用于BLDC电动机的定子，具有双转子/单定子的BLDC电动机以及使用该BLDC电动机的车用冷却器

摘要

提供了无刷直流(BLDC)电动机的定子，具有双转子/单定子结构的BLDC电动机，以及使用该BLDC电动机的车用冷却器，使用用于装配的印刷电路板自动定位定子铁心组件的装配位置以确保防水、低重量和大功率性能。定子包括：保持器；凸起部，具有内置式轴承以支撑转动轴，所述凸起部使所述转动轴转动；多个定子铁心组件，分别围绕在多个分离式定子铁心的内侧和外侧具有内凸缘和外凸缘的线架，线圈卷绕所述线架；以及用于装配的印刷电路板，每个定子铁心组件被自动定位和装配，所述线圈的两端部依据U、V和W中的每相而相互连接。在所述定子铁心组件已经和装配PCB结合之后，通过用热固化树脂夹物模压定子铁心组件以在定子内整体形成所述保持器和所述凸起部。

说明书

技术领域

本发明涉及用于无刷直流(BLDC)电动机的定子，具有双转子/单定子结构的BLDC电动机，以及使用该BLDC电动机的车用冷却器。更具体地，本发明涉及这样一种用于无刷直流(BLDC)电动机的定子，具有双转子/单定子结构的BLDC电动机，以及使用该BLDC电动机的车用冷却器，其中，用于装配的印刷电路板(PCB)自动定位定子铁心组件的装配位置以提高生产率，定子的整个表面被成型为绝缘材料使得经过处理的定子具有防水性能，采用BLDC电动机以实现大功率、低重量和小型化。

背景技术

由于例如污染问题等原因而对从电能获得驱动能量而不是从化石燃料(汽油)获得驱动能量的电池车辆越来越有兴趣。由于这种电池车辆从电能获得驱动能量，因此不产生尾气且噪声非常小。

然而，电池车辆在通过转换器将高容量电池提供的直流(DC)功率转换为可变频率的交流(AC)功率以得到驱动能量的时候散发出许多热量，因此转换器当然应该被冷却，从转换器散发出的热量应该被散发。

通常，车用冷却器包括产生转动力的电动机、与电动机的转子相结合使空气流通的叶轮、以及作为冷却或散发热量的冷却器的散热器。

当前，燃料电池电动车辆(FCEV)或混合动力车辆使用例如功率集成电路(IC)芯片、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)等元件作为驱动电动机的驱动系统，并且要求燃料电池或功率元件应该被冷却，使得它们不会升温以不小于预定的温度。

在燃料电池或功率元件升温至大于预定的温度的情况下，车辆速度受限，或者燃料电池的寿命变短。因此，需要冷却燃料电池或功率元件的冷却器，使用刷式DC电动机作为冷却器。

此外，采用通常汽油发动机的车辆驱动电动机功率为250W的冷却器以防止发动机的温度升高至预定的温度。

上述刷式DC电动机不适用于驱动电池车辆中冷却器的叶轮。也就是说，为了加强电池车辆的冷却性能，应该增大电动机功率。在具有大功率的大功率DC电动机的情况下，例如使用400-500W，通常的情况是由于电刷的大磨损率而使用容量均为250W的两个DC电动机。在这种情况下，电池车辆的结构设计复杂，冷却器的电功率消耗量增加。此外，在氢燃料电池安装在电池车辆内的情况下，由于在氢气与刷式DC电动机的电刷之间可能产生火花，因此着火的危险性非常大。

此外，应用于常规电池车辆中的DC电动机没有防水结构。由此，DC电动机可能会经常受到例如下雪、下雨或雾天等的坏天气的影响。

因此，应该提出不会由于电刷引起任何问题并且不受天气影响的BLDC电动机(例如，经过防水处理并且不受天气环境影响的BLDC电动机)，以将该BLDC电动机用于电池车辆的冷却器。

此外，由于提高了电池车辆的性能，因此应该提出具有所需大功率的BLDC电动机。用于冷却器以提高车辆性能的电动机被处理成防水结构使得电动机不受天气环境的影响。而且，使电动机的尺寸最小以使其在车辆内所占的空间最小。此外，电动机应该比同等尺寸的其它电动机具有更大的功率。

同时，本申请提出了第2004-2349号的韩国未决专利公开文本中的径向铁心式双转子模式的BLCD电动机。

由本申请人提出的作为本发明的BLDC电动机采用双转子/单定子结构，从而优选地分离定子铁心并且使线圈的卷绕效率最大。

此外，为了改进第2005-245号的韩国未决专利公开文本中的分离式定子铁心的装配，提出了定子结构和使用该定子结构的BLCD电动机，其中，多个定子铁心组件被自动定位和固定于环形铁心支撑，从而与分离的线圈连接。

顺便提一下，铁心保持器需要整体形成一对导向凸缘和/或多个联接突起部对的夹物模压工艺，一对导向凸缘和/或多个联接突起部对是在用于连接环形带结构的PCB内自动定位分离式定子铁心组件所必需的，该环形带结构具有在铁心保持器的下表面上相互连接线圈所必需的多个导线和焊接区。

而且，铁心保持器的结构是定子铁心组件临时装配在由PCB和一对导向凸缘形成的环形板内，以获得预制整体模塑料(BMC)成型。然而，由于BMC模制材料具有如下特性，即，PCB环形板的相干性很弱，围绕PCB上下表面的定子保持器在PCB的上/下部之间具有很小的接触区域。因此，相干性很弱是一个问题。

