绕线装置、绕线方法、电机定子、驱动电机和车辆与流程

1.本发明涉及车辆技术领域，更具体地，涉及一种绕线装置、绕线方法、电机定子、驱动电机和车辆。


背景技术：

2.在相关技术中电机采用多股线并绕的方式绕线，并绕的多股线松紧不一致、绕线困难，且每根导体上电势不同，形成环流，导致产生较大的温升，影响电机的性能。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种绕线线圈的绕线装置，所述绕线装置能够实现绕线换位，降低环流和温升。
4.本发明还提出一种绕线线圈的绕线方法。
5.本发明还提出一种采用上述绕线装置或绕向方法绕线的电机定子。
6.本发明还提出一种具有上述电机定子的驱动电机。
7.本发明还提出一种具有上述驱动电机的车辆。
8.根据本发明实施例的绕线线圈的绕线装置，包括：绕线组件，所述绕线组件具有绕旋转轴线可转动的绕线棒；导线引出组件，所述导线引出组件设于所述绕线组件的一侧且用于引出导线，其中，所述导线引出组件相对于所述绕线组件可移动或可摆动，以实现所述导线在所述绕线棒上的绕制换位。
9.根据本发明实施例的绕线线圈的绕线装置，通过导线引出组件相对于绕线组件运动配合绕线棒旋转，实现导线在绕线棒上的绕制换位，能够满足多股导线并绕的绕制需求，降低电机的交流电阻，降低由于高频交流磁场而产生的集肤效应和临近效应，减小由于多股导线间电势差产生的环流，降低电机的温升。
10.另外，根据本发明上述实施例的绕线线圈的绕线装置还可以具有如下附加的技术特征：
11.根据本发明的一些实施例，所述绕线组件为两个，两个所述绕线组件的所述绕线棒沿所述旋转轴线方向相对设置。
12.根据本发明的一些实施例，每组所述绕线棒包括垂直于所述旋转轴线间隔排布的一对棒体。
13.根据本发明的一些实施例，两对所述棒体的间距相等，其中，两对所述棒体的所述旋转轴线共线或者错开预定距离。
14.根据本发明的一些实施例，沿所述旋转轴线的投影面上，其中一对所述棒体位于以另一对所述棒体的旋转中心为圆心、旋转半径为半径的圆内。
15.根据本发明的一些实施例，其中一组所述绕线棒包括垂直于所述旋转轴线共线排布的多对棒体，其中一组所述绕线棒的多对所述棒体间距不等且对称线重合，另一组所述绕线棒包括垂直于所述旋转轴线共线排布的至少一对所述棒体。
16.根据本发明的一些实施例，所述另一组所述绕线棒的至少一对所述棒体与所述其中一组所述绕线棒的至少一对所述棒体的间距相等且所述旋转轴线共线；或者，沿所述旋转轴线的投影面上，所述另一组所述绕线棒的每对所述棒体位于以所述其中一组所述绕线棒的相邻两对所述棒体的旋转中心为圆心、旋转半径为半径的圆之间。
17.根据本发明的一些实施例，每个所述绕线组件均包括夹具，至少一对所述棒体沿所述旋转轴线方向可伸缩地设于所述夹具。
18.根据本发明的一些实施例，所述绕线棒设有用于对所述导线进行定位的定位槽。
19.根据本发明实施例的绕线线圈的绕线方法，利用绕线装置绕制导线，所述绕线装置包括具有绕线棒的绕线组件和导线引出组件，所述绕线方法包括：控制所述绕线棒绕旋转轴线转动、所述导线引出组件相对于所述绕线组件移动或摆动，以实现所述导线在所述绕线棒上的绕制换位。
20.根据本发明的一些实施例，所述绕线组件为相对设置的两个，所述绕线方法包括：分别在两个所述绕线组件上绕线过程中，控制所述导线引出组件沿所述旋转轴线的移动或摆动方向相反。
21.根据本发明的一些实施例，每组所述绕线棒包括至少一对棒体，其中任意两对所述棒体沿所述旋转轴线的投影不重合，所述绕线方法包括：每对所述棒体用于绕制一个所述绕线线圈，控制所述导线引出组件在两个所述绕线组件上交替绕制依次串联的多个所述绕线线圈，以使依次串联的多个所述绕线线圈的绕制方向相反。
22.根据本发明的一些实施例，每组所述绕线棒包括至少一对棒体，两组所述绕线棒的所述棒体沿所述旋转轴线的投影重合，每个所述绕线线圈包括两组线圈，所述绕线方法包括：控制所述导线引出组件在投影重合的两对所述棒体上分别绕制两组所述线圈，以使两组所述线圈的绕制方向相反。
23.根据本发明的一些实施例，每组所述绕线棒包括垂直于所述旋转轴线共线排布的多对所述棒体，多对所述棒体的间距不等且对称线重合，每个所述绕线线圈包括多根并绕的所述导线，所述绕线线圈将所述导线的根数分为两组，以使两组所述线圈并联，所述绕线方法包括：控制所述导线引出组件在垂直于所述旋转轴线方向的相邻两对所述棒体上，分别绕制两个所述绕线线圈的其中一组所述线圈，以使相邻两对所述棒体上的所述线圈串联且绕制方向相反。
24.根据本发明的一些实施例，所述绕线棒包括垂直于所述旋转轴线共线排布的多对棒体，多对所述棒体的间距不等且对称线重合，所述绕线方法包括：控制所述导线引出组件在多对所述棒体上绕制同心串联的多个所述绕线线圈，且在任意相邻两对所述棒体上绕线过程中，所述导线引出组件沿所述旋转轴线的移动或摆动方向相反。
25.根据本发明的一些实施例，相邻两对所述棒体上，控制内侧的一对所述棒体伸出且外侧的一对所述棒体收缩，以在内侧的一对所述棒体上绕制所述导线；控制外侧的一对所述棒体伸出，以在外侧的一对所述棒体上绕制所述导线。
26.根据本发明的一些实施例，所述绕线棒包括垂直于所述旋转轴线间隔排布的两个棒体，所述绕线方法包括：在两个所述棒体上绕线过程中，控制所述导线引出组件沿所述旋转轴线往复移动或摆动，以使两个所述棒体上所述导线沿所述旋转轴线的绕制方向相反。
