CN105576927B - 定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机，包括外壳、以及内置于所述外壳内的定子和两个转子，两个所述转子相对设置，所述定子设置于两个所述转子之间，定子包括壳体、硅钢片、软磁合金块以及绕组，硅钢片、软磁合金块以及绕组相互嵌装成盘状结构，壳体内具有密封的容置腔，所述盘状结构浸于所述容置腔内的冷却液中，所述软磁合金块上设置有通液孔，所述壳体上开设有进液口和排液口。本发明提供的盘式电动机，定子的壳体内具有密封式的容置腔，容置腔内设置有冷却液，由硅钢片、软磁合金块以及绕组嵌装成的盘状结构浸于冷却液中，如此，绕组产生的热量能够快速的通过冷却液的流动带走，散热效率较高。

Description

定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机

技术领域

本发明涉及电机技术，具体涉及一种定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机。

背景技术

定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机因其结构紧凑、质量小的特点而得到较为广泛的应用，如新能源汽车尤其是混动汽车，因为在有限的空间内需要布置众多的组件，尤其青睐定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机。

由于结构紧凑，定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机对散热性能的要求较高，现有技术中定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机的散热系统一般包括外壳内侧的散热管道和/或外壳外壁上的散热肋板，通过散热管道内流通的冷却液实现散热，以及通过散热肋板向空气中散热。

现有技术的不足之处在于，现有技术中的散热结构并不与转子和定子直接接触，使得其散热效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机，以解决现有技术中定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机的散热效率较低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机，包括外壳、以及内置于所述外壳内的定子和两个转子，两个所述转子相对设置，所述定子设置于两个所述转子之间，所述定子包括壳体、硅钢片、软磁合金块以及绕组，所述硅钢片、软磁合金块以及绕组相互嵌装成盘状结构，所述壳体内具有密封的容置腔，所述盘状结构浸于所述容置腔内的冷却液中，所述软磁合金块上设置有通液孔，所述壳体上开设有进液口和排液口。

上述的定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机，所述盘状结构均分为多个侧面相互抵接的楔形结构，所述楔形结构包括外层的绕组、中层的硅钢片以及内层的软磁合金块。

上述的定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机，至少一个所述通液孔开设于所述软磁合金块上。

上述的定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机，所述盘状结构的轴向侧面上设置有一体式固定件，各所述楔形结构均固定于所述一体式固定件上。

上述的定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机，所述壳体的内壁上设置有多个肋板，所述盘状结构的轴向侧面抵接于所述肋板上，各所述肋板上均开设有通油槽。

上述的定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机，所述转子包括芯盘、磁钢以及主磁极，所述芯盘上沿周向等距的设有多个固定槽，各所述固定槽中均嵌有所述磁钢，所述主磁极紧贴于所述磁钢上。

上述的定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机，还包括漏磁极，各所述磁钢上均设置有一个所述主磁极，任意相邻的两个所述主磁极间均固定有所述漏磁极。

上述的定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机，还包括出线盒，所述出线盒固接于所述外壳上，所述出线盒具有一密封式的内腔。

上述的定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机，还包括霍尔传感器组件，所述霍尔传感器组件包括霍尔传感器转子磁钢、霍尔传感器定子底座以及霍尔元件，多个所述霍尔元件固定于所述霍尔传感器定子底座上，所述霍尔传感器定子底座固定于所述外壳的内壁上，多个所述霍尔传感器转子磁钢呈环状固定于所述转子的外壁上，所述霍尔传感器定子底座与所述转子同轴设置，所述霍尔元件与所述霍尔传感器转子磁钢相对设置。

上述的定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机，还包括轴承，所述定子固套于所述轴承的外圈上，所述转子固接于所述轴承的内圈上，所述内圈内套有花键。

在上述技术方案中，本发明提供的定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机，定子的壳体内具有密封式的容置腔，容置腔内设置有冷却液，由硅钢片、软磁合金块以及绕组嵌装成的盘状结构浸于冷却液中，如此，绕组产生的热量能够快速的通过冷却液的流动带走，散热效率较高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机的爆炸视图；

