CN107017728A - 一种相变散热电机机壳及其应用的风冷电机 - Google Patents

一种相变散热电机机壳及其应用的风冷电机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种相变散热电机机壳及其应用的风冷电机，所述相变散热电机机壳，包括环形壳体，所述环形壳体外部沿周向凸出有若干间隔排列的散热翅片，其特征在于：所述散热翅片包括翅片本体，翅片本体内设有若干真空相变散热通道，所述真空相变散热通道内设有相变工质。本发明所述相变散热电机机壳通过液体工质在真空环境下的相变特性，使真空相变散热通道内拥有极其高效的传热能力，使环形壳体内的热量迅速传至散热翅片端部，电机机壳体积小、内部传热快、温度均衡。所述风冷电机散热迅速，运行稳定。

Description

一种相变散热电机机壳及其应用的风冷电机
技术领域：
本发明涉及一种相变散热电机机壳及其应用的电机。
背景技术：
近年来随着电机功率的提升，电机的散热直接影响到电机的性能，特别是当车用电机运行于启动、爬坡、加速等大功率极限工况时，绕组最高温度区与电机机壳的温差相差很大，容易导致电机烧毁等严重失效现象，而电机的散热主要是通过机壳进行风冷或水冷进行散热。传统的机壳上设有挤压式一体散热翅片，机壳内部仅依靠合金的热传导进行导热，传热效率低，翅片顶端与底部温差大。为了解决上述诸多问题，各大车用电机生产企业纷纷从增大电机体积、增大散热翅片面积、增大水泵流量、多物理场耦合结构设计及其控制方法优化等多个方面进行设计优化。但是这毫无疑问将导致车用电机重量的大幅度增加以及附属散热冷却系统所直接引起的成本增加，最终使其功率密度降低，不符合新能源汽车的轻量化以及高功率密度化要求。
发明内容：
本发明的目的是提供一种相变散热电机机壳及其应用的电机，能既保证电机体积小，又增大电机机壳内部传热效率，使电机机壳散热快、温度均衡。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。
本发明的第一个目的是提供一种相变散热电机机壳，包括环形壳体，所述环形壳体外部沿周向凸出有若干间隔排列的散热翅片，其特征在于：所述散热翅片包括翅片本体，翅片本体内设有若干真空相变散热通道，所述真空相变散热通道内设有相变工质。
上述所述环形壳体外表面周向设有若干间隔排列的凹槽，所述翅片本体由微通道铝扁管制成，所述微通道铝扁管嵌装在所述凹槽内，所述微通道铝扁管内排列设有多个散热通孔，所述散热通孔两端封口形成所述真空相变散热通道。
上述所述微通道铝扁管的侧面截面为曲线状或直线状，所述侧面与所述凹槽内壁紧密结合。
上述所述微通道铝扁管的宽度为20～60mm、厚度为1.5～3mm，管壁厚度为0.2～1.5mm。
上述所述微通道铝扁管可通过焊接装配在所述凹槽内。
上述所述真空相变散热通道轴向设置，所述真空相变散热通道的两端分别靠近翅片本体的上端面和下端面。
上述所述真空相变散热通道轴向设置，至少一个所述真空相变散热通道位于所述凹槽内。
上述所述相变工质为丙酮或者氟利昂制冷剂。
上述所述真空相变散热通道的密封真空度小于或等于100帕，所述相变工质的液态灌注量为所述真空相变散热通道总容积的20％～80％。
本发明的第二个目的是提供一种风冷电机，包括外壳组件、定子组件、转子组件和转轴，所述转子组件安装在所述转轴上，所述定子组件嵌套安装在所述外壳组件里面，所述转子组件套设于所述定子组件里面，其中所述定子组件包括定子铁芯以及绕设于所述定子铁芯上的线圈绕组，其特征在于：所述外壳组件包括外壳壳体、上端盖和下端盖，所述外壳壳体为上述所述的相变散热电机机壳。
本发明与现有技术相比，具有如下效果：
1)本发明所述散热翅片内设有若干真空相变散热通道，所述真空相变散热通道内设有相变工质，通过液体工质在真空环境下的相变特性，使真空相变散热通道内拥有极其高效的传热能力，使环形壳体内的热量迅速传至散热翅片端部，电机机壳体积小、内部传热快、温度均衡；