27.根据本发明实施例的电机定子，所述电机定子利用根据本发明实施例的绕线线圈
的绕线装置绕线，或采用根据本发明实施例的绕线线圈的绕线方法进行绕线。
28.根据本发明实施例的驱动电机包括根据本发明实施例的电机定子。
29.根据本发明实施例的车辆包括根据本发明实施例的驱动电机。
30.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
31.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
32.图1是根据本发明第一实施例的绕线装置；
33.图2是根据本发明第二实施例的绕线装置；
34.图3是根据本发明第三实施例的绕线装置；
35.图4是根据本发明第四实施例的绕线装置；
36.图5是根据本发明一些实施例的绕线组件，其中，外侧一对棒体收缩；
37.图6是根据本发明一些实施例的绕线组件，其中，外侧一对棒体伸出；
38.图7是根据本发明第五实施例的绕线装置；
39.图8是根据本发明一些实施例的绕线组件；
40.图9是根据本发明实施例的车辆的示意图。
41.附图标记：
42.绕线装置100；绕线组件10；绕线棒20；棒体21；夹具30。
具体实施方式
43.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
44.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
45.在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征，“多个”的含义是两个或两个以上，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
46.下面参考附图描述根据本发明实施例的绕线线圈的绕线装置100。需要说明的是，附图中数字1、2、3、
……
、n/2、n/2+1、
……
、n表示绕制顺序。
47.参照图1-图8所示，根据本发明实施例的绕线线圈的绕线装置100可以包括：绕线组件10和导线引出组件。
48.具体而言，绕线组件10具有绕线棒20，绕线棒20绕旋转轴线(如图1中所示的前后方向)可以转动，以将实现导线缠绕在绕线棒20上。导线引出组件可以设于绕线组件10的一侧，如可以设于绕线组件10垂直于旋转轴线的一侧。
49.并且，导线引出组件用于引出导线，在引出导线的过程中，导线引出组件相对于绕线组件10可以移动(如沿旋转轴线方向的移动)或者可以摆动(如改变导线引出组件与绕线棒20之间的角度)，以使导线引出组件的出线端相对于绕线棒20沿旋转轴线方向可以移动，从而随着绕线棒20旋转，引出的导线在绕线棒20上沿旋转轴线方向的绕制位置发生改变，从而实现导线在绕线棒20上的绕制换位。
50.当然，导线引出组件的出线端相对于绕线棒20的移动方向包括但不限于沿旋转轴线方向的移动，还可以垂直于旋转轴线方向移动，以实现同心式不同绕线线圈之间的绕制换位。
51.通过上述绕线装置100进行绕线，使所绕制绕线线圈的多匝绕线松紧一致，并且绕线方便快捷，能够满足多股导线并绕的较高标准绕线要求。由此，便于绕线线圈采用多股导线并绕的方式来替代传统的单根粗圆线绕制的方式，如绕线线圈可以由m根导线(如铜线，包括但不限于圆线)、并绕p匝形成，使绕线线圈有着加工工艺简单、成本低、灵活易调节，集肤效应与邻近效应小等优点。
52.对于多股导线并绕的电机，若并绕的多股线松紧不一致，会导致绕线困难，且每根线的长度会有偏差，导致单根线的电阻之间有偏差，并且并绕的多股线在槽内最终的位置无法确定与准确管控，存在单匝线圈的多根导体在槽内的位置相差较远，由于槽流感的影响，导致每根导体上的电势不同，形成环流，产生较大的温升，影响电机的性能。
53.而在本发明的实施例中，通过绕线装置100进行绕线，并且通过导线引出组件的运动与绕线棒20的转动配合，实现导线的换位，可以维持整个绕线过程中的松紧一致性，使绕线更容易，并且能够减少多根导线之间的长度偏差，从而减少多个导线之间的电阻偏差，降低由于高频交流磁场而产生的集肤效应和临近效应。导线分布更加齐整均匀，使多股导线的位置更易于确定和准确管控，减少磁漏感，使多根导线上的电势更接近，减少由于过渡导线件电势差产生的环流，降低电机的温升，有利于提高电机的持续外特性与峰值外特性。
54.举例而言，在本发明的一些实施例中，如图1-图3所示，绕线装置100包括两个绕线组件10，并且这两个绕线组件10的绕线棒20沿旋转轴线方向相对设置。具体地，在绕线组件10包括夹具30的实施例中，两个绕线组件10的绕线棒20位于对应的两个夹具30之间。在绕线时，通过导线引出组件将多根导线同时引出，旋转绕线棒20，随着导线引出组件的运动，多股导线沿旋转轴线移动以换位缠绕在绕线棒20上，形成用多股导线绕制的绕线线圈，该绕线线圈由m(m≥1)根导线并绕p(p＞1)匝而成。
