一种外转子轮毂电机的内定子及其成型方法

技术领域

本发明属于轮毂电机技术领域，具体涉及一种外转子轮毂电机的内定子及其成型方法。

背景技术

拼块式定子一般应用在集中绕组电机，电机的定子可以按每个齿分为若干个铁芯，每个铁芯绕完线后再拼接成一个定子整体。拼块式定子具有一系列优点，由于小铁芯单独绕线，所以自动化绕线容易实现，非常便于大规模生产，绕线设备开发的成本较低，电机的槽满率也可以做的更高，由此改善电机的性能。同时每个齿部冲片单独冲压出来，冲片的材料利用率较高，冲片的成本也可以降低。

在新能源汽车轮毂电机应用中，为了在有限的空间里提供最大的扭矩，通常都会把电机做成外转子，对于这种外转子轮毂电机，要求定子铁芯的整体强度好，同时在定子铁芯和液冷支架之间要求有很大的过盈配合，以便传递大的扭矩。但是拼块式定子由于整体铁芯是由每个小铁芯拼接而成，所以在这一类应用中，定子铁芯的整体强度比较差，同时也很难对装在整体铁芯内部的液冷支架提供大的过盈，这些关键的问题和难点就限制了拼块式定子在外转子轮毂电机中的应用，为此我们提出一种外转子轮毂电机的内定子及其成型方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种外转子轮毂电机的内定子及其成型方法，通过这种定子成型方法，能够保持拼块式定子易于绕线，槽满率高，易于大批量生产，成本低等优点，同时解决拼块式定子整体成型、整体强度较差以及在铁芯和液冷支架之间如何可靠的传递大扭矩的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种外转子轮毂电机的内定子及其成型方法，包括如下步骤：

A、首先是内定子线圈组成型，矽钢片通过冲压形成冲片，冲片上带有焊接槽以及凸台、尾扣以及冲片通过叠压形成了每齿铁芯,每齿铁芯均具有尾扣；

B、在把槽绝缘敷设到每齿铁芯后，通过绕线机，把漆包线绕制到每齿铁芯上，若干个每齿铁芯组成一个内定子线圈组；

C、然后把一台电机的所有内定子线圈组通过工装设备，拼圆成整圆铁芯，在相邻每齿铁芯的焊接槽处进行焊接；

D、另外特殊设计了液冷支架，液冷支架是铝合金材料，可以方便的用挤压拉伸的办法成型，液冷支架上有尾扣槽及液冷回路；

E、最后通过工装把铁芯液冷支架压入到整圆铁芯内部，形成了内定子总成或者采取直接把内定子线圈组按顺序依次压入到液冷支架上。

进一步地，外转子电机的整圆铁芯与液冷支架之间不具有过盈配合，且不依靠过盈传递扭矩。

进一步地，所述尾扣具体为矩形尾扣。

进一步地，所述尾扣具体为梯形尾扣。

进一步地，液冷支架的材料为铝合金材料，可以使用挤压拉伸方法成型。

进一步地，液冷支架上带有多组液冷回路，液冷回路分布在液冷支架的尾扣槽或者液冷支架的凸台底部，可以高效的冷却每齿铁芯。

进一步地，液冷支架既可以采用压入方式与整圆铁芯固定，也可以分别把一个一个的内定子线圈组按顺序依次压入到液冷支架中，最终形成内定子总成。

进一步地，一种外转子轮毂电机的内定子，包括多个环形排布的每齿铁芯1，所述每齿铁芯1通过矽钢片通过冲压形成冲片，并叠压形成了每齿铁芯1，所述每齿铁芯1上具有焊接槽2、扣点6以及尾扣，所述每齿铁芯1的外侧敷设了槽绝缘5，每齿铁芯1的外侧包裹有漆包线绕组4，多个每齿铁芯1形成圆环，所述每齿铁芯1的内侧安装有液冷支架10，所述液冷支架10的内侧具有液冷回路，所述液冷支架10上具有尾扣槽7，所述尾扣槽7与尾扣配合使用

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

1.本发明解决了在外转子电机的内定子上应用拼块式定子时，整体铁芯强度差的问题，本发明中的每齿铁芯在液冷支架上得到了可靠的固定；

2.本发明解决了在外转子电机的内定子上应用拼块式定子时，在整体铁芯和液冷支架之间无法通过过盈传递扭矩的关键难点，本发明中的每齿铁芯与液冷支架之间可以可靠地传递大扭矩；

3.应用本发明后，外转子轮毂电机绕组绕制设备的开发难度大幅降低，同时可以提高槽满率，改善电机性能，易于实现大批量生产，降低制造成本；

4.本发明可以大幅增加每齿铁芯与液冷支架之间的接触面积，通过液冷支架上的多组液冷回路，显著改善电机的散热；

5.在外转子轮毂电机的设计中，电机一般为多极，低速输出大的扭矩，定子扼部的厚度按磁密的设计，可以设计的很薄，但是基于强度的考虑，最终实际的设计一般又较厚。在本发明中，每齿铁芯的扼部不再提供强度作用，仅仅是保证磁场的通过，所以，扼部可以设计的很薄，这样带来了重量的减轻；