发明内容

技术问题

为了解决上述问题，本发明的目的是提供用于无刷直流(BLDC)电动机的定子，对多个定子铁心组件的装配位置进行自动设置的用于装配的印刷电路板(PCB)被设计为仅具有线圈连接所必需的最小部分，以使在装配PCB的上/下部上成型的热固化树脂的接触区域最大，并且使工人容易地装配定子以提高生产力。

本发明的另一目的是提供用于无刷直流(BLDC)电动机的定子，通过成型定子的整个表面而不需要附加的绝缘材料，定子通过绝缘材料被处理为防水结构，从而当定子应用在车用冷却器中时，定子不受例如雪、雨和雾的天气环境的影响，可能通过定子的外部突起形式对装配工人造成伤害的尖锐部分不再突出，以保护工人的安全。

本发明的又一目的是提供了用于无刷直流(BLDC)电动机的定子和使用该定子的双转子/单定子结构的BLDC电动机，双转子/单定子结构的BLDC电动机应用在车用冷却器中，以确保大功率并且仅用单个BLDC电动机提高车辆的性能。

本发明的又一目的是提供了双转子/单定子结构的BLDC电动机和使用该BLDC电动机的车用冷却器，在车用冷却器中应用单个BLDC电动机以减轻车辆的重量并且使BLDC电动机在车辆内占据的空间最小。

技术方案

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的一个方面，提出了用于无刷直流(BLDC)电动机的定子，所述定子包括：保持器；凸起部，从所述保持器的中央部分竖直延伸，具有第一内置式轴承和第二内置式轴承以支撑转动轴，所述转动轴能够绕着所述凸起部的内周转动；多个定子铁心组件，分别围绕具有内凸缘和外凸缘的线架，第一联接突起部和第二联接突起部形成于多个分离式定子铁心的内侧和外侧的下端中部处，线圈卷绕所述线架；以及用于装配的印刷电路板(PCB)，每个定子铁心组件被自动定位和装配，所述线圈的两个端部根据U、V和W中的每相而相互连接，其中，装配PCB包括：中央区域，形成为环形，并且包括印制在下表面以互相连接各相线圈的多个导线；以及多个联接区域，小于所述定子铁心组件的下端区域，并且从所述中央区域径向延伸，容纳所述第一联接突起部和所述第二联接突起部的第一联接槽和第二联接槽设置在与所述定子铁心的所述第一联接突起部和所述第二联接突起部对应的位置处，以自动定位每个所述定子铁心组件。

优选但不限于，用于无刷直流(BLDC)电动机的定子进一步包括：连接销，整体地插入所述线架的所述内凸缘或所述外凸缘的角落，并且与每个线圈的一端电连接；以及通孔，所述线圈的另一端通过所述通孔被抽出至所述外凸缘或所述内凸缘，其中，在所述定子铁心组件已经和所述装配PCB结合之后，在没有形成所述联接区域的区域内突出的所述连接销与所述导线连接，所述线圈的所述另一端被制成为穿过所述凸缘的通孔以与所述导线连接，从而连接在同相的所述线圈之间。

优选但不限于，在所述装配PCB上临时装配所述定子铁心组件时，通过用热固化树脂夹物模压对应的定子铁心组件来整体形成所述保持器和所述凸起部。

根据本发明的另一个方面，提出了一种双转子/单定子结构无刷直流(BLDC)电动机，包括：叶轮；双转子，所述叶轮与所述双转子的上部表面结合，多个N极和S极磁体以环形形式交替地置于不同的同心圆上，所述双转子包括内转子和外转子，所述内转子和所述外转子被设置为使得彼此相对且在所述内/外部之间具有预定距离的磁体被设置为具有相反极性；整体内置式定子，被安装为在所述内转子和所述外转子之间具有共有间隙，在装配PCB上临时装配多个定子铁心组件时，通过用热固化树脂夹物模压所述多个定子铁心组件来以环形形式整体形成所述整体内置式定子，在所述装配PCB上每个分离式定子铁心被自动定位，线圈卷绕内置于所述定子铁心组件内的线架，所述整体内置式定子通过从保持器延伸的多个接合部而固定于装置；转动轴，所述转动轴的一个端部固定于所述双转子的中心；以及一对轴承，支撑能够在所述定子保持器的中心处转动的所述转动轴，其中，同相的所述线圈(U、V、W)的两个端部均通过在所述装配PCB的环形中央区域内设置的多个导线而连接，各具有一对联接槽的多个联接区域从所述定子的中央部分径向延伸，在每个分离式定子铁心的下端处形成的一对突起部被分别联接至所述联接槽。

优选但不限于，所述内置式定子包括：多个分离式定子铁心，所述一对联接突起部形成于所述多个分离式定子铁心的下端部处；多个绝缘线架，围绕所述多个分离式定子铁心；多个线圈，卷绕在所述多个线架的外周上；用于装配的PCB，包括：中央区域，在所述中央区域内，多个导线被设置为连接同相的所述多个线圈；多个联接区域，容纳所述一对联接突起部，使得所述多个定子铁心组件以预定间隔被自动定位。

优选但不限于，所述整体内置式定子进一步包括霍尔元件，所述霍尔元件被定位为与所述内转子的下部相对并且检测所述磁体的极性。

优选但不限于，双转子/单定子结构无刷直流(BLDC)电动机进一步包括至少一个连接销，所述连接销插入所述绝缘线架的所述内凸缘和/或所述外凸缘的角落内，所述线圈的一端被电连接，其中，在所述定子铁心组件与所述装配PCB结合之后，在没有形成所述联接区域的区域内突出的所述连接销与所述导线电连接以连接在同相的所述线圈之间。

