CN109936232B - 汽车、电机及其定子组件和分流机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于电机领域，具体提供一种汽车、电机及其定子组件和分流机构。本发明旨在解决现有电机内的定子绕组上的热量来不及传导至外界影响电机运行性能的问题。本发明的电机包括壳体、定子铁芯、定子绕组和设置在定子铁芯的第一端的上部的分流机构。壳体的顶部设置有进液口，底部设置有出液口。分流机构上设置有引导槽，引导槽内设置有多个凹槽，每一个凹槽内分别设置有一个通孔。定子铁芯内设置有多条通道。冷却液从进液口进入壳体并流入到分流机构上，然后一部分沿着引导槽流动并穿过多个通孔均匀地滴落到定子绕组的第一端上，另一部分穿过所述多条通道之后均匀地滴落到定子绕组的第二端上，有效地降低了定子绕组的温升，保证了电机的运行性能。

Description

汽车、电机及其定子组件和分流机构

技术领域

本发明属于电机领域，具体提供一种汽车、电机及其定子组件和分流机构。

背景技术

随着新能源汽车的迅速发展，车用驱动电机更加趋于小型化、高转速和高能量密度。为了适应电机的上述变化，电机的散热方式也由传统的风冷方式变成了液冷方式。

对于液冷方式，通常是将冷却水道设置在电机的机壳中，机壳上设有进水口和出水口，冷却液从进水口流入，经过机壳内的冷却水道之后再从出水口流出。在此过程中，定子和定子绕组上的热量传递给机壳，进而由冷却液带走。

但是，对于温升较快的电机，定子绕组上的热量，尤其是定子绕组两端的热量来不及通过定子传递给机壳，被冷却液带走，致使热量在定子绕组上积聚，影响电机的运行性能。

相应地，本领域需要一种新的汽车、电机及其定子组件和分流机构来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有电机内的定子绕组上的热量来不及传导至外界影响电机运行性能的问题，本发明提供了一种电机的定子组件，所述定子组件包括定子铁芯、固定在所述定子铁芯上的定子绕组和设置在所述定子铁芯的第一端的上部的分流机构，所述分流机构设置成允许冷却液滴落到所述定子绕组的第一端上。

在上述定子组件的优选技术方案中，所述分流机构上设置有引导槽，所述引导槽的底部设置有多个通孔，所述分流机构上的冷却液沿着所述引导槽流动并穿过所述多个通孔滴落到所述定子绕组的第一端上。

在上述定子组件的优选技术方案中，所述分流机构上还设置有形成在所述引导槽内的多个用于容纳冷却液的凹槽，每一个所述凹槽内设置有一个所述通孔。

在上述定子组件的优选技术方案中，多个所述凹槽从中间向两侧逐渐增大；并且/或者，多个所述通孔的直径从中间向两侧逐渐增大。

在上述定子组件的优选技术方案中，所述分流机构包括固定连接或一体制成的分流部和挡板部，所述分流部远离所述挡板部的一侧与所述定子铁芯的第一端抵接，使得所述分流部、所述挡板部和所述定子铁芯之间形成所述引导槽。

在上述定子组件的优选技术方案中，所述分流机构设置成允许冷却液从中间向两侧流动；并且/或者所述分流机构为弧形构件；并且/或者所述分流机构相对于竖直方向对称设置。

在上述定子组件的优选技术方案中，所述定子铁芯的上部沿周向分布有多条通道，每一条所述通道都沿轴向贯穿所述定子铁芯，所述分流机构上的冷却液中的一部分能够通过所述通道流到所述定子铁芯的第二端，并滴落到所述定子绕组的第二端上。

在上述定子组件的优选技术方案中，所述多条通道的直径从中间向两侧逐渐增大；并且/或者所述多条通道相对于竖直方向对称分布。

在上述定子组件的优选技术方案中，所述定子铁芯的第二端的上部也设置有所述分流机构。

此外，本发明还提供了一种电机，所述电机包括壳体和上述优选技术方案中任一项所述的定子组件，并且所述壳体的顶部设置有进液口，所述壳体的底部设置有出液口，冷却液从所述进液口进入所述壳体并流入到所述分流机构上，并从所述出液口流出所述壳体。

