CN106160347B - 一种高效节能的电动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高效节能的电动机，涉及纯电动汽车的电动机领域，包括外壳、导油板和动力源，动力源包括定子、与定子对应的转子，定子固定设置于所述外壳内，转子旋转设置在外壳内，外壳还开设有进油口和出油口，进油口设置在所述转子的一侧，出油口设置在转子的另一侧，导油板固定设置在转子的转轴上，导油板设置在定子和所述进油口之间，所述导油板上开设有导油口，所述导油口上设有倾斜的叶片。本发明提供的电动机的有益效果是通过采用冷却油作为冷却介质，通入到电动机中，让电动机在保证正常运转的同时通过冷却油进行换热，提高了电动机的散热效率，保证了电动机的正常运转，高效节能，对电力高效利用。

Description

一种高效节能的电动机

技术领域

本发明涉及纯电动汽车的电动机领域，具体而言，涉及一种电动机。

背景技术

现有的电动机内部电子线路复杂，电动机内部散热通过空气向外传导，散热效率低，如果采用大功率的电动机，根据焦耳定理，电动机在使用时线路中的电流将会产生更高的热量，有可能过热将线路烧坏，造成电动机的损坏，使用不方便，电能大部分转化成了热能，没有能够高效利用。

发明内容

本发明供一种电动机，以解决上述的问题。

在本发明的提供的电动机，包括外壳、导油板和动力源，所述动力源包括定子、与定子对应的转子，所述定子固定设置于所述外壳内，所述转子旋转设置在所述外壳内，所述外壳还开设有进油口和出油口，所述进油口设置在所述转子的一侧，所述出油口设置在所述转子的另一侧，所述导油板固定设置在所述转子的转轴上，所述导油板设置在所述定子和所述进油口之间，所述导油板上开设有导油口，所述导油口上设有倾斜的叶片。

转子通过转轴在外壳内能够绕转轴的轴心线转动，与定子配合，电动机通电后，在磁场力的作用下，转子转动，同时充满外壳内的冷却油在导油板旋转产生的推力的带动下也开始流动，冷却油从进油口进入外壳内，在导油板上的倾斜的叶片的作用下，导油板产生推力，冷却油被导油板从进油口的一侧吸入，并压缩流向出油口的一侧，冷却油通过导油板的驱动，流经转子和定子之间的缝隙，最后通过外壳上的出油口流出。导油板上导油口的设置，通过利用倾斜叶片旋转产生的推力，实现了冷却油在外壳内的流动和排出。冷却油在流动的过程中，将电动机因电流产生的电热吸收，通过出油口随冷却油排出，将转子和定子上的热量带走，达到了对电动机的冷却，由于液体的换热系数要高于空气，所以采用冷却油进行降温，冷却速度更快，冷却效率更高，同时采用冷却油作为冷却介质能够防止电动机在静电、高频率的条件下工作产生跳火现象（跳火现象：在定子线圈被转子的永磁体磁力线切割时会在感应电流下出现高压电，高压电在空气介质中进行放电）。

进一步地，所述定子固定设置在所述外壳的内部的中央，所述转子环绕对应所述定子设置在外壳内。采用转子设置在定子外侧的外转子模式，能够更好的适用于大功率电动机。

进一步地，所述转子设置在外壳的内部的中央，所述转子通过转轴旋转支承在外壳内，所述定子环绕对应所述转子固定设置在外壳内。采用内转子的模式，结构简单制造方便。

进一步地，还包括封油环和回流环，所述封油环设在所述外壳内壁上，所述封油环相邻所述导油板设置，所述回流环设置在所述封油环和所述导油板之间，所述回流环一侧的边缘固定连接在所述封油环上，所述回流环的另一侧的边缘贴合所述导油板。由于回流环的设置，使得冷却油在一定压力下只能实现沿从进油口向出油口附近的单向流动，防止冷却油的回流，提高了冷却油的流动速率，进而提高了散热速度和效率，另一方面，当超过临界压力后，冷却油才能通过回流环进行回流，减小了外壳内导油轮与转子之间的冷却油的压强。

