壳体100内。定子铁芯201套设在转子组件400的外侧，转子组件400与输出轴401同轴连接，输出轴401通过轴承103与壳体100以及端盖101转动连接，输出轴401的端部伸出壳体100。

在本申请的实施例中，组成插针绕组202的各线圈204的插接导体205均与接线电路区域301的电路电连接，以形成绕组回路。各线圈204的插接导体205与接线电路区域301的电路直接连接即可，无需更改插针绕组202的各线圈204的扭转、焊接等复杂制造工序，仅仅通过变换接线电路区域301的电路连接结构，可实现不同的串联匝数，满足不同的电机输出外特性，提升了车辆驱动电机的制造通用化水平，降低了定子绕组电连接方式的制造流程的复杂度，提高了接线效率。与此同时，各插接导体205均与接线电路区域301的电路连接，插接导体205对电路板300起到支撑作用，无需设置其他支撑部件对电路板300支撑，简化了电机的结构，减少了连接工序。并且，这种接线方式，绕组端部高度较小，利于电机的小型化设计。

如图1所示，电路板300为圆盘结构，电路板300与定子铁芯201同轴设置；电路板300的中心处开设有避让孔，电机的输出轴401经避让孔穿过电路板300设置。将电路板300设置为圆盘结构，以充分增大电路板300的截面面积，使接线电路区域301能够直接与各线圈204的插接导体205正对设置，插接导体205的端部无需进行二次处理以适应接线电路区域301，比如折弯处理，进一步地简化了接线工艺。

为了避免电路板300在壳体100内出现轴向窜动现象，壳体100内壁上开设有环形的限位槽，电路板300的周向外缘嵌入限位槽内，限位槽对电路板300进行了轴向限位。

为了便于电路板300嵌入限位槽，可以在限位槽的远离定子铁芯201的一端处设置锥形倒角，锥形倒角起到导向作用。

其中，将接线电路区域301设置在电路板300的远离定子铁芯201一侧，线圈204的插接导体205需穿过电路板300后与接线电路区域301的电路电连接。具体地，电路板300上设置有多个引线孔，引线孔的周向设置有焊盘，焊盘与接线电路区域301的电路电连接，线圈204的插接导体205穿过引线孔后与焊盘电连接。

为了便于检查绕组电路的接线，电路板300上设置有绕组标识，绕组标识与焊盘对应设置。

如图1、图4所示，电路板300与定子铁芯201之间具有间隔空间102。间隔空间102的设置，增加了插针绕组202伸出端的长度，便于调节插针绕组202与电路板300上的引线孔之间的对应关系。

如图1所示，端盖101上开设有通孔，接线端子302经通孔从壳体100伸出。接线端子302位于壳体100外侧，避免接线端子302与外接电源进行连接。

如图4所示，接线端子302为三个，三个接线端子302沿电路板300的周向均匀地布置。

进一步地，插针绕组202包括至少一层线圈204，线圈204为弯折成U形的结构。如图2、图3所示，插针绕组202是由两层线圈204组成的，增加了定子组件200接线的难度，上述的接线方式适用于多层线圈204的定子组件200，简化了接线工艺。如图5所示，线圈204为弯折成型的U形结构，包括插接导体205和连接导体206，线圈204的整体性能好。

其中，线圈204是由一根导体或者是一束(多根)导体折弯而成。在电机运行时，由多根导体构成的线圈204的功耗较小，从而提升电机的输出功率。

如图6所示，以48槽的2层定子组件200为例进行详细描述。将插针绕组202划分为四个绕组模块，每个绕组模块包括两层线圈204，每层线圈204的个数为6个，对各个绕组模块的内层线圈和外层线圈分别进行详细描述。

各个绕组模块的内层线圈：第一绕组模块207的内层的各线圈204的两端均进行标记，标记依次为分别为：A1+、A5+、C1-、C5-、B1+、B5+、A1-、A5-、C1+、C5+、B1-以及B5-。第二绕组模块208的内层的各线圈204的两端均进行标记，标记依次为分别为：A2+、A6+、C4-、C8-、B2+、B6+、A2-、A6-、C4+、C8+、B2-以及B6-。第三绕组模块209的内层的各线圈204的两端均进行标记，标记依次为分别为：A3+、A7+、C7-、C3-、B3+、B7+、A3-、A7-、C7+、C3+、B3-以及B7-。第四绕组模块210的内层的各线圈204的两端均进行标记，标记依次为分别为：A4+、A8+、C2-、C6-、B4+、B8+、A4-、A8-、C2+、C6+、B4-、B8-。

