定子总成、电机及助力自行车的制作方法

1.本实用新型涉及电机技术领域，特别涉及一种定子总成、电机及助力自行车。


背景技术：

2.相关技术中，定子总成包括汇流排组件和定子组件，定子组件采用分块定子铁芯时，单个分块定子铁芯分别绕线再拼接成定子组件，此时定子组件的接线端比较多，导致汇流排组件需要设置较多的汇流条层数以获得足够数量的汇流条连接端子，然而这会增加汇流排组件的注塑工艺难度和降低注塑的效率，从而增加汇流排的工艺制造成本。此外，由于相邻层的汇流条之间设置有绝缘层，因此每增加一层汇流条的同时会增加一层绝缘层，使得汇流排组件的轴向尺寸比较大，进而使得定子总成的轴向高度较高，造成电机的轴向尺寸增加和体积增大，影响了电机和整机的兼容适配性。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种定子总成，其能够减少汇流条的层数，进而降低定子总成的轴向高度，同时能够简化汇流排组件的结构和制作工艺，提高制作的便利性。
4.本实用新型还提供一种具有上述定子总成的电机。
5.本实用新型另外还提供一种具有上述电机的助力自行车。
6.根据本实用新型第一方面实施例的定子总成，包括：
7.定子组件，设有多个分块定子铁芯，以及绕设于所述分块定子铁芯的分块定子绕组，每个所述分块定子绕组具有两个接线端；
8.汇流排组件，安装于所述定子组件沿轴向的一端，所述汇流排组件设有多层汇流条，所述汇流条具有多个连接部；
9.其中，所述定子组件还设有过桥连接件，所述过桥连接件连接至少两个所述分块定子绕组的各一所述接线端，所述连接部与所述定子组件其余的所述接线端一一对应连接。
10.根据本实用新型第一方面实施例的定子总成，至少具有如下有益效果：
11.由于部分分块定子绕组的接线端通过过桥连接件进行连接，从而能够减少用于连接接线端的汇流排组件的连接部的数量，进而减少汇流排组件的汇流条的层数，降低汇流排组件的轴向尺寸，进而降低定子总成的轴向高度，同时由于汇流条的层数减少，连接部的数量减少，使得汇流排组件的结构和制作工艺能够得到简化，从而提高汇流排组件制作的便利性，有利于降低定子总成总体的制造成本。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述过桥连接件连接于同相相邻槽的两个所述分块定子绕组的各一所述接线端。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述过桥连接件设有过桥部和连接于所述过桥部两端的焊接部，所述焊接部与所述接线端焊接。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述过桥部与所述焊接部一体成型。
15.根据本实用新型的一些实施例，所述分块定子绕组的绕线的横截面为方形或腰圆形。
16.根据本实用新型的一些实施例，所述汇流排组件设有卡接端子，所述汇流排组件通过所述卡接端子卡接于所述定子组件。
17.根据本实用新型的一些实施例，所述汇流排组件还包括环形支撑架，所述汇流条包括第一汇流条、第二汇流条和第三汇流条；
18.所述第一汇流条设有内嵌于所述环形支撑架的第一主体部，所述第一主体部沿所述环形支撑架的周向延伸并具有第一开口；
19.所述第二汇流条设有内嵌于所述环形支撑架的第二主体部，所述第二主体部沿所述环形支撑架的周向延伸并具有第二开口；
20.所述第三汇流条设有内嵌于所述环形支撑架并电性连接的第三主体部和第四主体部，所述第四主体部与所述第三主体部沿所述环形支撑架的轴向具有间隙；
21.其中，所述第一主体部与所述第二主体部沿所述环形支撑架的轴向间隔设置，且所述第一开口与所述第二开口沿所述环形支撑架的周向错开设置，所述第三主体部位于所述第一开口，所述第四主体部位于所述第二开口。
22.根据本实用新型的一些实施例，所述间隙沿所述环形支撑架的轴向的高度为h，所述h满足：h≥0.3mm。
23.根据本实用新型的一些实施例，所述第三汇流条还设有折弯部，所述折弯部的两端分别连接所述第三主体部和所述第四主体部。
24.根据本实用新型的一些实施例，所述汇流排组件通过注塑工艺将所述第一汇流条、所述第二汇流条和所述第三汇流条包塑固定，并在相邻的汇流条之间形成绝缘层。
25.根据本实用新型第二方面实施例的电机，包括本实用新型第一方面实施例的定子总成。
