CN110071602B - 一种集成化电驱系统油冷电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种集成化电驱系统油冷电机，解决现有技术集成度低，电机定子转子冷却效果不佳以及气隙均匀性难以保证的问题。其包括电机转子、电机定子、传动轴、冷却组件以及壳体；壳体内分为减速器工作腔室和电机工作腔室两个腔室；传动轴穿过电机转子，其一端通过第一轴承安装在电机端盖上，另一端通过第二轴承安装在减速器左壳体或减速器右壳体上；传动轴上还设置有减速器齿轮；电机定子固定在减速器右壳体和电机端盖之间；冷却组件包括油泵、油管和热交换器；热交换器位于壳体外侧，油泵将减速器工作腔室的润滑油通过油管泵入热交换器冷却后，再泵入电机工作腔室，并喷洒在电机定子和电机转子上；两个腔室之间通过回油孔连通。

Description

一种集成化电驱系统油冷电机

技术领域

本发明属于车辆驱动机构，具体涉及一种集成化电驱系统油冷电机。

背景技术

受环境压力、能源安全等因素影响，燃油车的弊端日益凸显，包括中国在内的众多国家陆续制定了“禁止燃油车时间表”，新能源汽车因其环境友好，可以不依赖化石燃料等而得到了广泛的认可。尤其是在中国，受政策驱动，电动汽车在市场的占比正在迅速提高，其中，电驱动总成作为关键部件之一，极大影响着电动汽车的发展。

目前，汽车电驱动总成多采用电机和减速器分体式结构，两者分别制造完成后将其组装到一起。这种方案总成的集成度低，体积大，重量重，最高效率有限，加工制造成本高。同时，该结构电机采用水冷，电机定转子冷却效果不佳，功率密度相对较低。

现有也将电机和减速器内腔体连通，电机采用油冷方案，但电机定子是悬臂结构，支撑刚性较差，气隙均匀性难以保证，对相应零部件加工精度要求高。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术所存在的集成度低，电机定子转子冷却效果不佳，气隙均匀性难以保证的不足之处，而提供了一种集成化电驱系统油冷电机，该电机采用循环油冷的方式，冷却油直接来源于减速器内部的润滑油，电机结构简单，可靠性高，功率密度高。

为实现上述目的，本发明所提供的技术解决方案是：

一种集成化电驱系统油冷电机，其特殊之处在于，包括电机转子、电机定子、传动轴、冷却组件以及壳体；所述壳体包括依次连接的减速器左壳体、减速器右壳体以及电机端盖；壳体内分为两个工作腔室，其中，减速器左壳体和减速器右壳体形成减速器工作腔室，减速器右壳体和电机端盖形成电机工作腔室；所述传动轴穿过电机转子，其一端通过第一轴承安装在电机端盖上，另一端通过第二轴承安装在减速器左壳体或减速器右壳体上；所述传动轴上还设置有减速器齿轮；所述电机定子固定在减速器右壳体和电机端盖之间；所述冷却组件包括油泵、油管和热交换器；所述热交换器位于壳体外侧；所述油泵将减速器工作腔室的润滑油通过油管泵入热交换器冷却后，再泵入电机工作腔室，并通过油管的油孔喷洒在电机定子和电机转子上；电机工作腔室和减速器工作腔室通过回油孔连通。

进一步地，为了使传动轴支撑更加可靠，所述减速器左壳体和减速器右壳体上均安装有第二轴承，进行左中右三点支撑。

进一步地，为了使电机定子安装更加稳固，所述电机定子的两端通过止口配合的方式安装在所述减速器右壳体和电机端盖上，并通过定位销定位。

进一步地，所述电机转子通过压环轴向固定。

进一步地，所述电机转子以键配合、内孔间隙配合或者过盈配合的安装方式安装在传动轴上。

进一步地，所述压环通过过盈或者螺纹连接的方式安装在传动轴上。

进一步地，为了节省安装空间，使得集成度更高，所述油泵位于减速器工作腔室内。

进一步地，所述减速器左壳体与减速器右壳体通过螺栓和定位销连接；所述减速器右壳体与电机端盖通过螺栓和定位销连接。

本发明的优点是：

1.本发明中电机定子固定安装在壳体内，可靠性更高，气隙均匀性有所保证；且该电机采用油冷方式，冷却油直接来源于减速器齿轮的润滑油，可以直接喷洒在定子和转子表面，结构简单，冷却效果好，可以极大地提高电机的扭矩和功率，提高电机的功率密度；而且电机工作腔室与减速器工作腔室之间通过回油孔连通，电子定子转子冷却后，润滑油通过回油孔流回减速器，润滑油可循环利用。

