一种转子铁芯及电机的制作方法

本实用新型涉及电机设备技术领域，特别涉及一种转子铁芯。还涉及一种电机。

背景技术：

随着新能源汽车的发展，电动汽车的轻量化，对高转矩/功率密度电机要求也越来越苛刻，除了从电磁设计等方面进行改进，也可以从结构方面进行改进。

目前的新能源汽车中，其电机的转子铁芯主要采用如图2和图3两种结构。其中，图2的第一现有铁芯结构01带支架，适用于外径较大(超过φ260mm)和铁芯长度较长(超过150mm)的转子铁芯；图3的第二现有铁芯结构02带减重孔，适用于外径较小(φ260mm以内)和铁芯长度较短(150mm以内)的转子铁芯。

对于第一现有铁芯结构01，需要增加一个转子支架部件，批量化生产时，支架都采用铸造工艺，导致周边厚薄不均，动平衡量难以校正，且支架外圆的同轴度和转子的同轴度配合要求精度高，否则会导致转子气隙不均匀，产生不平衡磁拉力，导致转矩脉动和nvh差等问题；对于第二现有铁芯结构02，当转子外径大铁芯长时，承重结构重量大，增加了电磁无效部分，从而导致整机重量大，转矩/功率密度低，对于整车产生电量消耗。

因此，如何能够提供一种解决转子外径和轴向长度大时重量增加和电机转矩/功率密度降低等问题的转子铁芯是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种转子铁芯，直接地：减轻了电机总重，提高了转矩/功率密度，减少了支架结构产生的不平衡量，减少了气隙不均匀性，改善了电机转矩脉动和nvh特性；间接地：减少了支架模具，改善了支架与转子铁芯的配合，减少了不同轴度引起的气隙不均匀性，简化了工艺要求，提高了生产效率。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述转子铁芯的电机。

为实现上述目的，本实用新型提供一种转子铁芯，包括设于两端的磁钢挡板，所述磁钢挡板之间固定设有若干段第一分段铁芯和若干段第二分段铁芯，通过所述第一分段铁芯以实现所述转子铁芯的减重，通过所述第二分段铁芯以实现所述转子铁芯与转轴的配合。

优选地，所述第一分段铁芯和所述第二分段铁芯以交错叠加的形式设置。

优选地，所述第一分段铁芯和所述第二分段铁芯以镜像叠加的形式设置。

优选地，所述第一分段铁芯由若干片第一转子冲片叠加构成。

优选地，所述第二分段铁芯由若干片第二转子冲片叠加构成。

优选地，所述磁钢挡板、所述第一分段铁芯和所述第二分段铁芯通过键和铆钉铆压形成所述转子铁芯。

优选地，所述第二分段铁芯的中心设有用以与转轴过盈配合的凸键。

优选地，所述第一分段铁芯和所述第二分段铁芯设有用以嵌入永磁体的永磁体槽。

优选地，所述永磁体槽的布置方式为一字型、v型、u型中的单种或多种组合。

本实用新型还提供一种电机，包括上述转子铁芯。

相对于上述背景技术，本实用新型所提供的转子铁芯包括设于两端的磁钢挡板，以及设于两端的磁钢挡板之间的第一分段铁芯和第二分段铁芯，第一分段铁芯和第二分段铁芯的数量均为若干段，若干段第一分段铁芯和若干段第二分段铁芯通过两端的磁钢挡板安装固定，第一分段铁芯可减重以实现转子铁芯的减重，第二分段铁芯可与转轴配合以实现转子铁芯与转轴的配合；相较于现有技术中的两种铁芯结构，该转子铁芯组合采用两种铁芯结构，以分段的方式组合固定并形成一种新的转子铁芯，由第二分段铁芯以轴孔较小的方式实现转子铁芯与转轴配合的作用，而第一分段铁芯不与转轴配合，第一分段铁芯以轴孔较大的形式实现转子铁芯的减重；因此，在该转子铁芯的直接作用中：减轻了电机总重，提高了转矩/功率密度，减少了支架结构产生的不平衡量，减少了气隙不均匀性，改善了电机转矩脉动和nvh特性；在该转子铁芯的间接作用中：减少了支架模具，改善了支架与转子铁芯的配合，减少了不同轴度引起的气隙不均匀性，简化了工艺要求，提高了生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的转子铁芯的结构示意图；

图2为现有技术中第一现有铁芯结构的结构示意图；

图3为现有技术中第二现有铁芯结构的结构示意图；

图4为本实用新型另一种实施例提供的转子铁芯的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的第一转子冲片的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的第二转子冲片的结构示意图。