此外，本发明还提供了一种汽车，所述汽车包括上述优选技术方案中所述的电机。

除此之外，本发明还提供了一种用于电机的分流机构，所述分流机构包括固定连接或一体制成的分流部和挡板部，所述分流部上设置有多个凹槽，每一个所述凹槽的底部都配置有一个通孔。

在上述分流机构的优选技术方案中，所述多个凹槽从中间向两侧逐渐增大；并且/或者所述多个通孔的直径从中间向两侧逐渐增大；并且/或者所述分流机构为弧形构件；并且/或者所述分流机构为对称结构。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，通过在定子铁芯的第一端的上部设置分流机构，并将分流机构设置成能够容纳冷却液，允许冷却液从中间向两侧流动，以及允许冷却液滴落到定子绕组的第一端上，使得电机能够通过将冷却液注入到分流机构的顶部，就能够使冷却液沿着分流机构均匀地滴落到定子绕组的第一端上，有效地冷却了定子绕组，保证了电机的运行性能。

优选地，分流机构上设置有引导槽，引导槽内布置有多个凹槽，每一个凹槽的底部分别设置有一个通孔。其中，分流机构整体上为弧形构件，并且相对于垂直方向对称设置。进一步，多个凹槽和多个通孔从中间向两侧逐渐增大，以便冷却液能够均匀地分布在每一个凹槽内，进而通过该多个通孔均匀地滴落到定子绕组的第一端上。

进一步优选地，定子铁芯的上部沿周向分布有多条通道，每一条通道都沿轴向贯穿所述定子铁芯。其中，每一条通道分别与一个所述凹槽对准，以便使分流机构上的冷却液中的一部分直接滴落到定子绕组的第一端上，另一部分通过所述通道流到所述定子铁芯的第二端，并滴落到所述定子绕组的第二端上。因此，本发明的定子组件的设计不仅能够使冷却液直接冷却定子铁芯，还能够使冷却液直接冷却定子绕组的两端。

方案1、一种电机的定子组件，其特征在于，所述定子组件包括定子铁芯、固定在所述定子铁芯上的定子绕组和设置在所述定子铁芯的第一端的上部的分流机构，

所述分流机构设置成允许冷却液滴落到所述定子绕组的第一端上。

方案2、根据方案1所述的定子组件，其特征在于，所述分流机构上设置有引导槽，所述引导槽的底部设置有多个通孔，所述分流机构上的冷却液沿着所述引导槽流动并穿过所述多个通孔滴落到所述定子绕组的第一端上。

方案3、根据方案2所述的定子组件，其特征在于，所述分流机构上还设置有形成在所述引导槽内的多个用于容纳冷却液的凹槽，每一个所述凹槽内设置有一个所述通孔。

方案4、根据方案3所述的定子组件，其特征在于，多个所述凹槽从中间向两侧逐渐增大；并且/或者多个所述通孔的直径从中间向两侧逐渐增大。

方案5、根据方案2所述的定子组件，其特征在于，所述分流机构包括固定连接或一体制成的分流部和挡板部，所述分流部远离所述挡板部的一侧与所述定子铁芯的第一端抵接，使得所述分流部、所述挡板部和所述定子铁芯之间形成所述引导槽。

方案6、根据方案1所述的定子组件，其特征在于，所述分流机构设置成允许冷却液从中间向两侧流动；并且/或者所述分流机构为弧形构件；并且/或者所述分流机构相对于竖直方向对称设置。

方案7、根据方案1至6中任一项所述的定子组件，其特征在于，所述定子铁芯的上部沿周向分布有多条通道，每一条所述通道都沿轴向贯穿所述定子铁芯，所述分流机构上的冷却液中的一部分能够通过所述通道流到所述定子铁芯的第二端，并滴落到所述定子绕组的第二端上。

