CN108282056B - 一种车用液冷驱动电机 - Google Patents

一种车用液冷驱动电机 Download PDF

Info

Publication number
CN108282056B
CN108282056B CN201810296994.4A CN201810296994A CN108282056B CN 108282056 B CN108282056 B CN 108282056B CN 201810296994 A CN201810296994 A CN 201810296994A CN 108282056 B CN108282056 B CN 108282056B
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid
rotating shaft
stator core
cooling
stator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810296994.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108282056A (zh
Inventor
宋强
张梓超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Technology BIT
Original Assignee
Beijing Institute of Technology BIT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Technology BIT filed Critical Beijing Institute of Technology BIT
Priority to CN201810296994.4A priority Critical patent/CN108282056B/zh
Publication of CN108282056A publication Critical patent/CN108282056A/zh
Priority to PCT/CN2019/073468 priority patent/WO2019184580A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108282056B publication Critical patent/CN108282056B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H02K9/193Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil with provision for replenishing the cooling medium; with means for preventing leakage of the cooling medium
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/20Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/01Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for shielding from electromagnetic fields, i.e. structural association with shields
    • H02K11/012Shields associated with rotating parts, e.g. rotor cores or rotary shafts
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

本发明涉及一种车用液冷驱动电机,电机外壳上设有通向转轴后端部的进液口;转轴上套设有与进液口相对应的第一动密封装置,进液口与第一动密封装置之间形成环形转轴供液腔;在第一动密封装置密封的转轴环形表面上设有转轴进液道;环形转轴供液腔将进液口与转轴进液道连通;转轴内设有与转轴进液道连通的转轴冷却腔;在转轴远离转轴进液道的一侧设有转轴出液道,电机外壳的外侧面设有至少一个出液口,转轴冷却腔通过转轴出液道与至少一个出液口连通。本发明提供的车用液冷驱动电机,通过设置动密封装置密封具有相对运动的进液口和转轴之间的空腔,密封效果较好,不易漏液;设置转轴冷却腔,可以有效冷却发热的转轴,进而提高驱动电机的使用寿命。

