CN106877558A - 电动汽车驱动电机轴、电机、电动汽车以及电动汽车驱动电机轴的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动汽车驱动电机轴，所述电动汽车驱动电机轴包括轴体和端盖，其中：所述轴体上设置有第一连接端和第二连接端，所述轴体内设置有阶梯孔，所述阶梯孔内设置有第一连接孔和第二连接孔，其中第一连接孔的直径大于第二连接孔的直径，所述第一连接孔的一端靠近端盖一端且位于第一连接端内，所述第一连接孔的另一端与第二连接孔一端连接，所述第二连接孔的另一端贯穿第二连接端，所述第一连接孔内设置有螺旋状槽；所述端盖上设置有多个小孔，所述小孔均匀分布于端盖上，所述端盖内设置有不贯穿端盖的连接孔，其中所述分布于端盖上的小孔与所述设置于端盖内的连接孔贯通。本发明结构简单能够实现电机轴的快速散热且满足密封要求。

Description

电动汽车驱动电机轴、电机、电动汽车以及电动汽车驱动电机 轴的加工方法

技术领域

本发明涉及电动汽车驱动电机的冷却系统领域，具体而言涉及一种空心、自冷却的驱动电机轴的设计。

背景技术

电机在使用过程中由于各种损耗的存在，使温度不断升高，如不能很好的对其进行冷却，会影响电机的使用寿命，电动汽车的电机的功率一般都较大，其损耗功率的绝对值也就大，为了正常使用，冷却尤其重要。

对于开启式电机，一般采用环境空气直接进入电机内部进行冷却，冷空气将电机热量直接带走并排除到周围的环境中。空气在电机内部的行走路线主要有两种。一种是轴向，冷空气从电机一端进入，从另一端排出。因只要一端装风扇，所以能装较大直径的风扇，冷却效果比较好，铁芯结构较紧凑。缺点是通风损耗较大，沿电机轴向的温度分布不均匀，一般用于容量较小的电机。另一种是径向，冷空气从两端进入，从铁芯的径向通风道排出。其缺点是由于两端均要装风扇，故风扇的外径只能小于转子的外径，限制了风扇的能力，且需要有径向通风槽，使电机尺寸略大。

对于封闭式电机，在机壳内空气的流动与开启式类似。封闭式电机与开启式电机冷却方式的最大差异之处在于封闭式电机冷却时需要将机壳内的热空气与外界的冷介质换热，最常用的介质是空气，其次是水。当用空气做冷却介质时，通常用与电机同轴的外风扇来产生风压驱动外界空气；如用水冷，则需用专用水泵来驱动循环冷媒水在冷却水箱中循环对机壳内的热空气进行冷却。

但是采用环境空气直接进入电机内部进行冷却的方式无法直接冷却电机中温度最高的轴心部位；如果采用将机壳内的热空气与外界的冷介质换热的方式对电机进行冷却，冷却效果虽然得到了提升，但是需要加装水泵、水泵支架、水泵控制器、冷却水管、水箱、水箱散热风扇等许多附件，增加了电机本身的重量，提高了成本，又多消耗了能源，对于电动汽车领域，是一个急需改进的技术课题。

发明内容

本发明目的在于提供一种空心、自冷却电动汽车驱动电机轴设计，其省去了驱动电机冷却系统的诸多附件，减轻重量、降低成本、节省车载能源，又能直接将冷却空气送入电机轴芯部，通过空气流的强力作用，达到高效冷却电机轴的目的的电动汽车驱动电机轴及其加工方法。

本发明的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。

为达成上述目的，本发明提出一种电动汽车驱动电机轴，所述电动汽车驱动电机轴包括轴体和端盖，其中：

所述轴体上设置有第一连接端和第二连接端，所述轴体内设置有阶梯孔，所述阶梯孔内设置有第一连接孔和第二连接孔，其中第一连接孔的直径大于第二连接孔的直径，所述第一连接孔的一端靠近端盖且位于第一连接端内，所述第一连接孔的另一端与第二连接孔一端连接，所述第二连接孔的另一端贯穿第二连接端，所述第一连接孔内设置有螺旋状槽；

