具有组合式定子的盘式电机、动力总成及车辆的制作方法

本技术涉及电机，尤其涉及一种具有组合式定子的盘式电机、动力总成及车辆。

背景技术：

1、盘式电机具有结构紧凑、转矩密度高、效率高等特点，在对电机的尺寸和重量有限制要求的应用场景中，盘式电机更具优势。但盘式电机的定子通常是由硅钢片卷绕而成，导致盘式电机整体性能难以有效提升。

技术实现思路

1、本技术提供一种具有组合式定子的盘式电机，通过针对性的优化盘式电机的定子的结构设计，能够提升盘式电机整体的工作性能和可靠性。本技术还提供一种动力总成及车辆。本技术具体包括如下技术方案：

2、第一方面，本技术提供一种具有组合式定子的盘式电机，盘式电机包括转子和定子，沿盘式电机轴向转子和定子间隔排列，定子包括一个定子轭、多个定子齿及多个定子线圈，一个定子轭的外周面包括多个凹槽，沿盘式电机周向多个凹槽间隔排布，沿盘式电机轴向每个凹槽贯穿一个定子轭，沿盘式电机轴向一个定子轭包括相背离的两个轭部端面，每个定子齿用于嵌入于一个凹槽，沿盘式电机轴向每个定子齿包括相背离的两个齿部端面，每个定子齿的一个齿部端面露出于或平齐于一个轭部端面，每个定子齿的另一个齿部端面露出于另一个轭部端面，每个定子线圈排列于一个定子齿的另一个齿部端面与一个定子轭的另一个轭部端面之间。

3、本技术盘式电机在定子轭的外周面开设多个间隔排列的凹槽，每个凹槽的槽口和槽底沿盘式电机径向相对，且每个凹槽的槽口均背离盘式电机轴线，使得每个定子齿能够沿盘式电机径向从一个凹槽的槽口嵌入一个定子轭内并固定于一个定子轭内，进而形成多个定子齿能够形成相互间隔并相互固定的效果，以保证每个定子齿的工作性能和可靠性。沿盘式电机轴向每个凹槽贯穿定子轭，且每个定子齿的长度大于定子轭的厚度，即每个定子齿的长度均大于与其对应的凹槽的长度，使得每个定子齿的另一个齿部端面均能够露出于另一个轭部端面，进而使得每个定子齿位于定子轭和转子之间的部分结构能够用于绕设一个定子线圈。每个定子线圈分别绕设于每个定子齿位于定子轭和转子之间的部分结构，使得每个定子齿能够对一个定子线圈形成支撑和固定效果，以保证每个定子线圈的工作性能和稳定性。多个定子线圈内通入电流能够产生用于驱动转子转动的磁场，使得定子能够驱动转子绕盘式电机轴线转动，实现本技术盘式电机向外输出动力的功能。

4、本技术盘式电机定子轭与多个定子齿通过组合装配的方式构造为定子铁芯，使得定子轭和多个定子齿可以采用分别制成、再组合装配为定子铁芯的方式，能够降低定子铁芯的制备工艺难度和要求，提升定子的制备效率。同时，本技术盘式电机通过在定子轭的外周面开设多个凹槽，使得每个定子齿能够沿盘式电机径向嵌入定子轭的凹槽内，并与定子轭组装为定子铁芯，能够降低定子轭和多个定子齿之间的装配难度，保证定子轭和多个定子齿的装配精度和效率，进而能够降低本技术盘式电机整体的制备工艺难度和要求并提升制备效率。另外，由于每个定子齿沿盘式电机径向嵌入定子轭的一个凹槽内形成组合装配，因此定子轭和多个定子齿沿盘式电机径向的尺寸可以调整，以满足盘式电机不同的设计需求和功能需求，进而提升本技术盘式电机的使用范围、增大本技术盘式电机的应用场景。换言之，相较于采用卷绕制备的定子铁芯，本技术盘式电机中的定子铁芯的制备难度和要求更低、制备效率更高。并且，相较于采用卷绕制备的定子铁芯，本技术盘式电机的组合装配的定子铁芯，定子整体具备更高的结构强度和可靠性，使得本技术盘式电机的整体工作性能和可靠性显著提升。