进一步地，所述封油环为两个，两个所述封油环分别设置在所述导油板两侧，每个所述封油环上分别设有所述回流环，每个所述回流环靠近所述转子的一侧向所述外壳倾斜，所述回流环远离所述转子的一侧向所述转轴倾斜。两个封油环和两个回流环构成了一组完整的回流体系，一组回流环回流阀值有限，两个回流环的回流阀值有效提高，在低速与怠速时，其压力较小，不足以推开回流环回流，而在高速下，压力上升的情况中，压力大过回流环的阀值后，回流环就会被顶开，平衡整体外壳内的压力。

进一步地，所述动力源至少为两个，所述至少两个动力源相邻并排设置在所述外壳内。这样设置的两个动力源能够通过控制系统对多个动力源进行分组，对不同组的动力源进行单独控制，这样就能够实现不同马力的输出来适应不同的使用需求。

进一步地，所述转子为永磁体转子，所述永磁体转子的磁极沿所述转子的外圆环形阵列并交叉设置。

进一步地，相邻的两个所述动力源之间的磁极交叉排列。交叉排列的磁极构成互补，能够补充换向时相邻转子之间产生的反旋与扭力，提高电动机扭力的输出。

进一步地，相邻的两个所述动力源之间的相同磁极并排排列。相邻的动力源之间对应位置设置相同的极性，通过永磁体转子的极性叠加，受到定子的磁场力更大，使得电动机能够快速的变速与变马力。

进一步地，所述电动机还包括发电腔外壳和至少一个发电源，每个所述发电源包括发电转子和发电定子，所述发电转子旋转设置在所述发电腔外壳内，与所述发电转子相对的所述发电定子固定在所述发电腔外壳内，所述发电转子与所述转轴相连。利用将发电机和电动机相连，通过与电动机相连的发电轮带动发电源工作，能够实现在电动机工作的同时，生成一部分电力，供其他部分使用，提高电能的高效利用。

本发明提供的电动机的有益效果是通过采用冷却油作为冷却介质，通入到电动机中，让电动机在保证正常运转的同时通过冷却油进行换热，提高了电动机的散热效率，保证了电动机的正常运转，高效节能，实现了对电力高效利用。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的电动机的示意图；

图2是本发明第二实施例提供的电动机的示意图；

图3是本发明第二实施例提供的电动机的导油板的局部放大示意图；

图4是本发明第二实施例提供的导油板主视图；

图5是本发明第二实施例提供的导油板的示意图；

图6是本发明第三实施例提供的电动机的示意图；

图7是本发明第三实施例提供的电动机的转子的主视图；

图8是本发明第三实施例提供的电动机的转子的侧视图；

图9是本发明第四实施例提供的电动机的示意图；

图10是本发明第四实施例提供的电动机的转子的侧视图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

如图1所示是本发明第一实施例提供的电动机，包括外壳1和一个动力源，动力源包括定子2、与定子2对应的转子3，定子2固定设置于外壳1内，定子2贴合在外壳1内部，转子3通过转轴31旋转支承设置在外壳1内，外壳1还开设有进油口4和出油口5，进油口4设置在转子3的一侧，出油口5设置在转子3的另一侧，导油板6固定设置在转子的转轴31上，导油板6设置在定子2和进油口4之间，导油板6上开设有导油口，导油口上设有倾斜的叶片。定子2固定设置在外壳1内的内部的中央，转子3环绕对应定子2设置在外壳1内。

本实施例的电动机的转子3通过转轴31在外壳1内能够绕转轴31的轴心线旋转，转轴31旋转支承在外壳1内，每个动力源的转子3和定子2的位置相对应，转子3和定子2能够进行配合，通过电磁感应产生动力。对定子2通电后，转子3在定子2产生的磁场中，转子3和定子2的磁场力相互作用，转子3发生转动，与转子3的转轴31相连的导油板6一同旋转，导油口的倾斜的叶片产生推力，利用推力将冷却油从靠近进油口4的一侧压入到靠近出油口5的一侧，冷却油在导油板6产生的推力作用下，流过转子3和定子2之间的缝隙，流到靠近出油口5处，通过出油口5排出。冷却油在这个流动的过程中，吸收了定子2产生的电热，将外壳1内的热量携带走，通过出油口5排出，降低了电动机外壳1内的温度，达到了对电动机的冷却降温，由于液体的换热系数远大于空气，所以采用冷却油对发动机进行降温散热，能够达到更好的冷却效果，同时还能够有效的防止电动机在静电、高频率的条件下工作产生跳火现象。

