扁线电机端部连接装置及扁线电机的制作方法

本发明涉及扁线电机技术领域，特别涉及一种扁线电机端部连接装置及扁线电机。

背景技术：

扁线电机与圆线电机的区别在于铜线的成形方式，扁线有利于电机槽满率的提升，一般圆线电机的槽满率为40％左右，而扁线电机的槽满率能达到60％以上。槽满率的提升意味着在空间不变的前提下，可以填充更多的铜线，产生更强的磁场强度，提升功率密度。

随着新能源汽车驱动电机技术的发展，对于扁线电机的需求越来越强烈，扁线电机因其功率密度高、成本低、温度性能好等优势，正在成为新能源驱动电机领域发展的风口。但由于扁线电机定子端部连接装置制造难度大、精度差，制约了扁线电机大规模在新能源汽车上的使用。

现有技术中，扁线电机定子端部连接装置采用漆包扁铜线折弯或铜排连接，但漆包扁铜线折弯制造难度大同时还会损伤漆皮，破坏绝缘性能，而铜排因其良好的制造性成为较优选择，但其连接方式受限于端部空间的限制，在多支路数绕线下通过大电流的能力有限，造成发热破坏绝缘甚至烧毁电机。虽然中国专利申请(公开号cn111245135a)公开了扁线电机绕组端部连接装置，降低了扁线电机端部连接装置制造的复杂度，但是其公开的技术方案也仍未改善大电流通过发热的问题。

技术实现要素：

为解决上述现有技术中扁线电机端部采用铜排的情况下大电流通过发热的不足，本发明提供的扁线电机端部连接装置及扁线电机，可以在有限空间下改善铜排的大电流通过能力，避免电机烧坏损毁。

本发明提供的一种扁线电机端部连接装置，包括引出线连接铜排、引出线连接件和三相并接铜排，所述引出线连接铜排分别与定子绕组的三相引出线和所述引出线连接件相连接，所述引出线连接件用于与控制器直流母线相连接；所述三相并接铜排与定子绕组的中性点引出线相连接，所述三相并接铜排用于降低单位截面的电流密度，所述三相并接铜排上设有用于固定温度传感器的传感器固定杆，所述温度传感器用于监测所述引出线连接铜排、所述引出线连接件、所述三相并接铜排和定子绕组的温度。

进一步地，所述引出线连接铜排包括相连接的绕组连接脚、引出线连接面和汇流板，所述引出线连接面相对突出于所述绕组连接脚和所述汇流板，所述引出线连接面的截面为设有开口的倒圆角矩形；所述绕组连接脚与定子绕组的三相引出线相连接，所述引出线连接面用于与所述引出线连接件相连接，所述汇流板用于定子绕组的电流通过。

进一步地，所述引出线连接件包括相连接的铜排连接件和引出线连接端子，所述铜排连接件与所述引出线连接面相连接。

进一步地，所述铜排连接件采用铜芯制成，所述引出线连接端子上设有绝缘层，所述绝缘层为交联聚乙烯制成的绝缘套。

进一步地，所述引出线连接铜排、所述铜排连接件和所述三相并接铜排上均整体涂覆有绝缘粉末。

进一步地，所述三相并接铜排包括外层三相并接铜排和内层三相并接铜排，所述外层三相并接铜排和所述内层三相并接铜排相较于定子绕组端部竖直设置，所述外层三相并接铜排设于定子绕组端部外侧；所述内层三相并接铜排设于定子绕组端部内侧。

进一步地，所述外层三相并接铜排包括相连接的外层绕组连接脚、外层汇流板和第一传感器固定杆，所述外层绕组连接脚与定子绕组的中性点引出线相连接，所述外层汇流板用于定子绕组的电流通过。

进一步地，所述内层三相并接铜排包括相连接的内层绕组连接脚、内层汇流板和第二传感器固定杆，所述内层绕组连接脚与定子绕组的中性点引出线相连接，所述内层汇流板用于定子绕组的电流通过。

进一步地，所述传感器固定杆包括所述第一传感器固定杆和所述第二传感器固定杆，所述温度传感器通过固定套管设于所述第一传感器固定杆和/或所述第二传感器固定杆上。

本发明还提供一种扁线电机，包括定子，所述定子的端部采用如上任一项所述的一种扁线电机端部连接装置。

与现有技术相比，本发明提供的一种扁线电机端部连接装置及扁线电机，结构简单，通过设置引出线连接铜排分别与定子绕组的三相引出线和引出线连接件相连接，引出线连接件与控制器直流母线相连接，三相并接铜排与定子绕组的中性点引出线相连接，三相并接铜排降低单位截面的电流密度，温度传感器固定在三相并接铜排的传感器固定杆上，在监测第一铜排、引出线连接件、三相并接铜排和定子绕组的温度的同时，还能改善了大电流通过扁线电机环流与发热的问题，避免了电机烧坏损毁。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的扁线电机端部连接装置的结构示意图；

