CN106160314A - 电动汽车用电机及其定子 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电机定子，包括：定子本体；定子外壳，其沿定子本体的外轮廓周向包围并套接所述定子本体；第一端盖和第二端盖，其分别位于所述定子外壳轴向的两侧端部；定子用冷却流道，分布在所述定子外壳、第一端盖和第二端盖中；紧固件，用于紧固定子外壳与两侧端盖，以形成所述冷却流道的密封结构。本发明通过设计一种全新的具有冷却流道的定子结构，使得可以应用制作工艺相对简单的挤压工艺，从而提高成品率，降低制造成本。

Description

电动汽车用电机及其定子

技术领域

本发明涉及电动汽车电机制造技术领域，具体而言，涉及一种电动汽车用电机及其定子。

背景技术

伴随着汽车产业的高速发展，石油资源短缺、环境变暖和气候变暖等一系列问题已经突现。以纯电动汽车为代表的新能源汽车必将成为我国汽车产业发展的重要方向之一。而汽车电力驱动系统作为纯电动汽车唯一的动力源，其性能直接影响整车的动力性、稳定性以及舒适性。

刚开始直流电机被发展用作电动汽车的牵引电机，这是因为直流电机具有起步加速牵引力大，控制系统较简单等优点。然而，直流电机的缺点是存在机械换向器，当在高速大负载下运行时，换向器表面会产生火花，因此电机转速不能太高。所以近些年电动汽车的牵引电机以交流异步电机和永磁电机为主。交流异步电机的矢量控制调速技术比较成熟，使得异步电机驱动系统具有明显的优势，因此被较早的应用于电动汽车的驱动系统，目前仍然是电动汽车驱动系统的主流产品，但与永磁电机相比，其功率密度偏低。永磁电机的优势和劣势。

由于电动汽车用电机的设计要求需要满足体积小、重量轻、功率密度高、散热能力好等特征，所以电动汽车用电机(主要指交流异步电机和永磁电机)一般选择采用液冷散热方式，电机的冷却流道一般设置在电机的定子周围,通过冷却介质的流动/循环，带走电机的热量。冷却流道设置在电机定子周围的通常作法如下：

第一种方式是，例如图1所示，中国专利申请号201410697450.0公开将冷却介质的流道7(简称“冷却流道”)布置在与电机定子外壳相互配合的一侧端盖上。这种结构目前只能采用砂型铸造方式实现。

第二种方式是，例如图2所示，中国专利申请号201410475426.2公开将冷却流道布置在用于固定定子电枢的支撑座上。这种结构目前只能采用砂型铸造方式实现。

第三种方式是，例如图3所示，中国专利申请号201420488233.6公开冷却流道8布置在电机外壳内，并且冷却流道8根据电机壳定子绕组方向以及定子铁心长度沿定子本体的外轮廓周向呈螺旋状环绕在上模腔1内。这种结构目前只能采用压铸方式实现。

第四种方式是，机加工电机定子的内外壳，内外壳上布置有冷却流道的分解结构，通过装配内外壳使得冷却流道的分解结构可以形成封闭式流道。

现有的采用冷却流道散热的电机全部都是采用砂型铸造、压铸或内外壳加工装配的方式制造定子部件。但是，(1)砂型铸造工艺存在的问题是：铸造过程中容易产生气孔，引起冷却流道泄露；而且，不同产品系列中，针对不同长度的定子都需要重新开模，从而造成电机制造成本过高；另外，砂型铸造工艺铸造的定子部件强度较低，容易磨损。(2)机加工内外壳组装工艺存在的问题是：内外壳配合尺寸精度要求高，装配工艺复杂。(3)压铸工艺存在的问题是：受压铸模具设计的限制，冷却流道截面会变大，与预设冷却效果相比，实际冷却效果会变差；不同产品系列中，针对不同长度的定子都需要重新开模，从而造成成本高；另外，砂型铸造工艺铸造的定子部件强度较低，容易磨损。

因此，砂型铸造、压铸或内外壳加工装配制造工艺：一方面工艺本身不利于小型电机的生产，另一方面也存在废品率高，可靠性差，机加工和装配难度大，使得电机制造成本居高不下。

有鉴于此，针对现有电动汽车的电机散热结构所存在的技术问题，需要寻找新的制造工艺并设计相应的机械结构，使得大大提高带冷却流道的定子成品率，简化机加工和装配难度，从而实现大批量制造，降低电机制造成本。

