定子组件及具有其的电机的制作方法

1.本发明涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种定子组件及具有其的电机。


背景技术：

2.随着新能源汽车产业和技术快速发展，人们对新能源汽车的动力性能要求越来越高，以轴向磁通轮毂电机为代表的新型电机逐渐被应用到实车中。轴向磁通轮毂电机的结构紧凑、转矩密度大、功率密度大、工作效率高，但是也存在着发热量大、散热性能差的问题。解决轴向磁通轮毂电机的散热问题，对于提升电机性能至关重要。
3.油冷散热由于其绝缘性好、可直接接触热源、散热效率高的优点，非常适用于轴向磁通轮毂电机，尤其是定子部分的冷却设计。轴向磁通轮毂电机的绝大部分损耗位于定子，且定子中可以很方便地设计用于冷却油流动的油道，因此适合采用油冷散热。
4.当前油冷散热已在轴向磁通轮毂电机中得到了应用，但是普遍存在以下两个问题：
5.(1)冷却油路设计不合理，导致散热效率偏低，未能充分发挥油冷散热的优势；
6.(2)在设计冷却油路时，没有考虑结构干涉和制造工艺问题，工程可实现性差。
7.为了解决上述问题，提升轴向磁通轮毂电机的散热效率，有必要对轴向磁通轮毂电机的定子组件进行合理的设计与优化。