所述端盖上设置有多个小孔，所述小孔均匀分布于端盖上，所述端盖内设置有不贯穿端盖的连接孔，其中所述分布于端盖上的小孔与所述设置于端盖内的连接孔贯通。

进一步地，前述的端盖上的小孔与所述不贯穿端盖的连接孔的外圆相切。

进一步地，前述的分布于端盖上的小孔为3个，所述相邻的两个小孔呈120°均匀分布于端盖上。

进一步地，前述的所述小孔为锥度孔。

进一步地，前述的小孔在端盖上的直径大于与连接孔相切的孔的直径。

进一步地，前述的阶梯孔内设置的螺旋状槽的旋向与电机轴正向旋转的方向相同。

进一步地，前述的端盖上的小孔的切线方向与所述螺旋状槽的旋向相同。

本发明的另一方面提出一种电机，所述电机包括前述的电动汽车驱动电机轴。

本发明的另一方面提出一种电动汽车，所述电动汽车以前述的电机作为驱动电机。

本发明的另一方面提出一种电动汽车驱动电机轴的加工方法，所述方法如下：

在轴体上设置第一连接端和第二连接端，在轴体内设置阶梯孔，所述阶梯孔内设置有螺旋状槽；

在端盖上设置多个小孔，小孔均匀分布于端盖上，端盖内设置有不贯穿端盖的连接孔，分布于端盖上的小孔与所述设置于端盖内的连接孔贯通。

由以上技术方案可知，本发明的电动汽车驱动电机轴，在电机轴开始转动后，设置于端盖上的小孔压缩周围空气，使空气进入设置于轴体内的螺旋状槽内，由于小孔与不贯穿端盖的连接孔相切，使进入连接孔内的空气产生一定的旋转动力，进入轴体后，设置于轴体内的螺旋状槽经进入的空气再进一步旋动，加速，沿螺旋面冲刷整个轴体的阶梯孔后从阶梯孔的另一端排出。

上述的结构的作用是从锥度孔吸入的空气在流过电机轴内设置的阶梯孔时，不再是简单的平直流过，而是对整个阶梯孔产生了一定的旋转压力与冲刷，螺旋状槽的存在，大大增加了空气在阶梯孔内的流动时间和阶梯孔的冲刷面积；由于设置于端盖上的小孔的形状和切线方向，使空气在阶梯孔内孔壁表面流速变慢，冲刷压力增大，这种结构更快、更多的带走电机轴中心处产生的电磁热，电机转速越快，传热效率越高。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1是电动汽车驱动电机轴的结构示意图。

图2是沿图1中A-A的剖视图。

图3是电机的结构示意图。

图中，相关的数字标号含义如下1、轴体，2、第一连接端，3、小孔，4、端盖，5、螺旋状槽，6、第二连接孔，7、第二连接端，8、第一连接孔，9、连接孔，10、中间壳体，11、前端盖，12、后端盖，13、通气孔，14、引出管，15、空气滤清器，16、第二通风孔，17、第二引出管，18、排风扇。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

一种电动汽车，电动汽车是由电池组提供电力供应并由电动机提供动力输出的纯电动汽车，或者是分布式驱动电动汽车；均包括底盘、车身、行驶结构、蓄电池组、电机、控制器，其中：底盘与行驶结构相连接，底盘用于支撑车身；车身设置于底盘上部，车身内设置有驾驶舱、蓄电池组、电机和控制器；所述行驶结构包括轮毂，例如在四轮驱动的汽车中，两个前轮毂或两个后轮毂均作为驱动轮，驱动电动汽车的行进，包括前进、后退以及转向；所述车身包括前挡、顶棚。

本发明中所指的电动汽车还可以设置更多对的轮毂，并不以上述内容以及图示部分表达的四轮为限制。

如图1所示，一种电动汽车驱动电机轴，所述电动汽车驱动电机轴包括轴体1和端盖4，其中：所述轴体1上设置有第一连接端2和第二连接端7，所述轴体1内设置有阶梯孔，所述阶梯孔内设置有第一连接孔8和第二连接孔6，其中第一连接孔8的直径大于第二连接孔6的直径，所述第一连接孔8的一端靠近端盖4一端且位于第一连接端2内，所述第一连接孔8的另一端与第二连接孔6一端连接，所述第二连接孔6的另一端贯穿第二连接端7，所述第一连接孔8内设置有螺旋状槽5。