如图2-5所示是本发明第二实施例提供的电动机，包括外壳1和一个动力源，动力源包括定子2、与定子2对应的转子3，定子2固定设置于外壳1内，定子2贴合在外壳1内部，转子3通过转轴31旋转支承设置在外壳1内，外壳1还开设有进油口4和出油口5，进油口4设置在转子3的一侧，出油口5设置在转子3的另一侧。

转子3设置在外壳1的内部的中央，转子3通过转轴31旋转支承在外壳1内，定子2环绕对应转子3固定设置在外壳1内。

本实施例提供的电动机还包括导油板6、封油环7和回流环8。导油板6固定设置在转子3的转轴31上，导油板6设置在定子2和进油口4之间，导油板6上开设有导油口，导油口上设有倾斜的叶片。

封油环7为两个，封油环7设置在外壳1内壁上，封油环7相邻导油板6设置，两个封油环7分别设置在导油板6两侧，每个封油环7上设有回流环8，回流环8设置在封油环7和导油板6之间，回流环8一侧的边缘固定连接在封油环7上，回流环8的另一侧的边缘贴合导油板6。设置在靠近转子3一侧的回流环8向转轴31倾斜，设置在远离转子3一侧的回流环8向外壳1倾斜。每个回流环8靠近转子3的一侧向外壳1倾斜，回流环8远离转子3的一侧向转轴31倾斜。

本实施例的电动机的转子3通过转轴31在外壳1内能够绕转轴31的轴心线转动，转轴31旋转支承在外壳1内，定子2固定安装在外壳1内，转子3和定子2的为位置相对应，转子3和定子2能够进行电磁感应配合，对定子2通电后，定子2产生磁场，转子3在定子2的磁场力的作用下发生转动，同时冷却油从进油口4流入外壳1内，流到导油板6处，导油板6随转轴31旋转，冷却油被导油板6从靠近进油口4的一侧吸入，并压缩流向出油口5的一侧，冷却油通过导油板6的推动，流经转子3和定子2之间的缝隙，流到靠近出油口5处，通过出油口5排出。冷却油在这个流动的过程中，吸收了外壳1内定子线圈电流产生的电热，将外壳1内的大量热量携带走，通过出油口5排出，降低了电动机外壳1内的温度，达到了对电动机的冷却降温，由于液体的换热系数远大于空气，所以采用冷却油对发动机进行降温散热，能够达到更好的冷却效果。

同时，由于导油板6、封油环7和回流环8的存在，将整个电动机外壳1内部划分为几个腔室，分别为负压腔，高压腔和平压腔，负压腔因为进油口4较小，流入的冷却油量较小，所以相对压强较低。高压腔则是因为转子3在中高速转动时，动力源之间的缝隙不足以让五分之三到五分之四的冷却油流过，造成了在高压腔内冷却油的积压，从而形成的高压腔，但是当高压腔内的压强过大时，会冲开回流环8，流入到负压腔中，从而降低高压腔的压力，直到冷却油的压力不能顶开回流环8。最后一个是平压腔，从高压腔流出的高温冷却油的暂时停留处，因出油口5较大，所以冷却油不会在此腔体积压形成较高的压力。其中，在高压区中转子3和导油板6之间的区域为相对特高压腔，是属于高压腔的一部分，由于电动机转子3在中高速转动的时候，冷却油不能快速的通过转子3和定子2之间的缝隙，造成大量的冷却油滞留，从而使得这里的冷却油压强相对较高。

设置在导油板6两侧的封油环7和回流环8组成一组完整的双重回流系统，在低速与怠速时，高压腔内的冷却油的压力不足以推开两个回流环8进行回流，而在高速下，冷却油大量滞留，高压腔的压力持续上升，特别是相对特高压腔压力上升更大，当压力大过了回流环8的阻挡的阀值后，回流环8就会被顶开，部分冷却油流进低压腔，减少了高压腔的部分高压，平衡了整个外壳1内的冷却油的整体压力。

