CN110718980B - 转子组件、电机及新能源汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转子组件、电机及新能源汽车。转子组件包括电机轴、套筒及转子。电机轴呈中空结构，具有进液腔。电机轴的端部开设有进液口，电机轴的外壁开设有溢流孔。套筒为两端开口的中空结构，套筒套设并固定于电机轴，并在套筒与电机轴的外壁之间形成导流腔。套筒的外壁开设有导流槽及位于导流槽内并与导流腔连通的出液孔。导流腔及导流槽沿套筒的轴向延伸至套筒的端部，溢流孔与导流腔连通。转子套设并固定于套筒上。本发明提供的转子组件、电机及新能源汽车内的转子可进行有效的散热，具有较佳的散热效果。

Description

转子组件、电机及新能源汽车

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种转子组件、电机及新能源汽车。

背景技术

在新能源汽车的电机内设置有转子。转子在运行的过程中会不断产生热能，并在电机的内部堆积，导致电机内部的温度升高，绝缘性降低，电机的工作效率下降。

发明内容

基于此，有必要针对电机内部热量堆积的问题，提供一种能对转子进行有效散热的转子组件、电机及新能源汽车。

一种转子组件，包括：

呈中空结构的电机轴，具有进液腔，所述电机轴的端部开设有进液口，所述电机轴的外壁开设有溢流孔；

套筒，为两端开口的中空结构，所述套筒套设并固定于所述电机轴，并在所述套筒与所述电机轴的外壁之间形成导流腔，所述套筒的外壁开设有导流槽及位于所述导流槽内并与所述导流腔连通的出液孔，所述导流腔及所述导流槽沿所述套筒的轴向延伸至所述套筒的端部，所述溢流孔与所述导流腔连通；及

转子，套设并固定于所述套筒上。

在其中一实施例中，所述套筒的筒壁为单层结构，所述套筒的内壁与所述电机轴的外壁围设形成所述导流腔。

在其中一实施例中，所述套筒包括内层、外层及加强筋，所述外层与所述内层之间间隔设置以形成所述导流腔，所述加强筋收容于所述导流腔内并用于支撑所述内层及所述外层，所述内层开设有连通所述导流腔及所述溢流孔的通流孔，所述外层上开设有出液孔。

在其中一实施例中，所述出液孔、所述通流孔及所述溢流孔位置对齐。

在其中一实施例中，还包括抵挡件，所述抵挡件安装于所述电机轴并与所述套筒的端部抵接，所述抵挡件朝向所述套筒的表面凹陷形成与所述导流腔连通的引流槽。

在其中一实施例中，还包括环形的端盖，所述端盖套设并固定于所述套筒，并与所述转子的端部抵接。

在其中一实施例中，所述端盖的内表面突起形成凸起，所述凸起卡持于所述导流槽内。

在其中一实施例中，所述套筒的外壁突起形成凸包，所述凸包与所述转子的端部间隔设置形成限位部，所述端盖限位于所述限位部。

一种电机，包括：

壳体；

安装于所述壳体内的定子；及

上述转子组件，所述转子组件安装于所述壳体内，所述转子组件与所述定子同心设置。

一种新能源汽车，包括上述电机。

上述转子组件、电机及新能源汽车，电机工作时，转子转动，可带动套筒及电机轴转动。而转子套设于套筒上，转子上的部分热量可通过转子表面进行散热，其余部分的热量将传递至套筒上，导致套筒的温度升高。而从电机轴的进液口处输入冷却液，在离心力的作用下，冷却液可从溢流孔甩出并进入至导流腔内。输入导流腔内的部分冷却液可在导流腔的引导下从套筒的端部流出，以从套筒的内部带走热量。其余部分的冷却液可通过出液孔进入至转子与套筒之间的表面，并在导流槽的作用下从套筒的端部流出，以从套筒的外部带走套筒及转子上的热量，使得套筒及转子的温度降低。因此，上述转子组件、电机及新能源汽车内的转子可进行有效的散热，具有较佳的散热效果。

附图说明

图1为本发明一实施例中转子组件的结构示意图；

图2为图1所示的转子组件的爆炸图；

图3为图1所示的转子组件中电机轴及抵挡件配合的结构示意图；

图4为图3所示的转子组件中增加了套筒的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1及图2，本发明提供一种新能源汽车(图未示)。新能源汽车包括电机(图未示)。电机可将电能转换为机械能，以驱动新能源汽车在路面行驶。