6.本发明也可以把内定子线圈组分别依次压入到液冷支架，真正让液冷支架提供每个每齿铁芯的固定，基本不需要每齿铁芯之间提供固定，这解决了电机包括拼块式定子一般都需要先行拼接成整圆铁芯的传统难题，大幅简化了电机定子的制作难度，降低了相关成本。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1是本发明的内定子线圈组矩形尾扣示意图；

图2是本发明的拼成整圆铁芯矩形尾扣示意图；

图3是本发明的液冷支架矩形尾扣示意图；

图4是本发明的压入形成外转子电机内定子总成矩形尾扣示意图；

图5是本发明实施例二的内定子线圈组梯形尾扣示意图；

图6是本发明实施例二的拼成整圆铁芯梯形尾扣示意图；

图7是本发明实施例二的液冷支架梯形尾扣示意图；

图8是本发明实施例二的压入形成外转子电机内定子总成梯形尾扣示意图；

图9是本发明的各线圈组依次压入以形成内定子总成示意图；

图中：1、每齿铁芯；2、焊接槽；3、矩形尾扣；4、漆包线绕组；5、槽绝缘；6、扣点；7、尾扣槽；8、第一液冷回路；9、第二液冷回路；10、液冷支架；11、焊缝焊接处；12、梯形尾扣。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。

实施例一

参照图1-图4，本发明提出的一种技术方案：一种外转子轮毂电机的内定子及其成型方法，包括如下步骤：

A、首先是内定子线圈组成型，矽钢片通过冲压形成冲片，冲片上带有焊接槽2以及凸台、尾扣以及冲片通过叠压形成了每齿铁芯1,每齿铁芯5均具有尾扣；

B、在把槽绝缘敷设到每齿铁芯1后，通过绕线机，把漆包线绕制到每齿铁芯1上，若干个每齿铁芯1组成一个内定子线圈组；

C、然后把一台电机的所有内定子线圈组通过工装设备，拼圆成整圆铁芯，在相邻每齿铁芯1的焊接槽2处进行焊接；

D、另外特殊设计了液冷支架10，液冷支架10是铝合金材料，可以方便的用挤压拉伸的办法成型，液冷支架10上有尾扣槽7及液冷回路；

E、最后通过工装把铁芯液冷支架10压入到整圆铁芯内部，形成了内定子总成或者采取直接把内定子线圈组按顺序依次压入到液冷支架10上。

本实施例中，外转子电机的整圆铁芯与液冷支架10之间不具有过盈配合，且不依靠过盈传递扭矩。

本实施例中，尾扣具体为矩形尾扣3。

本实施例中，液冷支架10的材料为铝合金材料，可以使用挤压拉伸方法成型。

本实施例中，液冷支架10上带有多组液冷回路，液冷回路分布在液冷支架10的尾扣槽7或者液冷支架10的凸台底部，可以高效的冷却每齿铁芯1。

本实施例中，液冷支架10既可以采用压入方式与整圆铁芯固定，也可以分别把一个一个的内定子线圈组按顺序依次压入到液冷支架10中，最终形成内定子总成。

本实施例中，一种外转子轮毂电机的内定子，包括多个环形排布的每齿铁芯1，每齿铁芯1通过矽钢片通过冲压形成冲片，并叠压形成了每齿铁芯1，每齿铁芯1上具有焊接槽2、扣点6以及尾扣，每齿铁芯1的外侧敷设了槽绝缘5，每齿铁芯1的外侧包裹有漆包线绕组4，多个每齿铁芯1形成圆环，每齿铁芯1的内侧安装有液冷支架10，液冷支架10的内侧具有液冷回路，液冷支架10上具有尾扣槽7，尾扣槽7与尾扣配合使用。

本发明的工作原理及使用流程：图1到图4，这是矩形尾扣3的内定子成型方法，在图1中，首先是用矽钢片材料通过冲床，冲出每齿冲片，每齿冲片上带有焊接槽2、矩形尾扣3、扣点6，每齿冲片叠压后形成了每齿铁芯1,然后在每齿铁芯1上敷设了槽绝缘5，通过专门的绕线设备，把漆包线绕组4绕制到每齿铁芯1上，由于是外绕线，绕线非常方便，一般的针式绕线就可以实现，同时槽满率非常高。根据设计的需要，若干个每齿铁芯1连绕成了一个内定子线圈组；图2中，使用专门的工装设备，把所有的内定子线圈组拼接成一个整圆，并在焊缝焊接处11进行焊接，形成一个初步的整体，这个整圆铁芯的整体强度很低，只是让整圆铁芯能够在压入液冷支架10前能初步固定，整圆铁芯被工装精确定位；

