CN216959481U - 一种用于分段定子组件的中间连接器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于分段定子组件的中间连接器，包括连接组件和连接导体，所述连接组件上设有通孔，所述连接导体设置在通孔中，且连接导体的端部低于或者齐平于连接组件端面，所述连接导体包括两端的连接部以及中间的导通段，用来与其他绕组段相连的两个连接部相互错位布置。本实用新型降低了工艺复杂度；另外，由于中间连接件中的连接导体的两端成偏置设计，故可以形成斜槽效果，削弱气隙磁场谐波，能有助于提高电机性能。

Description

一种用于分段定子组件的中间连接器

技术领域

本实用新型属于新能源汽车用永磁同步驱动电机技术领域，更具体地说，是涉及一种用于分段定子组件的中间连接器。

背景技术

目前新能源电机厂商都在积极布局和发展定子扁铜线绕组技术，此技术可以较好地改善电机定子侧的温度。扁线电机往往采用端部焊接工艺，焊接难度大，工艺成本高；另外端部长度有所增加进而导致端部电阻变大，端部发热严重，且端部冷却较难。

新能源车用电机功率密度高，发热量大，电机定转子谐波磁场的存在则会加剧电机不同部位的损耗，对电机散热能力提出了挑战；另一方面定子绕组所形成的定子磁动势存在不同阶次的谐波分量与转子磁场相互作用所产生的径向力波是产生电机噪声的主要原因。

目前常用削弱气隙磁场谐波的方法主要有：转子斜极或定子斜槽。转子斜极主要通过调整转子分段数与斜极角度削弱齿谐波，但转子分段斜极所削弱的气隙磁场谐波程度有限；定子斜槽方法也可以有效降低谐波分量，但是工艺难度大，工程中一般较少使用。

故急需对现有的扁线电机的结构进行改进以克服上述问题，尤其需要针对扁线电机的定子组件和绕组进行改进。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种用于分段定子组件的中间连接器，采用该中间连接器可以降低工艺成本，且实现定子斜槽的效果。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于分段定子组件的中间连接器，包括连接组件和连接导体，所述连接组件上设有通孔，所述连接导体设置在通孔中，且连接导体的端部低于或者齐平于连接组件端面，所述连接导体包括两端的连接部以及中间的导通段，用来与其他绕组段相连的两个连接部相互错位布置。

作为优选方案：所述连接部为U形卡口。

作为优选方案：所述连接组件成环状体，每个连接导体的两端分别设置在两个连接组件的通孔中。

作为优选方案：所述连接组件上内外侧均沿周向设置有多个沿轴向延伸的冷却孔。

作为优选方案：所述连接组件内部还设有冷却通道，所述冷却通道将冷却孔导通。

作为优选方案：所述连接组件内位于通孔的内外侧分别开设有环状的内油槽和外油槽；相邻两个通孔之间还设有径向油道，所述径向油道使得内油槽和外油槽导通，所述内油槽和外油槽的导通方式为并联导通、串联导通或者串并联混合导通。

作为优选方案：所述连接组件的外油槽内设有两个第一隔板，所述第一隔板形成双并联油道外油道壁，所述第一隔板成半圆弧状，且第一隔板的一端向外翻折与外油槽外壁固定，另一端向内翻折与外油槽内壁固定，两个第一隔板中心对称设置；所述连接组件的外油槽内设有两个第二隔板，所述第二隔板形成双并联油道内油道壁，且两个第二隔板的位置与两个第一隔板与外油槽内壁固定的一端的位置相对应。

作为优选方案：所述连接组件的外油槽内设有多个第三隔板，连接组件的内油槽内设有多个第四隔板，所述第三隔板形成串联油道外壁，所述第四隔板形成串联油道内壁，且多个第三隔板将外油槽分隔成多个外冷却块，多个第四隔板将内油槽分隔成多个内冷却块，相邻两个外冷却块之间通过径向油道和内冷却块连通。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型的提出一种将原本的整体式的定子组件拆分成多段组件的结构，且通过本实用新型的中间连接件可以将多段组件方便的连接起来，通过本实用新型的中间连接件替代了扁线绕组原本端部的焊接结构，降低了工艺复杂度；另外，由于中间连接件中的连接导体的两端成偏置设计，故可以形成斜槽效果，削弱气隙磁场谐波，能有助于提高电机性能。