发明内容

针对上述技术问题，本发明在基于大量试制实验的基础上发现可以设计一种新的电动车用电机定子外壳，使得可以采用挤压工艺集成制造，以提高带冷却流道的定子成品率，降低电机制造成本。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种定子用冷却流道，包括：直通式冷却子通道，其设置在定子外壳中，沿所述定子外壳轴线方向延伸并且贯穿所述定子外壳；贯通凹槽，其设置在定子外壳的端盖中，用于在端盖与外壳配合后，密封并贯通不同的冷却子通道，使得冷却介质在不同的冷却子通道内流通。

第二方面，本发明还提供了一种电动汽车用电机定子外壳，适用于交流异步电机或永磁电机的定子，包括：上文所述的直通式冷却子通道，并且采用挤压工艺整体制造该定子外壳。

第三方面，本发明还提供了一种电机定子组件的容纳装置，包括：定子外壳，用于容纳电机定子；端盖，其配合在所述定子外壳轴向的两侧端部；冷却流道，分布在所述定子外壳和所述端盖中；其中，分布在所述定子外壳和所述端盖中的所述冷却流道为上文所述的定子用冷却流道。

第四方面，本发明还提供了一种电动汽车用电机定子，包括：定子本体；定子外壳，其沿定子本体的外轮廓周向包围并套接所述定子本体；第一端盖和第二端盖，其分别位于所述定子外壳轴向的两侧端部；定子用冷却流道，分布在所述定子外壳、第一端盖和第二端盖中；紧固件，用于紧固定子外壳与两侧端盖，以形成所述冷却流道的密封结构；其中，分布在所述定子外壳和所述端盖中的所述冷却流道为上文所述的定子用冷却流道。

第五方面，本发明还提供了一种电动汽车用电机，包括：上文所述的定子。

本发明的创新之处在于，通过设计一种全新的具有冷却流道的定子结构，使得可以应用制作工艺相对简单的挤压工艺，从而提高成品率，降低制造成本。

进一步地，通过挤压工艺制造的冷却流道加工工艺简单，并且密封性能可以得到大大提高,并且采用端面密封，装配工艺简单、可靠，经过对比远超砂型铸造、压铸或内外壳加工装配制造工艺得到的冷却流道。

进一步地，由于使用挤压工艺，可以使得定子壳具有任意所需长度，不同长度的定子产品系列可以使用同一套模具，以满足不同型号电机的规格要求，从而提高挤压工艺使用范围和定子结构的制造效率，进一步降低制造成本。

进一步地，本发明提供的电动车用电机定子外壳，采用挤压工艺集成制造具有冷却流道的定子外壳,并通过预设连通槽的端盖密封，从而构成冷却介质的闭合循环流道，这种结构及配合的挤压工艺可以大大提高成品率，降低制造成本。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术的带冷却流道的电机定子的第一种结构示意图；

图2是现有技术的带冷却流道的电机定子的第二种结构示意图；

图3是现有技术的带冷却流道的电机定子的第三种结构示意图；

图4A-4B是本发明一实施例的带冷却流道的电机定子的分解图；

图5是图4A-4B中实施例的定子壳组装后的冷却流道的立体图；

图6是图4A中实施例的从紧固件侧向相对侧看定子装配后的正视图；

图7是图6中实施例的截面A-A的剖面图；

图8是图6中实施例的截面B-B的剖面图；

图9是图8中实施例的截面C-C的剖面图；

图10是图8中实施例的截面D-D的剖面图；

图11是图8中实施例的截面D-D的透视图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。下文中将详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

【定子整体结构】图4A-4B是本发明一实施例的带冷却流道的电机定子的分解图。图5是图4A-4B中实施例的定子壳组装后的冷却流道的立体图。如图4A-4B所示，本发明提供的电机定子，适用于交流异步电机或永磁电机，包括：定子本体4；定子外壳1，其沿定子本体的外轮廓周向包围并套接定子本体4(例如，采用套接方式装配)；第一端盖2和第二端盖3，其分别位于所述定子外壳1轴向(图4A-4B的纵向方向)的两侧端部；定子用冷却流道6(如图5所示)，分布在所述定子外壳1、第一端盖2和第二端盖3中；紧固件5，用于紧固定子外壳与两侧端盖，以形成所述冷却流道5的密封结构(如图5所示)。

作为一种实施例，如图4A-4B、图5所示，定子外壳1中设置有直通式冷却子通道，第一端盖2和第二端盖3中分别设置有贯通凹槽。直通式冷却子通道其设置在定子外壳中，沿所述定子外壳轴线方向延伸并且贯穿所述定子外壳；贯通凹槽，其设置在定子外壳的端盖中，用于在端盖与外壳配合后，密封并贯通不同的冷却子通道，使得冷却介质在不同的冷却子通道内流通。进一步地，定子外壳1具有内壁和外壁，直通式冷却子通道设置在定子外壳1的内壁和外壁之间。进一步地，定子外壳中的不同直通式冷却子通道之间设置有不间断的分隔区域；同样地，同一端盖的不同贯通凹槽之间也设置有不间断的分隔区域。

