CN110176826A - 混合冷却电机、动力总成、动力设备 - Google Patents

Abstract

本发明中提供了一种混合冷却电机、动力总成、动力设备，一种混合冷却电机包括：机壳，其内设置有混冷管路，所述混冷管路包括：冷却水路，与外界水冷设备连通；冷却油路，至少部分嵌套在所述冷却水路内部，具有与油泵连通的进油口以及出油口，所述冷却油路中的冷却油经所述出油口进入并冷却电机内部。本发明将冷却油路的部分嵌套入冷却水路中，冷却水路中的水可在外界制冷设备的作用下实现热交换，保持冷却电机所需的温度，冷却水路中的外周壁与机壳接触，实现对机壳的冷却，内周壁与冷却油路接触，实现对油路中介质油的冷却，从而完成了冷却油路的热交换过程，不需要再机壳外设置单独的热交换模块，简化了电机结构，方便电机安装。

Description

混合冷却电机、动力总成、动力设备

技术领域

本发明涉及电机冷却技术领域，具体涉及一种混合冷却电机、动力总成、动力设备。

背景技术

电机由于自身特点，在运行时会产生热量，使得温度提升，影响到寿命及性能。为了保证电机长时间稳定运行，需要将电机的温度控制在一个合理的范围内。

现有技术中电机的冷却包括风冷、水冷及油冷等方式，其中风冷主要用于低功率的电机，大功率的电机一般为水冷或者油冷。目前大部分驱动电机都采用水冷结构，但水冷方案不能有效对电机内部进行冷却，内部产生的热量只能通过空气传导到机壳，但是空气导热的效果较差，致使电机工作时，机壳温度不高，但是实际电机内部温度仍然很高。采用油冷方式可直接对电机内部进行冷却，但油的比热容较低，仅采用油冷方式对铁心的冷却效果较差。

现有技术中有在电机中同时采用油冷和水冷混合冷却的方式，其结构一般包括设置在电机内部的油冷循环系统和设置在电机壳体处的水冷模块，以及热交换模块，上述热交换模块包括热交换油道和热交换水道，热交换油道中的冷却油吸收的热量传递到热交换水道中的冷却水中，上述冷却水再进入外部的水冷装置中，完成热量的交换，但上述的热交换模块一般直接安装在电机的壳体的外部并凸出电机壳体设置，增大了电机的体积，于安装时，对应的热交换模块处需要预留出单独的安装空间，使电机安装的工况要求高，安装不便。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中电机冷却结构复杂导致电机安装不便的缺陷，从而提供一种混合冷却电机、动力总成、动力设备。

为了解决上述问题，本发明提供了一种混合冷却电机，包括：机壳，其内设置有混冷管路，所述混冷管路包括：冷却水路，与外界水冷设备连通；冷却油路，至少部分嵌套在所述冷却水路内部，具有与油泵连通的进油口以及出油口，所述冷却油路中的冷却油经所述出油口进入并冷却电机内部。