Description

一种车用液冷驱动电机
技术领域
本发明涉及驱动电机领域,尤其涉及一种车用液冷驱动电机。
背景技术
根据电动车用驱动电机冷却系统冷却介质的不同,可分为风冷和液冷等。风冷又可分为自然风冷和强迫风冷。液冷可分为水冷和油冷。随着电动车驱动电机功率密度的增大,发热量更大,简单廉价的风冷电机难以满足要求,因此电动车驱动电机多采用液冷的冷却方式。
1995年,康平、穆大玉等人对三种不同结构水冷电机进行对比研究,得出外壳水冷加端盖水冷加轴水冷结构冷却效果最好,但是工艺上难度较大。1997年美国Carlo C DiPietro等人采用喷射油路与循环油路相结合的方法对电动车电机进行冷却,降低了电机转子永磁体与绕组端部的温升,大大改善了电机性能。2001年德国H.Neudorfer对具有不同冷却方式及结构的电机进行散热对比分析,得出液冷电机同时具有防污染防尘等优点。2004年黄苏融等人提出了一种电机定子机座轴向水冷回路,冷却效率较高、工艺简单。2012年雅典K.I.Laskaris等人对间接机壳油冷电机进行温升研究,其冷却效果较好。2014年沈阳工大张凤阁等人对1.12Mw高速永磁电机提出了三种风冷与水冷相结合的冷却方案,对比分析温度场,得出针对高速电机如何降低转子温升是冷却系统设计的重点。2015年贝以系统哈格伦斯公司公开了供给冷却液至带有冷却凸缘构造的转子,利用转子旋转将冷却液供应给定子的液冷电机发明,目的是有效冷却马达,提高性能。同年Tesla Motor,Inc公开了一项基于压力和重力共同作用的液冷电机发明,其特点是通过油盘形状、引流片设计在重力作用下使油分散接触在预期的部件上,不依赖于喷油口的大小和数量避免了喷油口的阻塞或压力不足,缺点是重力分散无法保证电机下部的冷却效果,下部分可能过热,对电机定转子材料热稳定性提出了更高要求。2016年上海大郡动力控制技术有限公司公开了一种油冷电机实用新型,特点是对电机线包和铁芯进行喷淋,目的是克服水冷电机的缺陷,提高功率密度。同年福安市广源机电有限公司公开了一种内循环油冷电机,特点是对定子外周直接冷却、绕组端部喷洒冷却、转子部分浸入冷却(液面高度可调)、定子内周飞溅冷却相结合,以高效散热,缺点是转子部分浸油容易产生气泡,加大热阻,破坏换热,且气隙风压的存在对定子内周的冷却效果不可靠,对电机定转子材料热稳定性也提出了更高要求。2016年BAESYSTEMS公司ENGBLOM,Daniel公开一液冷电机发明,其依靠动密封设置有可相对定子绕组运动的喷油器,目的是避免定点喷油冷却造成的线圈侵蚀及喷雾冷却后油-空气混合物对油泵性能的不良影响。同年该公司LASSILA,Viktor公开一液冷电机发明,通过偏心设置喷嘴等方式使得喷油器可相对定子线圈运动,目的是避免腐蚀损坏电机及局部过热。2017年蔚来汽车有限公司张诗香等人公开一油冷电机实用新型,特点是转子铁芯周向分布若干内含导条的通槽,定子外壳油道中的部分油进入导条冷却转子,部分从朝向定子绕组的喷油孔喷出冷却定子绕组,其缺点是导条内存在风压,冷却油难以进入。同年该公司张敬才等人公开一电机液冷系统发明,目的是解决外接冷却管将机壳和转轴冷却通道进行连通需要较多零部件和较长流道,电机结构复杂的问题。同年贺双桂、傅兵等人公开一驱动电机冷却油道结构,通过在副油道设置朝向定转子相应的的多点喷孔,解决由于壳体结构限制只能设置1、2个喷油点进行局部冷却的问题。因此,驱动电机在冷却方面还有待提高,仍然存在冷却不全面、效果不理想等问题。
发明内容
鉴于上述问题,本发明提供一种车用液冷驱动电机,可作为高性能电动、混动轿车、多用途车等车辆的驱动电机。主要解决目前车用驱动电机存在的冷却不全面、效果不理想等问题。
为实现上述目的,一种车用液冷驱动电机,包括:电机外壳、定子铁芯、定子绕组、转轴、转子铁芯;
所述电机外壳上设有通向转轴后端部的进液口;
所述转轴上套设有与所述进液口相对应的第一动密封装置,所述进液口与所述第一动密封装置之间形成环形转轴供液腔;在所述第一动密封装置密封的所述转轴环形表面上设有转轴进液道;
所述环形转轴供液腔将所述进液口与所述转轴进液道连通;所述转轴内设有与所述转轴进液道连通的转轴冷却腔;
在所述转轴上远离所述转轴进液道的一侧设有转轴出液道,所述电机外壳的外侧面设有至少一个出液口,所述转轴冷却腔通过所述转轴出液道与至少一个所述出液口连通。
进一步地,所述驱动电机还包括:第一定子绕组旋转型冷却器;