方案8、根据方案7所述的定子组件，其特征在于，所述多条通道的直径从中间向两侧逐渐增大；并且/或者所述多条通道相对于竖直方向对称分布。

方案9、根据方案1至6中任一项所述的定子组件，其特征在于，所述定子铁芯的第二端的上部也设置有所述分流机构。

方案10、一种电机，其特征在于，所述电机包括壳体和方案1至9中任一项所述的定子组件，并且所述壳体的顶部设置有进液口，所述壳体的底部设置有出液口，冷却液从所述进液口进入所述壳体并流入到所述分流机构上，并从所述出液口流出所述壳体。

方案11、一种汽车，其特征在于，所述汽车包括方案10所述的电机。

方案12、一种用于电机的分流机构，其特征在于，所述分流机构包括固定连接或一体制成的分流部和挡板部，所述分流部上设置有多个凹槽，每一个所述凹槽的底部都配置有一个通孔。

方案13、根据方案12所述的分流机构，其特征在于，所述多个凹槽从中间向两侧逐渐增大；并且/或者所述多个通孔的直径从中间向两侧逐渐增大；并且/或者所述分流机构为弧形构件；并且/或者所述分流机构为对称结构。

附图说明

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：

图1是本发明的电机的内部结构示意图；

图2是本发明的定子组件的侧视图；

图3是本发明的定子铁芯的侧视图；

图4是本发明的定子铁芯的端面示意图；

图5是本发明的分流机构的侧视图；

图6是本发明的分流机构的俯视图；

图7是本发明的分流机构的侧视图(备选实施例一)；

图8是本发明的分流机构的侧视图(备选实施例二)。

附图标记列表：

1、壳体；11、进液口；12、出液口；2、定子铁芯；21、通道；3、定子绕组；4、分流机构；41、分流部；411、凹槽；412、通孔；42、挡板部；5、转子；6、转轴。

具体实施方式

本领域技术人员应当理解的是，本节实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非用于限制本发明的保护范围。例如，本发明的电机不仅可以应用到汽车上，还可以被应用到其他任意可行的设备上，譬如，机床、火车、动车等。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合，调整后的技术方案仍将落入本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明的电机主要包括由外至内依次设置的壳体1、定子组件(图中未标示)、转子5和转轴6。定子组件与壳体1过盈配合安装到一起。转轴6与转子5同轴固定，并通过轴承(图中未标示)将转子5支撑在定子组件内，使转轴6与转子5能够自由转动。

如图1和图2所示，定子组件又主要包括定子铁芯2、定子绕组3和分流机构4。其中，定子绕组3与定子铁芯2固定连接，分流机构4设置在定子铁芯2的第一端的上部(如图2所示)。本领域技术人员能够理解的是，这里的上部指的是定子铁芯2中间偏上的部分。分流机构4和定子铁芯2之间可以采用任意可行的连接方式连接到一起，例如焊接、螺钉连接、压接、抵接等。或者，本领域技术人员也可以根据需要，将分流机构4和定子铁芯2一体制成。进一步，分流机构4能够容纳冷却液，允许冷却液从其中间向两侧流动，以及允许冷却液滴落到定子绕组1的第一端上。

优选地，定子铁芯2由多个冲片叠加而成。此外，本领域技术人员也可以根据需要，将定子铁芯2设置成一个整体的结构。

需要说明的是，在本发明中定子铁芯2的第一端指的是图1中定子铁芯2的左端，定子铁芯2的第二端指的是图1中定子铁芯2的右端；定子绕组3的第一端指的是图1中定子绕组3的左端，定子绕组3的第二端指的是图1中定子绕组3的右端。

如图1、图3和图4所示，定子铁芯2的上部沿周向分布有多条通道21，每一条通道21都沿轴向贯穿定子铁芯2。进一步，每一条通道21都位于定子铁芯2的轭部，避免影响定子铁芯2的磁场。