图2为本发明提供的扁线电机端部连接装置的爆炸图；

图3为本发明提供的引出线连接铜排的结构示意图；

图4为本发明提供的引出线连接件的结构示意图；

图5为本发明提供的外层三相并接铜排的结构示意图；

图6为本发明提供的内层三相并接铜排的结构示意图。

附图标记：

10引出线连接铜排11绕组连接脚12引出线连接面

13汇流板20引出线连接件21铜排连接件

22引出线连接端子23绝缘层24保护套管

30三相并接铜排31外层三相并接铜排311外层绕组连接脚

312外层汇流板313第一传感器固定杆32内层三相并接铜排

321内层绕组连接脚322内层汇流板323第二传感器固定杆

40定子绕组50温度传感器51固定套管

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

图1为本发明提供的扁线电机端部连接装置的结构示意图，如图1所示，本发明提供的一种扁线电机端部连接装置，包括引出线连接铜排10、引出线连接件20和三相并接铜排30，所述引出线连接铜排10分别与定子绕组40的三相引出线和所述引出线连接件20相连接，所述引出线连接件20用于与控制器直流母线相连接；

所述三相并接铜排30与定子绕组40的中性点引出线相连接，所述三相并接铜排30用于降低单位截面的电流密度，所述三相并接铜排30上设有用于固定温度传感器50的传感器固定杆，所述温度传感器50用于监测所述引出线连接铜排10、所述引出线连接件20、所述三相并接铜排30和定子绕组40的温度。

具体实施时，如图1、图2所示，引出线连接铜排10分别与定子绕组40的三相引出线和引出线连接件20相连接，引出线连接件20用于与控制器直流母线相连接，三相并接铜排30与定子绕组40的中性点引出线相连接，三相并接铜排30上还设有用于固定温度传感器50的传感器固定杆，温度传感器50用于监测引出线连接铜排10、引出线连接件20、三相并接铜排30和定子绕组40的温度，三相并接铜排30用于降低单位截面的电流密度，以改变扁线电机的环流与发热现象。

如图1、图2、图3所示，引出线连接铜排10相对定子绕组40端部竖直设置，引出线连接铜排10设有多个，引出线连接铜排10包括相连接的绕组连接脚11、引出线连接面12和汇流板13，具体地，绕组连接脚11、引出线连接面12和汇流板13成山字形，引出线连接面12相对突出于绕组连接脚11和汇流板13，引出线连接面12的截面为设有开口的倒圆角矩形；

绕组连接脚11与定子绕组40的三相引出线相连接，引出线连接面12与引出线连接件20相连接，汇流板13用于定子绕组的电流通过；较佳地，本实施例中引出线连接铜排10的数量为三个，绕组连接脚11与定子绕组40的三相引出线焊接连接，引出线连接面12与引出线连接件20焊接连接。

具体地，如图1、图2、图4所示，引出线连接件20包括相连接的铜排连接件21和引出线连接端子22，铜排连接件21采用刚性铜芯制成，铜排连接件21与引出线连接面12相连接，较佳地，本实施例中铜排连接件21与引出线连接面12焊接连接，引出线连接端子22与引出线连接面12焊接连接位置设有保护套管24，保护套管24用于保护焊接连接位置并使其绝缘。

引出线连接端子22上套设有绝缘层23，绝缘层23为交联聚乙烯制成的绝缘套，引出线连接端子22相对突出于绝缘层23成凸台状，以便引出线连接端子22与控制器直流母线相连接，引出线连接端子22可以有效地卸载装配应力。

较佳地，本实施例中引出线连接件20的数量与引出线连接铜排10相匹配，引出线连接件20与引出线连接铜排10均相对定子绕组40的端部竖直设置。

优选地，引出线连接铜排10、铜排连接件21和三相并接铜排30上均整体涂覆有绝缘粉末，绝缘粉末可以是现有技术中常见的绝缘粉末，在此不再赘述，绝缘粉末涂覆可以省去绝缘隔离件，从而降低加工制造成本以及开模费用。

如图1、图2所示，三相并接铜排30包括外层三相并接铜排31和内层三相并接铜排32，外层三相并接铜排31和内层三相并接铜排32均相对定子绕组40的端部竖直设置，外层三相并接铜排31设于定子绕组40的端部圆周外侧，内层三相并接铜排32设于定子绕组40的端部圆周内侧，外层三相并接铜排31和内层三相并接铜排32均与定子绕组40的中性点引出线相连接，外层三相并接铜排31和内层三相并接铜排32多支路分离定子绕组40中性点的汇流，有效降低单位截面的电流密度，从而改善了大电流通过扁线电机环流与发热的问题。

