CN110611394A - 一种电机壳体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电机壳体，有效解决了现有技术中电机NVH较高的技术问题。所述电机壳体中沿着周向设置有若干道轴向的沟槽，所述沟槽中空置或填充阻尼介质。所述沟槽空置或沟槽加阻尼介质的结构，可以弱化定子产生的振动对电机壳体的激励，增加电机壳体的阻尼系数，降低电机壳体的响应频率，弱化振动、噪音的传递路径，同时消减电磁力波的幅值，从而抑制振动和噪音，可有效降低整机NVH水平。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种内置阻尼式电机壳体。
背景技术
随着汽车制造业的发展，汽车NVH性能已经成为现代汽车制造质量的一个综合性技术指标。NVH是噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibrat ion、Harshness)的英文缩写。NVH给汽车用户的感受是最直接和最表面的。车辆的NVH问题是国际汽车业各大整车制造企业和零部件企业关注的问题之一。有统计资料显示，整车约有1/3的故障问题是和车辆的NVH问题有关系。
影响车内噪声大小的主要激励源有发动机、电机、减速机、轮胎等部件。对于电动汽车，主要激励源来自电机。汽车中使用的电机数量很多，因此电机的噪声振动研究变得越来越重要。
发明内容
针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种电机壳体，能够有效降低电机的NVH。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种电机壳体，所述电机壳体中沿着周向设置有若干道轴向的沟槽，所述沟槽中空置或填充阻尼介质。
可选地，所述电机壳体中设置有N形的冷却通道，所述冷却通道包括轴向段和周向段，所述沟槽位于所述冷却通道的轴向段之间。
可选地，所述电机壳体中设置有螺旋形的冷却通道，所述沟槽位于所述冷却通道之间，所述冷却通道与所述沟槽构成双螺旋形结构。
可选地，所述冷却通道中流通液体或气体作为冷却介质。
可选地，所述沟槽的截面为近似三角形、或梯形、或菱形。
可选地，所述沟槽的内壁为光滑的或凸凹不平的。
可选地，所述三角形、梯形、菱形均为圆角。
可选地，所述沟槽的截面边缘由直线和曲线构成。
可选地，所述沟槽的截面边缘由波浪线构成。
可选地，所述沟槽的截面边缘为齿状，所述齿为T形、或I形、或上下等宽。
可选地，所述冷却通道的截面形状和所述沟槽的截面形状互补，所述冷却通道设置在所述沟槽之间的空隙内。
可选地，沿着所述电机壳体的径向，设置两层以上的所述沟槽。
可选地，所述阻尼介质为固体、膏体或液体。
可选地，所述电机壳体铸造或挤压一体成型，所述沟槽、所述冷却通道在所述电机壳体铸造或挤压时成型。
可选地，所述电机壳体包括内壳和外壳，所述内壳和外壳分体制成后组合在一起，所述沟槽包括下部和上部，所述下部位于所述内壳上，所述上部位于所述外壳上，所述内壳和外壳组合之后所述沟槽组合完整。
可选地，所述冷却通道包括下部和上部，所述下部位于所述内壳上，所述上部位于所述外壳上，所述内壳和外壳组合之后所述冷却通道组合完整。
可选地，所述电机壳体的端部设置有密封环或密封块，密封所述沟槽的出口。
可选地，所述电机壳体的端部设置有密封环或密封块，所述密封环或密封块同时密封所述沟槽的出口和所述冷却通道。
采用上述结构设置的本发明具有以下优点：
本发明通过在电机壳体中设置沟槽，沟槽空置或沟槽加阻尼介质的结构，可以弱化定子产生的振动对电机壳体的激励，增加电机壳体的阻尼系数，降低电机壳体的响应频率，弱化振动、噪音的传递路径，同时消减电磁力波的幅值，从而抑制振动和噪音，增加人体感知的舒适性。
