CN102684359B - 一种混合动力汽车驱动电机水冷机壳 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力汽车驱动电机水冷机壳，属新能源汽车车用电动机的结构。有一个由六等分中间设置有水道水路独立的扇形单元结合为整圆的铝合金机壳，整圆的机壳的两端面中间各有一圈环形凹槽，其中有两个相临的扇形单元上端设置有进出水口。本发明机座强度要比完全靠焊接成形的机座更牢固，而且因挤压的工件被分成六份，工件相对减小很多，工件不太大，挤压设备投入小，成形主要是靠挤压成形，小角缝焊仅起辅助作用，小角缝焊易于保证焊接质量，避免产生焊接缺陷，使电机运行可靠性提高。同时焊接费用降低，机座加工成本大大下降。同时本产品是一种结构合理、牢固，使用方便的新功能性品种。

Description

一种混合动力汽车驱动电机水冷机壳

技术领域

本发明涉及新能源汽车车用电动机的结构，具体的说用于混合动力客车上的一种新型的混合动力汽车驱动电动机的水冷铝合金机壳。

背景技术

现有新能源混合动力汽车车用电动机主要用于驱动或辅助驱动汽车运行，因此除要求电机本身性能高之外，还要求电机本体的重量要轻，体积要小，即电机的功率密度要高。目前新能源混合动力汽车车用电动机大多为风冷异步电动机。虽然风冷异步电动机制造简单工艺性好，但体积大、重量重、散热差、温度高、故障率高。

因此解决新能源汽车车用电动机所要求的：功率密度高、容量大和使用环境恶劣而又要求电机温度低、整体体积小、重量轻等几大技术难题，解决电机运行可靠性高、使用寿命长、制造成本低等要求已成为当务之急。

从包括中国专利在内的有关资料检索表明，目前尚未见到新能源混合动力客车上的混合动力汽车驱动电动机用水冷铝合金机壳结构的相关报道。

发明内容

为了克服现有产品的不足，本发明的目的是要提供一种结构简单合理, 电机体积小，重量轻，安装方便, 使用安全可靠的新型的复合励磁无刷发电机的水冷铝合金机壳。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种混合动力汽车驱动电机水冷机壳，其特征是：有一个由六等分中间设置有水道水路独立的扇形单元结合为整圆的铝合金机壳，整圆的机壳的两端面中间各有一圈环形凹槽，其中有两个相临的扇形单元上端设置有进出水口。

所述的六等分结合为整圆的铝合金机壳，其中每个独立的扇形单元的二端分别为燕尾式的一端凹和一端凸。

所述的铝合金机壳是在独立的扇形单元通过热挤压形成轴向方向的二道水道水路。

所述的进出水口的下端与水道水路相通。

本发明的独立的扇形单元等的结合制造工艺由下述实施例给出。

本发明做到电机温度低、整体体积小、重量轻，电机的机壳一般选择采用铝合金结构，铝合金较钢材具有导热好，重量轻的特点，加工容易，但强度较钢差，因此在结构上、工艺上需特别考虑。从加工角度考虑，铝合金成形多采取沙铸工艺，或精铸工艺，或低压铸铝工艺，重力铸铝工艺，或压铸铝工艺。相比较而言，压铸铝工艺，在这些成形工艺中工件的成形后的强度是最高的。但压铸铝工艺所需的工装模具的造价也是最高的，通常是低压铸铝工艺模具的上百倍的造价。因此除非特别大量的生产和定形的产品才可能采用压铸铝工艺。采用热挤压铝合金工艺也存在二个难点，挤压成形的工件不能太大，如采用分掰挤压成形后再拚成整圆，虽可以减小挤压设备的压力，但拚成整圆后，每掰之间一定要采用较大倒角的坡口焊，使接合部完全熔焊，势必焊缝较深，易产生焊接缺陷，使电机在运行中存在质量隐患。而本发明很好解决了以上难题。

本发明的有益效果是：本发明新能源汽车电机的机壳是采用铝合金结构，充分体现铝合金的导热好、重量轻、加工容易的特点，并采用铝型材的加工理念，将整圆的机座分成六等份考虑，在接合处留有接合间隙，可以方便拚接成一整圆，同时通过合理挤压将六等份拚压成整圆机座，并在每个接缝处进行小角缝焊。这样挤压成形的机座强度要比完全靠焊接成形的机座更牢固，而且因挤压的工件被分成六份，工件相对减小很多，工件不太大，挤压设备投入小，成形主要是靠挤压成形，小角缝焊仅起辅助作用，小角缝焊易于保证焊接质量，避免产生焊接缺陷，使电机运行可靠性提高。同时焊接费用降低，机座加工成本大大下降。

附图说明

以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的描述。

图1是本发明独立的扇形单元结构视图。

图2是本发明独立的扇形单元结合为整圆视图。

图3是本发明独立的扇形单元二端凹凸的配合尺寸设计成间隙配合结构视图。

图4是本发明独立的扇形单元二端凹凸的配合尺寸设计成间隙配合施压结构视图。

图5是本发明独立的扇形单元之间弧焊结构视图。

图6是本发明总体结构视图。

图7是本发明水道水路展开结构视图。

图中1扇形单元，2环形凹槽，3进出水口,4水道水路。

具体实施方式

实施例1：

请参阅视图, 有一个由六等分中间设置有水道水路4、独立的扇形单元1结合为整圆的铝合金机壳，整圆的机壳的两端面中间各有一圈环形凹槽2，其中有两个相临的扇形单元上端设置有进出水口3。