2)所述翅片本体由微通道铝扁管制成，所述微通道铝扁管内的散热通孔两端封闭形成所述真空相变散热通道，使用微通道铝扁管制成散热翅片，可降低生产难度及生产成本；
3)所述微通道铝扁管的侧面与所述凹槽内壁紧密结合，有利于环形壳体与微通道铝扁管之间的热量传递。
4)所述真空相变散热通道轴向设置，有利于热量从散热翅片中部向两端迅速传导。
5)所述风冷电机，通过使用了相变散热电机机壳，使电机内部的热量迅速传导至散热翅片端部，提高了电机的散热效果，保证了电机的运行稳定性。
附图说明：
图1是本发明实施例一提供的相变散热电机机壳的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的相变散热电机机壳的主视图；
图3是图2的A－A剖视图；
图4是图3的B处放大图；
图5是本发明实施例二提供的相变散热电机机壳的横向剖视图；
图6是图5的C处放大图；
图7是本发明实施例二提供的相变散热电机机壳中环形壳体的结构示意图；
图8是本发明实施例二提供的相变散热电机机壳中微通道铝扁管的结构示意图；
图9是本发明实施例三提供的风冷电机的剖视图。
具体实施方式：
下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
实施例一：
如图1至图4所示，本实施例提供的是一种相变散热电机机壳，包括环形壳体1，所述环形壳体1外部沿周向凸出有若干间隔排列的散热翅片2，其特征在于：所述散热翅片2包括翅片本体21，翅片本体21内设有若干真空相变散热通道22，所述真空相变散热通道22内设有相变工质。
本实施例所述相变散热电机机壳，通过液体工质在真空环境下的相变特性，使真空相变散热通道22内拥有极其高效的传热能力，使环形壳体1内的热量迅速传至散热翅片2端部，电机机壳体积小、内部传热快、温度均衡。
上述所述真空相变散热通道22轴向设置，所述真空相变散热通道22的两端分别靠近翅片本体21的上端面211和下端面212。有利于热量从散热翅片2中部向两端迅速传导。
上述所述相变工质为丙酮或者氟利昂制冷剂。所述佛里昂制冷剂可选用环保工质R123a。
上述所述真空相变散热通道22的密封真空度小于或等于100帕，所述相变工质的液态灌注量为所述真空相变散热通道14总容积的20％～80％。
本实施例所述的相变散热电机机壳，体积小，散热迅速。
实施例二：
如图5至图8所示，本实施例所述相变散热电机机壳与实施例一所述相变散热电机机壳类似，不同之处在于：
上述所述环形壳体1外表面周向设有若干间隔排列的凹槽11，所述翅片本体21由微通道铝扁管制成，所述微通道铝扁管嵌装在所述凹槽11内，所述微通道铝扁管23内排列设有多个散热通孔231，所述散热通孔231两端封口形成所述真空相变散热通道22。所述微通道铝扁管23的散热通孔231可通过冷压封口的工艺进行封口。
本实施例所述相变散热电机机壳，使用微通道铝扁管23制成散热翅片2，可降低生产难度及生产成本。
上述所述微通道铝扁管23的侧面232截面为曲线状或直线状，所述侧面232与所述凹槽11内壁紧密结合。有利于环形壳体1与微通道铝扁管23之间的热量传递。
上述所述微通道铝扁管的宽度为20～60mm，厚度为1.5～3mm，管壁233厚度为0.2～1.5mm。
上述所述微通道铝扁管23可通过焊接，特别是钎焊工艺装配在所述凹槽11内，所述微通道铝扁管23也可通过过盈配合的方式装配在所述凹槽11内。
上述所述真空相变散热通道22轴向设置，至少一个所述真空相变散热通道22位于所述凹槽11内，更利于热量从所述环形壳体1内传至微通道铝扁管23中。
本实施例所述相变散热电机机壳，结构简单，散热快，生产成本低。
实施例三：