本实用新型的结构可以使得定子形成多段设计，易于实现模块化，有利于平台的扩展；另一方面，定子组件通过中间连接件连接，在电机正常使用寿命接受后，易于拆卸，方便循环利用。

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申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为采用本实用新型的扁线电机的整体结构示意图；

图2为采用本实用新型的定子结构示意图；

图3为本实用新型中采用连接导体对分段绕组进行连接的结构示意图；

图4为实用新型的连接组件与连接导体的整体结构示意图；

图5为本实用新型中一种结构的连接组件的剖面示意图；

图6为图5的B部局部放大结构示意图；

图7为图5的C部局部放大结构示意图；

图8为本实用新型中另一种结构的连接组件的剖面示意图；

图9为本实用新型中连接导体的结构示意图；

图10为本实用新型中连接导体的端面结构示意图；

附图中的标记为：1、定子组件；2、转子组件；3、机壳；4、端盖；1-1、定子冲片；1-2、绕组段A；1-3、连接组件；1-4、连接导体；1-3-1、中间结构间外径出油孔；1-3-2、中间结构件内径出油孔；1-3-3、中间结构件齿部油道；1-3-4、双并联油道外油道壁；1-3-5、双并联油道内油道壁；1-3-6、串联油道外壁；1-3-7、串联油道内壁。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

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、部件和/或它们的组合。

此外，在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，一种采用了本实用新型的中间连接件的扁线电机，包括定子组件1、转子组件2、机壳3以及端盖4，所述机壳3和端盖4形成一个封闭壳体，所述定子组件1、转子组件2均设置在封闭壳体内，且定子组件位于转子组件的外侧。

如图2、图3所示，所述定子组件包括定子铁心段、连接组件1-3和扁线绕组，所述定子铁心段由定子冲片1-1堆叠形成，所述扁线绕组，包括成发卡状的绕组段A、直条状的绕组段B以及连接导体1-4，相对应的两个绕组段A之间通过N个绕组段B以及N+1个连接导体连接形成支路，N为自然数。

上述定子铁心段的数量根据斜槽的需要选取，若只分两段则定子铁心段上所嵌套的绕组只有绕组段A，若铁心分为三段及以上，相对应的两端铁心嵌套的绕组段仍为绕组段A，中间部分的铁心段采用绕组段B，相邻绕组段可以通过连接导体连接，所述绕组段A可以采用直接成型的半Hairpin绕组1-2；绕组段B可以采用直接成型的I-pin扁线，省去了Hairpin电机复杂的端部焊接工艺。

如图9和图10所示，所述连接导体包括两端的连接部以及中间的导通段，两个连接部成相互错位布置，所述绕组段A与绕组段B均与相应连接导体的连接部连接，所述连接导体嵌设在连接组件的通孔内，所述绕组段A和/或绕组段B的端部***通孔中，使得绕组段A和/或绕组段B与连接导体相连接。

如图2和图3所示，所述绕组段A和/或绕组段B与连接导体连接时可以采用多种结构，包括且不限于利用通孔的限位使得绕组段间紧密接触，即绕组段A和连接导体同时***通孔内且端部相抵，或者绕组段B和连接导体同时***第二通孔内且端部相抵，同时也可以将连接导体的连接部设计成U形卡口式样的结构，这样绕组段A与绕组段B的端部可以直接插接在相应连接导体的U形卡口内。通过内插、紧固方式实现绕组与连接器之间的连接，最终实现定子分段斜槽。其连接方法简单，斜槽角度可控。

另外连接导体与连接组件之间的固定方式包括且不限于以下几种，第一种、采用两个连接组件，分别将两个连接组件的第二通孔套设在对应的连接导体的两端，且连接导体的中部留空；第二种、将所有的连接导体整个埋设在连接组件中。