所述第一定子绕组旋转型冷却器包括:位于所述转子一端且套设在所述转轴上的第二动密封装置和安装在所述第二动密封装置上的喷液口;
在所述第二动密封装置密封的所述转轴环形表面上设有第一转轴-定子绕组液道;
所述喷液口将冷却液甩向所述定子绕组内圆周面后经所述出液口排出。
进一步地,所述驱动电机还包括:第二定子绕组旋转型冷却器;
所述第二定子绕组旋转型冷却器包括:位于所述转子另一端且套设在所述转轴上的第三动密封装置和安装在所述第三动密封装置上的喷液口;
在所述第三动密封装置密封的所述转轴环形表面上设有第二转轴-定子绕组液道;
所述喷液口将冷却液甩向所述定子绕组内圆周面后经所述出液口排出。
进一步地,所述驱动电机还包括一个或两个隔板,所述隔板位于所述转子铁芯沿轴向的一侧或两侧;
所述隔板通过隔板轴承安装在所述转轴上,所述隔板其外圆周面与所述定子绕组密封连接;
所述隔板、转子铁芯和定子铁芯之间的区域形成气隙冷却腔;
所述转轴冷却腔通过所述转轴出液道与所述气隙冷却腔连通;
在所述隔板轴承靠近气隙冷却腔一侧安装有第四动密封装置,所述气隙冷却腔通过所述第四动密封装置与所述出液口连通。
进一步地,所述定子铁芯上设有至少一个定子铁芯液道;
所述定子铁芯液道的进液口与所述气隙冷却腔连通;
所述定子铁芯液道的出液端与所述出液口相通。
进一步地,所述定子铁芯由多个硅钢片压制而成,所述定子铁芯液道的截面形状为矩形,所述定子铁芯液道走向与所述硅钢片平面平行。
进一步地,所述驱动电机还包括:呈梭芯状的定子铁芯液套;
所述定子铁芯液套两端面外周固定连接在所述电机外壳的内壁上;所述定子铁芯液套内壁与所述定子铁芯固定连接,且所述定子铁芯液套与所述电机外壳之间形成定子铁芯液套冷却腔;
所述定子铁芯液套上相对应地设有与所述定子铁芯液道相通的液套进液口,所述定子铁芯液道通过所述液套进液口与所述定子铁芯液套冷却腔相通;
所述定子铁芯液套上设有至少一个液套出液口,所述定子铁芯液套冷却腔通过至少一个所述液套出液口与所述出液口相通。
进一步地,所述驱动电机还包括:沿轴向设置于所述定子铁芯液套与所述定子绕组之间且呈环形状的一个或两个定子绕组固定型冷却器,且所述定子绕组固定型冷却器分别沿轴向位于所述定子铁芯的一侧或两侧;
所述定子铁芯液套与所述定子绕组之间的空隙形成两个冷却器腔,两个所述冷却器腔分别位于所述定子铁芯沿轴向的两侧;
所述定子绕组固定型冷却器与所述定子铁芯液套和所述定子铁芯固定连接并密封;
所述液套出液口与相对应的所述冷却器腔相通,所述冷却器腔与相对应的所述出液口相通。
进一步地,所述定子绕组固定型冷却器上设有多个导流孔,多个所述导流孔的开孔尺寸从上到下依次增大。
进一步地,所述驱动电机还包括沿轴向设置在所述转子铁芯两侧面的隔磁板。
本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括:
本发明实施例提供的一种车用液冷驱动电机,包括:电机外壳、定子铁芯、定子绕组、转轴、转子铁芯;所述电机外壳上设有通向转轴后端部的进液口;所述转轴上套设有与所述进液口相对应的第一动密封装置,所述进液口与所述第一动密封装置之间形成环形转轴供液腔;在所述第一动密封装置密封的所述转轴环形表面上设有转轴进液道;所述环形转轴供液腔将所述进液口与所述转轴进液道连通;所述转轴内设有与所述转轴进液道连通的转轴冷却腔;在所述转轴远离所述转轴进液道的一侧设有转轴出液道,所述电机外壳的外侧面设有至少一个出液口,所述转轴冷却腔通过所述转轴出液道与至少一个所述出液口连通。上述方案中,本发明提供的车用液冷驱动电机,通过设置动密封装置密封具有相对运动的进液口和转轴之间的空腔,密封效果较好,不易漏液;设置转轴冷却腔,可以有效冷却发热的转子,进而提高驱动电机的使用寿命。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为本发明提供的车用液冷驱动电机剖面结构示意图;
图2A为第一定子绕组旋转型冷却器58a的结构示意图;
图2B为第一定子绕组旋转型冷却器58a的剖面结构示意图;
图3为本发明提供的定子铁芯局部放大结构示意图;
图4为图1中沿A-A方向的剖面结构示意图;
图5为本发明提供的定子绕组固定型冷却器的结构示意图;