图2为本发明实施例提供的定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机的纵向剖视图；

图3为本发明实施例提供的定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机的横向剖视图；

图4为本发明实施例提供的定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机的磁路结构图；

图5为本发明实施例提供的定子的爆炸示意图；

图6为本发明实施例提供的转子的爆炸示意图；

图7为本发明实施例提供的转子的的剖视图；

图8为本发明实施例提供的出线盒的剖视图；

图9为本发明实施例提供的出线盒的爆炸示意图；

图10为本发明实施例提供的霍尔传感器组件的爆炸示意图。

附图标记说明：

1、定子；11、壳体；111、肋板；112、通油槽；12、硅钢片；13、软磁合金块；14、绕组；15、容置腔；16、通液孔；17、进液口；18、排液口；19、一体式固定件；2、转子；2a、驱动端转子；2b、非驱动端转子；21、芯盘；22、磁钢；23、主磁极；24、漏磁极；3、外壳；4、出线盒；41、内腔；42、密封垫；43、接线铜柱；44、面板；5、霍尔传感器组件；51、霍尔传感器转子磁钢；52、霍尔传感器定子底座；53、霍尔元件；54、腰形孔；6、轴承；7、花键。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

如图1-7所示，本发明实施例提供的一种定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机，包括外壳3、以及内置于外壳3内的定子1和两个转子2，两个转子2相对设置，定子1设置于两个转子2之间，定子1包括壳体11、硅钢片12、软磁合金块13以及绕组14，硅钢片12、软磁合金块13以及绕组14相互嵌装成盘状结构，壳体11内具有密封的容置腔15，盘状结构浸于容置腔15内的冷却液中，盘状结构上设置有连通轴向两侧的通液孔16，壳体11上开设有进液口17和排液口18。

具体的，转子2和定子1均位于外壳3的内部，外壳3用于将转子2(驱动端转子2a和非驱动端转子2b)同外部隔离，两个转子2相对设置且分立于定子1的两侧，两个转子2中的一个与驱动结构相连，除了与驱动结构连接的适应性结构外，两个转子2的其它结构可设置为完全相同。定子1位于两个转子2之间，定子1包括壳体11、硅钢片12、软磁合金块13以及绕组14，壳体11内部具有一密封的容置腔15，容置腔15内充满冷却液，硅钢片12、软磁合金块13以及绕组14均浸于冷却液中，硅钢片12、软磁合金块13以及绕组14三者相互嵌套，如软磁合金块13为内芯，硅钢片12外套于软磁合金块13上，绕组14缠于硅钢片12上。其中，软磁合金块13和硅钢片12相互嵌套形成骨架支撑结构，绕组14缠绕于骨架支撑结构上，绕组14与转子2内的永磁体通过电磁效应产生驱动力。本实施例中，软磁合金块13和硅钢片12可以通过各种相互嵌套的方式形成骨架支撑结构，最终，硅钢片12、软磁合金块13以及绕组14三者形成一嵌套的盘状结构，该盘状结构浸于冷却液中，同时，该盘状结构上开设有连通轴向两侧的通液孔16，如此，盘状结构两侧的冷却液可以通过该通液孔16实现流通，如此容置腔15内的冷却液能够实现多支路流通。另外，壳体11上设置有进液口17和排液口18，进液口17连接冷却液的进液管道，排液口18连接排液管道，如此将高温的冷却液排出并引入低温的冷却液。

本实施例中，如图5所示，壳体11优选为分体式结构，由多块板材拼接组成，壳体11包括两侧的圆形挡板以及外缘部位的环状基座壳板。

本实施中，两个转子2中的一个为驱动端转子2a，另一个为非驱动端转子2b，驱动端转子2a一方面连接驱动结构，驱动端转子2a优选连接后续的霍尔传感器组件5。

本实施例中，定子1的壳体11除冷却液的进液口17和排液口18、以及绕组14的引线之外，不开设其它的孔洞，在已开设孔洞上设置密封结构，以此确保容置腔15的密封性能。

本实施例中提供的定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机，定子1的外壳3内具有密封式的容置腔15，容置腔15内设置有冷却液，由硅钢片12、软磁合金块13以及绕组14嵌装成的盘状结构浸于冷却液中，如此，绕组14产生的热量能够快速的通过冷却液的流动带走，散热效率较高。

如图5所示，本实施例中，进一步的，盘状结构均分为多个侧面相互抵接的楔形结构，24个，楔形结构包括外层的绕组14、中层的硅钢片12以及内层的软磁合金块13，如盘状结构以圆心为中心，辐射状的等分为24个楔形结构，即各楔形结构以相邻的侧边相抵接，以此组装成盘状结构，各楔形结构均包括外、中、内三层，外、中、内三层分别为绕组14、硅钢片12以及软磁合金块13，如此设置使得定子1的加工和装配变的较为方便。