本发明应用于对整机(整车)有较高振动、噪音要求的场合，可有效降低整机NVH水平，
本发明结构简单，易于扩展，可根据实际使用情况调整壳体长度而不用修改模具；加工工艺简单、质量可靠，效率高。
附图说明
图1是本发明实施例1中电机壳体的局部剖视图(沿径向剖)；
图2是本发明实施例2中电机壳体的局部剖视图(沿径向剖)；
图3是本发明实施例3中电机壳体的局部剖视图(沿径向剖)；
图4是本发明实施例3中电机壳体的剖视图(沿径向剖)；
图5是本发明实施例3中电机壳体的剖视图(沿径向剖)；
图6是本发明实施例4中电机壳体的局部剖视图(沿径向剖)；
图7是本发明实施例4中电机壳体的剖视图(沿径向剖)；
图8是本发明实施例中电机壳体的剖视图(沿周向剖)；
图9是本发明实施例中电机壳体的剖视图(沿轴向剖)；
图10是本发明实施例中电机壳体的工作状态示意图；
图11是本发明实施例中电机壳体的剖视图(沿周向剖)；
图12是本发明实施例6中电机壳体的剖视图(沿径向剖)。
图中：1.电机壳体；2.沟槽；3.冷却通道；4.水口；5.密封环；6.振源；7.沟槽。
具体实施方式
针对现有技术中汽车NVH水平较高的缺陷，本发明在电机壳体设置沟槽，沟槽空置或沟槽加阻尼介质的结构，可以弱化定子产生的振动对电机壳体的激励，增加电机壳体的阻尼系数，降低电机壳体的响应频率，弱化振动、噪音的传递路径，同时消减电磁力波的幅值，可有效降低整机NVH水平。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
如图1所示为本发明实施例1，在该实施例中提供一种电机壳体1，电机壳体1中沿着周向设置有若干道轴向的沟槽2，沟槽2中空置，或填充阻尼介质，构成了内置阻尼式电机壳体。
经过发明人的研究发现，电机发出电磁噪音的根源在于定子的振动，带动电机壳体周围空气的振动，引发噪音。本实施例中的沟槽2或沟槽2加阻尼介质的结构可以增大电机壳体的阻尼系数，减薄电机壳体内的连接筋，弱化刚性连接。
填充阻尼介质是在电机壳体1制造成型之后进行的。阻尼介质为固体、膏体或液体均可。例如采用橡胶、硅胶、润滑脂、硅油等材料。采用固体时，例如在沟槽2中灌胶，胶凝固后可以与电机壳体1固定连接。
如图8所示，电机壳体1中设置有N形的冷却通道3，冷却通道3包括轴向段和周向段，沟槽2位于冷却通道3的轴向段之间。
冷却通道3还可以设置为其他结构，例如：如图11所示，电机壳体1中设置有螺旋形的冷却通道3，沟槽2位于冷却通道3之间，冷却通道3与沟槽2构成双螺旋形结构。沟槽2的形状与冷却通道3的形状相同，在电机壳体1上可以看成是平行布置的。
冷却通道3中流通液体(比如水或油，或其他适合的冷却液)、或气体作为冷却介质，降低电机工作时的温度。
沟槽2的截面为近似三角形、或梯形、或菱形，或设计成其他合适的形状，例如矩形。沟槽2的内壁可以设计为光滑的。
并且，沟槽2的截面均做圆角处理，优化结构，防止应力集中造成裂缝。
在本实施例中，沟槽2的截面边缘由直线和曲线构成。如图1所示，沟槽的截面为近似等腰三角形，圆角处理之后，两腰部为直线，其他位置均为弧线。
冷却通道3的截面形状和沟槽2的截面形状互补，冷却通道3设置在沟槽2之间的空隙内，这样可以让冷却通道3和沟槽2充分占用电机壳体1的截面面积。
本实施例中冷却通道3的也是近似等腰三角形。冷却通道3的截面形状正置，沟槽2的截面形状倒置，这样可以让冷却通道3和沟槽2占用电机壳体1的截面的较大面积，充分减薄电机壳体1内的连接筋，弱化刚性连接。
在本实施例中，电机壳体1通过铸造或挤压一体成型，沟槽2、冷却通道3在电机壳体1铸造或挤压时成型。