5、一种实现方式，沿盘式电机轴向，每个定子齿的长度大于一个凹槽的长度和一个线圈的长度之和。

6、相应的，沿盘式电机轴向每个定子齿的一部分嵌入一个凹槽内，另一部分位于一个凹槽之外并位于定子轭和转子之间，通过设置一部分的长度和另一部分的长度之和大于一个凹槽的长度和一个定子线圈的长度之和，使得每个定子齿保证嵌入一个凹槽内的稳定性的同时，还能够保证对一个定子线圈的支撑性能，进一步提升定子的整体工作性能和可靠性。

7、一种实现方式，每个定子齿包括沿盘式电机轴向相连接的第一段和第二段，其中，第一段用于沿盘式电机径向嵌入于一个凹槽，沿盘式电机轴向第二段露出于另一个轭部端面，沿盘式电机周向第二段的周向宽度大于第一段的周向宽度。

8、相应的，每个定子齿沿盘式电机轴向分为两段，两段的周向宽度不等。其中，第一段嵌入一个凹槽内，使得整个定子齿相对于定子轭固定。第二段位于凹槽之外，且第二段位于定子轭和转子之间，使得每个定子线圈能够绕设于一个定子齿的第二段外周，即第二段能够对一个定子线圈形成支撑和固定效果。同时，由于第二段的周向宽度大于第一段的周向宽度，能够限定每个定子齿沿盘式电机轴向方向的位移，避免第二段沿盘式电机轴向朝向凹槽内窜动，而降低对绕设于第二段上的一个定子线圈的固持效果。即，通过设置第二段的周向宽度大于第一段的周向宽度，能够保证每个定子线圈的工作性能和稳定性，进一步提升盘式电机整体的工作性能和可靠性。

9、一种实现方式，沿盘式电机周向第二段的周向宽度等于第一段的周向宽度。

10、相应的，每个定子齿的两端的周向宽度相等，能够便于定子齿的制备，以降低定子齿的制备难度和要求。

11、一种实现方式，每个定子齿还包括第三段，沿盘式电机轴向第三段通过第一段连接第二段，每个定子齿的第三段露出于一个定子轭的一个轭部端面，其中，沿盘式电机周向每个定子齿中第三段的周向宽度大于第一段的周向宽度、大于或等于第二段的周向宽度。

12、相应的，由于沿盘式电机周向第三段的周向宽度大于第一段的周向宽度，使得第一段沿盘式电机轴向的投影收容于第三段内，即第三段的至少部分结构沿盘式电机周向凸出于第一段的两侧。第三段的至少部分沿盘式电机轴向的相背的两个壁面分别与定子轭的一个轭部端面和槽形壳体贴合，能够使得第三段抵持于定子轭和槽形壳体之间，进而使得每个定子齿固定于一个凹槽内。通过第三段抵持于定子轭和槽形壳体之间以固定整个定子齿，能够降低每个定子齿的安装固定难度和要求，提升定子整体的结构强度和可靠性。沿盘式电机周向第三段的周向宽度大于或等于第二段的周向宽度，能够保证第三段的至少部分凸出于第一段的周向宽度，使得第三段分别与定子轭的一个轭部端面和槽形壳体具有足够的贴合面积，进而保证每个定子齿在一个凹槽内的固定强度和稳定性，进一步提升定子整体的结构强度和可靠性。同时，由于第二段的周向宽度大于或等于第一段的周向宽度，因此每个定子齿垂直于盘式电机径向的任一截面形状呈“工”字形，形成每个定子齿沿盘式电机轴向与定子轭卡合的效果，以限定每个定子齿沿盘式电机轴向的位移，进一步提升每个定子齿在一个凹槽内的固定强度和稳定性。另外，沿盘式电机轴向第一段位于第三段和第二段之间，且第三段、第一段和第二段相互连接，即每个定子齿沿盘式电机轴向在不同位置处的周向宽度不同，使得每个定子齿的结构形状和尺寸可以依据装配需求、功能需求等设计需求而调整，以提升每个定子齿的适应性，进一步提升本技术盘式电机的适用范围。

