CN106329808B - 一种热管式绕组强化散热电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热管式绕组强化散热电机，包括两端盖和从外向内依次设置的水冷机壳、定子铁芯、定子绕组、转子及磁钢，两端盖盖在水冷机壳的两端；定子绕组的端部、定子铁芯、水冷机壳之间围成两个环形的容腔；还包括两组热管，一组热管对应一个容腔；容腔内填充电子灌封胶，热管的一端嵌入端盖中，另一端伸入容腔并固封在电子灌封胶内。本发明结构简单，制作方便，可将定子绕组端部的热量快速导出，提高热传导效率，属于新能源汽车技术领域。

Description

一种热管式绕组强化散热电机
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域，具体的说，涉及一种利用热管将电机定子绕组端部产生的热量传导至端盖，再由端盖传给水冷机壳进行散热的电机。
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。
而在永磁同步电机中，定子端部绕组大约占总绕组的40％左右。端部绕组的铜线之间由于绝缘漆的隔热作用，其传热环境非常恶劣。通过对永磁同步驱动电机进行模拟仿真和实验发现，电机定子绕组存在两端温升高，中间温升低的特点。现有技术中，电子定子绕组端部的热量较难快速导出。
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定子绕组端部的热量快速导出的热管式绕组强化散热电机。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种热管式绕组强化散热电机，包括两端盖和从外向内依次设置的水冷机壳、定子铁芯、定子绕组、转子及磁钢，两端盖盖在水冷机壳的两端；定子绕组的端部、定子铁芯、水冷机壳之间围成两个环形的容腔；热管式绕组强化散热电机还包括两组热管，一组热管对应一个容腔；容腔内填充电子灌封胶，热管的一端嵌入端盖中，另一端伸入容腔并固封在电子灌封胶内。
作为一种优选，一种热管式绕组强化散热电机，还包括两块热管压管板；端盖的外侧平面开有管槽，管槽的端部开有通孔，弯折的热管的一段置入管槽，另一段穿过通孔伸入容腔；热管压管板固定在端盖的外侧，将热管压紧在管槽中。
作为一种优选，热管的横截面为圆形，管槽的底部为与热管形状相应的半圆槽。
作为一种优选，热管置入管槽后，热管凸出于管槽0-0.5mm。
作为一种优选，热管和端盖之间涂抹有强化传热的导热硅脂。
作为一种优选，伸入容腔的热管的端部紧贴定子绕组。
作为一种优选，热管为烧结式铜热管。
作为一种优选，电机为永磁同步电机；水冷机壳和端盖的材料为铝合金，实现轻量化的同时提高了传热能力。
作为一种优选，电子灌封胶为绝缘且传热的电子灌封胶，具有高的体积电阻率和导热系数，以保证一定的绝缘性能和传热性能。
作为一种优选，每组热管均包括多根热管，同组的多根热管沿着圆周均匀布置。
本发明的原理是：将定子绕组端部积聚的热量传递到电子灌封胶中，再由电子灌封胶传递给热管，经由端盖传到水冷机壳，并最终由冷却水带走，降低定子绕组端部的温升。热管具有强大的传热能力，热阻几乎为零，可以将定子绕组端部产生的热迅速导出，实现端部绕组温升的降低，有利于提高整机的功率密度。
总的说来，本发明具有如下优点：
1.结构简单，制作方便，仅需对现有的电机进行简单改造即可，具体的说，仅需对现有电机的端盖结构进行改造即可。
2.热管可将定子绕组端部的热量快速导出，同时热管与端盖的紧密连接，降低热阻，提高热传导效率。
3.工艺简单，不需要对原有制造工艺进行大幅修改，可有效降低电机定子绕组端部的温升，提高电机的散热能力，均衡整机的温度场，有利于提高电机的功率密度。
附图说明
图1是本发明的三维示意图。
图2是本发明的剖视图。
图3是端盖的正视图。
其中，1为轴及其固定件，2为端盖，3为电子灌封胶，4为水冷机壳，5为定子铁芯，6为定子绕组，7为热管，8为转子及磁钢，9为轴承，10为热管压管板，2-1为管槽，2-2为通孔。
具体实施方式
下面来对本发明做进一步详细的说明。
一种热管式绕组强化散热电机，采用现有的永磁同步电机结构，包括轴及其固定件、两个端盖、水冷机壳、定子铁芯、定子绕组、转子及磁钢、轴承、两组热管、两块热管压管板。转子及磁钢固定在轴及其固定件上，轴及其固定件和端盖之间装有轴承，端盖固定在水冷机壳的两端，水冷机壳、定子铁芯、定子绕组、转子及磁钢从外向内依次设置。
定子铁芯的长度比定子绕组、水冷机壳短，从而在三者之间围成了两个环形的容腔，在容腔内填充电子灌封胶。
端盖的外侧平面的表面开有多个管槽，各管槽沿着电机的旋转轴线呈圆周均匀分布。管槽的深度略小于热管的直径，从而热管置入管槽后，热管略高出端盖的外侧平面，凸出于管槽0-0.5mm。管槽的底部为半圆槽，与热管形状相应，半圆槽之上为矩形槽。管槽的端部开有通孔。
热管的横截面为圆形，为烧结式铜热管。热管中部弯折，从而一段位于管槽内，另一段穿过通孔，端部伸入容腔内，被电子灌封胶固封且紧贴定子绕组的端部。
热管压管板固定在端盖的外侧，将热管压紧在管槽中。
水冷机壳和端盖均采用铝合金加工而成，端盖上的管槽为去除材料成型加工而成。首先将电机的定子绕组装配在定子铁芯上，再将定子铁芯装配进水冷机壳中。让热管表面涂抹导热硅脂，安装在端盖的管槽和通孔中，并利用热管压管板压紧固定。把水冷机壳直立，一端开口向上，将电子灌封胶按一定体积灌装进环形的容腔，待其流动均匀后，将端盖安装进去，热管插入电子灌封胶中，并静置24h等待电子灌封胶完全凝固。将转子及磁钢、轴及其固定件、轴承按一定工艺装配后，安装进水冷机壳内，并翻转水冷机壳。继续重复上述操作，灌胶并装配另一端盖。待完全凝固后，安装完剩余零部件，至此装配完成。工作时，定子绕组端部产生的热量经由热管传递到端盖，再传至水冷机壳，最终由冷却水带走，有效的降低了端部绕组温升。
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 (8)

