扁线电机及其出线机构和绕组机构的制作方法

1.本实用新型涉及扁线电机的绕组技术领域，具体地涉及一种扁线电机及其出线机构和绕组机构。


背景技术：

2.扁线电机因为其线路集成度高、功率密度大的特点已经成为新能源汽车中的重要部件。在现有技术中，以常用的hairpin扁线电机为例。现有hairpin扁线电机的定子端部结构由三相进线部分、中性点连接部分、焊接端和发卡端组成电流回路，三相进线部分和中性点连接部分分布较宽。常规的三相及中性点连接集中方案主要采用异性铜排连接，受空间限制，异性铜排尺寸不能太大，导致电流不能太大，这直接制约了扁线电机的功率拓展。现有扁线电机的绕组三相及中性点连接集中方案采用异性线，制作过程复杂，对生产过程管控要求较高。另外，对于扁线电机的与外部的接线端子也是型号各异，对于不同的异性线的方案，往往需要针对性的生产对应的接线端子，这就提高了扁线电机的设计成本。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的扁线电机设计成本高的技术问题，提供一种扁线电机及其出线机构和绕组机构，该扁线电机及其出线机构和绕组机构能够降低扁线电机的设计成本。
4.为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种扁线电机的出线机构，包括：
5.中性排，包括：
6.弧形板，与扁线电机的绕组的轴心垂直设置，且镶嵌于所述绕组的端面；
7.接线柱，设置于所述弧形板的内弧面和外弧面上，用于与所述绕组连接，设置于所述内弧面和所述外弧面上的接线柱错位排列；
8.接线端子，包括：
9.接线主板，与所述弧形板所在的平面垂直设置；
10.接入线，设置于所述接线主板的中部且远离所述弧形板的一侧，用于接入外部的接线电压；
11.引出线，设置于所述接线主板的两端，用于与所述绕组连接。
12.可选地，所述接线柱垂直设置于所述弧形板远离所述绕组的一面。
13.可选地，不同的所述接线端子相互不交叉。
14.可选地，所述接线电压为三相电压，所述接线端子为至少三个，每个所述接线端子用于与所述三相电压中的一相连接。
15.另一方面，本实用新型还提供一种扁线电机的绕组机构，所述绕组机构包括：
16.如上述任一所述的出线机构；
17.多根直线段导体，每根所述直线段导体并列排列，所述直线段导体分为至少三组；
18.发卡端，与同一组中相邻的两个所述直线段导体的一端连接；
19.换向导体，与同一组中相邻的两个所述直线段导体的另一端连接，且与每组的首个和最后一个直线段导体连接的所述换向导体的另一端与所述出线机构的接线柱连接。
20.可选地，所述绕组机构还包括定子铁芯，所述定子铁芯为顶部和底部均镂空的圆柱型壳体，且所述圆柱型壳体的内壁设置有用于容纳所述直线段导体的矩形槽。
21.可选地，每个所述矩形槽内用于安装2n根所述直线段导体，其中，n为正整数。
22.可选地，所述矩形槽内设置有绝缘纸，以使得插入所述绝缘槽内的所述直线段导体之间、所述直线段导体与所述定子铁芯之间相互绝缘。
23.可选地，所述直线段导体呈圆柱壳体状排列，每组所述直线段导体相互间隔设置；
24.所述换向导体包括倾斜方向相反的两个直导线和用于连接两个直导线的桥接线，两个直导线分别与相邻的两个所述直线段导体的另一端连接。
25.再一方面，本实用新型还提供一种扁线电机，所述扁线电机包括如上述任一所述的绕组机构以及扁线电机本体。
26.通过上述技术方案，本实用新型提供的扁线电机及其出线机构和绕组机构通过将出线机构设计为中性排和接线端子两个结构，中性排为半圆形，因此能够镶嵌于扁线电机的绕线端面，而接线端子与中性排相互垂直设置，使得镶嵌于扁线电机中的中性排能够与外部的接线电压连接。相较于现有技术而言，本实用新型提供的扁线电机及其出线机构和绕组机构不仅能够降低扁线电机的设计体积，还能够降低扁线电机的设计成本。
附图说明
27.图1是根据本实用新型的一个实施方式中的扁线电机的出线机构的中性排的结构示意图；
28.图2是根据本实用新型的一个实施方式中的扁线电机的出线机构的接线端子的结构示意图；
29.图3是根据本实用新型的一个实施方式中的扁线电机的绕组机构的结构示意图；
30.图4是根据本实用新型的一个实施方式中的扁线电机的绕组机构的爆炸图。
31.附图标记说明
32.10、中性排
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11、弧形板
33.12、接线柱
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20、接线端子
34.21、接线主板
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22、接入线22
35.23、引出线
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31、直线段导体
36.32、发卡端
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33、换向导体
37.34、定子铁芯
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35、矩形槽
38.36、绝缘纸
具体实施方式
39.在本实用新型实施方式中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。
40.另外，若本实用新型实施方式中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第
二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
