一种双发卡导体端部浸油的扁线电机的制作方法

本发明属于新能源电机，尤其涉及一种双发卡导体端部浸油的扁线电机。

背景技术：

1、新能源车用永磁同步电机目前正朝着更高的转矩功率密度、更高的转速方向发展，伴随着高压碳化硅功率器件的推广应用，车用电机亦逐渐向高压化发展。以上趋势都对车用驱动电机的性能、安全、成本等方面的设计提出了更高的要求。

2、车用永磁同步电机作为主驱电机，往往要求具有很高的转矩密度、功率密度，同时为匹配整车对高转速持续性能的需求，往往要求电机在高转速工况内具有较高的持续功率输出能力，这意味着电机具有极高的热负荷，对持续性能下的电机热管理提出更严苛的挑战。为应对这一挑战，以油冷为代表的直接冷却式电机得到了广泛的关注与应用。因冷却油绝缘性好、不导磁不导电的特点，可直接冷却电机绕组、转子等结构件，代表性的油冷结构有：端部喷油、转子甩油等。

3、扁线电机可以提高纯铜槽满率降低直流电阻提高效率，槽内导体更加紧密可以显著增强槽内散热能力及nvh性能。同时扁线电机制造工艺适合机器大规模自动化生产，可以大幅提升产品的生产效率、更好的保证产品质量的一致性。同时结合上述的油冷散热方式，使得油冷扁线电机成为当下车用主驱电机最热门的研发方向之一。

4、现有的油冷扁线电机的端部油冷冷却方式虽一定程度上可以降低端部的绕组温升，但仍不可避免的存在油冷分布不均匀的隐患，尤其是整车上下坡或存在倾斜时，端部的油冷状态可能更加复杂。而冷却油分布的不均匀直接导致绕组端部温度空间分布上的不均匀，冷却油覆盖少或者差的区域存在局部过热点，增加了因端部绕组过温而绝缘失效的风险。

5、另外，现有扁线绕组工艺(涉及到焊接的)为hairpin、i-pin、x-pin，焊接端均为端部，如图1所示，现有的扁线电机的绕组从定子铁芯200一端轴向插入第一发卡导体组件3，在另一侧扭头焊接形成焊点50。一般将非焊接端称为皇冠端，相应的实现焊接链接导体的一端为焊接端。焊接端的端部轴向高度及导体跨接的长度都较大。对扁线电机的直流电阻、整机综合效率均不利；故现有扁线绕组工艺提升的重点也在如何降低端部焊接端的高度，且上述的hairpin、i-pin、x-pin等导体均存在去漆皮、扭头、焊接、涂敷等相同工艺，对工艺的一致性要求非常高，且已经逐渐达到工艺的极限，影响电机整体性能的进一步提升。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种双发卡导体端部浸油的扁线电机，该电机中的绕组端部体积小，加工工序少，冷却均匀，整体性能更高。

2、为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种双发卡导体端部浸油的扁线电机，包括机壳、转子组件、转轴以及定子组件，所述定子组件固定在机壳的内侧，所述定子组件包括定子铁芯和插设在定子铁芯的绕组槽内的扁线绕组，所述定子铁芯的两端分别设有密封盖板组件，所述密封盖板组件、定子铁芯端面与机壳内壁三者形成端部冷却区域，所述机壳上还设有用于冷却液进出的通孔；所述定子铁芯至少为两段，包括第一铁芯段和第二铁芯段，所述扁线绕组包括第一发卡导体组件和第二发卡导体组件，多个第一发卡导体组件插设在第一铁芯段内，多个第二发卡导体组件插设在第二铁芯段内，所述第一发卡导体组件和第二发卡导体组件均包括皇冠段和直线段，且相应的第一发卡导体组件的直线段端和第二发卡导体组件的直线段直接或者间接焊接。

4、作为优选方案：所述密封盖板组件包括环形端板和沿着环形端板内侧垂直延伸的内挡环，所述内挡环的另一侧还设有用于插设在定子铁芯的绕组槽开口处的插条。

5、作为优选方案：所述环形端板的侧边嵌设有密封圈，所述环形端板远离绕组的一侧还设有密封垫圈。

6、作为优选方案：所述第一铁芯段和第二铁芯段之间留有间隙，且第一铁芯段和第二铁芯段的内侧通过中部密封环连接，所述中部密封环、机壳内壁、第一铁芯段和第二铁芯段相对的端部四者形成中部冷却区域，所述机壳上还设有用于冷却液进出的通孔。

7、作为优选方案：所述中部密封环包括环本体，所述环本体的至少一侧设有用于与定子铁芯的绕组槽开口处插接的固定凸块。

8、作为优选方案：所述固定凸块的位置、数量与绕组槽的位置、数量一一相对应。

9、作为优选方案：所述定子铁芯或者机壳上还设有多个轴向油道，多个轴向油道沿圆周等距间隔分布。

10、作为优选方案：所述第一发卡导体组件和第二发卡导体组件的直线段的端部齐平，且相互焊接。

11、作为优选方案：所述第一发卡导体组件的直线段的端部设有凹槽，所述第二发卡导体组件的直线段的端部设有定位凸条，所述定位凸条插设在凹槽内，且焊接固定。

12、作为优选方案：所述第一发卡导体组件和第二发卡导体组件的直线段的端部均设有限位条，且两个限位条相互错位，限位条之间、限位条与第一发卡导体组件或第二发卡导体组件之间相互焊接。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

