CN106329805A - 电机及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电机和包括该电机的车辆，其中电机包括：一壳体，其能够容纳转子与定子，并且具有一冷却道，其用于冷却介质通过，该冷却道包括：以交替的顺序沿着所述壳体的周向延伸的至少两条通道；以及至少一个导流部，其将所述至少两条通道中相邻的任意两条通道以蜿蜒的方式相互连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有特殊设计的冷却道的电机，以及还涉及具有这种电机的车辆，尤其是电动车辆或者混合动力车辆。
背景技术
在电动车辆或混合动力车辆中，尤其是设有BSG(Belt Starter Generator，皮带驱动的起动电机)装置的电动或混合动力车辆中，电机的安装空间通常较为局限，电机的冷却介质(例如冷却油或冷却水等)的出口和入口的位置和形状也受到一定限制。同时，在现有设计中，电机大多采用前端盖、后端盖、机座、接线盒等独立零件的构造，而由于空间的要求，这对电机本身的零部件数量和体积也提出了新的要求。另一方面，随时对越来越高的功率需求和功率密度要求，电机在运转时会产生更多的热量，而常规的水道设置有时不足以提供足够的热交换能力，可能影响电机的功率与功率密度的提高。
发明内容
为了解决上述一个或多个问题，本发明首先提供了一种电机，包括：一壳体，其能够容纳所述电机的转子与定子，并且具有一冷却道，其用于冷却介质通过，该冷却道包括：以交替的顺序沿着所述壳体的周向延伸的至少两条通道；以及至少一个导流部，其将所述至少两条通道中相邻的任意两条通道以蜿蜒的方式相互连接。也就是说，在壳体内，沿着壳体的周向上，设有冷却道，冷却道沿着周向往返布置。尤其是仅设有两条通道时，可以每条通道设计的较为宽，而且导流部仅有一个，由此可以提供能够覆盖定子的几乎全部径向外侧的相对路径较短的冷却通路。根据一种优选的实施方式，冷却道具有一个第一端，其与一个冷却介质入口流体连通；以及一个第二端，其与一个冷却介质出口流体连通。
根据一种优选的实施方式，所述导流部将所述通道相互流体连通在所述冷却介质入口和冷却介质出口之间形成沿着所述壳体的周向往返布置的流体通路的流体通路。通过导流部的这种设置使得冷却道能够在所述冷却介质入口与冷却介质出口之间沿着壳体的周向以来回的、往复的方式进行布置。导流部蜿蜒的布置方式也能够减少冷却介质流动的阻力。
根据一种优选的实施方式，壳体包括：一内壳体和一外壳体，其中，所述内壳体的沿着周向延伸的内壳体壁至少部分在所述电机的轴向上被所述外壳体的沿着周向延伸的外壳体壁包围，以及其中，所述冷却道形成在所述内壳体壁与外壳体壁之间。也就是说冷却道可以优选地设置在内壳体与外壳体沿着轴向重叠的区域中，位于二者之间。
根据一种优选的实施方式，所述内壳体包括一敞开的内壳体开口端和一至少部分封闭的内壳体盖端；所述外壳体包括一敞开的外壳体开口端和一至少部分封闭的外壳体盖端；其中，所述内壳体以内壳体开口端沿所述电机的轴向插入到由所述外壳体壁围成的外壳体腔中，使得所述内壳体壁的径向外周面与所述外壳体壁的径向内周面形成紧配合。更为优选的是，内壳体与外壳体通过压紧配合的方式进行连接。
更为优选的是，在所述内壳体壁的径向外周面与所述外壳体壁的径向内周面之间设有沿着所述壳体的周向布置的至少两条O型密封环，所述至少两条O型密封环可以分别靠近所述内壳体开口端与所述外壳体开口端布置。密封环可以是橡胶等本领域已知的材料制成，通过这种方式的密封环的设置，可以有效地对内、外壳体之间的流体进行密封。
更为优选的是，将所述内壳体盖端形成所述电机的第一端盖；以及所述外壳体端盖形成所述电机的第二端盖。也就是通过内壳体盖端和外壳体盖端形成电机的前、后端盖。由此可以将电机端盖与壳体形成一体，而无需附件的端盖件。这在制造时，例如压铸时可以简单地实现，由此节省部件以及成本。此外，还可以将外壳体与接线端子盒体以一体的方式形成，进而进一步节省部件。
根据一种优选的实施方式，所述冷却道通过下列方式中任意一项形成：
在所述内壳体壁的径向外周面上的凹槽道；或
在所述外壳体壁的径向内周面上的凹槽道；或者
在所述内壳体壁的径向外周面上以及在所述外壳体壁的径向内周面上的凹槽道。
通过这些布置方式，可以省去单独的管路，直接利用在内壳体壁和/或外壳体壁上形成的凹槽道形成冷却道，由此利于加工和装配。
根据一种优选的实施方式，在所述凹槽道中形成至少一条突出于所述内壳体壁的径向外周面或者突出于所述外壳体壁的径向内周面的散热肋。散热肋的布置能够进一步促进散热，
根据一种优选的实施方式，所述至少一条散热肋沿着所述凹槽道的走向延伸。
