转子、电机、动力总成和车辆制造技术

本申请提供了一种转子、电机、动力总成和车辆。该转子包括转子铁芯，转子铁芯设有多个磁极，多个磁极沿转子铁芯的周向间隔设置；任一磁极均包括第一磁组和第二磁组，每个磁极的第一磁组至少包括第一永磁体和第二永磁体，在转子铁芯的径向面内，每个磁极的第一永磁体和第二永磁体沿磁极的径向中心线对称设置；每个磁极的第二磁组至少包括依次设置的第三永磁体、第四永磁体和第五永磁体，在转子铁芯的径向面内，第四永磁体与磁极的径向中心线垂直且第四永磁体的中心位于磁极的径向中心线，每个磁极的第三永磁体和第五永磁体沿磁极的径向中心线对称设置。该转子可提高永磁电机的转子磁场的正弦性，提高永磁电机的效率。提高永磁电机的效率。提高永磁电机的效率。

【技术实现步骤摘要】
转子、电机、动力总成和车辆


[0001]本申请涉及电机领域，具体涉及一种转子、电机、动力总成和车辆。

技术介绍

[0002]目前，电动汽车用永磁同步电机主要分为表贴式永磁同步电机和内置式永磁同步电机。表贴式永磁同步电机的永磁体沿圆周方向表贴于转子表面。内置式永磁同步电机的永磁体埋置入转子铁芯内，输出的转矩包括定子旋转磁场和转子磁场耦合作用的永磁转矩、以及永磁体埋置转子铁芯内导致的转子磁路不对称产生的磁阻转矩。由于磁阻转矩的利用，内置式永磁同步电机具有更高的功率密度和弱磁扩速能力。因此，电动汽车主要选择内置式永磁同步电机，常见的内置式永磁转子结构为V字形、V字形和一字形的组合以及双V组合等，通过不同永磁结构组合，尽可能提高转子磁场正弦性，以提升永磁电机性能。目前永磁电极的转子磁场的正弦性还需进一步改善，以获得高效率的永磁电机。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种转子、电机、动力总成和车辆，以提高永磁电机的转子磁场的正弦性，提高永磁电机的效率。
[0004]第一方面，本申请提供一种转子，包括转子铁芯，转子铁芯包括外周面和内周面，在外周面和内周面之间设有多个磁极，多个磁极沿转子铁芯的周向间隔设置；任一磁极均包括第一磁组和第二磁组，第一磁组和第二磁组间隔设置，且第一磁组设于外周面和第二磁组之间；每个磁极的第一磁组至少包括第一永磁体和第二永磁体，在转子铁芯的径向面内，每个磁极的第一永磁体和第二永磁体沿磁极的径向中心线对称设置，第一永磁体和第二永磁体之间形成的面向外周面的夹角α1为100～180<br/>°
；每个磁极的第二磁组至少包括依次设置的第三永磁体、第四永磁体和第五永磁体，在转子铁芯的径向面内，第四永磁体与磁极的径向中心线垂直且第四永磁体的中心位于磁极的径向中心线，每个磁极的第三永磁体和第五永磁体沿磁极的径向中心线对称设置；第三永磁体和第五永磁体之间形成的面向外周面的夹角α2为100～180
°
；第三永磁体和第五永磁体之间的最大间距L2大于第一永磁体和第二永磁体之间的最大间距L1。
[0005]本申请的转子，每个磁极中包括两个磁组，第一磁组和第二磁组。其中，第一磁组中包括至少两个永磁体，第一永磁体和第二永磁体，由于第一永磁体和第二永磁体沿对应磁极的中心线设置，且两者之间的夹角α1为100～180
°
，当夹角α1小于180
°
时，第一永磁体和第二永磁体可形成V字型结构；当夹角α1小于180
°
时，第一永磁体和第二永磁体可形成一字型结构。第二磁组中包括至少三个永磁体，第三永磁体、第四永磁体和第五永磁体，其中第四永磁体与对应磁极的中心线是垂直的，第三永磁体和第五永磁体分别设置在第四永磁体的两侧，且第二磁组中的三个永磁体以对应磁极的中心线为对称轴对称设置，这样，当夹角α2小于180
°
时，第三永磁体、第四永磁体和第五永磁体可形成U字型结构；当夹角α2为180
°
时，第三永磁体、第四永磁体和第五永磁体可形成两个相互平行的一字型结构。其中，
第三永磁体和第五永磁体之间的最大间距L2大于第一永磁体和第二永磁体之间的最大间距L1，即，第二磁组的开口大于第一磁组的开口，这样，第一磁组和第二磁组形成的磁极结构，经试验，该结构的磁阻转矩占比大，磁场正弦度高，可降低永磁电机的损耗，并可提升永磁电机的效率。
[0006]在一种可选的实现方式中，L2为L1的1.3～1.5倍。通过限定L2和L1之间的关系，可进一步提高转子磁场的正弦度，提高永磁电机的效率。
[0007]在一种可选的实现方式中，夹角α1小于180
°
，夹角α2小于180
°
。在一种可选的实现方式中，夹角α1为110
‑
160
°
，夹角α2为110
‑
160
°
。在一种可选的实现方式中，夹角α2大于夹角α1，且夹角α2与夹角α1之差大于等于20
°
且小于等于50
°