第二连接端7为与变速器相配合的连接部，该连接部根据与之相配合的零部件的不同，可以设置成多种样式，比如连接部和变速器采用螺纹配合、键连接等，当采用不同的连接方式时，连接部上可设置螺纹、或平键花键用于实现与变速器的连接。

如图2所示，所述端盖4上设置有多个小孔3，所述小孔3均匀分布于端盖4上，所述端盖4内设置有不贯穿端盖4的连接孔9，其中所述分布于端盖4上的小孔3与所述设置于端盖4内的连接孔9贯通。

所述端盖4上的小孔3与所述不贯穿端盖4的连接孔9的外圆相切。

如图2所示，分布于端盖4上的小孔3为3个，所述相邻的两个小孔3呈120°均匀分布于端盖4上，以此同时，分布于端盖4上的小孔3也可根据实际使用情况进行增加或减少，此均能够满足使用的需求。

小孔3为锥度孔，小孔3在端盖4上的直径大于与连接孔9相切的孔的直径，采用这种结构使进入端盖4内的气流能够被压缩，压缩后的气体能够快速的冲刷阶梯孔，带有电机轴心部位的热量。

所述阶梯孔内设置的螺旋状槽5的旋向与电机轴正向旋转的方向相同，端盖4上的小孔3的切线方向与所述螺旋状槽5的旋向相同，该旋转方向能够使通过小孔3进入的空气能够快速的通过阶梯轴，提高了降温的效果。

如图3所示，根据本发明的公开，还提出一种电机，包括前述的电动汽车驱动电机轴，还包括壳体，电动汽车驱动电机轴设置在壳体内，壳体包括依次固定连接的前端盖11、中间壳体10和后端盖12，其中前端盖11上设置有贯穿前端盖11的通气孔13，通气孔13内设置有引出管14，所述引出管14的一端设置于前端盖11内，引出管14的另一端连接到空气滤清器15，所述空气滤清器15能够将进入电机内部的空气进行过滤，去除空气中的杂质，延长电机的使用寿命。

后端盖12上设置有第二通风孔16，所述第二通风孔16内设置有第二引出管17，第二引出管17的一端设置在第二通风管内，第二引出管17的另一端连接有排风扇18，所述排风扇18能够将壳体内的热量通过排风扇18带走，进一步的降低电机轴的温度，从而提高电机的寿命。

上述电机壳体内的温度通过以下步骤实现冷却，空气通过空气滤清器15进入电机壳体内，壳体内的空气经过第二引出管17被排风扇18将壳体内的热量带走，壳体内的空气通过电动汽车驱动电机轴的端盖4上设置的小孔3进入电机轴的内部，空气经过小孔3产生一定的旋转动力，进入轴体1内，通过螺旋状槽5进一步旋动、加速，空气沿螺旋面冲刷整个轴体1的阶梯孔后从阶梯孔的另一端排出。

一种电动汽车驱动电机轴的加工方法，所述方法如下：在轴体1上设置第一连接端2和第二连接端7，在轴体1内设置阶梯孔，所述阶梯孔内设置有螺旋状槽5；

在端盖4上设置多个小孔3，小孔3均匀分布于端盖4上，端盖4内设置有不贯穿端盖4的连接孔9，分布于端盖4上的小孔3与所述设置于端盖4内的连接孔9贯通。

其中端盖4上设置的小孔3为锥度孔，且位于端盖4上平面的孔的直径大于位于端盖4下平面的孔的直径。

在端盖4上沿着端盖4的外圆周每隔120°转一个斜孔，斜孔的中心线与端盖4内的连接孔9相切，斜孔完成后用锥形钻和锥形铰刀将斜孔扩成一定锥度，位于端盖4下平面内且于端盖4内的连接孔9相贯穿的孔的尺寸根据电机参数确定。

