CN107659017A - 一种用于电机转子冷却的结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于电机转子冷却的结构，包括与转子的转轴一端固定连接、位于变速器壳体内的变速器齿轮，所述变速器齿轮与转轴中心处分别设有互相接通的齿轮空心腔和轴空心腔，变速器齿轮与转轴相接的一端设有回流孔，变速器齿轮的齿轮空心腔另一端接通油泵，所述油泵和回流孔分别接通变速器内部的液态油。本方案在成本增加最小化的基础上，对电机转子进行冷却。通过在水冷系统中添加简单的油冷系统，专门对转子进行冷却散热，降低电机转子的温度，起到保护转子及磁钢的作用。目前新能源汽车均采用水冷系统，增加一套简单的油冷系统，既节省成本，而且能保证产品的可靠性，其应用前景巨大。
Description
技术领域
本发明涉及电机转子冷却技术，特别涉及一种用于电机转子冷却的结构。
背景技术
电机的主要作用是利用电能转化为机械能，从而产生转矩，作为各种机械设备的驱动源。电机在运行过程中，会产生损耗，目前新能源汽车电机正逐步趋向高功率密度、高速化，电机温升问题也逐渐凸显。散热环境愈来愈严峻，造成电机温升高，造成产品的寿命及可靠性。转子在这一过程中受到严峻的考验，温升过高会造成磁钢的增加，同时也会增加磁钢成本。目前常用的冷却方式是电机水冷，不能起到对转子的冷却和保护作用。
针对转子散热，水冷散热系统无法做到对转子散热，只能通过预测对转子进行保护和选用高耐温等级的磁钢来规避风险，造成控制复杂以及成本的增加；油冷系统通过油路优化，能够达到转子散热的目的，但是结构复杂，需单独增加一套油循环系统，增加成本，影响应用和推广 。
发明内容
本发明目的是：提供一种用于电机转子冷却的结构，规避目前冷却系统的缺点，能够有效的对电机转子进行冷却，确保电机的可靠运行，提高电机功率密度。
本发明的技术方案是：
一种用于电机转子冷却的结构，所述电机转子包括转子线圈及其中心的转轴，所述电机转子冷却的结构包括与转轴一端固定连接、位于变速器壳体内的变速器齿轮，所述变速器齿轮与转轴中心处分别设有互相接通的齿轮空心腔和轴空心腔，变速器齿轮与转轴相接的一端设有回流孔，变速器齿轮的齿轮空心腔另一端接通油泵，所述油泵和回流孔分别接通变速器内部的液态油。
优选的，所述回流孔入口处设有导流槽。
优选的，转轴的轴空心腔内壁设有搅油齿。
优选的，所述搅油齿为直齿或者斜齿。
优选的，所述油泵由油泵控控制单元控制连接，通过进油管接通变速器内部的液态油，通过出油口接通变速器齿轮的齿轮空心腔。
优选的，所述所述油泵控控制单元通过发出油泵控制信号，控制油泵周期性的关断喷油，保证腔内油液不积存，实现电机转子冷却。
优选的，所述油泵控控制单元根据转子温度控制油泵启动冷却，控制系统监控转子温度，当转子温度达到温升限值，则给油泵控控制单元发送信号，启动冷却。
本发明的优点是：
1、本发明结合油冷和水冷的特点，提出一种混合冷却方式，通过在水冷系统中添加简单的油冷系统，专门对转子进行冷却散热，降低电机转子的温度，起到保护转子及磁钢的作用；
2、本发明采用变速器的油去冷却电机，为油冷系统提供一种新的系统设计思路，另外可以降低对油泵的要求，降低油冷系统的成本；
3、本发明关于搅油齿和回流槽的设计，特别是对根据转速对搅油齿和回流槽的设计优化，针对冷却系统，能够提高油冷系统的冷却效率；
4、本发明关于油泵控制策略，通过周期通断的控制或者控制系统发送控制信号进行控制。主要体现在油泵的运行模式，周期通断或者根据信号进行通断控制，保证腔内不会有积液，提高散热效率。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明所述的用于电机转子冷却的结构的剖视图；