26.根据本实用新型第二方面实施例的电机，至少具有如下有益效果：
27.该电机由于采用本实用新型第一方面实施例的定子总成，定子总成通过过桥连接件连接部分分块定子绕组的接线端，从而能够减少用于连接接线端的汇流排组件的连接部的数量，进而减少汇流排组件的汇流条的层数，从而有利于降低定子总成的轴向高度，有利于降低电机的轴向尺寸和体积，提高电机和整机的兼容适配性。
28.根据本实用新型的一些实施例，所述电机的极数为2p，槽数为z，所述极数与所述槽数满足：|z-2p|＝2。
29.根据本实用新型第三方面实施例的助力自行车，包括本实用新型第二方面实施例的电机。
30.根据本实用新型第三方面实施例的助力自行车，至少具有如下有益效果：
31.由于采用上述的电机，有利于降低助力自行车的体积，提高助力自行车的性能。
32.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
33.图1是本实用新型一些实施例的定子总成的立体结构示意图；
34.图2是图1的定子总成的分解结构示意图；
35.图3是本实用新型一些实施例的定子组件的立体结构示意图；
36.图4是本实用新型一些实施例的过桥连接件的立体结构示意图；
37.图5是本实用新型一些实施例的汇流排组件的立体结构示意图；
38.图6是图5的汇流排组件的俯视示意图；
39.图7是图6的a-a剖视示意图；
40.图8是图7中的b处放大图；
41.图9是本实用新型一些实施例的汇流条的装配示意图；
42.图10是本实用新型一些实施例的第三汇流条的立体结构示意图。
43.附图标记：
44.汇流排组件100；第一汇流条110；第一主体部111；第一连接部112；第一开口113；第二汇流条120；第二主体部121；第二连接部122；第二开口123；第三汇流条130；第三主体部131；第四主体部132；折弯部133；第三连接部134；间隙135；环形支撑架140；绝缘层141；三相连接端子150；卡接端子160；
45.定子组件200；分块定子铁芯210；分块定子绕组220；接线端221；过桥连接件230；过桥部231；焊接部232。
具体实施方式
46.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
47.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
48.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
49.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接、装配、配合等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
50.相关技术中，定子总成包括汇流排组件和定子组件，定子组件采用分块定子铁芯时，单个分块定子铁芯分别绕线再拼接成定子组件，此时定子组件的接线端比较多，导致汇流排组件需要设置较多的汇流条层数以获得足够数量的汇流条连接端子，然而这会增加汇流排组件的注塑工艺难度和降低注塑的效率，从而增加汇流排的工艺制造成本。此外，由于
相邻层的汇流条之间设置有绝缘层，因此每增加一层汇流条的同时会增加一层绝缘层，使得汇流排组件的轴向尺寸比较大，进而使得定子总成的轴向高度较高，造成电机的轴向尺寸增加和体积增大，影响了电机和整机的兼容适配性。
51.为了解决上述的至少一个技术问题，本实用新型提出一种定子总成，其能够减少汇流条的层数，降低汇流排组件的轴向尺寸，进而降低定子总成的轴向高度，同时能够简化汇流排组件的结构和制作工艺，提高制作的便利性。
52.参照图1至图2，本实用新型第一方面实施例提供的一种定子总成，包括定子组件200和汇流排组件100，汇流排组件100安装连接于定子组件200沿轴向的一端。
53.参照图2和图3，具体的，定子组件200设置有多个分块定子铁芯210，多个分块定子铁芯210呈环形分布设置，每个分块定子铁芯210上绕设有分块定子绕组220，每个分块定子绕组220具有两个接线端221。
54.参照图5，汇流排组件100设置有多层汇流条，每个汇流条均具有多个连接部，连接部用于连接分块定子绕组220的接线端221。同一个汇流条的连接部用于连接部分分块定子绕组220需要连接在一起的接线端221，使得该部分接线端221能够电性连接，从而实现汇流功能。
