CN109194035A - 具有油冷系统的电机 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开一种具有油冷系统的电机，包括：第一端盖总成、机壳、定子电枢、电机转子总成、以及第二端盖总成，其中，定子电枢套在电机转子总成外，机壳套在定子电枢外，第一端盖总成套在机壳的第一端，第二端盖总成套在机壳的第二端；机壳的上设有进油孔和出油孔，机壳的内壁还设有与进油孔连通的机壳内腔油道、以及与出油孔连通的回油槽。本发明实施例提供了一种新颖的冷却设计，可以实现对定子电枢铁芯的有效冷却。同时，定子电枢铁芯的冷却油道由机壳内腔的凹槽与定子铁芯外表面装配后形成，机壳没有空心结构，铸造加工更简单。同时由于冷却油与定子铁芯直接接触，可以有效地实现对定子铁芯及定子线圈槽内部分的冷却。

Description

具有油冷系统的电机
技术领域
本发明涉及车辆相关技术领域，特别是一种具有油冷系统的电机。
背景技术
电驱动动力总成是新能源汽车的动力来源，而电机作为将电能与机械能相互转化的关键部件，其冷却的效果直接影响电机的性能。
驱动电机的冷却方案有风冷、水冷和油冷，油冷电机的优势在于冷却介质能直接与绕组接触，散热效果更好。
然而，发明人在实现本发明的过程中发现，在先的电机油冷方案中，有的技术只对定子线圈端部喷油冷却外部线圈，有的只利用转子的甩油对转子铁芯及定子线圈端部内圈进行冷却，很少有一种可以针对定子线圈端部外圈、内圈，定子铁芯及转子铁芯的全面油冷方案。有的需要在电机壳体内设置内流道，存在壳体铸造困难、合格率低、生产效率低下且漏油风险较大的缺点；有的需要在电机线圈外围设置油管，存在制造成本高、与线圈电气间隙难以保证和电气安全性差的缺点；有的需要在电机轴内通油，需要制作空心轴，存在制造成本高、油道结构复杂和动密封困难的缺点。
例如：申请号为CN 106411050 A的中国专利，主要是对于电机定子线圈端部的外圈冷却，但是由于定子线圈端部比较致密并且还有绝缘措施，所以对定子线圈端部的内圈冷却效果并不理想。此外，该方案中定子铁芯以及转子铁芯并没有得到有效冷却；该方案外围油管制造成本高，而且与定子线圈的电气间隙难以保证，导致其电气安全性比较差。
例如：申请号为CN204858880 U的中国专利，主要是对定子铁芯以及转子铁芯进行冷却，但是并没有对定子线圈端部的外圈进行冷却。此外，该方案还存在以下问题：①涉及到端盖和机壳的密封，转轴与后端盖之间的动密封等，导致电机制造、装配难度高，成本高，可靠性差；②转轴需要做成空心轴并且需要开孔，成本高；③空心轴内有两个甩油孔，在高速时靠近进油口的甩油孔可能已经将油液全部甩出，致使另一个甩油孔无油可甩，进而导致定子线圈两端端部只有一端的内圈得到冷却，然而电机在高负载运行情况下下定子线圈端部发热严重，这将不利于电机的安全运行，甚至影响电机的寿命。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术的电机油冷效果不佳的技术问题，提供一种具有油冷系统的电机。
本发明提供一种电机，包括：第一端盖总成、机壳、定子电枢、电机转子总成、以及第二端盖总成，其中，所述定子电枢套在所述电机转子总成外，所述机壳套在所述定子电枢外，所述第一端盖总成套在所述机壳的第一端，所述第二端盖总成套在所述机壳的第二端；
所述机壳的上设有进油孔和出油孔，所述机壳的内壁还设有与所述进油孔连通的机壳内腔油道、以及与所述出油孔连通的回油槽。
进一步的，所述机壳还包括：靠近所述机壳的第一端且与所述机壳内腔油道连通的第一导环安装卡槽、以及靠近所述机壳的第二端且与所述机壳内腔油道连通的第二导环安装卡槽，所述第一导油环安装在所述第一导环安装卡槽上，所述第二导油环安装在所述第二导环安装卡槽上。
更进一步的，还包括第一导油环和第二导油环，所述第一导油环的背面设有与所述第一导环安装卡槽连通的第一导油环油道，所述第一导油环油道上设有第一导油环油嘴，所述第二导油环的背面设有与所述第二导环安装卡槽连通的第二导油环油道，所述第二导油环油道上设有第二导油环油嘴。
再进一步的，所述第一导油环油嘴朝向所述第一导油环的背面突出，所述第二导油环油嘴朝向所述第二导油环的背面突出。