为了方便制造，还可以对电机壳体1进行分体制成，例如：电机壳体1包括内壳和外壳，外壳可以包裹内壳，内壳和外壳分体制成后组合在一起，也可以看成是内壳嵌套于外壳之中。沟槽2和冷却通道3也被分体制成，沟槽2包括下部和上部，下部位于内壳上，上部位于外壳上，内壳和外壳组合之后沟槽组合完整。
冷却通道3包括下部和上部，下部位于内壳上，上部位于外壳上，内壳和外壳组合之后冷却通道组合完整。
内壳和外壳可以分别采用挤压成型，然后焊接组合构成电机壳体1。
如图8、图9所示，电机壳体1的端部设置有密封环5，密封环5同时密封沟槽2的出口和冷却通道3，保证冷却通道3的密封性，避免冷却介质泄露。
电机壳体1的端部还可以设置密封块来同时密封沟槽2的出口和冷却通道3。
密封环5或密封块的材质采用铝，通过焊接方式固定在电机壳体1的端部。
经实测数据验证，此实施例中电机的NVH测试结果如下：
48阶径向和轴向噪声，降噪效果明显：呼吸模态频率下下降幅度均为3-5dBA。这使得电机在最恶劣的振动噪音工况中，有比较好的NVH表现。
96阶径向和轴向噪声，普遍下降幅度为4-13dBA，降噪效果比较明显。
电机壳体1的内壁上还会设置定子槽、绕组等部件，从而形成完整的电机定子，此处可以参考现有技术，本实施例不再详细说明。
本实施例中的沟槽2位于两组水道之间，设计有特殊截面形状，沟槽2空置或沟槽2中灌封阻尼介质，可以弱化定子产生的振动对电机壳体的激励，增加电机壳体的阻尼系数，降低电机壳体的响应频率，弱化振动、噪音的传递路径，同时消减电磁力波的幅值，从而抑制振动和噪音，增加人体感知的舒适性。
实施例2
如图2所示为本发明实施例2，实施例2与实施例1的区别点在于：沟槽2的截面边缘由波浪线构成。
具体地，图2所示沟槽2的截面为近似等腰梯形，边缘由波浪线构成。冷却通道3的截面还是近似等腰三角形。
通过上述技术手段，可以保证阻尼介质与电机壳体1的充分接触，还可以提高阻尼介质与电机壳体1的结合强度。
经实测数据验证，此实施例中电机的NVH测试结果如下：
48阶径向和轴向噪声，降噪效果明显：呼吸模态频率下下降幅度均为4-5dBA。这使得电机在最恶劣的振动噪音工况中，有比较好的NVH表现。
96阶径向和轴向噪声，普遍下降幅度为5-14dBA，降噪效果比较明显。
本实施例2中电机壳体的其他结构与实施例1相同，此处不再重复描述。
实施例3
如图3、图4、图5所示为本发明实施例3，实施例3与实施例1的区别点在于：沟槽2的截面边缘为齿状，图3、图4中的齿为T形，图5中的齿为I形、或者齿的上下等宽。
具体地，图3所示沟槽2的截面为近似菱形，边缘由齿状线构成，冷却通道3的截面还是近似等腰三角形。图5所示沟槽2的截面为近似等腰梯形，边缘由齿状线构成，冷却通道3的截面也是近似等腰梯形。
通过上述技术手段，可以保证阻尼介质与电机壳体1的充分接触，还可以提高阻尼介质与电机壳体1的结合强度。
经实测数据验证，此实施例中电机的NVH测试结果如下：
48阶径向和轴向噪声，降噪效果明显：呼吸模态频率下下降幅度均为6dBA。这使得电机在最恶劣的振动噪音工况中，有更好的NVH表现。
96阶径向和轴向噪声，普遍下降幅度为5-15dBA，降噪效果明显。
通过图4还可以看出，电机壳体1的外壳上设置有两个水口4，分别作为进水口和出水口，冷却通道过进水口留入冷却通道3内，通过出水口流出冷却通道3内，实现冷却介质循环。
本实施例3中电机壳体的其他结构与实施例1相同，此处不再重复描述。
实施例4
如图6、图7所示为本发明实施例4，实施例4与实施例1的区别点在于：沟槽2的内壁为凸凹不平的。沟槽2的内壁上可以设置多个凸点，也可以设置多个凹槽。
具体地，图6、图7所示沟槽2的截面、冷却通道3的截面均为不规则形状，沟槽2的顶部内壁上设置两列凸点。
