发夹式绕组电机的定子组件的制作方法

以下公开内容涉及一种发夹式绕组电机(hairpin winding motor)的定子组件，更具体地，涉及可包括更少异常线圈(anomalous coil)和更少发夹式线圈类型的定子组件。

背景技术：

1、通常，被称为生态友好型车辆的混合动力车辆或电动车辆可以通过经由使用电能获得扭矩的电动机(下文中称为“驱动电机”)而产生驱动力。

2、混合动力车辆可以在作为仅使用驱动电机的动力的纯电动车辆模式的电动车辆(ev)模式下进行驱动，或者可以在使用发动机的扭矩和驱动电机的扭矩两者作为动力的混合电动车辆(hev)模式下进行驱动。另外，可以使用驱动电机的扭矩作为动力来驱动普通电动车辆。

3、例如，用作环境友好型车辆的电源的大部分驱动电机可以是永磁同步电机(pmsm)。如上所述，作为用作环境友好型车辆的电源的永磁同步电机的驱动电机基本上可以包括产生磁通量的定子、在定子之间具有预定间隙地设置并执行旋转运动的转子、以及安装在转子中的永磁体。

4、这里，定子可以包括定位在定子芯(stator core)的内周中的多个槽(slot)，并且定子线圈可以在槽中卷绕。因此，当向定子线圈施加交流电流时，可以在定子中产生旋转磁场，并且可以通过旋转磁场在转子中产生扭矩。

5、同时，基于卷绕定子线圈的方法，驱动电机可以被分类为分布式绕组型驱动电机和集中绕组型驱动电机。在这些驱动电机中，基于卷绕线圈的方法，分布式绕组型驱动电机的定子可以被分类为分段线圈定子(segment coil stator)和分布式绕组线圈定子。

6、分段线圈定子可以是使用首先将线圈预先形成为预定形状然后将线圈插入定子芯的槽中的方法形成的定子，分布式绕组线圈定子可以是使用将线圈束插入定子芯的槽中的方法形成的定子。

7、另一方面，已知驱动电机的输出与卷绕在定子芯上的线圈的匝数成比例。然而，当线圈的匝数增加时，定子芯或电机的尺寸可能不可避免地增加，这使得难以使电机小型化。

8、可以考虑增加卷绕在定子芯上的线圈的空间因子的方法，以提高电机的输出而不增加电机的尺寸。换句话说，考虑通过使定子芯和卷绕的线圈之间的死空间或各个线圈之间的死空间最小化来增加线圈的空间因子的方法。

9、在这方面，近年来已经积极探索使用具有方形截面的扁平线圈(在本领域中也称为“扁平导线”)而不是使用具有圆形截面的环形线圈(在本领域中也称为“圆形导线”)作为线圈绕组的途径。由于扁平线圈的截面形状，与环形线圈相比，扁平线圈可以减少死空间并且提高空间因子。

10、然而，在扁平线圈的情况下，与环形线圈的情况相比，执行线圈卷绕操作可能相对困难。原因在于，难以将卷绕机等用于扁平线圈，因为线圈通过被制造为具有比环形线圈的截面面积更宽的截面面积以使空间因子最大化而具有增加的刚性。

11、因此，为了便于分布式绕组型驱动电机的分段线圈定子中的扁平线圈的线圈卷绕操作，提出了一种通过将多个分离的发夹(hairpin)(各自具有近似u形或v形形状)插入并紧固到定子芯的相应槽中，并且然后在布置在相应槽中的发夹之间顺序地进行焊接和接合来形成定子芯的连续的线圈绕组的方法。

12、在本领域中，包括以这种方式形成的线圈绕组的电机也可以称为“发夹式驱动电机”。发夹式驱动电机的上述线圈绕组结构可以克服由卷绕机引起的装置限制，并且通过增加线圈的空间因子来实现高输出和小型化的电机，同时即使在扁平线圈的情况下也能够实现相对容易的线圈卷绕操作。

13、在如上所述的发夹式驱动电机中，可以通过将发夹腿部插入定子芯的槽中，并且然后在槽中焊接在径向上彼此相邻的腿部而形成连续绕组。因此，线圈绕组结构可能包括不同相位中的发夹彼此相邻并且具有差的绝缘性能的部分。因此可能需要单独的绝缘结构。