2.本发明电机壳体和减速器壳体集成到一起，减速器工作腔室和电机工作腔室连通，避免了电机传动轴和减速器输入轴上的高速油封，规避了高速油封渗漏油问题，降低了相应的技术难度，结构更加紧凑、整个动力总成的安装更加简单、体积小，重量轻，同时，因减少了油封、轴承等零部件，成本可以大幅降低。

3.本发明中电机传动轴同时作为减速器的输入轴，降低了轴的加工难度，避免了花键配合在高转速下因间隙等原因带来的噪声问题，同时，一体轴减少了高速轴承数量。

4.本发明中对于传动轴的支撑，可采用多种支撑方式，左右两端支撑，左中右三点支撑，或者右中支撑，可根据产品型号进行相应的选择；同时，将壳体划分为三段，方便安装、拆卸、维修。

5.本发明结构紧凑，便于整车布置，同时重量轻、效率高、成本低，可广泛用于皮卡、轻卡等城市物流车。

附图说明

图1为本发明集成化电驱系统油冷电机的剖面图一；

图2为本发明集成化电驱系统油冷电机的剖面图二；

图3为本发明集成化电驱系统油冷电机的剖面图三；

图4为本发明集成化电驱系统油冷电机的剖面图四；

附图标号如下：

1-第二轴承；2-螺栓；4-减速器右壳体止口；5-电机定子；6-电机转子；7-定位销；8-电机端盖止口；9-电机端盖；10-压环；11-第一轴承；12-传动轴；16-电机工作腔室；19-回油孔；20-减速器右壳体；21-减速器工作腔室；22-减速器左壳体；23-齿轮；24-油泵；25-油管；26-油孔；27-热交换器。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步的详细描述：

如图1、图2所示，一种集成化电驱系统油冷电机，包括电机转子6、电机定子5、传动轴12、冷却组件以及壳体；

壳体包括依次连接的减速器左壳体22、减速器右壳体20以及电机端盖9；减速器左壳体22与减速器右壳体20通过螺栓2和多个定位销7连接；减速器右壳体20与电机端盖9通过螺栓2和多个定位销7连接。其中，减速器左壳体22和减速器右壳体20形成减速器工作腔室21，减速器右壳体20和电机端盖9形成电机工作腔室16；

传动轴12穿过电机转子6，其一端通过第一轴承11安装在电机端盖9上，另一端通过两个第二轴承1分别安装在减速器左壳体22和减速器右壳体20上；传动轴12上还设置有减速器齿轮23，用以将电机的扭矩传递给减速器，该传动轴12同时作为减速器的输入轴，还可将减速器齿轮轴系等其它零部件安装在减速器工作腔室21内。

电机转子6以键配合、内孔间隙配合或者过盈配合的安装方式安装在传动轴12上，并通过压环10轴向固定，压环10通过过盈或者螺纹连接的方式安装在传动轴12上，使其在工作过程中成为一个整体。

电机定子5的两端通过定位销7安装在壳体上，为了使电机定子5轴向固定更加牢固，电机定子5的两端通过止口配合的方式安装在所述减速器右壳体20和电机端盖9上，并通过定位销定位。

冷却组件包括油泵24、油管25和热交换器27。热交换器27位于壳体外侧；油泵24位于减速器工作腔室21内，并安装在减速器右壳体20上(也可置于壳体外，但位于壳体内更好，集成度更高)。油泵24将减速器工作腔室21的润滑油先通过油管25泵入热交换器27内进行冷却后，再继续泵入电机工作腔室16，并通过油管25上的油孔26喷洒在电机定子和电机转子表面，对电机定子和电机转子进行冷却；电机工作腔室16和减速器工作腔室21通过回油孔19连通，冷却过电机后的润滑油通过回油孔流回至减速器工作腔室21，润滑油可循环利用。