通过上述技术手段，也可以提高阻尼介质与电机壳体1的结合强度。
经实测数据验证，此实施例中电机的NVH测试结果如下：
48阶径向和轴向噪声，降噪效果明显：呼吸模态频率下下降幅度均为4-5dBA。这使得电机在最恶劣的振动噪音工况中，有比较好的NVH表现。
96阶径向和轴向噪声，普遍下降幅度为5-14dBA，降噪效果比较明显。
本实施例4中电机壳体的其他结构与实施例1相同，此处不再重复描述。
实施例5
本发明实施例5是在实施例1的基础上做出的改进，实施例5与实施例1的区别点在于：电机壳体1中没有设置冷却通道3，仅设置了沟槽2，沟槽2中空置或者设置阻尼介质。
由于电机壳体1中没有设置冷却通道3，电机壳体1的截面都可以用来设置沟槽2，增加沟槽2数量，进一步增大了电机壳体1的阻尼系数。
相邻沟槽2可以采用一个正置、一个倒置的互补方式布置。这样可以让沟槽2占用电机壳体1的截面的较大面积，充分减薄电机壳体1内的连接筋，弱化刚性连接。
采用本实施例的电机需要采用风冷降温。
本实施例5中电机壳体的其他结构与实施例1相同，此处不再重复描述。
实施例6
本发明实施例6是在实施例1的基础上做出的改进，如图12所示，沿着电机壳体1的径向设置有两层沟槽，分别为内层的沟槽2和外层的沟槽7，沟槽7也包括若干道，互相之间不连续，其中空置或填充阻尼介质。
沟槽7的高度小于沟槽2，能够充分利用电机壳体1的剩余实体部分来设置，进一步减小电机壳体1的实体部分，增加电机壳体1的阻尼系数。
如果电机壳体1的尺寸允许，还可以沿着电机壳体1的径向设置有多于两层的沟槽，电机壳体1的阻尼系数将会得到显著增加。
本实施例6中电机壳体的其他结构与实施例1相同，此处不再重复描述。
以上，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种电机壳体，其特征在于，所述电机壳体中沿着周向设置有若干道轴向的沟槽，所述沟槽中空置或填充阻尼介质。
2.根据权利要求1所述的电机壳体，其特征在于，所述电机壳体中设置有N形的冷却通道，所述冷却通道包括轴向段和周向段，所述沟槽位于所述冷却通道的轴向段之间。
3.根据权利要求1所述的电机壳体，其特征在于，所述电机壳体中设置有螺旋形的冷却通道，所述沟槽位于所述冷却通道之间，所述冷却通道与所述沟槽构成双螺旋形结构。
4.根据权利要求1所述的电机壳体，其特征在于，所述沟槽的截面为近似三角形、或梯形、或菱形；所述沟槽的内壁为光滑的或凸凹不平的。
5.根据权利要求1所述的电机壳体，其特征在于，所述沟槽的截面边缘由直线和曲线构成；
或者，所述沟槽的截面边缘由波浪线构成。
6.根据权利要求1所述的电机壳体，其特征在于，所述沟槽的截面边缘为齿状，所述齿为T形、或I形、或上下等宽。
7.根据权利要求2或3所述的电机壳体，其特征在于，所述冷却通道的截面形状和所述沟槽的截面形状互补，所述冷却通道设置在所述沟槽之间的空隙内。
8.根据权利要求1-6任一项所述的电机壳体，其特征在于，沿着所述电机壳体的径向，设置两层以上的所述沟槽；
所述阻尼介质为固体、膏体或液体。
9.根据权利要求2或3所述的电机壳体，其特征在于，所述电机壳体铸造或挤压一体成型，所述沟槽、所述冷却通道在所述电机壳体铸造或挤压时成型。
10.根据权利要求2或3所述的电机壳体，其特征在于，所述电机壳体包括内壳和外壳，所述内壳和外壳分体制成后组合在一起，所述沟槽包括下部和上部，所述下部位于所述内壳上，所述上部位于所述外壳上，所述内壳和外壳组合之后所述沟槽组合完整；
所述冷却通道包括下部和上部，所述下部位于所述内壳上，所述上部位于所述外壳上，所述内壳和外壳组合之后所述冷却通道组合完整。
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