可以理解的是，本发明设计的定子用冷却流道6分成两个不同部分，一部分设置在两侧端盖2、3中(称为“贯通凹槽”)，另一部分设置在定子外壳1中(称为“直通式冷却子通道”)，使得设置在定子外壳1中的直通式冷却子通道的截面形状和尺寸根据不同定子本体的外轮廓弧度而设定，从而实现所述冷却子通道与定子本体之间的接触面最大化。作为一种实施例，直通式冷却子通道的截面形状与定子本体的外轮廓弧度形状相一致。优选地，如图4A-4B所示，直通式冷却子通道的截面形状为腰型或扁口型。

【创新说明】本发明创新之一在于对于定子冷却结构设计，创新引入了分布式设计理念，将传统整体设计制造的冷却流道拆分成直通式冷却子通道与贯通凹槽分别设计制造的方案，将直通式冷却子通道设置在定子外壳中，将贯通凹槽设置在定子外壳端盖中，这种分布式设计引入“冷却子通道”概念从而简化了传统冷却流道的设计方案，并且将可规格化制造的“冷却子通道”设置在定子外壳中，使得本发明提供的带“冷却子通道”的定子外壳能够采用挤压工艺制造。进一步地，根据直通式冷却子通道的不同设计方案，可以随时调整贯通凹槽的形状、尺寸和结构，例如，当冷却子通道的通道直径扩大或缩小时，可以相应的增加或减少贯通凹槽的截面尺寸；当冷却子通道彼此之间的间隔距离扩大或缩小时，可以相应的增加或减少截面宽度。本发明提供的这种设计方案使得带有冷却流道的定子结构得到大大简化，通过采用挤压工艺提高产品的可靠性和成品率，并且由于避免了机加工使得制造成本大大降低。

【直通式冷却子通道】直通式冷却子通道的主要功能在于采用规格化设计便于采用挤压工艺制造，并且尽可能增大与定子本地的接触面积以提高冷却效率。如图5所示，定子外壳1中的直通式冷却子通道61是设置在定子外壳1中的平行于定子4的轴线延伸的通道，并且定子外壳中的直通式冷却子通道61在轴向上贯穿定子外壳1，从而形成多个从定子外壳1的一个轴向端部贯穿到定子外壳1的另一个轴向端部的通道。本领域普通技术人员可以根据实际需要设置直通式冷却子通道61的数量、截面形状(例如椭圆形截面)和尺寸，这些变型不脱离本发明的保护范围。而且，每一天定子外壳中的冷却子通道都是封闭的、直通式的、与定子轴向平行的规格化设计的，有利于采用挤压工艺制造。

【热套接工艺】进一步地，本发明可以采用热套工艺(例如，加热铝或铝合金外壳，并且挤压外壳，使得壳体内孔增大与定子外径产生间隙)用夹具定位装配定子和外壳，冷却后，定子与壳体产生过盈预紧力，使得定子外壳能够紧密结合定子本体。

【热挤压工艺】进一步地，本发明可以采用开式热挤压工艺，将用于制造定子外壳的毛坯铝锭设置在模腔中受挤压成长条毛坯壳体，根据定子所需长度截取不同长度的定子外壳。例如，根据所需电机定子外壳形状和尺寸设置挤压模具；接着，将步用于制作定子外壳的挤压型材固定在模具基座的滑块上，利用顶块推动滑块带到挤压位置进行挤压成型；接着，经过退火定型和浸胶处理等工艺处理完成后，得到定子外壳。本发明提供的外壳结构及其对应的制造工艺可以采用一套加工模具制造不同种类的定子，避免的因不同型号的定子而不断重新设计定子外壳及其相应冷却流道的结构和尺寸，模具简单，从而大大降低了制造成本。