其中，电机包括壳体(图未示)、定子(图未示)及转子组件100。

壳体呈中空结构，可用于收容定子及转子组件100。

定子为筒状结构，并安装于壳体内。

转子组件100安装于壳体内，且转子组件100与定子同心设置。电机定子所产生的磁场与转子组件100所产生的磁场相互作用时，使得转子组件100旋转，以使电机实现电能与机械能的转换。其中，转子组件100包括电机轴110、套筒120及转子130。

请一并参阅图3，电机轴110可起支撑及固定作用。一般情况下，电机轴110由不锈钢、合金钢等强度较大的材料制成，以使电机轴110具有更大的承载力。

电机轴110呈中空结构，具有进液腔122。电机轴110的端部开设有进液口111，电机轴110的外壁开设有溢流孔113。进液口111及溢流孔113均与进液腔122连通。

具体地，进液口111可设置于电机轴110的一端端面，也可设置于电机轴110的两端端面，或者设置于电机轴110一端的外壁，或者两端的外壁。在本实施例中，为减少开设进液口111的工作量，将进液口111仅设置于电机轴110的一端端面。

新能源汽车内还设置有泵体，泵体与进液口111连通。泵体工作时，可将冷却液从进液口111处输入至进液腔122内。电机轴110的外壁开设有溢流孔113。电机轴110旋转时，在离心力的作用下，进液腔122内的冷却液可从溢流孔113处被甩出。

请一并参阅图4，套筒120为两端开口的中空结构。套筒120套设并固定于电机轴110，并在套筒120与电机轴110的外壁之间形成导流腔121。套筒120的外壁开设有导流槽123及位于导流槽123内的出液孔124。导流腔121及导流槽123均沿套筒120的轴向延伸至套筒120的端部。出液孔124及溢流孔113与导流腔121连通。

具体地，导流腔121可以由套筒120与电机轴110共同围设形成。或者，导流腔121也可以仅形成于套筒120上。在本实施例中，套筒120包括内层125、外层127及加强筋126。外层127及内层125之间间隔设置以形成导流腔121。加强筋126收容于导流腔121内并用于支撑内层125及外层127，内层125开设有连通导流腔121及溢流孔113的通流孔(未可见)，外层127上开设有出液孔124。

具体地，内层125及外层127均两端开口。外层127套设于内层125，并与内层125间隔设置，以在外层127的内侧以及内层125的外侧之间形成具有开口的导流腔121。具体地，导流腔121可延伸至套筒120的一端端部，也可延伸至套筒120的两端端部。在本实施例中，导流腔121延伸至套筒120的两端端部，且导流腔121的开口由内层125及外层127同一端的端面间隔设置形成。

在本实施例中，内层125与外层127的延伸长度可以相同。或者，也可以内层125的延伸长度大于外层127的延伸长度，且外层127套设于内层125时，内层125突出于外层127的两端。在本实施例中，内层125的长度与外层127的长度相同，外层127套设于内层125上时，外层127与内层125相同一端的端面平齐，以使得套筒120具有较佳的美观性。

电机轴110与套筒120安装时，内层125套设并固定于电机轴110上。内层125的内径尺寸与电机轴110的外径尺寸相配合，使得内层125可与电机轴110卡紧，以实现整个套筒120的固定。内层125及外层127均沿电机轴110的轴向延伸，以使得套筒120与电机轴110具有较大的接触面积，可增强套筒120的安装稳定性。

通过设置内层125及外层127，内层125及外层127相互套设并形成导流腔121的形式可使得导流腔121的形成较为简单。而且，内层125直接套设于电机轴110上便可实现整个套筒120的固定，还使得套筒120具有较为简单的安装方式。

外层127与内层125之间通过加强筋126固定连接。加强筋126支撑于外层127的内侧与内层125的外侧之间，并与内层125及外层127固定连接，以实现内层125与外层127的固定。