根据一种优选的实施方式，所述第一端具有朝向所述第二端的方向延伸的轴向延伸部。通过这种布置方式使得冷却道的第一端与第二端能够设置在壳体的同一轴向端侧，这样就可以将冷却介质入口与冷却介质出口也布置在同一端，由此节省安装空间。
本发明的另一个目的是提供一种车辆，特别是电动车辆或者混合动力车辆，其包括如上述各实施方式中任意一项所述的电机。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
图1以剖视图示意性地示出了依据本发明的一种实施方式的电机的局部；
图2以爆炸图示意性地示出了依据本发明的一种实施方式的电机的壳体；
图3示意性地示出了依据本发明的一种实施方式的电机的内壳体；
图4示意性地示出了依据本发明的一种实施方式的电机的内壳体；
图5以展开图示意性地示出了依据本发明的一种实施方式的电机的冷却道；
图6以展开图示意性地示出了依据本发明的一种实施方式的电机的冷却道。
附图标记列表：
10 壳体
12 内壳体
14 外壳体
20 定子
22 转子
24 电机轴
26 轴承
28 轴承
30 冷却道
31 入口、出口
32 出口、入口
34 冷却道第一端
35 第一通道
36 导流部
37 第二通道
38 冷却道第二端
39 通道
40 散热肋
100 电机
121 内壳体盖端
122 内壳体开口端
123 内壳体内腔
125 内壳体壁
141 外壳体盖端
142 外壳体开口端
143 外壳体内腔
145 外壳体壁
341 轴向延伸部
342 弯部
401 散热肋的延伸部
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
图1以剖视图示意性地示出了依据本发明的一种实施方式的电机100的主要部分。如图所示，依据本发明的电机包括一个转子轴24(即电机轴)。转子轴24通过轴承(尤其是滚动轴承)26、28以可绕电机的轴向x转动的方式被支承。在转子轴24的径向外侧环绕地设有电机100的转子22，其随转子轴24一同转动。电机100的定子20环绕在所述转子22的径向外侧。电机100的这些功率部件通过一个壳体10包围，进而提供保护。在图1中可以看到，为了对电机100的功率部件进行散热，在电机100的壳体10中设有冷却道30。
图2以爆炸图(部分剖开)示意性地示出了依据本发明的一种实施方式的电机的壳体10的构造。结合图1可以看出，依据本发明的该种实施方式的壳体10包括相互嵌套的一个内壳体12和一个外壳体14。具体而言，所述内壳体12与所述外壳体14均成圆柱形的、近似桶装设计。内壳体12具有环绕的，沿着周向延伸的内壳体壁125。内壳体壁125在沿着轴向x的一端开口，形成内壳体开口端122，在内壳体壁125沿着轴向x的另一端则形成盖状的内壳体盖端121。在此需指出，内壳体12的盖端121并非完全封闭，其盖状壁上设有用于容纳轴承26的凸起部，并开设有孔，用于转子轴20穿过。与此类似地，外壳体14也具有环绕的，沿着周向延伸的外壳体壁145。外壳体壁145在沿着轴向x的一端开口，形成外壳体开口端142，在外壳体壁145沿着轴向x的另一端则形成盖状的外壳体盖端141。类似地，外壳体14的盖端141也并非完全封闭，其也设有孔，用于转子轴20穿过。内壳体12以内壳体开口端122沿所述轴向x插入到由所述外壳体壁145围成的外壳体腔143中，使得所述内壳体壁125的外周面与所述外壳体壁145的内周面形成压紧配合。内壳体盖端121可以形成电机的第一端盖，如前端盖，其位于电机轴24的输出端；外壳体盖端141可以形成电机的第二端盖，例如后端盖。由此无需单独设置电机的端盖，有利的利用内壳体12与外壳体14形成即可。其中，内壳体12与外壳体14之间还可以通过O型环密封。O型环可以布置在内壳体开口端122的附近与外壳体开口端142的附近。内壳体12与外壳体14可以通过压铸的方式制造而成。虽然没有示出，外壳体14上可以集成端子盒，使得外壳体14与接线端子盒形成一体。
在图2中还示出了冷却道30的一种构造。在内壳体壁125的朝向所述外壳体14的径向外侧的外表面上设有低陷于所述内壳体壁125的凹槽道33。在依据本发明的这种实施方式中，凹槽道33在所述内壳体壁125上环绕着轴向x沿着内壳体12的外表面在周向上延伸。也就是说，在壳体10内，沿着壳体10的周向上，设有冷却道30，冷却道30沿着周向往返布置。
该凹槽道33与外壳体14的外壳体壁145的内表面配合形成封闭在内壳体12与外壳体14之间的冷却道30。虽然没有示出，但是可以想到的是，在外壳体壁145的内表面上也可以形成与所述内壳体壁125的凹槽道33相对应的凹槽道，由此由所述外壳体壁145的内表面与所述内壳体壁125的外表面上的一对凹槽道相互配合形成冷却道30。
