电机、动力总成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，特别涉及一种电机、动力总成及助力自行车。


背景技术：

2.相关技术中，动力总成主要包括电机和传动机构，电机的壳体内安装有定子组件，定子组件的刚度不足会造成振动噪音大，而且定子组件的定子绕组与电机壳体之间通过空气进行导热，然而由于空气的导热系数比较小，导致电机的散热性能比较差，使得电机的性能效率下降，从而恶化动力总成的输出效率。


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电机，能够降低振动噪音，提高散热性能。
4.本实用新型还提供一种具有上述电机的动力总成。
5.本实用新型另外还提供一种具有上述动力总成的助力自行车。
6.根据本实用新型第一方面实施例的电机，包括：
7.壳体，内部形成有空腔，所述壳体设有连通所述空腔的过线孔；
8.定子组件，设于所述空腔内，并与所述壳体的内壁过盈连接；
9.汇流排组件，设于所述空腔内且安装于所述定子组件沿轴向的一端，设有穿设于所述过线孔以连接电源的三相连接端子；
10.其中，所述定子组件与所述壳体之间填充有树脂材料，且所述汇流排组件还设有封设于所述过线孔的凸台座，所述三相连接端子安装于所述凸台座。
11.根据本实用新型第一方面实施例的电机，至少具有如下有益效果：
12.通过在定子组件与壳体之间填充树脂材料，树脂材料凝固后能够大大提升定子组件的刚度，防止定子组件容易晃动，从而能够有效降低定子组件的振动噪音，而且由于树脂材料的导热系数比空气大很多，因此定子组件的热量以及电机内部的其他热量可以通过树脂材料快速传递至壳体，然后通过壳体散发至外界，从而使得电机的散热性能大大提高，防止电机因温度过高而造成效率下降，同时能够通过凸台座封住壳体的过线孔，防止树脂材料渗出。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述树脂材料为热固性树脂材料。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述汇流排组件包括：
15.环形支撑架；
16.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；
17.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；
18.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；
19.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。
20.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。
21.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。
22.根据本实用新型的一些实施例，所述折弯部、所述第三主体部和所述第四主体部一体成型。
23.根据本实用新型的一些实施例，所述定子组件包括多个分块定子铁芯，以及绕设于所述分块定子铁芯的分块定子绕组。
24.根据本实用新型的一些实施例，同相绕组相邻槽之间的至少两个所述分块定子绕组为单线串联绕组。
25.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。
26.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。
27.根据本实用新型第二方面实施例的动力总成，包括本实用新型第一方面实施例的电机。
28.根据本实用新型第二方面实施例的动力总成，至少具有如下有益效果：
29.动力总成由于采用上述的电机，电机通过在定子组件与壳体之间填充树脂材料，能有效提升定子组件的刚度，降低动力总成的振动噪音，而且还能有效提升电机的散热性能，防止电机因温度过高而造成效率下降，有利于提高动力总成的输出效率。
30.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动力总成。
31.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：
32.由于采用上述的动力总成，有利于提高助力自行车的性能。
33.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
34.图1是本实用新型一些实施例的动力总成的立体结构示意图；
35.图2是图1的a-a剖视示意图；
36.图3是本实用新型一些实施例的动力总成的部分结构示意图；
37.图4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5是图4的汇流排组件的俯视示意图；
39.图6是图5的b-b剖视示意图；
40.图7是图6中的c处放大图；
41.图8是本实用新型一些实施例的汇流条的装配示意图；
42.图9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.图10是本实用新型一些实施例的定子总成的立体结构示意图；
44.图11是本实用新型一些实施例的定子总成的分解示意图；
45.图12是分块定子铁芯采用单独绕线的结构示意图；
46.图13是本实用新型另外一些实施例的定子总成的分解示意图；
47.图14是同相相邻槽的两个分块定子铁芯采用串联绕线的结构示意图。
48.附图标记：
49.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；凸台座170；
50.定子组件200；分块定子铁芯210；分块定子绕组220；接线端221。
51.壳体300；树脂材料310；过线孔320；
52.传动机构400；
53.转子组件500。
具体实施方式
54.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。
55.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。
56.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。
57.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。
58.相关技术中，动力总成主要包括电机和传动组件，电机的壳体内安装有定子组件，定子组件的刚度不足会造成振动噪音大，而且定子组件的定子绕组与电机壳体之间通过空气进行导热，然而由于空气的导热系数比较小，导致电机的散热性能比较差，使得电机的性能效率下降，从而恶化动力总成的输出效率。
59.为了解决上述的至少一个技术问题，本实用新型提出一种电机，能够降低振动噪音，提高散热性能。
60.参照图1和图2，本实用新型第一方面实施例提供的一种电机，包括定子组件200、转子组件500和壳体300，壳体300的内部形成有空腔，定子组件200设置于空腔内并与壳体300的内壁过盈连接，转子组件500可转动安装于定子组件200的中部。
61.电机工作时，定子组件200的绕组接通电源产生旋转的磁场，磁场作用于转子组件500使转子组件500相对定子组件200转动，当定子组件200的刚度不足时会容易产生较大的振动噪音。
62.参照图2，为此，本实用新型的实施例通过在壳体300与定子组件200之间填充树脂材料310，使得树脂材料310充满于壳体300与定子组件200之间的空隙，树脂材料310凝固后能够大大提升定子组件200的刚度，防止定子组件200容易晃动，从而能够有效降低定子总成的振动噪音。
63.另外，由于树脂材料310的导热系数通常可以达到0.2w/(mk)以上，而空气在常温下的导热系数只有0.0267w/(mk)。可见，树脂材料310的导热系数比空气大很多，因此定子组件200的热量以及电机内部的其他热量可以通过树脂材料310快速传递至壳体300，然后通过壳体300散发至外界，从而使得电机的散热性能大大提高，防止电机因温度过高而造成效率下降。