如图4所示，在本发明的优选实施例中，多条通道21相对于竖直方向(图4中上下方向)对称设置，呈扇形排列，并且多条通道21的孔径由中间向两侧逐渐增大。

继续参阅图4，在本发明的优选实施例中，每一条通道21的横截面都为方形。此外，本领域技术人员也可以根据需要，将通道21的横截面设置成任意可行的形状，例如圆形、三角形、椭圆形等。

如图2、图5和图6所示，分流机构4包括固定连接或一体制成的分流部41和挡板部42。分流部41上设置有多个凹槽411和多个通孔412。其中，每一个凹槽411的底部都配置有一个通孔412，可选地，每一个凹槽411都朝远离挡板部42的一侧倾斜，以便凹槽411内的冷却液流向定子铁芯2。

如图2所示，在安装好的状态下，分流部41远离挡板部42的一侧与定子铁芯2的第一端抵接，使得每一个凹槽411分别对准一条通道21，进一步还使得分流部41、挡板部42和定子铁芯2之间形成引导槽(图中并未示出)。该导流槽用于引导冷却液从分流机构4的顶部向两侧流动。

如图2和图5所示，分流机构4整体上为弧形构件(或扇形构件)，并且整体上为对称结构。

如图5和图6所示，多个凹槽411的宽度从中间向两侧逐渐增大，多个通孔412的直径从中间向两侧逐渐增大。

此外，在本发明另一个可行的实施例中，本领域技术人员也可以根据需要，在凹槽411内设置至少两个通孔412，例如三个、四个、五个等。

如图1所示，壳体1的顶部设置有进液口11，壳体1的底部设置有出液口12。进一步，虽然图中并未示出，但是壳体1的底部沿轴向设置有凹槽，该凹槽能够连通壳体1内定子铁芯2两侧的容腔，使壳体1内底部的冷却液都能够从出液口12流出。在安装好的状态下，进液口11与分流机构4的分流部41对准。

下面结合图1来对本发明的电机的液冷原理进行详细说明。

冷却时，外界的冷却液从进液口11注入到分流机构4顶部的凹槽411内，然后冷却液在重力的作用下沿着引导槽向两侧的凹槽411流动。每一个凹槽411内的冷却液的一部分直接穿过底部的通孔412滴落到定子绕组3的第一端上，每一个凹槽411内的冷却液的另一部分穿过通道21之后滴落到定子绕组3的第二端上。定子绕组3两端上的冷却液在重力的作用下沿着定子绕组3的侧壁流动到壳体1的内底部，最后再通过出液口12流向外界。

在此过程中，流经通道21的冷却液能够直接冷却定子铁芯2，滴落到定子绕组3上冷却液能直接冷却定子绕组3，有效地降低了定子铁芯2和定子绕组3的温升。

本领域技术人员能够理解的是，由于分流机构4上冷却液向两侧流动的能力越来越弱，所以将通道21、凹槽411和通孔412分别设置成从中间向两侧逐渐增大的形式，能够避免冷却液集中滴落的情形，使冷却液均匀地滴落到定子绕组3的两端上，进而使定子绕组3被均匀冷却，防止温升集中，影响电机的运行性能。

进一步，本发明通过重力驱动冷却液流动的技术手段，相对于通过泵将冷却液喷淋到定子铁芯2和/或定子绕组3上的技术手段，结构更加简单，生产、加工、维护成本更低。

本领域技术人员还能够理解的是，通道21的孔径、凹槽411的容积以及通孔412的直径的大小可以根据冷却液的粘度和流量来确定。

此外，在本发明另一个可行的实施例中，与上述优选实施例不同的是，不在定子铁芯2上设置通道21，将进液口11设置在壳体1的端部以便对准分流机构4。在本实施例中，分流机构4还可以被设置成如图7所示的结构。具体地，分流机构4具有两个挡板部42，两个挡板部42和分流部41共同构成所述引导槽。进一步，本领域技术人员还可以根据需要，如图7所示地省去分流部41上的凹槽411。