优选但不限于，双转子/单定子无刷直流(BLDC)电动机进一步包括：通孔，所述线圈通过所述通孔被抽出至所述绝缘线架的所述外凸缘和/或所述内凸缘，其中，在所述定子铁心组件与所述装配PCB结合之后，所述线圈被制成为穿过所述通孔以在所述中央区域与所述导线电连接，从而连接在同相的所述线圈之间。

优选但不限于，所述双转子包括：内磁轭；内转子，包括以环形形式交替设置在所述内磁轭的外周上的多个第一N极和S极磁体；外磁轭，所述外磁轭的直径相对大于所述内磁轭的直径以与所述内磁轭保持特定的距离；外转子，包括以环形形式交替设置在所述外磁轭的外周上的多个第二N极和S极磁体，在所述第二N极和S极磁体中与所述多个第一N极和S极磁铁相对的磁体被分别设置为具有相反的极性；以及磁轭框架，固定地支撑所述内磁轭和所述外磁轭，能够与所述叶轮结合的多个固定槽形成于所述磁轭框架的上部；以及所所述内磁轭的长度被形成为比所述外转子的长度短，所述内磁轭的长度与所述外转子的长度之差等于所述霍尔元件的高度。

优选但不限于，所述双转子/单定子结构无刷直流(BLDC)电动机由18个铁心24极的结构形成，对所述定子铁心应用定义为[360°/铁心(槽)的数量]的一个节距范围内的歪斜，使得所述线架的所述外凸缘和所述内凸缘被延伸。

根据本发明的又一个方面，提出了一种用于汽车的冷却器，包括：散热器，通过水冷却方法冷却由车辆发动机组产生的热量；以及冷却单元，产生空气流从而所述散热器冷却所述热量，其中，所述冷却单元包括：双转子，在所述双转子中多个N极和S极磁体以环形形式交替设置在不同的同心圆上，所述双转子包括内转子和外转子，所述内转子和所述外转子被设置为使得彼此相对并且在所述内/外部之间具有预定距离的磁体被设置为具有相反的极性；整体内置式定子，被安装为在所述内转子与所述外转子之间具有共同的间隙，在线圈卷绕在线架上并且分别具有内置的分离式定子铁心的多个定子铁心组件装配在装配PCB的、设置在一对联接槽内的多个联接区域上时，通过用热固化树脂夹物模压所述多个定子铁心组件而以环形形式整体形成所述整体内置式定子，同相(U，V，W)的线圈的两个端部通过在所述装配PCB上设置的多个导线连接，所述整体内置式定子通过从保持器延伸的多个接合部而固定于所述散热器；叶轮，与所述双转子的上部表面结合并且产生空气流使得所述热量基于所述双转子的转动而被散热器冷却；转动轴，所述转动轴的一个端部固定于所述双转子的中心；以及一对轴承，支撑能够在所述定子保持器的中心处转动的所述转动轴。

技术效果

如上所述，根据本发明，可使热固化树脂的接触面最大，定子可通过对定子铁心组件的装配位置进行自动定位的用于装配的PCB来装配。由此，提高了定子的生产率和加强定子的耐久性。

此外，因为定子的整个表面被模制，因此不需要附加的绝缘材料。由此，当定子应用在车用冷却器中时，定子不受例如雪、雨和雾的高湿度环境的天气环境的影响，可能通过定子的外部突起形式对装配工人造成伤害的尖锐部分隐藏在绝缘材料中，以保护工人的安全。

而且，如果将双转子/单定子结构的BLDC电动机应用于车用冷却器，则能够保证大功率，以只用单个BLDC电动机来提高汽车性能，例如，确保700-1000W的大功率。

此外，由于在车用冷却器中应用单个BLDC电动机，车辆的总体重量可减轻。此外，由于BLDC电动机具有双转子/单定子结构，因此在车辆内占据的空间可被最小化。

如上所述，可通过BLDC电动机实现用于各种类型的车辆(混合动力电动车辆(HEV)、燃料电池车辆(FCEV)、燃料电池电动车辆(FCEV)和内燃机车辆)的车用冷却器。在这种情况下，由于BLDC电动机具有双转子/单定子结构，因此BLDC电动机比同等尺寸的其它类型电动机具有更大的功率。此外，由于定子的定子铁心通过用于装配的PCB被临时装配并且通过夹物模压方法被注模，因此BLDC电动机具有防水结构。因此，冷却器不受天气环境影响。

也就是说，当电池车辆跑在高度偏差大的环境下和高温低湿气的天气环境下时，注入燃料电池内的空气量减少以需要补充空气。此外，电池车辆应该在地心引力减小并且空气密度小的稀薄空气环境中能够正常跑动。因此，当用于电池车辆的冷却器用双转子/单定子结构BLDC电动机实现时，即使在高度偏差大、高温以及低湿度的恶劣天气环境下，电动机的功率也很大，电池车辆能够正常跑动。

