扁线绕组、电机定子和电机的制作方法

本发明属于电机技术领域，具体涉及一种扁线绕组、电机定子和电机。

背景技术：

近年来新能源车领域快速发展，行业内竞争也与日俱增，同时新能源汽车功率密度的要求也越来越高。从技术角度出发提升主驱动系统的功率密度，有部分企业提出并发展了扁线技术方案。

随着技术的进步，扁线电机得以大量应用普及，其槽满率高、铜耗小等优点得到充分应用，但是因此导致的集肤效应、成型困难等系列问题亟待解决。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种扁线绕组、电机定子和电机，能够明显降低扁线绕组运载大电流时产生的集肤效应，同时降低扁线绕组成型难度。

为了解决上述问题，本发明提供一种扁线绕组，包括扁线单元，扁线单元包括扁线空心层。

优选地，扁线空心层沿着扁线单元的长度方向延伸。

优选地，扁线空心层沿长度方向贯穿该扁线空心层所在的扁线单元。

优选地，扁线单元还包括扁线绝缘层和扁线导电层，扁线绝缘层套设在扁线导电层外，扁线空心层位于扁线导电层内，且与扁线绝缘层由扁线导电层间隔开。

优选地，扁线绝缘层沿周向厚度均匀；和/或，扁线导电层沿周向厚度均匀。

优选地，扁线绝缘层、扁线导电层和扁线空心层的截面形状均相同。

优选地，扁线绝缘层、扁线导电层和扁线空心层的截面形状为矩形、圆形、椭圆形或三角形。

优选地，扁线空心层内填充有冷却液。

优选地，扁线绕组还包括连接至扁线单元的端部的液电接头。

优选地，液电接头包括接管和连接在接管上的电流分头，电流分头的分头导电层通过接管与扁线单元导电连接。

优选地，接管包括接管绝缘层、接管导电层和接管空心层，扁线导电层套接在接管导电层内，并与接管导电层导电接触，接管空心层与扁线空心层相通。

优选地，分头导电层与接管导电层导电接触。

优选地，接管的两端设置有膨胀头。

优选地，冷却液为绝缘液体。

根据本发明的另一方面，提供了一种电机定子，包括定子铁芯和扁线绕组，该扁线绕组为上述的扁线绕组，扁线绕组设置在定子铁芯的绕组线槽中。

根据本发明的再一方面，提供了一种电机，包括电机定子，该电机定子为上述的电机定子。

本发明提供的扁线绕组，包括扁线单元，扁线单元包括扁线空心层。在采用包括扁线空心层的扁线单元之后，可以形成空心的扁线绕组，从而能够明显降低运载大电流时产生的集肤效应，节省绕组材料，降低绕组成本，同时由于采用了空心的扁线绕组，在进行扁线折弯时，由于扁线单元中空，因此折弯阻力降低，更加容易折弯成型，解决了下线、扭头等行业公知的扁线工艺难题，降低了扁线绕组成型难度，提高了扁线绕组成型效率。

附图说明

图1为本发明第一实施例的扁线绕组的立体结构示意图；

图2为图1的e-e向剖视结构图；

图3为本发明第一实施例的扁线绕组的扁线单元的剖视结构图；

图4为本发明第二实施例的扁线绕组的立体结构示意图；

图5为图4的e-e向剖视结构图；

图6为本发明第二实施例的扁线绕组的扁线单元的剖视结构图；

图7为本发明第一实施例的扁线绕组的液电接头立体结构图；

图8为图7的f-f向剖视结构图；

图9为本发明实施例的电机定子的立体结构图；

图10为图9的g-g向剖视结构图。

附图标记表示为：

1、扁线单元；2、扁线空心层；3、扁线绝缘层；4、扁线导电层；5、液电接头；6、接管；7、电流分头；8、膨胀头；9、定子铁芯；10、绕组线槽；11、接管绝缘层；12、接管导电层；13、接管空心层。

具体实施方式

结合参见图1至图10所示，扁线绕组包括扁线单元1，扁线单元1包括扁线空心层2。

在采用包括扁线空心层2的扁线单元1之后，可以形成空心的扁线绕组，从而能够明显降低运载大电流时产生的集肤效应，节省绕组材料，降低绕组成本，同时由于采用了空心的扁线绕组，在进行扁线折弯时，由于扁线单元1中空，因此折弯阻力降低，更加容易折弯成型，解决了下线、扭头等行业公知的扁线工艺难题，降低了扁线绕组成型难度，提高了扁线绕组成型效率。

