定子、电机及车辆的制作方法

本公开涉及电机，特别是涉及一种定子以及一种相应的电机和一种相应的车辆。

背景技术：

1、在电机中，汇流条组件（又称汇流排组件）的作用是将逆变器的三相电输出与电机定子的各相绕组电连接。典型的汇流条组件包括u相、v相和w相汇流条、以及中性点（或星点）汇流条。u相汇流条一端连接逆变器的u相输出，另一端连接定子的u相绕组的第一端引出线；v相汇流条和w相汇流条类似地连接对应相绕组；中性点汇流条则将uvw三相绕组的第二端引出线连接在一起。

2、随着电动汽车技术的快速发展，高压平台（如1000v）和升压充电功能对汇流条组件提出了更高的要求。在某些工况下，例如利用电机绕组对电池进行升压充电时，汇流条中的持续电流可能超过250a。为了满足该工况下的电流密度要求（通常要求低于6.3a/mm²），需要将汇流条的横截面积设计得巨大，这不仅占用较大的电机内部空间，还导致材料成本显著增加。

3、现有技术中，已有通过增加汇流条截面积或改善材料导热性能来解决散热问题的方案，但这些方案均存在成本高或效果有限的问题。而且，这些方案均未针对性地解决电机升压充电工况下中性点汇流条因电流密度过大而产生的局部过热问题，也未能充分利用电机定子中已有的冷却油路资源。

4、因此，亟需一种能够在不显著增加汇流条截面积的前提下，有效解决高电流工况下汇流条散热问题，尤其是中性点汇流条局部过热问题的技术方案。

技术实现思路

1、本公开的目的在于提供一种定子铁芯以及一种相应的电机，其能够在简化定子铁芯的制造工艺和装配复杂度的同时实现对定子铁芯的全面、均匀、高效的冷却。

2、在第一方面，本公开提供一种定子，包括：定子铁芯；定子绕组，设置于所述定子铁芯上；汇流条组件，设置于所述定子铁芯的轴向一侧；其特征在于，所述汇流条组件包括：至少一个汇流条，被配置为将控制器的输出端与所述定子绕组电连接；包覆件，由绝缘材料注塑成型并且包覆于所述至少一个汇流条的至少部分表面；端子，与所述至少一个汇流条对应连接，用于连接控制器的输出端；其中，在所述包覆件上形成有冷却流道，所述冷却流道沿所述至少一个汇流条的延伸方向至少部分地延伸，并且所述至少一个汇流条的至少部分表面被暴露于所述冷却流道中。

3、通过上述技术方案，本公开在包覆件上形成沿汇流条延伸方向延伸的冷却流道，并使汇流条的至少部分表面暴露于该冷却流道中，从而可在高电流工况下实现对汇流条的定向、精准冷却。由于冷却流体可直接接触被暴露的汇流条表面并进行热交换，无需通过增加汇流条横截面积来降低电流密度，因而在满足散热要求的同时，可显著节省铜材用量并减小汇流条组件的占用空间。此外，冷却流道在包覆件注塑成型时通过模具直接形成，与现有注塑工艺高度兼容，无需增加额外的制造工序，有利于降低生产成本并提高制造效率。进一步地，由于冷却流道为开放式结构，冷却流体在沿流道流动的过程中可对暴露的汇流条表面进行持续冷却，部分冷却流体还可从流道边缘滴落至下方的其他汇流条及定子绕组表面，产生二次冷却效果，从而进一步提升定子整体的散热性能。

4、在一些实施例中，所述至少一个汇流条各自包括特别是弧形的基础连接段和从所述基础连接段引出的端子连接段，相应的端子与所述端子连接段电连接。由此可在保证电连接可靠性的同时简化汇流条组件的整体结构。

5、在一些实施例中，所述至少一个汇流条包括至少一个相汇流条和中性点汇流条，所述端子包括分别与所述至少一个相汇流条和所述中性点汇流条对应连接的多个端子，特别是所述至少一个相汇流条包括第一相汇流条、第二相汇流条和第三相汇流条。由此，定子绕组的三相引出线及中性点均可通过对应的端子与控制器实现电连接。