附图说明

通过参照附图详细描述本发明的优选实施方式，本发明的上述目的和其它目的以及优点将变得更加显而易见，在附图中：

图1是示意性地示出了采用根据本发明优选实施方式的BLDC电动机的车用冷却器的视图；

图2A是解释根据本发明优选实施方式的双转子/单定子结构的BLDC电动机的正视图；

图2B是沿图2A的A-A′线切割的横断面视图；

图2C是沿图2A的B-B′线切割的横断面视图；

图3A是在本发明中使用的优选分离式定子的立体图；

图3B是沿图3A的C-C′线切割的横断面视图；

图3C是解释根据本发明用于装配的PCB的视图；

图4A至4C是分别示出了用装配PCB装配定子铁心组件并且同相的线圈之间的两端部相互连接的情况，定子铁心被设置并且三相(U，W，V)驱动系统中同相的线圈之间的两端部被互相连接的情况的视图；

图5A至5C分别图示了一个线圈与另一线圈之间的相互连接结构的视图；

图6A和6B分别是根据本发明的用于BLDC电动机的定子的平面图和后视图；

图6C是沿图6A的D-D′线切割的横断面视图；

图7A是示出了应用了歪斜模式的歪斜定子铁心的中央部分的横断面视图；

图7B是从外部观察的歪斜定子铁心的侧视图；

图8A是根据本发明的双转子/单定子结构的BLDC电动机的磁轭框架的平面图；

图8B是沿图8A的E-O-E′线切割的横断面视图；

图9A是使用双磁轭框架的双转子结构的横断面视图；

图9B是使用夹物模压方法的内置式双转子结构的横断面视图；以及

图10A至10E分别是示出了用于整合磁轭框架的各种类型的联接结构的视图。

具体实施方式

在下文中，参照附图描述根据本发明优选实施方式的用于双转子/单定子结构电动机的定子、使用该定子的双转子/单定子结构电动机、以及使用该双转子/单定子结构电动机的车用冷却器。在下面的实施方式中类似的标号表示类似的元件。

在下文中，使用根据本发明的冷却器的车辆不限于电池车辆，还可应用于混合动力电动车辆(HEV)、燃料电池车辆(fuel cell batteryvehicle，FCEV)、燃料电池电动车辆(fuel cell electric vehicle，FCEV)和内燃机车辆。

图1是示出了使用根据本发明优选实施方式的BLDC(无刷直流)电动机的车用冷却器通过散热器执行冷却操作的实施例。

参照图1，根据本发明的车用冷却器分别包括：BLDC电动机10，具有定子30和转子50，定子30和转子50通过联接单元62连接至位于车用冷却器下方的散热器70；转动轴9，位于转子50的中央部分并且与转子50整体形成；以及叶轮60，通过叶轮连接单元61在转子50的上方结合叶轮60。

根据本发明的车用冷却器能够通过图1所示的散热器70冷却车辆产生的热量，或者置于能够冷却驱动机构或者燃料电池车辆的燃料电池的位置处。

例如，在内燃机车辆中，散热器70是通过水冷却方法冷却车辆发动机产生的热量的冷却单元。也就是说，散热器70能够用散热器护栅吸入的冷却空气执行冷却操作，并且包括防止热空气停滞在散热器70背面的叶轮。

叶轮60与转子50结合，产生通过转子50的转动由散热器70对车辆产生的热量进行散发和冷却的空气流1。

在转子50的上部结合多个叶轮60的情况下，在转子50上设置如2C所示的多个柱螺栓螺母17，在每个叶轮60内形成对应于柱螺栓螺母17的通孔。然后，多个螺栓穿过在叶轮60内形成的通孔，以通过螺栓/螺母组合与柱螺栓螺母17结合。另外，可通过各种其它已知方法直接在转子50上结合叶轮60。

此外，参照图1，定子30通过大面积形成于定子30外周上的联接单元62与散热器70联接并且固定于散热器70。

图2A是解释根据本发明优选实施方式的双转子/单定子结构的BLDC电动机的正视图。图2B是沿着图2A的A-A′线切割的横断面视图。图2C是沿着图2A的B-B′线切割的横断面视图。

在图2A至2C所示的本发明实施方式中，例如，在转子50的上部结合叶轮60，从而具有这样的结构，该结构容易应用于对车辆产生的热量进行散发和冷却的冷却器。然而，本发明不限于此。在图2B中，为了便于解释示出了线圈14卷绕定子铁心3a的情况。

图2A至2C所示的双转子/单定子结构的BLDC电动机10包括：以环形形式装配的定子30，在定子30内，定子保持器14通过联接单元62用例如螺栓和螺母的各种连接单元固定至散热器70，线圈3b卷绕多个优选分离式定子铁心3a；双转子50，在双转子50内，多个磁体6a和6b以预定的空隙通过环形形式设置在定子30的内周和外周上，内转子5a和外转子5b被支撑至磁轭框架8；以及转动轴9，在从定子保持器14的中央部分竖直延伸的凸起部13所提供的空间内，通过轴承11a和11b支撑和转动，然后连接至转子50的中央部分。

在将多个定子铁心组件3c临时装配在作为自动定位器的装配印刷电路板(PCB)40上并且线圈3b卷绕在多个定子铁心组件3c的优选分离式定子铁心3a的线架外周的情况下，通过夹物模压、用热固化树脂以环形形式整体形成定子30。

标号15表示将驱动信号应用于线圈3b的信号抽出端，标号12表示轴套。

此外，止动环9a位于转动轴9的下部以防止轴承11a脱离，橡皮罩50拦截例如灰尘的外来物被吸入转动轴9所在的空间内。

霍尔元件16被整体置于与定子保持器14的内磁体6a的下端部对应的位置处，以检测内磁体6a的极性。因此，内磁轭8a长度比外磁轭8b的长度短，这是因为将内磁轭8a的下端部去除至霍尔元件16的高度使得在检测内磁体6a的极性时霍尔元件16不受内磁轭8a长度的影响。

