定子总成、轮毂电机及电动车的制作方法

1.本实用新型涉及电机技术领域，特别涉及一种定子总成、轮毂电机及电动车。


背景技术：

2.在外转子电机中，制作定子组件中的硅钢材料利用率低，硅钢浪费率高，目前针对外转子电机的定子组件一般采用卷绕铁芯，能在一定程度上提高材料利用率，但是大部分定子组件都有齿靴，由于齿靴的存在，材料利用率最多只能达到70％，如果采用无齿靴直齿定子组件结构，绕组径向定位难以保证，采用胶粘固定的方式存在脱落可靠性不良的风险。


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，其通过设置无齿靴的齿部来提升硅钢材料的利用率，设置限位架用来防止绕组从齿部上脱落，在保证产品性能可靠性的前提下提升硅钢材料的利用率。
4.本实用新型还提出一种具有上述定子总成的轮毂电机。
5.本实用新型还提出一种具有上述轮毂电机的电动车。
6.根据本实用新型第一方面实施例的定子总成，包括定子组件、绕组及限位架，所述定子组件包括无齿靴的齿部及具有一定厚度且形成封闭的轭部，所述齿部分布在所述轭部的外周；绕组设置于所述齿部；限位架与所述定子组件连接，限位架用于限制所述绕组相对所述齿部的径向位置。
7.根据本实用新型实施例的定子总成，至少具有如下有益效果：定子组件一般采用硅钢片裁切而成，如果齿部设置有齿靴，在切割硅钢片时，必须要根据齿靴去设计拼料裁切方式，以提高硅钢片的利用率，但是无论如何优化，在有齿靴的情况下，硅钢片的材料利用率最多也只能达70％，很难进一步提升。本实施例的定子总成通过设置无齿靴的齿部可以进一步提高硅钢片的材料利用率，与此同时，无齿靴的齿部有利于绕组在外部工装上完成绕线，然后再径向插入到齿部；由于缺少齿靴对绕组定位，绕组存在从齿部滑出的风险，而限位架可以有效的避免绕组从齿部滑脱，保证产品性能稳定可靠。
8.根据本实用新型的一些实施例，所述齿部的两相对侧壁平行设置。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述齿部的齿宽为l1，沿所述轭部的周向，相邻所述齿部的齿根之间的距离为l2，满足：1mm≤(l2-l1)≤3mm。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述限位架包括安装部和限位部，所述安装部与所述定子组件连接，所述限位部设置于所述安装部的一侧，所述限位部与所述绕组的外端面配合。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述限位部包括两根叉杆，两个所述叉杆之间的间距与所述齿部的宽度相适配，所述叉杆与所述绕组的外端面抵接。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述绕组具有出线头，所述安装部的另一侧设置有过桥连接线，所述过桥连接线与所述出线头电连接。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述安装部的另一侧设置有铜铝过渡端子。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述轭部内固定安装有定子支架，所述限位架与所述定子支架可拆卸地连接。
15.根据本实用新型的一些实施例，所述限位架通过卡扣结构或者螺钉安装于所述定子支架。
16.根据本实用新型的一些实施例，所述绕组采用的导线的横截面呈长方形、腰圆形的一种或多种。
17.根据本实用新型的一些实施例，所述绕组采用铝漆包线。
18.根据本实用新型第二方面实施例的一种轮毂电机，包括第一方面实施例所述的定子总成。
19.根据实用新型实施例的轮毂电机，至少具有如下有益效果：定子总成中的定子组件一般采用硅钢片裁切而成，如果齿部设置有齿靴，在切割硅钢片时，必须要根据齿靴去设计拼料裁切方式，以提高硅钢片的利用率，但是无论如何优化，在有齿靴的情况下，硅钢片的材料利用率最多也只能达70％，很难进一步提升。本实施例的轮毂电机中的定子总成通过设置无齿靴的齿部可以进一步提高硅钢片的材料利用率，与此同时，无齿靴的齿部有利于绕组在外部工装上完成绕线，然后再径向插入到齿部；由于缺少齿靴对绕组定位，绕组存在从齿部滑出的风险，而限位架可以有效的避免绕组从齿部滑脱，保证产品性能稳定可靠。
20.根据本实用新型第三方面实施例的一种电动车，包括第二方面实施例所述的轮毂电机。