55.参照图1至图3，其中，定子组件200还包括过桥连接件230，过桥连接件230可以由铜材或铝材或是其他导电材料制成。过桥连接件230通过焊接或者粘接等方式连接至少两个分块定子绕组220的各一接线端221，连接部与定子组件200其余的接线端221一一对应连接。比如，过桥连接件230可以将两个分块定子绕组220需要连接于一起的接线端221进行连接，从而能够减少连接部的数量，进而减少汇流条的数量。当然，可以理解的是，过桥连接件230还可以将三个或者更多个分块定子绕组220需要连接于一起的接线端221进行连接。具体的，过桥连接件230的数量可以根据需要设置多个，从而可以将更多需要连接于一起的接线端221进行连接，进而能够减少更多数量的连接部。
56.由于部分分块定子绕组220的接线端221通过过桥连接件230进行连接，从而能够减少用于连接接线端221的汇流排组件100的连接部的数量，进而减少汇流排组件100的汇流条的层数，降低汇流排组件100的轴向尺寸，进而降低定子总成的轴向高度，同时由于汇流条的层数减少，连接部的数量减少，从而大大简化了汇流排组件100的结构复杂性，降低了汇流排组件100包塑工艺的难度，提升了汇流排组件100的制造效率，有利于降低定子总成总体的制造成本。
57.参照图3，可以理解的是，在本实用新型的一些实施例中，过桥连接件230连接于同相相邻槽的两个分块定子绕组220的各一需要连接于一起的接线端221，从而使得过桥连接件230的长度不至于过长，方便过桥连接件230与接线端221的连接，同时能够减少过桥连接件230对其他部件的影响。另外，由于一个过桥连接件230只连接两个接线端221，使得过桥连接件230的结构较为简单，方便过桥连接件230的加工制作。
58.具体的，以12槽的定子总成为例，本实用新型在三相绕组的同相相邻槽之间采用过桥连接件230进行连接，从而使得汇流条层数由4层减少至3层，汇流条的连接部的数量由原来的24个减少到12个，从而有效减少了汇流排组件100的汇流条的层数和连接部的数量。
59.参照图4，可以理解的是，在本实用新型的一些实施例中，过桥连接件230设置有过桥部231和焊接部232，过桥部231为具有一定弧度的长条状导体，从而可以方便避让其他不
需与过桥连接件230连接的接线端221。具体的，长条状导体的两端朝向需要连接的接线端221弯折，焊接部232设置有两个并分别连接于过桥部231的两端，从而使得焊接部232能够方便地与接线端221焊接固定。
60.可以理解的是，过桥部231与焊接部232可以采用一体成型的方式制作，比如，可以将铜材通过冲压折弯等工艺，一体制成过桥部231和焊接部232，从而使得焊接部232与过桥部231的连接强度更好，同时加工也更方便。当然，需要说明的是，过桥部231和焊接部232也可以单独制作，然后再焊接于一体。
61.可以理解的是，相关技术中，定子绕组的绕线通常为圆线，绕线时，圆线与圆线之间形成有较大的空隙，造成绕线的槽满率比较低，当定子组件200采用整体铁芯，并采用圆线进行绕线时，槽满率通常只有55％左右。参照图2和图3，为此，本实用新型实施例在采用分块定子铁芯210的基础上，同时分块定子绕组220采用横截面为长方形或正方形或腰圆形的线进行绕线，例如采用扁线进行绕线，从而可以大大降低绕线之间的空隙，提高绕线的槽满率，槽满率可以提升至77％左右，从而在不增加电机体积的条件下，能够进一步提升电机的功率密度和性能。
62.参照图1、图5和图6，本实用新型实施例提供的一种汇流排组件100，安装于定子组件200沿轴向的一端。具体的，汇流排组件100可以通过设置有卡接端子160等结构，定子组件200设置有相应的扣接位，从而使得汇流排组件100能够通过卡接端子160卡扣于扣接位而安装于定子组件200的端部，安装和拆卸均比较方便。
63.参照图5和图9，具体的，汇流排组件100包括环形支撑架140、第一汇流条110、第二汇流条120和第三汇流条130，当然汇流排组件100还可以包括其他的汇流条。环形支撑架140由绝缘材料制成，其能够对第一汇流条110、第二汇流条120和第三汇流条130起到固定支撑以及隔离相邻汇流条的作用。环形支撑架140为包塑件，制作环形支撑架140时，通过注塑工艺将第一汇流条110、第二汇流条120和第三汇流条130以及其他的汇流条包塑固定，同时使得相邻的汇流条之间形成有绝缘层，从而使得汇流排组件100的整体结构更为稳固，而且使得相邻的汇流条之间具有良好的绝缘性能。
