CN108512364A - 一种用于车辆悬挂电机的冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆悬挂电机的冷却装置，所述电机包括：电机安装座、定子、绕组、转子和第一环形盖与第二环形盖；所述冷却装置包括：设于所述电机安装座上的设有条形槽的环形冷却水道和环向设于所述冷却水槽外侧的密封套；所述电机安装座外壁设有轴向设置的隔水件；所述密封套和所述电机安装座间设有密封垫。本发明提供的冷却装置，其具有结构紧凑、加工工艺简单、加工成本低、密封可靠和便于安装装配的特点，关键是实现了小空间下电机高效双层散热。本发明可用于车辆机电悬挂电机的散热，也可用于其它电机的散热。

Description

一种用于车辆悬挂电机的冷却装置

技术领域

本发明涉及一种电机的散热机构，具体涉及一种用于车辆悬挂电机的冷却装置。

背景技术

机电悬挂属于全新的主动悬挂技术领域，该机电悬挂是未来特种车辆主流悬挂方案，其采用全电化驱动与控制，符合未来车辆全电化发展趋势。未来车辆对电机的高功率密度、行车速度及平顺性要求越来越高，同时还要实现轻量化、紧凑及满足电机在狭小密闭空间下的散热需求，这就带来一个问题：紧凑狭小空间下，大功率电机的散热如何解决，散热效率如何提升？可以说机电悬挂关键技术就在于电机的散热结构设计。查阅国内外文献，当前国外机电悬挂电机的散热冷却水道是开式环形槽设计，结构虽简单但散热效率不足，有待提高；国内电机水冷散热结构不足在于散热效率同样较低，且加工工艺复杂，带来的加工成本较高，而且装配拆装不便，目前满足不了机车辆用电悬挂电机对散热的技术需求，因此电机的散热结构是否高效可行制约着机电悬挂技术的发展。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种用于车辆悬挂电机的冷却装置。

本发明提供的技术方案是：一种用于车辆悬挂电机的冷却装置，所述电机(5)包括：柱形电机安装座(1)、设于所述电机安装座(1)内且与其同轴设置的定子(5-74)、绕组(5-96)、转子和分别设于所述定子(5-74)两端的第一环形盖(5-4)与第二环形盖(5-5)；

所述冷却装置包括：设于所述电机安装座(1)上的设有条形槽(1-5)的环形冷却水道和环向设于所述冷却水槽外侧的密封套(3)；

所述电机安装座(1)外壁设有轴向设置的隔水件(2)。

优选的，所述密封套(3)和所述电机安装座(1)间设有密封垫(4)。

优选的，所述冷却水道为由多条环形水槽(1-6)组成的冷却水道，所述环形水槽(1-6)为由两条散热片(1-3)组成的环形水槽。

优选的，相邻所述环形水槽(1-6)间设有均匀间隔布置于所述隔水件(2)两侧的冷却水连通口(1-4)。

优选的，所述隔水件(2)包括橡胶隔水板，所述橡胶隔水板的一端设有进水口(2-1)，另一端设有出水口(2-2)，所述隔水板的进水口(2-1)和出水口(2-2)相互垂直。

优选的，所述电机安装座(1)的外壁设有轴向设置的分别与隔水板进水口(2-1)和环形水槽(1-6)联通的安装座的进水口(1-1)和出水口(1-2)。

优选的，所述定子(5-74)包括多个堆叠而成的中空叠片(5-78)，所述叠片上设有环向设置的槽(5-92)，在所述槽(5-92)的外侧设有环形轭区域(5-104)。

优选的，所述轭区域(5-104)上均匀设有流体孔(5-106)。

优选的，所述槽(5-92)内设有所述绕组(5-96)。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：

(1)本发明提供的技术方案，通过重点对机电悬挂电机安装座冷却水道环形水槽布局、冷却水道隔水板布置、冷却水进出水口的预留及密封等结构设计，实现了机电悬挂电机在狭小空间下的高效散热，满足了机电悬挂的电机技术需求；同时电机该散热结构紧凑，便于加工，方便安装操作及拆装维修，可靠性较高。

(2)本发明提供的技术方案，采用的冷却机构，其具有结构紧凑、加工工艺简单、加工成本低、密封可靠和便于安装装配的特点，关键是实现了小空间下电机高效双层散热；两种双重冷却回路，大大降低了电机在运行期间所产生的热，从而保证了其散热效果。。本发明可用于车辆机电悬挂电机的散热，也可用于其它电机的散热。