因此，希望内磁轭8a的长度形成为比外磁轭8b的长度，其长度差为霍尔元件16的高度，或者霍尔元件16所在的定子保持器14上表面的高度与霍尔元件16的高度一样低。

根据本发明的双转子/单定子结构的BLDC电动机10与第2004-2349号韩国专利公开文本采用相同的机制，使得双转子结构的转子50通过定子30转动。

也就是说，因为磁体6a和6b以及内转子5a和外转子5b的分离式定子铁心3a形成如图2B中的箭头流所示的优选磁路2，从而能够优选地分离定子铁心3a。

因此，在本发明中，能够将定子30制成为多个分离式定子铁心3a，并且使用双转子50以增大BLDC电动机10的功率和转矩。由此，本发明能够加强散发和冷却车辆产生的热量的性能。

此外，如果将双转子/单定子结构的BLDC电动机10应用于车用冷却器，则能够保证大功率，以只用单个BLDC电动机来提高车辆性能，例如，700或1000W的大功率。而且，由于在车用冷却器中应用单个BLDC电动机，因此，在双转子/单定子结构的情况下，能够减轻车辆的总重量并且使BLDC电动机在车辆内占据的空间最小。

图3A是在本发明中使用的优选分离式定子铁心的立体图。图3B是沿途3A的C-C′线切割的横断面视图。图3C是解释了根据本发明用于装配的PCB的视图。

参照图3a和3b，根据本发明的优选分离式定子铁心3a被配置为具有例如I形剖面(或T形剖面)。更详细地，由例如热固化树脂的绝缘材料形成的线架20与优选分离式定子铁心3a的两个侧面相结合。线架20的中部形成具有中空部的盒型部分。凸缘20a和20b分别在盒型部分的内侧和外侧延伸。线圈3b卷绕的空间形成于凸缘20a和20b之间。

此外，线架20可用热固化树脂注模。在线架20上设置连接销用于连接卷绕的各相(U，V，W)线圈3b。否则，可在线架20的内凸缘20a的一侧处或跨越两侧形成允许线圈3b通过的通孔。

在这种情况下，优选地，I形定子铁心3a和线架20通过夹物模压方法用热固化树脂整体成型和装配，但是本发明不限于此。

可分别在分离式定子铁心3a的内凸缘20a和外凸缘20b的下部中心处形成可与装配PCB 40相结合的第一和第二联接突起部21a和21b。

同时，如图3C所示的装配PCB 40用于在由分离式定子铁心3a的线架20提供的空间内卷绕线圈3b的位置中自动定位定子铁心组件3c并且互相连接线圈3b的两端。

如图3C所示，装配PCB 40通常被配置为具有环形并且具有结合多个定子铁心组件3c的联接区域43。例如，可将分离式定子铁心3a的第一和第二联接突起部21a和21b安装在其内的第一和第二联接槽41a和41b被分别设置在15个联接区域43的两端。装配PCB 40的联接区域43的数量可根据应用在BLDC电动机10中的定子铁心3a的数量而改变。例如，如果BLDC电动机10是18槽(定子铁心)-24极结构，则设置18个联接区域43。

装配PCB 40的中央区域42形成为类似于定子30形状的环形。结合定子铁心组件3c的15个联接区域43分别比定子铁心组件3c的下端部的区域具有更小的面积，并且从定子30的中心径向形成。

也就是说，装配PCB 40包括：根据定子30的环形形式而支撑和结合定子铁心组件3c的中央区域42；定位和结合定子铁心组件3c的联接区域43；以及电路区域46，接收根据磁体6的极性而由霍尔元件16产生的位置检测信号并且连接将驱动信号应用于线圈3b的线圈抽出端15。

此外，由于除了联接区域43之外的中央区域42的内侧和外侧不能形成装配PCB，因此当通过夹物模压方法用热固化树脂注模定子30时，热固化树脂与装配PCB 40之间的粘合强度被最大化，以稳固地制造BLDC电动机10的定子30。由此，在对定子30进行注模之后，耐久性可得到加强。

希望装配PCB 40的中央区域42形成为环形形式的环形，联接区域43竖直地从中央区域42延伸，从而小于定子铁心组件3c的下端部的面积并且使热固化树脂的接触区域最大。

下面将简要描述定子铁心组件3c和装配PCB 40的联接方法。绝缘材料的线架20通过夹物模压方法与分离式定子铁心3a整体结合，定子铁心组件3c与装配PCB 40结合，其中，线圈3b在线架20提供的空间内被卷绕。

在此，在线架20的内和外凸缘20a和20b的下部形成的联接突起部21a和21b安装于装配PCB 40的联接区域43上形成的联接槽41a和41b内，然后被自动定位和装配。

在此，联接区域43与装配PCB 40之间的间隔距离可根据定子铁心组件3c的大小来确定，联接区域42之间的间隔距离保持不变。

因此，在通过装配PCB 40装配多个定子铁心组件3c的情况下，在本发明的定子30中，用于装配的PCB 40的第一和第二联接槽41a和41b和线架20的第一和第二联接突起部21a和21b自动确定装配位置。由此，即使非技术工人也可以容易地执行装配工作，从而使装配生产率非常地好。