【贯通凹槽】贯通凹槽的主要功能在于贯通相邻的冷却子通道，贯通凹槽既可是一种类型，也可以是两种不同类型，或者根据冷却子通道的种类配置相应种类。优选地，本发明实施例以两种类型的贯通凹槽为例进行说明，即，第一类贯通凹槽62B和第二类贯通凹槽62A。如图4A-4B及图5中所示，第一端盖2与定子外壳1相邻的端面上设有沿第一端盖2的圆周方向延伸的一个或多个第一类贯通凹槽62B，第二端盖3与定子外壳1相邻的端面上设有沿第二端盖3的圆周方向延伸的一个或多个第二类贯通凹槽62A。第一类贯通凹槽62B和第二类贯通凹槽62A统称为凹槽结构62，凹槽结构62的形状和尺寸设计成使得每个凹槽结构62能够分别与定子外壳1中的相邻的两个冷却子通道61流体连通，即每个凹槽结构62的截面能够完全覆盖相邻的两个冷却子通道61的截面。也就是说，凹槽结构62就是设置在第一端盖2上的冷却子通道。其中：第一类贯通凹槽62B用于贯通两两靠近的具有第一间隔距离的冷却子通道61A、61B，第二类贯通凹槽62A用于贯通两两相离的具有第二间隔距离的冷却子通道61B、61C，第一类贯通凹槽62B可以设置在第一端盖2中，第二类贯通凹槽62A可以设置在第二端盖3中。本发明将冷却流道的部分结构设置在两侧端盖中使得冷却流道的整体结构简单，通过两侧端盖与定子外壳装配后形成闭合的循环冷却介质流动渠道。进一步地，这种设计使得端面密封性提高，结构简单可靠。

可以理解的是，现有技术提供的定子用冷却流道受限于制造工艺或配置部件的尺寸和形状只能提前计算所需接触面，并根据接触面设计接触形状，随后采用砂型铸造、压铸或内外壳加工装配制造工艺，这种方式需要多次楷模，制造冷却流道的工艺不够灵活，成本较高；而本发明引入了分布式冷却流道设计，并采用挤压工艺制造带有直通式冷却子通道的定子外壳，使得制造工艺灵活，无需多次开模，降低了制造成本。

【第一类贯通凹槽】作为一种实施例，由于第一类贯通凹槽62B用于贯通两两靠近的具有第一间隔距离的冷却子通道61A、61B，第一类贯通凹槽62B可以是直接在第一端盖2上开出的凹槽。例如，第一类贯通凹槽62B的具体位置如图4B示出的附图标记62所示，它的形状和结构如图5示出的附图标记62B所示。优选地，第一类贯通凹槽62B的二维形状是矩形，以用来贯通冷却子通道61A、61B。

【第二类贯通凹槽】作为一种实施例，由于第二类贯通凹槽62A用于贯通两两相离的具有第二间隔距离的冷却子通道61B、61C并且冷却子通道61B、61C之间需要给紧固件5预留旋进的螺孔等类似结构，第二类贯通凹槽62A可以采用两端开槽并通过端盖本体中的内置通道进行贯通的方案。例如，第二类贯通凹槽62A包括三个组成部分：在第二端盖3上开出的与冷却子通道61B对接的第一子凹槽、在第二端盖3上开出的与冷却子通道61C对接的第二子凹槽以及埋设在第二端盖3内部分别与第一子凹槽和第二子凹槽结合的内置通道，第二类贯通凹槽62A的具体位置如图4A示出的附图标记7所示，它的形状和结构如图5示出的附图标记62A所示。优选地，第二类贯通凹槽62A的二维形状是“裤”形或“凹”字形，以用来贯通冷却子通道61B、61C。可以理解的是，由于要预留旋进的螺孔等结构，因此第二类贯通凹槽62A所要贯通的冷却子通道61B、61C之间的间隔距离(下文成为“第二间隔距离”)大于第一类贯通凹槽62B所要贯通的冷却子通道61A、61B之间的间隔距离(下文成为“第一间隔距离”)。

可以理解的是，第二类贯通凹槽62A的“裤”形或“凹”字形结构与第一类贯通凹槽62B的矩形结构是相互配合的贯通结构，也是本发明提出的优选实施例。第二类贯通凹槽62A的“裤”形或“凹”字形结构实现第二端盖3内流通的冷却介质的混流功能；第一类贯通凹槽62B的矩形结构实现第一端盖2内流通的冷却介质的混流功能。

可以理解的是，由于根据本发明的一实施例采用矩形的第一类贯通凹槽62B和“裤”形或“凹”字形的第二类贯通凹槽62A相配合直通式冷却子通道61A、61B、61C，使得凹槽与子通道形成闭合的定子用冷却流道。作为一种实施例，冷却流道沿定子外壳的轴向呈现S型蜿蜒环绕的分布状态，有效地增加了冷却流道与定子本体的接触面积，从而有利于提升了冷却效率。作为一种实施例，直通式冷却子通道围绕定子本体的圆周旋转布置。优选地，可以采用12个扁口封闭直通水道结构围绕定子旋转布置，这种布置方式使得温度场分布均匀，增强冷却效果。作为另一种实施例，直通式冷却子通道的截面形状为腰型或扁口型，以增大通道与定子的接触面。作为再一种实施例，直通式冷却子通道与定子轴向平行。

