电机定子结构的装配方法、电机定子结构、电机及车辆与流程

本发明涉及交通运输领域，具体而言，涉及一种电机定子结构的装配方法、电机定子结构、电机及车辆。

背景技术：

近几年，随着新能源汽车的技术突破与市场需求增大，扁线电机较传统的圆线电机具有更高的功率密度，更优秀的散热性能、更小的端部用铜量、更好的nvh特性等优势，成为国内外争相研究的重点领域。

现有技术的新能源扁线电机在成型的定子铁芯结构中，在每个定子槽内插入u型铜条，然后将u型铜条的开口侧铜条进行扭转，对位后进行首尾焊接成型绕组线圈，再对焊接位置进行粘绝缘漆烘干。

但是，在生产工艺中，扁线定子绕组的装配过程中存在焊接强度低、浸漆绝缘处理、难度高、风险大、生产效率低等问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种电机定子结构的装配方法、电机定子结构、电机及车辆，以解决现有技术中扁线定子绕组的装配存在焊接强度低、绝缘处理难度高、生产效率低等问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电机定子结构的装配方法，电机定子结构包括铁芯和一体式绕组，其中，铁芯包括第一铁芯部、第二铁芯部和第三铁芯部，第一铁芯部呈筒状，第二铁芯部为多个；装配方法包括以下步骤：将一体式绕组固定；将每个第二铁芯部插入至一体式绕组的相邻的导线之间，并将多个第二铁芯部固定；使第三铁芯部与第二铁芯部的内端过盈配合；使第一铁芯部套在一体式绕组外侧，并与每个第二铁芯部的外端过盈配合。

进一步地，一体式绕组包括扭转段和直线段，将一体式绕组固定之前，装配方法还包括以下步骤：将绝缘件围设在一体式绕组的直线段外，并使绝缘件的两个端部沿铁芯的轴线方向分别凸出于铁芯的两个端面。

进一步地，外端内端第二铁芯部的外端通过第一连接结构与第一铁芯部的内壁连接，第二铁芯部的内端通过第二连接结构与第三铁芯部的外壁连接。

进一步地，第一连接结构包括第一连接槽和第一连接凸起，第一连接槽和第一连接凸起中的一个设置在第一铁芯部的内壁上，另一个设置在第二铁芯部的外端上，第一连接槽沿第一铁芯部的轴线方向贯穿第一铁芯部或者第二铁芯部的外端。

进一步地，第一连接槽的槽宽由槽口至槽底逐渐变大。

进一步地，第二连接结构包括第二连接槽和第二连接凸起，第二连接槽和第二连接凸起中的一个设置在第三铁芯部的外壁上，另一个设置在第二铁芯部的内端上，第二连接槽沿第三铁芯部的轴线方向贯穿第三铁芯部或者第二铁芯部的内端。

进一步地，第二连接槽的槽宽由槽口至槽底逐渐变大。

进一步地，第三铁芯部的形状呈片状，第三铁芯部包括多个，多个第三铁芯部沿第一铁芯部的周向间隔设置，多个第三铁芯部与多个第二铁芯部一一对应。

进一步地，一体式绕组的导线为扁线，第二铁芯部的形状呈板状，相邻的两个第二铁芯部之间的间距相等。

根据本发明的另一方面，提供了一种电机定子结构，电机定子结构通过上述的装配方法制成，电机定子结构包括：铁芯，包括第一铁芯部和第二铁芯部和第三铁芯部，第一铁芯部通过过盈配合与第二铁芯部连接，第三铁芯部通过过盈配合与第二铁芯部连接，第一铁芯部呈筒状，第二铁芯部为多个，多个第二铁芯部沿第一铁芯部周向间隔布置在第一铁芯部的内壁上，第一铁芯部的内壁及相邻的两个第二铁芯部的侧壁之间形成安装槽；一体式绕组，穿设在安装槽内。