图2为图1中变速器齿轮一端的A-A向的剖视图；
图3为图1中转轴的B-B向剖视图。
其中：1为电机壳体，2为电机定子，3为定子绕组，4为变速器壳体，5为变速器齿轮，6为油泵，7为出油口，8为进油管，9、为油液，10为循环油路，11为轴空心腔，12为齿轮空心腔，13为转轴，14为转子，15为回流孔，16为油泵控控制单元，17为油泵控制信号，18为导流槽，19为搅油齿。
具体实施方式
如图1所示，图中电机部分包括电机壳体1、电机定子2、定子绕组3、电机转子14，转轴13；图1中还包括变速器部分的变速器壳体4、变速器齿轮5，变速器壳体4底部的液油9，以及变速器外部的油泵6、油泵控控制单元16。
所述变速器齿轮5与转轴13中心处分别设有互相接通的齿轮空心腔12和轴空心腔11，变速器齿轮与转轴相接的一端设有回流孔15，变速器齿轮的齿轮空心腔另一端接通油泵6的出油口7，所述油泵6由油泵控控制单元16的油泵控制信号17控制连接，通过进油管8接通变速器内部的液油9，保证油路循环的顺畅。
所述回流孔15是通过离心力而使油液流回变速器内部。为了保证油液能够快速的从冷却腔内排除，不在齿轮空心腔12内留存，需在回流孔15入口增加导流槽18，加速油液排除，如图2所示。
如图3所示，所述转轴13的轴空心腔11内壁设有搅油齿19，所述搅油齿为直齿或者斜齿，增加油液的流动，增加冷却效果以及回流的速度。
本发明的具体运转流程为：油泵通过油泵控制单元从进油管抽取油液，通过出油孔、齿轮空心腔进入到轴空心腔内，起到转子冷却的效果，然后通过搅油齿和导流槽进入到回流孔，流回变速器内部。
为进一步优化油路结构，对油泵的控制策略也做相应的设计，有多种模式，此处只列举两种。第一种是喷油的周期性关断，所述所述油泵控控制单元通过发出油泵控制信号，控制油泵周期性的关断喷油，保证腔内油液不积存，实现电机转子冷却。第二种是油泵的流量信号由转子温度控制，所述油泵控控制单元根据转子温度控制油泵启动冷却，控制系统监控转子温度，当转子温度达到温升限值，则给油泵控控制单元发送信号，启动冷却。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于电机转子冷却的结构，所述电机转子包括转子线圈及其中心的转轴，其特征在于：所述电机转子冷却的结构包括与转轴一端固定连接、位于变速器壳体内的变速器齿轮，所述变速器齿轮与转轴中心处分别设有互相接通的齿轮空心腔和轴空心腔，变速器齿轮与转轴相接的一端设有回流孔，变速器齿轮的齿轮空心腔另一端接通油泵，所述油泵和回流孔分别接通变速器内部的液态油。
2.根据权利要求1所述的用于电机转子冷却的结构，其特征在于：所述回流孔入口处设有导流槽。
3.根据权利要求2所述的用于电机转子冷却的结构，其特征在于：转轴的轴空心腔内壁设有搅油齿。
4.根据权利要求3所述的用于电机转子冷却的结构，其特征在于：所述搅油齿为直齿或者斜齿。
5.根据权利要求1所述的用于电机转子冷却的结构，其特征在于：所述油泵由油泵控控制单元控制连接，通过进油管接通变速器内部的液态油，通过出油口接通变速器齿轮的齿轮空心腔。
6.根据权利要求5所述的用于电机转子冷却的结构，其特征在于：所述所述油泵控控制单元通过发出油泵控制信号，控制油泵周期性的关断喷油，保证腔内油液不积存，实现电机转子冷却。
7.根据权利要求5所述的用于电机转子冷却的结构，其特征在于：所述油泵控控制单元根据转子温度控制油泵启动冷却，控制系统监控转子温度，当转子温度达到温升限值，则给油泵控控制单元发送信号，启动冷却。
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