技术实现要素：

8.本发明的主要目的在于提供一种定子组件及具有其的电机，以解决现有技术中冷却油路设计不合理的问题。
9.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种定子组件，包括：壳体，壳体设有内壳与外壳，内壳与外壳之间形成容纳腔；定子铁芯组件，定子铁芯组件由多个定子铁芯组成，多个定子铁芯沿内壳的周向间隔地设置；容纳腔内设有两个导流板，两个导流板与部分的定子铁芯组件的外周侧之间围成第一导流腔，其余部分的定子铁芯组件的外周侧与外壳之间围设成第三导流腔，定子铁芯组件的内周侧与内壳的外周面之间围成第二导流腔，从壳体外侧流入的冷却油依次经过第一导流腔、第二导流腔和第三导流腔后流出壳体外。
10.进一步地，第一导流腔通过至少两个定子铁芯组件之间形成的间隙与第二导流腔连通，第二导流腔通过其余相邻的定子铁芯组件之间形成的间隙与第三导流腔连通。
11.进一步地，外壳上还设有进液口与出液口，其中，进液口设置在两个导流板之间并与第一导流腔连通，出液口与第三导流腔连通。
12.进一步地，内壳的外周面设置有多个肋板，多个肋板将第二导流腔分割成多个导流腔单元，相邻导流腔单元之间连通地设置。
13.进一步地，多个肋板中的部分肋板设置有导通结构，相邻导流腔单元通过导通结构连通。
14.进一步地，导通结构的过流量沿预设方向逐渐减小地设置。
15.进一步地，壳体还设有两个环形盖板，两个环形盖板与内壳、外壳之间围成容纳腔，两个环形盖板中至少一个设有多个通孔，多个通孔与多个定子铁芯的端部一一对应的设置。
16.进一步地，两个环形盖板上还设有凹槽，凹槽设置在其中两个通孔之间，其中，凹槽与第一导流腔连通。
17.进一步地，靠近第一导流腔的两个定子铁芯上缠绕的定子线圈的轴向尺寸均为b，其中，b＝n*h；其中，n为每个定子线圈在轴向的导线数量；h为每根导线沿定子线圈的轴向的厚度；其余的定子铁芯上缠绕的定子线圈的轴向尺寸为b，b＝n*(h+δh)；其中，δh为相邻导线沿定子线圈的轴向方向的间隙。
18.进一步地，两个导流板采用环氧树脂材料制成。
19.进一步地，定子组件还包括：定子铁芯支架，定子铁芯支架为两个，两个定子铁芯支架设置于定子铁芯组件的两侧，其中一个定子铁芯支架与外壳连接，另一个定子铁芯支架与内壳连接；定子齿靴，定子齿靴为多个，定子齿靴两端分别设置于两个定子铁芯支架靠近定子铁芯组件的一端连接，定子铁芯的两侧分别设有一个定子齿靴；绝缘支架，绝缘支架沿定子铁芯组件外周侧设置，相邻的绝缘支架具有间隙地设置。
20.根据本发明的另一方面，提供了一种电机，包括定子组件，定子组件为上述的定子组件。
21.应用本发明的技术方案，将壳体设有内壳与外壳，内壳与外壳之间形成容纳腔，并将定子铁芯组件套设于内壳上容纳腔内设有两个导流板，两个导流板与定子铁芯组件之间形成第一导流腔，定子铁芯组件与内壳之间形成第二导流腔，定子铁芯组件与外壳之间形成第三导流腔，有效地增加了冷却油的流动面积，使得定子的冷却效率得到提高，并且简化了转子的结构有效地降低了制造工艺。
附图说明
22.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
23.图1示出了根据本发明的一种定子组件的第一实施例的结构示意图；
24.图2示出了图1中a部分的放大示意图；
25.图3示出了根据本发明的一种定子组件的第二实施例的结构示意图；
26.图4示出了图3中b部分的放大示意图；
27.图5示出了根据本发明的一种内壳的第一实施例的结构示意图；
28.图6示出了根据本发明的一种定子组件的第三实施例的结构示意图；
29.图7示出了根据本发明的一种环形盖板的第一实施例的结构示意图；
30.图8示出了根据本发明的一种定子组件的第四实施例的结构示意图。
31.其中，上述附图包括以下附图标记：
32.10、壳体；11、内壳；110、肋板；111、导通结构；112、导流腔单元；12、外壳；13、容纳腔；14、导流板；15、进液口；16、出液口；17、环形盖板；171、通孔；172、凹槽
33.20、定子铁芯组件；21、定子铁芯；22、定子线圈；
34.30、第一导流腔；31、第二导流腔；32、第三导流腔；
35.40、定子铁芯支架；41、定子齿靴；42、绝缘支架。
具体实施方式
36.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
37.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
38.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
39.现在，将参照附图更详细地描述根据本技术的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本技术的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。
40.结合图1至图8所示，根据本技术的具体实施例，提供了一种定子组件。
41.具体地，一种定子组件包括：壳体10，壳体10设有内壳11与外壳12，内壳11与外壳12之间形成容纳腔13；定子铁芯组件20，定子铁芯组件20由多个定子铁芯21组成，多个定子铁芯21沿内壳11的周向间隔地设置；其中，容纳腔13内设有两个导流板14，两个导流板14与部分的定子铁芯组件20的外周侧之间围成第一导流腔30，其余部分的定子铁芯组件20的外周侧与外壳12之间围设成第三导流腔32，定子铁芯组件20的内周侧与内壳11的外周面之间围成第二导流腔31，从壳体10外侧流入的冷却油依次经过第一导流腔30、第二导流腔31和第三导流腔32后流出壳体10外。