13、一种实现方式，沿盘式电机轴向第一段的长度等于凹槽的长度。

14、相应的，沿盘式电机轴向第二段朝向定子轭的侧壁与定子轭的另一个轭部端面贴合、第三段朝向定子轭的侧壁与定子轭的一个轭部端面贴合，通过定子轭的两个轭部端面分别与第一段和第二段的配合，能够进一步限定每个定子齿沿盘式电机轴向的位移，避免每个定子齿沿盘式电机轴向在一个凹槽内窜动，进一步提升每个定子齿相对于定子轭的固定强度和稳定性。

15、一种实现方式，每个定子齿还包括第四段，沿盘式电机轴向第四段通过第二段连接第一段，其中，沿盘式电机周向每个定子齿中第四段的周向宽度大于或等于第三段的周向宽度。

16、相应的，沿盘式电机轴向第四段连接于第二段背离第一段的一侧，由于第三段的周向宽度大于或等于第二段的周向宽度，因此第四段的周向宽度大于或等于第二段的周向宽度，使得相邻两个定子齿之间形成半闭口槽结构，以降低盘式电机的转矩波动，提升盘式电机的工作性能和稳定性。同时，通过设置第四段的周向宽度大于或等于第三段的周向宽度，能够增大沿盘式电机周向第四段凸出于第三段的至少部分的周向宽度，即保证第四段凸出第三段的至少部分对绕设于第二段的定子线圈的遮蔽效果，进一步降低盘式电机的转矩波动、降低漏磁。

17、一种实现方式，沿盘式电机周向相邻的两个定子齿的第四段的周向间隔小于相邻的两个定子齿的第三段的周向间隔。

18、相应的，相邻两个定子齿靠近转子一侧的间隙宽度小于远离转子一侧的间隙宽度，以在保证每个定子齿相对于定子轭固定效果的同时，进一步降低定子的转矩波动和漏磁，以进一步提升定子的工作性能和可靠性。

19、一种实现方式，沿盘式电机径向每个定子齿的第二段包括相背的两个径向侧壁，其中一个径向侧壁朝向盘式电机轴心，另一个径向侧壁背离盘式电机轴心，沿盘式电机周向其中一个径向侧壁的周向宽度小于另一个径向侧壁的周向宽度。

20、相对应的，沿盘式电机径向每个定子齿的第二段的径向宽度自盘式电机外围朝向盘式电机轴线逐渐减小，由于每个定子齿的第二段用于绕设一个定子线圈，因此能够提升多个定子线圈绕设的槽满率并减小盘式电机的整体体积，实现盘式电机的小型化设计并提升盘式电机的功率密度。

21、一种实现方式，每个凹槽用于嵌入至少两个定子齿，沿盘式电机径向至少两个定子齿依次相邻排列，其中，相邻的两个定子齿中靠近盘式电机轴线的一个定子齿的第一段的周向宽度小于远离盘式电机轴线的另一个定子齿的第一段的周向宽度。

22、相应的，每个凹槽内的定子齿沿盘式电机径向分为至少两段，也可以理解为每个凹槽内装配有至少两个定子齿，且一个凹槽内的至少两个定子齿沿盘式电机径向组合并用于实现一个定子齿的功能。通过至少两个定子齿组装配合用于实现每个凹槽内一个定子齿的功能，相较于制造一个整体的定子齿，每个凹槽内的至少两个定子齿分段制造具有更高的制造效率和更低的制造要求，能够进一步提升定子的制备效率。同时，沿盘式电机径向每个凹槽内的至少两个定子齿的第一段的周向宽度自盘式电机外围朝向盘式电机轴线依次减小，使每个凹槽内的至少两个定子齿的第一段的周向宽度与凹槽的周向宽度形成配合，保证每个凹槽内沿盘式电机径向的各个位置处均能够嵌入一个定子齿，进而保证定子齿的工作性能和可靠性。

