内置式盘式电机、动力总成及电动车的制作方法

本技术涉及电动车，特别涉及一种内置式盘式电机、动力总成及电动车。

背景技术：

1、内置式盘式电机具有结构紧凑、转矩密度高、效率高等优点受到关注。内置式盘式电机的内置式转子包括沿内置式转子的径向插入转子铁芯的多个磁体，其中，磁体沿内置式转子的径向的两个端面均为弧面，而形成磁体的磁钢来料一般为矩形，需要将矩形磁钢的内外侧进行剪裁切割形成两个弧面，造成磁钢材料的浪费较多，磁钢的利用率低，使内置式转子的生产成本高。

技术实现思路

1、本技术提供一种内置式盘式电机、动力总成及电动车，用以提高磁钢利用率降低生产成本。

2、第一方面，本技术提供一种内置式盘式电机，内置式盘式电机包括内置式转子，内置式转子的多个第一磁体沿内置式转子的周向间隔排列以及沿内置式转子的径向插入内置式转子的转子铁芯内。其中，第一磁体沿内置式转子的径向自转子铁芯的外周面插入转子铁芯的第一端面为平面，第一磁体沿内置式转子的径向与第一端面相对的第二端面为弧面。

3、在本技术实施例中，在内置式转子的制造过程中，第一磁体由磁钢加工形成，磁钢来料通常为矩形结构，第一磁体沿内置式转子的径向自转子铁芯的外周面插入转子铁芯的第一端面为平面，使得磁钢来料形成第一端面时无需进行切割，可以减少磁钢的损耗量，提高磁钢的利用率，降低生产成本。还可以简化第一端面的加工工艺。

4、在本技术实施例中，第一磁体沿内置式转子的径向与第一端面相对的第二端面为弧面，使得第一磁体可以更好的适配转子铁芯的外周面，使得第一磁体可以更多的占据转子铁芯内的空间，使转子铁芯的磁钢填充率较高，从而有利于保障转子铁芯的工作正常进行。

5、一般情况下，第一磁体沿内置式转子的径向的第一端面和第二端面都为弧面，而磁钢来料为矩形，其两个端面都为平面，需要对磁钢来料的内侧和外侧进行剪裁切割以形成第一端面和第二端面两个弧面，磁钢材料的损耗量大，生产成本高。而本技术中的第一磁体的第一端面为平面，第二端面为弧面，只需要对磁钢来料的外侧面进行裁剪形成弧面，可以减少磁钢损耗、提高磁钢利用率，降低生产成本。

6、在本技术实施例中，通过将第一磁体的第一端面设置为平面，减少形成第一端面的磁钢损耗量，降低生产成本、简化加工工艺，再将第二端面设置为弧面，保障第一磁体在转子铁芯内具有足够的填充率，有利于使内置式转子的转矩波动较小，提升内置式转子的可靠性，保障内置式转子的工作可以正常进行。从而可以实现在保障内置式转子的工作不被影响的同时提升磁钢利用率降低生产成本。

7、在一种实施例中，第一端面用于与第一磁体沿内置式转子的周向分布的两个侧面构成两个直角。

8、在本技术实施例中，第一端面用于与第一磁体沿内置式转子的周向分布的两个侧面构成两个直角，从而使得第一磁体的两个侧面的形成可以直接保留磁体来料的形状，无需进行剪裁切割，从而进一步提高磁钢材料的利用率，有利于降低生产成本。减少裁剪还可以简化第一磁体的加工工艺。

9、在一种实施例中，沿第一端面和第二端面的排列方向，第二端面与第一端面的间距自第二端面沿内置式转子的周向的中点向两侧逐渐变小。

10、在本技术实施例中，沿第一端面和第二端面的排列方向，第二端面与第一端面的间距自第二端面沿内置式转子的周向的中点向两侧逐渐变小，使得第一磁体的第二端面的弧面可以与转子铁芯的外周面的弧形适配度更高，使得加工形成第一磁体的第二端面的过程中对磁钢来料裁剪的体积更小，使磁钢的利用率更高，有利于降低生产成本。