42.本实施例中，如图6、图8所示，将壳体设有内壳11与外壳12，内壳11与外壳12之间形成容纳腔13，并将定子铁芯组件套设于内壳上容纳腔内设有两个导流板14，两个导流板14与定子铁芯组件20之间形成第一导流腔30，定子铁芯组件20与内壳11之间形成第二导流腔31，定子铁芯组件与外壳12之间形成第三导流腔32，有效地增加了冷却油的流动面积，使得定子的冷却效率得到提高，并且简化了转子的结构有效地降低了制造工艺。
43.进一步地，第一导流腔30通过至少两个定子铁芯组件20之间形成的间隙与第二导流腔31连通，第二导流腔31通过其余相邻的定子铁芯组件20之间形成的间隙与第三导流腔32连通。这样设置有效地增加了冷却油的流动面积，使得定子的冷却效率得到提高。
44.进一步地，外壳12上还设有进液口15与出液口16，其中，进液口15设置在两个导流板14之间并与第一导流腔30连通，出液口16与第三导流腔32连通。这样设置有效地防止第一导流腔30内的冷却油流入第三导流腔32，起到了保护的作用。
45.如图5所示，内壳11的外周面设置有多个肋板110，多个肋板110将第二导流腔31分割成多个导流腔单元112，相邻导流腔单元112之间连通地设置。本实施例中通过多个肋板110将第二导流腔31分割成多个导流腔单元112，有效地将第二导流腔31内的冷却油均匀的通过每个定子铁芯21之间的间隙，保证了冷却油的均匀分布。
46.进一步地，多个肋板110中的部分肋板110设置有导通结构111，相邻导流腔单元112通过导通结构111连通。这样设置使得每个导流腔单元112内的冷却油可以流通，保证了定子内冷却油的流通性。
47.具体地，导通结构111的通过流量沿预设方向逐渐减小地设置。导通结构111沿预设方向的面积做大到小的设置，使得冷却油沿预设方向的流量逐渐减小地设置，保证了各导流腔单元112内冷却油的分布更加均匀。不同肋板上的导通结构111采用差异化的导流面积，在最邻近进油腔的一片肋板上，导通结构111的导流面积最大；沿着冷却油在分油腔中的流动方向，肋板上的导流孔的导流面积逐渐减小。本实施例中，肋板110的数量为6，导通结构111的形状为圆形，每片肋板110上的导通结构111的数量为5。在实际工程应用中，可以根据预期的流量分配目标对上述参数进行优化。例如：肋板110的数量可以选择4、5、7、8等；导通结构111的形状可以选择三角形、矩形、不规则形状等；每片肋板110上的导通结构111的数量可以选择4、6、7、8等。
48.进一步地，壳体10还设有两个环形盖板17，两个环形盖板17与内壳11、外壳12之间围成容纳腔13，两个环形盖板17中至少一个设有多个通孔171，多个通孔171与多个定子铁芯21的端部一一对应的设置。本实施例中，在环形盖板17上设有多个通孔171，并将通孔171与定子铁芯一一对应的设置，为定子铁芯提供了安装位置。
49.如图7所示，两个环形盖板17上还设有凹槽172，凹槽172设置在其中两个通孔171之间，其中，凹槽172与第一导流腔30连通。这样设置保证了进液口进来的冷却油能够更加快速的从第一导流腔30流入第二导流腔31，有效地防止冷却油堵塞的现象。
50.进一步地，靠近第一导流腔30的两个定子铁芯21上缠绕的定子线圈22的轴向尺寸均为b，其中，b＝n*h；其中，n为每个定子线圈22在轴向的导线数量；h为每根导线沿定子线圈22的轴向的厚度；其余的定子铁芯21上缠绕的定子线圈22的轴向尺寸为b，b＝n*(h+δh)；其中，δh为相邻导线沿定子线圈22的轴向方向的间隙。这样设置，可以将最邻近第一导流腔30的两个定子线圈的轴向尺寸压缩到最小，保证了冷却油在各定子铁芯21的间隙内可以流通，有效地防止了冷却油堵塞的现象。
51.进一步地，两个导流板14采用环氧树脂材料制成。本实施例中，两个导流板14为实心结构，利用环氧树脂在定子线圈与定子外壳体之间形成导流板，避免了两个导流板与定子线圈的引出线的结构干涉，并且能够保证导流板与定子外壳、定子线圈之间的密封性。
52.如图1、图2所示，定子组件还包括：定子铁芯支架40，定子铁芯支架40为两个，两个定子铁芯支架40设置于定子铁芯组件20的两侧，其中一个定子铁芯支架40与外壳12连接，另一个定子铁芯支架40与内壳11连接；定子齿靴41，定子齿靴41为多个，定子齿靴41两端分别设置于两个定子铁芯支架40靠近定子铁芯组件20的一端连接，定子铁芯21的两侧分别设
有一个定子齿靴41；绝缘支架42，绝缘支架42沿定子铁芯组件20外周侧设置，相邻的绝缘支架42具有间隙地设置。这样设置保证了定子结构能够正常运转。
53.在本技术的另一实施例中，还提供了一种电机，包括定子组件，定子组件为上述实施例的定子组件。
54.在本技术的另一实施例中，两个定子铁芯支架40分别在定子外壳与定子内壳的前、后端面上设置，与定子外壳、定子内壳共同形成定子内腔，其上设有多个定位孔；第一定子密封板和第二定子密封板分别设置在两个铁芯支架的外侧端面。多个定子齿靴41分别对应安装在定子铁芯21的两端，并与定子铁芯21一起对应安装到定子铁芯支架40的定位孔中。
55.在定子内壳邻近定子线圈的表面上设有多片肋板；肋板110与定子铁芯支架40的内表面，以及最邻近的定子线圈接触；肋板110用于引导冷却油的流动方向，确保充足的冷却油进入冷却定子线圈的间隙；肋板110将第二导流腔31划分成多个导流腔单元112，导流腔单元112的数量与肋板110的数量相同。
56.在电机正常运行时，冷却油从定子外壳上的进液口15进入第一导流腔30中，并在第一导流腔30的引导下流入第二导流腔31的一个导流腔单元112。一部分冷却油在肋板110的阻挡下进入间隙，随后汇入第三导流腔32；另一部分冷却油沿着肋板110上的导通结构111进入第二导流腔31的另一个导流腔单元112。冷却油最终经第三导流腔32流动至出液口16，从出液口16流出电机定子。冷却油与定子线圈充分接触并带走热量，实现对电机定子的高效冷却。
57.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