64.第一汇流条110、第二汇流条120和第三汇流条130均由铜排或者其他导电良好的材料制成，能够起到汇流的作用。当然，汇流排组件100通常还包括三相连接端子150，三相连接端子150安装于环形支撑架140的上端，三相连接端子150具有三个连接端子，三个连接端子的一端分别与三个汇流条一一对应连接，三个连接端子的另一端与电源连接，对三相绕组进行供电。
65.参照图9，具体的，第一汇流条110为平板结构，其包括第一主体部111和第一连接部112，第一主体部111内嵌于环形支撑架140中并沿着环形支撑架140的周向延伸设置，使得第一主体部111大致呈半圆环结构，此时第一主体部111沿周向的两端之间形成有第一开口113。第一连接部112连接于第一主体部111的外周壁，第一连接部112用于连接定子组件200部分分块定子绕组220需要连接在一起的接线端221，并通过第一主体部111使得该部分接线端221电性连接，从而实现汇流功能。
66.参照图9，第二汇流条120的结构可以与第一汇流条110的结构相同或者类似，其包括第二主体部121和第二连接部122，第二主体部121内嵌于环形支撑架140中并沿着环形支撑架140的周向延伸设置，使得第二主体部121大致呈半圆环结构，此时第二主体部121沿周
向的两端之间形成有第二开口123。第二连接部122连接于第二主体部121的外周壁，第二连接部122用于连接定子组件200另一部分分块定子绕组220需要连接在一起的接线端221，并通过第二主体部121使得该部分接线端221电性连接，从而实现汇流功能。
67.参照图9和图10，第三汇流条130包括电性连接的第三主体部131、第四主体部132和第三连接部134，第三主体部131和第四主体部132沿着环形支撑架140的周向设置并内嵌于环形支撑架140中，且第三主体部131和第四主体部132在环形支撑架140的轴向上具有间隙135，使得第三汇流条130能够跨越于不同层的汇流条之间。第三连接部134可以设有多个，部分第三连接部134连接于第三主体部131的外周壁，部分第三连接部134连接于第四主体部132的外周壁，第三连接部134用于连接定子组件200又一部分分块定子绕组220需要连接在一起的接线端221，并通过第三主体部131和第四主体部132使得该部分接线端221电性连接，从而实现汇流功能。
68.参照图9，其中，第一汇流条110和第二汇流条120沿着环形支撑架140的轴向间隔设置，同时两者沿着环形支撑架140的周向旋转错开设置，使得第一开口113和第二开口123沿着环形支撑架140的周向错开设置，第三主体部131设置于第一开口113内，第四主体部132设置于第二开口123内，即第三主体部131和第一主体部111位于同一层，第四主体部132和第二主体部121位于同一层，使得第三汇流条130可以充分利用第一汇流条110和第二汇流条120的闲置空间，从而可以减少汇流条的总层数，由于相邻层的汇流条之间通过环形支撑架140构成的绝缘层141进行隔离，因此每减少一层汇流条，汇流排组件100还同时减少一层绝缘层141，从而可以有效降低汇流排组件100的轴向高度，进而降低定子总成的轴向高度。
69.可以理解的是，第三汇流条130还可以根据需要设置多个第四主体部132，多个第四主体部132沿环形支撑架140的轴向依次间隔设置，并沿环形支撑架140的周向错开设置，使得每个第四主体部132可以设置于相应的汇流条的开口处，从而使得第三汇流条130可以跨越更多层的汇流条，充分利用其它汇流条的闲置空间，从而降低汇流排组件100的轴向尺寸。
70.具体的，三相绕组的同相绕组之间需要采用汇流条进行过桥连接，而现有的三相绕组的同相过桥连接汇流条通常采用平直结构的铜排，即采用上述的第一或第二汇流条120，此时需要三层铜排才能实现过桥连接，但若其中的某相绕组的过桥连接汇流条采用上述的第三汇流条130时，则只需两层铜排即可实现三相绕组的同相绕组之间的过桥连接，从而减少了铜排层数，每减少一层铜排厚度t1的同时会减少一层绝缘层厚度t2，因此使得汇流排组件100的轴向高度能够降低t，t＝t1 t2，从而可以有效缩减定子总成的高度，使得电机结构更为紧凑，有效缩小了电机体积，提升了电机适配性。