11、在一种实施例中，沿第一端面和第二端面的排列方向，第二端面沿内置式转子的周向的两端和第一端面的间距相等。

12、在本技术实施例中，沿第一端面和第二端面的排列方向，第二端面沿内置式转子的周向的两端和第一端面的间距相等，使得形成第一磁体的过程中对磁钢来料的裁剪体积更小，使磁钢材料的利用率更高，有利于降低生产成本。还可以使第一磁体插入转子铁芯内后填充率更高，有利于使内置式转子的转矩波动较小，提升内置式转子的可靠性。

13、在一种实施例中，内置式转子还包括多个第二磁体，每个第二磁体沿内置式转子的径向排列于一个第一磁体的内侧，第二磁体包括沿内置式转子的径向相对排列的第三端面与第四端面，第四端面相较于第三端面靠近第一端面。其中，第四端面与第一端面平行。

14、在本技术实施例中，每个第二磁体沿内置式转子的径向排列于一个第一磁体的内侧，第四端面相较于第三端面靠近第一端面，第四端面与第一端面平行，使得第二磁体的第四端面可以更好的与第一磁体的第一端面进行贴合，使第二磁体与第一磁体在转子铁芯内的填充率更高，有利于使内置式转子的转矩波动较小，提升内置式转子的可靠性。也有利于使内置式转子在转动过程中第一磁体与第二磁体在转子铁芯内的稳定性更高。

15、在本技术实施例中，第四端面与第一端面平行，第一端面为平面，使得第四端面也为平面，从而使得磁钢来料可以无需进行切割形成第二磁体的第四端面，有利于提升磁钢的利用率，降低生产成本，还可以简化工艺。

16、在一种实施例中，第四端面用于与第二磁体沿内置式转子的周向分布的两个侧面构成两个直角。

17、在本技术实施例中，第四端面用于与第二磁体沿内置式转子的周向分布的两个侧面构成两个直角，使得磁钢来料无需进行剪裁可以形成第二磁体的第四端面以及沿内置式转子的周向分布的两个侧面，使得磁钢来料的利用率高，有利于降低生产成本，还可以简化生产工艺。

18、在一种实施例中，第三端面与第四端面平行。

19、在本技术实施例中，第三端面与第四端面平行，第四端面为平面，使得的第三端面也为平面，从而使得磁钢来料形成第二磁体的第三端面也无需进行切割，使得第二磁体的形成无需进行切割，使得在制造内置式转子的过程中磁钢的整体利用率高，有利于降低生产成本。还使得无需对第二磁体进行额外的加工，有利于简化内置式转子的生产工艺。

20、在一种实施例中，第一端面与第三端面沿内置式转子的周向的同一端的连线方向平行于内置式转子的径向。

21、在本技术实施例中，第一端面与第三端面沿内置式转子的周向的同一端的连线方向平行于内置式转子的径向，使得第一磁体和第二磁体插入转子铁芯内后，使转子铁芯内的磁钢填充率较高，有利于使内置式转子的转矩波动较小，提升内置式转子的可靠性。

22、在一种实施例中，沿第一端面和第二端面的排列方向，第一磁体与第二磁体的长度之和小于或者等于转子铁芯的外周面的外径与内周面的内径之差的一半。

23、在一种实施例中，内置式转子还包括多个第一矩形磁体，沿内置式转子的周向两个第一矩形磁体分别排列于第一磁体的两侧。其中，沿第一端面与第二端面的排列方向，第一矩形磁体的长度大于第二端面沿内置式转子的周向的两端与第一端面的间距，第一矩形磁体朝向内置式转子的轴线的一端自第一端面凸出。

24、在本技术实施例中，沿内置式转子的周向两个第一矩形磁体分别排列于第一磁体的两侧，使得两个第一矩形磁体可以提升内置式转子的转子铁芯内的磁钢填充率，有利于使内置式转子的转矩波动较小，提升内置式转子的可靠性。

25、在本技术实施例中，第一磁体因第一端面为平面会导致转子铁芯内用于容纳第一磁体的磁钢槽内两侧磁体缺失，沿第一端面和第二端面的排列方向，第一矩形磁体的长度大于第二端面沿内置式转子的周向的两端与第一端面的间距，使得第一矩形磁体可以弥补提升转子铁芯内的磁钢填充率，进而优化磁场分布，提高气隙磁场强度，降低转矩波动，改善内置式盘式电机的整体效率。