无论采用何种连接方式，连接导体的端部依旧可以视情况采用高于、等于或者低于连接组件端面的结构，当连接导体的端部高于连接组件端面时，连接组件与只与壳体内壁固定，当连接导体的端部等于或者低于连接组件端面时，连接组件既可以和壳体内壁固定，也可以和定子铁心段固定。

根据斜槽角度的需求，可以对连接导体的两个连接部位置进行调整，当连接导体的两个连接部成一直线布置时，绕组不具备斜槽的功能，仅仅具有连接方便的效果。当连接导体的两个连接部形成部分重叠设置或者相互错位布置时，便实现定子分段斜槽，能够削弱气隙磁场谐波，两外连接导体的两个连接部不在同一个平面，两个平面形成夹角α，夹角α为3-8°。采用连接导体使得整个绕组的连接方法简单，同时还能形成斜槽效果，斜槽角度可控。

如图5至图8所示，所述连接组件上内外侧均沿周向设置有多个沿轴向延伸的冷却孔，所述定子铁心段上也设有相应的冷却孔，定子铁心段、连接组件上的冷却孔相互对应且连通。所述连接组件内部还设有冷却通道，所述冷却通道将冷却孔导通。

所述连接组件上的冷却孔分别为连接组件外径出油孔1-3-1以及连接组件内径出油孔1-3-2；所述连接组件内位于通孔的内外侧分别开设有环状的内油槽和外油槽；相邻两个通孔之间还设有径向油道1-3-3，所述径向油道使得内油槽和外油槽导通，所述内油槽和外油槽的导通方式为并联导通、串联导通或者串并联混合导通。

所述机壳轴向中部设有壳体进油口，所述壳体进油口与连接组件的外油槽连通，所述机壳一端还开设有用来将冷却油导出的壳体出油口。内外油槽与定子铁心固定一端上沿圆周上开设出油孔(即连接组件外径出油孔1-3-1以及连接组件内径出油孔1-3-2)；出油孔对应于定子铁心内外径上轴向开设油道，最终冷却油从机壳进油口流入到连接组件件外油槽，一部分油通过连接组件外径出油孔1-3-1流入定子铁心的外径油道孔，一部分通过连接组件径向油道进入内油槽，再通过连接组件内径出油孔1-3-2流入定子铁心内径油道孔，最终从定子铁心两端喷出。

如图5至图7所示，一种采用双并联形式的冷却结构，具体结构如下，所述连接组件的外油槽内设有两个第一隔板，所述第一隔板形成双并联油道外油道壁，所述第一隔板成半圆弧状，且第一隔板的一端向外翻折与外油槽外壁固定，另一端向内翻折与外油槽内壁固定，两个第一隔板中心对称设置；所述连接组件的外油槽内设有两个第二隔板，所述第二隔板形成双并联油道内油道壁，且两个第二隔板的位置与两个第一隔板与外油槽内壁固定的一端的位置相对应。

该结构中通过在连接组件内部设置双并联油道外油道壁1-3-4与双并联油道内油道壁1-3-5，使得位于不同侧的半圈连接组件外径出油孔1-3-1以及半圈连接组件内径出油孔1-3-2形成一条冷却支路，并使得剩余的连接组件外径出油孔1-3-1以及连接组件内径出油孔1-3-2形成第二条冷却支路，两条冷却支路并联起作用。

上述的双并联冷却支路优选方案中，通过隔断将油道形成两个相互独立的并联油路，散热需求小时，可以单独开启其中一个油路，该油路使得定子外径上半部与内径下半部油道导通，利用重力作用，直接淋到端部绕组，进行降温；散热需求大时，可以同时开启两个并联油路，使得定子内外径油道全部导通，其中一个油路依靠重力自然淋到端部绕组，另外一个油路，喷出冷却油，利用导油盘最终淋到端部绕组。