在图2所示的依据本发明的这种实施方式中，冷却道30沿着壳体10的周向盘绕了两周。尤其是仅设有两条通道时，可以每条通道设计的较为宽，由此可以提供能够覆盖定子的几乎全部径向外侧的相对路径较短的冷却通路。其具体的走向方式在后面进行详细说明。
图3示意性地示出了依据本发明的壳体10的一种实施方式，其具体示出了冷却道30的一种盘绕方式。在图3中为了更好地表示出冷却道30的形状，省去了外壳体14，仅示出了内壳体12的内壳体壁125上的凹槽道33的走向，即冷却道30的走向。可以看到，冷却道30包括两个封闭的端部，即第一端34与第二端38。其中，第一端34与冷却道30的冷却介质入口31流体连通；第二端38与冷却道30的冷却介质出口32流体连通。需要说明的是，第一端34也可以与冷却介质出口32连通；第二端38也可以与冷却介质入口31连通。冷却介质入口31与冷却介质出口32可以是两个L型的管件。为了节省安装空间，优选地将冷却介质入口31与冷却介质出口32设置在壳体10的轴向x的同一侧，如图3中所示，设置在内壳体开口侧122。冷却道30包括沿着壳体10的周向延伸的两条通道(在此实施方式中为第一通道35与第二通道37)，这两条通道通过一个导流部36进行流体连接。该导流部36呈近似弧形，其能够以减少阻力的方式将第一通道35与第二通道37直接流体连通，形成在冷却介质入口与冷却介质出口之间的连续贯通的冷却通路。为了使冷却介质入口与冷却介质出口设置在壳体10的同一轴向端侧，例如内壳体开口侧122，还可以将位置远离该开口侧的通道的端部朝该开口侧弯曲设计。如图3中的第一端34具有朝向开口侧延伸的轴向延伸部341，由此可以通过该延伸部341与冷却介质入口31连接，使得冷却介质入口31与冷却介质出口32能够设置在同一侧。为了轴向延伸部341与周向延伸的第一通道35的连接还设有一个弯部342。若将冷却介质入口31和冷却介质出口32设在壳体10的另一侧，则可以类似地对第二通道37进行设计，即反之亦然。这样可以有效地节省电机安装时的空间。
图4示意性地示出了依据本发明的壳体10的另一种实施方式。在该实施方式中，为了更清楚地显示仅示出了内壳体12。内壳体12的内壳体壁125上的凹槽道33的走向与图3所示的实施方式类似，主要的区别在于在凹槽道33中还设有散热肋40。散热肋40可以是如图中所示沿着凹槽道33的走向延伸的、彼此平行设置的复数条散热凸起40。为了提高在第一通道35的弯部342处的散热，散热肋40也沿着该弯部342设有延伸部401。除了如图所示的三条平行设置的散热肋40的布置方式，还可以设有两条、四条或根据空间设置更多条沿着凹槽道33延伸的散热肋。此外，虽然没有示出，但是散热肋40还可以是与壳体10的周向成一定角度(例如锐角)设置的多个散热肋段，或者沿着冷却介质的流动方向成横向的“人”字形联系布置。此外，这些散热肋40除了可以设置在内壳体12上，还可以设置在外壳体14的内表面上与凹槽道33对应的区域中。或者，这些散热肋40还可以分别设置在内壳体12与外壳体14上。具体的布置方式在此不再赘述。
为了更为清楚地示出冷却道30的布置方式，图5以展开的方式示意性地示出了依据本发明的一种实施方式的冷却道30。该冷却道30具有沿着壳体10的周向(或者周长方向)延伸的两条通道35、37以及一个导流部36，其将所述相邻的两条通道35、37中以蜿蜒的方式相互连接。箭头示意性地示出了冷却介质的在冷却道30中的流动方向，导流部36使得冷却介质能够以较小的阻力从第一通道35流入到第二通道37中，进而从与第二通道37连通的冷却介质出口流出。当然，冷却介质也可以以如图所示的方向相反的方向流动。
图6也以类似的方式示出了依据本发明的一种冷却道30’。该冷却道30’包括以交替的顺序沿着所述壳体10的周向延伸的四条通道39，以及三个导流部36，其将所述四条通道39中相邻的任意两条通道以蜿蜒的方式相互连接，使得冷却介质能够在冷却介质出口和入口之间朝一个方向流动。可以想到的是，根据电机的轴向尺寸，还可以设置更少的或者更多条通道39，例如三条、五条、六条等等(N条)，并且对应的设置两个、四个、五个等等(N-1个)导流部。在此不再赘述。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。
Claims (12)
1.电机(100)，包括：
一壳体(10)，其能够容纳所述电机(100)的转子(22)与定子(20)，并具有一冷却道(30；30’)，其用于冷却介质通过，该冷却道包括：