26、在本技术实施例中，第一矩形磁体朝向内置式转子的轴线的一端自第一端面凸出，更方便使第一矩形磁体沿内置式转子的径向填充转子铁芯内第一磁体长度较短的两个侧面的两侧，使转子铁芯的磁钢填充率高，进而可以优化磁场分布，提升磁通密度，降低转矩波动，提升内置式转子的可靠性，改善内置式盘式电机的整体效率。

27、在一种实施例中，沿垂直于第一端面和第二端面的排列方向的方向，第一矩形磁体的宽度大于或者等于2mm，且小于或者等于5mm。使得第一矩形磁体既可以满足弥补提升转子铁芯内的磁钢填充率又不至于使体积过大，使磁钢槽具有足够的空间用于容纳第一磁体。

28、在一种实施例中，内置式转子还包括多个第二矩形磁体，沿内置式转子的周向两个第二矩形磁体分别排列于第二磁体的两侧。其中，沿内置式转子的径向第二矩形磁体的长度小于第三端面与第四端面的间距。

29、在本技术实施例中，沿内置式转子的周向两个第二矩形磁体分别排列于第二磁体的两侧，第二磁体因第四端面为平面会导致转子铁芯用于容纳第二磁体的磁钢槽内两侧磁体缺失，使得两个第二矩形磁体可以弥补提升内置式转子的转子铁芯内的磁钢填充率，优化磁场分布，提升磁通密度，降低转矩波动，提升内置式转子的可靠性，改善内置式盘式电机的整体效率。

30、在本技术实施例中，沿内置式转子的径向第二矩形磁体的长度小于第三端面与第四端面的间距，使得可以在第二矩形磁体填充于第二磁体的两侧优化磁场分布，提升磁通密度，降低转矩波动的同时，减少形成第二矩形磁体的磁钢材料的使用，节省材料，有利于降低生产成本。

31、在一种实施例中，沿垂直于第一端面和第二端面的排列方向的方向，第二矩形磁体的宽度大于或者等于2mm，且小于或者等于2mm。使得第二矩形磁体既可以满足弥补提升转子铁芯内的磁钢填充率又不至于使体积过大，使磁钢槽具有足够的空间用于容纳第二磁体。

32、在一种实施例中，第二矩形磁体朝向内置式转子的轴线的一端与第三端面平齐，第二矩形磁体背离内置式转子的轴线的另一端与第一端面相间隔。

33、在本技术实施例中，第二矩形磁体朝向内置式转子的轴线的一端与第三端面平齐，使得第二矩形磁体可以减少第二磁体的第三端面的两端的漏磁，使磁场更多的导向内置式转子与定子的气隙，提升主磁通密度和输出转矩。

34、在本技术实施例中，第二矩形磁体朝向内置式转子的轴线的一端与第三端面平齐，沿内置式转子的径向第二矩形磁体的长度小于第三端面与第四端面的间距，并且第二磁体的第四端面与第一磁体的第一端面相邻接，从而使得第二矩形磁体背离内置式转子的轴线的另一端与第一端面相间隔。

35、在一种实施例中，第二矩形磁体朝向内置式转子的轴线的一端自第三端面突出，第二矩形磁体朝向内置式转子的轴线的一端与转子铁芯的内周面平齐。使得第二矩形磁体可以减少第二磁体的第三端面的两端的漏磁，使磁场更多的导向内置式转子与定子的气隙，提升主磁通密度和输出转矩。

36、在一种实施例中，第二矩形磁体与第一矩形磁体的形状相同。

37、在本技术实施例中，从而使得第一矩形磁体与第二矩形磁体可以使用同一规格的磁钢来料，使磁钢归一化，可以减少内置式转子使用的磁钢种类，有利于降低生产成本。

38、在一种实施例中，内置式转子还包括第三磁体，第三磁体沿内置式转子的轴向间隔层叠于第一磁体，沿内置式转子的周向第三磁体的长度小于第一磁体的长度，第三磁体沿内置式转子的径向相对排列的第五端面和第六端面，第五端面相较于第六端面靠近内置式转子的轴线。其中，第五端面与第一端面平行。

39、在本技术实施例中，第三磁体沿内置式转子的轴向间隔层叠于第一磁体，沿内置式转子的周向第三磁体的长度小于第一磁体的长度，使得第三磁体可以用于聚拢内置式转子中的磁力线，从而可以增强内置式转子的磁钢强度，还可以提高气隙磁密，增强转矩输出，改善磁场波形，降低转矩脉动。