如图3、图4所示，与图1、图2的区别在于，传动轴仅通过第二轴承安装在减速器左壳体或者减速器右壳体相应的轴承孔内进行支撑；如图4所示。在该种结构中，减速器输入齿轮为悬臂式结构。

以下简要概述本发明电机的装配步骤：

步骤1、将传动轴和电机转子装配在一起

将电机转子通过键配合、内孔间隙配合或者过盈配合的安装方式安装在电机传动轴外圆柱面上，并通过压环将电机转子轴向固定；压环和电机轴之间，可以是过盈或者螺纹等多种连接方式。

步骤2、装配电机定子

将电机定子左侧端面通过一个或多个定位销安装到减速器右壳体的端面上，同时，电机定子外圆柱面和减速器右壳体止口4相配合。

在装配电机定子前，需要先将减速器的齿轮、轴、轴承等相应零部件(图中未示出)装入到减速器左壳体和减速器右壳体所形成的减速器工作腔室内，并将减速器左壳体和减速器右壳体通过螺栓等安装在一起。

步骤3、装配传动轴和电机转子

将电机转子放置在电机定子内，通过其上的第一轴承、第二轴承中的任意一个或者两个将电机转子支撑在减速器左壳体、减速器右壳体中的一个或两个上。

步骤4、装配电机端盖

将电机定子右侧端面通过一个或多个定位销安装到电机端盖端面上，同时，电机定子外圆柱面和电机端盖止口8相配合。电机传动轴右端伸入到端盖内的第二轴承内，用以支撑电机转子。

步骤5、固定电机端盖

电机端盖端面通过一个或多个定位销安装到减速器右壳体上，并通过螺栓将两者固定。

其中，步骤1可以在步骤3之前的任何步骤完成。上述各步骤中的对应止口安装，在一些方案中并不是必须的。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种集成化电驱系统油冷电机，其特征在于：包括电机转子(6)、电机定子(5)、传动轴(12)、冷却组件以及壳体；

所述壳体包括依次连接的减速器左壳体(22)、减速器右壳体(20)以及电机端盖(9)；壳体内分为两个工作腔室，其中，减速器左壳体(22)和减速器右壳体(20)形成减速器工作腔室(21)，减速器右壳体(20)和电机端盖(9)形成电机工作腔室(16)；

所述传动轴(12)穿过电机转子(6)，其一端通过第一轴承(11)安装在电机端盖(9)上，另一端通过第二轴承(1)安装在减速器左壳体(22)或减速器右壳体(20)上；所述传动轴(12)上还设置有减速器齿轮(23)；

所述电机定子(5)固定在减速器右壳体(20)和电机端盖(9)之间；

所述冷却组件包括油泵(24)、油管(25)和热交换器(27)；所述热交换器(27)位于壳体外侧；所述油泵(24)将减速器工作腔室(21)的润滑油通过油管(25)泵入热交换器(27)冷却后，再泵入电机工作腔室(16)，并通过油管的油孔(26)喷洒在电机定子和电机转子上；电机工作腔室(16)和减速器工作腔室(21)通过回油孔(19)连通。

2.根据权利要求1所述的集成化电驱系统油冷电机，其特征在于：所述减速器左壳体(22)和减速器右壳体(20)上均安装有第二轴承(1)。

3.根据权利要求1或2所述的集成化电驱系统油冷电机，其特征在于：

所述电机定子(5)的两端通过止口配合的方式安装在所述减速器右壳体(20)和电机端盖(9)上，并通过定位销定位。

4.根据权利要求3所述的集成化电驱系统油冷电机，其特征在于：所述电机转子(6)通过压环(10)轴向固定。

5.根据权利要求4所述的集成化电驱系统油冷电机，其特征在于：所述电机转子(6)以键配合、内孔间隙配合或者过盈配合的安装方式安装在传动轴(12)上。

6.根据权利要求5所述的集成化电驱系统油冷电机，其特征在于：所述压环(10)通过过盈或者螺纹连接的方式安装在传动轴(12)上。

7.根据权利要求6所述的集成化电驱系统油冷电机，其特征在于：所述油泵(24)位于减速器工作腔室(21)内。

8.根据权利要求7所述的集成化电驱系统油冷电机，其特征在于：所述减速器左壳体(22)与减速器右壳体(20)通过螺栓和定位销连接；所述减速器右壳体(20)与电机端盖(9)通过螺栓和定位销连接。

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