如图8所示，一种采用串联形式的冷却结构，具体结构如下，

所述连接组件的外油槽内设有多个第三隔板，连接组件的内油槽内设有多个第四隔板，所述第三隔板形成串联油道外壁，所述第四隔板形成串联油道内壁，且多个第三隔板将外油槽分隔成多个外冷却块，多个第四隔板将内油槽分隔成多个内冷却块，相邻两个外冷却块之间通过径向油道和内冷却块连通。

该结构中通过在连接组件内部设置多个串联油道外壁1-3-6与多个串联油道内壁1-3-7将连接组件外径出油孔1-3-1以及连接组件内径出油孔1-3-2分隔开，且双并联油道外油道壁1-3-4与双并联油道内油道壁1-3-5位置交错设置，便能使得连接组件外径出油孔1-3-1以及连接组件内径出油孔1-3-2交错串联成S型油路。

这样的冷却结构，一方面由于连接组件与连接导体直接接触，既可以起到固定作用，冷却油流动又可以冷却定子中间段；另一方面设置内外径油冷通道，不仅冷却了定子外径，更重要的是可以冷却内径处扁线以及间接带走气隙中的热量，降低转子温升；最后从定子两端喷出，淋到端部绕组上直接带走热量。

本实用新型提出一种采用中间连接件的扁线电机分段斜槽绕组、定子组件设计及油冷电机设计，可以有效削弱定子谐波磁场，降低工艺难度，同时改善电机温度分布不均，灵活布置冷却结构。

本实用新型利用连接组件空间，布置冷却结构，一方面可以改善电机中部高温、散热不均的问题；另一方面，也克服了由于绕组通过连接组件连接所导致的接触电阻较大，进而存在局部高温点的缺陷。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型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示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者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。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种用于分段定子组件的中间连接器，其特征在于：包括连接组件和连接导体，所述连接组件上设有通孔，所述连接导体设置在通孔中，且连接导体的端部低于或者齐平于连接组件端面，所述连接导体包括两端的连接部以及中间的导通段，用来与其他绕组段相连的两个连接部相互错位布置。

2.根据权利要求1所述的一种用于分段定子组件的中间连接器，其特征在于：所述连接部为U形卡口。

3.根据权利要求1所述的一种用于分段定子组件的中间连接器，其特征在于：所述连接组件成环状体，每个连接导体的两端分别设置在两个连接组件的通孔中。

4.根据权利要求1所述的一种用于分段定子组件的中间连接器，其特征在于：所述连接组件上内外侧均沿周向设置有多个沿轴向延伸的冷却孔。

5.根据权利要求4所述的一种用于分段定子组件的中间连接器，其特征在于：所述连接组件内部还设有冷却通道，所述冷却通道将冷却孔导通。

6.根据权利要求4所述的一种用于分段定子组件的中间连接器，其特征在于：所述连接组件内位于通孔的内外侧分别开设有环状的内油槽和外油槽；相邻两个通孔之间还设有径向油道，所述径向油道使得内油槽和外油槽导通，所述内油槽和外油槽的导通方式为并联导通、串联导通或者串并联混合导通。

7.根据权利要求6所述的一种用于分段定子组件的中间连接器，其特征在于：所述连接组件的外油槽内设有两个第一隔板，所述第一隔板形成双并联油道外油道壁，所述第一隔板成半圆弧状，且第一隔板的一端向外翻折与外油槽外壁固定，另一端向内翻折与外油槽内壁固定，两个第一隔板中心对称设置；所述连接组件的外油槽内设有两个第二隔板，所述第二隔板形成双并联油道内油道壁，且两个第二隔板的位置与两个第一隔板与外油槽内壁固定的一端的位置相对应。

8.根据权利要求6所述的一种用于分段定子组件的中间连接器，，其特征在于：所述连接组件的外油槽内设有多个第三隔板，连接组件的内油槽内设有多个第四隔板，所述第三隔板形成串联油道外壁，所述第四隔板形成串联油道内壁，且多个第三隔板将外油槽分隔成多个外冷却块，多个第四隔板将内油槽分隔成多个内冷却块，相邻两个外冷却块之间通过径向油道和内冷却块连通。

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