1、本实施例中新能源汽车车用电动机机壳采用热挤压铝合金工艺，很好的解决了压铸铝工艺模具费用同的难题，同时机壳强度比压铸铝工艺高。虽然机壳采用热挤压铝合金工艺，模具费用大大下降，但需要挤压设备的压力是同样工件采用压铸铝工艺压铸机压力的五倍以上。为了很好利用热挤压铝合金工艺，本实施例中将整圆的水冷的铝合金机壳，分成六等分，形成独立的扇形单元，如图1所示。这样可以大大减小挤压所需的压力，无需更大型的挤压设备也可完成挤压成形。

2.本实施例的另一个特点是通过热挤压形成轴向方向的水道水路，如图1中的B处所示。本实施例充分考虑传热和强度的协调，相临的二个水道间的距离应在20mm 以上，使通水面积最大，同时截面强度最高，为增加壳体的机械强度，在每个弧形水道的中间设计出半圆凸起，整个机壳外观即美观，强度又高，机壳散热面积增大易于散热。

3.本实施例的第三个特点是每个独立的扇形单元的二端设计成燕尾式的一凹一凸，将相结合的二个独立的扇形单元二端凹凸的配合尺寸预留有(0.6---0.8mm)配合间隙。如图1的A处，使六个独立的扇形单元体很容易压合成一个整圆。如图2所示。

4、本实施例的第四个特点是本实施例的关键所在。二端凹凸的配合尺寸设计成间隙配合，组成整圆是没有强度的，很松散。如图3的局部放大图所示。在二个独立的扇形单元二端凹凸的配合尺寸预留有配合间隙的外圆处用20T龙门式压力机，工作台是可移动式，先将已组装成一圆形的机座内孔撑入固定内圆胀胎（在接合处的内圆处撑一圆环），再将此机座固定在压力机的工作台上。在压力机主压头上装上压条，为50-60mm宽，接合面形状要与机座被挤压处的形状相同，从机座一端开始压，然后施压，分段压合过去，使燕尾接合处的间隙完全压合，形成一体。如图4所示。

同时在燕尾接合处的底部尖角处留一应力释放槽，有利于在挤压过程中的应力消除。再在燕尾接合处的C处和D处，进行较小尺寸的角焊亚弧焊，所需的焊缝在设计热挤压模具时就已预留。采用较小的角缝焊固定结合，而达到更大抗拉强度，不但减小了焊接应力，同时大大节约了焊接成本和人工工时。此时由六等分的扇形单元体真正合成一个整圆，当电机运行时，电机发热而使机壳受到张力，以及电机的扭矩作用，机壳将承受较大的作用力，但因燕尾特殊结构，在受到向外的作用力时，其抗拉强度更大。经检测应力分析，此结构的抗拉力较单纯的亚弧焊接强度更好，一般亚弧焊接后工件的强度仅是铝合金板母材的70%，而本发明所采用的结构其抗拉强度可达90%以上。

5、本实施例的第五个特点是，在已成为一体的机壳的两端面上各车出一环形槽，槽深为8mm。

本实施例的图6和图7所示水路结构图说明：

图中：1E铣深15mm为前端过水处，  2F铣深15mm为后端过水处；3E铣深15mm为前端过水处，  4F铣深15mm为后端过水处；5E铣深15mm为前端过水处，  6F铣深15mm为后端过水处；7E铣深15mm为前端过水处，  8F铣深15mm为后端过水处；9E铣深15mm为前端过水处，  10F铣深15mm为后端过水处；11E铣深15mm为前端过水处，  2F不铣。

二端面的深8mm环槽处各加一个环形板，板厚5mm,此时盖上环板后，还有3mm深的环槽，再用亚弧熔铝焊将3mm深的环槽焊满，此时机座两端面也完全被封闭，巧妙的做到了防漏水封闭的作用。

冷却水将从后端进水口进入，流经第一个环管到前端，经过1E处，流到第二个环管再到后端；经过后端2F处，流到第三个环管再到前端，经过3E处，流到第四个环管再到后端。以此类推，最后到11E处，流到最后一个环管再到后端的出水口。如图7所示，图7是其冷却水流动的示意图。由此再外环循水泵的作用下，冷却水就从机壳进水口进入，从出水口流出，并经过冷却器冷却，再重新进入水冷机壳，将电机的损耗热量带走，达到冷却电机的有能。电机外壳水冷却的水路设计成均匀的、单向互通型水道，水流顺畅，阻力小，散热快。如图7所示。从而保证电机在功率密度高、容量大和使用环境恶劣情况下，电机温度低，电机运行可靠性高，使用寿命长。

Claims (1)

1.一种混合动力汽车驱动电机水冷机壳的结合制造工艺，所述水冷机壳有一个由六等分中间设置有水道水路独立的扇形单元结合为整圆的铝合金机壳，整圆的机壳的两端面中间各有一圈环形凹槽，其中有两个相临的扇形单元上端设置有进出水口；所述的六等分结合整圆的铝合金机壳，其中每个独立的扇形单元的二端分别为燕尾式的一端凹和一端凸；所述的铝合金机壳是在独立的扇形单元通过热挤压形成轴向方向的二道水道水路；所述的进出水口的下端与水道水路相通；其特征在于：所述水冷机壳的结合制造工艺具体为：每个独立的扇形单元的二端设计成燕尾式的一凹一凸，将相结合的二个独立的扇形单元二端凹凸的配合尺寸预留有配合间隙；在二个独立的扇形单元二端凹凸的配合尺寸预留有配合间隙的外圆处用龙门式压力机，将已组装成一圆形的机座内孔撑入固定内圆胀胎，再将机座固定在压力机的工作台上，在压力机主压头上装上压条，从机座一端开始施压，分段压合，使燕尾接合处的间隔完全压合，形成一体，在二个独立的扇形单元二端凹凸的燕尾接合处的底部尖角处留一应力释放槽，用小的角缝焊固定结合。