CN109510402A - 一种新能源车用油冷电机系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新能源车用油冷电机系统，包括电机总成和逆变器总成。所述逆变器总成设置在所述电机总成的径向上方，电子元件与电子总成的壳体紧密贴合。本发明提供的新能源车用油冷电机系统，由于电机总成和逆变器总成共用壳体，集成化程度高，占用空间体积小，可以灵活的布置在机舱或者后桥内，同时实现高的功率密度。此外，壳体内压铸冷却油路，逆变器的电子器件均与壳体外表面紧密贴合，通过冷却油路散热，散热效果好，可以有效的提高电机系统的效率和有效的降低了成本。

Description

一种新能源车用油冷电机系统

技术领域

本发明涉及一种油冷电机系统，具体涉及一种新能源车用油冷电机系统。

背景技术

目前电机系统的布置方案主要包括三种方案：第一种方案，电机和逆变器为单独设计，为两个单独的件；第二种方案，逆变器和电机集成，其中逆变器和电机为独立总成，逆变器仅通过几个螺栓点进行强制集成在电机壳体上方或者侧方，此方案不完全算系统集成，且电机系统在径向方向上占用空间尺寸大；第三种方案，逆变器和电机的轴向方向上集成，其中电机和逆变器壳体共用，集成化程度较高，但是轴向方向尺寸变长，对车横向的尺寸提出较高的布置要求。

因此，亟待需要提供一种集成化程度高，占用空间体积小，布置灵活的电机系统布置方案。

发明内容

本发明的实例要解决的技术问题是提供一种集成化程度高，占用空间体积小，布置灵活的新能源车用油冷电机系统。

本发明采用的技术方案为：

本发明实施例提供一种新能源车用油冷电机系统，包括电机总成和逆变器总成，所述电机总成包括壳体、定子组件、转子组件、旋转变压器和电机端盖，所述电机端盖与所述壳体连接，形成容纳所述定子组件、所述转子组件和所述旋转变压器的腔体；

所述逆变器总成沿转子组件的转子轴的径向方向设置在所述壳体上，包括驱动单元模块、驱动板、控制板、电容和盖板，所述驱动单元模块、所述驱动板、所述控制板和所述电容布置在所述壳体和所述盖板围成的空间内，其中，所述驱动单元模块的上侧与所述驱动板连接，下侧与所述壳体的外表面相贴合，所述控制板设置在所述电容的上侧，所述电容的下侧与所述壳体的外表面相贴合；

其中，所述转子轴上形成有第一冷却油路，所述壳体上形成有第二冷却油路，所述电机端盖上形成有分别与所述第一冷却油路和所述第二冷却油路相连通的进油孔和冷却油道，冷却油通过所述进油孔和所述冷却油道分别流入所述第一冷却油路和所述第二冷却油路中。

可选地，所述第二冷却油路包括沿所述转子轴轴向方向设置的多条油路；每个冷却油道的直径各不相同。

可选地，所述第二冷却油路包括7条油路。

可选地，所述第二冷却油路上形成有两个喷洒部，所述两个喷洒部对应定子组件的定子的出线端和非出线端。

可选地，每个喷洒部形成有与所述第二冷却油路相连通的三个喷洒孔。

可选地，所述喷洒孔中的一个喷洒孔垂直向下设置，另外两个喷洒孔倾斜设置。

可选地，所述第一冷却油路通过回油通道和泄油孔流入所述腔体的底部，所述回油通道形成在所述转子轴的端部，所述泄油孔形成在所述壳体上。

可选地，所述壳体的底部形成有相连通的回油口和回油流道，所述回油口与所述腔体连通。

可选地，所述定子组件的定子三相线通过三相端子引出，并与所述驱动单元模块的端子通过接插件连接。

可选地，所述电容为圆弧形；所述驱动单元模块与所述壳体的配合面为平面。

本发明实施例提供的新能源车用油冷电机系统，由于电机总成和逆变器总成共用壳体，集成化程度高，占用空间体积小，可以灵活的布置在机舱或者后桥内，同时实现高的功率密度。此外，壳体内压铸冷却油路，逆变器的电子器件均与壳体外表面紧密贴合，通过冷却油路散热，散热效果好，可以有效的提高电机系统的效率和有效的降低了成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种新能源车用油冷电机系统的爆炸示意图；

图2为本发明实施例提供的一种新能源车用油冷电机系统的剖视图；

图3为本发明实施例提供的一种新能源车用油冷电机系统电机端盖的局部剖视图；

图4为本发明实施例提供的一种新能源车用油冷电机系统电容的局部剖视图；

图5为本发明实施例提供的一种新能源车用油冷电机系统壳体油路的局部剖视图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

图1为本发明实施例提供的一种新能源车用油冷电机系统的爆炸示意图；

图2为本发明实施例提供的一种新能源车用油冷电机系统的剖视图；图3为本发明实施例提供的一种新能源车用油冷电机系统电机端盖的局部剖视图；图4为本发明实施例提供的一种新能源车用油冷电机系统电容的局部剖视图；图5为本发明实施例提供的一种新能源车用油冷电机系统壳体油路的局部剖视图。

