CN110474454A - 电动汽车的轮毂驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种电动汽车的轮毂驱动装置，包括：壳体和驱动电机，所述驱动电机的定子固定设置在所述壳体内，所述轮毂驱动装置还包括：位于所述壳体内、且固定设置于所述定子的气体冷却管路，所述气体冷却管路沿所述定子的周向方向延伸；所述壳体具有连通所述气体冷却管路和外界的进风口和出风口。因而使得外界气体能够通过进风口流入至气体冷却通道，并从出风口从气体冷却通道中流出，对定子进行冷却。并且，轮毂驱动装置能够通过进风口连续引入外界新气体，使气体冷却通道内气体的温度始终保持在较低的水平，从而不断的带走定子所产生的热量，始终起到较好的冷却效果。

Description

电动汽车的轮毂驱动装置

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种电动汽车的轮毂驱动装置。

背景技术

相较于燃油汽车，电动汽车以电池为主要能量源，通过驱动电机驱动汽车行驶。根据驱动电机布置位置的不同，可以分为单电机集中驱动型电动汽车、双电机分布驱动型电动汽车和轮毂电机驱动型电动汽车。

其中，轮毂电机驱动型电动汽车中，驱动电机和行星齿轮减速器均固定安装在车轮内部，因而省去了传动轴和差速器，使传动系统得到简化。但是，驱动电机在驱动电动汽车行驶的过程中，不可避免的会产生热量，若不能及时的将热量散去，则会使驱动电机温度升高，影响驱动电机的性能。

目前，为了实现对驱动电机的降温，在驱动电机的外壳上设置冷却水套，通过冷却水套以带走驱动电机所产生的热量。但是，此种方式对驱动电机的冷却效果却并不明显，实际运行过程中，驱动电机仍然具有较高的温度。

发明内容

本发明解决的问题是轮毂电机驱动型电动汽车中，现有的冷却方式不足以将驱动电机的温度降低至理想水平。

为解决上述问题，本发明提供一种电动汽车的轮毂驱动装置，包括：壳体和驱动电机，所述驱动电机的定子固定设置在所述壳体内，还包括：位于所述壳体内、且固定设置于所述定子的气体冷却管路，所述气体冷却管路沿所述定子的周向方向延伸；所述壳体具有连通进风口和出风口，所述进风口、出风口分别连通所述气体冷却管路和外界。

可选的，从所述进风口至所述出风口，所述气体冷却管路沿垂直于气体冷却管路内气体流动方向的截面面积逐渐减小。

可选的，所述出风口的位置高于所述进风口的位置。

可选的，所述的轮毂驱动装置还包括连通所述气体冷却管路和进风口的引流部，所述引流部固定设置于所述气体冷却管路，适于引导外界气体进入所述气体冷却管路。

可选的，所述壳体还具有连通所述气体冷却管路和外界的泄水孔。

可选的，所述泄水孔连通所述气体冷却管路的底部，且贯穿所述壳体的外周壁。

可选的，所述定子具有外周面和位于外周面两侧的两个端面，所述气体冷却管路固定设置在至少其中一个所述端面上；或，所述气体冷却管路固定设置在所述外周面上。

可选的，所述气体冷却管路贴合设置于所述端面或所述外周面。

可选的，所述壳体包括外周壁和固定设置在外周壁两侧的两个侧壁，所述进风口和出风口均固定设置在同一所述侧壁上。

可选的，所述的轮毂驱动装置还包括固定设置于所述壳体的进气装置，所述进气装置具有至少两个导流通道，所述进风口通过所述导流通道连通外界。

可选的，所述导流通道内固定设有防尘网。

可选的，所述气体冷却管路包括面对面设置的第一板、第二板，所述第一板、第二板固定连接围成所述气体冷却管路。

可选的，所述壳体的外周壁设有多个环绕所述壳体的散热翅片，多个散热翅片沿壳体的轴向分布。

可选的，所述散热翅片的外周面具有多个靠近所述外周壁的第一位置和多个远离所述外周壁的第二位置，所述第一位置、第二位置间隔设置；在相邻两个所述第一位置和所述第二位置之间，所述散热翅片的外周面平滑过渡。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

轮毂驱动装置包括壳体和驱动电机，驱动电机的定子固定设置在壳体内，驱动电机在运行过程中会产生热量，导致定子温度升高。通过在定子上固定设置气体冷却管路，且使壳体具有连通气体冷却管路和外界的进风口和出风口，使得外界气体能够通过进风口流入至气体冷却通道，并从出风口从气体冷却通道中流出，对定子进行冷却。并且，轮毂驱动装置能够通过进风口连续引入外界新气体，使气体冷却通道内气体的温度始终保持在较低的水平，从而不断的带走定子所产生的热量，始终起到较好的冷却效果。

附图说明

图1是本发明具体实施例轮毂驱动装置的立体结构图；

图2是图1所示轮毂驱动装置隐藏壳体一部分侧壁后的立体结构图；

图3是图1所示轮毂驱动装置沿A－A方向上的剖视图；

图4是图2所示轮毂驱动装置沿B方向上的结构示意图；

图5是图4所示轮毂驱动装置在C区域的放大图；

图6是图2所示轮毂驱动装置中气体冷却管路的立体结构图；

图7是图6所示气体冷却管路中第一金属板、第二金属板的局部示意图；

图8是图1所示轮毂驱动装置沿D－D方向上的剖面示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参照图1－图3，一种电动汽车的轮毂驱动装置100，包括壳体10和驱动电机20，驱动电机20包括固定设置在壳体10内的定子21和位于壳体10外的转子22。当对驱动电机20通电后，定子21能够驱动转子22旋转，转子22能够通过传动轴以驱动汽车轮胎旋转，实现汽车行驶。

驱动电机20在工作过程中，不可避免会使一部分电能转化为热能，导致定子21的温度升高，从而降低驱动电机20的工作效率，影响驱动电机20的运行性能。目前，为了降低驱动电机20的温度，通常在定子21的外周面21a上设置冷却水套23，冷却水套23中填充冷却水以冷却定子21。但是，冷却水套23中的冷却水通常是不更换的，当冷却水的温度升高时，则无法起到较好的冷却效果。使得实际工作过程中，定子21仍然具有较高的温度。

本实施例中，轮毂驱动装置100还包括气体冷却通道30，气体冷却通道30固定设置于定子21，且呈环形形状，沿定子21的周向方向延伸。并且，壳体10具有连通气体冷却通道30和外界的进风口11(图8所示)和出风口12。外界气体适于通过进风口11流入至气体冷却通道30，并从出风口12从气体冷却通道30中流出，以对定子21进行冷却。

因此，本实施例的轮毂驱动装置100不仅能够通过冷却水套23冷却定子21，还能够通过气体冷却通道30冷却定子21，具有更好的冷却效果。而且，轮毂驱动装置100能够通过进风口11从外界引入温度较低的新气体，并通过出风口12将气体冷却通道30内温度较高的气体排出至外界。通过循环引入外界新气体，能够使气体冷却通道30内气体的温度始终保持在较低的水平，从而不断的带走定子21所产生的热量，始终起到较好的冷却效果。

参照图3，定子21还具有位于外周面21a两侧的第一端面21b和第二端面21c。其中，气体冷却管路30固定设置在第一端面21b。将气体冷却管路30设置在第一端面21b能够避免气体冷却管路30与冷却水套23相干涉，不影响冷却水套23的正常工作。并且，研究发现，驱动电机20运行过程中，定子21所产生的热量更多的集中在第一端面21b和第二端面21c，通过在第一端面21b上设置气体冷却管路30，能够更好的带走定子21的热量。

进一步的，为了能够更好的对定子21进行冷却，可以使气体冷却管路30贴合设置于第一端面21b，以此提高热传导的效率。使定子21的热量能够快速传递至气体冷却管路30，快速被气体冷却管路30内的气体所带走。

本实施例中，壳体10包括外周壁10a和位于外周壁10a两侧的第一侧壁10b和第二侧壁10c。外周壁10a和外周面21a径向相对设置，第一侧壁10b和第一端面21b轴向面对面设置，第二侧壁10c和第二端面21c轴向面对面设置。其中，第一侧壁10b上设有进风口11和出风口12，进风口11和出风口12直接面对气体冷却管路30，能够更为方便的连通气体冷却管路30。

具体的，如图2所示，轮毂驱动装置100还包括引流部40，引流部40固定设置于气体冷却管路30，且连通进风口11和气体冷却管路30，适于将进风口11位置处的气体引导至气体冷却管路30。通过设置引流部40能够将气体更好的引导至气体冷却管路30中，防止气体在气体冷却管路30入口位置处造成大范围的紊流，阻碍气体流动，减小气体流动速度，降低冷却效果。

应当理解，气体冷却管路30不仅可以设置在第一端面21b，也可以设置在第二端面21c。第一端面21b上可以仅设置一个气体冷却管路30，也可以设置多个气体冷却管路30。另外，还可以使一部分气体冷却管路30设置于第一端面21b，使另一部分气体冷却管路30设置于第二端面21c，以更好的对定子21进行冷却。此外，在不影响现有的冷却水套23的前提下，还可以将气体冷却管路30固定设置在外周面21a上。

当第二端面21c上设有气体冷却管路时，可以在第二侧壁10c上设置对应的进风口和出风口，以方便连通设置于第二端面21c的气体冷却管路。当外周面21a上设有气体冷却管路时，可以在外周壁10a上设置对应的进风口和出风口，以方便连通设置于外周面21a的气体冷却管路。

参照图4、图6，从进风口11至出风口12，气体冷却管路30沿垂直于气体流动方向的截面面积逐渐减小。也就是说，气体在气体冷却管路30内流动的过程中，随着截面面积的减小，气体的流速逐渐加快。一方面，能够在一定程度上防止气体冷却管路30被杂质所堵塞；另一方面，气体的流速越快，则越能够带走定子21的热量，进一步提升冷却效果。

具体的，气体在气体冷却管路30内具有两个流动方向，分别为第一流动方向x和第二流动方向y。沿第一流动方向x，气体冷却管路30垂直于第一流动方向x的截面面积逐渐减小；沿第二流动方向y，气体冷却管路30垂直于第二流动方向y的截面面积逐渐减小。

本实施例中，当轮毂驱动装置100固定安装于汽车时，出风口12的位置高于进风口11的位置。当气体从进风口11进入气体冷却管路30时，定子21的一部分热量传递至气体，使得气体的温度升高，但是，气体冷却管路30内气体的温度并不完全一致。使出风口12位于进风口11上方，气体冷却管路30内温度较高的气体由于密度较小能够率先从出风口12排出，而温度较低的气体能够在气体冷却管路30内继续进行热交换，从而提升冷却效果。

如图4所示，出风口12位于气体冷却管路30的顶部。也就是说，出风口12为气体冷却管路30的最高位置，气体冷却管路30内的气体在最高位置处被排出至外界。因此，温度较高密度较小的气体不会被积蓄在气体冷却管路30内部，不会阻碍气体冷却管路30和定子21的热交换。

参照图4、图5，壳体10还具有连通气体冷却管路30和外界的泄水孔13。进入气体冷却管路30内的外界气体不可避免的会含有水汽，水汽会在气体冷却管路30积聚并凝结成水滴。水滴的存在会阻碍气体的正常流动，从而降低气体对定子21的冷却效果。并且，水滴还会腐蚀气体冷却管路30的内壁，从而损坏气体冷却管路30。通过设置泄水孔13，能够将气体冷却管路30中的液态水排出至外界。

具体的，泄水孔13连通气体冷却管路30的底部，并贯穿壳体10的外周壁10a。当气体冷却管路30内的水汽凝结成水滴时，水滴在重力作用下向气体冷却管路30的底部运动，并通过连通底部的泄水孔13排出至外界。避免水滴影响气体的正常流动，防止损坏气体冷却管路30。

参照图6、图7，气体冷却管路30包括面对面设置的第一板31和第二板32，第一板31、第二板32固定连接围成气体冷却管路30。其中，第一板31和第二板32均为导热系数较高的金属板或合金板，例如铝板、铁板、铜板或铝合金板等，以使定子21的热量能够快速的传导至气体冷却管路30，并由气体将气体冷却管路30所吸收的热量带走。

具体的，第一板31和第二板32均一体冲压形成，并最终焊接固定以形成气体冷却管路30。

参照图1、图8，轮毂驱动装置100还包括固定设置于壳体10的进气装置50，进气装置50具有导流通道51，导流通道51连通进风口11和外界，使外界的气体能够通过导流通道51流向进风口11。通过设置进气装置50，增大了与外界相接触的面积，使得气体更容易通过导流通道51流向进风口11，并最终流入至气体冷却管路30中。

具体的，进气装置50具有多个导流通道51，多个导流通道51均连通外界和进风口11。通过设置多个导流通道51，能够对进气装置50的进气区域进行分割，使导流通道51的截面面积相对较小，从而使外界气体能够更顺畅的流向进风口11，避免气体在进气装置50中发生大范围的紊流，而阻碍气体流向进风口11。

进一步的，当轮毂驱动装置100固定安装于汽车时，使导流通道51的开口朝向汽车前方。因此，在汽车行驶过程中，气体能够自动流入导流通道51，并通过进风口11流入至气体冷却管路30，对定子21进行冷却。此外，也可以在进气装置50设置风机，利用风机将外界气体引入导流通道51。

本实施例中，导流通道51内还固定设有防尘网52。流入导流通道51的外界气体不可避免的会含有颗粒物等杂质，颗粒物等杂质有可能堵塞进风口11和气体冷却管路30，降低冷却效果，损坏气体冷却管路30。防尘网52的作用在于对外界气体进行过滤，以防止颗粒物等杂质流向进风口11，进入气体冷却管路30而造成堵塞，防止颗粒物等杂质对冷却管路30造成损坏。

继续参照图1、图3，壳体10的外周壁10a还设有散热翅片14。驱动电机20工作过程中定子21产生的一部分热量会传导至壳体10，使得壳体10具有较高的温度。散热翅片14的作用在于与外界气体进行热交换以降低壳体10的温度。其中，散热翅片14呈环形形状，环绕固定在外周壁10a的外围。并且，散热翅片14为多个，沿壳体10的轴向分布。

如图4所示，散热翅片14的外周面14a具有多个靠近外周壁10a的第一位置aa和多个远离外周壁10a的第二位置bb。其中，第一位置aa、第二位置bb间隔设置，且相邻两个第一位置aa和第二位置bb之间，散热翅片14的外周面14a平滑过渡。也就是说，散热翅片14的外周面14a形成波浪形状，从而能够增大外周面14a的面积，使散热翅片14具有更好的散热效果。

本实施例中轮毂驱动装置的散热方式如下：

汽车行驶过程中，驱动电机20通电驱动车轮旋转。驱动电机20的定子21产生热量，导致温度升高。定子21的一部分热量传递至壳体10，由壳体10通过散热翅片14散发至外界，从而降低定子21的温度。

同时，定子21的一部分热量传递至冷却水套23，被冷却水套23中的冷却水吸收，从而进一步降低定子21的温度。

并且，汽车行驶过程中，外界气体(空气)自动进入进气装置50的导流通道51中，并在导流通道51中被过滤。过滤后的气体流向进风口11，并通过进风口11和引流部40流入气体冷却管路30中。气体冷却管路30中的气体沿第一流动方向x和第二流动方向y分别流向出风口12，并带走定子21的热量，降低定子21的温度，最终通过出风口12排出至外界。此过程是连续进行的，因而能够持续的带走定子21的热量，对定子21进行降温。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (14)

1.一种电动汽车的轮毂驱动装置，包括：壳体和驱动电机，所述驱动电机的定子固定设置在所述壳体内，其特征在于，还包括：

位于所述壳体内、且固定设置于所述定子的气体冷却管路，所述气体冷却管路沿所述定子的周向方向延伸；

所述壳体具有连通进风口和出风口，所述进风口、出风口分别连通所述气体冷却管路和外界。

2.如权利要求1所述的轮毂驱动装置，其特征在于，从所述进风口至所述出风口，所述气体冷却管路沿垂直于气体冷却管路内气体流动方向的截面面积逐渐减小。

3.如权利要求1所述的轮毂驱动装置，其特征在于，所述出风口的位置高于所述进风口的位置。

4.如权利要求1所述的轮毂驱动装置，其特征在于，还包括连通所述气体冷却管路和进风口的引流部，所述引流部固定设置于所述气体冷却管路，适于引导外界气体进入所述气体冷却管路。

5.如权利要求1所述的轮毂驱动装置，其特征在于，所述壳体还具有连通所述气体冷却管路和外界的泄水孔。

6.如权利要求5所述的轮毂驱动装置，其特征在于，所述泄水孔连通所述气体冷却管路的底部，且贯穿所述壳体的外周壁。

7.如权利要求1所述的轮毂驱动装置，其特征在于，所述定子具有外周面和位于外周面两侧的两个端面，所述气体冷却管路固定设置在至少其中一个所述端面上；或，所述气体冷却管路固定设置在所述外周面上。

8.如权利要求7所述的轮毂驱动装置，其特征在于，所述气体冷却管路贴合设置于所述端面或所述外周面。

9.如权利要求7所述的轮毂驱动装置，其特征在于，所述壳体包括外周壁和固定设置在外周壁两侧的两个侧壁，所述进风口和出风口均固定设置在同一所述侧壁上。

10.如权利要求1所述的轮毂驱动装置，其特征在于，还包括固定设置于所述壳体的进气装置，所述进气装置具有至少两个导流通道，所述进风口通过所述导流通道连通外界。

11.如权利要求10所述的轮毂驱动装置，其特征在于，所述导流通道内固定设有防尘网。

12.如权利要求1－11任一项所述的轮毂驱动装置，其特征在于，所述气体冷却管路包括面对面设置的第一板、第二板，所述第一板、第二板固定连接围成所述气体冷却管路。

13.如权利要求1－11任一项所述的轮毂驱动装置，其特征在于，所述壳体的外周壁设有多个环绕所述壳体的散热翅片，多个散热翅片沿壳体的轴向分布。

14.如权利要求13所述的轮毂驱动装置，其特征在于，所述散热翅片的外周面具有多个靠近所述外周壁的第一位置和多个远离所述外周壁的第二位置，所述第一位置、第二位置间隔设置；在相邻两个所述第一位置和所述第二位置之间，所述散热翅片的外周面平滑过渡。