40、在本技术实施例中，第三磁体沿内置式转子的径向相对排列的第五端面和第六端面，第五端面相较于第六端面靠近内置式转子的轴线，第一端面为平面，第五端面与第一端面平行，使得第三磁体的第五端面也为平面，从而无需对磁钢来料进行裁剪形成第五端面，有利于提升磁钢的利用率，降低生产成本。还使得第三磁体的第五端面可以沿内置式转子的轴向与第一磁体的第一端面平齐，从而使第三磁体可以更好的聚拢第一磁体产生的磁力线。

41、在一种实施例中，沿垂直于第一端面和第二端面的排列方向的方向，第一磁体与第三磁体的长度之差大于或者等于4mm。使得第三磁体可以用于聚拢内置式转子中的磁力线，从而可以增强内置式转子的磁钢强度，还可以提高气隙磁密，增强转矩输出，改善磁场波形，降低转矩脉动。

42、在一种实施例中，内置式转子还包括第四磁体，第四磁体沿内置式转子的轴向间隔层叠于第二磁体，沿内置式转子的周向，第四磁体的长度小于第二磁体的长度，第四磁体沿内置式转子的径向相对排列的第七端面和第八端面，第七端面相较于第八端面靠近内置式转子的轴线，其中，第八端面与第五端面平行。

43、在本技术实施例中，第四磁体沿内置式转子的轴向间隔层叠于第二磁体，沿内置式转子的周向，第四磁体的长度小于第二磁体的长度，使得第四磁体可以用于聚拢内置式转子中的磁力线，从而可以增强内置式转子的磁钢强度，还可以提高气隙磁密，增强转矩输出，改善磁场波形，降低转矩脉动。

44、在本技术实施例中，第四磁体沿内置式转子的径向相对排列的第七端面和第八端面，第七端面相较于第八端面靠近内置式转子的轴线，第八端面与第五端面平行，第五端面与第一端面平行，使得第八端面为平面，从而无需对磁钢来料进行裁剪形成第八端面，有利于提升磁钢的利用率，降低生产成本。

45、在一种实施例中，沿垂直于第一端面和第二端面的排列方向的方向，第二磁体与第四磁体的长度之差大于或者等于4mm。使得第四磁体可以用于聚拢内置式转子中的磁力线，从而可以增强内置式转子的磁钢强度，还可以提高气隙磁密，增强转矩输出，改善磁场波形，降低转矩脉动。

46、在一种实施例中，第一磁体、第二磁体、第一矩形磁体和第二矩形磁体为高矫顽力磁钢，第三磁体和第四磁体为低矫顽力磁钢。有利于降低漏磁，增强磁场强度，还有利于减少涡流损耗，提升内置式转子的可靠性。

47、在一种实施例中，第一磁体、第二磁体、第三磁体和第四磁体采用四种不同的磁钢来料，第一矩形磁体和第二矩形磁体采用同一种磁钢来料，使得本技术实施例中的内置式转子只需要使用种型号的磁钢，有利于降低生产成本。

48、在一种实施例中，第一磁体、第二磁体、第三磁体、第四磁体、第一矩形磁体和第二矩形磁体的组合方式，相比于使用沿内置式转子的径向排列的两个端面均为弧面的磁钢组合，可以提高磁钢的利用率达15％以上。还可以提高磁钢的强度防止磁桥出现开裂风险。

49、在一种实施例中，第一磁体、第二磁体、第三磁体、第四磁体、第一矩形磁体和第二矩形磁体为一体式结构。使得内置式转子的装配简便，还使得内置式转子的结构强度更强、稳定性更高。

50、在一种实施例中，第一磁体、第二磁体、第一矩形磁体、第二矩形磁体、第三磁体和第四磁体可以沿内置式转子的径向或沿内置式转子的周向分段为至少两个子磁体，磁钢分段有利于减少磁钢表面的涡流损耗，有利于降低内置式转子的转矩波动。还有利于使磁钢的加工过程更简便。