进一步地，所述冷却水路的流向截面形状被构造为两个“凹”字型，所述两个“凹”字型以凹口相对的方式设置，所述冷却油路的至少部分被夹设在所述两个凹口中间处。

进一步地，所述冷却水路具有开设在所述机壳外周壁上的进水口以及出水口，所述出水口连通于所述水冷设备。

进一步地，所述进水口与所述进油口沿所述冷却电机轴线方向彼此错位设置或间隔设置。

进一步地，所述进油口成型在所述机壳的壳体外周面上，所述出油口成型在所述机壳的壳体内周面上。

进一步地，所述进油口设置在所述机壳的轴向方向中间位置处，至少二个出油口分别设置在靠近所述机壳的轴端盖处。

进一步地，所述冷却水路和所述冷却油路被构造为沿所述机壳的中轴线成型的螺旋槽。

进一步地，所述冷却水路和所述冷却油路被构造为沿所述机壳周向首尾相连的“S”型弯槽。

本发明中的混合冷却电机还包括温度检测装置，所述温度检测装置设置在所述机壳和所述电机内部，用以检测所述混合冷却电机的温度参数，以调节冷却水和/或冷却油的流量。

本发明还提供了一种动力总成，包括：上述任一所述的混合冷却电机；以及与所述混合冷却电机电连的电机控制器。

本发明中的动力总成还包括：减速器，连接在所述混合冷却电机的电机轴上；以及设置在所述减速器内部的油泵。

进一步地，所述油泵通过所述进油口向所述冷却油路中提供冷却油。

本发明还提供了一种动力设备包括：上述任一所述的动力总成。

进一步地，所述动力设备为新能源汽车。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明中的混合冷却电机包括：机壳，其内设置有混冷管路，所述混冷管路包括：冷却水路，与外界水冷设备连通；冷却油路，至少部分嵌套在所述冷却水路内部，具有与油泵连通的进油口以及出油口，所述冷却油路中的冷却油经所述出油口进入并冷却电机内部。上述的冷却水路实现对壳体的冷却，冷却油路实现对电机内部，如转子总成、定子总成的冷却，基于此，本发明将冷却油路的部分嵌套入冷却水路中，冷却水路中的水可在外界制冷设备的作用下实现热交换，保持冷却电机所需的温度，冷却水路中的外周壁与机壳接触，实现对机壳的冷却，内周壁与冷却油路接触，实现对油路中介质油的冷却，从而完成了冷却油路的热交换过程，不需要再机壳外设置单独的热交换模块，简化了电机结构，方便电机安装。

2.本发明中的混合冷却电机中所述冷却水路的流向截面形状被构造为两个“凹”字型，所述两个“凹”字型以凹口相对的方式设置，所述冷却油路的至少部分被夹设在所述两个凹口中间处。“凹”字型与机壳以及冷却油路的接触面多，接触面积大，有力于增强冷却效果。

3.本发明中的混合冷却电机中所述进水口与所述进油口沿所述冷却电机轴线方向彼此错位设置或间隔设置。上述的进水口和进油口需要外接管路，接管时需要配合相应的接头，以确定管路良好的密封性，但管路接头具有一定的外径，为了避免接头安装时的方便性以及防止设计干涉，上述的进水口和出水口需要错位设置或间隔设置，以方便预留出足够的操作空间。

4.本发明中的混合冷却电机中所述进油口设置在所述机壳的轴向方向中间位置处，至少二个出油口分别设置在靠近所述机壳的轴端盖处。

一方面冷却油路中的冷却油在低温环境下的流动性差，流动性差的冷却油不利于对电机内部的冷却，假设将进油口设置在机壳轴端处，为了保证对冷却水路的整体利用率，出油口通常设置在机壳的另一端，冷却油经过整个冷却水路的冷却会存在冷却温度较低的现象，为了保证冷却油的流动性，需要降低冷却水的温度，但会影响到冷却水路对机壳的冷却效果，将进油口设置在机壳的轴向方向中间位置处缩短了冷却油路在冷却水路中的行程，可保证冷却油良好稳定性的同时，也加速了冷却水路对冷却油路的冷却效果。

另一方面，如上所述，缩短了冷却油路在冷却水路中的行程，也可以防止冷却油路对冷却水路中热交换量过大，导致冷却水路在对冷却油路的冷却过程中后续水路中的冷却水温度变高，无法实现对机壳的冷却效果。

5.本发明中的混合冷却电机中还包括温度检测装置，所述温度检测装置设置在所述机壳和所述电机内部，用以检测所述混合冷却电机的温度参数，以调节冷却水和/或冷却油的流量。

经上述的论述，冷去油存在冷却性差的问题，以及冷却水路需要对机壳和冷却油路同时冷却，这都需要对两者的温度进行良好的控制，以实现对电机良好的冷却效果，温度传感器设置，将检测到的温度信息反馈到外部控制单元，控制以调节冷却水和/或冷却油的流量，以实现对温度的调节。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的实施例1中的混合冷去电机的剖示图；

图2为本发明提供的实施例1中的混合冷去电机的结构示意图。

附图标记说明：

1－混冷管路；11－冷却水路；12－冷却油路；111－进水口；112－出水口；121－进油口；122－出油口；

2－机壳。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，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；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

图1到图2所示，为本实施例提供的一种混合冷却电机，包括：机壳2，其内设置有混冷管路1，混冷管路1包括：冷却水路11，与外界水冷设备连通；冷却油路12，至少部分嵌套在冷却水路11内部，具有与油泵连通的进油口121以及出油口122，冷却油路12中的冷却油经出油口122进入并冷却电机内部。

需要说明的是，本实施例提供的电机包含电机主体部分以及为电机内的冷却系统提供冷源如冷却水的水冷设备以及实现冷却油循环的油泵。

本实施例中的混冷管路1直接成型在机壳2上，可通过模具制造的方式实现。

还需要说明的是上述的电机内部是指机壳1内部的电机结构定子总成和转子总成，上述的冷却油从出油口122中出来作用在定子总成和转子总成上，一般的定子总成和转子总成上加工有油路，冷却油进入电机内部的油路中实现冷却，冷却油冷却作用后会被油泵回抽。