而且，装配PCB 40上形成PCB的部分被最小化，从而使热固化树脂的接触面最大。定子30可通过对定子铁心组件3c的装配位置进行自动定位的装配PCB 40来装配，由此提高定子30的生产率和加强定子30的耐久性。

此外，因为定子30的整个表面由绝缘材料模制，因此不需要附加的绝缘材料。由此，当定子应用在车用冷却器中时，定子不受例如雪、雨和雾的高湿度环境的天气环境的影响，可能通过定子的外部突起形式对装配工人造成伤害的尖锐部分隐藏在绝缘材料中，以保护工人的安全。

而且，定子30被临时装配，使得在装配PCB 40上结合定子铁心组件3c。在此，由于定子铁心3a的内和外延伸部24a和24b分别具有预定曲率的向内和向外弯曲表面，多个定子铁心组件3c的内周和外周的圆度偏差变大。由此，定子30紧接在与定子30的内部和外部结合的内转子5a与外转子5b之间，还与它们之间保持预定的磁隙。

图4A是示出了通过用于装配的PCB装配定子铁心组件并且同相的线圈间的两端部相互连接的视图，图4B是示出了设置有根据本发明的BLDC电动机的定子铁心的状态视图，以及图4C是示出了三相(U，W，V)驱动系统中同相的线圈间的两端部互相连接的方法。

参照图4A，根据本发明，多个定子铁心组件u1-v5、w1-w5和v1-v5(例如，15个)通过三相‘Y’连接方法用装配PCB 40装配，多个导线44a-44n设置在形成于装配PCB 40底部上的中央区域42处，以连接各相U、V或W的5个线圈3b的两个端部。

在此，优选地多个导线44a-44n设置于中央区域42上没有形成联接区域43的位置处，并且形成为最小长度，以容易地连接各相的线圈3b的两端部，并且防止连接线圈3b两端部的配线互相重叠。

如图5A所示，与连接线圈3b两端部的方法相同，在与定子铁心3a结合的线架20中设置一对通孔(对角方向)，从定子铁心组件3c的线圈3b抽出的始/末配线连接至与对应通孔结合的连接销32(例如，32a和32b)，由此连接同相的线圈3b的始/末配线。如图5B所示，在线架20的凸缘20a和20b上形成一对通孔，定子铁心组件3c的线圈3b被制成为通过在凸缘20a和20b上形成的通孔，由此连接线圈3b的两端部。如图5C所示，线圈3b一端的一个配线连接至连接销32，线圈3b另一端的另一配线被制成为通过在凸缘20a和20b上形成的通孔，由此连接线圈3b的两端部。

例如，下面将描述在与定子铁心3a结合的线架20内设置一对通孔(对角方向)，从线圈3b抽出的始/末配线通过与对应通孔结合的连接销32(例如，32a和32b)连接在线圈3b的两端部之间。

参照图4B，定子铁心组件3c按照u1-w1-v1-u2-w2-v2-u1-…-u5-w5-v5的顺序装配在装配PCB 40上。在这种情况中，定子铁心组件u1、w1和v1的始配线与输入驱动信号的输入端A、B和C连接，位于作为最终级的第5级的定子铁心组件u5、w5和v5的末配线互相连接以形成中性点(NP)。

也就是说，将驱动信号从输入端A、B和C输入到定子铁心组件u1、w1和v1的始配线，作为最终级的第5级的定子铁心组件u5、w5和v5的末配线相互连接以形成中性点(NP)。

如图4A所示的正(+)销是与始配线连接的始销32a，如图4A所示的负(-)销是与末配线连接的末销32b。在这种情况下，如果u1定子铁心组件3c的末销32b可与u2定子铁心组件3c的始配线32a连接，则可得到各相线圈被连接。

也就是说，如图所示，u1定子铁心组件3c的末销32b与导线44连接，导线44与u2定子铁心组件3c的始销32a连接。由此，u1和u2定子铁心组件3c的线圈3b的两端部被连接。在此，导线44和始末销32a和32b可通过焊接用跳线连接。

更详细地，参照图4C，第一级定子铁心组件u1、w1和v1的始配线与输入驱动信号的对应输入端A、B和C连接。

此外，多个导线44a-44n设置在装配PCB 40的联接区域43之间的中央区域42处。u1定子铁心组件3c的末销32b与导线44a的一端连接，导线44a的另一端与u2定子铁心组件3c的始销32a连接。因而，u1定子铁心组件3c的末配线和u2定子铁心组件3c的始配线通过导线44a连接。

同样地，V和W相的定子铁心组件3c的末销32b与相邻同相的定子铁心组件3c的始销32a连接。

此外，作为最终级的第5级定子铁心组件u5、w5和v5的末配线与最终导线44n连接以形成中性点。

由于相邻同相的定子铁心组件3c的两端部通过在装配PCB 40的中央区域42上设置的对应导线44连接，因此在装配PCB 40上结合定子铁心组件3c，并且容易地连接定子铁心组件3c同相的线圈3c的两端部。

图5A至5C是分别图示了一个线圈与另一个线圈之间的相互连接结构的视图。在定子铁心组件的一个线圈3b与另一线圈3b之间的第一线圈连接结构的情况下，一对连接销32通过夹物模压方法整体插入到定子铁心组件3c的线架20内，线圈3b的两端部预先与连接销32连接，如图5A所示。

然后，如果定子铁心组件3c与装配PCB 40结合，则这对连接销32在没有形成联接区域43的区域内突出。因此，这对连接销32可分别与装配PCB 40的导线44连接，线圈的两端部可通过焊接进行连接。

