CN115459494A - 一种高效油冷电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高效油冷电机，包括壳体、前盖板、后盖板、定子、转轴和转子铁芯，转轴上还设有轴向油道以及中部径向油道；转子铁芯上还设有转子油道，前盖板上还设有与轴向油道连通的冷却油入口B，壳体的侧壁内设有沿圆周螺旋设置的水道，壳体侧壁上还设有连接热管理水泵的水道进口和水道出口，水道内还穿设有冷却油管，壳体的侧壁上还设有冷却油入口A，定子的外壁上还设有环槽油道，冷却油入口A从相邻两个水道之间贯穿壳体后与环槽油道连通，冷却油管的的一端插入后盖板后与壳体内部连通，冷却油管的另一端与冷却油入口A、冷却油入口B连通。本发明合理的油道分布设计大大提升了转子及定子的冷却效果，进而能提高电机整体的性能。

Description

一种高效油冷电机

技术领域

本发明涉及电动汽车用电机技术领域，更具体地说，是涉及一种高效油冷电机。

背景技术

新能源汽车由于对于整车质量以及空间的要求，对于车用驱动电机的功率密度（转矩密度）要求极高；另一方面，车用电机高速化成为相关厂商公认的必然趋势。内嵌式永磁同步电机转速范围大、功率密度高的特点已经成为车用驱动电机的首选类型。

车用驱动电机对于电机转速要求高，往往最高转速可达上万转每分钟。电机运行时产生的各种损耗转变成热量，使电机各部件发热，温度升高。其温度升高的限值直接影响电机的使用寿命；且由于定子电枢谐波磁场以及转子磁钢的谐波磁场均会对磁钢产生较大的涡流损耗，进而导致磁钢温度升高。

虽然人们针对性地设计和制造了许多散热的技术方案，如在外壳上加工或装置有类似于散热器散热片的散热楞筋、加风扇、在电机内部进行喷油冷却等，但上述冷却方式只能对定子或转子的部分进行冷却，尤其是对于内置于转子铁心内部的磁钢较难冷却，严重会导致磁钢退磁，从而影响电机整体性能及使用寿命。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种高效油冷电机，该高效油冷电机能对转子进行更充分的冷却。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种高效油冷电机，包括壳体、前盖板、后盖板、定子、转轴和转子铁芯，所述定子设置在壳体内，所述前盖板、后盖板分别固定在壳体的两端，所述转子铁芯设置在转轴上，且转轴的两端分别通过轴承转动设置在前盖板、后盖板上，所述转轴上还设有贯穿转轴的轴向油道，所述转轴上还设有多个中部径向油道，且多个中部径向油道与轴向油道连通；所述转子铁芯上还设有多道由转子铁芯中心向两端及外侧延伸的转子油道，转子油道与相应的中部径向油道连通，所述前盖板上还设有冷却油入口B，且冷却油入口B与轴向油道连通；所述壳体的侧壁内设有沿圆周螺旋设置的水道，所述壳体侧壁上还设有连接热管理水泵的水道进口和水道出口，所述水道内还穿设有冷却油管，所述壳体的侧壁上还设有冷却油入口A，所述定子的外壁上还设有环槽油道，所述冷却油入口A从相邻两个水道之间贯穿壳体后与环槽油道连通，所述冷却油管的的一端插入后盖板后与壳体内部连通，所述冷却油管的另一端与冷却油入口A、冷却油入口B连通。

作为优选方案：所述中部径向油道为四个，且成十字交叉状设置。

作为优选方案：所述转轴的端部与前盖板之间还设有油封，所述转轴的一端还设有端部径向油道，且端部径向油道位于油封和轴承之间。

作为优选方案：所述前盖板、后盖板的内侧设有一圈弧面环形槽，所述转子油道的外端朝向弧面环形槽。

作为优选方案：所述环槽油道为多个，且平行间隔设置，所述定子的外壁上还设有连通多个环槽油道的轴向连通油道。

作为优选方案：所述后盖板上靠近后盖板的外沿还设有冷却油出口，所述冷却油管包括冷却油管A段和冷却油管B段，所述冷却油管A段一端与冷却油出口连通，另一端与油泵连通，所述冷却油管B段穿设在水道中，且两端分别从水道进口和水道出口中穿出，且一端与油泵连接。

作为优选方案：所述冷却油管还包括冷却油管C段、冷却油管D段以及三通管，所述冷却油管B段、冷却油管C段、冷却油管D段通过三通管连通，且冷却油管C段、冷却油管D段分别连接至冷却油入口A、冷却油入口B。

