CN111064299A - 一种转子轴热管导热的驱动总成和交通工具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种转子轴热管导热的驱动总成和交通工具，包括变速器和电机，变速器包括变速壳体，电机包括机壳，变速壳体和机壳连接；电机还包括转子轴和热管，转子轴沿轴向设置有安装孔，热管安装在安装孔中并与转子轴邻接，热管的导热外端位于安装孔外；变速器还包括传动轮，变速壳体内设置有器件腔，传动轮可转动地设置在器件腔内，转子轴的驱动端和热管的导热外端均伸入至器件腔内，转子轴的驱动端与传动轮驱动连接，器件腔内设置有冷却油。将转子轴的驱动端和热管的导热外端均伸入至器件腔内，热管的导热外端能够很好地与冷却油接触导热，从而实现高效液冷散热，有效降低转子轴的工作温度，提高其使用寿命和稳定性。

Description

一种转子轴热管导热的驱动总成和交通工具
技术领域
本发明涉及新能源领域，尤其涉及一种转子轴热管导热的驱动总成和交通工具。
背景技术
新能源交通工具因其不燃烧汽油或柴油产生动力，故具有环保、污染小等诸多特点，且在水能、风能、太阳能和核能等新能源发电大力推广应用下，诸多新能源交通工具在逐渐推广应用，如新能源电动轿车、新能源电动客车、新能源电动货车、新能源电动清洁车、新能源电动轨道交通工具、新能源电动飞行交通工具、新能源电动航运交通工具等。
新能源交通工具一般配备有电池、电机控制装置、电机、变速器和动力产生装置，电机控制装置内的功率管接收电池输出的直流电，并将直流电逆变转换成交流电向电机输出，再经过变速器的变速或变矩，继而驱动动力产生装置如车轮、浆叶等继而带动交通工具行进。
而随着交通工具对于驱动总成即电机和变速器的集成化，即电机和变速器连接，电机的转子轴与变速器的传动轮连接，在旋转工作时，转子轴和轴承均会产生大量废热，故需要对废热进行传导散热处理，不然会影响转子轴的整体使用寿命。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种转子轴利用热管高效导热的驱动总成。
本发明的第二目的是提供一种具有上述驱动总成的交通工具。
为了实现本发明第一目的，本发明提供一种转子轴热管导热的驱动总成，包括变速器和电机，变速器包括变速壳体，电机包括机壳，变速壳体和机壳连接；电机还包括转子轴和热管，转子轴沿轴向设置有安装孔，热管安装在安装孔中并与转子轴邻接，热管的导热外端位于安装孔外；变速器还包括传动轮，变速壳体内设置有器件腔，传动轮可转动地设置在器件腔内，转子轴的驱动端和热管的导热外端均伸入至器件腔内，转子轴的驱动端与传动轮驱动连接，器件腔内设置有冷却油。
由上述方案可见，通过在转子轴沿轴向设置有安装孔，将热光插入至安装孔，而热管的导热外端位于安装孔外，由于热管具有更加高效的热传导性能，可将废热迅速地从转子轴传导到导热外端处，同时由于变速器的器件腔内设置有传动轮，且在器件腔设置有冷却油，冷却液不仅起热传导作用还能够起润滑作用，所以将转子轴的驱动端和热管的导热外端均伸入至器件腔内，转子轴的驱动端与传动轮驱动连接，热管的导热外端能够很好地与冷却油接触导热，从而实现高效液冷散热，有效降低转子轴的工作温度，提高其使用寿命和稳定性。
更进一步的方案是，传动轮沿轴向设置有连接孔，转子轴的驱动端和热管的导热外端均伸入至连接孔，转子轴和传动轮同轴转动连接。
由上可见，通过传动轮、连接孔、转子轴和热管的平行布置，且转子轴和传动轮同轴转动连接，方便于稳定装配和稳定运行，也使得被带动以及同步转动的热管不与传动轮发生干涉。
更进一步的方案是，传动轮贯穿设置有连通孔，连通孔连通在连接孔和器件腔之间。
由上可见，通过连通孔的设置可将冷却油流入至连接孔中，继而能够实现流动地与热管的导热外端接触导热。
更进一步的方案是，连接孔包括沿轴向连通的驱动孔和导热孔，驱动孔的内壁设置有内齿部，转子轴的驱动端位于驱动孔内，转子轴的驱动端设置有外齿部，外齿部与内齿部啮合；热管的导热外端位于导热孔处。
由上可见，通过两段式的连接孔布置，驱动孔通过齿部接收驱动力，其能够稳定高效地接收转子旋转驱动力，热管的导热外端伸入至导热孔中，同时由于转子轴和传动轮同轴转动，使得热管在导热孔中转动将不会产生干涉或摩擦问题。
更进一步的方案是，传动轮在驱动孔处的周壁贯穿设置有连通孔，连通孔连通在导热孔和器件腔之间。