在第二线圈连接结构的情况下，定子铁心组件3c的线圈3b的一端被制成为穿过在线架20的凸缘20a内形成的通孔，然后通过焊接，经由装配PCB 40上没有形成联接区域43的区域，固定线圈3b和导线44的一端，以连接线圈3b的两端部，如图5B所示。

在第三线圈连接结构的情况下，连接销32通过夹物模压方法整体插入定子铁心组件3c的线架20内，线圈3b的一端预先与连接销32的下端连接，如图5C所示。

然后，定子铁心组件3c的连接销32与装配PCB 40的导线44连接，线圈3b的另一端被制成为穿过在线架20的凸缘20a内形成的通孔，然后与装配PCB 40的导线44连接，以连接线圈3b的两端部。

如上所述，由于在本发明中，通过装配PCB 40的导线44，通过在相对表面上焊接，而实现定子铁心组件3c间的线圈3b的连接，因而定子铁心3a中卷绕部分和连接部分互相分离，以提高绝缘性能。

根据本发明的BLDC电动机10定子30的装配过程如下。

首先，通过夹物模压方法整体模制定子30，从而将每个分离式定子铁心3a插入线架20的盒型部分的中空部，将至少一个连接销32插入线架20的凸缘20a和20b的角落内。

其次，线圈3b通过使用通用绕线机而卷绕在与定子铁心3a整体成型的线架20的凸缘20a和20b之间的外周上，以制备多个定子铁心组件3c。

然后，装配PCB 40的上部结合多个定子铁心组件3c，根据线圈连接方法中的一个，在装配PCB 40的底部根据各相连接线圈3b的两端，以临时装配定子30。此外，霍尔元件16被制成为位于内磁轭框架8a的下部，并且被设置在定子30的内周以通过夹物模压方法整体形成。

此外，通过夹物模压方法，用热固化树脂(例如，例如聚酯的预制整体模塑料(BMC))模制定子30的下表面来成型定子30，以覆盖多个定子铁心组件3c与位于装配PCB 40下部的线圈连接部之间的空间，除了每个定子铁心3a的内/外延伸部24a和24b的外部相对表面。由此，获得图6A至6C所示的定子30。

图6A和6B分别是根据本发明的BLDC电动机定子的平面图和后视图。图6C是沿图6A的D-D′线切割的横断面视图。

参照图6A至6C，在通过上述过程形成的定子30中整体形成基本三角形的定子保持器14。此外，具有例如用于与车辆散热器70结合的三个联接孔的联接单元62整体形成于定子保持器14的每个角落部分。

此外，在定子保持器14的下部内径向形成用于减轻定子30重量的空间19和用于加强定子30支撑强度的直线形肋18a和环形肋18b。

也就是说，当夹物模压定子30时，通过减小定子30的大小形成空的空间19，以使例如定子30的重量最轻，形成用于加强的肋18a和18b以加强定子30的支撑强度。

如上所述，整个表面用绝缘材料成型的定子30不需要附加的绝缘材料。当定子应用在车辆的散热器内时，定子不受例如雪、雨和雾的高湿度天气环境的影响，可能通过定子的外部突起部分形式伤害装配工人的尖锐部分不会突起，以保护工人的安全。

此外，当在本发明中夹物模压定子30时，用于安装在定子保持器14内支撑转动轴9的一对轴承11a和11b的壳体19a和19b同时形成于凸起部13。由此，使被一致精确装配的这对轴承11a和11b中每个能够同心。支撑轴承11a和11b的转动轴9的摩擦力可被最小化。

此外，当夹物模压定子30时，将霍尔元件16的检测信号传输至控制设备，可输入各相U、V或W的驱动信号的集成电路(IC)组件16a形成于装配PCB 40的一侧。

也就是说，当模制定子30时，用于轴承安装的壳体19a和19b形成于凸起部13内，从而装配在凸起部13内的这一对轴承11a和11b的中心完全一致。由此，当通过转子50转动由这一对轴承11a和11b支撑的转动轴9时，防止发生偏心。

如图2C所示，根据本发明的双转子/单定子结构的BLDC电动机10的转子50由包括一对内外磁轭框架8a和8b的磁轭框架8支撑，其中，内转子5a和外转子5b起到磁轭的作用，多个磁体6a和6b被设置为彼此相对。

同时，根据本发明的双转子/单定子结构的BLDC电动机10在定子铁心3a中使用歪斜结构，以抵消BLDC电动机10产生的齿槽转矩。

图7A是应用了歪斜模式的歪斜定子铁心的中央部分的横断面视图。图7B是从外部观察的歪斜定子的侧视图。

参照图7A和7B，歪斜定子铁心103a具有基本I形或T形的横断面。在歪斜定子铁心103a的外周结合绝缘材料的线架124a和124b。线圈3b卷绕在线架124a和124b提供的空间内，以实现歪斜定子铁心组件103。

此外，线架124的外凸缘124a的大小被形成为相对大于内凸缘124b的大小，设置通孔123以从卷绕在线架124上的线圈抽出配线。

通孔123可设置在定子铁心组件3c的不采用歪斜结构的线架24内。

线架124包括矩形盒型的卷绕部分，从而线圈可卷绕在线架的中部、弯曲并在卷绕部分的内侧和外侧延伸的内和外凸缘124a和124b。线圈卷绕在内和外凸缘124a和124b之间的卷绕部分。