本实施例中，更进一步的，至少一个通液孔16开设于软磁合金块13上，如三个通液孔16沿径向均匀布置于软磁合金块13上，如此在盘状结构上设置有诸多通液孔16，为冷却液的充分流通提供足够通道。

本实施例中，再进一步的，盘状结构的轴向侧面上设置有一体式固定件19，各楔形结构均固定于一体式固定件19上，一体式固定件19用于将诸多楔形结构稳定的连接为一体式结构，各楔形结构均与一体式固定件19相连，作为优选的，一体式固定件19有两个，分别设置于盘状结构的两个侧面上，如此稳固的连接各楔形结构。一体式固定件19可以各类与盘式结构侧面相配合的一体式结构，如板材、支架，作为优选的，一体式固定件19为抱箍，抱箍成网格状，抱箍上设置有与楔形结构相配合的卡槽，各楔形结构均卡于卡槽中。

本实施例中，再进一步的，壳体11的内壁上设置有多个肋板111，盘状结构的轴向侧面抵接于肋板111上，各肋板111上均开设有通油槽112，通过肋板111完成盘状结构的轴向限位，通油槽112用于冷却液的流通，壳体11的内壁即完成了盘状结构的限位又实现了冷却液的流通，再配合软磁合金块13上的通液孔16，实现了冷却液的多流道流通。

本实施例中，进一步的，如图6-7所示，本实施例提供的定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机，转子2还包括芯盘21、磁钢22以及主磁极23，芯盘21上沿周向等距的设有多个固定槽，各固定槽中均嵌有磁钢22，主磁极23紧贴于磁钢22上，芯盘21为转子2的骨架支撑结构，磁钢22为永磁体，用于产生磁场，磁钢22嵌入芯盘21上的固定槽后，主磁极23的侧面贴合于磁钢22上，且主磁极23两端固定于芯盘21上，如此实现磁钢22的稳固连接。

本实施例中，进一步的，芯盘21为分体式结构，包括圆形的底座211和设置于底座211上的骨架212，骨架212上设置有诸多固定孔，骨架212固接于底座211上后，固定孔的一个开口被底座211封闭以形成上述的固定槽，底座211和骨架212可采用不同的材质，骨架212采用支撑性能较好的材质，如不导磁的不锈钢，如此以稳固的支撑磁钢22，底座211选用密度较小的材质，如铝合金，以降低芯盘21整体的重量。

本实施例中，主磁极23的数量与磁钢22的数量相同，作为优选的，还包括漏磁极24，各磁钢22上均设置有一个主磁极23，任意相邻的两个主磁极23间均固定有漏磁极24，漏磁极24用于稳固主磁极23，使得各主磁极23不发生偏移。

如图4所示，本实施例提供的定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机的磁路图为：磁钢22→主磁极23→卷绕定子1铁芯以及软磁合金块13→主磁极23→磁钢22→转子2铁芯→磁钢22→主磁极23→卷绕定子1铁芯以及软磁合金块13→主磁极23→磁钢22→转子2铁芯，相邻磁钢22的极性相反，相对磁钢22的极性相同，如此，相邻的磁钢22即形成一封闭的磁路循环，整个定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机具有诸多的磁路循环。

如图8-9所示，本实施例提供的定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机，还提供出线盒4，出线盒4固接于外壳3上，出线盒4具有一密封式的内腔41，出线盒4用于将定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机的各导线如动力和温检信号引接线从此处导出或者引入，设置密封式的内腔41防止灰尘等杂物进入以影响导线的使用寿命，具体的，出线盒4的内腔41内可以设置了多个大填料函、多个小填料函，填料函固定到出线盒4的面板44上，面板44通过螺钉实现固定连接，面板44之间设有密封垫42。定子1绕组14的引出线通过壳体11上的多个过线孔引出，使用螺母和接线铜鼻子连接到出线盒4的多个接线铜柱43的一端，接线铜柱43的另一端外接动力引接线，通过螺母和接线铜鼻子压紧。其中接线铜柱43通过面板44的端面限位，其上套有密封垫42，通过紧定螺钉固定法兰盘，从而压紧密封垫42起到密封作用，定子1绕组14的温检线通过温检插头引出。同时，设置了密封垫42，以保证出线盒4组件内部是一个密封的空间。

