电机、动力总成和车辆的制作方法

本技术涉及电机领域，具体涉及一种电机、动力总成和车辆。

背景技术：

1、近年来，扁线电机越来越多地应用于新能源汽车领域。扁线电机具有高铜满率、利于电机绕组散热、能够提高绕组的耐压能力以及降低绕组端部长度等方面的优势，进而可以提升电机的转矩密度和功率密度。因此，扁线电机成为了促进汽车轻量化、提升电动汽车的续航里程、提升汽车的空间利用率和降低动力总成成本的一个重要举措。

2、目前，现有的扁线电机定子绕组的绕制方式多为整距绕组，具体的，电机包括定子铁芯，定子铁芯的周向上开设有定子槽，定子绕组通过定子槽绕设在定子铁芯上。其中，整距结构的扁线电机具有较高的谐波绕组系数，运行时转矩波动较大，恶化了电机的噪声、振动与声振粗糙度(noise vibration harshness，nvh)，降低了电机的性能。现有方法可以通过将定子绕组设置为短距绕组以降低扁线电机的谐波绕组系数，进而提升电动汽车nvh性能。然而现有扁线电机的短距绕组，短距设置方式受限于绕组形式，无法实现扁线导体的层数n为单数层或n/2为单数层的定子绕组的连接，且难以很好的削弱谐波磁场。

技术实现思路

1、本技术提供一种电机、动力总成和车辆，以实现扁线导体的层数n为单数层或n/2为单数层的定子绕组的连接，且能够削弱谐波磁场。

2、第一方面，本技术提供一种电机，该电机包括定子和转子，所述定子包括定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯的内壁周向均匀开设有54个定子槽，每个所述定子槽包括9层扁线导体且沿所述定子铁芯的径向所述第一层扁线导体至所述第九层扁线导体依次排列于所述定子槽，沿所述定子铁芯的径向所述第一层扁线导体靠近所述定子槽的底部。其中：所述第一层扁线导体两两连接，且相连接的一个所述第一层扁线导体与另一个所述第一层扁线导体所在的两个定子槽之间相隔9个定子槽或6个定子槽；所述第二层扁线导体分别与所述第三层扁线导体相连接，且相连接的一个所述第二层扁线导体与一个所述第三层扁线导体所在的两个定子槽之间相隔8个定子槽；所述第四层扁线导体分别与所述第五层扁线导体相连接，且相连接的一个所述第四层扁线导体与一个所述第五层扁线导体所在的两个定子槽之间相隔8个定子槽；所述第六层扁线导体分别与所述第七层扁线导体相连接，且相连接的一个所述第六层扁线导体与一个所述第七层扁线导体所在的两个定子槽之间相隔7个定子槽；所述第八层扁线导体分别与所述第九层扁线导体相连接，且相连接的一个所述第八层扁线导体与一个所述第九层扁线导体所在的两个定子槽之间相隔8个定子槽。

3、本技术的电机，定子槽的槽数为54个，每个定子槽中设有9层扁线导体。在绕制定子绕组时，第一层扁线导体和第九层扁线导体均可由同层发卡线圈插设形成。插线方式简单，且无跨层插线。第一层扁线导体之间同层连接，相互连接的第一层扁线导体之间可间隔9个定子槽或6个定子槽，由此，第一层扁线导体可由两种跨距的发卡线圈形成。自第二层扁线导体至第九层扁线导体，每相邻两层扁线导体可相互连，相互连接的两个扁线导体之间可间隔8个定子槽或7个定子槽，且在定子绕组的插线端存在一组间隔7个定子槽的连接方式，以实现短距连接。因此，本技术的电机，扁线导体的层数的一半无论是奇数层还是偶数层，各扁线导体的连接方式可不做改变，定子绕组的连接结构简单。另外，本技术中的定子绕组中的各扁线导体，在连接时属于同层连接或相邻层连接，不存在跨层连接的问题，连接线型简单，可实现自动化插线。此外，经测试，该结构的扁线电机，还可有效削弱谐波磁场，例如可有效削弱常规短距绕组存在的6kp阶噪声，提升电机的nvh性能。将具有上述性能的扁线电机应用于电动汽车中，可有效降低电动汽车运行的噪声。

4、在一种可选的实现方式中，所述定子绕组的每相绕组包括多个沿所述定子铁芯的周向均匀且间隔设置的相单元，自所述第一层扁线导体至所述第九层扁线导体，各所述相单元中每三层所述扁线导体为一个相带，任一所述相单元的相邻所述相带之间依次错位一个定子槽。