【贯通凹槽的截面尺寸】所述凹槽的截面形状和尺寸根据不同的冷却子通道的截面形状和尺寸以及它们之间的间隔距离配置，使得在端盖与定子外壳闭合后能够横向密封不同的冷却子通道并且纵向贯通该不同的冷却子通道。【非均等间距】作为一种实施例，当设置在定子外壳中的不同的直通式冷却子通道数量为至少三条以上时，第一冷却子通道61a与第二冷却子通道61b之间的第一间隔距离小于第二冷却子通道61b与第三冷却子通道61c之间具有第二间隔距离，使得可以在第二间隔距离的范围内配置用于紧固件旋进的孔道，以便通过紧固件的旋进将定子两侧端盖紧密固定在定子外壳上。进一步地，当第一间隔距离小于第二间隔距离时，第一类贯通凹槽的截面尺寸Wg1≥第一冷却流道61A的截面尺寸Wa1+第二冷却流道61B的截面尺寸Wb1+第一间隔距离D1；第二类贯通凹槽的截面尺寸Wg2≥第二冷却流道61B的截面尺寸Wb1+第三冷却流道61C的截面尺寸Wc1+第二间隔距离D2。【均等间距相等】作为另一种实施例，当第一间隔距离等于第二间隔距离时，贯通凹槽可以仅仅是同一类型的凹槽，即各个冷却子通道之间的间隔距离都相等时，两侧端盖内设置的凹槽形状可以完全一样，只是在配合时按照错位设置两侧端盖内的贯通凹槽，从而闭合后形成冷却流道。进一步地，贯通凹槽的截面尺寸≥任一条冷却流道的截面尺寸+相邻的另一条冷却流道的截面尺寸+两条冷却流道之间的间隔距离。

【流速控制方案】进一步地，所述凹槽的纵向深度根据冷却介质所需流速配置。可以理解的是，本领域普通技术人员可以借鉴物理学或机械学中关于部件截面与不同流通介质物理性质之间的数学关系进行具体机械结构的设计。

【冷却介质的入口和出口】本发明可以将冷却介质的入口6A和出口6B配置在端盖上。可以理解的是，既可以将入口6A和出口6B配置在同一侧端盖上，也可以将入口6A和出口6B分别配置在不同侧端盖上。可以理解的是，当冷却介质的入口(6A)和出口(6B)配置在同一侧端盖上时，入口6A和出口6B之间不直接配置贯通用的通道，以免流道短路，这种设计思想在于使冷却介质能够沿着最长的冷却流道进行流动。因此，入口(6A)和出口(6B)之间需要预先设置隔断结构。作为一种实施例，可以将冷却介质的入口6A和出口6B配置在第二类贯通凹槽62A所在的第二端盖3上。例如，当冷却介质的入口(6A)和出口(6B)配置在第二端盖(3)上时，入口(6A)设置在与某条冷却子通道对接的第一子凹槽位置处，而出口(6B)设置在与另一条冷却子通道对接的第二子凹槽位置处，并且在分别配合有入口(6A)的该条冷却子通道与配合有出口(6B)的另一条冷却子通道之间不再配置内置通道。

因此，本发明提供的定子用冷却流道6可以包括：直通式冷却子通道61，其设置在定子外壳1中，沿定子外壳1轴线方向延伸并且贯穿所述定子外壳；贯通凹槽62，其设置在定子外壳1的端盖中，用于在端盖与外壳配合后，密封并贯通不同的冷却子通道，使得冷却介质在不同的冷却子通道内流通。可以理解的是，将定子外壳1、第一端盖2和第二端盖3装配在一起之后，定子外壳1、第一端盖2和第二端盖3中的冷却子通道和贯通凹槽彼此流体连通从而形成如图5所示的完整的冷却流道6。

可以理解的是，图5中示出的直通式冷却子通道不仅仅限于冷却子通道61A、61B、61C所标示的形状、尺寸、结构及间隔距离等特征，也不仅仅限于6对(即，12条)类似两两成对靠近的冷却子通道61A、61B。例如，流道可以设计不同的尺寸和形状。例如，可以一次贯通三条以上的流道。例如，可以设置2对(即，4条)、3对(即，6条)、4对(即，8条)、5对(即，10条)、8对(即，16条)、12对(即，24条)等等合适数量的冷却子通道。