14、本发明中电机绕组端部采用密封浸油，可以完全消除现有端部冷却工艺中的冷却不均、局部过热的隐患。同时，本发明创新的将2根发卡(hairpin)扁线导体从定子铁芯前后对插，实现了焊接点从端部位置到导体直线段位置的变化，避免因端部导体焊接对端部轴向高度和导体长度的不利影响，最大程度的降低了端部绕组的几何尺寸(高度和长度)，进一步降低了扁线绕组的直流电阻、提升了电机的综合效率，并且对现有的工艺工序也进行较大的缩减和优化。

技术特征：

1.一种双发卡导体端部浸油的扁线电机，包括机壳(1)、转子组件、转轴以及定子组件，所述定子组件固定在机壳(1)的内侧，所述定子组件包括定子铁芯(200)和插设在定子铁芯(200)的绕组槽(41)内的扁线绕组，其特征在于：所述定子铁芯(200)的两端分别设有密封盖板组件，所述密封盖板组件、定子铁芯(200)端面与机壳(1)内壁三者形成端部冷却区域，所述机壳(1)上还设有用于冷却液进出的通孔；所述定子铁芯(200)至少为两段，包括第一铁芯段(4)和第二铁芯段(6)，所述扁线绕组包括第一发卡导体组件(3)和第二发卡导体组件(7)，多个第一发卡导体组件(3)插设在第一铁芯段(4)内，多个第二发卡导体组件(7)插设在第二铁芯段(6)内，所述第一发卡导体组件(3)和第二发卡导体组件(7)均包括皇冠段和直线段，且相应的第一发卡导体组件(3)的直线段端和第二发卡导体组件(7)的直线段直接或者间接焊接。

2.根据权利要求1所述的一种双发卡导体端部浸油的扁线电机，其特征在于：所述密封盖板组件包括环形端板和沿着环形端板内侧垂直延伸的内挡环，所述内挡环的另一侧还设有用于插设在定子铁芯(200)的绕组槽(41)开口处的插条。

3.根据权利要求2所述的一种双发卡导体端部浸油的扁线电机，其特征在于：所述环形端板的侧边嵌设有密封圈，所述环形端板远离绕组的一侧还设有密封垫圈。

4.根据权利要求1所述的一种双发卡导体端部浸油的扁线电机，其特征在于：所述第一铁芯段(4)和第二铁芯段(6)之间留有间隙(5)，且第一铁芯段(4)和第二铁芯段(6)的内侧通过中部密封环(10)连接，所述中部密封环(10)、机壳(1)内壁、第一铁芯段(4)和第二铁芯段(6)相对的端部四者形成中部冷却区域(51)，所述机壳(1)上还设有用于冷却液进出的通孔。

5.根据权利要求4所述的一种双发卡导体端部浸油的扁线电机，其特征在于：所述中部密封环(10)包括环本体(101)，所述环本体(101)的至少一侧设有用于与定子铁芯(200)的绕组槽(41)开口处插接的固定凸块(102)。

6.根据权利要求5所述的一种双发卡导体端部浸油的扁线电机，其特征在于：所述固定凸块(102)的位置、数量与绕组槽(41)的位置、数量一一相对应。

7.根据权利要求1所述的一种双发卡导体端部浸油的扁线电机，其特征在于：所述定子铁芯(200)或者机壳(1)上还设有多个轴向油道，多个轴向油道沿圆周等距间隔分布。

8.根据权利要求1所述的一种双发卡导体端部浸油的扁线电机，其特征在于：所述第一发卡导体组件(3)和第二发卡导体组件(7)的直线段的端部齐平，且相互焊接。

9.根据权利要求1所述的一种双发卡导体端部浸油的扁线电机，其特征在于：所述第一发卡导体组件(3)的直线段的端部设有凹槽，所述第二发卡导体组件(7)的直线段的端部设有定位凸条(71)，所述定位凸条(71)插设在凹槽内，且焊接固定。

10.根据权利要求1所述的一种双发卡导体端部浸油的扁线电机，其特征在于：所述第一发卡导体组件(3)和第二发卡导体组件(7)的直线段的端部均设有限位条，且两个限位条相互错位，限位条之间、限位条与第一发卡导体组件(3)或第二发卡导体组件(7)之间相互焊接。

技术总结
本发明涉及一种双发卡导体端部浸油的扁线电机，包括机壳、转子组件、转轴和定子组件，定子组件包括定子铁芯和扁线绕组，定子铁芯的两端分别设有密封盖板组件，密封盖板组件、定子铁芯端面与机壳内壁三者形成端部冷却区域，机壳上还设有用于冷却液进出的通孔；定子铁芯包括第一铁芯段和第二铁芯段，扁线绕组包括第一发卡导体组件和第二发卡导体组件，且相应的第一发卡导体组件的直线段端和第二发卡导体组件的直线段直接或者间接焊接。本发明中电机绕组端部采用密封浸油，冷却均匀效率高。同时，本发明创新的将2根发卡(Hairpin)扁线导体前后对插，降低了端部绕组尺寸、绕组的直流电阻，提升了电机的综合效率，并且优化了工艺工序。

技术研发人员：牛铭奎,吕鹏,王晨,李良梓,陈静,高志川,章俊杰
受保护的技术使用者：方正电机（德清）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17