55.定子的绕组可以包括多条并联支路，每条并联支路可以由q(q≥1)个该绕线线圈串联而成。通过使用两个绕线组件10在旋转轴线方向上相对排列，可以先旋转其中一个绕线组件10的绕线棒20，绕制一个绕线线圈，再通过导线引出组件沿旋转轴线移动以换位至对面的另一个绕线组件10上，并旋转该绕线组件10以绕制第二个绕线线圈，形成同心式或者链式的并联支路结构，下线到定子槽中，每个槽中有m*p个导体。用该绕线装置100绕制出的绕线线圈，能够降低电机的交流电阻，降低由于高频交流磁场而产生的集肤效应和临近效应，减小由于多股导线间电势差产生的环流，降低电机的温升。
56.当然，需要说明的是，相对设置的两个绕线组件10上所绕制的线圈，可以分别构成一个绕线线圈；也可以共同构成一个绕线线圈，换言之，绕线线圈的一部分绕制于其中一个绕线组件10上，绕线线圈的另一部分绕制于另一个绕线组件10上，由此实现绕线线圈的分组绕制。通过绕线线圈分组绕制，可以减少每组并绕的导线根数或者导线匝数，使得分组下线至定子槽内后，定子槽内导线分布更加齐整均匀，并绕的多股导线松紧更一致，更利于减少多根导线之间的长度偏差，从而减少多个导线之间的电阻偏差。
57.根据本发明实施例的绕线线圈的绕线装置100，通过导线引出组件相对于绕线组件10运动配合绕线棒20旋转，实现导线在绕线棒20上的绕制换位，能够满足多股导线并绕的绕制需求，降低电机的交流电阻，降低由于高频交流磁场而产生的集肤效应和临近效应，减小由于多股导线间电势差产生的环流，降低电机的温升。
58.在本发明的一些实施例中，每个绕线组件10设有一组绕线棒20，每组绕线棒20可以包括一对(两个)棒体21，这一对棒体21垂直于旋转轴线防线割伤间隔开排布。旋转轴线可以位于两个棒体21之间，如旋转轴线与两个棒体21的对称线可以重合。随着绕线棒20绕旋转轴线旋转，导线能够缠绕在两个棒体21上，以形成扁环形线圈，绕制完成后可以直接下线至定子槽内，避免调整线圈形状导致导线错位而影响齐整性。
59.需要说明的是，根据所绕制绕线线圈的需求，两个绕线组件10的棒体21排布方式可以灵活设置。如图1和图3所示，两个绕线组件10的两对棒体21的间距相等，以便于绕制尺寸相同的线圈。
60.在一些实施例中，如图1所示，两对棒体21的旋转轴线可以错开预定距离，以便于绕制得到的绕线线圈分别下线至不同定子槽内并且利于绕线换位。例如预定距离可以对应一个定子槽的槽距，每对棒体21上可以绕制一个绕线线圈，以在两对棒体21上绕制得到链式串联的两个绕线线圈。并且两个绕线线圈沿旋转轴线的绕线方向相反，如后侧的绕线线圈由后向前依次绕制p匝线圈，前侧的绕线线圈由前向后依次绕制p匝线圈。通过该方法绕制的绕线线圈，可以减小链式绕线线圈内的环流，减小铜损。
61.在另一些实施例中，如3所示，两对棒体21的旋转轴线可以共线，换言之两个绕线组件10的棒体21一一对应地对齐设置，以便于绕制得到的绕线线圈下线到相同定子槽内并且利于绕线换位。
62.如3所示，绕线线圈可以包括p匝线圈，两个绕线组件10分别绕制p/2匝线圈，并且两个绕线组件10上线圈沿旋转轴线的绕制方向相反，如后侧的绕线组件10由后向前依次绕制p/2匝线圈，前侧的绕线组件10由前向后依次绕制p/2匝线圈。
63.或者，绕线线圈可以包括m根导线，两个绕线组件10分别绕制m/2根导线，并且两个绕线组件10上线圈沿旋转轴线的绕制方向相反，如后侧的绕线组件10由后向前依次绕制p匝、m/2根导线，前侧的绕线组件10由前向后依次绕制p匝、m/2根导线，将两个线圈并联合在一起，下线至定子槽中。通过该方法绕制的绕线线圈，不仅可以实现单个绕线线圈内部的绕线换位，降低环流和损耗，还可以减小一半绕制导线时所需的导线桶数，减少物料的浪费。
64.在本发明的一些实施例中，如图2所示，两个绕线组件10的两对棒体21的间距可以不相等，以绕制尺寸不相同的线圈。具体地，在沿旋转轴线的投影面上，其中一对棒体21(如位于后侧的一对棒体21)位于以另一对棒体21(如位于前侧的一对棒体21)的旋转中心为圆心、旋转半径为半径的圆内。
65.换言之，在绕线棒20旋转的过程中，另一对棒体21通过旋转在沿旋转轴线方向的投影形成一个圆，其中一对棒体21旋转至任意位置时，沿旋转轴线的投影位于该圆所围设的区域内。
66.举例而言，在一些具体实施例中，两对棒体21的旋转轴线共线，且其中一对棒体21的间距小于另一对棒体21的间距。由此，可以通过两个绕线组件10绕制得到同心串联的两个绕线线圈，并且在两个绕线线圈的绕制方向相反的实施例中，还有利于降低环流与铜损。
67.在本发明的一些实施例中，如图4-图7所示，相对设置的两组绕线棒20中，其中一组绕线棒20可以包括多对棒体21(如两对或两对以上)，上述多对棒体21的间距不相等，并且该组绕线棒20的多对棒体21的对称线重合，在垂直于旋转轴线方向上，上述多对棒体21共线排布。
68.通过设置多对棒体21，使绕线组件10可以用于绕制多个同心串联的绕线线圈，且绕线组件10的结构紧凑，通过该绕线装置100绕制的绕线线圈，能够有效的降低不同绕线线圈之间，并绕导体由于定子槽漏磁产生的电势差，降低环流，减小温升。
69.以图4为例，位于后侧的绕线组件10的绕线棒20包括四个棒体21，这四个棒体21垂直于旋转轴线的方向依次间隔开排布，以构成两对棒体21，由此，在绕线棒20旋转至如图4所示状态时，四个棒体21沿左右方向依次间隔开排布，两对棒体21的旋转轴线重合且两对棒体21均关于旋转轴线对称。
70.此外，如图4和图7所示，相对设置的两组绕线棒20中，其中另一组绕线棒20可以包括至少一对棒体21，且该组绕线棒20所包括的棒体21垂直于旋转轴线共线排布。两个绕线组件10配合，可以绕制更多串联式或者并联式的绕线线圈，满足更多定子的绕线需求。
