用于电机的定子、电机和车辆的制作方法

本发明涉及用于电机的定子，包括定子芯和定子绕组，定子芯具有纵向轴线、端侧、与端侧相对的另一端侧和沿周向方向布置并从端侧延伸到另一端侧的多个槽，定子绕组具有数量n股，其中n≥3，其中每股占据槽中的多个绕组区，并且具有至少一个连续的电流路径，电流路径具有第一端和与第一端相对的第二端，其中每个绕组区被径向分成第一至第l层，这些层根据它们在径向方向上的顺序来命名，其中这些层形成第一至第(l/2)双层，其中，对于每1≤i≤(l/2),第i双层包括第(2i-1)层和第(2i)层，其中l≥4并且是直的(straight)，其中，对于每2≤j≤(l/2),第j双层沿着预定周向方向相对于第(j-1)双层偏移槽，其中，n、l、i和j是自然数。此外，本发明还涉及电机和车辆。

背景技术：

1、从cn 109 038 878a中已知一种用于三相电机的定子，该定子具有定子芯和限定在定子壳体中的多个槽。定子绕组在槽中布置成六层。至少两个相邻层被一个槽移位。

2、在用于电机的定子的情况下，寻求节省材料和相关成本的低构造高度。因此，寻求在端侧具有低绕组外伸的对称缠绕定子绕组。此外，股与电源的简单连接是有利的。此外，旨在使具有高工艺可靠性的自动化生产成为可能。此外，沿着电流路径的低电阻损耗是期望的，以便能够有效地操作定子。还寻求定子绕组的良好对称性。

技术实现思路

1、本发明基于指定用于操作车辆电机的改进选项的目的。

2、根据本发明，这个目的是在开头所述类型的定子中实现的，因为电流路径形成在所有双层上延伸的组合波叠绕组。

3、根据本发明的用于电机的定子具有定子芯。定子芯具有纵向轴线、端侧、另一端侧和多个槽。另一端侧位于该端侧的对面。槽沿周向方向布置。槽从端侧延伸到另一端侧。定子还具有定子绕组。定子绕组具有数量n股，其中n≥3。每股占据槽中的多个绕组区。每股至少有一个连续的电流路径。电流路径具有第一端和与第一端相对的第二端。每个绕组区被径向分成第一至第l层。这些层是根据它们在径向的顺序命名的。这些层形成第一到第(l/2)双层。对于每1≤i≤(l/2)层，第i双层包括第(2i-1)层和第(2i)层，其中l≥4且是直的。对于每2≤j≤(l/2),第j双层沿预定周向方向相对于第(j-1)双层偏移槽。n,l,i和j是自然数。电流路径形成组合波叠绕组。组合波叠绕组在所有双层上延伸。

4、组合波叠绕组，其中电流路径占据在周向方向上相邻的两个绕组区中的每个双层，然后在另一相邻绕组区中在周向方向上继续，结合偏移的双层，允许绕组区之间的连接的至少一部分缩短。结果，电流路径至少在部分上可以保持较短，从而仅产生小的电阻损耗。由此形成了用于电机的能够节能运行的定子。此外，该偏移导致电机的转矩响应的改善，特别是转矩波动的改善。特别地，由此可以改善噪声和振动行为。

5、定子芯通常由多个轴向分层和/或相互绝缘的单独叠片形成。在这个意义上，定子芯也可被称为叠片定子芯。专门属于同一股的电流路径的部分通常布置在每个绕组区中。

6、优选地，股数量正好是三股或六股。特别优选地，层数量正好是六层或八层或十层。优选地，第一层是径向最内层或径向最外层。预定周向方向也可被理解或称为周向方向的预定取向。从端侧看，预定周向方向可以是顺时针或逆时针的。

7、定子绕组可以具有至少四个，优选至少六个极，特别优选至少八个极。优选地，极数量正好是四个或六个或八个。优选地，由槽中的相应股占据的绕组区数量对应于极对数量的两倍。