根据本发明的另一方面，提供了一种电机，包括电机定子结构和电机转子结构，电机定子结构为上述的电机定子结构。

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，电机定子结构包括铁芯和一体式绕组。在本申请中，铁芯包括第一铁芯部、第二铁芯部和第三铁芯部。第一铁芯部呈筒状，第二铁芯部为多个。电机定子结构的装配方法包括以下步骤：将一体式绕组固定。将每个第二铁芯部插入至一体式绕组的相邻的导线之间，并将多个第二铁芯部固定；使第三铁芯部与第二铁芯部的内端过盈配合。通过过盈配合使得使第三铁芯部与第二铁芯部的内端装配牢固；使第一铁芯部套在一体式绕组外侧，并与每个第二铁芯部的外端过盈配合。通过过盈配合使得第一铁芯部与每个第二铁芯部的外端装配牢固。在本申请中，第一铁芯部和第二铁芯部和第三铁芯部均为独立的三个结构，一体式绕组为一体式结构。通过上述的步骤实现一体式绕组和铁芯的装配。上述电机定子结构的装配过程避免了现有技术中绕组的u型铜条绕铁芯结构插入、扭转、焊接、浸漆等操作，降低了电机定子结构在生产工艺中的难度，提高了生产效率。因此本申请的技术方案有效解决了现有技术中扁线定子绕组的装配存在焊接强度低、绝缘处理难度高、生产效率低等问题。

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定子结构的装配方法的实施例的立体结构示意图；

图2示出了图1的电机定子结构的装配方法的a处放大示意图；

图3示出了图1的电机定子结构的装配方法的铁芯的立体结构示意图；以及

图4示出了图1的电机定子结构的装配方法的b处放大示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、铁芯；11、第一铁芯部；12、第二铁芯部；13、安装槽；14、第三铁芯部；20、一体式绕组；31、第一连接槽；32、第一连接凸起；41、第二连接槽；42、第二连接凸起；50、绝缘件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1和图2所示，本实施例的电机定子结构包括铁芯10和一体式绕组20。在本申请中，铁芯包括第一铁芯部11、第二铁芯部12和第三铁芯部14。第一铁芯部11呈筒状，第二铁芯部12为多个。电机定子结构的装配方法包括以下步骤：将一体式绕组20固定。将每个第二铁芯部12插入至一体式绕组20的相邻的导线之间，并将多个第二铁芯部12固定；使第三铁芯部14与第二铁芯部12的内端过盈配合；使第一铁芯部11套在一体式绕组20外侧，并与每个第二铁芯部12的外端过盈配合。

应用本实施例的技术方案，使第三铁芯部14与第二铁芯部12的内端过盈配合。通过过盈配合使得使第三铁芯部14与第二铁芯部12的内端装配牢固；使第一铁芯部11套在一体式绕组20外侧，并与每个第二铁芯部12的外端过盈配合。通过过盈配合使得第一铁芯部11与每个第二铁芯部12的外端装配牢固。在本申请中，第一铁芯部11和第二铁芯部12和第三铁芯部14均为独立的三个结构，一体式绕组为一体式结构。通过上述的步骤实现一体式绕组和铁芯的装配。上述电机定子结构的装配过程避免了现有技术中绕组的u型铜条绕铁芯结构插入、扭转、焊接、浸漆等操作，降低了电机定子结构在生产工艺中的难度，提高了生产效率。因此本申请的技术方案有效解决了现有技术中扁线定子绕组的装配存在焊接强度低、绝缘处理难度高、生产效率低等问题。

需要说明的是，上述的一体式绕组20通过将多个导线经过一体加工成型。也即，在一体式绕组20与铁芯10装配前，将多个导线提前通过扭转缠绕以形成最终所需的形状，形成一体式绕组20。在这个过程中无需再进行焊接。本实施例的电机定子结构适用于扁线定子绕组。

在本实施例中，可以先将第三铁芯部14与第二铁芯部12的内端过盈配合，再将第一铁芯部11套在一体式绕组20外侧，并与每个第二铁芯部12的外端过盈配合。也可以先将第一铁芯部11套在一体式绕组20外侧，并与每个第二铁芯部12的外端过盈配合，再将第三铁芯部14与第二铁芯部12的内端过盈配合。这样，第一铁芯部11和第三铁芯部14分别与第二铁芯部12装配的先后顺序，均能够保证电机定子结构的装配效果。

如图1和图2所示，在本实施例中，一体式绕组20包括扭转段和直线段，将一体式绕组20固定之前，装配方法还包括以下步骤：将绝缘件50围设在一体式绕组20的直线段外，并使绝缘件50的两个端部沿铁芯10的轴线方向分别凸出于铁芯10的两个端面。绝缘件50能够隔离一体式绕组20的直线段与铁芯10，使得一体式绕组20通入电流后不会与铁芯10发生通电现象。绝缘件50的两个端部沿铁芯10的轴线方向分别凸出于铁芯10的两个端面。这样，绝缘件50能够将一体式绕组20的直线段全部包裹住，能够提高电机定子结构工作的可靠性。本实施例的绝缘件50优选为绝缘纸。