各个绕组模块的外层线圈：第一绕组模块207的外层的各线圈204的两端均进行标记，标记依次为分别为：A9+、A13+、C9-、C13-、B9+、B13+、A9-、A13-、C9+、C13+、B9-以及B13-。

第二绕组模块208的外层的各线圈204的两端均进行标记，标记依次为分别为：A10+、A14+、C12-、C16-、B10+、B14+、A10-、A14-、C12+、C16+、B10-以及B14-。

第三绕组模块209的外层的各线圈204的两端均进行标记，标记依次为分别为：A11+、A15+、C15-、C11-、B11+、B15+、A11-、A15-、C15+、C11+、B11-以及B15-。

第四绕组模块210的外层的各线圈204的两端均进行标记，标记依次为分别为：A12+、A16+、C10-、C14-、B12+、B16+、A12-、A16-、C10+、C14+、B12-、B16-。

如图7所示，通过电路板300将图6中所述的各个线圈204进行串联，电路板上的各个焊盘处均设置有对应的绕组标识，电路板300上的电路具体为：焊盘A1+与A相接线端子302连接，焊盘C1+与C相接线端子302连接，焊盘B1+与B相接线端子302连接，焊盘A1-与焊盘A2+连接，焊盘C1-与焊盘C2+连接，焊盘B1-与焊盘B2+连接，焊盘A2-与焊盘A3+连接，焊盘C2-与焊盘C3+连接，焊盘B2-与焊盘B3+连接，焊盘A3-与焊盘A4+连接，焊盘C3-与焊盘C4+连接，焊盘B3-与焊盘B4+连接，焊盘A4-与焊盘A5+连接，焊盘C4-与焊盘C5+连接，焊盘B4-与焊盘B5+连接，焊盘A5-与焊盘A6+连接，焊盘C5-与焊盘C6+连接，焊盘B5-与焊盘B6+连接，焊盘A6-与焊盘A7+连接，焊盘C6-与焊盘C7+连接，焊盘B6-与焊盘B7+连接，焊盘A7-与焊盘A8+连接，焊盘C7-与焊盘C8+连接，焊盘B7-与焊盘B8+连接，焊盘A8-与焊盘A9+连接，焊盘C8-与焊盘C9+连接，焊盘B8-与焊盘B9+连接，焊盘A9-与焊盘A10+连接，焊盘C9-与焊盘C10+连接，焊盘B9-与焊盘B10+连接，焊盘A10-与焊盘A11+连接，焊盘C10-与焊盘C11+连接，焊盘B10-与焊盘B11+连接，焊盘A11-与焊盘A12+连接，焊盘C11-与焊盘C12+连接，焊盘B11-与焊盘B12+连接，焊盘A12-与焊盘A13+连接，焊盘C12-与焊盘C13+连接，焊盘B12-与焊盘B13+连接，焊盘A13-与焊盘A14+连接，焊盘C13-与焊盘C14+连接，焊盘B13-与焊盘B14+连接，焊盘A14-与焊盘A15+连接，焊盘C14-与焊盘C15+连接，焊盘B14-与焊盘B15+连接，焊盘A15-与焊盘A16+连接，焊盘C15-与焊盘C16+连接，焊盘B15-与焊盘B16+连接，焊盘A16-同时与焊盘C16-和焊盘B16-连接。将各线圈204的标记与图7所示的焊盘的绕组标记进行一一对应，并进行焊接，实现图6中内外层插针绕组的串联。

