扁线电机、动力总成及电动车的制作方法

本技术涉及扁线电机，特别涉及一种扁线电机、动力总成及电动车。

背景技术：

1、目前，新能源汽车的驱动电机主要以永磁同步电机为主，在永磁同步电机中，电机定子中定子绕组的截面形状可分为圆形线导体和扁铜线导体，采用扁铜线导体的电机称为扁线电机。传统圆线电机受到自动下线工艺影响，三相平衡的短距绕组难以实现，而扁线电机可有效提高槽满率，提高功率密度和转矩密度。随着新能源汽车行业的快速发展，对于扁线电机层数、并联支路数以及绕组形式的要求越来越高，目前，现有的扁线电机定子绕组的绕制方式多为整距绕组，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，降低了电机的性能。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。然而现有的具有平衡多支路的扁线短距绕组，结构复杂，易使绕组加工难度大，绕线困难，并且短距设置方式受限于绕组形式，难以在获得较高基波绕组系数的同时，有效削弱谐波绕组系数，降低了扁线电机的性能。

技术实现思路

1、本技术提供一种扁线电机、动力总成及电动车。

2、第一方面，本技术提供一种扁线电机，扁线电机的电机定子包括多个绕组槽，每个绕组槽中沿扁线电机径向依次分层排列至少4根扁线，多个绕组槽所容纳的扁线沿扁线电机径向分层排列为三圈扁线，每圈扁线分为沿扁线电机周向排列的多组扁线，每组扁线包括同一个绕组槽中的一根扁线或者依次相邻排列的多根扁线。其中，三圈扁线包括相邻排列的第一圈扁线和第二圈扁线，沿扁线电机径向第一圈扁线与扁线电机轴线的间距大于第二圈扁线与扁线电机轴线的间距，第一圈扁线的每组扁线中扁线的数量和第二圈扁线的每组扁线中扁线的数量不相同。第一圈扁线的每组扁线包括第一层扁线，第一层扁线与扁线电机轴线的间距大于其所在的绕组槽中的其他任一扁线与扁线电机轴线的间距，第一圈扁线中各组扁线的第一层扁线用于通过两种长度不同的跨线段连接第一圈扁线中的另一组扁线的一个第一层扁线。

3、在本技术实施例中，每个绕组槽中沿扁线电机径向依次分层排列至少4根扁线，多个绕组槽所容纳的扁线沿扁线电机径向分层排列为三圈扁线，每圈扁线分为沿扁线电机周向排列的多组扁线，每组扁线包括同一个绕组槽中的一根扁线或者依次相邻排列的多根扁线，从而有利于使绕组实现多层串联，有利于减小扁线涡流损耗，提高扁线电机高速运行时的效率，还有利于增加绕组串联匝数的多样性，有利于改善扁线电机性能。

4、在本技术实施例中，三圈扁线包括相邻排列的第一圈扁线和第二圈扁线，沿扁线电机径向第一圈扁线与扁线电机轴线的间距大于第二圈扁线与扁线电机轴线的间距，从而使得第一圈扁线靠近绕组槽的槽底设置。第一圈扁线的每组扁线中扁线的数量和第二圈扁线的每组扁线中扁线的数量不相同，从而有利于使绕组槽内的第一圈扁线与第二圈扁线的走线方式出现差异，有利于构成短距绕组，从而削弱扁线电机的谐波磁场，改善扁线电机的nvh性能。

5、在本技术实施例中，第一圈扁线的每组扁线包括第一层扁线，第一层扁线与扁线电机轴线的间距大于其所在的绕组槽中的其他任一扁线与扁线电机轴线的间距，使得第一层扁线为位于绕组槽的槽底层的扁线。第一圈扁线中各组扁线的第一层扁线用于通过两种长度不同的跨线段连接第一圈扁线中的另一组扁线的一个第一层扁线，从而使得第一圈扁线中的第一层扁线之间的连接具有不同的跨距，有利于在三圈扁线的电机定子中使绕组实现连续短距的效果，从而削弱扁线电机的谐波磁场，改善扁线电机的nvh性能。

6、在一种实施例中，第一圈扁线的每组扁线中扁线的数量小于第二圈扁线的每组扁线中扁线的数量。

7、在本技术实施例中，第一圈扁线的每组扁线中扁线的数量小于第二圈扁线的每组扁线中扁线的数量，从而使得绕组的走线方式可以适用于绕组槽内布置更多样的不同层数的n根扁线，使得不同层数的扁线之间的连接具有不同的跨距，从而有利于使特殊层数的短距绕组实现连续短距。