如图1和图2所示，在本实施例中，第三铁芯部14的设置一方面能够优化磁场，降低磁场谐波含量，另一方面可以避免磁场自闭合，降低漏磁系数。第二铁芯部12包括相对设置的外端和内端，第二铁芯部12的外端与第一铁芯部11的内壁通过第一连接结构连接，第二铁芯部12的内端通过第二连接结构与第三铁芯部14的外壁连接。这样，通过第一连接结构便于将第二铁芯部12与第一铁芯部11连接在一起。通过第二连接结构便于将第二铁芯部12与第三铁芯部14连接在一起。需要说明的是，第三铁芯部14的外壁为第三铁芯部14远离第一铁芯部11轴线方向的一侧，第三铁芯部14的内壁为第三铁芯部14朝向第一铁芯部11轴线方向的一侧。

本实施例的第一铁芯部11为额定定子铁芯，第二铁芯部12为齿部定子铁芯，第三铁芯部14为槽口定子铁芯。

如图3和图4所示，在本实施例中，第一连接结构包括第一连接槽31和第一连接凸起32。第一连接槽31设置在第一铁芯部11的内壁上，第一连接凸起32设置在第二铁芯部12的外端上。第一连接槽31沿第一铁芯部11的轴线方向贯穿第一铁芯部11。在电机定子结构安装的过程中，可以通过外部夹具将第二铁芯部12固定住，第一铁芯部11沿第一铁芯部11的轴线方向上由第一连接槽31插在第二铁芯部12的第一连接凸起32上，实现第一铁芯部11和第二铁芯部12的过盈配合。

在其他图中未示出的实施例中，第一连接槽设置在第二铁芯部的外端上，第一连接凸起设置在第一铁芯部的内壁上。第一连接槽沿第一铁芯部的轴线方向贯穿第二铁芯部的外端。

如图4所示，在本实施例中，第一连接槽31的槽宽由槽口至槽底逐渐变大。这样，在第一铁芯部11的径向方向上，能够防止第一连接凸起32窜出，使得第一连接槽31与第一连接凸起32配合的更加紧密，进而第二铁芯部12和第一铁芯部11的过盈效果更好。需要说明的是，第一连接槽31的槽口的宽度为第一连接槽31的槽口沿第一铁芯部11周向方向上的一段距离。

如图3和图4所示，在本实施例中，第二连接结构包括第二连接槽41和第二连接凸起42，第二连接槽41设置在第三铁芯部14的外壁上。第二连接凸起42设置在第二铁芯部12的内端上。第二连接槽41沿第三铁芯部14的轴线方向贯穿第三铁芯部14。在电机定子结构安装的过程中，可以通过外部夹具将第二铁芯部12固定住，第三铁芯部14沿第一铁芯部11的轴线方向上由第二连接槽41插在第二铁芯部12的第二连接凸起42上，实现第三铁芯部14和第二铁芯部12的过盈配合。

如图4所示，在本实施例中，第二连接槽41的槽宽由槽口至槽底逐渐变大。这样，在第一铁芯部11的径向方向上，能够防止第二连接凸起42窜出，使得第二连接槽41与第二连接凸起42配合的更加紧密，进而第二铁芯部12和第三铁芯部14的过盈效果更好。需要说明的是，第二连接槽41的槽口的宽度为第二连接槽41的槽口沿第一铁芯部11周向方向上的一段距离。

在其他图中未示出的实施例中，第二连接槽设置在第二铁芯部的内端上，第二连接凸起设置在第三铁芯部的外壁上。第二连接槽沿第三铁芯部的轴线方向贯穿第二铁芯部的内端。

如图3和图4所示，在本实施例中，第三铁芯部14的形状呈片状。第三铁芯部14包括多个，多个第三铁芯部14沿第一铁芯部11的周向间隔设置。多个第三铁芯部14与多个第二铁芯部12一一对应。多个第三铁芯部14能够降低大大的降低漏磁系数，更好地防止漏磁。同时，使得一体式绕组20产生的磁场中可以更多的作为转换能量。当然，第三铁芯部也可以为一个，这样，便于装配。