本实施例中的上述冷却水路11实现对机壳2的冷却，冷却油路12实现对电机内部，如转子总成、定子总成的冷却，基于此，本实施例将冷却油路的部分嵌套入冷却水路11中，冷却水路11中的水可在外界制冷设备的作用下实现热交换，保持冷却电机所需的温度，冷却水路11中的外周壁与机壳2接触，实现对机壳2的冷却，内周壁与冷却油路12接触，实现对油路中介质油的冷却，从而完成了冷却油路12的热交换过程，不需要再机壳外设置单独的热交换模块，简化了电机结构，方便电机安装。

下面对混冷管路1作具体阐述，如上所述的，混冷管路1中的油冷管路12部分嵌套在水冷管路11中，具体地，本实施例中的冷却水路11的流向截面形状被构造为两个“凹”字型，流向截面是指垂直于液体流动方向所制造的截面，其中两个“凹”字型以凹口相对的方式设置，本实施例中的“凹”字型在现有形状的基础上顺时针旋转90°，构成了凹口的朝向，冷却油路12完全被夹设在两个凹口中间处，冷却油路12的流向截面形状为方形，与两个相向的槽口尺寸相适应。本实施例中的“凹”字型与机壳2以及冷却油路12的接触面多，接触面积大，有力于增强冷却效果。

在其他一些实施方式中，冷却油路12也可部分夹设在两个凹口中间处，在一个具体地实施方式中，当冷却油路12的流向截面形状为圆形时，其圆形截面的部分可凸出两个凹口间的间隙处设置，以实现部分夹设。部分夹设的好处，可对冷却油路部分冷却，可防止冷却油的温度较低，阻碍其流动性。

在其他一些实施方式中，冷却水路11的流向截面形状也可被构造为两个“C”字型亦或其他可实现包覆作用的结构，其中“C”字型的结构可减少流体与管壁间的粘着力，方便冷却水的流动。

进一步地冷却水路11具有开设在机壳2外周壁上的进水口111以及出水口112，出水口112连通于水冷设备，具体地，上述进水口111和上述出水口112分别位于机壳2的两个轴端处。

如图1所示，进水口111和出水口112凸出机壳2.成型在其上，凸出的高度适于管路接头的尺寸，以方便安装管路接头。

如图2所示，进水口111与进油口121沿冷却电机轴线方向彼此间隔设置，上述的进水口111和进油口121需要外接管路，接管时需要配合相应的接头，以确定管路良好的密封性，但管路接头具有一定的外径，为了避免接头安装时的方便性以及防止设计干涉，上述的进水口和出水口需要错位设置或间隔设置，以方便预留出足够的操作空间。

在其他一些实施方式中，上述的进水口111和进油口121也可以采用交错设置的方式，以增加进油口121布置的灵活性。

本实施例中的进油口121成型在机壳2的壳体外周面上，出油口122成型在机壳2的壳体内周面上，一方便冷却油的导入和导出。

其中本实施例中的进油口121成型在机壳2的轴向方向中间位置处，二个出油口122分别设置在靠近机壳2的轴端盖处。此布置方式具有如下用途：

一方面冷却油路12中的冷却油在低温环境下的流动性差，流动性差的冷却油不利于对电机内部的冷却，假设将进油口121设置在机壳2轴端处，为了保证对冷却水路的整体利用率，出油口通常设置在机壳2的另一端，冷却油经过整个冷却水路11的冷却会存在冷却温度较低的现象，为了保证冷却油的流动性，需要降低冷却水的温度，但会影响到冷却水路对机壳2的冷却效果，将进油口121设置在机壳2的轴向方向中间位置处缩短了冷却油路12在冷却水路11中的行程，可保证冷却油良好稳定性的同时，也加速了冷却水路11对冷却油路12的冷却效果。

另一方面，如上所述，缩短了冷却油路12在冷却水路11中的行程，也可以防止冷却油路12对冷却水路11中热交换量过大，导致冷却水路11在对冷却油路12的冷却过程中后续水路中的冷却水温度变高，无法实现对机壳的冷却效果。

为了方便冷却水或冷却油的流动，本实施例中的冷却水路11和冷却油路12被构造为沿机壳2的中轴线成型的螺旋槽。

当然，在其他一些实施方式中，冷却水路11和冷却油路12也可被构造为沿机壳2周向首尾相连的“S”型弯槽。

本实施例中还包括温度检测装置，温度检测装置设置在机壳2和电机内部，用以检测混合冷却电机的温度参数，以调节冷却水和/或冷却油的流量。经上述的论述，冷去油存在冷却性差的问题，以及冷却水路11需要对机壳2和冷却油路同时冷却，这都需要对两者的温度进行良好的控制，以实现对电机良好的冷却效果，温度传感器设置，将检测到的温度信息反馈到外部控制单元，控制以调节冷却水和/或冷却油的流量，以实现对温度的调节。