5、在一种可选的实现方式中，所述定子绕组的每相绕组包括三条并联支路，每相绕组的各所述并联支路的进线端和出线端中的一个自所述第一层扁线导体引出，每相绕组的各并联支路的进线端和出现端中的另一个自所述第二层扁线导体引出。

6、在一种可选的实现方式中，所述定子绕组的每相绕组包括三条并联支路，每相绕组的各并联支路的进线端位于相邻定子槽，每相绕组的各并联支路的出线端位于相邻定子槽。

7、第二方面，本技术提供一种电机，该电机包括定子和转子，所述定子包括定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯的内壁周向均匀开设有54个定子槽，每个所述定子槽包括6层扁线导体且沿所述定子铁芯的径向所述第一层扁线导体至所述第六层扁线导体依次排列于所述定子槽，沿所述定子铁芯的径向所述第一层扁线导体靠近所述定子槽的底部。其中：所述第一层扁线导体两两连接，且相连接的一个所述第一层扁线导体与另一个所述第一层扁线导体所在的两个定子槽之间相隔9个定子槽或6个定子槽；所述第二层扁线导体分别与所述第三层扁线导体相连接，且相连接的一个所述第二层扁线导体与一个所述第三层扁线导体所在的两个定子槽之间相隔8个定子槽；所述第四层扁线导体分别与所述第五层扁线导体相连接，且相连接的一个所述第四层扁线导体与一个所述第五层扁线导体所在的两个定子槽之间相隔8个定子槽；所述第六层扁线导体两两连接，且相连接的一个所述第六层扁线导体与另一个所述第六层扁线导体所在的两个定子槽之间相隔8个定子槽。

8、本技术的电机，定子槽的槽数为54个，每个定子槽中设有6层扁线导体。在绕制定子绕组时，第一层扁线导体和第六层扁线导体均可由同层发卡线圈插设形成。插线方式简单，且无跨层插线。第一层扁线导体之间同层连接，相互连接的第一层扁线导体之间可间隔9个定子槽或6个定子槽，由此，第一层扁线导体可由两种跨距的发卡线圈形成。第六层扁线导体为单独一层，第六层扁线导体之间可两两连接，相互连接的两个第六层扁线导体之间可间隔8个定子槽。由此，第六层扁线导体可由一种跨距的发卡线圈形成。自第二层扁线导体至第五层扁线导体，每相邻两层扁线导体可相互连，相互连接的两个扁线导体之间可间隔8个定子槽。本技术的电机，扁线导体的层数的一半无论是奇数层还是偶数层，各扁线导体的连接方式可不做改变，定子绕组的连接结构简单。另外，本技术中的定子绕组中的各扁线导体，在连接时属于同层连接或相邻层连接，不存在跨层连接的问题，连接线型简单，可实现自动化插线。此外，经测试，该结构的扁线电机，还可有效削弱谐波磁场，例如可有效削弱常规短距绕组存在的6kp阶噪声，提升电机的nvh性能。将具有上述性能的扁线电机应用于电动汽车中，可有效降低电动汽车运行的噪声。

9、在一种可选的实现方式中，所述定子绕组的每相绕组包括多个沿所述定子铁芯的周向均匀且间隔设置的相单元，自所述第一层扁线导体至所述第六层扁线导体，各所述相单元中每三层所述扁线导体为一个相带，任一所述相单元的相邻所述相带之间依次错位一个定子槽。

10、在一种可选的实现方式中，所述定子绕组的每相绕组包括三条并联支路，每相绕组的各所述并联支路的进线端和出线端中的一个自所述第一层扁线导体引出，每相绕组的各并联支路的进线端和出现端中的另一个自所述第二层扁线导体引出。