如图1和图2所示，在本实施例中，一体式绕组20的导线为扁线，第二铁芯部12的形状呈板状，相邻的两个第二铁芯部12之间的间距相等。这样，使得安装槽13的空间相等，便于合理地布置一体式绕组20。一体式绕组20为铜条绕组。

在本实施例中，采用一体式绕组20的电机定子结构，无需焊接处理，可以省去现有技术中的铜导线扭转、焊接、沾漆工艺流程。本实施例的具体结构装配过程如下：

1)绝缘件50包裹住一体式绕组20的直线段上；

2)将绝缘件50及一体式绕组20安装在立式固定支架上；

3)每个第二铁芯部12从一体式绕组20的外围插入至一体式绕组20的相邻的导线的直线段之间，通过外部夹具从外部固定每个第二铁芯部12；

4)再通过内部夹具钳住第三铁芯部14，第三铁芯部14沿其轴线插入一体式绕组20围成的中孔口处，并进行第二连接槽41与第二连接凸起42的热装配合安装；

5)外部夹具撤离第二铁芯部12，并通过内部夹具固定第二铁芯部12和第三铁芯部14，将第一铁芯部11沿其轴向装入，第一连接槽31与第一连接凸起32进行热装配合；

6)最终将对铁芯10进行冷却，完成电机定子结构的装配。

上述的立式固定支架可以呈柱状体，柱状体包括柱状本体和设置在柱状本体上的第一环形凹槽，柱状体还包括设置在柱状本体上的第二环形凹槽，第二环形凹槽的径向尺寸小于第一环形凹槽的径向尺寸，且第二环形凹槽位于第一弧形凹槽内，一体式绕组20的下部卡入至第一环形凹槽内，第一环形凹槽能够支撑、并固定住一体式绕组20。外部夹具可以是机械手夹具，内部夹具可以包括机械手夹具和圆柱支架，圆柱支架可移除地插入至第二环形凹槽内，用于固定第二铁芯部12和第三铁芯部14。当然，在其他未示出的实施例中，第二铁芯部的固定和第三铁芯部的固定都可以通过人工和辅助工具来实现，辅助工具可以包括锤子和手套。

本实施例的一体式绕组为分布式或者集中式。一体式绕组可以是立式成型，也可以是卧式成型。

本申请还提供了一种电机定子结构通过上述的装配方法制成，如图1和图2所示，在本实施例中，电机定子结构包括：铁芯10和一体式绕组20。铁芯10包括第一铁芯部11和第二铁芯部12和第三铁芯部14。第一铁芯部11通过过盈配合与第二铁芯部12连接，第三铁芯部14通过过盈配合与第二铁芯部12连接。第一铁芯部11呈筒状，第二铁芯部12为多个，多个第二铁芯部12沿第一铁芯部11周向间隔布置在第一铁芯部11的内壁上。第一铁芯部11的内壁及相邻的两个第二铁芯部12的侧壁之间形成安装槽13。一体式绕组20穿设在安装槽13内。

应用本实施例的技术方案，电机定子结构包括：铁芯10和一体式绕组20。本实施例的第一铁芯部11和第二铁芯部12为独立的两个结构，一体式绕组20为一体式结构。因此，在一体式绕组和铁芯的装配过程中，可以先固定一体式绕组20，再将第一铁芯部11或者第二铁芯部12与一体式绕组20配合，通过过盈配合使第一铁芯部11和第二铁芯部12能够安装在一起，并将一体式绕组20固定在安装槽13内，通过过盈配合使第三铁芯部14和第二铁芯部12能够安装在一起，实现电机定子结构的组装。上述装配过程避免了现有技术中一体式绕组的u型铜条绕铁芯结构插入、扭转、焊接、浸漆等操作，降低了电机定子结构在生产工艺中的难度，提高了生产效率。因此本实施例的技术方案有效解决了现有技术中扁线定子绕组的装配存在焊接强度低、绝缘处理难度高、生产效率低等问题。

本申请还提供了一种电机，本实施例的电机包括电机定子结构和电机转子结构，所述电机定子结构为上述的电机定子结构。本实施例的电机能够解决现有技术中扁线定子绕组的装配存在焊接强度低、绝缘处理难度高、生产效率低等问题。

本申请还提供了一种车辆，本实施例的车辆包括电机，所述电机为上述的电机。本实施例的车辆能够解决现有技术中扁线定子绕组的装配存在焊接强度低、绝缘处理难度高、生产效率低等问题。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

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。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

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。