图6是图4A中实施例的从紧固件侧向相对侧看定子装配后的正视图。图7是图6中实施例的截面A-A的剖面图。图8是图6中实施例的截面B-B的剖面图。图9是图8中实施例的截面C-C的剖面图。图10是图8中实施例的截面D-D的剖面图。图11是图8中实施例的截面D-D的透视图。如以上各图所示，在定子外壳1、第一端盖2和第二端盖3装配在一起之后，冷却流道6的不同组成部分，彼此流体连通从而形成如图5所示的完整的冷却流道6。作为一种实施例，如图6-11所示，定子外壳1中的冷却流道的组成部分是设置在定子外壳1中的平行于定子4的轴线延伸的冷却子通道61，并且定子外壳中的冷却子通道61在轴向上贯穿定子外壳1，从而形成多个从定子外壳1的一个轴向端部贯穿到定子外壳1的另一个轴向端部的通道。如图6-11中所示，第一端盖2的与定子外壳1相邻的端面上设有沿第一端盖2的周向延伸的多个凹槽结构62(上文所称的“第一类贯通凹槽62B”)，凹槽结构62的形状和尺寸设计成使得每个凹槽结构62能够分别与定子外壳1中的相邻的两个冷却子通道61流体连通，即每个凹槽结构62的截面能够完全覆盖相邻的两个冷却子通道61的截面。也就是说，凹槽结构62就是设置在第一端盖2上的冷却子通道。

如图6-11中所示，第二端盖3的与定子外壳1相邻的端面上设置有多个开槽7(上文所称的“第二类贯通凹槽62A”)，开槽7的形状与定子外壳1中的冷却子通道61的截面形状匹配，从而使得这些开槽7与定子外壳1中的各个冷却子通道61流体连通。第二端盖3中设置的内置通道是设置在第二端盖3内部的沿第二端盖3的周向延伸的多个内置通道，每个内置通道流体连通在两个相应的开槽7之间。

在将所述定子外壳1、第一端盖2和第二端盖3装配在一起之后，在与第一端盖2相邻的端部上，定子外壳1中的两个相邻的冷却子通道61通过第一端盖2上的槽结构62而彼此流体连通；在与第二端盖3相邻的端部上，定子外壳1中的两个相邻的冷却子通道61通过第二端盖3中的内置通道而彼此流体连通，从而形成完整的冷却流道6。当电机运行时，在冷却流道6中流动的冷却介质(例如冷却水)对电机进行降温冷却，从而控制电机的温度。本发明中的冷却流道不仅设置在定子外壳1中，而且还设置在第一端盖2和第二端盖3中，从而增大了冷却介质的作用面积，有利于对电机的快速均匀冷却。

虽然本发明的上述具体实施方式中将第一端盖2和第二端盖3中的冷却流道的组成部分设置成上述两种不同形式。但是，本领域技术人员应该理解，第一端盖2和第二端盖3中的冷却流道的组成部分也可以设置为相同形式，例如都可以设置为例如第一端盖2中的凹槽结构62形式，也可以设置为例如第二端盖3内部的内置通道。又或者，第一端盖2和第二端盖3中也可以设置其它的形式，从而实现与定子外壳中的冷却流道的组成部分流体连通的技术效果，这些变型不脱离本发明的保护范围。

如图6-11中所示，本发明的电机还包括冷却流道入口6a和冷却流道出口6b，冷却介质从冷却流道入口6a流入到冷却流道6中，在冷却介质沿着图5和图11中箭头所指方向流动通过冷却流道6的全程之后，从冷却流道出口6b流出冷却流道6。图6-11中的该冷却流道入口6a和冷却流道出口6b设置在第二端盖3上。但是，冷却流道入口6a和冷却流道出口6b也可以设置在第一端盖2上。又或者，冷却流道入口6a和冷却流道出口6b的其中一个可以设置在第一端盖2上，而另一个可以设置在第二端盖3上。又或者，冷却流道入口6a和冷却流道出口6b可以设置在定子外壳1上。又或者，冷却流道入口6a和冷却流道出口6b的其中之一可以设置在端盖上，而另一个可以设置在定子外壳上。这些变型不脱离本发明的保护范围。

如图6-11中所示，定子外壳1、第一端盖2和第二端盖3可以通过多个紧固件5而被紧固在一起。紧固件5例如可以是螺柱和螺母的组件，在定子外壳1、第一端盖2和第二端盖3上设置有与紧固件5配合的孔。可以利用一组紧固件5以将定子外壳1、第一端盖2和第二端盖3在一个方向上紧固在一起，例如图1-7中所示的，多个紧固件5可以从第一端盖2上的通孔8插入并穿过第一端盖2、接着从定子外壳1上的通孔9插入并穿过定子外壳、然后通过第二端盖3上的孔10插入到第二端盖3中，最后通过紧固件5端部的螺母将定子外壳1、第一端盖2和第二端盖3紧固在一起。或者，也可以对图1-7中的第一端盖2和第二端盖3的结构稍作改变，从而利用两组紧固件5在两个不同方向上将定子外壳1、第一端盖2和第二端盖3紧固在一起。这些变型不脱离本发明的保护范围。