1.一种热管式绕组强化散热电机，包括两端盖和从外向内依次设置的水冷机壳、定子铁芯、定子绕组、转子及磁钢，两端盖盖在水冷机壳的两端；定子绕组的端部、定子铁芯、水冷机壳之间围成两个环形的容腔，其特征在于：还包括两组热管，一组热管对应一个容腔；容腔内填充电子灌封胶，热管的一端嵌入端盖中，另一端伸入容腔并固封在电子灌封胶内；
伸入容腔的热管的端部紧贴定子绕组；
将定子绕组端部积聚的热量传递到电子灌封胶中，再由电子灌封胶传递给热管，经由端盖传到水冷机壳，并最终由冷却水带走；
一种热管式绕组强化散热电机，还包括两块热管压管板；端盖的外侧平面开有管槽，管槽的端部开有通孔，弯折的热管的一段置入管槽，另一段穿过通孔伸入容腔；热管压管板固定在端盖的外侧，将热管压紧在管槽中。
2.按照权利要求1所述的一种热管式绕组强化散热电机，其特征在于：所述热管的横截面为圆形，管槽的底部为与热管形状相应的半圆槽。
3.按照权利要求1所述的一种热管式绕组强化散热电机，其特征在于：所述热管置入管槽后，热管凸出于管槽0-0.5mm。
4.按照权利要求1所述的一种热管式绕组强化散热电机，其特征在于：所述热管和端盖之间涂抹有强化传热的导热硅脂。
5.按照权利要求1所述的一种热管式绕组强化散热电机，其特征在于：所述热管为烧结式铜热管。
6.按照权利要求1所述的一种热管式绕组强化散热电机，其特征在于：所述电机为永磁同步电机；水冷机壳和端盖的材料为铝合金。
7.按照权利要求1所述的一种热管式绕组强化散热电机，其特征在于：所述电子灌封胶为绝缘且传热的电子灌封胶。
8.按照权利要求1所述的一种热管式绕组强化散热电机，其特征在于：每组热管均包括多根热管，同组的多根热管沿着圆周均匀布置。
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