23、一种实现方式，靠近盘式电机轴线的一个定子齿的第二段的周向宽度小于远离盘式电机轴线的另一个定子齿的第二段的周向宽度。

24、相应的，每个凹槽内的至少两个定子齿的第二段的周向宽度自盘式电机外围朝向盘式电机轴线依次减小，使得每个凹槽内的至少两个定子齿的第二段在实现保证支撑和固定一个定子线圈效果的同时，通过设置至少两个定子齿的第二段的周向宽度依次减小，能够降低定子的整体重量，以形成盘式电机减重的效果。

25、一种实现方式，每个定子齿包括沿盘式电机径向依次叠压的多个定子齿冲片，多个定子齿冲片的导磁方向平行于盘式电机轴向，沿盘式电机轴向相邻的两个定子齿冲片中，靠近盘式电机轴线的一个定子齿冲片的周向宽度小于远离盘式电机轴线的另一个定子齿冲片的周向宽度。

26、相应的，每个定子齿由多个定子齿冲片叠压而成，能够进一步降低每个定子齿的制备难度和要求，进而提升定子齿的制备效率并提升盘式电机整体的制备效率。同时，由于沿垂直于盘式电机径向每个定子齿的任一截面形状相同，因此多个定子齿冲片可以沿盘式电机径向叠压组合，进而在降低每个定子齿与定子轭的装配难度的同时，还能够进一步降低每个定子齿冲片的制备难度和要求、提升定子齿成冲片的制备效率。另外，每个定子齿由多个定子齿冲片叠压构成，使得每个定子齿具备更高的结构强度，进一步提升定子整体结构强度和可靠性。每个定子齿的多个定子齿冲片的材质均为取向硅钢，通过设置每个定子齿冲片的导磁方向平行于盘式电机轴向，能够提升每个定子齿沿盘式电机轴向的磁导率和磁感值,进而提升定子的工作性能和可靠性。

27、一种实现方式，一个定子齿冲片和另一个定子齿冲片沿顺时针方向或逆时针方向中的一侧相对齐。

28、相应的，沿盘式电机周向两个定子齿冲片的同一侧沿顺时针或者逆时针方向对齐，使得沿盘式电机周向相邻两个定子齿之间的槽壁呈倾斜并构造为斜槽结构，以削弱齿谐波磁场所产生的谐波电动势及降低由谐波磁场引起的附加转矩，进而能够有效降低盘式电机的电磁振动和噪声。同时，多个定子齿冲片沿盘式电机径向叠压于一个凹槽内并构造为一个嵌设于一个凹槽内的定子齿，当凹槽的其中一个槽壁与盘式电机径向形成夹角，即能够使得一个定子齿冲片和另一个定子齿冲片沿顺时针方向或逆时针方向中的一侧相对齐，以使得相邻两个定子齿之间的槽壁构造为斜槽结构，能够降低盘式电机的定子斜槽结构的制备难度和要求，提高制备效率。另外，通过调整一个凹槽的槽壁于盘式电机径向之间的夹角，即能够提升定子的斜槽的倾斜角度，使得定子的斜槽结构能够满足不同场景的需求，进一步提升本技术盘式电机的应用场景。

29、一种实现方式，至少一个凹槽包括多个子凹槽，多个子凹槽沿盘式电机径向依次排列且连通，沿盘式电机径向相邻的两个子凹槽中，靠近盘式电机轴线的一个子凹槽的周向宽度小于远离盘式电机轴线的另一个子凹槽的周向宽度。

30、相应的，至少一个凹槽沿盘式电机周向相对的两个槽壁呈阶梯结构，沿盘式电机径向的任一截面方向，相对的两个槽壁的周向宽度逐渐减小，即两个槽壁自盘式电机外围朝向盘式电机轴线逐渐靠拢，使得每个凹槽的多个子凹槽与嵌设其内部的多个定子齿或者多个定子齿冲片一一对应，进而使得每个子凹槽能够限定一个定子齿或者一个定子齿冲片的位移，进一步提升每个定子齿的结构稳定性和可靠性。同时，多个子凹槽的周向宽度沿盘式电机径向自盘式电机轴线朝向盘式电机外围逐渐增大，能够实现定子减重的效果，仅以减小盘式电机的整体重量。