21.根据实用新型实施例的电动车，至少具有如下有益效果：定子总成中的定子组件一般采用硅钢片裁切而成，如果齿部设置有齿靴，在切割硅钢片时，必须要根据齿靴去设计拼料裁切方式，以提高硅钢片的利用率，但是无论如何优化，在有齿靴的情况下，硅钢片的材料利用率最多也只能达70％，很难进一步提升。本实施例的电动车中的定子总成通过设置无齿靴的齿部可以进一步提高硅钢片的材料利用率，与此同时，无齿靴的齿部有利于绕组在外部工装上完成绕线，然后再径向插入到齿部；由于缺少齿靴对绕组定位，绕组存在从齿部滑出的风险，而限位架可以有效的避免绕组从齿部滑脱，保证产品性能稳定可靠。
附图说明
22.图1为本实用新型定子总成的一种实施例的示意图；
23.图2为图1中的a-a剖视图；
24.图3为图1中b处局部放大图；
25.图4为图2中c局局部放大图；
26.图5为本实用新型定子总成中定子组件、定子支架及绕组的一种实施例的装配示意图；
27.图6为本实用新型定子总成中定子组件的一种实施例的示意图；
28.图7为本实用新型定子总成中限位架的的一种实施例的示意图一；
29.图8为本实用新型定子总成中限位架的的一种实施例的示意图二；
30.图9为本实用新型定子总成中定子组件冲片结构；
31.图10为本实用新型定子总成中的定子组件冲片排料示意图。
32.附图标记：定子组件100；齿部110；轭部120；定子支架130；
33.绕组200；出线头210；
34.限位架300；安装部310；限位部320；叉杆330；连接杆340；
35.过桥连接线400。
具体实施方式
36.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。
37.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。
38.在本实用新型的描述中，多个指的是两个以上。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。
39.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接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。
40.如图1至图10所示，本实用新型第一方面实施例提供一种定子总成，用于外转子电机，定子总成包括定子组件100、绕组200及限位架300，定子组件100包括无齿靴的齿部110及具有一定厚度且形成封闭的轭部120，无齿靴的齿部110意味着齿部110的侧壁没有向外延伸的用于对绕组200进行限位的结构，沿轭部120的径向向外，齿部110的横截面面积不变或者呈变小的趋势，多个齿部110均匀分布在轭部120的外周；绕组200设置于齿部110；限位架300与定子组件100连接，限位架300用于限制绕组200相对齿部110的径向位置，以防止绕组200从齿部110上滑脱。
41.定子组件100一般采用硅钢片裁切而成，将裁切出的硅钢片加工成卷绕式的定子组件100，为了提高硅钢片的利用率，在裁切时需要提前设计好拼料裁切方式，如果齿部110设置有齿靴，在切割硅钢片时，必须要根据齿靴去设计拼料裁切方式，但是无论如何优化，在有齿靴的情况下，硅钢片的材料利用率最多也只能达70％，很难进一步提升。本实施例的定子总成由于没有齿靴，在设计拼料裁切方式时，无需考虑齿靴的因素，可以进一步优化拼料裁切方式，进而提高硅钢片的材料利用率，与此同时，无齿靴的齿部110有利于绕组200在外部工装上完成绕线，然后再径向插入到齿部110，如果存在齿靴，齿靴的宽度必然大于齿部110的宽度，在外部完成绕线的绕组200无法插入到齿部110，绕组200会被齿靴阻挡。由于缺少齿靴对绕组200进行定位，绕组200存在从齿部110滑出的风险，而限位架300可以有效的避免绕组200从齿部110滑脱，保证产品性能稳定可靠。
42.需要说明的是限位架300与定子组件100的连接方式可以是固定连接，也可以是可拆卸的连接；其中，固定连接可以采用焊接或者铆接的方式固定；其中，可拆卸的连接可以
采用螺钉或者卡扣结构进行连接，等等。
43.具体而言，如图6所示，在本实用新型的一些实施例中，齿部110的两相对侧壁平行设置，即齿部110呈直齿状，齿部110的横截面大小不变，呈长方体状，藉此，卷绕前的定子组件上的齿部110呈矩形波的形状，如图9所呈现，此形状利于对拼排料，如图10所示，可以充分利用硅钢板，减少废料的产生，提升硅钢片的利用率。