51、在一种实施例中，第一磁体、第二磁体、第三磁体、第四磁体、第一矩形磁体和第二矩形磁体为分体式结构，可以沿第一端面和第二端面的排列方向分隔为两个子磁体。其中第二磁体、第四磁体、第一矩形磁体和第二矩形磁体的两个子磁体的形状大小相同。第一磁体靠近内置式转子的轴线的一个子磁体为矩形，背离内置式转子的轴线的另一个子磁体沿内置式转子的径向相对排列的两个端面其中一个为平面，另一个为弧面，弧面用于形成第一磁体的第二端面。第三磁体靠近内置式转子的轴线的一个子磁体为矩形，背离内置式转子的轴线的另一个子磁体沿内置式转子的径向相对排列的两个端面其中一个为平面，另一个为弧面，弧面用于形成第三磁体的第六端面。磁钢分段有利于减少磁钢表面的涡流损耗，有利于降低内置式转子的转矩波动。

52、在一种实施例中，第一磁体、第二磁体、第三磁体和第四磁体沿内置式转子的周向分隔为两个子磁体，两个子磁体的形状大小相同，其中，第一磁体的一个子磁体沿第一端面和第二端面的排列方向的长度自靠近另一个子磁体的一端向远离另一个子磁体的另一端逐渐减小。磁钢分段有利于减少磁钢表面的涡流损耗，有利于降低内置式转子的转矩波动。

53、在一种实施例中，转子铁芯包括多个第一磁钢槽和多个第二磁钢槽，多个第一磁钢槽、多个第二磁钢槽沿内置式转子的周向间隔排列，每个第一磁钢槽与一个第二磁钢槽沿内置式转子的径向相邻排列并相通，第一磁钢槽贯穿转子铁芯的外周面，第二磁钢槽贯穿转子铁芯的内周面，第一磁钢槽用于容纳第一磁体和第一矩形磁体，第二磁钢槽用于容纳第二磁体和第二矩形磁体。

54、在一种实施例中，沿内置式转子的周向，相邻两个第二磁钢槽之间的最小间距大于或者等于2mm。有利于保证转子铁芯具有足够的结构强度，提高内置式转子的可靠性。

55、在一种实施例中，转子铁芯还包括多个第三磁钢槽和多个第四磁钢槽，多个第三磁钢槽、多个第四磁钢槽沿内置式转子的周向间隔排列，每个第三磁钢槽与一个第四磁钢槽沿内置式转子的径向相邻并相通，第三磁钢槽贯穿转子铁芯的外周面，第四磁钢槽贯穿转子铁芯的内周面，第三磁钢槽用于容纳第三磁体，第四磁钢槽用于容纳第四磁体。其中，沿内置式转子的轴向，第三磁钢槽与第一磁钢槽相间隔，第四磁钢槽与第二磁钢槽相间隔。沿内置式转子的周向，第三磁钢槽与第一矩形磁体相间隔，第四磁钢槽与第二矩形磁体相间隔。

56、在一种实施例中，转子铁芯还包括多个第一加强筋，第一加强筋沿内置式转子的径向在第一磁钢槽和第二磁钢槽内延伸，第一加强筋用于提升转子铁芯的结构强度，减小转子铁芯卷绕后的形变，提升内置式转子的可靠性，第一加强筋还可以用于沿内置式转子的周向分隔第一磁体、第二磁体，使第一磁体和第二磁体分段，磁钢分段有利于减少磁钢表面的涡流损耗，降低转矩波动。

57、在一种实施例中，第一磁钢槽和第二磁钢槽内的第一加强筋的数量为一个。使得第一磁体和第二磁体可以进行分段排布，从而有利于减少磁钢表面的涡流损耗，有利于降低内置式转子的转矩波动。

58、在另一种实施例中，第一磁钢槽和第二磁钢槽内的第一加强筋的数量为2个或者多个。使得第一磁体和第二磁体可以进行多段分隔排布，有利于减少磁钢表面的涡流损耗，有利于降低内置式转子的转矩波动。

59、在一种实施例中，沿内置式转子的周向，第一加强筋的宽度小于或者等于3mm。使得第一加强筋在提升转子铁芯的结构强度的同时又不会过多的占据转子铁芯内磁钢槽的空间，还有利于使第一磁体、第二磁体的磁力线更集中。