在本实施例中，加强筋126为长条形并沿套筒120的轴向延伸。加强筋126的长度与内层125及外层127的长度一致，且加强筋126的两端与内层125的两端平齐。通过设置加强筋126沿套筒120的轴向延伸，使得加强筋126可沿套筒120的轴向对内层125及外层127进行固定并连接，使得内层125及外层127之间的支撑稳定性更强。

进一步地，在本实施例中，加强筋126为多个，多个加强筋126沿内层125的周向间隔设置。因此，加强筋126还可从内层125及外层127的周向对内层125及外层127进行固定，使得内层125及外层127的连接稳定性更强。

任意相邻的两个加强筋126将导流腔121隔断形成多个导流腔单元。导流腔单元的数量与加强筋126的数量相等。

内层125上开设有通流孔，外层127上开设有出液孔124。具体的，通流孔与出液孔124及电机轴110上的溢流孔113错位设置，也可位置对齐。只需保证进液腔122内的冷却液可通过溢流孔113及通流孔进入至导流腔121内，并通过出液孔124进入至导流槽123内即可。在本实施例中，出液孔124、通流孔及溢流孔113位置对齐。而且，溢流孔113、通流孔、出液孔124以及导流槽123的数量与导流腔单元的数量相同，并一一对应。

需要说明的是，在其他实施例中，套筒120的结构不限于上述一种。在另一实施例中，套筒120的筒壁为单层结构。套筒120的内壁与电机轴110的外壁围设形成导流腔121。

套筒120可通过固定环及加强筋126固定于电机轴110上。具体地，固定环套设并固定于电机轴110上，加强筋126为多个，并沿固定环的周向间隔设置。加强筋126相对的两端分别与固定环及加强筋126连接。电机轴110的外壁与套筒120的内壁之间围设形成导流腔121。转子组件100工作时，电机轴110及套筒120旋转，在离心力的作用下，进液腔122内的冷却液可从溢流孔113甩出，并通过通流孔进入至导流腔121内。进而，导流腔121内的冷却液在离心力的作用下亦可从出液孔124流入至导流槽123内。

在新能源汽车内，泵体还与导流腔121及导流槽123两端的开口连通。在泵体的驱动下，甩入至导流腔121的冷却液可顺着导流腔121的延伸方向从导流腔121的两端开口处流出。因此，套筒120内部的热量可被带出。而从出液孔124进入至导流槽123内的冷却液也可在泵体的驱动下从导流槽123的两端开口处流出，以从外部带走套筒120表面的热量。通过从内部及外部同时对套筒120进行散热，可迅速降低套筒120的温度，实现套筒120的冷却。

而在本实施例中，由于出液孔124、通流孔及溢流孔113位置对齐，因此，从进液腔122甩入至出液孔124的部分冷却液可直接通过溢流孔113、通流孔及出液孔124甩入至导流槽123内。因此，套筒120几乎可从内部及外部同时进行散热，以便于提升散热效率。

而导流腔121及导流槽123均延伸至套筒120的两端端部，从导流腔121及导流槽123的两端抽取冷却液可加速冷却液循环，使得散热的速度更快，散热效率更高，散热效果更好。

而设置多个导流腔单元、多个溢流孔113、多个通流孔、多个出液孔124及多个导流槽123，可加快冷却液流入导流腔121及导流槽123内的速度，进而使得冷却液可从套筒120的内部及外部快速导出，因而具有较快的散热速度及散热效率。

转子130为两端开口的中空结构。转子130套设并固定于套筒120上。具体地，转子130通过卡持的方式固定于套筒120上。转子130的长度小于套筒120的长度，套筒120伸出于转子130相对的两端。

转子130在定子产生的磁场与转子130产生的磁场的相互作用下旋转，而旋转的转子130带动套筒120及电机轴110旋转以使电机输出机械能。

然而，转子130在转动的过程中会产生热量。一般地，转子130、套筒120及电机轴110均使用金属材料制作。而转子130的内表面与套筒120接触，因此，转子130上的部分热量将传递至套筒120上使得套筒120的温度升高。

通过设置导流腔121及导流槽123，可从套筒120的内部及外部对套筒120进行散热，以降低套筒120的温度，在热传递的作用下，转子130的温度也将降低。另一方面，导流槽123位于套筒120的外壁与转子130的内表面之间，且导流槽123的槽口朝向转子130的内表面。在离心力的作用下，导流槽123内的冷却液也将甩在转子130的内表面上，并与内表面接触，以携带转子130的部分热量。进而在泵体的作用下，冷却液与转子130的内表面接触后可从导流槽123内流出，以实现对转子130的进一步冷却，使得转子130的散热效果更好。