。这样，可进一步提高转子磁场的正弦度，提高永磁电机的效率。
[0008]在一种可选的实现方式中，第一永磁体和第二永磁体之间呈一字型排列，第三永磁体、第四永磁体和第五永磁体之间平行设置。其中，第三永磁体、第四永磁体和第五永磁体可为呈一字型排列，也可为形成两条平行的直线，第三永磁体和第五永磁体可形成一条直线，与第四永磁体平行，第四永磁体距离转子铁芯内周面的距离小于第三永磁体和第五永磁体距离转子铁芯内周面的距离。
[0009]在一种可选的实现方式中，第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体、第四永磁体和第五永磁体的尺寸相同。各永磁体尺寸相同，可提高装配效率，降低生产成本。
[0010]在一种可选的实现方式中，第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体、第四永磁体和第五永磁体均为长方体，长方体的宽度大于长方体的高度。
[0011]在一种可选的实现方式中，磁极中的每个永磁体的两侧均设有空气槽。即，第一永磁体的两侧、第二永磁体的两侧、第三永磁体的两侧、第四永磁体的两侧和第五永磁体的两侧均设有空气槽。通过设置空气槽，可抑制漏磁，其中，不同空气槽之间可连通，也可不连通，在此不做具体的限定。
[0012]第二方面，本申请还提供一种电机，该电机包括定子和本申请第一方面的转子，定子套设于转子的外周并与转子的外周面之间留有间隙。
[0013]第三方面，本申请还提供一种动力总成，包括电机控制器和本申请第二方面的电机，电机控制器用于控制电机的启停。
[0014]第四方面，本申请还提供一种车辆，包括车体和本申请第三方面的动力总成，动力总成安装于车体。
[0015]其中，本申请上述各可能实现方式中的数据，例如夹角α1、夹角α2、最大间距L2、最大间距L1等数据，在测量时，工程测量误差范围内的数值均应理解为在本申请所限定的范围内。
[0016]上述第二方面至第四方面可以达到的技术效果，可以参照上述第一方面中的相应效果描述，这里不再重复赘述。
附图说明
[0017]图1为一种车辆的结构示意图；
[0018]图2为一种电机的结构示意图；
[0019]图3为一种电机中转子和转轴的连接结构示意图；
[0020]图4为一种转子的结构示意图；
[0021]图5为一种磁极的结构示意图；
[0022]图6为一种磁极的结构示意图；
[0023]图7为另一种磁极的结构示意图；
[0024]图8为一种现有转子铁芯的结构示意图；
[0025]图9为试验例和对比例的磁场波形测试图。
[0026]附图标记：
[0027]1‑
车辆；10
‑
电机；20
‑
定子；30
‑
转子；31
‑
转子铁芯；31a
‑
第一端面；31b
‑
第二端面；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转子，其特征在于，包括转子铁芯，所述转子铁芯包括外周面和内周面，在所述外周面和所述内周面之间设有多个磁极，所述多个磁极沿所述转子铁芯的周向间隔设置；任一所述磁极均包括第一磁组和第二磁组，所述第一磁组和所述第二磁组间隔设置，且所述第一磁组设于所述外周面和所述第二磁组之间；每个所述磁极的所述第一磁组至少包括第一永磁体和第二永磁体，在所述转子铁芯的径向面内，每个所述磁极中的第一永磁体和第二永磁体沿所述磁极的径向中心线对称设置，所述第一永磁体和所述第二永磁体之间形成的面向所述外周面的夹角α1为100～180
°
；每个所述磁极的所述第二磁组至少包括依次设置的第三永磁体、第四永磁体和第五永磁体，在所述转子铁芯的径向面内，所述第四永磁体与所述磁极的径向中心线垂直且所述第四永磁体的中心位于所述磁极的径向中心线，每个所述磁极的第三永磁体和第五永磁体沿所述磁极的径向中心线对称设置；所述第三永磁体和所述第五永磁体之间形成的面向所述外周面的夹角α2为100～180
°
；其中，所述第三永磁体和所述第五永磁体之间的最大间距L2大于所述第一永磁体和所述第二永磁体之间的最大间距L1。2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述L2为所述L1的1.3～1.5倍。3.根据权利要求1或2所述的转子，其特征在于，所述夹角α1小于180
°
，所述夹角α2小于180
°
。4.根据权利要求3所述的转子，其特征在于，所述夹角α1为110～160
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王少飞，郑阳，徐博，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：