8、可以提供总共至少24个，优选至少36个，特别优选至少54个槽。槽数量可以正好是24、36、48、54或72个。

9、特别优选地，电流路径由布置在端侧的第一类型的多个连接部分、布置在另一端侧的第二类型的多个连接部分以及布置在槽内并通过连接部分串联连接的多个内部部分形成。

10、为了将定子绕组形成为成形导体或发夹形绕组，每个电流路径可以由成形导体形成。可以提供成形导体，其形成两个内部部分和连接两个内部部分的第一类型的连接部分。分别地，两个成形导体可以通过彼此导电和机械连接，特别是以整体结合的方式，在另一端侧形成第二类型的连接部分。特别地，每个成形导体由多次弯曲的金属杆形成。优选地，每个成形导体由铜形成。通常，每个槽中的每层恰好形成一个内部部分的接收位置。

11、优选地，成形导体可以具有矩形横截面或带有圆角的矩形横截面。

12、在优选的改进中，第一类型的每个连接部分串联连接布置在不同双层中的两个内部部分。

13、还优选的是，第二类型的每个连接部分将布置在偶数层中的内部部分与布置在奇数层中的内部部分串联连接，并且沿着预定周向方向或者沿着与预定周向方向相反的周向方向跟随布置在偶数层中的内部部分。这使得第二类型的每个连接部分可以径向向内或径向向外延伸，因此通过均匀的径向范围，降低了制造复杂性。特别地，当第二类型的连接部分由两个成形导体形成时，可以使用简单设计的工具来实现金属杆的自由端的相应弯曲，以便形成第二类型的连接部分。通常，偶数层和奇数层属于同一个双层，在这些层中布置有通过第二类型的连接部分串联连接的内部部分。

14、在有利的改进中，还可以规定，电流路径的端布置在相对于周向方向相邻的绕组区中。这允许两个端被引导出定子芯并靠近在一起，以便连接到电源。

15、还优选的是，为每股提供第一和第二电流路径。这些电流路径然后可以并联或串联连接，这也将在下面详细描述。优选地，第一电流路径的内部部分和第二电流路径的内部部分布置在同一槽的每个双层中。

16、具体地，第一电流路径的第一端和第二电流路径的第一端位于相同的槽中。第一电流路径的第一端和第二电流路径的第一端也可以位于同一双层中。

17、此外，第一电流路径的第二端和第二电流路径的第二端可以位于不同的、特别是直接相邻的槽中。此外，第一电流路径的第二端和第二电流路径的第二端可以位于不同的、特别是直接相邻的双层中。

18、优选地，定子还包括星点连接，并且对于每股，还包括相连接。定子也可以具有另一星点连接。

19、根据第一改进替代方案，相应股的电流路径的第一端连接到相应股的相连接。可能的是，相应股的相应电流路径的第二端连接到星点连接，或者相应股的第一电流路径的第二端连接到星点连接，并且相应股的第二电流路径的第二端连接到另一星点连接。因此，具有一个星点或两个星点的并联电流路径可以由电流路径的外部布线形成。

20、根据第二替代改进，相应股的电流路径串联连接。相应股的第一电流路径的一端可以连接到该股的相连接。相应股的第二电流路径的一端可以连接到星点连接。电流路径的剩余端可以相互连接。

21、在有利的改进中，如果第一电流路径和第二电流路径围绕定子芯在相反的周向方向上从第一端延伸到第二端，则可以实现定子绕组的良好对称性。

22、优选地，每个绕组区在周向方向上被分成第一至第q部分绕组区，每个部分绕组区包括所有的层，并且根据它们在周向方向上的顺序，特别是它们与预定周向方向相反的顺序来命名。电流路径具有第一至第q部分绕组，这些部分绕组按照它们的命名顺序串联连接，其中q≥2并且是自然数。部分绕组可以布置在不同的部分绕组区中，特别是对于每1≤k≤q，第k部分绕组区中的第k部分绕组。k是自然数。

23、在优选的改进中，每个部分绕组围绕定子芯形成一整圈。

24、优选地，进一步规定，在一个电流路径的最小(minimum)之一中，特别是在第一电流路径中，相应的部分绕组包括第一类型的一组第一至第p导体序列，这些导体序列相对于电流路径以它们的命名顺序彼此跟随，并且分别布置在两个直接相邻的绕组区中。可以规定，第一类型的每个导体序列包括内部部分中的第一和内部部分中的第二的第一到第(l/2)对，并且这些对根据它们沿着电流路径的顺序来命名。在优选的发展中，第一和第二内部部分对应于该对的命名布置在双层的不同层中。此外，第一类型的第一至第(p-1)导体序列可以通过连接部分之一，特别是第一类型的连接部分，连接到沿着电流路径跟随的第一类型的导体序列，并且跟随的第一类型的导体序列可以布置在两个直接相邻的绕组区中。