在本发明的具有冷却流道的电机中，冷却流道不仅设置在定子外壳中，而且还设置在第一端盖和第二端盖中，从而增大了冷却介质的作用面积，有利于对电机的快速均匀冷却。并且，本发明的电机的定子外壳和端盖能够仅通过紧固件而紧固连接在一起，从而不需要复杂的装配过程。另外，由于本发明的定子外壳中的冷却流道的结构简单，因此可以采用工艺成熟、成本低且次品率低的挤压成型技术来制造定子外壳，从而降低了电机制造的总成本并且减少了次品率。

为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种定子用冷却流道，包括：直通式冷却子通道，其设置在定子外壳中，沿所述定子外壳轴线方向延伸并且贯穿所述定子外壳；贯通凹槽，其设置在定子外壳的端盖中，用于在端盖与外壳配合后，密封并贯通不同的冷却子通道，使得冷却介质在不同的冷却子通道内流通。

作为一种实施例，所述凹槽的纵向深度根据冷却介质所需流速配置。

作为一种实施例，所述凹槽的截面形状和尺寸根据不同的冷却子通道的截面形状和尺寸以及它们之间的间隔距离配置，使得在端盖与定子外壳闭合后能够横向密封不同的冷却子通道并且纵向贯通该不同的冷却子通道。

作为一种实施例，当设置在定子外壳中的不同的直通式冷却子通道数量为至少三条61A、61B、61C以上时，进一步包括：第一冷却子通道61A与第二冷却子通道61B之间具有第一间隔距离，第二冷却子通道61B与第三冷却子通道61C之间具有第二间隔距离，第一间隔距离小于或等于第二间隔距离。

作为一种实施例，当第一间隔距离小于第二间隔距离时，所述贯通凹槽的类型具体分为：第一类贯通凹槽，其设置在定子的一侧端盖中，并且其截面尺寸符合以下公式一：第一类贯通凹槽的截面尺寸Wg1≥第一冷却流道61A的截面尺寸Wa1+第二冷却流道61B的截面尺寸Wb1+第一间隔距离D1；第二类贯通凹槽，其设置在定子的另一侧端盖中，并且其截面尺寸符合以下公式二：第二类贯通凹槽的截面尺寸Wg2≥第二冷却流道61B的截面尺寸Wb1+第三冷却流道61C的截面尺寸Wc1+第二间隔距离D2。

作为一种实施例，所述第一类贯通凹槽的二维形状是矩形，以贯通冷却子通道61A、61B；和，所述第二类贯通凹槽的二维形状是“裤”形或“凹”字形，以贯通冷却子通道61B、61C。

作为一种实施例，所述第二类贯通凹槽62A包括：在第二端盖3上开出的与冷却子通道61B对接的第一子凹槽；在第二端盖3上开出的与冷却子通道61C对接的第二子凹槽；以及埋设在第二端盖3内部分别与第一子凹槽和第二子凹槽结合的内置通道。

作为一种实施例，所述冷却流道包括：冷却介质的入口6A和出口6B，配置在同一侧端盖上，或者分别配置在不同侧端盖上。

作为一种实施例，当所述冷却介质的入口6A和出口6B配置在第二端盖3上时，入口6A设置在与某条冷却子通道对接的第一子凹槽位置处，而出口6B设置在与另一条冷却子通道对接的第二子凹槽位置处，并且在分别配合有入口6A的该条冷却子通道与配合有出口6B的另一条冷却子通道之间不再配置内置通道。

作为一种实施例，所述第二间隔距离的几何中心位置处配置有允许紧固件贯穿通过的孔道，使得通过紧固件的旋进将定子两侧端盖紧密固定在定子外壳上。

作为一种实施例，所述直通式冷却子通道的截面形状为腰型或扁口型。

作为一种实施例，所述直通式冷却子通道与定子轴向平行。

作为一种实施例，所述直通式冷却子通道围绕定子本体的圆周旋转布置。

另一方面，本发明还提供了一种电动汽车用电机定子外壳，适用于交流异步电机或永磁电机的定子，包括：上文所述的直通式冷却子通道，并且采用挤压工艺整体制造该定子外壳。

作为一种实施例，所述定子外壳采用铝或铝合金通过挤压工艺整体制造。

再一方面，本发明还提供了一种电机定子组件的容纳装置，包括：定子外壳，用于容纳电机定子；端盖，其配合在所述定子外壳轴向的两侧端部；冷却流道，分布在所述定子外壳和所述端盖中。