此外，在本发明另一个可行的实施例中，与上述优选实施例不同的是，不在定子铁芯2上设置通道21，在定子铁芯2的第一端的上部和第二端的上部分别设置一个上文所述的分流机构4。与之相对应地，在壳体1上设置两个进液口11，并且使每一个进液口11分别对准一个分流机构4。在本实施例中，分流机构4还可以被设置成如图7所示的结构。具体地，分流机构4具有两个挡板部42，两个挡板部42和分流部41共同构成所述引导槽。进一步，本领域技术人员还可以根据需要，如图7所示地省去分流部41上的凹槽411。

此外，在本发明另一个可行的实施例中，与上述优选实施例不同的是，将分流机构4上的通孔412替换成开口孔(例如C形或U形开口孔)，该开口孔设置在分流部41远离挡板部42的一侧，并能够被定子铁芯2封闭。

如图8所示，在本发明又一个可行的实施例中，与上述优选实施例不同的是，分流机构4上的凹槽411被省去。

本领域技术人员能够理解的是，本发明所说的冷却液是绝缘的液体，例如液压油、水乙二醇、植物油等。

此外，本发明还提供了一种汽车，该汽车包括上文所述的电机，该电机优选地是所述汽车的驱动电机。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种电机的定子组件，其特征在于，所述定子组件包括定子铁芯、固定在所述定子铁芯上的定子绕组和设置在所述定子铁芯的第一端的上部的分流机构，

所述分流机构设置成允许冷却液滴落到所述定子绕组的第一端上，具体地：

所述分流机构上设置有引导槽，所述引导槽内形成有多个用于容纳冷却液的凹槽，至少一部分所述凹槽的底部设置有通孔，以便所述分流机构上的冷却液沿着所述引导槽流动并穿过所述多个通孔滴落到所述定子绕组的第一端，并且

多个所述凹槽从中间向两侧逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，每一个所述凹槽内设置有一个所述通孔。

3.根据权利要求2所述的定子组件，其特征在于，多个所述通孔的直径从中间向两侧逐渐增大。

4.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述分流机构包括固定连接或一体制成的分流部和挡板部，所述分流部远离所述挡板部的一侧与所述定子铁芯的第一端抵接，使得所述分流部、所述挡板部和所述定子铁芯之间形成所述引导槽。

5.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述分流机构设置成允许冷却液从中间向两侧流动；并且/或者所述分流机构为弧形构件；并且/或者所述分流机构相对于竖直方向对称设置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的定子组件，其特征在于，所述定子铁芯的上部沿周向分布有多条通道，每一条所述通道都沿轴向贯穿所述定子铁芯，所述分流机构上的冷却液中的一部分能够通过所述通道流到所述定子铁芯的第二端，并滴落到所述定子绕组的第二端上。

7.根据权利要求6所述的定子组件，其特征在于，所述多条通道的直径从中间向两侧逐渐增大；并且/或者所述多条通道相对于竖直方向对称分布。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的定子组件，其特征在于，所述定子铁芯的第二端的上部也设置有所述分流机构。

9.一种电机，其特征在于，所述电机包括壳体和权利要求1至8中任一项所述的定子组件，并且所述壳体的顶部设置有进液口，所述壳体的底部设置有出液口，冷却液从所述进液口进入所述壳体并流入到所述分流机构上，并从所述出液口流出所述壳体。

10.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括权利要求9所述的电机。

11.一种用于电机的分流机构，其特征在于，所述分流机构包括固定连接或一体制成的分流部和挡板部，所述分流部上设置有多个凹槽，每一个所述凹槽的底部都配置有一个通孔，

其中，所述电机为权利要求9所述的电机。

12.根据权利要求11所述的分流机构，其特征在于，所述多个凹槽从中间向两侧逐渐增大；并且/或者所述多个通孔的直径从中间向两侧逐渐增大；并且/或者所述分流机构为弧形构件；并且/或者所述分流机构为对称结构。

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