71.在本发明的实施例中，两个绕线组件10的绕线棒20相对排布关系可以根据实际情况灵活设置。
72.在一些实施例中，如图4所示，另一组绕线棒20的至少一对棒体21与其中一组绕线棒20的至少一对棒体21的间距相等，并且旋转轴线共线。换言之，另一组绕线棒20的每一个棒体21均匀其中一组绕线棒20的一个棒体21对齐布置。
73.举例而言，如图4所示，位于后侧的绕线组件10的绕线棒20包括两对棒体21，位于前侧的绕线组件10的绕线棒20包括两对棒体21。前侧两对棒体21与后侧两对棒体21均一一对齐，以使彼此对齐的两对棒体21能够用于绕制同一个绕线线圈。
74.具体而言，每个绕线线圈由m根导线并绕p匝，每个绕线线圈可以分为两组线圈，每组线圈包括m根导线并绕p/2匝，或者包括m/2根导线并绕p匝。其中一个绕线线圈的其中一组线圈沿从后向前的绕制方向绕制于位于后侧的绕线组件10的间距较小的一对棒体21上，另一组线圈沿从前向后的绕制方向绕制于位于前侧绕线组件10的间距较小的一对棒体21上；其中另一个绕线线圈的其中一组线圈沿从前向后的绕制方向绕制于位于后侧的绕线组件10的间距较大的一对棒体21上，另一组线圈沿从后向前的绕制方向绕制于位于前侧绕线组件10的间距较大的一对棒体21上。
75.如此绕制得到的两个绕线线圈，不仅可以实现绕线线圈内部的绕制换位，还可以实现两个同心式绕线线圈之间的绕制换位，更有利于降低环流与损耗，还可减少一半绕制导线时所需的导线桶数，减少物料的浪费。
76.当然，在其他实施例中，每组绕线棒20所包括的棒体21对数包括但不限于两对，也
可以为三对、四对或者更多对，以得到更多个同心式绕线线圈。
77.在另一些实施例中，如图7所示，沿旋转轴线方向的投影面上，以其中一组绕线棒20的相邻两对棒体21的旋转中心为圆心、且旋转半径为半径，得到套设的两个投影圆，另一组绕线棒20的每对棒体21位于这两个投影圆。
78.换言之，垂直于旋转轴线的方向上，两组绕线棒20的每对棒体21的间距均不相同，并且，在两个绕线棒20的全部棒体21旋转至共面的状态下，两个绕线棒20的多对棒体21垂直于旋转轴线的方向相间分布。
79.举例而言，如图7所示，位于后侧的绕线组件10的绕线棒20包括两对棒体21，位于前侧的绕线棒20包括一对棒体21。位于前侧的一对棒体21的间距介于位于后侧的两对棒体21的间距之间，并且，垂直于旋转轴线向外的方向上，位于后侧的间距较小的一对棒体21、位于前侧的一对棒体21、位于后侧的间距较大的一对棒体21依次排布。
80.具体而言，并联支路包括三个串联的绕线线圈，串联方向上，第一个绕线线圈绕制于后侧的间距较小的一对棒体21上，且绕制方向沿旋转轴线从后向前，第二个绕线线圈绕制于前侧一对棒体21上，且绕制方向沿旋转轴线从前向后，第三个绕线线圈绕制于后侧的间距较小的一对棒体21上，且绕制方向沿旋转轴线从后向前。
81.如此绕制得到的三个绕线线圈构成三个同心式绕线线圈，并且实现相邻两个绕线线圈之间的绕线换位，能够减小线圈内的环流，减小电机的温升。
82.当然，在其他实施例中，两组绕线棒20所包括的棒体21对数包括但不限于三对，也可以为四对、五对或者更多对，以得到更多个同心式绕线线圈。
83.在本发明的一些实施例中，如图4-图7所示，每个绕线组件10均包括夹具30，至少一对棒体21沿旋转轴线方向可伸缩地设于夹具30，以使绕线过程中，通过棒体21的伸缩可以对导线进行避让，以满足多个串联或者并联线圈的绕制。
84.以图7为例，后侧绕线组件10的绕线棒20包括两对棒体21，前侧绕线组件10的绕线棒20包括一对棒体21，在后侧间距较小的一对棒体21上绕制导线的过程中，后侧间距较大的一对棒体21和前侧的一对棒体21均处于收缩状态，收缩至相连夹具30内，以使导线引出组件引出的导线能够在后侧间距较小的一对棒体21上进行第一个线圈的绕制；第一个线圈绕制完成后，前侧的一对棒体21切换至伸出状态，以在上面进行第二个线圈的绕制；第二个线圈绕制完成后，后侧间距较大的一对棒体21切换至伸出状态，以在上面进行第三个线圈的绕制。由此，完成了相邻两个线圈之间的绕线换位，操作方便快捷，不易出现绕线混乱的问题。
85.在本发明的一些实施例中，绕线棒20可以设有定位槽，定位槽能够对导线进行定位，以使导线绕制在绕线棒20上后位置固定，避免导线移动而影响换位以及绕制松紧度，进一步提高了绕线换位的效果以及松紧一致性，从而有利于减小环流和降低温升。
86.在一些具体实施例中，绕线棒20包括至少一对棒体21，每对棒体21垂直于旋转轴线间隔开分布。每个棒体21的外周面设有凹槽，以形成定位槽。在绕制完成后，两个棒体21垂直于旋转轴线彼此靠近移动，以便于绕线线圈由绕线棒20上脱下，便于下线至定子槽内。
87.下面结合附图描述根据本发明一些实施例的绕线线圈的绕线方法。
88.根据本发明实施例的绕线线圈的绕线方法，利用绕线装置绕制导线，绕线装置包括具有绕线组件和导线引出组件，绕线组件具有绕线棒。绕线方法可以包括以下步骤：
89.控制绕线棒绕旋转轴线转动、导线引出组件相对于绕线组件移动或摆动，以实现导线在绕线棒上的绕制换位。
