(19)国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202111603213.X
(22)申请日 2021.12.24
(71)申请人 株洲中车时代电气股份有限公司
地址 412001 湖南省株洲市石峰区时代路
169号
(72)发明人 陈致初 史俊旭 胡勇峰 胡明
罗晓祎 江昕 郑钦 石鸿佼
吴辉忠 杨轶
(74)专利代理机构 湖南兆弘专利事务所(普通
合伙) 43008
专利代理师 周长清
(51)Int.Cl.
H02K 3/12(2006.01)
H02K 3/28(2006.01)
H02K 3/48(2006.01)
(54)发明名称
和车辆
(57)摘要
本发明公开了一种连续波绕组结构，包括三
相连续波绕组，每相连续波绕组包括进线端、出
线端和位于进线端和出线端之间的连续波绕线
圈；每相连续波绕组包括并联的第一支路绕组和
第二支路绕组，每相支路绕组绕线的定子槽数为
nm，定子槽的总槽数为3nm，n为电机极数，m为每
数为2M层，且线圈在各层的跨距均为3m；每相连
续波绕组的进线端和出线端均位于定子槽的槽
底或槽口位置；n、m和M均为正整数。本发明具有
结构紧凑、各支路电势平衡、无环流等优点，通过
采用布相同跨距、多条线圈相结合的绕组排布方
式，减少了交叠，且排列整齐，降低了制作工艺复
杂程度，并且可消除由于各支路不对称引起的一
系列问题。权利要求书3页 说明书10页 附图8页CN 114465390 A 2022.05.10
C N 114465390
A
1.一种扁线连续波绕组结构，其特征在于，包括三相连续波绕组，每相所述连续波绕组包括进线端、出线端和位于进线端和出线端之间的连续波绕线圈；
每相所述连续波绕组包括并联的第一支路绕组和第二支路绕组，
每相支路绕组绕线的定子槽数为nm，所述定子槽的总槽数为3nm，所述n为电机极数，所述m为每个支路绕组所包含的线圈条数；所述定子槽的绕线层数为2M层，且线圈在各层的跨距均为3m；当线圈的导线在每个绕线层按照跨距3m绕制n/2个定子槽后，跨越至下一个绕线层进行绕制，依次绕满2M 层；每相所述连续波绕组的进线端和出线端均位于定子槽的槽底或槽口位置；所述n、m和M 均为正整数。
2.根据权利要求1所述的扁线连续波绕组结构，其特征在于，当每相所述连续波绕组的第一支路绕组和第二支路绕组所包含的线圈条数均为3条、各条线圈在各层的跨距均为9时；任意一相所述连续波绕组的第一支路绕组的第一条线圈的绕线方式为：
……
其中，n为电机极数，X 2M 为第X槽的第2M层，X 2M ‑1为第X槽的第2M ‑1层，所述X为定子槽中的第X槽，且所述X小于8。
3.根据权利要求2所述的扁线连续波绕组结构，其特征在于，当每相所述连续波绕组的第一支路绕组和
第二支路绕组所包含的线圈条数均为3条、各条线圈在各层的跨距均为9时；任意一相所述连续波绕组的第二支路绕组的第一条线圈的绕线方式为：
……
4.根据权利要求3所述的扁线连续波绕组结构，其特征在于，所述第一支路绕组的第二条线圈和第三条线圈的绕线方式与第一条线圈的绕线方式保持一致，将第一条线圈整体平移一个定子槽得到第二条线圈，将第二条线圈整体平移一个定子槽得到第三条线圈；且第
[X+9×(n ‑1)]槽的2M层内第一条线圈的尾端与第[X+1]槽的第1层内第二条线圈的首端通过Bus ‑bar进行
换位连接，第[X+1+9×(n ‑1)]槽的第2M层内第二条线圈的尾端与第[X+2]槽
的第1层内第三条线圈的首端通过Bus ‑bar进行换位连接。
5.根据权利要求4所述的扁线连续波绕组结构，其特征在于，所述第二支路绕组的第二条线圈和第三条线圈的绕线方式与第一条线圈的绕线方式保持一致，将第一条线圈整体平移一个定子槽得到第二条线圈，将第二条线圈整体平移一个定子槽得到第三条线圈；且第
槽的第1层内第一条线圈的尾端与第
槽的第2M层内第二
条线圈的首端通过Bus ‑bar进行换位连接，第
槽的第1层内第二条线圈的尾端与第槽的第2M层内第三条线圈的首端通过Bus ‑bar进行换位连接。
6.根据权利要求5所述的扁线连续波绕组结构，其特征在于，所述第一支路绕组的引出线为第X槽的第1层内第一条线圈的首端，第一支路绕组的中性点为第[X+2+9×(n ‑1)]槽的第2M层内第三条线圈的尾端；所述第二支路绕组的引出线为第
槽的第2M层内第一条线圈的首端，第二支路绕组的中性点为第槽的第1层内第三条线圈的尾端；所述第一支路绕组与第二支路绕组在定子槽内呈环形对称结构分布。
7.根据权利要求2至6中任意一项所述的扁线连续波绕组结构，其特征在于，所述线圈包括两根弯折部(101)和依次叠加的多层线圈主体(111)，每层所述线圈主体(111)包括：多根相互平行布置的支杆(102)和连接相邻两根支杆(102)一端的头部(103)，位于线圈首端和尾端的两根支杆(102)呈斜对角平行布置，两根所述弯折部(101)分别位于两根支杆(102)的另一端以形成连接端，两根所述弯折部(101)均沿所述线圈主体(111)的宽度方向的一侧弯折，且两根弯折部(101)相互靠近。
8.根据权利要求1所述的扁线连续波绕组结构，其特征在于，当每相所述连续波绕组的第一支路绕组和第二支路绕组所包含的线圈条数均为2条、各条线圈在各层的跨距均为6时；任意一相所述连续波绕组的第一支路绕组的第一条线圈的绕线方式为：