如图1至图5所示，本发明实施例提供的新能源车用油冷电机系统，包括电机总成和逆变器总成，其中，其所述电机总成可包括现有的相关结构，例如，可包括壳体1、定子组件2、转子组件3、旋转变压器和电机端盖4等，所述电机端盖4与所述壳体1连接，形成容纳所述定子组件2、所述转子组件3和所述旋转变压器的腔体。所述逆变器总成沿转子组件的转子轴20的径向方向设置在所述壳体1上，可包括现有的相关结构，例如，包括驱动单元模块13、驱动板12、控制板10、电容9和盖板11等，所述驱动单元模块13、所述驱动板12、所述控制板10和所述电容9布置在所述壳体1和所述盖板11围成的空间内，其中，所述驱动单元模块13的上侧与所述驱动板12连接，下侧与所述壳体1的外表面相贴合，所述控制板10设置在所述电容9的上侧，所述电容9的下侧与所述壳体1的外表面相贴合。

其中，所述转子轴20上形成有第一冷却油路21，所述壳体1上形成有第二冷却油路8，所述电机端盖4上形成有分别与所述第一冷却油路21和所述第二冷却油路8相连通的进油孔24和冷却油道，冷却油通过所述进油孔24和所述冷却油道，分别流向所述第一冷却油路21和所述第二冷却油路8，即冷却油进入电机端盖后进行分流，一部分冷却油通过进油孔24流入到第一冷却油路21，对转子组件进行冷却，另一部分冷却油通过冷却油道进入第二冷却油路对定子组件和逆变器总成进行冷却。

本发明实施例提供的新能源车用油冷电机系统，由于电机总成和逆变器总成共用壳体，集成化程度高，占用空间体积小，可以灵活的布置在机舱或者后桥内，同时实现高的功率密度。此外，壳体内压铸冷却油路，逆变器的电子器件均与壳体外表面紧密贴合，通过冷却油路散热，散热效果好，可以有效的提高电机系统的效率和有效的降低成本。

具体地，在本发明实施例中，壳体1可包括主体部和位于所述主体部的一端、与所述主体部一体形成的端部，第二冷却油路8形成在所述主体部上，所述主体部的另一端与所述电机端盖4连接，即壳体1的一端通过一体形成的端部遮盖，另一端开放，与电机端盖4连接。定子组件2和转子组件3可为现有的结构组件，定子组件2可包括定子和缠绕在定子上的绕组等，转子组件3可包括转子轴、安装在转子轴上的转子铁芯等，其中，所述转子组件3通过转子轴20一端通过轴承26支撑在所述壳体1上，另一端通过轴承26支撑在所述电机端盖4上。所述定子组件2安装在所述转子组件3和所述壳体1之间，其中定子组件2与壳体1之间为过盈装配，定子组件2的三相线可通过三相端子18进行引出，该三相端子18可通过接插件14与驱动单元模块的端子进行连接。接插件14可为现有的标准接插件，固定在壳体1上，接插件14上设置有密封圈，用于将电机腔体和逆变器腔体进行隔。接插件14的一端的端子17与三相端子18通过螺栓连接，另一端和驱动单元模块13的端子连接。所述旋转变压器的定子6设置在所述壳体1上，具体设置在壳体1的端部上，如图2所示，可通过花键22进行固定；所述旋转变压器的转子7设置在所述转子轴20上，如图2所示，可通过卡环25卡在转子轴上。其中，旋转变压器的信号线可通过壳体1上的开孔进行引出，信号线在壳体1的内部引到控制板10上。在一个示例中，信号线和控制板10可通过接插件进行连接。该接插件可为现有的接插件，例如，可为8pin连接器接插件。

在本发明实施例中，第二冷却油路8与壳体一体形成，具体沿转子轴20的轴向方向形成。在一示例中，冷却油路8可为7条，但不局限于此，油路8的具体数量可根据电机的外径、发热量、油温等参数调整。其中，每个第二冷却油路8上形成有两个喷洒部，分别为喷洒部15和34，这两个喷洒部分别对应定子组件的定子的出线端和非出线端，使得油液直接喷洒到定子绕组上。每个喷洒部形成有与所述第二冷却油路8相连通的三个喷洒孔43、44、45，其中，如图5所示，所述喷洒孔中的一个喷洒孔44垂直向下设置，另外两个喷洒孔43和45倾斜设置，这样能够对定子绕组进行全方位的冷却。此外，在所述壳体1的底部形成有相连通的回油口27和回油流道28，所述回油口27与所述第二冷却油路8连通，这样，冷却油经过定子总成和转子总成的冷却后，靠重力作用流回到腔体底部，通过回油口27和回油流道28流入壳体底部，然后排出。

相应地，如图3所示，电机端盖4上形成有与壳体1上的7条冷却油路相对应的7条冷却油道(36、37、38、39、40、41、42)，每条冷却油道的直径各不相同。每个冷却油道的顶端可塞入密封体进行密封，例如，塞入钢球16。外部冷却油通过油管5的进油管路23进入，然后通过电机端盖4的进油孔和冷却油道进行分流，分别流向转子轴20和壳体1，实现对电机总成和逆变器总成的散热。