25、在第一类型的导体序列中，第一到第(l/2)对的内部部分之间的距离优选为n·q。因此，由第二类型的连接器连接的内部部分之间的均匀跳线宽度可以有利地由后者形成。

26、对于所有自然数1≤a≤(l/2)-1，第a对的第二内部部分和第(a+1)对的第一内部部分之间的距离优选为n·q-1。对于所有自然数1≤b≤p-1，第一类型的第b导体序列的第(l/2)对的第二内部部分和第一类型的第(b+1)导体序列的第一对的第一内部部分之间的距离优选为n q-2。对于所有自然数1≤c≤q-1，第c部分绕组的第一类型的第p导体序列的第(l/2)对的第二内部部分和第(c+1)部分绕组的第一类型的第一导体序列的第一对的第一内部部分之间的距离优选为n q-3。因为这里的跳线宽度明显小于n q，所以可以减小具有第一类型的导体序列的电流路径的长度，以便保持低电阻损耗。

27、优选地，进一步规定，在一个电流路径的最小之一中，特别是在第二电流路径中，相应的部分绕组包括第二类型的一组第一至第p导体序列，这些导体序列相对于电流路径以它们的命名顺序彼此跟随，并且分别布置在第一至第四直接相邻的绕组区中。优选地，第二类型的每个导体序列包括内部部分中的第一和内部部分中的第二的第一到第(l/2)对，并且这些对根据它们沿着电流路径的顺序来命名，其中第一和第二内部部分布置在相同双层的不同层中。优选地，第一对布置在第一双层中，其中第二对布置在第(1/2)双层中，其中第三对布置在第二双层中，或者第三到第(l/2)对布置在第二到[(l/2)-1]双层中。优选地，规定其中布置有第二类型的第一至第(p-1)导体序列的内部部分的第三绕组区是其中布置有相对于电流路径跟随导体序列的导体序列的第一绕组区，和/或其中布置有第二类型的第一至第(p-1)导体序列的内部部分的第四绕组区是其中布置有相对于电流路径跟随导体序列的第二类型的导体序列的第二绕组区。

28、在第二类型的导体序列中，第一到第(l/2)对的内部部分之间的距离优选为n·q。因此，由第二类型的连接器连接的内部部分之间的均匀跳线宽度可以有利地由后者形成。

29、第一对的第二内部部分和第二对的第一内部部分之间的距离优选为n·q-2。对于所有自然数2≤d≤(l/2)-1，第d对的第二内部部分和第(d+1)对的第一内部部分之间的距离优选为n·q-1。对于所有自然数1≤e≤p-1，第一类型的第e导体序列的第(l/2)对的第二内部部分和第一类型的第(e+1)导体序列的第一对的第一内部部分之间的距离优选为n·q-1。对于所有自然数1≤f≤q-1，第f部分绕组的第一类型的第p导体序列的第(l/2)对的第二内部部分和第f+1部分绕组的第一类型的第一导体序列的第一对的第一内部部分之间的距离优选为n q-2。因为这里的跳线宽度明显小于n q，所以可以减小具有第二类型的导体序列的电流路径的长度，以便保持低电阻损耗。

30、p特别描述了定子绕组的极对数量。自然数q可以描述每极和每相的孔数量或槽数量。特别地，槽数量是2·n·q·p。

31、本发明所基于的目的还通过一种电机来实现，该电机具有根据本发明的定子和相对于定子可旋转地安装的转子。电机优选为特别是永久励磁或电励磁的同步电机。电机也可以是感应电机。优选地，电机配置用于驱动车辆。

32、本发明所基于的目的还通过一种包括根据本发明的电机的车辆来实现，其中电机配置用于驱动车辆。车辆可以是电池电动车辆(bev)或混合动力车辆。