本实施例中的混冷电机具有如下调节过程：

在温度传感器的检测温度信息时，可判断电机的发热情况以及冷却油的流动性(根据冷却油的温度可判断其流动性，温度越低，其流动性一般越差)，可根据不同情况分别进行如下控制过程：

当判断到电机的发热较低时，控制水泵和油泵的功率，减少冷却水和冷却油的流量，在保证电机冷却效果的同时，降低能耗。

当判断到电机的发热较高时，控制水泵和油泵的功率，增加冷却水和冷却油的流量，以保证对电机的冷却效果。

在上述两种情况下，进一步去判断冷却油的流动性，当冷却油的流动性较低时，可较低冷却水的流量或提高冷却水的温度，降低黏度，提升流动性。

实施例2

本实施例提供了一种动力总成包括上述实施例1中的混合冷却电机；以及与所述混合冷却电机电连的电机控制器，上述的电机控制器一般为电机驱动装置，用以控制电机的运行状态。

本实施例还包括：减速器，连接在所述混合冷却电机的电机轴上；以及设置在减速器内部的油泵，油泵通过进油口121向冷却油路中提供冷却油。

实施例3

本实施例提供了一种动力设备包括实施例2中的动力总成，且所述动力设备为新能源汽车，且具有上述动力总成的全部技术优点，在此不再一一赘述。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (14)

1.一种混合冷却电机，其特征在于，包括：

机壳(2)，其内设置有混冷管路(1)，所述混冷管路(1)包括：

冷却水路(11)，与外界水冷设备连通；

冷却油路(12)，至少部分嵌套在所述冷却水路(11)内部，具有与油泵连通的进油口(121)以及出油口(122)，所述冷却油路(12)中的冷却油经所述出油口(122)进入并冷却电机内部。

2.根据权利要求1所述的混合冷却电机，其特征在于，所述冷却水路(11)的流向截面形状被构造为两个“凹”字型，所述两个“凹”字型以凹口相对的方式设置，所述冷却油路(12)的至少部分被夹设在所述两个凹口中间处。

3.根据权利要求2所述的混合冷却电机，其特征在于，所述冷却水路(11)具有开设在所述机壳(2)外周壁上的进水口(111)以及出水口(112)，所述出水口(112)连通于所述水冷设备。

4.根据权利要求3所述的混合冷却电机，其特征在于，所述进水口(111)与所述进油口(121)沿所述冷却电机轴线方向彼此错位设置或间隔设置。

5.根据权利要求1所述的混合冷却电机，其特征在于，所述进油口(121)成型在所述机壳(2)的壳体外周面上，所述出油口(122)成型在所述机壳(2)的壳体内周面上。

6.根据权利要求5所述的混合冷却电机，其特征在于，所述进油口(121)设置在所述机壳(2)的轴向方向中间位置处，至少二个出油口(122)分别设置在靠近所述机壳(2)的轴端盖处。

7.根据权利要求1－6任一所述的混合冷却电机，其特征在于，所述冷却水路(11)和所述冷却油路(12)被构造为沿所述机壳(2)的中轴线成型的螺旋槽。

8.根据权利要求1－6任一所述的混合冷却电机，其特征在于，所述冷却水路(11)和所述冷却油路(12)被构造为沿所述机壳(2)周向首尾相连的“S”型弯槽。

9.根据权利要求1－6任一所述的混合冷却电机，其特征在于，还包括温度检测装置，所述温度检测装置设置在所述机壳(2)和所述电机内部，用以检测所述混合冷却电机的温度参数，以调节冷却水和/或冷却油的流量。

10.一种动力总成，其特征在于，包括：

上述权利要求1－9中任一所述的混合冷却电机；

以及与所述混合冷却电机电连的电机控制器。

11.根据权利要求10所述的动力总成，其特征在于，还包括：

减速器，连接在所述混合冷却电机的电机轴上；

以及设置在所述减速器内部的油泵。

12.根据权利要求11所述的动力总成，其特征在于，所述油泵通过所述进油口(121)向所述冷却油路中提供冷却油。

13.一种动力设备，其特征在于，包括：

上述权利要求10－12中任一所述的动力总成。

14.根据权利要求13所述的动力设备，其特征在于，所述动力设备为新能源汽车。