在本发明实施例中，如图2所示，通过所述第一冷却油路21的冷却油通过回油通道31、32和泄油孔29流入腔体的底部，所述回油通道31、32形成在所述转子轴20的端部，所述泄油孔29形成在所述壳体上。具体地，回油通道31和32形成在转子轴20的左侧，这两个通道形成为“十”字形，经过第一冷却油路21后的冷却油通过回油通道31和32流出转子轴20，进而通过泄油孔29流入腔体内，进而通过回油口27和回油流道28流入壳体底部，然后排出腔体。转子轴20的最左侧，即第一冷却油路21的最左侧可塞入密封体30例如钢球进行密封。

在本发明实施例中，逆变器总成的驱动单元模块13可为多个独立模块，在一示例中，可为3个独立的模块，但并不局限于此，可根据实际需要进行设置。其中，驱动单元模块13的上侧分别与相应的驱动板12连接，例如可通过螺栓、pin针和焊接等方式连接，下侧与壳体1的外表面紧密贴合，并通过螺栓固定在壳体上。驱动板之间通过线束连接，实现信号传递。在一个示例中，驱动单元模块13与所述壳体1的配合面为平面，即驱动单元模块的下侧为平面，相应地，在壳体1的外表面上形成有对应的平面，然而，驱动单元模块与壳体的配合面并不局限于平面，可根据实际情况进行设置。

在本发明实施例中，如图4所示，所述电容9可为与壳体1外表面相适配的圆弧形，使得电容9与壳体1的外表面密切贴合，便于冷却油路8进行冷却。电容9和驱动单元模块13之间的能量，可能够驱动单元模块13的端子和电容的端子进行传输，端子之间通过螺栓进行固定

此外，盖板11通过橡胶圈35密封固定在壳体1上，以实现对逆变器总成的密封。

综上，本发明提供的新能源车用油冷电机系统，由于电机总成和逆变器总成共用壳体，集成化程度高，占用空间体积小，可以灵活的布置在机舱或者后桥内，同时实现高的功率密度。壳体内压铸冷却油路，逆变器的电子器件均与壳体外表面紧密贴合，通过冷却油路散热，散热效果好，可以有效的提高电机系统的效率，由于该电机系统取消逆变器的冷却系统，有效的降低了成本。

以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种新能源车用油冷电机系统，其特征在于，包括电机总成和逆变器总成，所述电机总成包括壳体、定子组件、转子组件、旋转变压器和电机端盖，所述电机端盖与所述壳体连接，形成容纳所述定子组件、所述转子组件和所述旋转变压器的腔体；

所述逆变器总成沿转子组件的转子轴的径向方向设置在所述壳体上，包括驱动单元模块、驱动板、控制板、电容和盖板，所述驱动单元模块、所述驱动板、所述控制板和所述电容布置在所述壳体和所述盖板围成的空间内，其中，所述驱动单元模块的上侧与所述驱动板连接，下侧与所述壳体的外表面相贴合，所述控制板设置在所述电容的上侧，所述电容的下侧与所述壳体的外表面相贴合；

其中，所述转子轴上形成有第一冷却油路，所述壳体上形成有第二冷却油路，所述电机端盖上形成有分别与所述第一冷却油路和所述第二冷却油路相连通的进油孔和冷却油道，冷却油通过所述进油孔和所述冷却油道分别流入所述第一冷却油路和所述第二冷却油路中。

2.根据权利要求1所述的新能源车用油冷电机系统，其特征在于，所述第二冷却油路包括沿所述转子轴轴向方向设置的多条油路；每个冷却油道的直径各不相同。

3.根据权利要求2所述的新能源车用油冷电机系统，其特征在于，所述第二冷却油路包括7条油路。

4.根据权利要求1至3任一项所述的新能源车用油冷电机系统，其特征在于，所述第二冷却油路上形成有两个喷洒部，所述两个喷洒部对应定子组件的定子的出线端和非出线端。

5.根据权利要求4所述的新能源车用油冷电机系统，其特征在于，每个喷洒部形成有与所述第二冷却油路相连通的三个喷洒孔。

6.根据权利要求5所述的新能源车用油冷电机系统，其特征在于，所述喷洒孔中的一个喷洒孔垂直向下设置，另外两个喷洒孔倾斜设置。

7.根据权利要求1所述的新能源车用油冷电机系统，其特征在于，所述第一冷却油路通过回油通道和泄油孔流入所述腔体的底部，所述回油通道形成在所述转子轴的端部，所述泄油孔形成在所述壳体上。

8.根据权利要求1或7所述的新能源车用油冷电机系统，其特征在于，所述壳体的底部形成有相连通的回油口和回油流道，所述回油口与所述腔体连通。

9.根据权利要求1所述的新能源车用油冷电机系统，其特征在于，所述定子组件的定子三相线通过三相端子引出，并与所述驱动单元模块的端子通过接插件连接。

10.根据权利要求1所述的新能源车用油冷电机系统，其特征在于，所述电容为圆弧形；所述驱动单元模块与所述壳体的配合面为平面。