在本实施例中，转子组件100还包括抵挡件140。抵挡件140安装于电机轴110并与套筒120的端部抵接，抵挡件140朝向套筒120的表面凹陷形成与导流腔121连通的引流槽141。引流槽141的一端与导流腔121的开口连通，另一端延伸至抵挡件140的边缘。

具体地，抵挡件140为两个，两个抵挡件140分别设置于套筒120相对的两端，并与套筒120的两端端面抵接。每个抵挡件140可覆盖导流腔121与该抵挡件140对应的一端的开口，使得导流腔121内的冷却液仅能从导流槽123内引出。引流槽141的内径小于导流腔121的开口口径。针对泵体与导流腔121较大的开口连通，并与导流腔121连通而言，冷却液从导流腔121内抽取的速度过快，将导致冷却液在导流腔121内停留的时间过短，散热效果不佳。而通过设置引流槽141，引流槽141的一端延伸至抵挡件140边缘的开口与泵体连接，引流槽141的内径较小，则通过引流槽141进入至泵体内的冷却液流量也较小。因此，可适当延长冷却液在导流腔121内的停留时间，以使得冷却液可携带更多的热量而实现较佳的散热效果。此外，引流槽141较小的内径还可方便泵体与引流槽141连通。

具体地，引流槽141可以为多个，多个引流槽141沿抵挡件140的周向间隔设置。多个引流槽141可从套筒120周向对导流腔121内的冷却液进行抽取，以实现套筒120的均匀散热。

当加强筋126为多个，使得导流腔121分隔形成多个导流腔单元时，引流槽141的数量与导流腔单元的数量相同并一一对应。导流槽123的一端与导流腔单元的开口连通，另一端延伸至抵挡件140的边缘。

因此，抵挡件140的设置可实现套筒120均匀的散热，使得转子组件100具有较佳的散热效果。

抵挡件140的中部开设有安装孔，电机轴110穿设于安装孔，并与安装孔相卡持固定。因此，通过在套筒120的两端设置抵挡件140，抵挡件140还可沿电机轴110的轴向对套筒120进行限位，以防止套筒120沿电机轴110的轴向滑动。因此，抵挡件140的设置还可增强套筒120安装的牢固性。

具体地，抵挡件140可以为环状结构，或者抵挡件140也可为中部开设有安装孔的其他结构。在本实施例中，抵挡件140包括挡环142及固定环143，固定环143设置于挡环142的一端并与挡环142连接。固定环143套设并固定于电机轴110上，挡环142背向固定环143的一端端面抵接于套筒120的端部。

具体地，固定环143及挡环142的中部连通形成安装孔，挡环142及固定环143均与电机轴110相卡持。固定环143的外径尺寸小于挡环142的外径尺寸。引流槽141设置于挡环142上，且引流槽141的一端延伸至固定环143与挡环142的连接处，引流槽141的另一端延伸至挡环142的外边缘。

通过设置固定环143及挡环142，相对于单个的挡环142形成抵挡件140而言，可使得抵挡件140与电机轴110之间的接触面积更大，以提升抵挡件140的安装稳定性。

与此同时，固定环143与电机轴110卡接，也可对挡环142进行定位，使得挡环142在固定环143的限位下与套筒120的端面可抵接，并提升挡环142与套筒120端面接触的紧密性，以防止冷却液从挡环142与套筒120端面之间的间隙处溢出至电机内。

具体地，挡环142与固定环143可通过模压的方式一体成型，也可分开成型，并通过焊接等方式进行连接。

在本实施例中，转子组件100还包括环形的端盖150。端盖150套设并固定于套筒120，并与转子130的端部抵接。

具体地，端盖150的中部开设有贯穿孔，套筒120穿设于端盖150的贯穿孔，并与端盖150相卡持。

两个端盖150之间间隔设置形成夹持部，转子130可卡持于两个端盖150之间并通过两个端盖150进行限位，以防止转子130沿套筒120的轴向滑动而造成电机故障。因此，端盖150的设置使得套筒120的安装更稳定，定位更准确。