图3是特殊设计的液冷支架10，液冷支架10上带有尾扣槽7、第一液冷回路8以及第二液冷回路9多组液冷回路，如图3所示，液冷回路可以设计在尾扣槽底以及液冷支架10的每个凸台中，非常接近于每齿铁芯1，可以对每齿铁芯1进行高效的冷却，从图中也可以看出来，每齿铁芯1与液冷支架10的接触面积大幅增加，可以大幅改善电机的冷却效果；液冷支架10是铝合金材料，尾扣槽7、第一液冷回路8以及第二液冷回路9都可以用挤压拉伸的方法很方便的成型，或者初步成型，制造成本低；

图4所示是把液冷支架10液冷支架10压入到整圆铁芯中，形成了矩形尾扣3的内定子总成,压入前，整圆铁芯被工装精确定位，液冷支架10的一端有倒角与整圆铁芯相配，方便压入，同时压入过程中，也可以使用润滑材料以便进入的更方便；压入后，可以看到，每个每齿铁芯1都能够通过与液冷支架10的接触面有效传递扭矩，同时每个每齿铁芯1被液冷支架10可靠的固定。

实施例二

参照图1-图4，本发明提出的一种技术方案：一种外转子轮毂电机的内定子及其成型方法，包括如下步骤：

A、首先是内定子线圈组成型，矽钢片通过冲压形成冲片，冲片上带有焊接槽2以及凸台、尾扣以及冲片通过叠压形成了每齿铁芯1,每齿铁芯5均具有尾扣；

B、在把槽绝缘敷设到每齿铁芯1后，通过绕线机，把漆包线绕制到每齿铁芯1上，若干个每齿铁芯1组成一个内定子线圈组；

C、然后把一台电机的所有内定子线圈组通过工装设备，拼圆成整圆铁芯，在相邻每齿铁芯1的焊接槽2处进行焊接；

D、另外特殊设计了液冷支架10，液冷支架10是铝合金材料，可以方便的用挤压拉伸的办法成型，液冷支架10上有尾扣槽7及液冷回路；

E、最后通过工装把铁芯液冷支架10压入到整圆铁芯内部，形成了内定子总成或者采取直接把内定子线圈组按顺序依次压入到液冷支架10上。

本实施例中，外转子电机的整圆铁芯与液冷支架10之间不具有过盈配合，且不依靠过盈传递扭矩。

本实施例中，尾扣具体为梯形尾扣12。

本实施例中，液冷支架10的材料为铝合金材料，可以使用挤压拉伸方法成型。

本实施例中，液冷支架10上带有多组液冷回路，液冷回路分布在液冷支架10的尾扣槽7或者液冷支架10的凸台底部，可以高效的冷却每齿铁芯1。

本实施例中，液冷支架10既可以采用压入方式与整圆铁芯固定，也可以分别把一个一个的内定子线圈组按顺序依次压入到液冷支架10中，最终形成内定子总成。

本实施例中，一种外转子轮毂电机的内定子，包括多个环形排布的每齿铁芯1，每齿铁芯1通过矽钢片通过冲压形成冲片，并叠压形成了每齿铁芯1，每齿铁芯1上具有焊接槽2、扣点6以及尾扣，每齿铁芯1的外侧敷设了槽绝缘5，每齿铁芯1的外侧包裹有漆包线绕组4，多个每齿铁芯1形成圆环，每齿铁芯1的内侧安装有液冷支架10，液冷支架10的内侧具有液冷回路，液冷支架10上具有尾扣槽7，尾扣槽7与尾扣配合使用。

本发明的工作原理及使用流程：图5到图8，是带有梯形尾扣12的内定子成型过程，图五是梯形尾扣12的内定子线圈组，图六是内定子线圈组拼成了整圆铁芯，图七是专门设计的梯形尾扣12的铁芯液冷支架10，图八是压入液冷支架10后形成了梯形尾扣12的内定子总成；通过梯形尾扣12的设计，也可以方便的起到即能够传递扭矩又能够牢固固定每齿铁芯1的功能；

本发明描述了矩形尾扣3和梯形尾扣12两种尾扣形式的实施例，但本发明并不限于这两种尾扣，只要是带尾扣功能的任意其它结构，都是本发明所涵盖的范畴。

对于每齿铁芯1和液冷支架10的装配方式，除实施例一和实施例二所描述的以外，也可以采取如图9所示的方式，把一个一个的内定子线圈组或者一个一个的每齿铁芯1依次压入到液冷支架10上，形成内定子总成。在这种方式中，每个每齿铁芯1的固定完全由液冷支架10来提供，每齿铁芯1之间基本不需要相互固定，这解决了电机包括拼块式定子一般都需要先行拼接成整圆铁芯的传统难题，大幅简化了电机定子的制作难度，降低了相关成本。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。