11、在一种可选的实现方式中，所述定子绕组的每相绕组包括三条并联支路，每相绕组的各并联支路的进线端位于相邻定子槽，每相绕组的各并联支路的出线端位于相邻定子槽。

12、第三方面，本技术提供一种电机，该所述电机包括定子和转子，所述定子包括定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯的内壁周向均匀开设有72个定子槽，每个所述定子槽包括12层扁线导体且沿所述定子铁芯的径向所述第一层扁线导体至所述第十二层扁线导体依次排列于所述定子槽，沿所述定子铁芯的径向所述第一层扁线导体靠近所述定子槽的底部。其中：所述第一层扁线导体两两连接，且相连接的一个所述第一层扁线导体与另一个所述第一层扁线导体所在的两个定子槽之间相隔12个定子槽或8个定子槽；所述第二层扁线导体分别与所述第三层扁线导体相连接，且相连接的一个所述第二层扁线导体与一个所述第三层扁线导体所在的两个定子槽之间相隔8个定子槽；所述第四层扁线导体分别与所述第五层扁线导体相连接，且相连接的一个所述第四层扁线导体与一个所述第五层扁线导体所在的两个定子槽之间相隔8个定子槽；所述第六层扁线导体分别与所述第七层扁线导体相连接，且相连接的一个所述第六层扁线导体与一个所述第七层扁线导体所在的两个定子槽之间相隔7个定子槽；所述第八层扁线导体分别与所述第九层扁线导体相连接，且相连接的一个所述第八层扁线导体与一个所述第九层扁线导体所在的两个定子槽之间相隔8个定子槽；所述第十层扁线导体分别与所述第十一层扁线导体相连接，且相连接的一个所述第十层扁线导体与一个所述第十一层扁线导体所在的两个定子槽之间相隔8个定子槽；所述第十二层扁线导体两两连接，且相连接的一个所述第十二层扁线导体与另一个所述第十二层扁线导体所在的两个定子槽之间相隔8个定子槽。

13、在一种可选的实现方式中，所述定子绕组的每相绕组包括多个沿所述定子铁芯的周向均匀且间隔设置的相单元，自所述第一层扁线导体至所述第十二层扁线导体，各所述相单元中每三层所述扁线导体为一个相带，任一所述相单元的相邻所述相带之间依次错位一个定子槽。

14、在一种可选的实现方式中，所述定子绕组的每相绕组包括四条并联支路，每相绕组的各所述并联支路的进线端和出线端中的一个自所述第一层扁线导体引出，每相绕组的各并联支路的进线端和出现端中的另一个自所述第二层扁线导体引出。

15、在一种可选的实现方式中，所述定子绕组的每相绕组包括四条并联支路，每相绕组的各并联支路的进线端位于相邻定子槽，每相绕组的各并联支路的出线端位于相邻定子槽。

16、第四方面，本技术提供一种电机。该电机包括定子和转子。所述定子包括定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯的内壁周向均匀开设有z个定子槽，每个所述定子槽包括n层扁线导体且沿所述定子铁芯的径向所述第一层扁线导体至所述第n层扁线导体依次排列于所述定子槽，沿所述定子铁芯的径向所述第一层扁线导体靠近所述定子槽的底部。其中：所述第一层扁线导体由跨距为z/2p+1和z/2p-q+1的多个发卡线圈插设形成且任一所述发卡线圈位于同层；n为奇数时，自第二层扁线导体至第n层扁线导体，每相邻两层所述扁线导体由一种跨距的多个发卡线圈形成，所述发卡线圈的跨距为z/2p或z/2p-1且任一所述发卡线圈位于相邻两层；n为偶数时，自第二层扁线导体至第n-1层扁线导体，每相邻两层所述扁线导体由一种跨距的多个发卡线圈形成，所述发卡线圈的跨距为z/2p或z/2p-1的且任一所述发卡线圈位于相邻两层；第n层扁线导体由跨距为z/2p的多个发卡线圈插设形成且任一所述发卡线圈位于同层；q为定子绕组的每极每相槽数，2p为定子绕组的磁极数，p为正整数。

17、本技术的电机，定子绕组的n层扁线导体中，第一层扁线导体由同层发卡线圈插设形成，形成第一层扁线导体的发卡线圈为单独的线圈组，该线圈组由两种跨距(跨距分别为z/2p+1和z/2p-q+1)的发卡线圈形成。n为奇数时，自第二层扁线导体开始至第n层扁线导体，每相邻两层扁线导体组成一个线圈组，每相邻两层扁线导体对应一种跨距的线圈组。n为偶数时，第n层扁线导体均由同层发卡线圈插设形成，第n层扁线导体为单独一层，可为单独的线圈组。此时，形成第n层扁线导体的线圈组也由一种跨距的发卡线圈形成。因此，本技术的电机，扁线导体的层数无论是奇数层还是偶数层，第一层扁线导体和中间层扁线导体的连接方式可不做改变，仅仅根据扁线导体层数的奇偶数进行最后一层的扁线导体的连接即可，简化定子绕组的连接结构。另外，本技术中的定子绕组均由单层扁线导体对应的线圈组和相邻两层扁线导体对应的线圈组形成，线圈组的插线结构简单，不存在跨层插线的问题，任一线圈组中线圈的种类单一，可实现全自动插线工艺。此外，经测试，该结构的扁线电机，还可有效削弱谐波磁场，例如可有效削弱常规短距绕组存在的6kp阶噪声，提升电机的nvh性能。将具有上述性能的扁线电机应用于电动汽车中，可有效降低电动汽车运行的噪声。