(3)本发明提供的技术方案，电机冷却机构有效解决了当前大功率电机所在的散热效率不足、结构复杂、安装困难的问题。

附图说明

图1为本发明的冷却机构结构示意图；

图2为本发明的冷却机构剖面示意图；

图3为本发明的冷却水道结构示意图；

图4为本发明的隔水件结构示意图；

图5为本发明的电机结构示意图；

图6为本发明电机的定子透视图；

图7为图6所示的定子的叠片的俯视图；

其中，1-电机安装座；1-1-安装座的进水口；1-2-安装座的出水口；1-3-散热片；1-4-冷却水连通口；1-5-条形槽；1-6-水槽；1-7-密封槽；2-隔水件；2-1-隔水件的进水口；2-2-隔水件的出水口；3-密封套；4-密封垫；5-电机；5-4-第一环形盖；5-5-第二环形盖；5-74-定子；5-78-叠片；5-80-定子铁心；5-82-外径；5-84-内径；5-86-外表面；5-88-空腔；5-90-齿；5-92-槽；5-94-定子槽；5-96-绕组；5-98-端部绕组；5-100-前侧；5-104-轭区域；5-106-流体孔；5-108-谷；5-110-冷却通道；5-112-端面。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步详细说明。

如图1至图5所示，本实施例提供的用于车辆悬挂电机的冷却机构，所述电机5包括：柱形电机安装座1、设于所述电机安装座1内且与其同轴设置的定子5-74、绕组5-96、转子和分别设于所述定子5-74两端的第一环形盖5-4与第二环形盖5-5；，所述冷却装置包括：设于所述电机安装座1上的设有条形槽1-5的环形冷却水道和环向设于所述冷却水槽外侧的密封套3；所述电机安装座1外壁设有轴向设置的隔水件2；所述密封套3和所述电机安装座1间设有密封垫4；悬挂电机安装座1上设有两道密封槽1-7，两件密封垫4安装在密封槽1-7，然后将冷却水密封套3从电机安装座1端面套入并逐步压装到位，保证密封的可靠性。最终完成电机高效散热机构的安装。

所述冷却水道为由多条环形水槽1-6组成的冷却水道，所述环形水槽1-6为由两条散热片1-3组成的环形水槽；相邻所述环形水槽1-6间设有均匀间隔布置于所述隔水件2两侧的冷却水连通口1-4；两条相邻冷却环形水槽1-6共用一个冷却水连通口1-4，且冷却水连通口1-4在隔水件2两侧有规律地均匀布置，冷却水连通口1-4如此布置目的是最大化增加冷却水在冷却环形水槽1-6中的路线，提高散热效率；

所述隔水件2包括橡胶隔水板，所述橡胶隔水板的一端设有进水口2-1，另一端设有出水口2-2，所述隔水板的进水口2-1和出水口2-2相互垂直；利用橡胶材质的变形机理，在将冷却水道隔水板2压入到条形槽1-5后能够保证其与电机安装座1及冷却水密封套3接触面密封可靠。

所述电机安装座1的外壁设有轴向设置的分别与隔水板进水口2-1和环形水槽1-6联通的安装座的进水口1-1和出水口1-2；隔水板进水口2-1与隔水板出水口2-2相通，并与电机安装座1的进水口1-1相通，将冷却水从冷却水道隔水件2顺利引入到电机安装座1最里面冷却入水槽1-6；

具体讲，在电机安装座1外圆上设计规则的环形冷却水道，根据空间及散热需要，可设计数条环形水槽，相邻的水槽通过连通口连通以供冷却水循环流动；设计有冷却水道隔水件2用以将冷却水入水和回水隔开防止串水，电机安装座1外圆上设计有一个条形槽1-5用以安装冷却水道隔水件2，冷却水道隔水件2镶嵌在条形槽1-5中，同时隔水件2安装处周边的散热片1-3起到固定限位作用；冷却水道隔水件2上预留有通孔与安装座的进水口1-1相通，且将冷却入水一直引入到最里面一条环形冷却水槽1-6，保证冷却入水从最里面开始流通然后在安装座环形水槽1-6里由里到外最终从安装座的出水口1-2循环流出；冷却水道隔水件是橡胶材质，有一定弹性变形，其在长度和宽度方向上预留一定尺寸公差且一定大于其在电机安装座上条形槽1-5的尺寸，如此可保证冷却水道隔水板在安装装配时有一定的弹性变形保证密封的可靠性，防止渗水；待冷却水道隔水板安装到安装座条形槽1-5后，从安装座端面将冷却水套压装到安装座上，完成冷却循环水的密封。

悬挂电机冷却水从电机安装座1安装座的进水口(冷却水进水口)1-1进入，然后流向冷却水道隔水件2，并从隔水件进水口2-1进入冷却水道隔水件2，然后从隔水件出水口2-2流出进入到最里面的冷却入水槽1-6，冷却水在入水槽1-6环行一周然后从冷却水连通口1-4流入到相邻的次道冷却环形水槽1-6，然后连续依次循环流动，最后从安装座的出水口(冷却水出水口)1-2流出，完成冷却水在冷却水道中的整个循环冷却过程。其中，冷却环形水槽1-6的圈数可根据总体散热需求而定。

条形沉槽1-5用于安装固定冷却水道隔水件2，条形槽1-5开口处的散热片1-3不仅起到散热作用，同时还对冷却水道隔水件2两侧起到一定限位作用。

参照图5、图6和图7，所述定子5-74包括多个堆叠而成的中空叠片5-78，所述叠片上设有环向设置的槽5-92，在所述槽5-92的外侧设有环形轭区域5-104；所述轭区域5-104上均匀设有流体孔5-106；所述槽5-92内设有所述绕组5-96；