进一步的，所述第一端盖总成包括第一端盖、以及设置在所述第一端盖上且朝向所述机壳的第一端延伸的第一引油板，所述第一引油板能在所述第一端盖总成套在所述机壳的第一端后延伸至所述电机转子总成的内腔，所述第二端盖总成包括第二端盖、以及设置在所述第二端盖上且朝向所述机壳的第二端延伸的第二引油板，所述第二引油板能在所述第二端盖总成套在所述机壳的第二端后延伸至所述电机转子总成的内腔。
更进一步的，所述第一引油板上设有第一引油道，所述第二引油板上设有第二引油道。
进一步的，所述电机转子总成包括轴、依次套在所述轴外的转子支架、以及转子铁芯，所述转子铁芯两端分别套有环状动平衡板，每一所述动平衡板朝向所述转子铁芯的一面开设有沿圆周方向延伸的集油槽、以及与所述集油槽连通沿径向方向延伸的甩油孔。
更进一步的，所述转子支架包括外套管、套设在所述外套管内的内套管、以及连接所述外套管和所述内套管的连接件，所述内套管套住所述轴，所述外套管的内壁从所述连接件向所述第一端盖总成的方向上向所述外套管的外表面延伸，所述外套管的内壁从所述连接件向所述第二端盖总成的方向上向所述外套管的外表面延伸。
再进一步的，所述集油槽的直径大于所述转子支架的直径。
进一步的，所述电机转子总成还包括固定螺母和固定螺栓，所述固定螺栓穿过所述转子铁芯以及两端的动平衡板与所述固定螺母螺纹连接。
本发明实施例提供了一种新颖的冷却设计，可以实现对定子电枢铁芯的有效冷却。同时，定子电枢铁芯的冷却油道由机壳内腔的凹槽与定子铁芯外表面装配后形成，机壳没有空心结构，铸造加工更简单。同时由于冷却油与定子铁芯直接接触，可以有效地实现对定子铁芯及定子线圈槽内部分的冷却。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的一种具有油冷系统的电机的爆炸图；
图2为本发明一实施例提供的一种具有油冷系统的电机的机壳结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的一种具有油冷系统的电机的机壳截面的结构示意图；
图4为本发明可选实施例提供的一种具有油冷系统的电机的导油环的俯视图；
图5为本发明可选实施例提供的一种具有油冷系统的电机的导油环的仰视图；
图6为图5的局部放大示意图；
图7为本发明可选实施例提供的一种具有油冷系统的电机的端盖总成的结构示意图；
图8为本发明可选实施例提供的一种具有油冷系统的电机的电机转子总成的爆炸图；
图9为本发明可选实施例提供的一种具有油冷系统的电机的动平衡板的立体图；
图10为本发明可选实施例提供的一种具有油冷系统的电机的动平衡板的正视图；
图11为本发明可选实施例提供的一种具有油冷系统的电机的动平衡板的A-A截面图；
图12为本发明可选实施例提供的一种具有油冷系统的电机的截面图；
图13为图12的虚线框放大图；
图14为本发明可选实施例提供的一种具有油冷系统的电机的机壳的油路示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示为本发明一实施例提供的一种具有油冷系统的电机，包括：第一端盖总成1、机壳3、定子电枢4、电机转子总成6、以及第二端盖总成7，其中，所述定子电枢4套在所述电机转子总成6外，所述机壳3套在所述定子电枢4外，所述第一端盖总成1套在所述机壳3的第一端，所述第二端盖总成7套在所述机壳3的第二端；
如图2和图3所示，所述机壳3的上设有进油孔31和出油孔32，所述机壳的内壁还设有与所述进油孔31连通的机壳内腔油道33、以及与所述出油孔32连通的回油槽36。
具体来说，本发明的油路冷却过程及原理如下：冷却油从进油口31进入壳体3上的机壳内腔油道33内，对定子电枢4的铁芯部分进行冷却。
本发明实施例提供了一种新颖的冷却设计，可以实现对定子电枢铁芯的有效冷却。同时，定子电枢铁芯的冷却油道由机壳内腔的凹槽与定子铁芯外表面装配后形成，机壳没有空心结构，铸造加工更简单。同时由于冷却油与定子铁芯直接接触，可以有效地实现对定子铁芯及定子线圈槽内部分的冷却。
实施例二
如图1所示，本发明可选实施例提供的一种具有油冷系统的电机，包括：第一端盖总成1、第一导油环2、机壳3、定子电枢4、第二导油环5、电机转子总成6、以及第二端盖总成7，其中，所述定子电枢4套在所述电机转子总成6外，所述机壳3套在所述定子电枢4外，所述第一端盖总成1套在所述机壳3的第一端，所述第二端盖总成7套在所述机壳3的第二端；
