CN101958590A - 电动汽车永磁电机用定子铁心散热结构 - Google Patents

电动汽车永磁电机用定子铁心散热结构 Download PDF

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刘婷
罗建
陈自伟
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Abstract

本发明涉及一种电动汽车永磁电机用定子铁心散热结构，包括电机壳体、定子铁心、热管和冷却液，定子铁心位于电机壳体内并与电机壳体固定连接，热管具有内腔，内腔中具有相变材料，冷却液设置在定子铁心中或在定子铁心和电机壳体之间，所述热管安设在定子铁心中且位于冷却液和定子铁心的轴线之间，冷却液接触部分热管，较佳地，热管位于冷却液和定子铁心的定子绕组之间，热管包括相互平行的第一管部和第二管部，定子铁心具有通槽，热管安设在通槽中，本发明的电动汽车永磁电机用定子铁心散热结构提高了电机散热性、稳定性和可靠性，最终提高了整车性能，且结构简单，适于大规模推广应用。

Description

电动汽车永磁电机用定子铁心散热结构
技术领域
本发明涉及电动汽车驱动系统技术领域，特别涉及电动汽车电驱系统驱动电机技术领域，具体是一种电动汽车永磁电机用定子铁心散热结构。
背景技术
随着全球气候逐渐变差，燃油汽车逐渐被新能源汽车所取代，而纯电动汽车受电池能量的制约，电动汽车需要具有体积小、重量轻等特点。驱动电机作为电动汽车主要动力源，其性能和体积直接影响整车性能和体积，驱动电机必须具有结构简单、体积小、质量轻、损耗小、效率高等特点。电机体性能和体积受电机散热性能所限制，电机散热性好，定子铁心体积相应的减小，最终提高功率密度。
热管技术是1963年美国LosAlamos国家实验室的G.M.Grover发明的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。热管技术以前被广泛应用在宇航、军工等行业。热管就是利用蒸发制冷，使得热管两端温度差很大，使热量快速传导。一般热管由管壳、吸液芯和端盖组成。热管内部是被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。热管一段为蒸发端，另外一段为冷凝端，当热管一段受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸汽在微小的压力差下流向另外一端，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段，如此循环不止，热量由热管一端传至另外一端。这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。
因此，期望结合热管技术提供一种电动汽车永磁电机用定子铁心散热结构，以提高驱动电机散热性，最终提高整车性能。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种电动汽车永磁电机用定子铁心散热结构，该电动汽车永磁电机用定子铁心散热结构提高了电机散热性、稳定性和可靠性，最终提高了整车性能，且结构简单，适于大规模推广应用。
为了实现上述目的，本发明提供了一种电动汽车永磁电机用定子铁心散热结构，包括电机壳体和定子铁心，所述定子铁心位于所述电机壳体内并与所述电机壳体固定连接，其特点是，所述电动汽车永磁电机用定子铁心散热结构还包括热管和冷却液，所述热管具有内腔，所述内腔中具有相变材料，所述冷却液设置在所述定子铁心中或在所述定子铁心和所述电机壳体之间，所述热管安设在所述定子铁心中且位于所述冷却液和所述定子铁心的轴线之间，所述冷却液接触部分所述热管。
较佳地，所述热管位于所述冷却液和所述定子铁心的定子绕组之间。
较佳地，所述热管包括相互平行的第一管部和第二管部，所述第一管部与所述第二管部连接成U形，所述第一管部相对于所述第二管部靠近所述的定子铁心的轴线，所述冷却液接触至少一部分所述第二管部。
更佳地，所述第一管部比所述第二管部长。
较佳地，所述定子铁心具有通槽，所述热管安设在所述通槽中，且所述热管的外壁与所述通槽的槽壁紧密接触。
本发明的有益效果在于：本发明通过在定子铁心中设置热管和冷却液，热管位于冷却液和所述定子铁心的轴线之间，从而定子铁心的热量传递给热管，热管内的相变材料汽化上升，遇到冷却液冷却，热量经冷却液传递给电机壳体，从而将定子铁心内部的热量导出的目的，从而提高了电机散热性、稳定性和可靠性，最终提高了整车性能，且结构简单，适于大规模推广应用。
附图说明
图1是本发明的电动汽车永磁电机用定子铁心散热结构的一具体实施例的剖视示意图。其中，1是电机壳体，2是固定块，3是热管，31是第一管部，32是第二管部，4是冷却液，5是定子铁心，51是通槽，6是固定螺栓，7是相变材料，8是定子绕组，9是动力线，10是定子铁心的轴线。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明，其目的仅在于更好理解本发明的内容而非限制本发明的保护范围。
请参见图1所示，本发明的电动汽车永磁电机用定子铁心散热结构包括电机壳体1、定子铁心5、热管3和冷却液4，所述定子铁心5位于所述电机壳体1内并与所述电机壳体1固定连接，所述热管3具有内腔(未标出)，所述内腔中具有相变材料7，所述冷却液4设置在所述定子铁心5中或在所述定子铁心5和所述电机壳体1之间，所述热管3安设在所述定子铁心5中且位于所述冷却液4和所述定子铁心5的轴线之间，所述冷却液4接触部分所述热管3。
所述热管3可以设置在定子铁心5的任何合适的位置。请参见图1所示，在本发明的具体实施例中，所述热管3位于所述冷却液4和所述定子铁心5的定子绕组8之间。
所述热管3可以具有任何合适的形状，只要安设在所述定子铁心5中且位于所述冷却液4和所述定子铁心5的轴线10之间即可。例如，热管3可以直线形热管，安装时一端接触所述冷却液4，另一端朝向所述定子铁心5的轴线10。较佳地，所述热管3包括相互平行的第一管部31和第二管部32，所述第一管部31与所述第二管部32连接成U形，所述第一管部31相对于所述第二管部32靠近所述的定子铁心5的轴线10，所述冷却液4接触至少一部分所述第二管部32。更佳地，所述第一管部31比所述第二管部长32，以便充分吸收定子铁心5中的热量。请参见图1所示，在本发明的具体实施例中，所述第一管部31靠近所述定子铁心5的定子绕组8。
请参见图1所示，在本发明的具体实施例中，所述定子铁心5具有通槽51，所述热管3安设在所述通槽51中，且所述热管3的外壁与所述通槽51的槽壁紧密接触以达到良好的热传导。
所述相变材料7可以是任何合适的相变材料，请参见图1所示，在本发明的具体实施例中，中国专利申请CN200510078244.2所述相变材料，由水、酒精、甘油、盐水按该专利申请的实施例2所述的比例组成，热管工作温度为100-300摄氏度，完全在电机的工作温度范围内，可发挥导热效应。
当电机的定子铁心5发热时，热管3中底部的相变材料7开始汽化，汽化所吸收的热量从底部传导到顶部遇到冷却液4，相变液体受冷开始液化，液化所释放的热量经热管3的管壳传入冷却液4，最终被冷却液4带走，同时液化的液体在重力作用下流入热管3底部再继续下一个循环。热管3尽量靠近定子底槽纸，以达到良好的散热作用。
需要补充说明的是，在图1的定子铁心5的轴线10下部的热管(未标出)中装满相变材料7，当相变材料7受热时温度升高，内部分子做无规则运动的速度增大，分子的动能增大，因此内能也增大。反之，温度降低，内能减小。通过相变，相变材料7内能变化，周而复始，最终使定子铁心5的下半部分所产生的热经相变材料7传给外界。
从而，通过本发明，(1)由于热管3的导热率是铝合金的50倍左右，合理布局热管3可以使电机体积大大减小，提高电机功率密度，最终提高电机效率；(2)增加了整车行车里程，减少了电池充电次数；最终使整车经济实惠。
综上，本发明的电动汽车永磁电机用定子铁心散热结构提高了电机散热性、稳定性和可靠性，最终提高了整车性能，且结构简单，适于大规模推广应用。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以做出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (5)