作为优选方案：所述水道进口和水道出口分别位于壳体外壁的上下部，且水道进口与水道的上部端口连通，水道进口与水道的下部端口连通。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明通过在转轴上设置贯穿的油道，并且通过多个径向油道将冷却油分配流经转子铁芯的各个部分，既能对转子铁芯整体进行冷却，又能对设置在转子铁芯上的磁钢进行间接冷却，同时本发明机壳的外壁上还通过设置水道来对冷却油管进行冷却，提高冷却效率，且本发明的定子的外壁上还有冷却油道，定子也能更快的进行冷却，本发明合理的油道分布设计大大提升了转子及定子的冷却效果，进而能提高电机整体的性能。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本发明的一个角度的整体结构示意图；

图2为本发明的另一个角度的整体结构示意图；

图3为本发明的轴向剖面结构示意图；

图4为本发明的径向斜剖面结构示意图；

图5为本发明的定子侧壁结构示意图。

附图标记为：1、壳体；11、冷却油入口A；15、水道；2、前盖板；21、冷却油入口B；3、后盖板；31、冷却油出口；32、弧面环形槽；4、定子；40、定子铁芯；41、环槽油道；42、轴向连通油道；43、绕组；5、转轴；51、端部径向油道；52、轴向油道；53、中部径向油道；6、转子铁芯；61、转子油道；7、油封；100、油泵；101、冷却油管A段；102、冷却油管B段；103、冷却油管C段；104、冷却油管D段；105、三通管。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、部件和/或它们的组合。

此外，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”、“顺时针”、“逆时针”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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，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。而且，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。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明：

如图1至图3所示的一种高效油冷电机，包括壳体1、前盖板2、后盖板3、定子4、转轴5和转子铁芯6，所述定子4设置在壳体1内，所述前盖板2、后盖板3分别固定在壳体1的两端，所述转子铁芯6设置在转轴5上，且转轴5的两端分别通过轴承转动设置在前盖板2、后盖板3上，所述转轴5上还设有贯穿转轴5的轴向油道52，所述转轴5上还设有多个中部径向油道53，且多个中部径向油道53与轴向油道52连通；所述中部径向油道53为四个，且成十字交叉状设置。所述转子铁芯6上还设有多道由转子铁芯6中心向两端及外侧延伸的转子油道61，转子油道61与相应的中部径向油道53连通，所述前盖板2上还设有冷却油入口B21，且冷却油入口B21与轴向油道52连通。

所述前盖板2、后盖板3的内侧设有一圈弧面环形槽32，所述转子油道61的外端朝向弧面环形槽32。从转子油道61甩出的冷却油通过弧面环形槽32的导向，能有使得冷却油甩向绕组端部，对绕组端部也能起到一定的冷却作用。

如图3所示，进一步的，所述壳体1的侧壁内设有沿圆周螺旋设置的水道15，所述壳体1侧壁上还设有连接热管理水泵的水道进口和水道出口，所述水道15内还穿设有冷却油管，如图4和图5所示，所述壳体1的侧壁上还设有冷却油入口A11，所述定子4的外壁上还设有环槽油道41，所述冷却油入口A11从相邻两个水道15之间贯穿壳体1后与环槽油道41连通，所述冷却油管的的一端插入后盖板3后与壳体1内部连通，所述冷却油管的另一端与冷却油入口A11、冷却油入口B21连通。

冷却油管的具体设置结构如下：所述后盖板3上靠近后盖板3的外沿还设有冷却油出口31，所述冷却油管包括冷却油管A段101和冷却油管B段102，所述冷却油管A段101一端与冷却油出口31连通，另一端与油泵100连通，所述冷却油管B段102穿设在水道15中，且两端分别从水道进口和水道出口中穿出，且一端与油泵100连接。

所述冷却油管还包括冷却油管C段103、冷却油管D段104以及三通管105，所述冷却油管B段102、冷却油管C段103、冷却油管D段104通过三通管105连通，且冷却油管C段103、冷却油管D段104分别连接至冷却油入口A11、冷却油入口B21。

在油泵的作用下，电机出来的冷却油再次进入机壳侧壁的水道进行加速冷却后再进入转轴和定子，所述定子上的环槽油道41为多个，且平行间隔设置，所述定子4的外壁上还设有连通多个环槽油道41的轴向连通油道42，如图5所示。此处的油道能够对定子进行充分冷却，且间接对定子中的绕组进行冷却，提高电机散热能力。