如图8所示，通过电路板300将图6中所述的各个线圈204进行并联，电路板上的各个焊盘处均设置有对应的绕组标识，电路板300上的电路具体为：包括两个并联的支路路，其中，第一支路为：焊盘A1-与焊盘A2+连接，焊盘C1-与焊盘C2+连接，焊盘B1-与焊盘B2+连接，焊盘A2-与焊盘A3+连接，焊盘C2-与焊盘C3+连接，焊盘B2-与焊盘B3+连接，焊盘A3-与焊盘A4+连接，焊盘C3-与焊盘C4+连接，焊盘B3-与焊盘B4+连接，焊盘A4-与焊盘A5+连接，焊盘C4-与焊盘C5+连接，焊盘B4-与焊盘B5+连接，焊盘A5-与焊盘A6+连接，焊盘C5-与焊盘C6+连接，焊盘B5-与焊盘B6+连接，焊盘A6-与焊盘A7+连接，焊盘C6-与焊盘C7+连接，焊盘B6-与焊盘B7+连接，焊盘A7-与焊盘A8+连接，焊盘C7-与焊盘C8+连接，焊盘B7-与焊盘B8+连接，焊盘A8-同时与焊盘C8-和焊盘B8-连接。第二支路为：焊盘A9-与焊盘A10+连接，焊盘C9-与焊盘C10+连接，焊盘B9-与焊盘B10+连接，焊盘A10-与焊盘A11+连接，焊盘C10-与焊盘C11+连接，焊盘B10-与焊盘B11+连接，焊盘A11-与焊盘A12+连接，焊盘C11-与焊盘C12+连接，焊盘B11-与焊盘B12+连接，焊盘A12-与焊盘A13+连接，焊盘C12-与焊盘C13+连接，焊盘B12-与焊盘B13+连接，焊盘A13-与焊盘A14+连接，焊盘C13-与焊盘C14+连接，焊盘B13-与焊盘B14+连接，焊盘A14-与焊盘A15+连接，焊盘C14-与焊盘C15+连接，焊盘B14-与焊盘B15+连接，焊盘A15-与焊盘A16+连接，焊盘C15-与焊盘C16+连接，焊盘B15-与焊盘B16+连接，焊盘A16-同时与焊盘C16-和焊盘B16-连接。第一支路与第二支路通过A相接线端子302、C相接线端子302连接以及B相接线端子302连接进行并联，具体的为：焊盘A1+和焊盘A9+并联在A相接线端子302上，焊盘C1+和焊盘C9+并联在C相接线端子302上，焊盘B1+和焊盘B9+并联在B相接线端子302上。将各线圈204的标记与图8所示的焊盘的绕组标记进行一一对应，并进行焊接，实现图6中内外层插针绕组的并联。

根据本发明的另一具体实施例，提供了一种车辆，包括电机，电机为上述实施例中的电机。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

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 (10)

1.一种电机，其特征在于，包括：

壳体(100)；

定子组件(200)，所述定子组件(200)位于所述壳体(100)内，所述定子组件(200)包括定子铁芯(201)，所述定子铁芯(201)的内周面上设置有定子槽(203)，所述定子槽(203)内插设有插针绕组(202)；

电路板(300)，所述电路板(300)位于所述壳体(100)内，所述电路板(300)与所述定子铁芯(201)的一端相对地设置，且所述电路板(300)的远离所述定子铁芯(201)一侧的表面设置有接线电路区域(301)，所述接线电路区域(301)与组成所述插针绕组(202)的各线圈(204)相对地设置，各所述线圈(204)的插接导体(205)均与所述接线电路区域(301)的电路电连接，所述接线电路区域(301)上设置有接线端子(302)，所述接线端子(302)与所述接线电路区域(301)的电路电连接。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述电路板(300)为圆盘结构，所述电路板(300)与所述定子铁芯(201)同轴设置；所述电路板(300)的中心处开设有避让孔，电机的输出轴(401)经所述避让孔穿过所述电路板(300)设置。

3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述壳体(100)内壁上开设有环形的限位槽，所述电路板(300)的周向外缘嵌入所述限位槽内。

4.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述电路板(300)上设置有多个引线孔，所述引线孔的周向设置有焊盘，所述焊盘与所述接线电路区域(301)的电路电连接，所述线圈(204)的所述插接导体(205)穿过所述引线孔后与所述焊盘电连接。

5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，所述电路板(300)上设置有绕组标识，所述绕组标识与所述焊盘对应设置。

6.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述电路板(300)与所述定子铁芯(201)之间具有间隔空间(102)。

7.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，还包括：

端盖(101)，所述端盖(101)与所述壳体(100)的开口端连接，所述端盖(101)上开设有通孔，所述接线端子(302)经所述通孔从所述壳体(100)伸出。

8.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述接线端子(302)为三个，三个所述接线端子(302)沿所述电路板(300)的周向均匀地布置。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的电机，其特征在于，所述插针绕组(202)包括至少一层所述线圈(204)，所述线圈(204)为弯折成U形的结构。

10.一种车辆，包括电机，其特征在于，所述电机为权利要求1-9中任一项所述的电机。

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