CN105591500A - 一种基于热管传热技术的新型风冷电机 - Google Patents

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CN105591500A CN201610140131.9A CN201610140131A CN105591500A CN 105591500 A CN105591500 A CN 105591500A CN 201610140131 A CN201610140131 A CN 201610140131A CN 105591500 A CN105591500 A CN 105591500A
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万珍平
温万昱
陆龙生
汤勇
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South China University of Technology SCUT
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Abstract

本发明涉及一种基于热管传热技术的新型风冷电机，包括定子、热管、翅片组；用于传热的热管将定子和翅片组连接。一种基于热管传热技术的新型风冷电机还包括轴、转子、磁钢、绕组、端盖、机座；轴带动转子转动，磁钢固定在转子上；绕组固定在定子上，定子环绕转子设置；机座环绕定子设置，端盖固定在机座的端部，轴穿过端盖。本发明具有很好的散热效果，无需像现有技术那样在机壳中加工螺旋水道，结构简单、紧凑，也减小了冷却水意外进入电机的风险，减轻了汽车水冷系统的负担，属于新能源汽车的零部件技术领域。

Description

一种基于热管传热技术的新型风冷电机
技术领域
本发明涉及新能源汽车的零部件技术领域，具体是一种利用热管将电动机产生的热量传导至翅片组中进行强制风冷的新型风冷电机。
背景技术
大力发展新能源汽车，是推动汽车产业转型升级、建设环境友好型社会的战略举措。驱动电机是新能源汽车的核心部件，其性能对新能源汽车有直接而重要的影响。电机工作温度直接影响电机效率、可靠性和使用寿命。温升过高，加速电机绝缘材料老化，缩短使用寿命；电机效率下降，导致发热量增加，进一步推高温升。因此，温升控制对电机工作的效率、稳定性和可靠性至关重要。
目前新能源汽车驱动电机温升控制主要是水冷系统，水冷系统需要在电机机壳内加工螺旋水道。一方面，这会导致机壳加工工艺复杂，显著增加制造成本；另一方面，还会导致电机体积增大，降低功率密度比；第三，还会增加密封难度，系统复杂，影响可靠性。
CN103427560公开了一种电机，将热管放置于定子铁心外径与定子壳体接触部分，转子与转轴间，轴承与端盖间三个地方，但热管仅仅起到均热作用。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种利用热管将电机产生的热量传导至翅片组中进行强制风冷的基于热管传热技术的新型风冷电机。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于热管传热技术的新型风冷电机，包括定子、热管、翅片组；用于传热的热管将定子和翅片组连接。
一种基于热管传热技术的新型风冷电机还包括轴、转子、磁钢、绕组、端盖、机座；轴带动转子转动，磁钢固定在转子上；绕组固定在定子上，定子环绕转子设置；机座环绕定子设置，端盖固定在机座的端部，轴穿过端盖。
定子为圆筒形，定子上设有安装槽；热管的一端固定在安装槽中，另一端与翅片组相接。
安装槽开设在定子的外壁，热管通过焊接、胀管或胶接的方式固定在安装槽中；热管的数量为多条，沿着同一圆周均匀布置，一根热管对应一个安装槽；热管的长度方向沿着定子的轴向延伸。
热管为铜热管或铝热管。
热管为铝热管，热管通过焊接的方式固定在安装槽中。
定子由多层硅钢片叠压组成。
热管通过焊接、胀管或胶接的方式与翅片组固定。
一种基于热管传热技术的新型风冷电机还包括将翅片组支撑的支撑结构，以及对翅片组进行散热的外加风源。
机座的材料为铝合金；机座的表面有筋状结构。
总的说来，本发明具有如下优点：
1.采用热管导热，热管具有强大的传热能力，其导热系数是已知金属的上万倍，可以将电机内部产生的热迅速导出。