电机5包括具有多个叠片5-78的定子5-74。每个叠片5-78包括前侧5-100和与前侧相对的后侧。当叠片5-78堆叠时，前侧和后侧抵靠相邻的前侧和后侧设置以形成定子铁心5-80。每个叠片5-78可以是环形的并且可以限定中空的中心。每个叠片5-78还包括外径5-82和内径5-84。外径5-82配合限定定子铁心5-80的外表面5-86，内径5-84配合限定空腔5-88。

每个叠片5-78包括朝向内径5-84径向向内延伸的多个齿5-90。相邻的齿5-90配合以限定槽5-92。每个叠片5-78的齿5-90和槽5-92与相邻叠片的齿和槽对准以限定定子槽5-94，定子槽5-94在相对的端面5-112之间延伸穿过定子铁心5-80。端面5-112限定铁心5-80的相对端，并且由定子铁心5-80的第一叠片和最后的叠片形成。。多个绕组(也称为线圈、导线或导体)5-96围绕定子铁心5-80缠绕并且设置在定子槽5-94内。绕组5-96可设置在绝缘材料(未示出)中。绕组5-96的一些部分通常沿着定子槽5-94在轴向方向上延伸。在定子铁心的端面5-112处，绕组5-96弯曲以围绕定子铁心5-80的端面5-112周向延伸而形成端部绕组5-98。虽然示出为具有分布式绕组，但绕组也可以是集中式的。

每个叠片5-78还可包括限定在外径5-82和槽5-92的谷5-108之间的轭区域5-104。多个流体孔5-106可限定在每个叠片的轭区域5-104中。孔5-106在前侧5-100和后侧之间延伸，提供完全穿过叠片5-78的空隙。孔5-106可以是槽(如图所示)或者可以是另一形状。当叠片5-78堆叠时，每个叠片5-78的孔5-106与相邻叠片的孔对准，以限定在端面5-112之间延伸穿过定子铁心5-80的冷却通道5-110。示例叠片5-78示出为具有六个孔，然而，本公开考虑每个叠片具有多于或少于六个的孔。

在运行期间，电机5在定子铁心5-80和绕组5-2内产生热。为了防止电机的过热，可提供冷却通道5-110和在电机安装座1设置的冷却水道，这两种双重冷却回路，大大降低了电机5在运行期间所产生的热，从而保证了其散热效果。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种用于车辆悬挂电机的冷却装置，所述电机(5)包括：柱形电机安装座(1)、设于所述电机安装座(1)内且与其同轴设置的定子(5-74)、绕组(5-96)、转子和分别设于所述定子(5-74)两端的第一环形盖(5-4)与第二环形盖(5-5)；其特征在于，

所述冷却装置包括：设于所述电机安装座(1)上的设有条形槽(1-5)的环形冷却水道和环向设于所述冷却水槽外侧的密封套(3)；

所述电机安装座(1)外壁设有轴向设置的隔水件(2)。

2.如权利要求1所述的一种用于车辆悬挂电机的冷却装置，其特征在于，

所述密封套(3)和所述电机安装座(1)间设有密封垫(4)。

3.如权利要求1所述的一种用于车辆悬挂电机的冷却装置，其特征在于，

所述冷却水道为由多条环形水槽(1-6)组成的冷却水道，所述环形水槽(1-6)为由两条散热片(1-3)组成的环形水槽。

4.如权利要求3所述的一种用于车辆悬挂电机的冷却装置，其特征在于，

相邻所述环形水槽(1-6)间设有均匀间隔布置于所述隔水件(2)两侧的冷却水连通口(1-4)。

5.如权利要求1所述的一种用于车辆悬挂电机的冷却装置，其特征在于，

所述隔水件(2)包括橡胶隔水板，所述橡胶隔水板的一端设有进水口(2-1)，另一端设有出水口(2-2)，所述隔水板的进水口(2-1)和出水口(2-2)相互垂直。

6.如权利要求1所述的一种用于车辆悬挂电机的冷却装置，其特征在于，

所述电机安装座(1)的外壁设有轴向设置的分别与隔水板进水口(2-1)和环形水槽(1-6)联通的安装座的进水口(1-1)和出水口(1-2)。

7.如权利要求1所述的一种用于车辆悬挂电机的冷却装置，其特征在于，

所述定子(5-74)包括多个堆叠而成的中空叠片(5-78)，所述叠片上设有环向设置的槽(5-92)，在所述槽(5-92)的外侧设有环形轭区域(5-104)。

8.如权利要求7所述的一种用于车辆悬挂电机的冷却装置，其特征在于，

所述轭区域(5-104)上均匀设有流体孔(5-106)。

9.如权利要求7所述的一种用于车辆悬挂电机的冷却装置，其特征在于，

所述槽(5-92)内设有所述绕组(5-96)。