90.其中，绕线装置可以为根据本发明实施例的绕线装置100，也可以为其他绕线装置；根据本发明实施例的绕线线圈的绕线装置100可以采用根据本发明实施例的绕线方法进行绕线，也可以采用其他绕线方法绕线。下面以绕线装置为根据本发明实施例的绕线装置100为例描述根据本发明实施例的绕线方法的有益效果。
91.导向引出组件可以沿绕线棒20的旋转轴线方向移动，或者通过摆动改变导线引出组件与绕线棒20之间的角度，以使导线引出组件的出线端相对于绕线棒20沿旋转轴线方向可以移动，从而随着绕线棒20转动，引出的导线在绕线棒20上沿旋转轴线方向的绕制位置发生改变，从而实现导线在绕线棒20上的绕制换位。
92.通过上述绕线方法进行绕线，使所绕制绕线线圈的多匝绕线松紧一致，并且绕线方便快捷，能够满足多股线并绕的较高标准绕线要求。由此，便于绕线线圈采用多股导线并绕的方式来替代传统的单根粗圆线绕制的方式，使绕线线圈有着加工工艺简单、成本低、灵活易调节等优点。
93.通过上述绕线方法进行绕线，通过导线引出组件的运动与绕线棒20的转动配合，实现导线的换位，可以维持整个绕线过程中的松紧一致性，使绕线更容易，并且能够减少多根导线之间的长度偏差，从而减少多个导线之间的电阻偏差，降低由于高频交流磁场而产生的集肤效应和临近效应。导线分布更加齐整均匀，使多股导线的位置更易于确定和准确管控，减少磁漏感，使多根导线上的电势更接近，减少由于过渡导线件电势差产生的环流，降低电机的温升，有利于提高电机的持续外特性与峰值外特性。
94.根据本发明实施例的绕线线圈的绕线方法，通过导线引出组件相对于绕线组件10运动配合绕线棒20转动，实现导线在绕线棒20上的绕制换位，能够满足多股导线并绕的绕制需求，降低电机的交流电阻，降低由于高频交流磁场而产生的集肤效应和临近效应，减小由于多股导线间电势差产生的环流，降低电机的温升。
95.在本发明的一些实施例中，如图1-图4和图7所示，绕线组件10为相对设置的两个，如两个绕线组件10的绕线棒20可以沿旋转轴线方向相对设置。绕线方法可以包括：分别在两个绕线组件10上绕线过程中，控制导线引出组件沿旋转轴线的移动或摆动方向相反。以使两个绕线组件10上所绕制的串联绕线线圈的绕制方向相反，或者两个绕线组件10上所绕制的同一个绕线线圈的两种线圈的绕制方向相反等，以实现绕线换位，从而有利于减少环流、损耗和温升。
96.举例而言，如图1、图2和图7所示，每组绕线棒20包括至少一对棒体21，其中任意两对棒体21沿旋转轴线的投影不重合，换言之，每组绕线棒20内所包含的所有棒体21的投影不重合，且两组绕线棒20之间任意两对棒体21也不对齐。绕线方法包括：
97.每对棒体21用于绕制一个绕线线圈，控制导线引出组件在两个绕线组件10上交替绕制依次串联的多个绕线线圈，以使依次串联的多个绕线线圈的绕制方向相反。
98.换言之，多个绕线线圈按串联顺序依次记为第一绕线线圈、第二绕线线圈、第三绕线线圈
……
以此类推。两个绕线组件10分别记为后侧绕线组件10和前侧绕线组件10。其中，第一绕线线圈通过后侧绕线组件10绕制，第二绕线线圈通过前侧绕线组件10绕制，第三绕线线圈通过后侧绕线组件10绕制，第四绕线线圈通过前侧绕线组件10绕制
……
，并且，第一
绕线线圈和第二绕线线圈、第二绕线线圈和第三绕线线圈、第三绕线线圈和第四绕线线圈的沿旋转轴线方向的绕制方向相反。以通过两个绕线组件10实现多个串联绕线线圈的绕制以及绕线换位。
99.以图1为例，每个绕线组件10均包括一对棒体21，位于前侧的一对棒体21与位于后侧的一对棒体21的间距相等，且沿左右方向错开一个定子槽的槽距。导线引出组件先沿旋转轴线从后向前移动或摆动，以在后侧的一对棒体21上绕制第一绕线线圈；然后导线引出组件沿旋转轴线从前向后移动或摆动，以在前侧的一对棒体21上绕制第二绕线线圈，第一绕线线圈和第二绕线线圈构成链式串联结构。
100.以图2为例，每个绕线组件10均包括一对棒体21，位于前侧的一对棒体21间距大于位于后侧的一对棒体21的间距，且两对棒体21的对称线重合。导线引出组件先沿旋转轴线从后向前移动或摆动，以在后侧的一对棒体21上绕制第一绕线线圈；然后导线引出组件沿旋转轴线从前向后移动或摆动，以在前侧的一对棒体21上绕制第二绕线线圈，第一绕线线圈和第二绕线线圈构成同心式串联结构。
101.以图7为例，位于后侧的绕线组件10包括两对棒体21，位于前侧的绕线组件10包括一对棒体21，三对棒体21的对称线重合，且位于前侧的一对棒体21的间距介于位于后侧的两对棒体21的间距之间。导线引出组件先沿旋转轴线从后向前移动或摆动，以在后侧的间距较小的一对棒体21上绕制第一绕线线圈；然后导线引出组件沿旋转轴线从前向后移动或摆动，以在前侧的一对棒体21上绕制第二绕线线圈；然后导线引出组件沿旋转轴线从后向前移动或摆动，以在后侧的间距较大的一对棒体21上绕制第三绕线线圈，第一绕线线圈、第二绕线线圈和第三绕线线圈构成同心式串联结构。
102.再举例而言，如图3和图4所示，每组绕线棒20包括至少一对棒体21，两组绕线棒20的棒体21沿旋转轴线的投影重合，换言之，两组绕线棒20的多对棒体21一一对齐设置。每个绕线线圈包括两组线圈。绕线方法包括：控制导线引出组件在投影重合的两对棒体21上分别绕制这两组线圈，以使两组线圈的绕制方向相反。