……
其中，n为电机极数，X 2M 为第X槽的第2M层，X 2M ‑1为第X槽的第2M ‑1层，所述X为定子槽中的第X槽，且所述X小于6。
9.根据权利要求8所述的扁线连续波绕组结构，其特征在于，当每相所述连续波绕组的第一支路绕组和第二支路绕组所包含的线圈条数均为2条、各条线圈在各层的跨距均为6
时；任意一相所述连续波绕组的第二支路绕组的第一条线圈的绕线方式为：
……
10.根据权利要求9所述的扁线连续波绕组结构，其特征在于，所述第一支路绕组的第二条线圈的绕线方式与第一条线圈的绕线方式保持一致，将第一条线圈整体平移一个定子槽得到第二条线圈；且第[X+6×(n‑1)]槽的第2M层内第一条线圈的尾端与第[X+1]槽的第1层内第二条线圈的首端通过Bus‑bar进行换位连接。
11.根据权利要求10所述的扁线连续波绕组结构，其特征在于，所述第二支路绕组的第二条线圈绕线方式与第一条线圈的绕线方式保持一致，将第一条线圈整体平移一个定子槽
得到第二条线圈；且第槽的第1层内第一条线圈的尾端与第
槽的第2M层内第二条线圈的首端通过Bus‑bar进行换位连接。
12.根据权利要求11所述的扁线连续波绕组结构，其特征在于，所述第一支路绕组的引出线为第X槽的第1层内第一条线圈的首端，第一支路绕组的中性点为第[X+1+6×(n‑1)]槽
的第2M层内第二条线圈的尾端；所述第二支路绕组的引出线为第槽的第2M层内第一条线圈的首端，第二支路绕组的中性点为第槽的第1层内第二条
线圈的尾端；所述第一支路绕组与第二支路绕组在定子槽内呈环形对称结构分布。
13.根据权利要求1至6或8至12中任意一项所述的扁线连续波绕组结构，其特征在于，所述第一支路绕组和第二支路绕组的并联形式为星形连接或三角形连接。
14.一种定子，其特征在于，包括定子铁芯(2)和如权利要求1～13中任意一项所述的扁线连续波绕组结构，所述定子铁芯(2)的内壁周向上设置有多个定子槽，
所述扁线连续波绕组结构中的连续波绕组的部分绕设在所述定子槽内，所述连续波绕组的部分位于定子槽外，
每个所述定子槽内具有2M层且同相的连续波绕组，且各个定子槽内的连续波绕组的层数相同，所述M为正整数。
15.一种电机，其特征在于，包括如权利要求14所述的定子。
16.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求15所述的电机。
扁线连续波绕组结构、具有其的定子、电机和车辆技术领域
[0001]本发明属于电机技术领域，具体涉及一种扁线连续波绕组结构、具有其的定子、电机和车辆。
背景技术
[0002]随着新能源汽车技术的快速发展，驱动电机作为电动汽车的关键执行部件之一，其性能要求越
来越高。目前，高速化、轻量化、高效率已经成为驱动电机发展趋势，对电机的功率密度、高效区、散热能力有着更高的要求。
[0003]定子绕组可分为圆线和扁线，与圆线绕组相比，扁线绕组可以有效的提高电机槽满率，降低电机铜耗从而提高电机效率，同时还可以减小电机绕组端部高度，从而减小电机体积，提高功率/转矩密度。而目前市场上的主流扁线为Harpin线，需要在端部的一端进行焊接，焊接数量较多，且每一个焊接点的质量都将影响电机的寿命。同时，设计的灵活性较差，当并联支路数增加时，电机的异形线也将增加，使得电机的线型较多，工具模具数量较多，处理的工艺复杂化，并且成本较高。因此提出了扁线波绕电机，波绕扁线不需要焊接，没有焊点，同时设计灵活性高，减少扁线电机的处理工序，工艺简单，成本降低。
[0004]但是，波绕组电机的绕组排布及连接方式是该种电机设计的难点之一，现有技术的线圈排布方式主要存在以下几个问题：
[0005]1)存在绕组支路不对称的问题，这将会导致反电势、电阻、电感等存在差异，导致电机性能下降，导致绕组环流，增加电机附加损耗，引起电机局部过热。
[0006]2)波绕组排布困难，容易有交叠，较难塞进定子槽。
[0007]3)当波绕组跨距不同时，制作过程复杂，模具投入成本高，生产难度大。发明内容
[0008]本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有结构紧凑、制作
简单、支路对称、排列整齐的扁线连续波绕组结构、具有其的定子、
电机和车辆。[0009]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
[0010]一种连续波绕组，包括三相连续波绕组，每相所述连续波绕组包括进线端、出线端和位于进线端和出线端之间的连续波绕线圈；
[0011]每相所述连续波绕组包括并联的第一支路绕组和第二支路绕组，每相支路绕组绕线的定子槽数为nm，所述定子槽的总槽数为3nm，所述n为电机极数，所述m为每个支路绕组所包含的线圈条数；所述定子槽的绕线层数为2M层，且线圈在各层的跨距均为3m；当线圈的导线在每个绕线层按照跨距3m绕制n/2个定子槽后，跨越至下一个绕线层进行绕制，依次绕满2M层；每相所述连续波绕组的进线端和出线端均位于定子槽的槽底或槽口位置；所述n、m 和M均为正整数。
[0012]作为本发明的进一步改进，当每相所述连续波绕组的第一支路绕组和第二支路绕组所包含的线圈条数均为3条、各条线圈在各层的跨距均为9时；任意一相所述连续波绕组
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