其中:1-电机外壳,100-电机,10-定子铁芯液套冷却腔,11-出液口,2-定子铁芯液套,20-液套出液口,21-液套进液口,3-定子铁芯,30-定子铁芯液道,31-进液端,32-气隙冷却腔,33-硅钢片,4-定子绕组,40-定子绕组固定型冷却器,41-冷却器腔,411-414定子绕组固定型冷却器导流孔,415-418定子绕组固定型冷却器施液口,5-转轴,50-进液口,51-第一动密封装置,52-转轴供液腔,53-转轴进液道,54-转轴冷却腔,55a-第一转轴-定子绕组液道、55b-第二转轴-定子绕组液道,56a-第二动密封装置、56b-第三动密封装置,570a、570b-定子绕组旋转型冷却器低压腔,571a、571b-定子绕组旋转型冷却器高压腔,58a-第一定子绕组旋转型冷却器、58b-第二定子绕组旋转型冷却器,59a、59b-喷液口,6-转子铁芯,60-转轴出液道,61-第四动密封装置,62隔板轴承,7-隔板,8-隔磁板。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明实施例提供了一种车用液冷驱动电机,下面结合附图说明。
本发明实施例中,涉及一种车用液冷驱动电机,所使用的冷却液在电机中的冷却腔和通道中循环流动,将电机工作中产生的多余热能带走,使电机能以正常工作温度运转。比如可以为由乙二醇、防腐蚀添加剂、抗泡沫添加剂和水组成,也可以是其他冷却油等,本公开实施例对所用冷却液不做限定。参照图1所示,该电机100包括:电机外壳1、定子铁芯3、定子绕组4、转轴5和转子铁芯6;
其中:
在电机外壳1上设有通向转轴5后端部的进液口50;外部冷却源可以由此进液口50注入;
转轴5上套设有与进液口50相对应的第一动密封装置51,进液口50设置在电机外壳1上,电机外壳1与转轴5的轴承外圈固定,因此进液口50相对地面是静止的,而转轴5是旋转运动的;第一动密封装置51包括隔离密封套和滚动轴承,第一动密封装置51用于密封具有相对运动的进液口50和转轴5之间的空腔,第一动密封装置51为旋转接触式动密封装置。其机械密封性能可靠,泄露量小,使用寿命长,功耗低,毋须经常维修,且能适应于电机使用过程中高温、低温、高压、真空、高速以及各种强腐蚀性介质、含固体颗粒介质等苛刻工况的密封要求。
进液口50与第一动密封装置51之间形成环形转轴供液腔52;在第一动密封装置51密封的转轴5环形表面上设有转轴进液道53;
环形转轴供液腔52将进液口50与转轴进液道53连通;转轴5内设有与转轴进液道53连通的转轴冷却腔54,可以有效的冷却转子。
在转轴5上远离转轴进液道53的一侧设有转轴出液道60,作为转轴冷却腔54的排液端,电机外壳1的外侧面可设有至少一个出液口11,参照图1所示,可在电机外壳1上靠近左右端部设有两个出液口11,上述转轴冷却腔54内的冷却液可通过转轴出液道60流出,经出液口11排出,可实现循环冷却。
本实施例中,通过设置动密封装置密封具有相对运动的进液口和转轴之间的空腔,密封效果较好,不易漏液;设置转轴冷却腔,可以有效冷却发热的转子,进而提高驱动电机的使用寿命。
在一个实施例中,参照图1、2A和2B所示,上述驱动电机100还包括:用于冷却定子绕组的第一定子绕组旋转型冷却器58a;其包括:位于转子6一端且套设在转轴5上的第二动密封装置56a和安装在第二动密封装置56a上的喷液口59a;在上述第二动密封装置56a密封的转轴5环形表面上设有第一转轴-定子绕组液道55a;转轴冷却腔54中的冷却液通过第一转轴-定子绕组液道55a进入第一定子绕组旋转型冷却器58a,喷液口59a将冷却液甩向定子绕组4内圆周面,进一步有效冷却了一侧高发热的定子绕组4。甩出的冷却液在定子绕组4一侧下半周的内圆周面上集聚,随即分别流向左右两个出液口11。
进一步地,上述驱动电机100还包括位于转子铁芯6另一端的第二定子绕组旋转型冷却器58b;
同样地,该第二定子绕组旋转型冷却器58b包括:位于上述转子6另一端且套设在转轴5上的第三动密封装置56b和安装在第三动密封装置56b上的喷液口59b;
在第三动密封装置56b密封的转轴5环形表面上设有第二转轴-定子绕组液道55b;
转轴冷却腔54中的冷却液通过第二转轴-定子绕组液道55b进入第二定子绕组旋转型冷却器58b,喷液口59b将冷却液甩向定子绕组4内圆周面,进一步有效冷却了另一侧高发热的定子绕组4。甩出的冷却液在定子绕组4另一侧下半周的内圆周面上集聚,随即分别流向左右两个出液口11。