如图10所示，本实施例提供的定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机，还包括霍尔传感器组件5，霍尔传感器组件5包括霍尔传感器转子磁钢51、霍尔传感器定子底座52以及霍尔元件53，多个霍尔元件53固定于霍尔传感器定子底座52上，霍尔传感器定子底座52固定于外壳3的内壁上，多个霍尔传感器转子磁钢51呈环状固定于转子2的外壁上，霍尔传感器定子底座52与转子2同轴设置，霍尔元件53与霍尔传感器转子磁钢51相对设置，通过霍尔元件53对霍尔传感器转子磁钢51的检测，从而精确的检测转子2位置信号。

本实施例中，优选的，霍尔传感器定子底座上设置有多个腰形孔54，霍尔传感器组件5通过腰形孔54和螺钉固定于外壳3上，如此，通过连接腰形孔54的不同部位，实现霍尔传感器组件5的位置微调。

本实施例提供的定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机，进一步的，还包括轴承6，定子1固套于轴承6的外圈上，转子2固接于轴承6的内圈上，内圈内套有花键，定子1中的绕组14外接逆变器输出的三相交流电，产生圆形旋转磁场，磁钢22产生的磁场切割绕组14，从而绕组14产生的圆形旋转磁场带动磁钢22产生的永磁磁场同步旋转，产生电磁转矩。在定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机运行过程中产生的热量，主要通过定子1中的循环冷却液带走，由于采用了浸油循环冷却方案，定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机可以承受更大的过载，拥有更大的功率密度和扭矩密度；采用了内置式转子2方案，使得定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机拥有了更加宽广的弱磁调速能力，可以在更高转速下可靠运行。

本实施例提供的定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机，整个的外壳3、定子1的壳体11以及出线盒4的各组件，均可通过螺接、卡接、焊接以及粘结等形式实现各组件的连接，在密封方面，可通过密封垫42、密封圈以及橡胶垫等结构实现间隙的密封。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (6)

1.一种定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机，包括外壳、以及内置于所述外壳内的定子和两个转子，两个所述转子相对设置，所述定子设置于两个所述转子之间，其特征在于，所述定子包括壳体、硅钢片、软磁合金块以及绕组，所述硅钢片、软磁合金块以及绕组相互嵌装成盘状结构，

所述盘状结构均分为多个侧面相互抵接的楔形结构，所述楔形结构包括外层的绕组、中层的硅钢片以及内层的软磁合金块，所述盘状结构的轴向侧面上设置有一体式固定件，各所述楔形结构均固定于所述一体式固定件上；

所述壳体内具有密封的容置腔，所述盘状结构浸于所述容置腔内的冷却液中，所述软磁合金块上设置有通液孔，所述壳体上开设有进液口和排液口，至少一个所述通液孔开设于所述软磁合金块上，

所述外壳的壳体上设置有多个肋板，所述盘状结构的轴向侧面抵接于所述肋板上，各所述肋板上均开设有通油槽；

多个所述肋板配合所述通液孔，实现冷却液的多流道流通。

2.根据权利要求1所述的定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机，其特征在于，所述转子包括芯盘、磁钢以及主磁极，所述芯盘上沿周向等距的设有多个固定槽，各所述固定槽中均嵌有所述磁钢，所述主磁极紧贴于所述磁钢上。

3.根据权利要求2所述的定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机，其特征在于，还包括漏磁极，各所述磁钢上均设置有一个所述主磁极，任意相邻的两个所述主磁极间均固定有所述漏磁极。

4.根据权利要求1所述的定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机，其特征在于，还包括出线盒，所述出线盒固接于所述外壳上，所述出线盒具有一密封式的内腔。

5.根据权利要求1所述的定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机，其特征在于，还包括霍尔传感器组件，所述霍尔传感器组件包括霍尔传感器转子磁钢、霍尔传感器定子底座以及霍尔元件，多个所述霍尔元件固定于所述霍尔传感器定子底座上，所述霍尔传感器定子底座固定于所述外壳的内壁上，多个所述霍尔传感器转子磁钢呈环状固定于所述转子的外壁上，所述霍尔传感器定子底座与所述转子同轴设置，所述霍尔元件与所述霍尔传感器转子磁钢相对设置。

6.根据权利要求1所述的定子浸油散热且转子内置式的盘式电动机，其特征在于，还包括轴承，所述定子固套于所述轴承的外圈上，所述转子固接于所述轴承的内圈上，所述内圈内套有花键。