14、在根据现有技术的发夹式驱动电机中包括的定子的线圈绕组结构中，当确定电机的旋转方向和一个相位(例如“u”相位)的引出位置时，可以在相应的槽中确定其它相位(例如“v”相位和“w”相位)的位置以形成预定图案。在这种情况下，三相位引出部分(lead-outpart)和中性点引出部分可以形成为在相位之间具有最小节距的规则图案，以便通过缩短缠绕线圈的引出长度来简化发夹的线圈绕组结构。

15、然而，现有技术提出了在三相位引出部分的相位之间具有最小节距的线圈绕组结构。因此，线圈绕组结构可以包括其中其它相位的发夹在发夹插入定子芯的槽中的方向上彼此相邻的部分，以及其中在相位之间在相邻部分中可能出现最大相位差的部分，这可能导致电机中的绝缘问题。

技术实现思路

1、提供该
技术实现要素：
来以简化的方式引入下面在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。该发明内容不意在标识要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在被用来帮助确定要求保护的主题的范围。

2、在一个总的方面，定子组件包括：定子芯，所述定子芯沿周向包括多个槽，所述多个槽被配置为穿过所述定子芯，每个槽沿径向方向包括多个层；以及多个发夹式线圈，所述多个发夹式线圈被配置为分别紧固和互连到所述槽，以形成线圈绕组。所述发夹式线圈包括具有第一槽节距的主线圈、具有与所述第一槽节距不同的第二槽节距的异常线圈、和前导线圈。在每个槽中，所述主线圈设置在所述层中的径向最内层、所述层中的径向最外层、以及所述层中的在最内层和最外层之间的中间层中的每一者中。所述前导线圈设置在所述最内层和所述最外层中的每一个中，所述异常线圈设置在所述中间层中。

3、在其中一组包括两个并行电路的两组四个并行电路中，当包括在每个相位的一组中的不同并行电路中包括的两个发夹式线圈束分别包括第一发夹式线圈束和第二发夹式线圈束时，作为所述第一发夹式线圈束的异常线圈的第一异常线圈和作为所述第二发夹式线圈束的异常线圈的第二异常线圈中的任一者可以具有比所述第一槽节距小一个节距的短节距，并且另一异常线圈可以具有比所述第二槽节距大一个节距的长节距。

4、所述第一异常线圈的一个腿部和所述第二异常线圈的一个腿部可以均设置在相同的层中。所述第一异常线圈的另一腿部和所述第二异常线圈的另一腿部可以均设置在另一相同的层中。

5、所述第一异常线圈的头部和所述第二异常线圈的头部可以层叠在彼此上，同时在垂直方向上彼此隔开预定距离。

6、可以提供一个第一异常线圈和一个第二异常线圈，并且所述第一异常线圈和所述第二异常线圈中的每一个可以设置在相应槽的径向中心中。

7、所述定子芯和所述多个发夹式线圈可以包括四十八个槽的八个极和四个并行的三个相位。每个槽可以包括八个层，并且所述主线圈可以被设置为六个节距以对应于每个极的槽的数量。

8、当所述第一发夹式线圈束的相位前导线圈所紧固至的槽是第一相位引出槽，并且所述第一发夹式线圈束的中性点前导线圈所紧固至的槽是第一中性点引出槽时，所述第二发夹式线圈束的相位前导线圈所紧固至的槽可以是第二相位引出槽，所述第二发夹式线圈束的中性点前导线圈所紧固至的槽可以是第二中性点引出槽。所述第一异常线圈和所述第二异常线圈中的任一者可以具有紧固到所述第一中性点引出槽的一个腿部和紧固到所述第一相位引出槽的另一腿部。所述第一异常线圈和所述第二异常线圈中的另一个可以具有紧固到所述第二中性点引出槽的一个腿部和紧固到所述第二相位引出槽的另一腿部。