电机轴从中心钻孔，使电机轴内形成一阶梯孔，采用螺旋拉刀在第一连接孔8内拉出螺旋状槽5；与此同时，阶梯孔内的螺旋状槽5也可采用别的方式实现，例如，将薄铁片旋转成螺旋状，将螺旋状的铁片通过焊接固定于阶梯孔内，使之能够满足使用的要求。

由以上技术方案可知，本发明的电动汽车驱动电机轴，在电机轴开始转动后，设置于端盖4上的小孔3压缩周围空气，使空气进入设置于轴体1内的螺旋状槽5内，由于小孔3与不贯穿端盖4的连接孔9相切，使进入连接孔9内的空气产生一定的旋转动力，进入轴体1后，设置于轴体1内的螺旋状槽5经进入的空气再进一步旋动，加速，沿螺旋面冲刷整个轴体1的阶梯孔后从阶梯孔的另一端排出。

上述的结构的作用是从锥度孔吸入的空气在流过电机轴内设置的阶梯孔时，不再是简单的平直流过，而是对整个阶梯孔产生了一定的旋转压力与冲刷，螺旋状槽5的存在，大大增加了空气在阶梯孔内的流动时间和阶梯孔的冲刷面积；由于设置于端盖4上的小孔3的形状和切线方向，使空气在阶梯孔内孔壁表面流速变慢，冲刷压力增大，这种结构更快、更多的带走电机轴中心处产生的电磁热，电机转速越快，传热效率越高。

从反复实验可知，一个18KW的电机在做额定功率实验时，采用本发明的电机轴的电动汽车，利用高压力风扇对外部翼片散热，散热量高出30％，在环境温度为25摄氏度的情况下连续工作5小时，电机外部温升不超过10摄氏度，远远超越了电动汽车行业标准对驱动电机的温升要求，并且对电机原有防水、绝缘指标没有任何影响。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种电动汽车驱动电机轴，其特征在于，所述电动汽车驱动电机轴包括轴体和端盖，其中：

所述轴体上设置有第一连接端和第二连接端，所述轴体内设置有阶梯孔，所述阶梯孔内设置有第一连接孔和第二连接孔，其中第一连接孔的直径大于第二连接孔的直径，所述第一连接孔的一端靠近端盖且位于第一连接端内，所述第一连接孔的另一端与第二连接孔的一端连接，所述第二连接孔的另一端贯穿第二连接端，所述第一连接孔内设置有螺旋状槽；

所述端盖上设置有多个小孔，所述小孔均匀分布于端盖上，所述端盖内设置有不贯穿端盖的连接孔，其中所述分布于端盖上的小孔与所述设置于端盖内的连接孔贯通。

2.根据权利要求1所述的电动汽车驱动电机轴，其特征在于，所述端盖上的小孔与所述不贯穿端盖的连接孔的外圆相切。

3.根据权利要求1或2所述的电动汽车驱动电机轴，其特征在于，所述分布于端盖上的小孔为3个，所述相邻的两个小孔呈120°均匀分布于端盖上。

4.根据权利要求3所述的电动汽车驱动电机轴，其特征在于，所述小孔为锥度孔。

5.根据权利要求4所述的电动汽车驱动电机轴，其特征在于，所述小孔在端盖上的直径大于与连接孔相切的孔的直径。

6.根据权利要求2所述的电动汽车驱动电机轴，其特征在于，所述阶梯孔内设置的螺旋状槽的旋向与电机轴正向旋转的方向相同。

7.根据权利要求6所述的电动汽车驱动电机轴，其特征在于，所述端盖上的小孔的切线方向与所述螺旋状槽的旋向相同。

8.一种电机，其特征在于，所述电机包括权利要求1至权利要求6任一权利要求所述的电动汽车驱动电机轴。

9.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括权利要求8所述的电机作为驱动电机。

10.一种电动汽车驱动电机轴的加工方法，其特征在于，所述方法如下：

在轴体上设置第一连接端和第二连接端，在轴体内设置阶梯孔，所述阶梯孔内设置有螺旋状槽；

在端盖上设置多个小孔，小孔均匀分布于端盖上，端盖内设置有不贯穿端盖的连接孔，分布于端盖上的小孔与所述设置于端盖内的连接孔贯通。