103.换言之，绕线线圈由m(m≥2)根导线并绕p匝而成，将绕线线圈的导线根数或者每根导线绕制的匝数可以分为两组，每组单独进行绕制，以得到两组线圈。以绕线线圈的导线根数为例，将m根导线分为两组，每组m/2根导线并绕p匝构成一个线圈，两个线圈并联合在一起构成一个完整绕线线圈。每组线圈绕制过程中，导线引出组件沿旋转轴线的移动或者摆动方向相反，以使两组线圈的绕制方向相反，实现绕线线圈内部的绕线换位。
104.以图3为例，每个绕线组件10包括一对棒体21，两对棒体21沿旋转轴线方向对齐。将m/2根导线在位于后侧的一对棒体21上从后向前绕制p匝，得到一组线圈；然后将另外m/2根导线在位于前侧的一对棒体21上从前向后绕制p匝，得到另一组线圈；将所得到两组线圈并联合在一起，下线至定子槽中。
105.在另一些实施例中，如图4所示，每组绕线棒20可以包括多对棒体21，多对棒体21垂直于旋转轴线共线排布，多对棒体21的间距不等且对称线重合，每个绕线线圈包括多根并绕的导线，绕线线圈将导线的根数分为两组，以使两组线圈并联。绕线方法可以包括：控制导线引出组件在垂直于旋转轴线方向的相邻两对棒体21上，分别绕制两个绕线线圈的其中一组线圈，以使相邻两对棒体21上的线圈串联且绕制方向相反。
106.举例而言，如图4所示，每个绕线线圈包括m根导线并绕p匝，每个绕线线圈将导线
根数分为两组，每组包括m/2根导线并绕p匝。将m/2根导线在后侧间距较小的一对棒体21上由后向前绕制p匝，以得到其中一个绕线线圈的一组线圈，然后将这m/2根导线继续在后侧间距较大的一对棒体21上由前向后绕制p匝，以得到其中另一个绕线线圈的一组线圈；再将另外m/2根导线在前侧间距较小的一对棒体21上由前向后绕制p匝，以得到其中一个绕线线圈的另一组线圈，然后将这m/2根导线继续在前侧间距较大的一对棒体21上由后向前绕制p匝，以得到其中另一个绕线线圈的另一组线圈。最后，将两个绕线组件10上绕制得到的两组同心线圈并联合在一起，下线至定子槽中。以实现两个同心式绕线线圈内部的绕线换位以及绕线线圈间的绕线换位，降低环流和损耗，还可以减少一半绕制导线时所需的导线桶数，减少物料的浪费。
107.在本发明的一些实施例中，如图5和图6所示，绕线棒20可以包括多对棒体21，多对棒体21垂直于旋转轴线共线排布，并且多对棒体21的间距不相等且对称线重合，以形成同心排布的多对不等间距棒体21。绕线方法可以包括：
108.控制导线引出组件在多对棒体21上绕制同心串联的多个绕线线圈，并且在任意相邻两对棒体21上绕线过程中，导线引出组件沿旋转轴线的移动或摆动方向相反。
109.换言之，每对棒体21用于绕制一个绕线线圈，同心排布的多对不等间距棒体21可以用于绕制多个垂直于旋转轴线方向尺寸不等的绕线线圈，多个绕线线圈的数量小于或等于多对棒体21的数量(即可以使用其中一部分棒体21进行绕线，也可以使用全部棒体21绕制个数更多的绕线线圈)，以通过一个绕线组件10绕制得到同心式多个绕线线圈。并且通过导线引出组件的移动或者摆动方向相反，使相邻两对棒体21上沿旋转轴线的导线绕制方向相反，实现相邻两个绕线线圈的绕线换位，有利于降低环流与铜损。
110.以图6为例，绕线棒20包括两对棒体21，间距较小的一对棒体21上导线沿旋转轴线从后向前绕制，间距较大的一对棒体21上导线沿旋转轴线从前向后绕制。
111.在一些具体实施例中，如图5和图6所示，相邻两对棒体21中，至少位于外侧的棒体21沿旋转轴线可伸缩，以使绕线过程中，通过棒体21的伸缩可以对导线进行避让，使绕线操作更方便。
112.具体地，在该绕线方法中，相邻两对棒体21上，可以先控制位于内侧的一对棒体21伸出并且控制位于外侧的一对棒体21收缩，以在位于内侧的一对棒体21上绕制导线；位于内侧的棒体21上绕线完成后，可以控制位于外侧的一对棒体21伸出，以在位于外侧的一对棒体21上绕制导线。由此可以实现同心串联的多个绕线线圈的绕制，或者实现串联的多个绕线线圈的部分线圈的绕制。
113.如图6所示，每对棒体21上用于绕制一个绕线线圈，通过同一绕线组件10的相邻两对棒体21的伸缩配合，可以实现直接串联的两个绕线线圈的绕制，并且实现绕线线圈之间的绕线换位。
114.如图7所示，相对设置的两个绕线组件10中，位于后侧的绕线组件10的绕线棒20包括同心排布的两对棒体21，位于前侧的绕线组件10的绕线棒20包括一对棒体21。位于前侧的一对棒体21的间距介于位于后侧的两对棒体21的间距之间，并且，垂直于旋转轴线向外的方向上，位于后侧的间距较小的一对棒体21、位于前侧的一对棒体21、位于后侧的间距较大的一对棒体21依次排布。绕制初期，位于后侧的间距较大的一对棒体21和位于前侧的一对棒体21均收缩，位于后侧的间距较小的一对棒体21伸出，以在位于后侧的间距较小的一
对棒体21上从后向前绕制第一个绕线线圈；然后控制位于前侧的一对棒体21伸出，以在位于前侧的一对棒体21上从前向后绕制第二个绕线线圈；最后控制位于后侧的间距较大的一对棒体21伸出，以在位于后侧的间距较大的一对棒体21上从后向前绕制第二个绕线线圈。由此，绕制得到三个串联的绕线线圈，构成三个同心式绕线线圈，实现相邻两个绕线线圈之间的绕线换位，能够减小线圈内的环流，减小电机的温升，并且操作方便快捷，不易出现绕线混乱的问题。
115.如图4所示，每个绕线线圈包括m根导线并绕p匝，每个绕线线圈可以将导线根数分为两组，每组包括m/2根导线并绕p匝。前后两个绕线组件10的绕线棒20包括同心排布的两对棒体21，并且前侧的两对棒体21与后侧的两对棒体21一一对齐设置。