如图9所示，本实施例提供的是一种风冷电机，包括外壳组件、定子组件4、转子组件5和转轴6，所述转子组件5安装在所述转轴6上，所述定子组件4嵌套安装在所述外壳组件里面，所述转子组件5套设于所述定子组件4里面，其中所述定子组件4包括定子铁芯41以及绕设于所述定子铁芯41上的线圈绕组42，其特征在于：所述外壳组件包括外壳壳体10、上端盖71和下端盖72，所述外壳壳体10为实施例一或实施例二所述的相变散热电机机壳。
本实施例所述风冷电机，通过使用了相变散热电机机壳，使电机内部线圈绕组42和定子铁芯41的热量迅速传导至散热翅片2端部，提高了电机的散热效果，保证了电机的运行稳定性。
以上实施例为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式不限于此，其他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，均为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种相变散热电机机壳，包括环形壳体(1)，所述环形壳体(1)外部沿周向凸出有若干间隔排列的散热翅片(2)，其特征在于：所述散热翅片(2)包括翅片本体(21)，翅片本体(21)内设有若干真空相变散热通道(22)，所述真空相变散热通道(22)内设有相变工质。
2.根据权利要求1所述的一种相变散热电机机壳，其特征在于：所述环形壳体(1)外表面周向设有若干间隔排列的凹槽(11)，所述翅片本体(21)由微通道铝扁管(23)制成，所述微通道铝扁管(23)嵌装在所述凹槽(11)内，所述微通道铝扁管(23)内并列分布有多个散热通孔(231)，所述散热通孔(231)两端封口形成所述真空相变散热通道(22)。
3.根据权利要求2所述的一种相变散热电机机壳，其特征在于：所述微通道铝扁管(23)的侧面(232)截面为曲线状或直线状，所述侧面(232)与所述凹槽(11)内壁紧密结合。
4.根据权利要求3所述的一种相变散热电机机壳，其特征在于：所述微通道铝扁管(23)的宽度为20～60mm，厚度为1.5～3mm，管壁(233)厚度为0.2～1.5mm。
5.根据权利要求4所述的一种相变散热电机机壳，其特征在于：所述微通道铝扁管(23)可通过焊接装配在所述凹槽(11)内。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种相变散热电机机壳，其特征在于：所述真空相变散热通道(22)轴向设置，所述真空相变散热通道(22)的两端分别靠近翅片本体(21)的上端面和下端面。
7.根据权利要求2至5中任意一项所述的一种相变散热电机机壳，其特征在于：所述真空相变散热通道(22)轴向设置，至少一个所述真空相变散热通道(22)位于所述凹槽(11)内。
8.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种相变散热电机机壳，其特征在于：所述相变工质为丙酮或者氟利昂制冷剂。
9.根据权利要求8所述的一种相变散热电机机壳，其特征在于：所述真空相变散热通道(22)的密封真空度小于或等于100帕，所述相变工质的液态灌注量为所述真空相变散热通道(14)总容积的20％～80％。
10.一种风冷电机，包括外壳组件、定子组件(4)、转子组件(5)和转轴(6)，所述转子组件(5)安装在所述转轴(6)上，所述定子组件(4)嵌套安装在所述外壳组件里面，所述转子组件(5)套设于所述定子组件(4)里面，其中所述定子组件(4)包括定子铁芯(41)以及绕设于所述定子铁芯(41)上的线圈绕组(42)，其特征在于：所述外壳组件包括外壳壳体(10)、上端盖(71)和下端盖(72)，所述外壳壳体(10)为权利要求1至9中任意一项所述的相变散热电机机壳。
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