进一步地，在本实施例中，端盖150的内表面突起形成凸起151，凸起151卡持于导流槽123内。

具体地，凸起151卡持于导流槽123内时，需保证凸起151与导流槽123的底部不接触，以在凸起151与导流槽123之间形成间隙，方便冷却液在导流槽123内流动。

凸起151卡持于导流槽123内，可增强端盖150与套筒120之间安装的可靠性，以防止端盖150相对套筒120滑动，进而可进一步增强转子130的安装可靠性。

进一步地，在本实施例中，套筒120的外壁突起形成凸包128，凸包128与转子130的端部间隔设置形成限位部，端盖150限位于限位部。

具体地，凸包128可设置于套筒120的一端，也可以设置于套筒120相对的两端，以对两个端盖150进行限位。端盖150与电机轴110相卡持时，端盖150的一端端面与转子130抵接，另一端端面与凸包128抵接。凸包128的设置，可对转子130及端盖150的位置进行限位，以进一步防止端盖150及转子130沿套筒120的轴向滑动，使得端盖150及转子130具有较佳的安装稳定性。

需要说明的是，在本实施例中，较佳的为凸包128为两个，两个凸包128间隔设置，且两个凸包128之间的间距等于两个端盖150的厚度及转子130的长度，以使得端盖150及转子130可被夹持于两个凸包128之间。

上述转子组件、电机及新能源汽车100，电机工作时，转子130转动，可带动套筒120及电机轴110转动。而转子130套设于套筒120上，转子130上的部分热量可通过转子130表面进行散热，其余部分的热量将传递至套筒120上，导致套筒120的温度升高。而从电机轴110的进液口111处输入冷却液，在离心力的作用下，冷却液可从溢流孔113甩出并进入至导流腔121内。输入导流腔121内的部分冷却液可在导流腔121的引导下从套筒120的端部流出，以从套筒120的内部带走热量。其余部分的冷却液可通过出液孔124进入至转子130与套筒120之间的表面，并在导流槽123的作用下从套筒120的端部流出，以从套筒120的外部带走套筒120及转子130上的热量，使得套筒120及转子130的温度降低。因此，上述转子组件、电机及新能源汽车100内的转子130可进行有效的散热，具有较佳的散热效果。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种转子组件，其特征在于，包括：

呈中空结构的电机轴，具有进液腔，所述电机轴的端部开设有进液口，所述电机轴的外壁开设有溢流孔；

套筒，为两端开口的中空结构，所述套筒套设并固定于所述电机轴，所述套筒包括内层、外层及加强筋，所述外层与所述内层之间间隔设置以形成导流腔，所述加强筋收容于所述导流腔内并用于支撑所述内层及所述外层，所述套筒的外壁开设有导流槽及位于所述导流槽内并与所述导流腔连通的出液孔，所述导流腔及所述导流槽沿所述套筒的轴向延伸至所述套筒的两端端部，所述导流腔及所述导流槽在两端端部开口，所述溢流孔与所述导流腔连通，所述内层开设有连通所述导流腔及所述溢流孔的通流孔，所述外层上开设有出液孔；及

转子，套设并固定于所述套筒上。

2.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述出液孔、所述通流孔及所述溢流孔位置对齐。

3.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，还包括抵挡件，所述抵挡件安装于所述电机轴并与所述套筒的端部抵接，所述抵挡件朝向所述套筒的表面凹陷形成与所述导流腔连通的引流槽。

4.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，还包括环形的端盖，所述端盖套设并固定于所述套筒，并与所述转子的端部抵接。

5.根据权利要求4所述的转子组件，其特征在于，所述端盖的内表面突起形成凸起，所述凸起卡持于所述导流槽内。

6.根据权利要求4所述的转子组件，其特征在于，所述套筒的外壁突起形成凸包，所述凸包与所述转子的端部间隔设置形成限位部，所述端盖限位于所述限位部。

7.一种电机，其特征在于，包括：

壳体；

安装于所述壳体内的定子；及

如上述权利要求1至6任一项所述的转子组件，所述转子组件安装于所述壳体内，所述转子组件与所述定子同心设置。

8.一种新能源汽车，其特征在于，包括如上述权利要求7所述的电机。

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