64.可以理解的是，树脂材料310为高分子树脂类材料，具体应用时，可以选用热固性树脂材料，热固性树脂材料可以更好地提升定子组件200的刚度和电机的导热性能。当然，也可以选用其他类型的树脂材料，本实用新型并不受限于此。
65.参照图2，具体的，电机还包括有汇流排组件100，汇流排组件100设置于空腔内且安装于定子组件200沿轴向的一端，汇流排组件100与定子组件200构成定子总成。
66.具体的，汇流排组件100可以通过设置有卡接端子160等结构，从而使得汇流排组件100能够通过卡接端子160卡扣安装于定子组件200的端部，安装和拆卸均比较方便。
67.参照图2，汇流排组件100设置有三相连接端子150，三相连接端子150一端连接电源，另一端连接定子组件200的绕组以向绕组供电。壳体300的外壁设置有过线孔320，过线孔320与空腔连通，从而使得三相连接端子150能够穿过过线孔320方便地连接位于壳体300外部的电源。
68.参照图2和图3，需要说明的是，树脂材料310灌注于壳体300内时，部分树脂材料310可能会从三相连接端子150与过线孔320的内壁之间的空隙渗出，造成树脂材料310的浪费以及对其他部件的影响。
69.为此，在本实用新型的一些实施例中，汇流排组件100还设置有凸台座，三相连接端子150安装于凸台座170上，凸台座170的底部与过线孔320的形状相匹配，因此凸台座170能够封设过线孔320，防止树脂材料310从过线孔320渗出。同时，凸台座170能够将三相连接端子150进行良好的固定，有利于三相连接端子150的定位，方便三相连接端子150与电控板对插安装。
70.参照图4至图8，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。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。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。凸台座位于环形支撑架140的上端，三相连接端子150安装于凸台座上，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。
71.参照图8，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用于连接电机定子部分绕组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。
72.参照图8，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用于连接电机定子另一部分绕组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。
73.参照图8和图9，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用于连接电机定子又一部分绕组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。
74.参照图6至图8，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。
75.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。
76.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141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，提升了电机的适配性。
77.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更多的轴向高度。
78.参照图7，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。
79.参照图8和图9，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。
80.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。
81.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。
82.需要说明的是，相关技术中，定子组件200通常采用整体铁芯进行绕线，绕线的槽满率比较低，影响电机的功率密度和性能的提升。为此，参照图10至图14，在本实用新型的一些实施例中，定子组件200由多个分块定子铁芯210以及分别绕设于相应分块定子铁芯210上的分块定子绕组220构成。本实用新型实施例通过将整体铁芯分割为多块分块定子铁芯210，有利于提高绕线的槽满率，有利于提升电机的功率密度和性能。
83.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。为此，参照图12和图14，本实用新型的一些实施例在采用分块定子铁芯210的基础上，再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。
84.需要说明的是，上述实施例中，参照图11和图12，每个分块定子铁芯210单独绕线时，每个分块定子绕组220具有两个接线端221，会导致定子组件200的接线端221比较多，因此需要汇流排组件100设置更多的连接部与接线端221进行连接，会导致汇流排的层数增加，而且会增加汇流排注塑工艺难度和降低注塑效率，从而增加汇流排的工艺制造成本。为此，参照图13和图14，在本实用新型的一些实施例中，同相绕组相邻槽之间的至少两个分块定子绕组220为单线串联绕组，使得同相绕组相邻槽之间的两个分块定子绕组220总共只有两个接线端221，从而大大减少定子组件200的接线端221的数量，从而简化了汇流排的结构设计，减少了接线端221的焊接数量，有效提升了制造效率，同时还为焊接工艺提供了足够的操作空间，保证了焊接工艺的可行性。
85.具体的，以12槽10极电机为例：若每个分块定子铁芯210单独绕线时，则每个分块定子绕组220均具有2个接线端221，此时定子组件200共有24个接线端221，但若同相相邻槽的2个分块定子铁芯210采用串联绕线时，即同相相邻槽之间的2个分块定子绕组220为单线串联绕组，则每个分块定子绕组220仅有1个接线端221，定子组件200总共只有12个接线端221，可见，同相相邻槽之间的2个分块定子绕组220为单线串联绕组时，能够大大缩减定子组件200总体的接线端221数量。
86.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，且还能保证同相绕组有相邻槽，从而可实现多个分块定子铁芯210的串联绕线。
87.本实用新型第二方面实施例提供了一种动力总成，该动力总成包括本实用新型第一方面实施例的电机。当然，动力总成还包括传动机构400、电控机构(图中未示出)等部件。电机通过传动机构400输出转矩，电控机构用于控制电机和传动机构400的运行。
88.该动力总成由于采用本实用新型第一方面实施例的电机，电机通过在定子组件与壳体300之间填充树脂材料310，能有效提升定子组件的刚度，降低动力总成的振动噪音，而且还能有效提升电机的散热性能，防止电机因温度过高而造成效率下降，有利于提高动力总成的输出效率。
89.本实用新型第三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动力总成。
90.由于该助力自行车包括本实用新型第二方面实施例的动力总成，因此也具有本实用新型第二方面实施例的动力总成的全部有益效果，在此不再一一赘述。
91.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。