44.此外，齿部110设置为直齿状时，绕线时导线可以逐层绕线，对导线的形状无特殊要求，故而适用于各种形状的导线，便于绕组200的绕线工序，减少绕线过程中的不稳定因素。
45.上述实施例中，绕组200在外部利用工装完成绕线，操作空间大；如果直接在齿部110上绕线，由于操作空间限制，某些区域无法进行绕线，导致槽满率受到限制，难以进一步提升，而本实施例相对直接在齿部110上绕线不用担心操作空间太小的问题，可以有效提高槽满率。
46.如图9所示，为便于后续表述，将齿部110的齿宽记为l1，沿轭部120的周向，将相邻齿部110的齿根之间的距离记为l2，经过大量的实验测试发现，l1和l2的关系在满足1mm≤(l2-l1)≤3mm时，可以在保证高速精密冲压工艺可行性的前提条件下实现硅钢片材料利用率最大化，满足该关系时，硅钢片的材料利用率可达86％以上；l1和l2的关系满足(l2-l1)《1mm时，会造成高速精密冲压工艺无法满足冲片的精度要求，l1和l2的关系满足(l2-l1)》3mm时，硅钢片材料的利用率相对较低。
47.需要说明的是，齿部110的实现方式并不局限于上述方式，其还可以采用其它的方式实现，例如，齿部110的两相对侧壁的上部可以相对靠拢，藉此，沿轭部120的径向向外，齿部110的横截面面积呈变小的趋势，此时在设计拼料裁切方式时，亦无需考虑齿靴的因素，故而可以进一步优化拼料裁切方式，进而提高硅钢片的材料利用率，而且由于齿部110呈上小下大的形状，可以利于在外部完成绕线的绕组200与齿部110引导对准，提升组装效率。
48.如图7所示，在本实用新型的一些实施例中，限位架300包括安装部310和限位部320；安装部310设置呈板状，形状为环形，安装部310与定子组件100固定连接或者可拆卸地连接，举例来讲，其中，固定连接可以采用焊接或者铆接，可拆卸地连接可以采用螺钉连接；限位部320的数量有多个，与齿部110的数量对应设置，多个限位部320均设置于安装部310的一侧，多个限位部320与安装部310形成一个类似凹槽的安装空间，定子组件100位于此安装空间，限位部320与绕组200外端面配合，防止绕组200从齿部110上滑脱。上述限位架300的实施例结构简单、对绕组200的限位稳定可靠。
49.如图7和图8所示，具体而言，在本实用新型的一些实施例中，每个限位部320包括两根平行设置的叉杆330，两根叉杆330之间的间距与齿部110的宽度相适配，以便叉杆330能够容纳齿部110，叉杆330与绕组200的外端面抵接，使得限位部320可以有两个点作用在绕组200上，以便对绕组200进行稳定限位。
50.此外，在本实用新型的某些实施例中，两根叉杆330之间还可以设置连接杆340，连接杆340与叉杆330垂直设置，此时连接杆340与绕组200的外端面抵接，连接杆340也可以对绕组200进行限位，即限位部320可以有三个点作用在绕组200上，进一步提升对绕组200限位的稳定性。
51.需要说明的是，限位部320的实施方式并不局限于上述的实施例，其还可以采用其
它的实施方式，例如，每个限位部320可以只包括一根叉杆330，通过单根叉杆330对绕组200进行限位；或者每个限位部320包括两根不平行的叉杆330，等等。
52.如图1至图5所示，在本实用新型的一些实施例中，轭部120内固定安装有定子支架130，限位架300与定子支架130可拆卸地连接。定子支架130与轭部120之间可以通过过盈连接固定，或者通过焊接或者螺丝将二者固定，等等。定子支架130用于填充轭部120内的空间，可以起到增加定子组件100结构强度的作用，同时，定子支架130可用于与其它结构连接。
53.此外，需要说明的是，定子支架130可以设置呈板状，在定子支架130上开设一些通孔以减轻重量；也可以将定子支架130设置为辐条状，等等。
54.具体而言，限位架300除了可以与定子组件100连接以外，在本实用新型的一些实施例中，限位架300还可以通过卡扣结构安装于定子支架130；卡扣结构包括设置在限位架300上的卡孔和设置在定子支架130上的卡勾；卡孔贯穿限位架300，卡勾凸出设置在定子支架130靠近限位架300的侧壁上。
55.当然，本领域技术人员可以理解的是，限位架300与定子支架130之间还可以采用别的方式连接，例如，可以通过螺钉连接，等等。