9、可以提供一个第一异常线圈和一个第二异常线圈。所述第一异常线圈和所述第二异常线圈可以分别跨越从槽的最内侧起的第四层和第五层。

10、所述第一发夹式线圈束的主线圈和所述第二发夹式线圈束的主线圈各自可包括跨越从所述最内侧起的第八层和第七层的第一类型主线圈、跨越从所述最内侧起的第六层和第五层的第二类型主线圈、跨越从所述最内侧起的第四层和第三层的第三类型主线圈、跨越从所述最内侧起的第二层和第一层的第四类型主线圈、跨越从所述最内侧起的第五层和第六层的第五类型主线圈、以及跨越从所述最内侧起的第二层和第三层的第六类型主线圈。

11、可以提供两个第一异常线圈和两个第二异常线圈。当两个第一异常线圈分别是第1-1异常线圈和第1-2异常线圈，并且两个第二异常线圈分别是第2-1异常线圈和第2-2异常线圈时，第1-1异常线圈和第2-1异常线圈可以分别跨越从槽的最内侧起的第二层和第三层，并且第1-2异常线圈和第2-2异常线圈可以分别跨越从最内侧起的第六层和第七层。

12、第1-1异常线圈可以具有长节距，第2-1异常线圈可以具有短节距，第1-2异常线圈可以具有短节距，并且第2-2异常线圈可以具有长节距，或者第1-1异常线圈可以具有长节距，第1-2异常线圈可以具有长节距，第2-2异常线圈可以具有长节距，并且第2-2异常线圈可以具有短节距。

13、所述第一发夹式线圈束的主线圈和所述第二发夹式线圈束的主线圈各自可包括跨越从所述最内侧起的第八层和第七层的第一类型主线圈、跨越从所述最内侧起的第六层和第五层的第二类型主线圈、跨越从所述最内侧起的第四层和第三层的第三类型主线圈、跨越从所述最内侧起的第二层和第一层的第四类型主线圈、以及跨越从所述最内侧起的第四层和第五层的第五类型主线圈。

14、可以提供三个第一异常线圈和三个第二异常线圈，并且当三个第一异常线圈分别是第1-1异常线圈、第1-2异常线圈和第1-3异常线圈，并且三个第二异常线圈分别是第2-1异常线圈、第2-2异常线圈和第2-3异常线圈时，第1-1异常线圈和第2-1异常线圈可以分别跨越从槽的最内侧起的第二层和第三层，第1-2异常线圈和第2-2异常线圈可以分别跨越从最内侧起的第四层和第五层，并且第1-3异常线圈和第2-3异常线圈可以分别跨越从最内侧起的第六层和第七层。

15、第1-1异常线圈可以具有长节距，第2-1异常线圈可以具有短节距，第1-2异常线圈可以具有短节距，第2-2异常线圈可以具有长节距，第1-3异常线圈可以具有长节距并且第2-3异常线圈可以具有短节距，或者第1-1异常线圈可以具有短节距，第2-1异常线圈可以具有长节距，第1-2异常线圈可以具有长节距，第2-2异常线圈可以具有短节距，第1-3异常线圈可以具有短节距并且第2-3异常线圈可以具有长节距。

16、所述第一发夹式线圈束的主线圈和所述第二发夹式线圈束的主线圈各自可包括跨越从所述最内侧起的第八层和第七层的第一类型主线圈、跨越从所述最内侧起的第六层和第五层的第二类型主线圈、跨越从所述最内侧起的第四层和第三层的第三类型主线圈、以及跨越从所述最内侧起的第二层和第一层的第四类型主线圈。

17、所述定子芯和所述多个发夹式线圈可以包括四十八个槽的八个极和四个并行的三相位。每个槽可以包括六个层，并且所述主线圈可以被设置为六个节距以对应于每个极的槽的数量。

18、可以提供一个第一异常线圈和一个第二异常线圈，并且所述第一异常线圈和所述第二异常线圈可以分别跨越从最内侧起第四层和第三层。

19、所述第一发夹式线圈束的主线圈和所述第二发夹式线圈束的主线圈各自可包括：跨越从所述最内侧起的第六层和第五层的第一类型主线圈、跨越从所述最内侧起的第四层和第三层的第二类型主线圈、跨越从所述最内侧起的第二层和第一层的第三类型主线圈、跨越从所述最内侧起的第四层和第五层的第四类型主线圈、以及跨越从所述最内侧起的第二层和第三层的第五类型主线圈。

20、根据以下具体实施方式、附图和权利要求书，其它特征和方面将是显而易见的。