31、一种实现方式，至少一个定子齿采用压铸一体成型。

32、相应的，至少一个定子齿的材质为软磁复合材料，使得至少一个定子齿可以采用压铸的制备工艺一体成型，减少定子齿的制备工艺流程并降低定子齿的制备难度和要求，提升盘式电机的生产效率。

33、一种实现方式，一个定子轭包括沿盘式电机轴向叠压的至少两个定子轭冲片，其中，每个定子轭冲片的外周面包括沿盘式电机周向间隔排布的多个凹槽，沿盘式电机轴向每个凹槽贯穿定子轭冲片，每个定子轭冲片的多个凹槽分别用于连通另一个定子轭冲片的一个凹槽，每个定子轭冲片还包括沿盘式电机周向间隔排列的多个固定孔，多个固定孔分别沿盘式电机轴向贯穿定子轭冲片，多个固定孔的数量小于多个凹槽的数量或等于多个凹槽的数量的一半。

34、相应的，一个定子轭由至少两个定子轭冲片叠压排布构成，能够降低定子轭的制备难度和要求。同时，相较于采用硅钢片卷绕制备而成的定子轭，由至少两个定子轭冲片叠压构成的一个定子轭具备更高的结构强度和可靠性，能够进一步提升定子整体的结构强度。每个定子轭冲片开设沿盘式电机轴向贯穿的固定孔，使得至少两个定子轭冲片之间能够相互固定，以保证定子轭的正常工作性能。通过设置多个固定孔的数量小于多个凹槽的数量或等于多个凹槽的数量的一半，能够保证每个定子轭冲片的结构强度，进而保证定子的工作性能和寿命。

35、一种实现方式，一个定子轭采用压铸一体成型。

36、相应的，一个定子轭的材质为软磁复合材料，使得一个定子轭可以采用压铸的制备工艺一体成型，减少一个定子轭的制备工艺流程并降低定子轭的制备难度和要求，提升盘式电机的生产效率。同时，定子轭整体呈环形结构，其外周面开设多个沿盘式电机周向间隔排列的凹槽，因此一个定子轭的整体结构较为简单，能够采用压铸的制备工艺一体成型制成。

37、一种实现方式，盘式电机包括槽形壳体，沿盘式电机轴向槽形壳体的槽底与定子轭的一个轭部端面相邻排列，槽形壳体的槽壁环绕于定子轭的多个凹槽的槽口，槽形壳体包括沿盘式电机周向间隔排列的多个通孔，每个通孔沿盘式电机轴向贯穿槽形壳体的槽底，每个通孔用于容纳一个固定件穿过，每个固定件用于沿盘式电机轴向固定连接一个定子齿和槽形壳体的槽底。

38、相应的，槽形壳体包括槽底和槽壁，槽形壳体的槽底为圆形并沿盘式电机轴向间隔排列于一个定子轭背离转子的一侧，且槽形壳体的槽底的轴线与一个定子轭的轴线重合。槽形壳体的槽底与一个定子轭固定连接，以用于固定一个定子轭和多个定子齿，使得一个定子轭和多个定子齿装配构造为一个定子铁芯，保证定子的正常工作性能。槽形壳体的槽壁为环状并围设于槽形壳体的槽底的外围，槽形壳体的槽壁沿盘式电机轴向朝向定子轭延伸，槽形壳体的槽壁用于遮蔽多个凹槽的槽口，以限定一个凹槽内的一个定子齿沿盘式电机径向方向的位移，即通过槽形壳体的槽壁能够将每个定子齿分别固定于一个凹槽内，避免每个定子齿沿盘式电机径向在一个凹槽内窜动。同时，每个定子齿通过固定件与槽形壳体固定连接，能够提升每个定子齿的结构稳定性和可靠性，进一步提升定子整体的结构稳定性和寿命。