由上可见，通过在驱动孔处的周壁设置连通孔，使得冷却油流入至导热孔中与导热外端接触，可更进一步地提高导热效率。
更进一步的方案是，安装孔呈盲孔设置，安装孔的开口位于转子轴的驱动端处。
由上可见，通过盲孔的设置，可为热管提供稳定的安装和定位，而热管的导热外端从驱动端处伸出。
更进一步的方案是，变速壳体在传动轮外侧的周壁上设置有第一冷却流道，第一冷却流道连通设置第一接口，机壳在转子轴外侧的周壁上设置有第二冷却流道，第二冷却流道连通设置第二接口，第一接口与第二接口连接。
由上可见，通过在传动轮的外周设置第一冷却流道，废热通过变速壳体的导热能够迅速地传递至第一冷却流道的冷却液中，并配合电机外周的第二冷却流道，第一冷却流道与第二冷却流道连通，继而实现一体式高效散热。
更进一步的方案是，热管的导热外端连接设置有散热片。
由上可见，通过具有更加良好散热性能的散热鳍片进行导热，其能够更好地与冷却油传热，从而更进一步地提高导热效率。
更进一步的方案是，转子轴在驱动端相对的一端设置有驱动末端，热管的导热内端延伸至驱动末端。
由上可见，通过热管的导热内端延伸至驱动末端，通过热管的高效导热将转子轴的驱动末端或中间部分的废热带出，继而使转子轴均匀散热，避免高温差，从而提高转子轴的耐用性和稳定性。
为了实现本发明第二目的，本发明提供一种交通工具，包括如上述方案的驱动总成。
附图说明
图1是本发明驱动总成实施例的结构图。
图2是本发明驱动总成实施例的分解图。
图3是本发明驱动总成实施例中电机的结构图。
图4是本发明驱动总成实施例中电机的分解图。
图5是本发明驱动总成实施例中变速器的分解图。
图6是本发明驱动总成实施例在位于传动轮处的剖视图。
图7是本发明驱动总成实施例在位于驱动末端处的剖视图。
图8是本发明驱动总成实施例在位于第一冷却流道处的剖视图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
参照图1至图7，驱动总成包括变速器4和电机11，电机11包括机壳111、转子轴21、定子、罩体和热管31，定子和转子轴21设置在机壳111内，转子轴21可转动地设置在定子中，转子轴21沿轴向设置有安装孔23，安装孔23呈盲孔设置，安装孔23的开口位于转子轴21的驱动端22处，转子轴21的驱动端22设置有外齿部，且靠近驱动端22的外周设置有轴承114，轴承114连接机壳111和转子轴21之间，驱动端22位于轴承114的外侧。转子轴21在驱动端22相对的一端设置有驱动末端24，安装孔23延伸至驱动末端24。
热管31安装在安装孔23中并与转子轴21邻接，即热管31的外壁与安装孔23的内壁邻接继而实现热传导，热管31的导热外端32位于安装孔23或驱动端22的外侧，热管31的导热内端33延伸至驱动末端24。热管31的导热外端32连接设置有散热片34，散热片34呈环形布置且呈多片平行并排布置，当然散热片34还可以呈不同片状、板状或条状布置。
变速器4包括变速壳体41和传动轮42，变速壳体41内设置有器件腔410，传动轮42通过两端轴承43支撑，继而可转动地设置在器件腔410内，传动轮42沿轴向设置有连接孔421，连接孔421的开口朝向电机11布置，连接孔421包括沿轴向连通的驱动孔4211和导热孔4212，驱动孔4211位于靠外一侧且位于靠近电机11的一侧上，驱动孔4211位于靠内的因此而上，驱动孔4211的内壁设置有内齿部，传动轮42在驱动孔4211处的周壁沿径向贯穿设置有两个连通孔423，两个连通孔423呈对称布置，连通孔423连通在导热孔4212和器件腔410之间，导热孔4212的轴向一端还贯穿设置连通孔424，连通孔424连通在导热孔4212和器件腔410之间。
电机11与变速器4驱动连接时，转子轴21的驱动端22和热管31的导热外端32均伸入至连接孔421，转子轴21的驱动端22位于驱动孔4211内，驱动端22的外齿部与驱动孔4211的内齿部啮合，继而实现转子轴21和传动轮42同轴转动连接，热管31的导热外端32和散热片34位于导热孔4212处。器件腔410内设置有冷却油，冷却油具有导热和润滑功能，冷却油可同连通孔423、连通孔424进入到导热孔4212、驱动孔4211内与器件邻接，继而可将废热带动。