具体地，如图1、图2、图5、图6所示，外层三相并接铜排31包括相连接的外层绕组连接脚311、外层汇流板312和第一传感器固定杆313，外层绕组连接脚311、外层汇流板312和第一传感器固定杆313均相对设于定子绕组40的端部圆周外侧，外层绕组连接脚311与定子绕组40的中性点引出线相连接，外层汇流板312用于定子绕组40的电流通过；

内层三相并接铜排32包括相连接的内层绕组连接脚321、内层汇流板322和第二传感器固定杆323，内层绕组连接脚321、内层汇流板322和第二传感器固定杆323均相对设于定子绕组40的端部圆周内侧，内层绕组连接脚321与定子绕组40的中性点引出线相连接，内层汇流板322用于定子绕组的电流通过。

如图5、图6所示，传感器固定杆包括第一传感器固定杆313和第二传感器固定杆323，第一传感器固定杆313设于外层三相并接铜排31上，较佳地，本实施例中第一传感器固定杆313位于外层三相并接铜排31的右端，第二传感器固定杆323设于内层三相并接铜排32上，较佳地，本实施例中第二传感器固定杆323位于内层三相并接铜排32的左端。

温度传感器50通过固定套管51固定于第一传感器固定杆313和/或第二传感器固定杆323上，温度传感器50用于监测引出线连接铜排10、引出线连接件20、三相并接铜排30和定子绕组40的温度和发热情况，较佳地，温度传感器50为现有技术中常见的温度传感器，在此不再赘述。

本发明提供的一种扁线电机端部连接装置，在实际连接时，如图1至图6所示，首先，外层三相并接铜排31相对定子绕组40的端部圆周外侧设置，外层绕组连接脚311与定子绕组40的中性点焊接连接，内层三相并接铜排32相对定子绕组40的端部圆周内侧设置，内层绕组连接脚321与定子绕组40的中性点焊接连接；在扁线电机实际运行时，定子绕组40的中性点分离汇流可以有效降低单位截面的电流密度，改善扁线电机的环流与发热；

引出线连接铜排10相对定子绕组40的端部竖直设置，绕组连接脚11与定子绕组40的三相引出线焊接连接，引出线连接面12与铜排连接件21焊接连接，引出线连接端子22与控制器直流母线相连接；在扁线电机实际运行时，定子绕组40的电流由汇流板13、外层汇流板312和内层汇流板322通过。

接着，在引出线连接铜排10、铜排连接件21、外层三相并接铜排31和内层三相并接铜排32上涂覆绝缘粉末以实现电器件间的绝缘，再在引出线连接面12与铜排连接件21焊接连接位置套设保护套管24，以保护焊接连接位置并使其绝缘；在绝缘粉末涂覆完成后，温度传感器50通过固定套管51固定于第一传感器固定杆313和/或第二传感器固定杆323上，在扁线电机运行时，温度传感器50可以监测引出线连接铜排10、引出线连接件20、外层三相并接铜排31、内侧三相并接铜排32和定子绕组40的温度及发热情况，以便及时作出预警或处理。

与现有技术相比，本发明提供的一种扁线电机端部连接装置，结构简单，通过设置引出线连接铜排分别与定子绕组的三相引出线和引出线连接件相连接，引出线连接件与控制器直流母线相连接，三相并接铜排与定子绕组的中性点引出线相连接，三相并接铜排可以降低单位截面的电流密度，温度传感器固定在三相并接铜排的传感器固定杆上，在监测第一铜排、引出线连接件、三相并接铜排和定子绕组的温度的同时，还能改善大电流通过扁线电机环流与发热的问题，避免了电机烧坏损毁。

本发明还提供一种扁线电机，包括定子，定子的端部采用如上任一项所述的一种扁线电机端部连接装置。

与现有技术相比，本发明提供的一种扁线电机端部连接装置及扁线电机，结构简单，通过设置引出线连接铜排分别与定子绕组的三相引出线和引出线连接件相连接，引出线连接件与控制器直流母线相连接，三相并接铜排与定子绕组的中性点引出线相连接，三相并接铜排降低单位截面的电流密度，温度传感器固定在三相并接铜排的传感器固定杆上，在监测第一铜排、引出线连接件、三相并接铜排和定子绕组的温度的同时，还能改善了大电流通过扁线电机环流与发热的问题，避免了电机烧坏损毁。

尽管本文中较多的使用了诸如引出线连接铜排、绕组连接脚、汇流板、引出线连接件、外层三相并接铜排和内层三相并接铜排等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。