本实施例中,第二动密封装置和第三动密封装置与上述实施例中的第一动密封装置结构相同,在此不再赘述。比如:第一定子绕组旋转型冷却器58a、第二定子绕组旋转型冷却器58b通过第二动密封装置56a、第三动密封装置56b与转轴5固定,随转轴5一同旋转,转轴冷却腔54中部分冷却液经第一转轴-定子绕组液道55a、第二转轴-定子绕组液道55b进入第一定子绕组旋转型冷却器58a、第二定子绕组旋转型冷却器58b;与转轴5形成的定子绕组旋转型冷却器低压腔570a、570b,随后进入定子绕组旋转型冷却器高压腔571a、571b,最后由定子绕组旋转型冷却器喷液口59a、59b将冷却液甩向定子绕组4内圆周面,进一步有效冷却了高发热的定子绕组4。
设置动密封装置后,喷液口与转轴之间有环形空腔,喷液口的设计使得进液处液腔体积大,压力小,出液处液腔体积小,压力大,使用动密封装置(即:第二动密封装置和第三动密封装置),使环形空腔密封,可实现喷液口既可以与转轴等速转动,也可以根据具体需求使喷液口与转轴具有相对运动,均可实现冷却定子绕组的目的。
在一个实施例中,参照图1所示,上述驱动电机100还包括一个或两个隔板7,隔板7数量为一个时,可位于转子铁芯6轴向的任意一侧,当隔板7数量为两个时,分别位于转子铁芯6沿轴向的两侧;
隔板7通过隔板轴承62安装在上述转轴5上,隔板7的外圆周面与定子绕组4密封连接,使隔板7、转子铁芯6和定子铁芯3之间的区域形成气隙冷却腔32;参照图1所示,为两个隔板7,形成两个气隙冷却腔32,且两个气隙冷却腔32之间,通过转子铁芯6与定子铁芯3之间的空隙实现连通。
上述转轴冷却腔54通过转轴出液道60可实现与气隙冷却腔32连通;并且在隔板轴承62靠近气隙冷却腔32一侧安装有第四动密封装置61,上述气隙冷却腔32通过第四动密封装置61实现与出液口11连通,可使得转子铁芯、转子端部、定转子间的气隙、定子铁芯、部分定子端部绕组均得到有效冷却,尤其是对高发热量的气隙及转子端部强化了冷却。
同样地,第四动密封装置的结构与第一动密封装置结构也相同,在此不再赘述。
在一个实施例中,为了进一步地冷却定子铁芯3,可在定子铁芯上径向设置至少一个定子铁芯液道30,可根据具体驱动电机的功率或其他使用参数,设置合适数量的定子铁芯液道。
参照图1所示,设置为3个定子铁芯液道,其中定子铁芯液道30的进液端31与上述气隙冷却腔32连通,可将气隙冷却腔32中的冷却液引至定子铁芯液道30,而该定子铁芯液道30的出液端可与相应的出液口11相通,可有效地带走定子铁芯内部的热量。
进一步地,参照图3所示,上述定子铁芯是由多个硅钢片33压制而成,定子铁芯液道30的截面形状为矩形,上述定子铁芯液道30的走向与硅钢片33平面平行,即径向设置,垂直于转轴5。定子铁芯液道30矩形截面长度为硅钢片厚度的整数倍比如可为10~20个硅钢片厚度。
在一个实施例中,为了更有效的冷却电机外壳,参照图1、4所示,上述驱动电机100还包括,呈梭芯状的定子铁芯液套2,定子铁芯液套2两端面外周固定连接在电机外壳1的内壁上;定子铁芯液套2内壁与上述定子铁芯3固定连接,且定子铁芯液套2与电机外壳1之间形成定子铁芯液套冷却腔10;
上述定子铁芯液套2上相对应地可设有与上述定子铁芯液道30相通的液套进液口21,液套进液口21的数量可与上述定子铁芯液道30的数量一致;上述定子铁芯液道30通过液套进液口21与定子铁芯液套冷却腔10相通;
在上述定子铁芯液套2上设有至少一个液套出液口20,参照图1所示,可设置为2个液套出液口20,定子铁芯液套冷却腔10通过至少一个上述液套出液口20与相应的出液口11相通,从而有效的冷却发热的电机外壳1和定子铁芯3。
在上述实施例中,在液压及转子铁芯6旋转离心力共同作用下,气隙冷却腔32中部分冷却液沿定子绕组4溢出,部分进入定子铁芯液道30,继而进入定子液套2中,并逐渐充满定子铁芯液套冷却腔10。这种方式使得转子铁芯、转子端部、定转子间的气隙、定子铁芯、部分定子端部绕组均得到有效冷却,尤其是对高发热量的气隙及转子端部强化了冷却。
为了进一步地全面冷却定子绕组,可在定子铁芯液套2与定子绕组4之间沿轴向设置一个或两个定子绕组固定型冷却器40,参照图1、5所示,为两个定子绕组固定型冷却器40,呈环形状,而且分别沿轴向位于定子铁芯3的两侧。
参照图1所示,定子铁芯液套2与定子绕组4之间的空隙形成两个冷却器腔41,两个冷却器腔41分别位于定子铁芯3沿轴向的两侧;两个定子绕组固定型冷却器40分别与定子铁芯液套2和定子铁芯3固定连接并密封;上述液套出液口20与相对应的冷却器腔41相通,上述冷却器腔41与相对应的出液口11相通,从而完成对定子绕组的进一步全面的冷却。