2.无需像现有技术那样在机壳中加工螺旋水道，结构简单、紧凑，也减小了冷却水意外进入电机的风险，减轻了汽车水冷系统的负担，达到轻量化甚至移除汽车的水冷系统的目的，从而达到整车轻量化的目的。
3.采用铝合金的机座，提高轻量化和功率密度，导热性能良好，并显著降低制造成本。
4.外加风源可对翅片组强制对流散热，增强散热效果。
5.支撑结构可固定于外部环境，不依赖热管固定。
6.机座的表面设有筋状结构，用于结构支承和散热强化；在结构上，可提升机座强度，减轻机座重量。
7.通过比水更高效的热管传热，减小翅片组与电机之间的热阻，降低它们之间的温差，实现大幅降低电机温升的目的。
8.可基于市售的永磁同步电机进行改进。
附图说明
图1是本发明的立体图的剖视图。
图2是定子的立体图。
其中，1为定子，2为热管，3为翅片组，4为磁钢，5为转子，6为轴，7为端盖，8为绕组，9为机座，10为安装槽，11为绕组放线槽。
具体实施方式
下面来对本发明做进一步详细的说明。
一种基于热管传热技术的新型风冷电机，在永磁同步电机的基础上改造，包括轴、定子、转子、热管、翅片组、磁钢、绕组、端盖、机座。
轴带动转子转动，磁钢固定在转子上，定子环绕转子设置，绕组固定在定子上，机座环绕定子设置，机座的端部是端盖，轴穿过端盖。热管的数量为多根，沿着同一圆周均匀布置，热管为铝热管。安装槽位于定子的外壁，为轴向贯穿定子的矩形槽，热管的一端焊接在安装槽中。热管的另一端焊接在翅片组上。翅片可通过冲压、锻造、铸造等工艺制造，外形包括但不局限于图示形状。
具体的装配过程如下：在定子的绕组放线槽中放置绝缘纸后，将铜线通过绕线机绕放在定子的绕组放线槽中，形成绕组。绕组又称为线圈，将其进行端部整形后，将绕组与定子放入真空浸漆机中进行真空浸漆处理，浸漆结束后烤干。清理定子上热管的安装槽中的绝缘漆后，将热管与之焊接安装。将定子过盈安装进入机座后，把非翅片侧装有轴承的端盖安装到机座上。将轴、转子、磁钢等装配后，安放进入定子内部，轴与端盖上的轴承配合。另一侧端盖安装完毕后，整理电机线路，安装控制器。最后，将翅片组与热管焊接结合在一起，整机组装完毕。翅片组通过支撑结构支撑固定而不是通过热管固定。
运行时，定子与绕组产生的热量会通过定子表面的热管传递到翅片组中，并通过外加风源外部强制对流散热，从而达到整机低温升的目的。
除了本实施例提及的方式外，定子的安装槽可位于定子的壁内。翅片组可与汽车本身的冷却系统结合。这些变换方式均在本发明的保护范围内。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于热管传热技术的新型风冷电机，其特征在于：包括定子、热管、翅片组；用于传热的热管将定子和翅片组连接。
2.按照权利要求1所述的一种基于热管传热技术的新型风冷电机，其特征在于：它还包括轴、转子、磁钢、绕组、端盖、机座；轴带动转子转动，磁钢固定在转子上；绕组固定在定子上，定子环绕转子设置；机座环绕定子设置，端盖固定在机座的端部，轴穿过端盖。
3.按照权利要求1所述的一种基于热管传热技术的新型风冷电机，其特征在于：所述定子为圆筒形，定子上设有安装槽；热管的一端固定在安装槽中，另一端与翅片组相接。
4.按照权利要求3所述的一种基于热管传热技术的新型风冷电机，其特征在于：所述安装槽开设在定子的外壁，热管通过焊接、胀管或胶接的方式固定在安装槽中；热管的数量为多条，沿着同一圆周均匀布置，一根热管对应一个安装槽；热管的长度方向沿着定子的轴向延伸。
5.按照权利要求1所述的一种基于热管传热技术的新型风冷电机，其特征在于：所述热管为铜热管或铝热管。
6.按照权利要求3所述的一种基于热管传热技术的新型风冷电机，其特征在于：所述热管为铝热管，热管通过焊接的方式固定在安装槽中。
7.按照权利要求4所述的一种基于热管传热技术的新型风冷电机，其特征在于：所述定子由多层硅钢片叠压组成。
8.按照权利要求1所述的一种基于热管传热技术的新型风冷电机，其特征在于：所述热管通过焊接、胀管或胶接的方式与翅片组固定。
9.按照权利要求1所述的一种基于热管传热技术的新型风冷电机，其特征在于：它还包括将翅片组支撑的支撑结构，以及对翅片组进行散热的外加风源。
10.按照权利要求2所述的一种基于热管传热技术的新型风冷电机，其特征在于：所述机座的材料为铝合金；机座的表面有筋状结构。
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