6、在一些实施例中，所述至少一个相汇流条的基础连接段和所述中性点汇流条的基础连接段通过所述包覆件彼此固定，所述至少一个相汇流条和所述中性点汇流条分别与所述定子绕组电连接，所述中性点汇流条的至少部分表面被暴露于所述冷却流道中。由于各相汇流条的基础连接段与中性点汇流条的基础连接段相互连接，因此中性点汇流条构成三相电流汇合的关键节点，而将中性点汇流条的至少部分表面暴露于冷却流道中，则可对该电流汇合处这一发热最为集中的区域进行针对性冷却，从而有效抑制中性点汇流条的温升。

7、在一些实施例中，在所述定子的安装状态下，所述冷却流道的入口端布置在所述冷却流道的上方区域中，以使冷却流体能够从所述入口端进入并在重力作用下沿所述冷却流道向下流动。因此，冷却流体无需额外驱动力即可在重力作用下沿冷却流道向下流动并覆盖被暴露的汇流条表面，从而可简化冷却系统的结构并提高冷却的连续性和可靠性。

8、在一些实施例中，在所述定子的安装状态下，所述中性点汇流条的端子连接段的高度大于所述至少一个相汇流条的端子连接段的高度，并且所述冷却流道的入口端布置在所述中性点汇流条的端子连接段上。因此，冷却流道的入口端能够自然处于上方区域，同时使冷却流体优先作用于中性点汇流条这一发热最严重的区域，从而可在无需额外驱动力的前提下实现对最热点的优先冷却。

9、在一些实施例中，所述定子铁芯设有至少一个喷流通道，所述至少一个喷流通道被配置为朝向所述冷却流道的入口端喷射冷却流体。因此，定子铁芯上设置的喷流通道能够将冷却流体直接喷射至冷却流道的入口端，从而无需为汇流条组件单独设置供油回路即可实现对汇流条的冷却，结构紧凑且实现成本低。

10、在一些实施例中，所述至少一个喷流通道由所述定子铁芯的多个叠片段上的孔位重叠形成。因此，喷流通道无需额外的加工工序即可在定子铁芯堆叠过程中一并形成，从而可简化制造工艺并降低生产成本。

11、在一些实施例中，所述多个叠片段中的每个叠片段分别具有相同的孔位布局，即每个叠片段上的多个孔位在尺寸和位置上分别相同，通过将所述多个叠片段依次旋转预定角度进行堆叠，所述多个叠片段的所述多个孔位相互重叠，从而形成具有预定喷射角度的所述至少一个喷流通道。因此，仅需将具有相同孔位布局的多个叠片段依次旋转预定角度进行堆叠，即可形成具有预定喷射角度的喷流通道，从而可在不增加叠片种类和加工工序的前提下灵活调节冷却流体的喷射方向并使喷流通道精准对准冷却流道的入口端。

12、在一些实施例中，所述多个孔位包括至少一组沿周向均匀间隔布置的孔位，所述至少一组孔位通过所述多个叠片段的旋转堆叠而相互重叠，从而形成所述至少一个喷流通道。由此，仅需在叠片段上设置至少一组沿周向均匀间隔布置的孔位并经旋转堆叠即可形成喷流通道，而无需增加冲片种类或额外加工工序，同时通过调整孔位的组数和布置方式即可灵活设定喷流通道的数量和位置。

13、在一些实施例中，所述定子铁芯还设有用于冷却所述定子绕组的内部流道，所述喷流通道与所述内部流道流体连通。因此，定子铁芯已有的冷却流体供给路径能够直接为汇流条组件提供冷却流体，从而无需设置独立的供油回路，可进一步简化定子的整体冷却系统结构。

14、在一些实施例中，所述冷却流道在所述包覆件注塑成型时通过模具直接形成；和/或所述冷却流道基本上在所述至少一个汇流条的整个延伸距离上延伸；和/或所述冷却流道的宽度和深度通过仿真确定，以使冷却流体能够在整个冷却流道上流动。由此可在制造工艺、冷却覆盖范围和冷却流动连续性方面提升冷却流道的可行性与冷却效果。

15、在第二方面，本公开提供一种电机，其包括如上所述的根据本公开的第一方面的定子。

16、在第三方面，本公开提供一种车辆，其包括如上所述的根据本公开的第一方面的定子或根据本公开的第二方面的电机。

17、在一些实施例中，该车辆还包括动力电池，所述定子或电机与所述动力电池电连接。

18、根据本公开的第二方面的电机和根据本公开的第三方面的车辆也分别相应地带来与根据本公开的第一方面的定子相同的优点，在此不再赘述。