上述定子绕组固定型冷却器40上可设有多个导流孔,多个上述导流孔的开孔尺寸从上到下依次增大。参照图5所示,定子绕组固定型冷却器40所设导流孔411—414(数量、形状可以不同),该导流孔分里、外、中3个区域,参照图5所示,也就是说:圆孔在中间区域,条形孔分布在里侧和外侧区域,开孔尺寸从上到下依次增大,从而在重力作用下引导冷却液均匀分散覆盖到定子绕组4上半外圆周面上,从而有效冷却了定子绕组4上半外圆周面,在冷却器腔41中的冷却液积存到一定体积时,这部分冷却液将通过定子绕组固定型冷却器40所设施液口415-418(开孔尺寸顺次减小)溢出,从而有效冷却了定子绕组下半外圆周面。
在上述驱动电机100中,采取隔磁措施,还设置隔磁板8,分别沿轴向固定在转子铁芯6的两侧面,限制漏磁效果较好。
下面通过一个完整的例子来说明本驱动电机冷却全面的工作原理。
参照图1所示,驱动电机100后端部的电机外壳1上设有进液口50,下端部设有两个出液口11;该驱动电机100包括转轴冷却腔54、气隙冷却腔32、定子铁芯液套冷却腔10和两个定子绕组旋转型冷却器58a、58b以及两个定子绕组固定型冷却器40。
参照图1所示,从冷却液的流向予以说明本驱动电机具有冷却全面、冷却效果较好的技术效果。冷却液从进液口50,通过第一动密封装置51、转轴进液道53进入转轴冷却腔54,实现对转轴的有效冷却。
而转轴冷却腔54的冷却液排出线路为2种:
1、转轴冷却腔54中的冷却液经第一转轴-定子绕组液道55a和第二转轴-定子绕组液道55b,进入第一定子绕组旋转型冷却器58a和第二定子绕组旋转型冷却器58b,进一步有效冷却了高发热的定子绕组4。
喷液口59a、59b甩出的冷却液在左右两侧定子绕组4下半周的内圆周面上集聚,随即分别流向左右两个出液口11。
2、转轴冷却腔54中的冷却液经转轴出液道60进入气隙冷却腔32,实现冷却转子铁芯6和部分定子绕组4;其中一部分冷却液可经隔板轴承62一侧的第四动密封装置61也汇聚到左右两侧定子绕组4下半周的内圆周面上,随即分别流向左右两个出液口11;
另一部分冷却液经转子铁芯6与定子铁芯3之间的空隙,进入定子铁芯3上设置的定子铁芯液道30,实现对定子铁芯3的有效冷却,再进入定子铁芯液套冷却腔10,实现对电机外壳1的有效冷却;然后再经两个液套出液口20分别进入两个定子绕组固定型冷却器40以及两个冷却器腔41,实现对部分定子绕组4和部分定子铁芯3的有效冷却;参照图5所示,再经411-418定子绕组固定型冷却器液口,继续对定子绕组4冷却,再然后集聚在对称设置的两个418液口之间的圆周面区域,再从上述区域流向两个出液口11。
因此,本发明提供的一种车用液冷驱动电机,解决了目前车用驱动电机存在的冷却不全面、效果不理想等问题,其冷却部位全面,冷却效率高,进而提高驱动电机的使用寿命。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种车用液冷驱动电机,其特征在于,包括:电机外壳(1)、定子铁芯(3)、定子绕组(4)、转轴(5)、转子铁芯(6);
所述电机外壳(1)上设有通向转轴(5)后端部的进液口(50);
所述转轴(5)内具有沿其轴向布置的转轴冷却腔(54),其上套设有与所述进液口(50)相对应的第一动密封装置(51),所述进液口(50)与所述第一动密封装置(51)之间形成环形转轴供液腔(52);在所述第一动密封装置(51)密封的所述转轴(5)环形壁上设有转轴进液道(53);
所述环形转轴供液腔(52)将所述进液口(50)与所述转轴进液道(53)连通;所述转轴进液道(53)与所述转轴冷却腔(54)连通;
在所述转轴(5)上远离所述转轴进液道(53)一端的侧壁上设有转轴出液道(60),所述电机外壳(1)的外侧面设有至少一个出液口(11),所述转轴冷却腔(54)通过所述转轴出液道(60)且依次经过转子铁芯(6)、定子铁芯(3)及定子绕组(4)与至少一个所述出液口(11)连通;
所述驱动电机(100)还包括:第一定子绕组旋转型冷却器(58a);
所述第一定子绕组旋转型冷却器(58a)包括:位于所述转子铁芯(6)一端且套设在所述转轴(5)上的第二动密封装置(56a)和安装在所述第二动密封装置(56a)上的喷液口(59a);
在所述第二动密封装置(56a)密封的所述转轴(5)环形表面上设有第一转轴-定子绕组液道(55a);
所述喷液口(59a)将冷却液甩向所述定子绕组(4)内圆周面后经所述出液口(11)排出;