71.需要说明的是，在一些实施例中，第一汇流条110和第二汇流条120的数量可以设置为两条或以上，第三汇流条130也可以设置两条或以上，从而可以降低汇流排组件100更多的轴向尺寸。
72.参照图7和图8，需要说明的是，相邻层的汇流条之间通过绝缘层141进行绝缘隔离，为了使得相邻层的汇流条之间的绝缘性能更好，绝缘层141的厚度通常需要设置得比较厚。为此，在本实用新型的一些实施例中，第三主体部131和第四主体部132沿环形支撑架140的轴向的间隙135高度为h，h满足以下关系：h≥0.3mm。从而使得间隙135高度足够高，制
作汇流排组件100时，通过将绝缘材料注入间隙135内而形成绝缘层141，此时能够使得绝缘层141具有足够的厚度，从而使得第三汇流条130与相邻的汇流条之间具有较好的绝缘性能，有利于提升汇流排组件100的绝缘耐压性能。
73.参照图10，可以理解的是，第三汇流条130还设置有折弯部133，折弯部133沿着环形支撑架140的轴向延伸设置，或者折弯部133沿着与环形支撑架140的轴向呈夹角的方向延伸设置，夹角不大于90
°
，使得第三汇流条130呈z形状，此时折弯部133能够由下一层的汇流条延伸至上一层的汇流条，从而使得折弯部133的两端能够分别连接位于相邻层的第三主体部131和第四主体部132。
74.参照图10，需要说明的是，折弯部133、第三主体部131和第四主体部132可以采用一体成型制成。比如，制作第三汇流条130时，可以将铜板采用冲压成型的方式一体制成折弯部133、第三主体部131和第四主体部132，从而使得折弯部133、第三主体部131和第四主体部132之间的连接强度更好，同时加工更为方便。当然，也可以将折弯部133、第三主体部131和第四主体部132分别单独制作，然后再通过焊接等方式将折弯部133、第三主体部131和第四主体部132连接于一体。
75.需要说明的是，第三汇流条130也可以通过导线将第四主体部132和第三主体部131连接，从而实现第四主体部132与第三主体部131的电性连接。比如，将铜线的两端分别焊接于第四主体部132和第三主体部131，从而将位于相邻层的第三主体部131和第四主体部132电性连接。
76.定子总成采用上述的汇流排组件100，该汇流排组件100通过将第三汇流条130的第三主体部131设于第一汇流条110的第一开口113，以及将第三汇流条130的第四主体部132设于第二汇流条120的第二开口123，从而可以有效利用第一汇流条110和第二汇流条120的闲置空间，进一步减少汇流条的层数，从而有利于进一步降低汇流排组件100的轴向尺寸，进而降低定子总成的轴向高度。
77.本实用新型第二方面实施例提供了一种电机，该电机包括本实用新型第一方面实施例的定子总成。
78.该电机由于采用本实用新型第一方面实施例的定子总成，定子总成通过过桥连接件230连接部分分块定子绕组220的接线端221，从而能够减少用于连接接线端221的汇流排组件100的连接部的数量，进而减少汇流排组件100的汇流条的层数，从而降低汇流排组件100的轴向尺寸，进而降低定子总成的轴向高度，有利于降低电机的轴向尺寸和体积，使得电机结构更为紧凑，从而提高电机和整机的兼容适配性。
79.需要说明的是，为提高电机的效率，在本实用新型的一些实施例中，电机的极数为2p，槽数为z，极数与槽数满足以下公式：|z-2p|＝2。当电机的极数和槽数满足上述公式时，电机的基波绕组系数能够取得较高值，各低次谐波绕组系数取得较低值，因此能够在提高电机磁负荷的同时，有利于降低谐波磁场产生的噪音及谐波损耗，有利于提高电机的效率。
80.本实用新型第四方面实施例提供了一种助力自行车，其包括本实用新型第二方面实施例的电机。
81.由于该助力自行车包括本实用新型第二方面实施例的电机，因此也具有本实用新型第二方面实施例的电机的全部有益效果，在此不再一一赘述。
82.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实
施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。