116.前后两个绕线组件10可以同时绕线也可以依次绕线，下面以依次绕线为例。绕制初期，后侧间距较小的一对棒体21伸出，后侧间距较小的一对棒体21和前侧的两对棒体21收缩，将m/2根导线在后侧间距较小的一对棒体21上由后向前绕制p匝，以得到其中一个绕线线圈的一组线圈；然后控制后侧间距较大的一对棒体21伸出，将m/2根导线继续在后侧间距较大的一对棒体21上由前向后绕制p匝，以得到其中另一个绕线线圈的一组线圈；然后控制前侧间距较小的一对棒体21伸出，将另外m/2根导线在前侧间距较小的一对棒体21上由前向后绕制p匝，以得到其中一个绕线线圈的另一组线圈；然后控制前侧间距较大的一对棒体21伸出，将m/2根导线继续在前侧间距较大的一对棒体21上由后向前绕制p匝，以得到其中另一个绕线线圈的另一组线圈。最后，将两个绕线组件10上绕制得到的两组同心线圈并联合在一起，下线至定子槽中。以实现两个同心式绕线线圈内部的绕线换位以及绕线线圈间的绕线换位，降低环流和损耗，还可以减少一半绕制导线时所需的导线桶数，减少物料的浪费。
117.在本发明的一些实施例中，如图8所示，绕线棒20包括两个棒体21，这两个棒体21垂直于旋转轴线间隔开排布。绕线方法可以包括：在两个棒体21上绕线过程中，控制导线引出组件沿旋转轴线往复移动或摆动，以使两个棒体21上导线沿旋转轴线的绕制方向相反。
118.换言之，旋转绕线棒20的同时，通过实施改变导线与绕线棒20之间的角度，实现单个绕线线圈内不同匝之间的绕线换位。
119.具体地，如图8所示，绕线线圈包括p匝导线。在其中一个棒体21上，p匝导线从后向前依次绕制，对应的这p匝导线在另一个棒体21上从前向后依次绕制，p匝导线的中部大体相较于一点，实现了绕线线圈内p匝导线的换位，有利于降低环流与损耗。
120.根据本发明实施例的电机定子，其利用根据本发明实施例的绕线线圈的绕线装置100绕线，或采用根据本发明实施例的绕线线圈的绕线方法进行绕线。由于根据本发明实施例的绕线线圈的绕线装置100和绕线方法具有上述有益的技术效果，因此根据本发明实施例的电机定子，通过导线引出组件相对于绕线组件10运动配合绕线棒20旋转，实现导线在绕线棒20上的绕制换位，能够满足多股导线并绕的绕制需求，降低电机的交流电阻，降低由于高频交流磁场而产生的集肤效应和临近效应，减小由于多股导线间电势差产生的环流，降低电机的温升。
121.根据本发明实施例的驱动电机2000包括根据本发明实施例的电机定子。由于根据本发明实施例的电机定子具有上述有益的技术效果，因此根据本发明实施例的驱动电机2000，通过导线引出组件相对于绕线组件10运动配合绕线棒20旋转，实现导线在绕线棒20
上的绕制换位，能够满足多股导线并绕的绕制需求，降低电机的交流电阻，降低由于高频交流磁场而产生的集肤效应和临近效应，减小由于多股导线间电势差产生的环流，降低电机的温升。
122.如图9所示，根据本发明实施例的车辆3000包括根据本发明实施例的驱动电机2000。由于根据本发明实施例的驱动电机2000具有上述有益的技术效果，因此根据本发明实施例的车辆3000，通过导线引出组件相对于绕线组件10运动配合绕线棒20旋转，实现导线在绕线棒20上的绕制换位，能够满足多股导线并绕的绕制需求，降低电机的交流电阻，降低由于高频交流磁场而产生的集肤效应和临近效应，减小由于多股导线间电势差产生的环流，降低电机的温升。
123.值得说明的是，车辆3000可以为新能源汽车。新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车等。进一步地，上述任一设计所提供的电机可以作为车辆的驱动电机2000。具体地，驱动电机2000能够单独实现车辆3000的功能装置启动。或者，驱动电机2000可以与车辆3000上的其他驱动装置共同配合以实现车辆3000上的功能装置正常运行。其中，车辆3000的功能装置可以为以下任一或任意组合：车轮、空调器、灯光组件等。
124.根据本发明实施例的车辆3000、驱动电机2000、电机定子的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
125.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
126.在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
127.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种绕线线圈的绕线装置，其特征在于，包括：绕线组件，所述绕线组件具有绕旋转轴线可转动的绕线棒；导线引出组件，所述导线引出组件设于所述绕线组件的一侧且用于引出导线，其中，所述导线引出组件相对于所述绕线组件可移动或可摆动，以实现所述导线在所述绕线棒上的绕制换位。2.根据权利要求1所述的绕线线圈的绕线装置，其特征在于，所述绕线组件为两个，两个所述绕线组件的所述绕线棒沿所述旋转轴线方向相对设置。3.根据权利要求2所述的绕线线圈的绕线装置，其特征在于，每组所述绕线棒包括垂直于所述旋转轴线间隔排布的一对棒体。4.根据权利要求3所述的绕线线圈的绕线装置，其特征在于，两对所述棒体的间距相等，其中，两对所述棒体的所述旋转轴线共线或者错开预定距离。