所述驱动电机(100)还包括一个或两个隔板(7),所述隔板(7)位于所述转子铁芯(6)沿轴向的一侧或两侧;
所述隔板(7)通过隔板轴承(62)安装在所述转轴(5)上,所述隔板(7)其外圆周面与所述定子绕组(4)密封连接;
所述隔板(7)、转子铁芯(6)和定子铁芯(3)之间的区域形成气隙冷却腔(32);
所述转轴冷却腔(54)通过所述转轴出液道(60)与所述气隙冷却腔(32)连通;
在所述隔板轴承(62)靠近气隙冷却腔(32)一侧安装有第四动密封装置(61),所述气隙冷却腔(32)通过所述第四动密封装置(61)与所述出液口(11)连通。
2.如权利要求1所述的一种车用液冷驱动电机,其特征在于,所述驱动电机(100)还包括:第二定子绕组旋转型冷却器(58b);
所述第二定子绕组旋转型冷却器(58b)包括:位于所述转子铁芯(6)另一端且套设在所述转轴(5)上的第三动密封装置(56b)和安装在所述第三动密封装置(56b)上的喷液口(59b);
在所述第三动密封装置(56b)密封的所述转轴(5)环形表面上设有第二转轴-定子绕组液道(55b);
所述喷液口(59b)将冷却液甩向所述定子绕组(4)内圆周面后经所述出液口(11)排出。
3.如权利要求1所述的一种车用液冷驱动电机,其特征在于,所述定子铁芯(3)上设有至少一个定子铁芯液道(30);
所述定子铁芯液道(30)的进液端(31)与所述气隙冷却腔(32)连通;
所述定子铁芯液道(30)的出液端与所述出液口(11)相通。
4.如权利要求3所述的一种车用液冷驱动电机,其特征在于,所述定子铁芯(3)由多个硅钢片(33)压制而成,所述定子铁芯液道(30)的截面形状为矩形,所述定子铁芯液道(30)走向与所述硅钢片平面平行。
5.如权利要求3所述的一种车用液冷驱动电机,其特征在于,所述驱动电机(100)还包括:呈梭芯状的定子铁芯液套(2);
所述定子铁芯液套(2)两端面外周固定连接在所述电机外壳(1)的内壁上;所述定子铁芯液套(2)内壁与所述定子铁芯(3)固定连接,且所述定子铁芯液套(2)与所述电机外壳(1)之间形成定子铁芯液套冷却腔(10);
所述定子铁芯液套(2)上相对应地设有与所述定子铁芯液道(30)相通的液套进液口(21),所述定子铁芯液道(30)通过所述液套进液口(21)与所述定子铁芯液套冷却腔(10)相通;
所述定子铁芯液套(2)上设有至少一个液套出液口(20),所述定子铁芯液套冷却腔(10)通过至少一个所述液套出液口(20)与所述出液口(11)相通。
6.如权利要求5所述的一种车用液冷驱动电机,其特征在于,所述驱动电机(100)还包括:沿轴向设置于所述定子铁芯液套(2)与所述定子绕组(4)之间且呈环形状的一个或两个定子绕组固定型冷却器(40),且所述定子绕组固定型冷却器(40)分别沿轴向位于所述定子铁芯(3)的一侧或两侧;
所述定子铁芯液套(2)与所述定子绕组(4)之间的空隙形成两个冷却器腔(41),两个所述冷却器腔(41)分别位于所述定子铁芯(3)沿轴向的两侧;
所述定子绕组固定型冷却器(40)与所述定子铁芯液套(2)和所述定子铁芯(3)固定连接并密封;
所述液套出液口(20)与相对应的所述冷却器腔(41)相通,所述冷却器腔(41)与相对应的所述出液口(11)相通。
7.如权利要求6所述的一种车用液冷驱动电机,其特征在于,所述定子绕组固定型冷却器(40)上设有多个导流孔,多个所述导流孔的开孔尺寸从上到下依次增大。
8.如权利要求1-7任一项所述的一种车用液冷驱动电机,其特征在于,所述驱动电机(100)还包括沿轴向设置在所述转子铁芯(6)两侧面的隔磁板(8)。
CN201810296994.4A 2018-03-30 2018-03-30 一种车用液冷驱动电机 Active CN108282056B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810296994.4A CN108282056B (zh) 2018-03-30 2018-03-30 一种车用液冷驱动电机
PCT/CN2019/073468 WO2019184580A1 (zh) 2018-03-30 2019-01-28 一种车用液冷驱动电机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810296994.4A CN108282056B (zh) 2018-03-30 2018-03-30 一种车用液冷驱动电机