如图2和图3所示，所述机壳3的上设有进油孔31和出油孔32，所述机壳的内壁还设有与所述进油孔31连通的机壳内腔油道33、与所述出油孔32连通的回油槽36、靠近所述机壳3的第一端且与所述机壳内腔油道33连通的第一导环安装卡槽35、以及靠近所述机壳3的第二端且与所述机壳内腔油道33连通的第二导环安装卡槽34，所述第一导油环2安装在所述第一导环安装卡槽35上，所述第二导油环5安装在所述第二导环安装卡槽34上；
如图4-图6所示，所述第一导油环2的背面设有与所述第一导环安装卡槽35连通的第一导油环油道21，所述第一导油环油道21上设有第一导油环油嘴22，所述第二导油环5的背面设有与所述第二导环安装卡槽34连通的第二导油环油道51，所述第二导油环油道51上设有第二导油环油嘴52，所述第一导油环油嘴22朝向所述第一导油环2的背面突出，所述第二导油环油嘴52朝向所述第二导油环5的背面突出；
如图7所示，所述第一端盖总成1包括第一端盖11、以及设置在所述第一端盖11上且朝向所述机壳3的第一端延伸的第一引油板12，所述第一引油板12能在所述第一端盖总成1套在所述机壳3的第一端后延伸至所述电机转子总成6的内腔，所述第一引油板12上设有第一引油道121，所述第二端盖总成7包括第二端盖71、以及设置在所述第二端盖71上且朝向所述机壳3的第二端延伸的第二引油板12，所述第二引油板72能在所述第二端盖总成7套在所述机壳3的第二端后延伸至所述电机转子总成6的内腔，所述第二引油板72上设有第二引油道721；
如图8-图11所示，所述电机转子总成6包括固定螺母61、轴63、依次套在所述轴63外的转子支架64、转子铁芯65、以及固定螺栓66，所述转子铁芯65两端分别套有环状动平衡板62，所述固定螺栓穿过所述转子铁芯65以及两端的动平衡板62与所述固定螺母61螺纹连接，每一所述动平衡板62朝向所述转子铁芯65的一面开设有沿圆周方向延伸的集油槽621、以及与所述集油槽621连通沿径向方向延伸的甩油孔622；
如图12和图13所示，所述转子支架64包括外套管641、套设在所述外套管641内的内套管642、以及连接所述外套管641和所述内套管642的连接件643，所述内套管643套住所述轴63，所述外套管641的内壁从所述连接件643向所述第一端盖总成1的方向上向所述外套管641的外表面延伸，所述外套管641的内壁从所述连接件643向所述第二端盖总成7的方向上向所述外套管641的外表面延伸，所述集油槽621的直径大于所述转子支架64的直径；
如图12-14所示，本发明的油路冷却过程及原理如下：冷却液，例如冷却油，从进油口31进入壳体3上的机壳内腔油道33内，对定子电枢4的铁芯部分进行冷却后，进入导油环5、2内，然后冷却油通过导油环5、2上的导油环油嘴22、52，对定子电枢4的两端端部的外圈进行喷洒冷却，导油环5、2背面凸出的导油环油嘴22、52，使油液能够形成喷射，而不会沿导油环5、2的背面流动。之后油液一部分沿着定子电枢4的端部流动然后滴落到下方或者直接滴落到下方，然后通过回油槽36到达出油孔32；另一部分油液滴落到第一引油板12和第二引油板72上，通过第一引油板12和第二引油板72引流到达转子支架64的内腔，由于电机转子6旋转的离心力作用，油液沿着转子支架64的带斜度内腔向外侧流动——这一过程中实现了对转子铁芯的冷却，到达动平衡板62时，被动平衡板62高出转子支架64的部分挡住，随后油液进入动平衡板62的集油槽内，在离心力的作用下，油液从3个甩油孔中甩出对定子电枢4的线圈两端端部的内侧进行冷却。
本发明实施例提供了一种新颖的冷却设计，可以实现对定子电枢铁芯的有效冷却。同时，定子电枢铁芯的冷却油道由机壳内腔的凹槽与定子铁芯外表面装配后形成，机壳没有空心结构，铸造加工更简单。同时由于冷却油与定子铁芯直接接触，可以有效地实现对定子铁芯及定子线圈槽内部分的冷却。转子部分的冷却油由引流板导入到转子内腔，无需制造空心轴，结构简单而且无需动密封。导油环2、5只需要装配进入机壳3端面的卡槽34和35内即可，无需任何螺栓固定。最终装配完成后，导油环2和5在轴向上由定子电枢4的铁芯和端盖1和7的止口部分支撑，径向由卡槽34和35的随形固定。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种具有油冷系统的电机，其特征在于，包括：第一端盖总成(1)、机壳(3)、定子电枢(4)、电机转子总成(6)、以及第二端盖总成(7)，其中，所述定子电枢(4)套在所述电机转子总成(6)外，所述机壳(3)套在所述定子电枢(4)外，所述第一端盖总成(1)套在所述机壳(3)的第一端，所述第二端盖总成(7)套在所述机壳(3)的第二端；