如图6-8所示是本发明第三实施例提供的电动机，包括外壳1和六个动力源，六个动力源并排设置在转轴31上。动力源包括定子2、与定子2对应的转子3，定子2固定设置于外壳1内，定子2贴合在外壳1内部，转子3通过转轴31旋转支承设置在外壳1内，外壳1还开设有进油口4和出油口5，进油口4设置在转子3的一侧，出油口5设置在转子3的另一侧，导油板6固定设置在转子的转轴31上，导油板6设置在定子2和进油口4之间，导油板6上开设有导油口，导油口上设有倾斜的叶片。

同时，在本实施例中，转子3为永磁体转子，转子3的磁极交叉设置并沿转子3的外圆环形阵列。多个动力源之间相邻设置，相邻的动力源之间的永磁体转子3磁极交叉排列，能够补充换向时相邻转子3之间产生的反旋与扭力，提高电动机扭力的输出。永磁体转子的磁极沿所述转子的外圆环形阵列并交叉设置，整个转子3如图5所示，这种结构的转子3和定子2通过多磁极的共同配合，实现了动力最大化的输出，有效的提高了转子3转动的扭力输出。同时相邻的动力源之间的永磁体转子3的极性也是交叉排列，当全部动力源的转子3同时旋转时，相邻的转子3之间交叉排列的磁极能够进行磁场力的互补，提高电动机的扭力输出。

本实施例的电动机的所有动力源的转子3通过转轴31在外壳1内能够绕转轴31的轴心线转动，转轴31旋转支承在外壳1内，所有动力源的定子2固定安装在外壳1内，每个动力源的转子3和定子2的为位置相互对应，转子3和定子2能够进行配合，定子2通电后，转子3在定子2形成的磁场力的作用下发生转动，由于导油板6和转子3共同设置在转轴31上，导油板6也开始旋转，导油板6上的倾斜的叶片开始产生推力，充满外壳1内的冷却油在导油板6的推力作用下开始流动，冷却油从进油口4流入外壳1内，流到导油板6处，冷却油被导油板6从靠近进油口4的一侧吸入，并压缩流向出油口5那侧，冷却油通过导油板6的推动，流过转子3和定子2之间的缝隙，流至出油口5处，通过出油口5排出。冷却油在这个流动的过程中，吸收了定子2产生的大量电热，将定子2上的热量携带走，通过出油口5排出，降低了电动机外壳1内的温度，达到了对电动机的冷却降温，由于液体的换热系数远大于空气，所以采用冷却油对发动机进行降温散热，能够达到更好的冷却效果，同时还能够有效的防止电动机在静电、高频率的条件下工作产生跳火现象。

如图9-10所示是本发明第四实施例提供的电动机，包括外壳1和动力源，动力源包括定子2、和定子2对应的转子3，定子2固定设置于外壳1内，定子2贴合在外壳1内部，转子3通过转轴31旋转支承设置在外壳1内并与定子2的位置相对应，外壳1还设有进油口4和出油口5，进油口4设置在转子3的一侧，出油口5设置在转子3的另一侧。

动力源为六个。多个转子3和定子2相邻并排设置在外壳1内，转子3为永磁体转子，转子3的的磁极交叉设置并沿转子3外圆环形排列。相邻的动力源之间的转子的相同磁极并排排列，相邻的动力源的磁极的极性在相同位置对应相同，这样的多个动力源进行组合后，通过磁场之间的相互叠加，使得电动机能够快速的变速与变马力。而且通过加装控制系统，对六个动力源进行分组控制，能够适用于不同的动力需求。

本实施例提供的电动机还包括导油板6、封油环7和回流环8。导油板6固定设置在转子3的转轴31上，导油板6设置在定子2和进油口4之间，导油板6上开设有导油口，导油口上设有倾斜的叶片。

封油环7为两个，封油环7设置在外壳1内壁上，封油环7相邻导油板6设置，两个封油环7夹设在导油板6两侧，每个封油环7上设有回流环8，回流环8设置在封油环7和导油板6之间，回流环8一侧的边缘固定连接在所述封油环7上，回流环8的另一侧的边缘贴合导油板6。每个回流环8靠近转子3的一侧向外壳1倾斜，回流环8远离转子3的一侧向转轴31倾斜。