18、在一种可选的实现方式中，所述定子绕组的每相绕组包括多个沿所述定子铁芯的周向均匀且间隔设置的相单元，自所述第一层扁线导体至所述第n层扁线导体，各所述相单元中每三层所述扁线导体为一个相带，任一所述相单元的相邻所述相带之间依次错位一个定子槽。由此，可形成短距绕组。

19、在一种可选的实现方式中，所述扁线导体的层数n取值范围为3-3q；q为定子绕组的每极每相槽数，且q≤4。n为奇数时，自所述第二层扁线导体至所述第n层扁线导体，形成每相邻两层扁线导体的发卡线圈的跨距依次按照z/2p、z/2p和z/2p-1的顺序设置。n为偶数时，自所述第二层扁线导体至所述第n-1层扁线导体，形成每相邻两层扁线导体的发卡线圈的跨距依次按照z/2p、z/2p和z/2p-1的顺序设置。由此，通过连接第一层扁线导体至第n层扁线导体之间至少存在两层扁线导体的连接跨距为z/2p-1，以形成短距绕组。该连接方式中，各层发卡线圈的种类单一，插线方式简单，均为同层或相邻层插接结构，无跨层插线结构。

20、在一种可选的实现方式中，所述n为偶数，形成所述定子绕组的发卡线圈的种类为n/2+2。在一种可选的实现方式中，所述n为奇数，形成所述定子绕组的发卡线圈的种类为(n-1)/2+2。由此，可利用最少种类数的发卡线圈形成定子绕组。

21、在一种可选的实现方式中，每相绕组均包括q或2q条并联支路。

22、在一种可选的实现方式中，每相绕组的各并联支路的进线端和出线端中的一个自所述定子槽的槽底层扁线导体引出，每相绕组的各并联支路的进线端和出现端中的另一个自槽底层扁线导体相邻层扁线导体引出。各并联支路的进线端和出线端均自定子槽的槽底层扁线导体引出，可简化进出线的连接方式，避免使用跨层连接线。

23、在一种可选的实现方式中，每相绕组的各并联支路的进线端位于相邻定子槽，每相绕组的各并联支路的出线端位于相邻定子槽。每相绕组的各并联支路的进出线均自相邻的定子槽引出，可便于与母排连接，实现各并联支路间的并联连接，从而简化母排的连接结构，避免母排设置跨层或跨槽设置的中性连接线。

24、在一种可选的实现方式中，定子槽的槽数z为54或72。其中，n可为6、9、12或15。当z为54，p为3，q为3，n为奇数时，所述第一层扁线导体的跨距为10和7的组合；自第二层扁线导体至第n层扁线导体，每相邻两层扁线导体的跨距依次按照9、9和8的顺序设置。当z为54，p为3，q为3，n为偶数时，第一层扁线导体的跨距为10和7的组合，第n层扁线导体的跨距为9，自第二层扁线导体至第n-1层扁线导体，每相邻两层扁线导体的跨距依次按照9、9和8的顺序设置。

25、当z为72，p为3，q为4，n为奇数时，所述第一层扁线导体的跨距为13和9的组合；自第二层扁线导体至第n层扁线导体，每两层扁线导体的跨距依次按照12、12和11的顺序设置。当z为72，p为3，q为4，n为偶数时，所述第一层扁线的导体跨距为13和9的组合，第n层扁线导体的跨距为12，自第二层扁线导体至第n-1层扁线导体，每两层扁线导体的跨距依次按照12、12和11的顺序设置。

26、在一种可能的实现方式中，每相绕组的引出线采用y型或△型连接。

27、其中，本技术的电机包括但不限于永磁同步电机、电励磁同步电机、以及异步电机等。扁线电机的转子可为任意转子拓扑，例如，表贴式、内置“一”型、内置v型、内置双v型、内置u型或内置uv型等。本技术的扁线电机可为电动汽车用电机、高铁动车组用牵引电机、航空航天电推进电机、船舶电推进电机等。

28、第五方面，本技术提供一种动力总成，该动力总成包括减速器和第二方面的电机，电机与减速器传动连接。

29、第六方面，本技术提供一种车辆，该车辆包括本技术第五方面的动力总成。

30、其中，本技术的动力装置包括但不限于电动汽车。

31、上述第二方面至第六方面可以达到的技术效果，可以参照上述第一方面中的相应效果描述，这里不再重复赘述。