作为一种实施例，分布在所述定子外壳和所述端盖中的所述冷却流道为上文所述的定子用冷却流道。

还一方面，本发明还提供了一种电动汽车用电机定子，适用于交流异步电机或永磁电机，包括：定子本体；定子外壳，其沿定子本体的外轮廓周向包围并套接所述定子本体；第一端盖和第二端盖，其分别位于所述定子外壳轴向的两侧端部；定子用冷却流道，分布在所述定子外壳、第一端盖和第二端盖中；紧固件，用于紧固定子外壳与两侧端盖，以形成所述冷却流道的密封结构。

作为一种实施例，分布在所述定子外壳和所述端盖中的所述冷却流道为上文所述的定子用冷却流道。

作为一种实施例，所述冷却流道沿定子外壳的轴向呈现S型蜿蜒环绕的分布状态。

作为一种实施例，所述直通式冷却子通道的截面形状与定子本体的外轮廓弧度形状相一致，使得所述冷却子通道与定子本体之间的接触面最大化。

又一方面，本发明还提供了一种电动汽车用交流异步电机或永磁电机，包括：上文所述的定子。

本发明的创新之处在于，通过设计一种全新的具有冷却流道的定子结构，使得可以应用制作工艺相对简单的挤压工艺，从而提高成品率，降低制造成本。

进一步地，通过挤压工艺制造的冷却流道加工工艺简单，并且密封性能可以得到大大提高，经过对比远超砂型铸造、压铸或内外壳加工装配制造工艺得到的冷却流道。

进一步地，由于使用挤压工艺，可以使得定子壳具有任意所需长度，不同长度的定子产品系列可以使用同一套模具，以满足不同型号电机的规格要求，从而提高挤压工艺使用范围和定子结构的制造效率，进一步降低制造成本。

进一步地，本发明提供的电动车用电机定子外壳，采用挤压工艺集成制造具有冷却流道的定子外壳,并通过预设连通槽的端盖密封，从而构成冷却介质的闭合循环流道，这种结构及配合的挤压工艺可以大大提高成品率，降低制造成本。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种定子用冷却流道，其特征在于，包括：

直通式冷却子通道，其设置在定子外壳中，沿所述定子外壳轴线方向延伸并且贯穿所述定子外壳；

贯通凹槽，其设置在定子外壳的端盖中，用于在端盖与外壳配合后，密封并贯通不同的冷却子通道，使得冷却介质在不同的冷却子通道内流通。

2.根据权利要求1所述的冷却流道，其特征在于，所述凹槽的纵向深度根据冷却介质所需流速配置。

3.根据权利要求1所述的冷却流道，其特征在于，所述凹槽的截面形状和尺寸根据不同的冷却子通道的截面形状和尺寸以及它们之间的间隔距离配置，使得在端盖与定子外壳闭合后能够横向密封不同的冷却子通道并且纵向贯通该不同的冷却子通道。

4.根据权利要求1所述的冷却流道，其特征在于，所述直通式冷却子通道的截面形状为腰型或扁口型；和/或，

所述直通式冷却子通道与定子轴向平行；和/或

所述直通式冷却子通道围绕定子本体的圆周旋转布置。

5.一种电动汽车用电机定子外壳，其特征在于，包括：

如权利要求1-4任一所述的直通式冷却子通道，并且采用挤压工艺整体制造该定子外壳。

6.一种电机定子组件的容纳装置，其特征在于，包括：

定子外壳，用于容纳电机定子；

端盖，其配合在所述定子外壳轴向的两侧端部；

冷却流道，分布在所述定子外壳和所述端盖中；

其中，分布在所述定子外壳和所述端盖中的所述冷却流道为如权利要求1-4任一所述的定子用冷却流道。

7.一种电动汽车用电机定子，其特征在于，包括：

定子本体；

定子外壳，其沿定子本体的外轮廓周向包围并套接所述定子本体；

第一端盖和第二端盖，其分别位于所述定子外壳轴向的两侧端部；

定子用冷却流道，分布在所述定子外壳、第一端盖和第二端盖中；

紧固件，用于紧固定子外壳与两侧端盖，以形成所述冷却流道的密封结构；

其中，分布在所述定子外壳和所述端盖中的所述冷却流道为如权利要求1-4任一所述的定子用冷却流道。

8.根据权利要求7所述的电机定子，其特征在于，所述冷却流道沿定子外壳的轴向呈现S型蜿蜒环绕的分布状态。

9.根据权利要求7所述的电机定子，其特征在于，所述直通式冷却子通道的截面形状与定子本体的外轮廓弧度形状相一致，使得所述冷却子通道与定子本体之间的接触面最大化。

10.一种电动汽车用电机，其特征在于，包括：

如权利要求7-9任一权利要求所述的定子。