通过在形成联接突起部121a和121b的内和外凸缘124a和124b内设置的通孔123抽出线圈的配线，以使驱动信号通过配线输入。

弯曲并且分别从歪斜定子铁心的线性形状的主体的内侧和外侧延伸的内和外凸缘124a和124b相对于环形内外转子8a和8b保持预定的间隙。为此，内凸缘124a向内成圆弧，外凸缘124b向外成圆弧。此外，定子30通常形成为环形。由此，希望外凸缘124b形成为相对大于内凸缘124a。

在线架124已经装配了歪斜定子铁心103a之后，线圈分别卷绕独立优选的分离式歪斜定子组件103c。

歪斜定子铁心103a歪斜0-1个节距，以减小齿槽转矩和噪声/振动。在这种情况下，一个节距确定为(360°/槽的数量)。例如，在槽的数量为18时一个节距被确定为20.0。

因此，通过应用歪斜定子铁心103a，根据本发明的双转子/单定子结构的BLDC电动机10可使扭矩脉动最小并且抵消增加的齿槽转矩。

图8A是根据本发明的双转子/单定子结构的BLDC电动机的磁轭框架平面图。图8B是沿图8A的E-O-E′线切割的横断面视图。

参照图8a和8b，作为与叶轮60结合的叶轮连接单元61的多个槽(例如，3个)形成于转子50的磁轭框架8的上部。内、外磁轭框架8a和8b形成为环形。此外，内、外磁轭框架8a和8b通过整体形成的磁轭框架支撑件8c固定于转动轴9并且由转动轴9支撑。

在内磁轭框架8b的外周表面上结合内磁体6a，在外磁轭框架8a的内周表面上结合外磁体6b，以实现双转子结构。

此外，转动轴9所插入和结合的中心孔形成于磁轭框架8的中心。多个(例如，6个)磁轭框架支撑件8c和没有形成磁轭框架支撑件8c的多个通孔8d形成于磁轭框架8的上部，以使磁轭框架8的重量最轻并且减少双转子50的转动。由此，可提高BLDC电动机10的功率，可吸入外部空气以通过空气冷却方法经由通孔8d冷却BLDC电动机10的内部。在此，希望以等间隔形成磁轭框架支撑件8c和通孔8d。

双转子50可通过夹物模压方法实现为双磁轭框架结构或整体结构，由可形成磁路的材料形成。

图9A是使用双磁轭框架的双转子结构的横断面视图，图9B是使用夹物模压方法的内置式双转子结构的横断面视图。

参照图9A，磁轭框架8的内、外磁轭框架8a和8b分别通过压制来弯曲和成型。在内磁轭框架8a的弯曲前导部与外磁轭框架8b之间形成安装有在内转子5a中使用的内磁体6a的第一阶梯部结构81a，在外磁轭框架8b的前导部处形成安装有在外转子5b中使用的外磁体6b的第二阶梯部结构81b。此外，定子30可插入其中的环形槽82形成于第一和第二阶梯部81a和81b之间。

在这种情况下，多个内、外磁体6a和6b被设置为使得N极和S极被分离和磁化或者由分离的片形成，位于内磁轭框架8a和外磁轭框架8b的相对表面上的多个相对磁体具有相反的极性并且被同时设置为相对于相邻的不同磁体具有相反的极性。

通过图10A至10E所示的各种联接结构(C)，整体实现内、外磁轭框架8a和8b。

也就是说，可通过各种联接结构(例如，图10A的TOX联接结构、图10B的Tox平坦联接结构、图10C的点焊联接结构、图10D的铆接联接结构和图10E的填隙联接结构)之一，来结合内外磁轭框架8a和8b。

同时，参照图9B，在整体内置式双转子50的情况下，多个N极和S极磁体6a可选地设置在环形内磁轭51a的外侧以形成内转子50a，多个N极和S极磁体6b可选地设置在环形外磁轭51b的内侧以形成外转子50a。例如，整体内置式双转子50通过夹物模压方法用预制整体模塑料(BMC)整体形成。

在这种情况下，除了与内转子50和外转子50b相对的相对磁体6a和6b的相对表面之外，整体内置式双转子50被模制。相对磁体被设置为具有对应的相反极性。在此，形成内外磁轭51a和51b使得在定子铁心3a的内部与内外磁体6a和6b之间形成磁路。

如上所述，根据本发明的整体内置式双转子50不需要特殊的支撑板，这是因为形成内转子50a和外转子50b的多个磁体6a和6b通过具有基本结构强度的预制整体模塑料(BMC)整体实现。

此外，内转子50a和外转子50b的多个磁体6a和6b通过夹物模压方法被设置为同心，与圆度的偏离变大，从而当内转子50a和外转子50b的多个磁体6a和6b与定子30装配时可以保持均匀的磁隙。

发明模式

如上所述，已经用特别优选的实施方式描述了本发明。然而，本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员在不背离本发明精神的情况下可进行各种修改和改变。因而，本发明的保护范围不在本文的详细描述中定义，而是由权利要求和本发明的技术精神限定。

工业适用性

如上所述，本发明可应用于定子和使用该定子的电动机，提高了定子的生产率并加强了定子的耐久性，通过使热固化树脂的接触区域最大并且自动设置定子铁心组件装配位置的装配PCB来装配定子铁心组件，模制定子铁心组件的整个表面。此外，本发明可通过电动机应用于各种类型的车辆(混合动力电动车辆(HEV)、燃料电池车辆(FCEV)、燃料电池电动车辆(FCEV)和内燃机车辆)的车用冷却器。