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108282056A CN108282056A (zh) 2018-07-13
CN108282056B true CN108282056B (zh) 2024-03-01

Family

ID=62811311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810296994.4A Active CN108282056B (zh) 2018-03-30 2018-03-30 一种车用液冷驱动电机

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN108282056B (zh)
WO (1) WO2019184580A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108282056B (zh) * 2018-03-30 2024-03-01 北京理工大学 一种车用液冷驱动电机
JP2021182789A (ja) * 2020-05-18 2021-11-25 本田技研工業株式会社 回転電機
CN112803676B (zh) * 2021-02-23 2022-05-24 美卓矿山安全设备(徐州)有限公司 一种永磁电动滚筒定子循环冷却装置
GB2607870A (en) * 2021-06-07 2022-12-21 Magnomatics Ltd Magnetically geared apparatus and rotor
CN116613907A (zh) * 2023-06-29 2023-08-18 小米汽车科技有限公司 定子铁芯、驱动电机和车辆

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101499697A (zh) * 2009-03-10 2009-08-05 武汉唯特特种电机有限公司 一种液冷电机
JP2011083139A (ja) * 2009-10-08 2011-04-21 Toshiba Corp 回転電機
CN201994738U (zh) * 2011-02-28 2011-09-28 比亚迪股份有限公司 一种封闭式自冷却电机
JP2013183481A (ja) * 2012-02-29 2013-09-12 Toyota Motor Corp 回転電機用ロータの冷却構造、および、回転電機
CN208128076U (zh) * 2018-03-30 2018-11-20 北京理工大学 一种车用液冷驱动电机

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016206342A1 (zh) * 2015-06-23 2016-12-29 戴杰 自循环液冷永磁电机
CN106787452A (zh) * 2015-11-23 2017-05-31 南车株洲电力机车研究所有限公司 一种油冷电机
CN206237254U (zh) * 2016-10-27 2017-06-09 蔚来汽车有限公司 电机液冷结构
CN108282056B (zh) * 2018-03-30 2024-03-01 北京理工大学 一种车用液冷驱动电机

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101499697A (zh) * 2009-03-10 2009-08-05 武汉唯特特种电机有限公司 一种液冷电机
JP2011083139A (ja) * 2009-10-08 2011-04-21 Toshiba Corp 回転電機
CN201994738U (zh) * 2011-02-28 2011-09-28 比亚迪股份有限公司 一种封闭式自冷却电机
JP2013183481A (ja) * 2012-02-29 2013-09-12 Toyota Motor Corp 回転電機用ロータの冷却構造、および、回転電機
CN208128076U (zh) * 2018-03-30 2018-11-20 北京理工大学 一种车用液冷驱动电机

Also Published As

Publication number Publication date
CN108282056A (zh) 2018-07-13
WO2019184580A1 (zh) 2019-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108336865B (zh) 一种液冷驱动电机
CN108282056B (zh) 一种车用液冷驱动电机
CN106849509B (zh) 一种超高速永磁电机空心转子冷却结构
CN207939351U (zh) 一种液冷驱动电机
CN110138145B (zh) 一种水冷和油冷相结合的永磁同步电机
CN111478521A (zh) 一种混合冷却电机
CN113364166B (zh) 一种电机定子油冷结构
CN110086296B (zh) 一种高效油冷永磁同步电机
CN113241880A (zh) 内置油路结构的油冷电机
CN101814797A (zh) 高速永磁电机定子冷却系统
CN113162299B (zh) 一种具有液体驱动旋转喷淋结构的油冷电机
CN111181300A (zh) 一种永磁同步电机油冷结构
CN208128076U (zh) 一种车用液冷驱动电机
US20230198340A1 (en) Motor having multiple cooling flow channels
CN202737671U (zh) 封闭冷却结构盘式永磁电动机
CN109301960A (zh) 一种电动汽车及水冷电机
CN111969790A (zh) 一种油冷电机的冷却系统
CN218276240U (zh) 一种油冷电机
CN113708550A (zh) 一种电机
CN115276302A (zh) 一种油冷电机及油冷电机过热保护方法
CN215009955U (zh) 电机冷却结构及电机
CN209896863U (zh) 一种水冷和油冷相结合的永磁同步电机
CN209896865U (zh) 一种高效油冷永磁同步电机
CN211908568U (zh) 一种电机本体内外风路和滑环冷却风路的组合结构
CN209748302U (zh) 用于电机的端盖和具有该端盖的电机和电动车辆

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant