CN110429763A - 一种转子挡板、转子组件、电机和车辆 - Google Patents

一种转子挡板、转子组件、电机和车辆 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种转子挡板、转子组件、电机和车辆，所述转子挡板能够用于与转子铁芯(3)的轴向一端面(31)设置，且所述转子挡板(7)包括沿轴向相背设置的第一端面(71)和第二端面(72)，且所述转子挡板(7)的内部还设置有贯通所述第一端面(71)和所述第二端面(72)的转子挡板进油口(14)，所述转子铁芯(3)内部还设置有磁钢(2)，且所述转子挡板进油口(14)与所述磁钢(2)的位置相对设置。通过本发明能够对磁钢进行冷却降温作用，从而有效地防止了由于挡板的阻挡而导致冷却油无法对转子铁芯尤其是磁钢起到冷却作用、冷却效率低的情况发生，减小电机温升，减小转子磁钢退磁的风险，提高电机的性能和寿命。

Description

一种转子挡板、转子组件、电机和车辆
技术领域
本发明属于汽车电机或汽车主驱电机领域，具体涉及一种转子挡板、转子组件、电机和车辆。
背景技术
当前，纯电动乘用车在行驶过程中，处于如爬坡等路况时，其驱动电机即处于低速大扭矩的工况，主驱电机的转子因各类损耗会发出大量的热，其产生大量的热如不及时得到冷却，会对电机的性能及寿命产生较大的影响，且随着行业的发展，新能源乘用车随着功率密度的提升，其体积也越做越小，进而电机内部空间也更加的紧凑。主驱电机转子及磁钢的散热方式多为直接将冷却液轴向喷射至转子处，进而实现转子铁芯的冷却的效果，这种冷却方式存在以下两种弊端：由于电机内部空间有限且转子铁芯两端均有转子挡板这样的结构，会极大的影响或者完全遮挡冷却油流入转子铁芯的冷却路径，导致转子铁芯及铁芯内的磁钢得不到有效冷却，形成局部热岛，进而影响电机性能及寿命。
由于现有技术中的电机存在转子铁芯两端设有转子挡板，轴向喷嘴喷出的冷却油因挡板结构的存在，不易或完全不能进入转子铁芯，磁钢及转子铁芯的冷却效率低或完成不能得到冷却，导致电机温升高，增大转子磁钢退磁的风险，进而影响电机的性能及寿命等技术问题，因此本发明研究设计出一种导油式转子挡板结构及电机冷却系统。
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的电机存在由于挡板的阻挡而导致冷却油无法对转子铁芯尤其是磁钢起到冷却作用、冷却效率低的缺陷，从而提供一种转子挡板、转子组件、电机和车辆。
本发明提供一种转子挡板，其所述转子挡板能够用于与转子铁芯的轴向一端面设置，且所述转子挡板包括沿轴向相背设置的第一端面和第二端面，且所述转子挡板的内部还设置有贯通所述第一端面和所述第二端面的转子挡板进油口，所述转子铁芯内部还设置有磁钢，且所述转子挡板进油口与所述磁钢的位置相对设置。
优选地，
所述转子挡板的内部还设置有导油结构，所述转子铁芯的内部还沿其轴向设置有过油通道，所述导油结构能够将所述转子挡板进油口中的油导入至所述过油通道中。
优选地，
所述导油结构为与所述转子挡板的所述第一端面或所述第二端面倾斜设置的斜面，且所述斜面一端与所述转子挡板进油口相接、另一端朝所述过油通道延伸且与所述过油通道相接。
优选地，
所述转子挡板的所述第一端面与所述转子铁芯的所述轴向一端面贴合，所述第二端面为所述转子挡板的进油端，所述斜面与所述第一端面处于所述转子挡板进油口的部分之间成不为0的倾斜夹角，所述倾斜夹角为100°-150°。
优选地，
所述转子挡板进油口为多个，且沿所述转子挡板的周向进行分布。
优选地，
所述导油结构也为多个，且与所述转子挡板进油口一一对应连通设置。
本发明还提供一种转子组件，包括转子轴和转子铁芯，所述转子铁芯套设于所述转子轴上，且还包括前所述的转子挡板，所述转子挡板设置于所述转子铁芯的轴向一端面处。
优选地，
当包括过油通道时，所述过油通道从所述转子铁芯的轴向一端面延伸至轴向另一端面。
优选地，
在所述转子铁芯的所述轴向另一端面处还设置有第二挡板，所述第二挡板包括沿轴向贯穿轴向两端面的第二通道，且所述第二通道与所述过油通道相对且连通。
本发明还提供一种电机，其包括前任一项所述的转子组件。
优选地，
还包括端盖和机壳，所述转子组件被设置于所述端盖和所述机壳围成的内部，且所述端盖内还设置有端盖内油道，且所述端盖上还设置有与所述端盖内油道连通的喷油口，且所述喷油口与所述转子挡板进油口相对设置。
本发明还提供一种车辆，其包括前述的电机。
本发明提供的一种转子挡板、转子组件、电机和车辆具有如下有益效果：
1.本发明通过在转子挡板上开设沿轴向贯穿第一端面和第二端面的转子挡板进油口，且该转子挡板进油口与磁钢相对设置，使得转子挡板进油口从转子挡板外侧能够有效引入冷却油进入，并且将其导入至转子铁芯内部的磁钢位置处，由于磁钢是转子组件中发热量最大的部分，因此能够对磁钢进行冷却降温作用，从而有效地防止了由于挡板的阻挡而导致冷却油无法对转子铁芯尤其是磁钢起到冷却作用、冷却效率低的情况发生，减小电机温升，减小转子磁钢退磁的风险，提高电机的性能和寿命。
2.并且本发明还通过在转子挡板的内部还设置导油结构的形式，并将其分别与转子挡板进油口连通和转子铁芯内部的过油通道连通，能够有效地将转子挡板进油口中的油导入转子铁芯内部的过油通道中，能够对转子铁芯内部起到冷却降温的作用，从而对转子铁芯和磁钢起到充分冷却和降温的作用，大幅提高磁钢及转子铁芯冷却能力；提升电机转子铁芯的散热效率及功率密度；提高电机性能和寿命，并且减轻转子重量，减少转子损耗，提升电机性能，节约成本。
附图说明
图1是本发明的具有导油式转子挡板结构的电机内部剖视图；
图2是本发明的转子组件的正面剖视图；
图3是本发明实施例1的导油式转子挡板结构的后视图；
图4是本发明实施例1的导油式转子挡板结构的侧视图；
图5是本发明实施例1的导油式转子挡板结构的立体图；
图6是本发明实施例2的导油式转子挡板结构的正视图；
图7是本发明实施例3的导油式转子挡板结构的正视图。
图中附图标记表示为：
1、第二挡板(或称转子前挡板)；2、磁钢；3、转子铁芯；31、轴向一端面；32、轴向另一端面；33、过油通道；4、进油口；5、机壳；6、机壳油道；7、转子挡板；71、第一端面；72、第二端面；8、端盖；9、端盖内油道；10、喷油口；11、出油口；12、回油口；13、转子轴；14、转子挡板进油口；15、导油结构；101、第二通道。
具体实施方式
实施例1如图1-5所示，本发明提供一种转子挡板，其所述转子挡板7能够用于与转子铁芯3的轴向一端面31设置，且所述转子挡板7包括沿轴向相背设置的第一端面71和第二端面72，且所述转子挡板7的内部还设置有贯通所述第一端面71和所述第二端面72的转子挡板进油口14，所述转子铁芯3内部还设置有磁钢2，且所述转子挡板进油口14与所述磁钢2的位置相对设置。
本发明通过在转子挡板上开设沿轴向贯穿第一端面和第二端面的转子挡板进油口，且该转子挡板进油口与磁钢相对设置，能够使得转子挡板进油口从转子挡板外侧能够有效引入冷却油进入，并且将其导入至转子铁芯内部的磁钢位置处，由于磁钢是转子组件中发热量最大的部分，因此能够对磁钢进行冷却降温作用，从而有效地防止了由于挡板的阻挡而导致冷却油无法对转子铁芯尤其是磁钢起到冷却作用、冷却效率低的情况发生，减小电机温升，减小转子磁钢退磁的风险，提高电机的性能和寿命。
优选地，
所述转子挡板7的内部还设置有导油结构15，所述转子铁芯3的内部还沿其轴向设置有过油通道33，所述导油结构15能够将所述转子挡板进油口14中的油导入至所述过油通道33中。并且本发明还通过在转子挡板的内部还设置导油结构的形式，并将其分别与转子挡板进油口连通和转子铁芯内部的过油通道连通，能够有效地将转子挡板进油口中的油导入转子铁芯内部的过油通道中，能够对转子铁芯内部起到冷却降温的作用，从而对转子铁芯和磁钢起到充分冷却和降温的作用，大幅提高磁钢及转子铁芯冷却能力；提升电机转子铁芯的散热效率及功率密度；提高电机性能和寿命，并且减轻转子重量，减少转子损耗，提升电机性能，节约成本。
优选地，
所述导油结构15为与所述转子挡板7的所述第一端面或所述第二端面倾斜设置的斜面，且所述斜面一端与所述转子挡板进油口14相接、另一端朝所述过油通道33延伸且与所述过油通道33相接。这是本发明的导油结构的优选结构形式，通过将其设置为与转子挡板第一端面或第二端面倾斜的斜面，朝过油通道延伸并与过油通道相接，能够有效地将转子挡板进油口中的油通过该斜面导入至过油通道中，从而有效地对转子铁芯内部实现冷却和润滑的作用，以及对磁钢部分实现冷却降温，提高降温效果。
优选地，
所述转子挡板7的所述第一端面71与所述转子铁芯3的所述轴向一端面贴合，所述第二端面72为所述转子挡板的进油端，所述斜面与所述第一端面71处于所述转子挡板进油口14的部分之间成不为0的倾斜夹角。这是本发明的斜面的进一步优选结构形式，将其设置为不为0的倾斜夹角尤其是100-150°之间的钝角，能够实现将转子挡板进油口处油朝过油通道引导的作用，实现油的导向，这样能够保证油路的循环作用，并从前挡板中排出，提高冷却效率。所述倾斜夹角优选为135°。
优选地，
实施例2和3
所述转子挡板进油口14为多个，且沿所述转子挡板7的周向进行分布。优选周向均匀分布。这是本发明的转子挡板进油口的优选结构形式，通过设置为多个，且沿周向进行分布，能够从转子挡板的周向方向实现多处对油路的引导作用，将转子外部的油通过转子挡板进油口和导油结构导致转子铁芯内部的过油通道中，进一步提升对转子铁芯和磁钢的冷却降温效果，并且能够减轻挡板的重量。
优选地，
所述导油结构15也为多个，且与所述转子挡板进油口14一一对应连通设置。这是本发明的导油结构的优选结构形式，通过设置为多个，且沿周向进行分布，能够从转子挡板的周向方向实现多处对油路的引导作用，将转子外部的油通过转子挡板进油口和导油结构导致转子铁芯内部的过油通道中，进一步提升对转子铁芯和磁钢的冷却降温效果，并且能够减轻挡板的重量。
本发明的转子铁芯的进油率随转子挡板7的转子挡板进油口14的个数的减小而增加，如图6(实施例2)，图7(实施例3)所示，转子挡板7的转子挡板进油口14分别为4个，2个。在保证转子挡板7结构强度的同时，当转子挡板7上的转子挡板进油口14数减少，其入口的面积也会相应的增大，当转子旋转时，转子铁芯3的入油率也随之会提高。
本发明还提供一种转子组件，包括转子轴13和转子铁芯3，所述转子铁芯3套设于所述转子轴13上，且还包括前任一项所述的转子挡板，所述转子挡板7设置于所述转子铁芯3的轴向一端面31处。本发明通过在转子挡板上开设沿轴向贯穿第一端面和第二端面的转子挡板进油口，且该转子挡板进油口与磁钢相对设置，能够使得转子挡板进油口从转子挡板外侧能够有效引入冷却油进入，并且将其导入至转子铁芯内部的磁钢位置处，由于磁钢是转子组件中发热量最大的部分，因此能够对磁钢进行冷却降温作用，从而有效地防止了由于挡板的阻挡而导致冷却油无法对转子铁芯尤其是磁钢起到冷却作用、冷却效率低的情况发生，减小电机温升，减小转子磁钢退磁的风险，提高电机的性能和寿命。
并且还通过在转子挡板的内部还设置导油结构的形式，并将其分别与转子挡板进油口连通和转子铁芯内部的过油通道连通，能够有效地将转子挡板进油口中的油导入转子铁芯内部的过油通道中，能够对转子铁芯内部起到冷却降温的作用，从而对转子铁芯和磁钢起到充分冷却和降温的作用，大幅提高磁钢及转子铁芯冷却能力；提升电机转子铁芯的散热效率及功率密度；提高电机性能和寿命，并且减轻转子重量，减少转子损耗，提升电机性能，节约成本。
优选地，
当包括过油通道33时，所述过油通道33从所述转子铁芯3的轴向一端面31延伸至轴向另一端面32。通过该结构形式能够实现通过过油通道将转子铁芯轴向一端传递到轴向另一端面的作用，对转子铁芯的轴向长度的各个部分都起到了冷却作用，提高对转子铁芯和磁钢的冷却效果，且实现将冷却油导出和循环的作用，提高对转子的整体冷却效果。
优选地，
在所述转子铁芯3的所述轴向另一端面处还设置有第二挡板1，所述第二挡板1包括沿轴向贯穿轴向两端面的第二通道101，且所述第二通道101与所述过油通道33相对且连通。通过在第二挡板上还设置第二通道能够与过油通道连通，有效实现将转子铁芯中的过油通道中的油导出转子组件的作用和效果，提高冷却油的循环效果。
本发明还提供一种电机，其包括前任一项所述的转子组件。本发明能够对磁钢进行冷却降温作用，从而有效地防止了由于挡板的阻挡而导致冷却油无法对转子铁芯尤其是磁钢起到冷却作用、冷却效率低的情况发生，减小电机温升，减小转子磁钢退磁的风险，提高电机的性能和寿命。
并且还通过在转子挡板的内部还设置导油结构的形式，并将其分别与转子挡板进油口连通和转子铁芯内部的过油通道连通，能够有效地将转子挡板进油口中的油导入转子铁芯内部的过油通道中，能够对转子铁芯内部起到冷却降温的作用，从而对转子铁芯和磁钢起到充分冷却和降温的作用，大幅提高磁钢及转子铁芯冷却能力；提升电机转子铁芯的散热效率及功率密度；提高电机性能和寿命，并且减轻转子重量，减少转子损耗，提升电机性能，节约成本。
优选地，还包括端盖8和机壳5，所述转子组件被设置于所述端盖8和所述机壳5围成的内部，且所述端盖8内还设置有端盖内油道9，所述机壳5内设置有机壳油道6，所述端盖内油道9和所述机壳油道6连通并构成循环油路的一部分，且所述端盖8上还设置有与所述端盖内油道9连通的喷油口10，且所述喷油口10与所述转子挡板进油口14相对设置。
本发明还提供一种车辆，其包括前述的电机。
随着当前新能源汽车的发展，对主驱电机的功率密度也提出了更高的要求，相应的主驱电机的设计应向着小体积方向设计，因此，随着电机体积的越来越小，其内部空间也相当有限，对于采用轴向式喷油转子冷却的油冷主驱电机，随着转子尺寸的减小，端盖上的轴向喷油孔位，无法正对着转子的过油口位，导致冷却油无法直接喷入转系铁芯内部，进而转子磁钢及转子铁芯无法得到有效冷却。
为解决以上问题，本发明提供一种提高转子铁芯进油率，提高磁钢及转子散热效率的转子挡板结构。可提高电机效率，降低磁钢退磁风险，保证电机寿命。
如图1所示，磁钢2及转子铁芯3的冷却油路为，机壳进油口4→机壳油道6→端盖内油道9→端盖喷油口10→转子挡板7→转子铁芯3→转子前挡板(第二挡板1)→回油口12→出油口11。为保证冷却油可顺利进入上述冷却流道，本发明提供一种具有导油功能的转子后挡板(即转子挡板7)，转子挡板7可以以焊接或螺钉锁紧等方式固定在转子铁芯3上，转子挡板7分别在周向方向上开设转子挡板进油口14，并开设一个与转子挡板7入口面，差角最大为135°的导油结构15，如图1、图2所示，当冷却油通过喷油口10喷射至转子挡板7的转子挡板进油口14面上后，由于本发明的转子挡板7的导油结构15，冷却油可顺利的导入转子铁芯通油孔内，进而冷却转子磁钢2及转子铁芯3，最终冷却油从转子铁芯3的通油孔流通后，通过转子的第一挡板1(即前挡板)相同位置的出油口导出。若转子挡板7无导油结构15，冷却油轴向喷到转子挡板7后，通过转子挡板进油口14，冷却油将直接喷入转子铁芯3及磁钢2表面，无法进入转子铁芯3内部，进而降低整个转子散热效率，降低电机性能。
进一步地，本发明的转子铁芯的进油率随转子挡板7的转子挡板进油口14的个数的减小而增加，如图6，图7所示，转子挡板7的转子挡板进油口14分别为4个，2个。在保证转子挡板7结构强度的同时，当转子挡板7上的转子挡板进油口14数减少，其入口的面积也会相应的增大，当转子旋转时，转子铁芯3的入油率也随之会提高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种转子挡板，其特征在于：
所述转子挡板(7)能够用于与转子铁芯(3)的轴向一端面(31)设置，且所述转子挡板(7)包括沿轴向相背设置的第一端面(71)和第二端面(72)，且所述转子挡板(7)的内部还设置有贯通所述第一端面(71)和所述第二端面(72)的转子挡板进油口(14)，所述转子铁芯(3)内部还设置有磁钢(2)，且所述转子挡板进油口(14)与所述磁钢(2)的位置相对设置。
2.根据权利要求1所述的转子挡板，其特征在于：
所述转子挡板(7)的内部还设置有导油结构(15)，所述转子铁芯(3)的内部还沿其轴向设置有过油通道(33)，所述导油结构(15)能够将所述转子挡板进油口(14)中的油导入至所述过油通道(33)中。
3.根据权利要求2所述的转子挡板，其特征在于：
所述导油结构(15)为与所述转子挡板(7)的所述第一端面或所述第二端面倾斜设置的斜面，且所述斜面一端与所述转子挡板进油口(14)相接、另一端朝所述过油通道(33)延伸且与所述过油通道(33)相接。
4.根据权利要求3所述的转子挡板，其特征在于：
所述转子挡板(7)的所述第一端面(71)与所述转子铁芯(3)的所述轴向一端面贴合，所述第二端面(72)为所述转子挡板的进油端，所述斜面与所述第一端面(71)处于所述转子挡板进油口(14)的部分之间成不为0的倾斜夹角，所述倾斜夹角为100°-150°。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的转子挡板，其特征在于：
所述转子挡板进油口(14)为多个，且沿所述转子挡板(7)的周向进行分布。
6.根据权利要求5所述的转子挡板，其特征在于：
所述导油结构(15)也为多个，且与所述转子挡板进油口(14)一一对应连通设置。
7.一种转子组件，包括转子轴(13)和转子铁芯(3)，所述转子铁芯(3)套设于所述转子轴(13)上，且还包括权利要求1-6中任一项所述的转子挡板，所述转子挡板(7)设置于所述转子铁芯(3)的轴向一端面处。
8.根据权利要求7所述的转子组件，其特征在于：
当包括过油通道(33)时，所述过油通道(33)从所述转子铁芯(3)的轴向一端面(31)延伸至轴向另一端面(32)。
9.根据权利要求7所述的转子组件，其特征在于：
在所述转子铁芯(3)的所述轴向另一端面处还设置有第二挡板(1)，所述第二挡板(1)包括沿轴向贯穿轴向两端面的第二通道(101)，且所述第二通道(101)与所述过油通道(33)相对且连通。
10.一种电机，其特征在于：包括权利要求7-9中任一项所述的转子组件。
11.根据权利要求10所述的电机，其特征在于：还包括端盖(8)和机壳(5)，所述转子组件被设置于所述端盖(8)和所述机壳(5)围成的内部，且所述端盖(8)内还设置有端盖内油道(9)，且所述端盖(8)上还设置有与所述端盖内油道(9)连通的喷油口(10)，且所述喷油口(10)与所述转子挡板进油口(14)相对设置。
12.一种车辆，其特征在于：包括权利要求10或11所述的电机。
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