本实施例的电动机的转子3通过转轴31在外壳1内能够绕转轴31的轴心线转动，转轴31旋转支承在外壳1内，定子2固定安装在外壳1内，转子3和定子2的为位置相对应，转子3和定子2能够进行配合，定子2的线圈通电后，转子3在定子2产生的磁场力的作用下发生转动，同时充满外壳1内的冷却油也开始流动，冷却油从进油口4流入外壳1内，流到导油板6处，转轴31旋转同时带动导油板6和转子3一同进行旋转，冷却油流到导油板6处，冷却油在导油板6的转动产生的推力作用下，向着出油口5处流动，通过定子2和转子3之间的缝隙，最后经出油口5流出电动机。冷却油在这个流动的过程中，吸收了转子3和定子2产生的电热，将转子3和定子2上的热量携带走，通过出油口5排出，降低了电动机外壳1内的温度，达到了对电动机的冷却降温，由于液体的换热系数远大于空气，所以采用冷却油对发动机进行降温散热，能够达到更好的冷却效果。

由于封油环7和回流环8的设置，特别是回流环8与导油板6成角度的倾斜设置，形成一组单向阀，使得在限制的压力下，冷却油只能向单一方向流动，即向从进油口4向出油口5的方向流动。单向流动能够有效的防止冷却油未流经转子3和定子2之间的缝隙就回流，没有及时通过出油口5排出，影响电动机的冷却效率。只有当在导油板6与转子3之间的冷却油的内压过大，超过回流环8的压力界限的时候，冷却油会冲开回流环8，向进油口4和导油板6之间进行回流，从而降低导油板6和转子3之间的相对特高压腔的冷却油的油压，直至冷却油的油压和回流环8的压力界限相平衡。冷却油在流经定子2和转子3的缝隙的时候，将定子2和转子3上存在的热量吸收并携带走，并最后一齐从出油口5排出，达到了对整个电动机的冷却，又由于冷却油比空气具有更高的导热系数，冷却油的换热效果更好，提高了电动机的冷却效率。

本电动机还包括发电腔外壳11、发电轮9和两个发电源，发电源包括发电转子32和发电定子22，发电转子32旋转设置在发电腔外壳11内，与发电转子32相对的发电定子22固定在发电腔外壳11内，发电转子32与转轴31相连。

将发电腔外壳11设置到电动机的外壳1外，发电转子32与转轴31的一端相连，这样当转轴31旋转时，发电转子也一起旋转，同时还发电定子22固定设置在发电腔外壳11内，发电定子22和发电转子32相对应，发电定子22环绕发电转子32设置。当电动机旋转开始旋转之后，电动机的转轴31开始转动，发电定子22同时旋转，带动发电源的发电转子32开始旋转，通过和发电源的发电定子22发生电磁感应现象，产生一定的电流，将电流引出就能够供应到其他部分机构进行供电。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种电动机，包括外壳、导油板和动力源，所述动力源包括定子、与定子对应的转子，所述定子固定设置于所述外壳内，所述转子旋转设置在所述外壳内，其特征在于，所述外壳还开设有进油口和出油口，所述进油口设置在所述转子的一侧，所述出油口设置在所述转子的另一侧，所述导油板固定设置在所述转子的转轴上，所述导油板设置在所述定子和所述进油口之间，所述导油板上开设有导油口，所述导油口上设有倾斜的叶片；

所述定子固定设置在所述外壳的内部的中央，所述转子环绕对应所述定子设置在外壳内；

所述的电动机还包括封油环和回流环，所述封油环环设在所述外壳内壁上，所述封油环相邻所述导油板设置，所述回流环设置在所述封油环和所述导油板之间，所述回流环一侧的边缘固定连接在所述封油环上，所述回流环的另一侧的边缘贴合所述导油板；

所述封油环为两个，两个所述封油环分别设置在所述导油板两侧，每个所述封油环上分别设有所述回流环，所述回流环靠近所述转子的一侧向所述外壳倾斜，所述回流环远离所述转子的一侧向所述转轴倾斜；

所述动力源为两个，所述两个动力源相邻并排设置在所述外壳内。