8、在一种实施例中，第一圈扁线的每组扁线中扁线的数量大于第二圈扁线的每组扁线中扁线的数量。

9、在本技术实施例中，第一圈扁线的每组扁线中扁线的数量大于第二圈扁线的每组扁线中扁线的数量，从而使得绕组的走线方式可以适用于绕组槽内布置更多样的不同层数的n根扁线，使得不同层数的扁线之间的连接具有不同的跨距，从而有利于使特殊层数的短距绕组实现连续短距。

10、在一种实施例中，第二圈扁线的每组扁线还包括第二层扁线和第三层扁线，沿扁线电机径向第二层扁线排列于第三层扁线和第一圈扁线的第一层扁线之间。其中，第二圈扁线的每组扁线的一个第二层扁线通过同一种跨线段连接第二圈扁线的另一组扁线的一个第三层扁线。

11、在本技术实施例中，第二圈扁线的每组扁线的一个第二层扁线通过同一种跨线段连接第二圈扁线的另一组扁线的一个第三层扁线，使得绕组的走线更加规整，有利于使各并联支路的结构对称，有利于避免产生环流。

12、在一种实施例中，第一圈扁线的每组扁线还包括第二层扁线，沿扁线电机径向一个第二层扁线与一个第一层扁线相邻排列，第二圈扁线的每组扁线包括第三层扁线，沿扁线电机径向第二圈扁线的一个第三层扁线与第一圈扁线中的一个第二层扁线相邻排列。其中，第一圈扁线的每个第二层扁线通过同一种跨线段连接第二圈扁线的每组扁线的一个第三层扁线。

13、在本技术实施例中，第一圈扁线的每个第二层扁线通过同一种跨线段连接第二圈扁线的每组扁线的一个第三层扁，使得绕组的走线更加规整，有利于使各并联支路的结构对称，有利于避免产生环流。

14、在一种实施例中，第一圈扁线的每个第二层扁线所连接的一个跨线段所跨过的绕组槽的槽数与第一圈扁线的每个第一层扁线所连接的一个跨线段所跨过的绕组槽的槽数不同。

15、在本技术实施例中，第一圈扁线的每个第二层扁线所连接的一个跨线段所跨过的绕组槽的槽数与第一圈扁线的每个第一层扁线所连接的一个跨线段所跨过的绕组槽的槽数不同，有利于使绕组构成短距绕组，从而有利于削弱扁线电机的谐波磁场，改善扁线电机的nvh性能。

16、在一种实施例中，第一圈扁线的每组扁线还包括第二层扁线和第三层扁线，沿扁线电机径向第二层扁线排列于第一层扁线和第三层扁线之间。其中，第一圈扁线的每组扁线的一个第二层扁线通过同一种跨线段连接第一圈扁线的另一组扁线的一个第三层扁线。

17、在本技术实施例中，第一圈扁线的每组扁线的一个第二层扁线通过同一种跨线段连接第一圈扁线的另一组扁线的一个第三层扁线，可以使得绕组的走线更加规整，有利于使各并联支路的结构对称，有利于避免产生环流。

18、在一种实施例中，第一圈扁线的每组扁线的一个第二层扁线所连接的一个跨线段所跨过的绕组槽的槽数与第一圈扁线的每组扁线的一个第一层扁线所连接的跨线段所跨过的绕组槽的槽数不同。

19、在本技术实施例中，第一圈扁线的每组扁线的一个第二层扁线所连接的一个跨线段所跨过的绕组槽的槽数与第一圈扁线的每组扁线的一个第一层扁线所连接的跨线段所跨过的绕组槽的槽数不同，从而可以使扁线之间的连接具有不同的跨距，有利于绕组构成短距绕组，有利于削弱扁线电机的谐波磁场，改善扁线电机的nvh性能。

20、在一种实施例中，三圈扁线包括第三圈扁线，沿扁线电机径向第一圈扁线、第二圈扁线和第三圈扁线依次排列，第三圈扁线的每组扁线中扁线的数量和第二圈扁线的每组扁线中扁线的数量不相同。

21、在本技术实施例中，沿扁线电机径向第一圈扁线、第二圈扁线和第三圈扁线依次排列，第三圈扁线的每组扁线中扁线的数量和第二圈扁线的每组扁线中扁线的数量不相同，第一圈扁线的每组扁线中扁线的数量和第二圈扁线的每组扁线中扁线的数量不相同，也即第一圈扁线、第二圈扁线、第三圈扁线的每组扁线中的数量不全相等，从而可以使扁线之间的连接具有不同的跨距，从而有利于绕组构成连续短距绕组，有利于削弱扁线电机的谐波磁场，改善扁线电机的nvh性能。