其中：

01-第一现有铁芯结构、02-第二现有铁芯结构、1-转子铁芯、2-磁钢挡板、3-铆钉、4-凸键、101-第一分段铁芯、102-第二分段铁芯、1001-第一转子冲片、1002-第二转子冲片。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1至图6，其中，图1为本实用新型实施例提供的转子铁芯的结构示意图，图2为现有技术中第一现有铁芯结构的结构示意图，图3为现有技术中第二现有铁芯结构的结构示意图，图4为本实用新型另一种实施例提供的转子铁芯的结构示意图，图5为本实用新型实施例提供的第一转子冲片的结构示意图，图6为本实用新型实施例提供的第二转子冲片的结构示意图。

在图2和图3所示的现有技术的两种铁芯结构中，第一现有铁芯结构01的轴孔较大，较大的轴孔起到减重的作用，但需要增加一个转子支架部件，适用于外径较大(超过φ260mm)和铁芯长度较长(超过150mm)的情况；第二现有铁芯结构02的轴孔较小，轴孔周围带减重孔，适用于外径较小(φ260mm以内)和铁芯长度较短(150mm以内)的情况。

目前新能源汽车电机的转子铁芯1主要选择采用上述两种结构中的一种。对于第一现有铁芯结构01，需要增加一个支架部件，从而增加模具成本，支架采用铸造件也增加了不平衡量，同时在生产上增加一道工序，且对支架外圆和转子内圆的精度要求高，否则容易出现气隙的不均性导致不平衡磁拉力，导致转矩脉动和nvh；对于第二现有铁芯结构02，当转子外径和轴向长度大时，重量明显增加，降低整个电机的转矩/功率密度。

因此，本实用新型提供一种转子铁芯1以解决上述技术问题。

在第一种具体的实施方式中，本实用新型所提供的转子铁芯1包括磁钢挡板2和铁芯部分，磁钢挡板2设于两端，铁芯部分固定设于两端的磁钢挡板2之间；其中，铁芯部分采用分段式的组合构成方式，由若干段的第一分段铁芯101和若干段的第二分段铁芯102组成，通过第一分段铁芯101以实现转子铁芯1的减重，通过第二分段铁芯102以实现转子铁芯1与转轴的配合。

在本实施例中，第一分段铁芯101的结构与第一现有铁芯结构01的结构类似，中部具有较大的轴孔，可以有效起到减轻重量的作用。但是现有的第一现有铁芯结构01需要增加一个转子支架部件与转轴连接；而本实用新型的第一分段铁芯101无需与转轴连接，通过第一分段铁芯101与转轴连接即可，因此转子铁芯1通过第一分段铁芯101以实现减重的作用。

与此相对的，第二分段铁芯102的结构与第二现有铁芯结构02的结构类似，中部具有较小的轴孔，为了起到一定程度的减重作用，轴孔的周围设有减重孔。但是现有的第二现有铁芯结构02既要与转轴配合又要减重，随转子外径和轴向长度增大时，即使通过减重孔起到一定程度的减重作用，重量仍会明显增加，降低整个电机的转矩/功率密度；而本实用新型的第二分段铁芯102与转轴配合以满足转子铁芯1与转轴的配合关系的基础上，通过第一分段铁芯101以实现减重的作用。

因此，该转子铁芯1兼具现有的第一现有铁芯结构01和第二现有铁芯结构02两种铁芯结构，将两种铁芯结构组合运用并构成一种新的铁芯结构也即该转子铁芯1，在直接目的中，可以大大减少电机整体重量，同时也改善了电机的同轴度，减少气隙的不均匀性，减少电机的转矩脉动，改善电机的nvh特性；在间接目的中，同时减少转子支架结构，减少模具投入，减化工艺流程，提高生产效率，提高企业市场竞争力。