41.如图1和图2所示是根据本实用新型的一个实施方式的扁线电机的出线机构的结构示意图。在该图1和图2中，该出线机构可以包括中性排10和接线端子20。其中，中性排10的结构可以是如图1所示，接线端子20的结构可以是如图2所示。
42.具体地，在图1中，该中性排10可以包括弧形板11和接线柱12。其中，该弧形板11可以与扁线电机的绕组的轴心垂直设置，且镶嵌于绕组的端面。接线柱12可以设置于弧形板11的内弧面和外弧面上，用于与绕组连接。另外，设置于弧形板11的内弧面和外弧面上的接线柱12可以错位排列，以便于插入接线端子20。进一步地，为了使得该中性排10能够更深入的镶嵌入该绕组的端面中，如图1所示，该接线柱12可以垂直设置于弧形板11远离绕组的一面。而为了进一步贴合绕组的形状，该弧形板11也可以是半圆弧形板。
43.在图2中，接线端子20可以包括接线主板21、接入线22以及引出线23。其中，接线主板21可以与弧形板11所在的平面垂直设置。接入线22可以设置于接线主板21的中部且远离该弧形板11的一侧，用于接入外部的接线电压。引出线23可以设置于接线主板21的两端，用于与绕组连接。经过该如图2中所示出的接线端子20，使得通过接入线22引入的接线电压能够分成两路进入绕组中，并最终通过该绕组的另一端连接至中性排10。
44.如图3是根据本实用新型的一个实施方式的中性排10和接线端子20的相对位置的示意图。在该图3中，该中性排10和接线端子20之间可以相互绝缘，使得由接线端子20接入的接线电压能够在经过绕组后再通过接线柱12汇流如中性排10。此外，为了避免不同的接线端子20相互干扰，在多个接线端子20布置于中性排10时，不同的接线端子20之间可以相互不交叉。在该实施方式中，至于该接线端子20的具体数量，则可以是本领域人员所知的多个数值。在本实用新型的一个优选示例中，考虑到扁线电机常用的供电电压为三相电压，那么该接线端子20则可以是至少三个，其每个接线端子20可以用于与三相电压中的一相连接。该如图3所示出的出线机构由于将该现有技术中常规的单个出线机构拆分为中性排10和接线端子20，并将中性排10设计为与绕组的端面形状相近的弧形，使得该出线机构能够镶嵌入绕组的端面中。而由于该中性排10的前置铺垫，使得在绕组的端面上让位出供接线端子20安装的空间，从而接线端子20也能够嵌入绕组的端面中。本实用新型提供的出线机构通过中性排10和接线端子20结合的方式，使得出线机构的形状不再局限于绕组的形式。相较于现有技术中常规的出线机构而言，该出线机构具有更高的通用性，降低了扁线电机的出线机构的设计成本以及设计体积。
45.如图4所示是根据本实用新型的一个实施方式的扁线电机的绕组机构的爆炸图。在该图4中，该绕组机构可以包括如图1至3中所示的出线机构(中性排10和接线端子20)、多根直线段导体31、发卡端32以及换向导体33。其中，每根直线段导体31可以并列排列，且该直线段导体31可以分为至少三组，以便于作为外部接入的三相电压中的每一相的线路回路。发卡端32可以与同一组中相邻的两个直线段导体31的一端连接，以将同一组中的直线段导体首尾连接形成线路回路。换向导体33可以与同一组中相邻的两个直线段导体31的另
一端连接，且与每组的首个和最后一个直线段导体31连接的换向导体33的另一端(非与直线段导体31连接的一端)可以与出线机构的接线柱12连接。
46.在本实用新型的一个实施方式中，为了能够固定该如图4所示的绕组的线圈，该绕组机构还可以包括定子铁芯34。如图4所示，该定子铁芯34可以为顶部和底部均镂空的圆柱型壳体，且该圆柱型壳体的内壁可以设置有用于容纳直线段导体31的矩形槽35。其中，对于该矩形槽35的具体数量，可以是根据该绕组机构的线圈的长度来确定。在本实用新型的一个示例中，该矩形槽35的数量可以是48个。且该48个矩形槽35可以均布于该圆柱型壳体的内壁。另外，考虑相邻的直线段导体31需要相互绝缘，那么每个矩形槽34内可以安装有2n根直线段导体01。其中，n可以为正整数。该2根直线段导体01可以分别设置于矩形槽35的底部和开口附近。进一步地，由于定子铁芯34一般采用硅钢压制而成，那么为了使得直线段导体31之间、直线段导体31与定子铁芯34之间相互绝缘，该矩形槽35内可以设置有绝缘纸36。
47.在本实用新型的一个实施方式中，为了便于换向导体33以及发卡端32的接线，该直线段导体31可以是呈圆柱壳体状排列，且每组直线段导体31相互间隔设置。换向导体33可以包括倾斜方向相反的两个直导线和用于连接两个直导线的桥接线，且两个直导线分别与相邻的两个直线段导体31的另一端连接。在该实施方式中，由于换向导体33上与直线段导体31连接的直导线为倾斜方向，使得接线的高度相较于常规的直立接线，进一步降低了该绕组机构的高度。另外，由于与两个直线段导体31连接的两个直导线的倾斜方向相反，同时也降低了导线之间的磁场影响，减少了因磁感应而产生的抑制电流。
48.再一方面，本实用新型还提供一种扁线电机，所述扁线电机包括如上述任一所述的绕组机构以及扁线电机本体。
49.通过上述技术方案，本实用新型提供的扁线电机及其出线机构和绕组机构通过将出线机构设计为中性排和接线端子两个结构，中性排为半圆形，因此能够镶嵌于扁线电机的绕线端面，而接线端子与中性排相互垂直设置，使得镶嵌于扁线电机中的中性排能够与外部的接线电压连接。相较于现有技术而言，本实用新型提供的扁线电机及其出线机构和绕组机构不仅能够降低扁线电机的设计体积，还能够降低扁线电机的设计成本。
50.以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型。包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。