39、一种实现方式，沿盘式电机轴向槽形壳体的槽壁的长度大于一个定子齿的第三段的长度、小于或等于一个定子齿的第三段和第一段的长度之和。

40、相应的，槽形壳体的槽壁在一个定子齿外周的投影的边缘，沿盘式电机轴向位于一个定子齿的第一段内，使得槽形壳体的槽壁能够沿盘式电机轴向对多个凹槽的槽口形成至少部分遮蔽的效果，保证槽形壳体对多个定子齿的收容和固定效果。同时，能够避免槽形壳体的槽壁沿盘式电机轴向的长度太大，从而造成盘式电机整体质量增加而无法实现盘式电机轻量化设计的效果，并能够为盘式电机其他结构设计避位，简化盘式电机的整体结构。

41、一种实现方式，槽形壳体的槽底包括多个固定槽，多个固定槽沿盘式电机周向间隔排列于槽形壳体的槽底，每个固定槽的槽口沿盘式电机轴向朝向定子轭，每个固定槽用于容纳每个定子齿露出于一个轭部端面的部分。

42、相应的，多个固定槽与多个定子齿一一对应，每个固定槽自槽形壳体的槽底朝向背离定子轭的方向凹陷，能够为每个固定槽收容一个定子齿露出于一个轭部端面的部分避位，使得槽形壳体的槽底能够与一个轭部端面贴合，能够减小盘式电机的轴向长度，实现盘式电机整体结构紧凑的效果并实现盘式电机小型化设计的效果。同时，每个定子齿露出于一个轭部端面的部分收容于一个固定槽内，通过固定槽能够限定每个定子齿在槽形壳体的槽底的平面方向上的位移，以提升定子的结构可靠性。

43、一种实现方式，每个定子齿包括安装槽，安装槽位于每个定子齿朝向槽形壳体的壁面，安装槽用于安装螺母以固定连接每个定子齿和槽形壳体，其中，沿盘式电机径向每个安装槽位于与其对应的定子齿背离盘式电机轴线的外缘。

44、相应的，每个定子齿可以采用预埋螺母的方式装配并固定于槽形壳体，定子齿通过螺栓和螺母配合的方式固定于槽形壳体，能够提升每个定子齿固定于槽形壳体的固定强度和稳定性。每个定子齿及安装槽内的螺母可以采用压制烧结成型，使得每个定子齿及螺母可以一体成型，简化每个定子齿的制备流程以提升定子的制备效率。同时，安装槽开设于每个定子齿的外缘，能够避免安装槽内的螺母对定子齿内的磁力线走向产生影响而保证定子的工作性能和可靠性，同时能够提升每个定子齿的工作强度和寿命。

45、第二方面，本技术还提供一种动力总成，包括减速器和上述任一实现方式所提供的盘式电机，盘式电机与减速器传动连接，盘式电机用于向减速器输入动力。

46、本技术所提供的动力总成的盘式电机的电机轴与减速器的动力输入轴传动连接，使得盘式电机的动力能够经电机轴输入至减速器内。动力总成搭载了上述任一实现方式中的盘式电机，由于上述任一实现方式中的盘式电机通过一个定子轭和多个定子齿组合装配构造成定子铁芯，能够提升定子的结构强度、降低定子的制备难度和要求，进而能够降低动力总成的制备难度和要求并提升动力总成的工作性能和寿命。也即，因为使用了上述任一实现方式中的盘式电机，因此本技术动力总成具备了上述任一实现方式所提供的盘式电机所有可能具备的有益效果。

47、第三方面，本技术还提供一种车辆，包括车轮和上述任一实现方式所提供的动力总成，动力总成固定于车辆的车体并用于输出动力至车轮。

48、本技术所提供的车辆的动力总成与车轮传动连接，使得盘式电机输出的动力传输至减速器内，并通过减速器传输至车轮，以实现驱动车轮转动进而驱动车辆行驶的效果。本技术车辆搭载了上述任一实现方式中的动力成，能够提升本技术车辆的工作性能和寿命。也即，因为使用了上述任一实现方式中的动力总成，因此本技术车辆具备了上述任一实现方式所提供的动力总成所有可能具备的有益效果。