58.除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本技术概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
59.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
60.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种定子组件，其特征在于，包括：壳体(10)，所述壳体(10)设有内壳(11)与外壳(12)，所述内壳(11)与外壳(12)之间形成容纳腔(13)；定子铁芯组件(20)，所述定子铁芯组件(20)由多个定子铁芯(21)组成，多个所述定子铁芯(21)沿所述内壳(11)的周向间隔地设置；其中，所述容纳腔(13)内设有两个导流板(14)，两个所述导流板(14)与部分的所述定子铁芯组件(20)的外周侧之间围成第一导流腔(30)，其余部分的所述定子铁芯组件(20)的外周侧与所述外壳(12)之间围设成第三导流腔(32)，所述定子铁芯组件(20)的内周侧与所述内壳(11)的外周面之间围成第二导流腔(31)，从所述壳体(10)外侧流入的冷却油依次经过所述第一导流腔(30)、所述第二导流腔(31)和所述第三导流腔(32)后流出所述壳体(10)外。2.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述第一导流腔(30)通过至少两个所述定子铁芯组件(20)之间形成的间隙与所述第二导流腔(31)连通，所述第二导流腔(31)通过其余相邻的所述定子铁芯组件(20)之间形成的间隙与所述第三导流腔(32)连通。3.根据权利要求1或2所述的定子组件，其特征在于，所述外壳(12)上还设有进液口(15)与出液口(16)，其中，所述进液口(15)设置在两个所述导流板(14)之间并与所述第一导流腔(30)连通，所述出液口(16)与所述第三导流腔(32)连通。4.根据权利要求2所述的定子组件，其特征在于，所述内壳(11)的外周面设置有多个肋板(110)，多个所述肋板(110)将所述第二导流腔(31)分割成多个导流腔单元(112)，相邻所述导流腔单元(112)之间连通地设置。5.根据权利要求4所述的定子组件，其特征在于，多个所述肋板(110)中的部分所述肋板(110)设置有导通结构(111)，相邻所述导流腔单元(112)通过所述导通结构(111)连通。6.根据权利要求5所述的定子组件，其特征在于，所述导通结构(111)的过流量沿预设方向逐渐减小地设置。7.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述壳体(10)还设有两个环形盖板(17)，两个所述环形盖板(17)与所述内壳(11)、所述外壳(12)之间围成所述容纳腔(13)，两个所述环形盖板(17)中至少一个设有多个通孔(171)，多个所述通孔(171)与多个所述定子铁芯(21)的端部一一对应的设置。8.根据权利要求7所述的定子组件，其特征在于，两个所述环形盖板(17)上还设有凹槽(172)，所述凹槽(172)设置在其中两个所述通孔(171)之间，其中，所述凹槽(172)与所述第一导流腔(30)连通。9.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，靠近所述第一导流腔(30)的两个所述定子铁芯(21)上缠绕的定子线圈(22)的轴向尺寸均为b，其中，b＝n*h；其中，n为每个所述定子线圈(22)在轴向的导线数量；h为每根导线沿所述定子线圈(22)的轴向的厚度；其余的所述定子铁芯(21)上缠绕的所述定子线圈(22)的轴向尺寸为b，b＝n*(h+δh)；其中，δh为相邻导线沿所述定子线圈(22)的轴向方向的间隙。
10.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，两个所述导流板(14)采用环氧树脂材料制成。11.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述定子组件还包括：定子铁芯支架(40)，所述定子铁芯支架(40)为两个，两个所述定子铁芯支架(40)设置于所述定子铁芯组件(20)的两侧，其中一个所述定子铁芯支架(40)与所述外壳(12)连接，另一个所述定子铁芯支架(40)与所述内壳(11)连接；定子齿靴(41)，所述定子齿靴(41)为多个，所述定子齿靴(41)两端分别设置于两个所述定子铁芯支架(40)靠近所述定子铁芯组件(20)的一端连接，所述定子铁芯(21)的两侧分别设有一个所述定子齿靴(41)；绝缘支架(42)，所述绝缘支架(42)沿所述定子铁芯组件(20)外周侧设置，相邻的所述绝缘支架(42)具有间隙地设置。12.一种电机，包括定子组件，其特征在于，所述定子组件为权利要求1至11中任一项所述的定子组件。

技术总结
本发明提供了一种定子组件及具有其的电机，定子组件包括：壳体，壳体设有内壳与外壳，内壳与外壳之间形成容纳腔；定子铁芯组件，定子铁芯组件为多个，多个定子铁芯组件沿内壳的周向间隔地设置；容纳腔内设有两个导流板。本申请中将壳体设有内壳与外壳，内壳与外壳之间形成容纳腔，并将定子铁芯组件套设于内壳上容纳腔内设有两个导流板，两个导流板与定子铁芯组件之间形成第一导流腔，定子铁芯组件与内壳之间形成第二导流腔，定子铁芯组件与外壳之间形成第三导流腔，有效地增加了冷却油的流动面积，使得定子的冷却效率得到提高，并且简化了转子的结构有效地降低了制造工艺。转子的结构有效地降低了制造工艺。转子的结构有效地降低了制造工艺。


技术研发人员：赵慧超 王斯博 郭守仑 张志强 孙明冲 于爽 王金昊 林展汐 尹相睿 姜雪生
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：2023.06.01
技术公布日：2023/8/31