1.一种电动汽车永磁电机用定子铁心散热结构，包括电机壳体和定子铁心，所述定子铁心位于所述电机壳体内并与所述电机壳体固定连接，其特征在于，所述电动汽车永磁电机用定子铁心散热结构还包括热管和冷却液，所述热管具有内腔，所述内腔中具有相变材料，所述冷却液设置在所述定子铁心中或在所述定子铁心和所述电机壳体之间，所述热管安设在所述定子铁心中且位于所述冷却液和所述定子铁心的轴线之间，所述冷却液接触部分所述热管。
2.根据权利要求1所述的电动汽车永磁电机用定子铁心散热结构，其特征在于，所述热管位于所述冷却液和所述定子铁心的定子绕组之间。
3.根据权利要求1所述的电动汽车永磁电机用定子铁心散热结构，其特征在于，所述热管包括相互平行的第一管部和第二管部，所述第一管部与所述第二管部连接成U形，所述第一管部相对于所述第二管部靠近所述的定子铁心的轴线，所述冷却液接触至少一部分所述第二管部。
4.根据权利要求3所述的电动汽车永磁电机用定子铁心散热结构，其特征在于，所述第一管部比所述第二管部长。
5.根据权利要求1所述的电动汽车永磁电机用定子铁心散热结构，其特征在于，所述定子铁心具有通槽，所述热管安设在所述通槽中，且所述热管的外壁与所述通槽的槽壁紧密接触。
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