至少两条以交替的顺序沿着所述壳体(10)的周向延伸的通道(35、37；39)；以及
至少一个导流部(36)，其将所述通道(35、37；39)中相邻的任意两条通道以蜿蜒的方式相互连接。
2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述冷却道(30)具有：
一个第一端(34、38)，其与一个冷却介质入口(31)流体连通；以及
一个第二端(38、34)，其与一个冷却介质出口(32)流体连通。
3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述导流部(36)将所述至少两条通道(38)相互流体连通在所述冷却介质入口(31)和冷却介质出口(32)之间形成沿着所述壳体(10)的周向往返布置的流体通路。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的电机，其特征在于，所述壳体(10)包括：
一内壳体(12)，和
一外壳体(14)，其中，所述内壳体(12)的沿着周向延伸的内壳体壁(125)至少部分在所述电机的轴向(x)上被所述外壳体(14)的沿着周向延伸的外壳体壁(145)包围，以及其中，
所述冷却道(30)形成在所述内壳体壁(125)与外壳体壁(145)之间。
5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，
所述内壳体(12)包括一敞开的内壳体开口端(122)和一至少部分封闭的内壳体盖端(121)；
所述外壳体(14)包括一敞开的外壳体开口端(142)和一至少部分封闭的外壳体盖端(141)；其中，
所述内壳体(12)以内壳体开口端(122)沿所述电机的轴向(x)插入到由所述外壳体壁(145)围成的外壳体腔(143)中，使得所述内壳体壁(125)的径向外周面与所述外壳体壁(145)的径向内周面形成紧配合。
6.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，在所述内壳体壁(125)的径向外周面与所述外壳体壁(145)的径向内周面之间设有沿着所述壳体(10)的周向布置的至少两条O型密封环，所述至少两条O型密封环分别靠近所述内壳体开口端(122)与所述外壳体开口端(142)布置。
7.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，
所述内壳体盖端(121)形成所述电机的第一端盖；以及
所述外壳体端盖(141)形成所述电机的第二端盖。
8.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，
所述冷却道(30)通过下列方式中任意一项形成：
在所述内壳体壁(125)的径向外周面上的凹槽道(33)；或
在所述外壳体壁(145)的径向内周面上的凹槽道；或者
在所述内壳体壁(125)的径向外周面上以及在所述外壳体壁(145)的内周面上的凹槽道。
9.根据权利要求8所述的电机，其特征在于，在所述凹槽道(33)中形成至少一条突出于所述内壳体壁(125)的径向外周面或者突出于所述外壳体壁(145)的径向内周面的散热肋(40)。
10.根据权利要求8所述的电机，其特征在于，所述至少一条散热肋(40)沿着所述凹槽道(33)的走向延伸。
11.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述第一端(34)具有朝向所述第二端(38)的方向延伸的轴向延伸部(341)。
12.车辆，特别是电动车辆或者混合动力车辆，其包括如上述权利要求1-11中任意一项所述的电机。
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|---|---|---|---|---|
| CN108696040A (zh) * | 2018-06-04 | 2018-10-23 | 珠海英搏尔电气股份有限公司 | 一种水冷电机壳及电机 |
| CN108696040B (zh) * | 2018-06-04 | 2024-01-30 | 珠海英搏尔电气股份有限公司 | 一种水冷电机壳及电机 |
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Application publication date: 20170111 |
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