22、在一种实施例中，第一圈扁线、第二圈扁线和第三圈扁线中的一组扁线中扁线的数量之和为n，n为偶数，第三圈扁线的每组扁线包括第n层扁线，第n层扁线与扁线电机轴线的间距小于第三圈扁线除第n层扁线的其他任一扁线与扁线电机轴线的间距。其中，第三圈扁线中每组扁线的第n层扁线用于通过一个跨线段连接第三圈扁线中的另一组扁线的一个第n层扁线。第三圈扁线的一组扁线的每个第n层扁线所连接的一个跨线段所跨过的绕组槽的槽数相同。

23、在本技术实施例中，第n层扁线与扁线电机轴线的间距小于第三圈扁线除第n层扁线的其他任一扁线与扁线电机轴线的间距，也即第三圈扁线的第n层扁线为绕组槽的槽口层。

24、在本技术实施例中，第三圈扁线中每组扁线的第n层扁线用于通过一个跨线段连接第三圈扁线中的另一组扁线的一个第n层扁线，从而使得第n层扁线之间可以同层跨接。

25、在本技术实施例中，第三圈扁线的一组扁线的每个第n层扁线所连接的一个跨线段所跨过的绕组槽的槽数相同，有利于使绕组的走线更加规整，有利于使各并联支路的结构对称，避免产生环流。

26、在一种实施例中，第一圈扁线、第二圈扁线和第三圈扁线中的一组扁线中扁线的数量之和为n，n为奇数，第三圈扁线的每组扁线包括相邻排列的第n-1层扁线和第n层扁线，第n层扁线与扁线电机轴线的间距小于第三圈扁线除第n层扁线的其他任一扁线与扁线电机轴线的间距。

27、在本技术实施例中，第n层扁线与扁线电机轴线的间距小于第三圈扁线除第n层扁线的其他任一扁线与扁线电机轴线的间距，也即第三圈扁线的第n层扁线为绕组槽的槽口层。

28、在一种实施例中，第三圈扁线中每组扁线的第n-1层扁线用于通过一个跨线段连接第三圈扁线中的另一组扁线的一个第n层扁线。第三圈扁线的每个第n-1层扁线所连接的一个跨线段所跨过的绕组槽的槽数相同。

29、在本技术实施例中，第三圈扁线中每组扁线的第n-1层扁线用于通过一个跨线段连接第三圈扁线中的另一组扁线的一个第n层扁线。从而使得第n-1层扁线可以与第n层扁线跨层连接，有利于实现绕组支路的串联连接。

30、在本技术实施例中，第三圈扁线的每个第n-1层扁线所连接的一个跨线段所跨过的绕组槽的槽数相同，有利于使绕组的走线更加规整，有利于使各并联支路的结构对称，避免产生环流。

31、在一种实施例中，每圈扁线分为沿扁线电机周向排列的多个相带，每个相带包括三组扁线。其中，第一圈扁线的一个相带和第二圈扁线的一个相带之间错位一个绕组槽。

32、在本技术实施例中，第一圈扁线的一个相带和第二圈扁线的一个相带之间错位一个绕组槽，从而可以使扁线之间的连接具有不同的跨距，有利于构成短距绕组，从而降低谐波绕组系数，改善扁线电机的nvh性能。

33、第二方面，本技术提供一种动力总成，动力总成包括减速器和如第一方面的扁线电机，扁线电机的电机轴用于传动连接减速器的输入轴，减速器的输出轴用于驱动电动车的车轮。

34、在本技术实施例中的扁线电机，通过使电机定子中的第一圈扁线的每组扁线中扁线的数量和第二圈扁线的每组扁线中扁线的数量不相同，第一圈扁线中各组扁线的第一层扁线用于通过两种长度不同的跨线段连接第一圈扁线中的另一组扁线的一个第一层扁线，从而有利于使绕组槽内的第一圈扁线与第二圈扁线的走线方式出现差异，有利于构成短距绕组，从而削弱扁线电机的谐波磁场，改善扁线电机的nvh性能，进而改善动力总成的nvh性能。

35、第三方面，本技术提供一种电动车，电动车包括车架、动力电池和如第二方面的动力总成，车架用于固定动力电池和动力总成，动力电池用于给电机供电，电机用于通过减速器驱动电动车的车轮行驶。

36、在本技术实施例中的动力总成包括扁线电机，扁线电机中的电机定子通过使第一圈扁线的每组扁线中扁线的数量和第二圈扁线的每组扁线中扁线的数量不相同，第一圈扁线中各组扁线的第一层扁线用于通过两种长度不同的跨线段连接第一圈扁线中的另一组扁线的一个第一层扁线，从而有利于使绕组槽内的第一圈扁线与第二圈扁线的走线方式出现差异，有利于构成短距绕组，从而削弱扁线电机的谐波磁场，改善扁线电机的nvh性能，进而改善动力总成的nvh性能，提升整车的整体性能。