所述机壳(3)的上设有进油孔(31)和出油孔(32)，所述机壳的内壁还设有与所述进油孔(31)连通的机壳内腔油道(33)、以及与所述出油孔(32)连通的回油槽(36)。
2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述机壳(3)还包括：靠近所述机壳(3)的第一端且与所述机壳内腔油道(33)连通的第一导环安装卡槽(35)、以及靠近所述机壳(3)的第二端且与所述机壳内腔油道(33)连通的第二导环安装卡槽(34)，所述第一导油环(2)安装在所述第一导环安装卡槽(35)上，所述第二导油环(5)安装在所述第二导环安装卡槽(34)上。
3.根据权利要2所述的电机，其特征在于，还包括第一导油环(2)和第二导油环(5)，所述第一导油环(2)的背面设有与所述第一导环安装卡槽(35)连通的第一导油环油道(21)，所述第一导油环油道(21)上设有第一导油环油嘴(22)，所述第二导油环(5)的背面设有与所述第二导环安装卡槽(34)连通的第二导油环油道(51)，所述第二导油环油道(51)上设有第二导油环油嘴(52)。
4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，所述第一导油环油嘴(22)朝向所述第一导油环(2)的背面突出，所述第二导油环油嘴(52)朝向所述第二导油环(5)的背面突出。
5.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述第一端盖总成(1)包括第一端盖(11)、以及设置在所述第一端盖(11)上且朝向所述机壳(3)的第一端延伸的第一引油板(12)，所述第一引油板(12)能在所述第一端盖总成(1)套在所述机壳(3)的第一端后延伸至所述电机转子总成(6)的内腔，所述第二端盖总成(7)包括第二端盖(71)、以及设置在所述第二端盖(71)上且朝向所述机壳(3)的第二端延伸的第二引油板(12)，所述第二引油板(72)能在所述第二端盖总成(7)套在所述机壳(3)的第二端后延伸至所述电机转子总成(6)的内腔。
6.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，所述第一引油板(12)上设有第一引油道(121)，所述第二引油板(72)上设有第二引油道(721)。
7.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述电机转子总成(6)包括轴(63)、依次套在所述轴(63)外的转子支架(64)、以及转子铁芯(65)，所述转子铁芯(65)两端分别套有环状动平衡板(62)，每一所述动平衡板(62)朝向所述转子铁芯(65)的一面开设有沿圆周方向延伸的集油槽(621)、以及与所述集油槽(621)连通沿径向方向延伸的甩油孔(622)。
8.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，所述转子支架(64)包括外套管(641)、套设在所述外套管(641)内的内套管(642)、以及连接所述外套管(641)和所述内套管(642)的连接件(643)，所述内套管(643)套住所述轴(63)，所述外套管(641)的内壁从所述连接件(643)向所述第一端盖总成(1)的方向上向所述外套管(641)的外表面延伸，所述外套管(641)的内壁从所述连接件(643)向所述第二端盖总成(7)的方向上向所述外套管(641)的外表面延伸。
9.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，所述集油槽(621)的直径大于所述转子支架(64)的直径。
10.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，所述电机转子总成(6)还包括固定螺母(61)和固定螺栓(66)，所述固定螺栓穿过所述转子铁芯(65)以及两端的动平衡板(62)与所述固定螺母(61)螺纹连接。
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