优选地，扁线空心层2沿着扁线单元1的长度方向延伸，能够在扁线单元1的内部形成较大长度的扁线空心层2，从而更大程度地降低运载大电流时产生的集肤效应。扁线空心层2可以分节设置，由于扁线单元1为多节插接部插入到绕组线槽10中后，通过焊接部焊接在一起，因此可以在每节插接部中设置扁线空心层2，相邻节的扁线空心层2之间不连通，从而降低焊接难度，同时有效降低扁线绕组整体的集肤效应。

优选地，扁线空心层2沿长度方向贯穿该扁线空心层2所在的扁线单元1，从而能够使得单相的扁线单元1完全通过扁线空心层2贯通，使得整个扁线单元1均能够有效降低运载大电流时产生的集肤效应，提高扁线绕组的工作性能。

在本实施例中，扁线单元1还包括扁线绝缘层3和扁线导电层4，扁线绝缘层3套设在扁线导电层4外，扁线空心层2位于扁线导电层4内，且与扁线绝缘层3由扁线导电层4间隔开。其中扁线空心层2用于降低扁线绕组的集肤效应，扁线导电层4用于运载电流，扁线绝缘层3可由绝缘烤漆制成或绝缘材料包裹形成。

扁线绝缘层3沿周向厚度均匀；和/或，扁线导电层4沿周向厚度均匀，从而能够保证所成型的扁线单元1具有良好的结构性能，均衡的导电性能，以及稳定的工作性能。

优选地，扁线绝缘层3、扁线导电层4和扁线空心层2的截面形状均相同，且扁线绝缘层3套设在扁线导电层4外，扁线空心层2在扁线导电层4的中心位置加工而成，从而使得扁线单元1形成稳定的中空结构。优选地，扁线空心层2、扁线绝缘层3和扁线导电层4均为等截面结构。

优选地，扁线绝缘层3、扁线导电层4和扁线空心层2的截面形状为矩形、圆形、椭圆形或三角形。

优选地，扁线空心层2内填充有冷却液，可以通过扁线单元1的扁线空心层2运载冷却液，能够迅速将扁线单元1的内部降温，从而大大提高绕组单元的冷却效果，许用的热负荷可以在现有技术上进一步提高。

扁线绕组还包括连接至扁线单元1的端部的液电接头5。

液电接头5包括接管6和连接在接管6上的电流分头7，电流分头7的分头导电层通过接管6与扁线单元1导电连接。电流分头7通过焊接方式与接管6固定连接为一体，实现了电流到线圈绕组上的流入或流出。

优选地，接管6包括接管绝缘层11、接管导电层12和接管空心层13，扁线导电层4套接在接管导电层12内，并与接管导电层12导电接触，接管空心层13与扁线空心层2相通。在本实施例中，接管空心层13的截面形状与扁线导电层4的形状相匹配，且大小基本相同，使得扁线单元1在剥去扁线绝缘层3之后，可以通过扁线导电层4插入到接管空心层13中，并与接管导电层12之间实现电连接。

优选地，分头导电层与接管导电层12导电接触，从而能够通过接管导电层12实现分头导电层与扁线单元1之间的电流传输，进而实现冷却液和电流的分流和合流功能。在本实施例中，分头导电层外包覆有绝缘层，在接管6上开设有连接槽，电流分头7设置在该连接槽处，该连接槽的厚度为能够切开接管绝缘层11并露出接管导电层12，从而使得设置在该处的电流分头7的分头导电层能够与接管导电层12之间焊接固定。此处还可以通过绝缘胶带等进行缠绕，从而防止电流分头7与接管6的连接位置处发生电流泄漏。

优选地，接管6的两端设置有膨胀头8。每个液电接头5的两端分别设置有一个膨胀头8，膨胀头8由专门的涨管工装加工制成，一端膨胀头8与冷却系统的进液端口连接，另外一端的膨胀头8与扁线单元1连接，如此实现了冷却液从绕组单元的引入或导出。

优选地，冷却液为绝缘液体，从而能够进一步提高扁线单元1的绝缘性能，方便实现扁线绕组的液电合流/分流技术。

根据本发明的实施例，电机定子包括定子铁芯9和扁线绕组，扁线绕组为上述的扁线绕组，扁线绕组设置在定子铁芯9的绕组线槽10中。

在本实施例中，电机定子的三相绕组的扁线单元1的引线分别与三个液电接头5连接，实现各相绕组的扁线单元1的冷却液和电流的分流与合流。

电机包括电机定子，该电机定子为上述的电机定子

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。