所述水道进口和水道出口分别位于壳体外壁的上下部，且水道进口与水道11的上部端口连通，水道进口与水道11的下部端口连通。上述结构使得水流沿着水道由上而下流动，而冷却油在油泵的作用下由下而上流动，相向设置能够使得水流更快带走油管上的热量，提高冷却效率；当然在其他实施例中，冷却油管和水道也可以同向设置。

所述转轴5的端部与前盖板2之间还设有油封7，所述转轴5的一端还设有端部径向油道51，且端部径向油道51位于油封7和轴承之间。油封的设置也以保证电机转子高速转动时冷却油也不会轻易漏出，径向油道51的设置能够使得冷却油流经轴承，对轴承起到润滑作用，所述端部径向油道51也为四个，且成十字交叉状设置。所述端部径向油道51、中部径向油道53和转子油道61均匀对称设置，不影响转子的动平衡。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种高效油冷电机，包括壳体（1）、前盖板（2）、后盖板（3）、定子（4）、转轴（5）和转子铁芯（6），所述定子（4）设置在壳体（1）内，所述前盖板（2）、后盖板（3）分别固定在壳体（1）的两端，所述转子铁芯（6）设置在转轴（5）上，且转轴（5）的两端分别通过轴承转动设置在前盖板（2）、后盖板（3）上，其特征在于：所述转轴（5）上还设有贯穿转轴（5）的轴向油道（52），所述转轴（5）上还设有多个中部径向油道（53），且多个中部径向油道（53）与轴向油道（52）连通；所述转子铁芯（6）上还设有多道由转子铁芯（6）中心向两端及外侧延伸的转子油道（61），转子油道（61）与相应的中部径向油道（53）连通，所述前盖板（2）上还设有冷却油入口B（21），且冷却油入口B（21）与轴向油道（52）连通；所述壳体（1）的侧壁内设有沿圆周螺旋设置的水道（15），所述壳体（1）侧壁上还设有连接热管理水泵的水道进口和水道出口，所述水道（15）内还穿设有冷却油管，所述壳体（1）的侧壁上还设有冷却油入口A（11），所述定子（4）的外壁上还设有环槽油道（41），所述冷却油入口A（11）从相邻两个水道（15）之间贯穿壳体（1）后与环槽油道（41）连通，所述冷却油管的的一端插入后盖板（3）后与壳体（1）内部连通，所述冷却油管的另一端与冷却油入口A（11）、冷却油入口B（21）连通。

2.根据权利要求1所述的一种高效油冷电机，其特征在于：所述中部径向油道（53）为四个，且成十字交叉状设置。

3.根据权利要求1所述的一种高效油冷电机，其特征在于：所述转轴（5）的端部与前盖板（2）之间还设有油封（7），所述转轴（5）的一端还设有端部径向油道（51），且端部径向油道（51）位于油封（7）和轴承之间。

4.根据权利要求1所述的一种高效油冷电机，其特征在于：所述前盖板（2）、后盖板（3）的内侧设有一圈弧面环形槽（32），所述转子油道（61）的外端朝向弧面环形槽（32）。

5.根据权利要求1所述的一种油冷电机，其特征在于：所述环槽油道（41）为多个，且平行间隔设置，所述定子（4）的外壁上还设有连通多个环槽油道（41）的轴向连通油道（42）。

6.根据权利要求1所述的一种高效油冷电机，其特征在于：所述后盖板（3）上靠近后盖板（3）的外沿还设有冷却油出口（31），所述冷却油管包括冷却油管A段（101）和冷却油管B段（102），所述冷却油管A段（101）一端与冷却油出口（31）连通，另一端与油泵（100）连通，所述冷却油管B段（102）穿设在水道（15）中，且两端分别从水道进口和水道出口中穿出，且一端与油泵（100）连接。

7.根据权利要求6所述的一种高效油冷电机，其特征在于：所述冷却油管还包括冷却油管C段（103）、冷却油管D段（104）以及三通管（105），所述冷却油管B段（102）、冷却油管C段（103）、冷却油管D段（104）通过三通管（105）连通，且冷却油管C段（103）、冷却油管D段（104）分别连接至冷却油入口A（11）、冷却油入口B（21）。

8.根据权利要求1所述的一种集成热交换器的油冷电机壳体，其特征在于：所述水道进口和水道出口分别位于壳体外壁的上下部，且水道进口与水道（11）的上部端口连通，水道进口与水道（11）的下部端口连通。

Images