需要说明的是，第一分段铁芯101和第二分段铁芯102的段数为若干段，也即包括如一段、两段以至于更多段，同应属于本实施例的说明范围。

示例性的，转子铁芯1的组成段数可选为四至八段，第一分段铁芯101和第二分段铁芯102的段数可进一步在此范围内选择。

在一种具体的实施方式中，该转子铁芯1的铁芯部分具有多种组合方式，包括但不限于第一分段铁芯101和第二分段铁芯102的有序叠加和无序叠加。

示例性的，第一分段铁芯101和第二分段铁芯102以交错叠加的形式设置。

在本实施例中，当第一分段铁芯101和第二分段铁芯102以交错叠加的形式设置时，第一分段铁芯101和第二分段铁芯102沿轴向间隔交叉，更具体地说，紧挨着首端的磁钢挡板2设置第一段为第一分段铁芯101，依次设置第二段为第二分段铁芯102，第三段为第一分段铁芯101，以此类推，直至紧挨着尾端的磁钢挡板2设置最后一段，使得第一分段铁芯101和第二分段铁芯102沿转子铁芯1沿首至尾交错；与此类似的，设置第一段为第二分段铁芯102时与上述说明相似，这里不再赘述。

示例性的，第一分段铁芯101和第二分段铁芯102以镜像叠加的形式设置。

在本实施例中，当第一分段铁芯101和第二分段铁芯102以镜像叠加的形式设置时，第一分段铁芯101和第二分段铁芯102沿轴向镜像对称，更具体地说，紧挨着首端的磁钢挡板2设置第一段为第一分段铁芯101或第二分段铁芯102，紧挨着尾端的磁钢挡板2设置最后一段为与第一段相同的第一分段铁芯101或第二分段铁芯102，第二段和倒数第二段与第一段和最后一段的设置方式相同，以此类推，使得第一分段铁芯101和第二分段铁芯102沿转子铁芯1沿首至尾镜像。

在一种具体的实施方式中，转子铁芯1的铁芯部分的分层结构由若干的片结构构成。示例性的，第一分段铁芯101由若干片第一转子冲片1001叠加构成；第二分段铁芯102由若干片第二转子冲片1002叠加构成。

在本实施例中，第一转子冲片1001的截面形状与第一分段铁芯101的截面形状相同，区别仅在于通过将若干片较薄的第一转子冲片1001叠加，以叠加构成较厚的第一分段铁芯101；与此类似的，第二转子冲片1002叠加构成第二分段铁芯102的形式与上述说明相似，这里不再赘述。

其中，磁钢挡板2、第一分段铁芯101和第二分段铁芯102通过键和铆钉3铆压形成完整的转子铁芯1。

在本实施例中，第一分段铁芯101和第二分段铁芯102的轴孔的周侧均设有若干个同轴的铆钉3，铆钉3可进一步以轴孔的圆心为中心对称设置为若干个，通过若干个铆钉3将两端的磁钢挡板2以及之间的第一分段铁芯101和第二分段铁芯102铆压形成完整的转子铁芯1。

其中，第二分段铁芯102的中心设有用以与转轴过盈配合的凸键4。

在本实施例中，凸键4由第二分段铁芯102的轴孔向内凸起，可与转轴的凹槽相配合以实现同轴固定连接，凸键4可进一步以轴孔的圆心为中心一百八十度对称设置为两个，通过两个凸键4以实现第二分段铁芯102与转轴的配合。

在一种具体的实施方式中，第一分段铁芯101和第二分段铁芯102设有用以嵌入永磁体的永磁体槽。

在本实施例中，永磁体槽分布于第一分段铁芯101和第二分段铁芯102轴孔的周侧，永磁体槽可进一步布设于铆钉3的外侧。该转子铁芯1包括但不限于设置为表面嵌入式永磁转子，也即内埋式永磁转子，根据内埋永磁体的位置也即永磁体槽的布设位置的不同，具有多种结构，包括但不限于径向式、切向式、u型混合式和v型径向式等。

示例性的，永磁体槽的布置方式可以为单一的v型径向式，也可以为一字型、v型、u型的单种或两两、三三的组合结构，同应属于本实施例的说明范围。

在本实施例中，若干个永磁体槽以第一分段铁芯101和第二分段铁芯102轴孔的圆心为中心，呈v型环绕布设于轴孔的外侧。

本实用新型还提供一种电机，包括上述转子铁芯1。

需要强调的是，该电机的转子铁芯1由两种铁芯结构也即第一分段铁芯101和第二分段铁芯102交错或镜像叠压，第二分段铁芯102形成轴孔与转轴配合，第一分段铁芯101起减重作用，分段的第一分段铁芯101和第二分段铁芯102通过铆钉3或键连接；该电机去掉支架结构，既起到减重作用，又能达到较好的动平衡和同轴度，减少支架模具，减少成本，由于少了支架部件，从而提高生产效率，简化生产工艺，减少气隙的不均匀性，从而改善转矩脉动和nvh特性。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本实用新型所提供的转子铁芯及电机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。