56.如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，绕组200具有出线头210，出线头210穿过安装部310，安装部310的另一侧设置有过桥连接线400，过桥连接线400与出线头210电连接，通过过桥连接线400将绕组200连接；其中，安装部310上设置有卡位，过桥连接线400通过这些卡位进行初步定位，然后过桥连接线400与出线头210可以采用焊接的方式连接固定，或者过桥连接线400与出线头210采用打结连接的方式固定，等等。
57.具体而言，过桥连接线400及绕组200可以采用铝漆包线绕线而成，绕组200采用铝线在保证电机性能要求的同时提升了产品的市场竞争力，过桥连接线400采用铝线，利于和绕组200出线头210焊接连接。
58.上述的限位架，既可以用来对绕组200进行径向限位，防止绕组200从齿部110滑脱，又可以用来安装过桥连接线400，结构设计合理，紧凑实用，可以有效缩小定子总成的体积。
59.当然，在某些对性能要求高，对成本不敏感的应用场景下，绕组200还可以采用铜漆包线绕线而成，以便提升导电性能。
60.在本实用新型的一些实施例中，绕组200采用的导线横截面呈长方形、腰圆形的一种或多种；藉此，相对传统的圆形导线，本实施例可以减少绕线完成后导线之间的间隙，进而达到提高槽满率的目的。采用上述形状的导线在外部工装完成绕线后，再装配到齿部110上，槽满率可达75％左右，相对传统结构中55％的槽满率有较大提升，从而在电机体积不增加的条件下提升了电机的功率密度和性能。
61.在本实用新型的一些实施例中，安装部310的另一侧设置有铜铝过渡端子，铜铝过渡端子是一种电力传输连接用的铜铝过渡端子，包括铝制的基板，在基板表面的下半部分上设有铜片层，且该铜片层和相应的基板表面部分紧贴熔合连接为一体式无钎料结构；铝制的基板与过桥连接线400焊接或者打结连接，铜片层与电控板连接，可解决铜铝无法焊接或焊接不良问题。
62.本实用新型的一些实施例的组装过程如下：按照设计对硅钢片进行冲裁，冲裁出
的硅钢片加工成卷绕式的定子组件100，然后通过过盈装配方法，将定子组件100与定子支架130固定连接形成组件；在外部利用工装绕制绕组200，工装形状与齿部110的形状对应，绕组200绕制完成后，将绕组200装配到定子组件的齿部110上，然后将限位架300扣在定子组件上，此时叉杆330抵接在绕组200的外端面，过桥连接线400与出线头210对接上，将过桥连接线400与出线头210焊接固定，再将过桥连接线400与铜铝过渡端子焊接固定，即可完成定子总成的装配。
63.根据本实用新型第二方面实施例的一种轮毂电机，包括第一方面实施例的定子总成，定子总成与转子总成装配形成电机，转子总成与轮毂为一体式结构。定子组件100一般采用硅钢片裁切而成，将裁切出的硅钢片加工成卷绕式的定子组件100，为了提高硅钢片的利用率，在裁切时需要提前设计好拼料裁切方式，如果齿部110设置有齿靴，在切割硅钢片时，必须要根据齿靴去设计拼料裁切方式，但是无论如何优化，在有齿靴的情况下，硅钢片的材料利用率最多也只能达70％，很难进一步提升。本实施例的定子总成由于没有齿靴，在设计拼料裁切方式时，无需考虑齿靴的因素，可以进一步优化拼料裁切方式，进而提高硅钢片的材料利用率，与此同时，无齿靴的齿部110有利于绕组200在外部工装上完成绕线，然后再径向插入到齿部110，如果存在齿靴，齿靴的宽度必然大于齿部110的宽度，在外部完成绕线的绕组200无法插入到齿部110，绕组200会被齿靴阻挡。由于缺少齿靴对绕组200进行定位，绕组200存在从齿部110滑出的风险，而限位架300可以有效的避免绕组200从齿部110滑脱，保证产品性能稳定可靠。
64.根据本实用新型第三方面实施例的一种电动车，包括第三方面实施例的轮毂电机。定子组件100一般采用硅钢片裁切而成，将裁切出的硅钢片加工成卷绕式的定子组件100，为了提高硅钢片的利用率，在裁切时需要提前设计好拼料裁切方式，如果齿部110设置有齿靴，在切割硅钢片时，必须要根据齿靴去设计拼料裁切方式，但是无论如何优化，在有齿靴的情况下，硅钢片的材料利用率最多也只能达70％，很难进一步提升。本实施例的定子总成由于没有齿靴，在设计拼料裁切方式时，无需考虑齿靴的因素，可以进一步优化拼料裁切方式，进而提高硅钢片的材料利用率，与此同时，无齿靴的齿部110有利于绕组200在外部工装上完成绕线，然后再径向插入到齿部110，如果存在齿靴，齿靴的宽度必然大于齿部110的宽度，在外部完成绕线的绕组200无法插入到齿部110，绕组200会被齿靴阻挡。由于缺少齿靴对绕组200进行定位，绕组200存在从齿部110滑出的风险，而限位架300可以有效的避免绕组200从齿部110滑脱，保证产品性能稳定可靠。