60、在一种实施例中，转子铁芯还包括多个第二加强筋，第二加强筋沿内置式转子的径向在第三磁钢槽和第四磁钢槽内延伸，第二加强筋用于提升转子铁芯的结构强度，第二加强筋还可以用于沿内置式转子的周向分隔第三磁体、第四磁体，使第三磁体和第四磁体分段，磁钢分段有利于减少磁钢表面的涡流损耗，降低转矩波动。

61、在一种实施例中，沿内置式转子的周向，第二加强筋的宽度大于或者等于0。使得第二加强筋在提升转子铁芯220的结构强度的同时又不会过多的占据转子铁芯内磁钢槽的空间。

62、在一种实施例中，第三磁钢槽内的第二加强筋的数量为一个或者多个。使得第三磁体和第四磁体可以进行分段排布，从而有利于减少磁钢表面的涡流损耗，有利于降低内置式转子的转矩波动。还有利于提升转子铁芯的结构强度。

63、在一种实施例中，第一磁钢槽内包括一个第一加强筋，第三磁钢槽内无第二加强筋。使转子铁芯的加工工艺更加简单。

64、在一种实施例中，转子铁芯包括多个局部修弧，多个局部修弧沿内置式转子的轴向位于转子铁芯的端面外侧，沿内置式转子的周向，其中一部分局部修弧排列于第一磁钢槽与第三磁钢槽之间，其中另一部分局部修弧排列于第二磁钢槽与第四磁钢槽之间。局部修弧可以降低内置式转子的转矩波动及减少漏磁，优化内置式转子的nvh性能，提高输出扭矩。

65、在一种实施例中，局部修弧为半圆柱形，圆形截面的直径大于或者等于3mm。使得局部修弧可以实现降低内置式转子的转矩波动及减少漏磁，优化内置式转子的nvh性能，提高输出扭矩。

66、在一种实施例中，转子铁芯包括多个漏磁孔，漏磁孔沿内置式转子的径向贯穿转子铁芯，其中一部分漏磁孔沿内置式转子的轴向排列于第一加强筋和第二加强筋之间，其中另一部分漏磁孔沿内置式转子的周向排列于相邻两个第一磁钢槽之间。漏磁孔可以降低内置式转子的转矩波动及减少漏磁，优化内置式转子的nvh性能，提高输出扭矩。

67、在一种实施例中，漏磁孔的孔径大于或者等于0。使得漏磁孔可以实现降低内置式转子的转矩波动及减少漏磁，优化内置式转子的nvh性能，提高输出扭矩。

68、在一种实施例中，转子铁芯包括多个铁芯固定孔，多个铁芯固定孔沿内置式转子的周向与第一磁钢槽和第二磁钢槽间隔排列，铁芯固定孔沿内置式转子的轴向贯穿转子铁芯，使得可以将转子铁芯固定于内置式转子的护套，实现转子铁芯的安装固定。

69、第二方面，本技术提供一种动力总成，动力总成包括减速器和如第一方面的内置式盘式电机，内置式盘式电机的电机轴传动连接减速器的输入轴。

70、在本技术实施例中的内置式盘式电机，通过将第一磁体的第一端面设置为平面，减少形成第一端面的磁钢损耗量，降低生产成本、简化加工工艺，再将第二端面设置为弧面，保障第一磁体在转子铁芯内具有足够的填充率，有利于使内置式转子的转矩波动较小，提升内置式转子的可靠性，保障内置式转子的工作可以正常进行。从而可以实现在保障内置式转子的工作不被影响的同时提升磁钢利用率、降低生产成本，从而可以降低动力总成的生产成本。

71、第三方面，本技术提供一种电动车，电动车包括车架和如第二方面的动力总成，动力总成用于接收动力电池提供的电能驱动车轮。

72、在本技术实施例中的动力总成包括内置式盘式电机，内置式盘式电机通过将第一磁体的第一端面设置为平面，减少形成第一端面的磁钢损耗量，降低生产成本、简化加工工艺，再将第二端面设置为弧面，保障第一磁体在转子铁芯内具有足够的填充率，有利于使内置式转子的转矩波动较小，提升内置式转子的可靠性，保障内置式转子的工作可以正常进行。从而可以实现在保障内置式转子的工作不被影响的同时提升磁钢利用率、降低生产成本，从而可以降低动力总成、电动车的生产成本。