5.根据权利要求3所述的绕线线圈的绕线装置，其特征在于，沿所述旋转轴线的投影面上，其中一对所述棒体位于以另一对所述棒体的旋转中心为圆心、旋转半径为半径的圆内。6.根据权利要求2所述的绕线线圈的绕线装置，其特征在于，其中一组所述绕线棒包括垂直于所述旋转轴线共线排布的多对棒体，其中一组所述绕线棒的多对所述棒体间距不等且对称线重合，另一组所述绕线棒包括垂直于所述旋转轴线共线排布的至少一对所述棒体。7.根据权利要求6所述的绕线线圈的绕线装置，其特征在于，所述另一组所述绕线棒的至少一对所述棒体与所述其中一组所述绕线棒的至少一对所述棒体的间距相等且所述旋转轴线共线；或者，沿所述旋转轴线的投影面上，所述另一组所述绕线棒的每对所述棒体位于以所述其中一组所述绕线棒的相邻两对所述棒体的旋转中心为圆心、旋转半径为半径的圆之间。8.根据权利要求6所述的绕线线圈的绕线装置，其特征在于，每个所述绕线组件均包括夹具，至少一对所述棒体沿所述旋转轴线方向可伸缩地设于所述夹具。9.根据权利要求2-8中任一项所述的绕线线圈的绕线装置，其特征在于，所述绕线棒设有用于对所述导线进行定位的定位槽。10.一种绕线线圈的绕线方法，其特征在于，利用绕线装置绕制导线，所述绕线装置包括具有绕线棒的绕线组件和导线引出组件，所述绕线方法包括：控制所述绕线棒绕旋转轴线转动、所述导线引出组件相对于所述绕线组件移动或摆动，以实现所述导线在所述绕线棒上的绕制换位。11.根据权利要求10所述的绕线线圈的绕线方法，其特征在于，所述绕线组件为相对设置的两个，所述绕线方法包括：分别在两个所述绕线组件上绕线过程中，控制所述导线引出组件沿所述旋转轴线的移动或摆动方向相反。12.根据权利要求11所述的绕线线圈的绕线方法，其特征在于，每组所述绕线棒包括至少一对棒体，其中任意两对所述棒体沿所述旋转轴线的投影不重合，所述绕线方法包括：每对所述棒体用于绕制一个所述绕线线圈，控制所述导线引出组件在两个所述绕线组件上交替绕制依次串联的多个所述绕线线圈，以使依次串联的多个所述绕线线圈的绕制方
向相反。13.根据权利要求11所述的绕线线圈的绕线方法，其特征在于，每组所述绕线棒包括至少一对棒体，两组所述绕线棒的所述棒体沿所述旋转轴线的投影重合，每个所述绕线线圈包括两组线圈，所述绕线方法包括：控制所述导线引出组件在投影重合的两对所述棒体上分别绕制两组所述线圈，以使两组所述线圈的绕制方向相反。14.根据权利要求13所述的绕线线圈的绕线方法，其特征在于，每组所述绕线棒包括垂直于所述旋转轴线共线排布的多对所述棒体，多对所述棒体的间距不等且对称线重合，每个所述绕线线圈包括多根并绕的所述导线，所述绕线线圈将所述导线的根数分为两组，以使两组所述线圈并联，所述绕线方法包括：控制所述导线引出组件在垂直于所述旋转轴线方向的相邻两对所述棒体上，分别绕制两个所述绕线线圈的其中一组所述线圈，以使相邻两对所述棒体上的所述线圈串联且绕制方向相反。15.根据权利要求10所述的绕线线圈的绕线方法，其特征在于，所述绕线棒包括垂直于所述旋转轴线共线排布的多对棒体，多对所述棒体的间距不等且对称线重合，所述绕线方法包括：控制所述导线引出组件在多对所述棒体上绕制同心串联的多个所述绕线线圈，且在任意相邻两对所述棒体上绕线过程中，所述导线引出组件沿所述旋转轴线的移动或摆动方向相反。16.根据权利要求14或15所述的绕线线圈的绕线方法，其特征在于，相邻两对所述棒体上，控制内侧的一对所述棒体伸出且外侧的一对所述棒体收缩，以在内侧的一对所述棒体上绕制所述导线；控制外侧的一对所述棒体伸出，以在外侧的一对所述棒体上绕制所述导线。17.根据权利要求10所述的绕线线圈的绕线方法，其特征在于，所述绕线棒包括垂直于所述旋转轴线间隔排布的两个棒体，所述绕线方法包括：在两个所述棒体上绕线过程中，控制所述导线引出组件沿所述旋转轴线往复移动或摆动，以使两个所述棒体上所述导线沿所述旋转轴线的绕制方向相反。18.一种电机定子，其特征在于，所述电机定子利用根据权利要求1-9中任一项所述的绕线线圈的绕线装置绕线，或采用根据权利要求10-17中任一项所述的绕线线圈的绕线方法进行绕线。19.一种驱动电机，其特征在于，包括根据权利要求18所述的电机定子。20.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求19所述的驱动电机。

技术总结
本发明公开了一种绕线装置、绕线方法、电机定子、驱动电机和车辆，所述绕线装置包括：绕线组件，所述绕线组件具有绕旋转轴线可转动的绕线棒；导线引出组件，所述导线引出组件设于所述绕线组件的一侧且用于引出导线，其中，所述导线引出组件相对于所述绕线组件可移动或可摆动，以实现所述导线在所述绕线棒上的绕制换位。根据本发明实施例的绕线线圈的绕线装置，通过导线引出组件相对于绕线组件运动配合绕线棒旋转，实现导线在绕线棒上的绕制换位，能够满足多股导线并绕的绕制需求，降低电机的交流电阻，降低由于高频交流磁场而产生的集肤效应和临近效应，减小由于多股导线间电势差产生的环流，降低电机的温升。降低电机的温升。降低电机的温升。


技术研发人员：顾正雍 王飞 胡义明 汪盼
受保护的技术使用者：广东威灵汽车部件有限公司
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2023/7/13