参照图3至图8，变速壳体41在传动轮42外侧的周壁上设置有第一冷却流道411，第一冷却流道411为开设在变速壳体41的槽道，第一冷却流道411内设置有多个散热柱412，第一冷却流道411沿传动轮42的外周延伸，第一冷却流道411的径向截面呈环形，第一冷却流道411的两端上分别连通设置有第一接口44和第三接口45，第三接口45处连接设置有接头451。变速壳体41在朝向机壳111的一侧设置有第一连接端面442，第一连接端面442垂直与轴向，第一接口44位于第一连接端面442上，第一接口44位于径向外侧且呈环形延伸，第一接口44的外周还设置有密封圈。
机壳111在转子轴21外侧的周壁上设置有第二冷却流道113，第二冷却流道113由机壳111外壁开设的槽道和盖合在槽道上的罩体围成，第二冷却流道113的两端分别设置有接口，其中靠近变速器4的一端接口为第二接口115，机壳111在朝向变速壳体41的一侧设置有第二连接端面116，第二连接端面116垂直于轴向，第二接口115位于第二连接端面116，第二接口115位于径向外侧且呈环形延伸，第二接口115通过两个径向延伸的连接孔441与第二冷却流道113连通，第二接口115的外周设置有密封圈。
且第二接口115的弧长小于第一接口44的弧长，在电机和变速器的连接端面接合时，第二接口115和第一接口44位于同一周向上，作为电机冷却液出口的第二接口115能够与第一接口44轴向投影重叠地连通，即便装配存在少许误差，也保证流道通畅，流速不受影响。
在第一连接端面442的外周均匀设置有多个第一连接孔443，第二连接端面116的外周均匀设置有多个第二连接孔117，连接螺钉(未示出)穿过第一连接孔443和第二连接孔117连接，当然亦可连接螺钉第二连接孔117与第一连接孔443连接，或其他连接的方式，继而实现变速壳体41和机壳111连接，第一连接端面442与第二连接端面116对接，第一接口44与第二接口115连接，第一冷却流道411和第二冷却流道113连通，冷却液可从电机11侧进入第二冷却流道113，机壳111处的废热传导至冷却液，继而单向地流入至第一冷却流道411，而转子轴21的废热通过热管31和散热片34传导至导热孔4212内的冷却油，冷却油的废热在通过变速壳体41的传导至第一冷却流道411的冷却液中，最后从接头451输出到外部的液冷循环系统中。
交通工具包括如上述方案的驱动总成，交通工具可为新能源电动轿车、新能源电动客车、新能源电动货车、新能源电动清洁车、新能源电动轨道交通工具、新能源电动飞行交通工具、新能源电动航运交通工具等。
当然，上述实施例只是本案的较佳实施例，在实际应用中，因应变速器的不同，转子轴的驱动端和热管的导热外端均伸入至变速器的器件腔内，转子轴的驱动端与传动轮驱动连接，连接方式可采用两个外齿轮的驱动连接方式，或其他驱动连接方式，而此时热管的导热外端不插入至传动轮中，而直接与器件腔内冷却油邻接导热，或者不设置散热片而采用多个散热端部的布置，上述的变动也是基于本发明的构思也是本发明的保护范围中。
由上可见，通过在转子轴沿轴向设置有安装孔，将热光插入至安装孔，而热管的导热外端位于安装孔外，由于热管具有更加高效的热传导性能，可将废热迅速地从转子轴传导到导热外端处，同时由于变速器的器件腔内设置有传动轮，且在器件腔设置有冷却油，冷却液不仅起热传导作用还能够起润滑作用，所以将转子轴的驱动端和热管的导热外端均伸入至器件腔内，转子轴的驱动端与传动轮驱动连接，热管的导热外端能够很好地与冷却油接触导热，从而实现高效液冷散热，有效降低转子轴的工作温度，提高其使用寿命和稳定性。
并且，通过在传动轮的外周设置第一冷却流道，废热通过变速壳体的导热能够迅速地传递至第一冷却流道的冷却液中，电机外周也设置有第二冷却流道，电机中废热也能够迅速地传递至第二冷却流道的冷却液中，并利用第一接口与第二接口连接，第一冷却流道与第二冷却流道连通，继而实现变速器和电机一体式高效液冷散热。而在电机和变速器的连接端面接合时，即便在不同周向角度连接，通过环形布置的环形的接口，也能够使第一接口和第二接口能够顺利连通，从而提高连接容错性。通过冷却流道外周的延伸布置，更进一步地呈环形布置，继而是冷却流道形成周向冷却回路，从而大大提高导热性能。

Claims (10)

1.一种转子轴热管导热的驱动总成，包括变速器和电机，所述变速器包括变速壳体，所述电机包括机壳，所述变速壳体和所述机壳连接；
其特征在于：
所述电机还包括转子轴和热管，所述转子轴沿轴向设置有安装孔，所述热管安装在所述安装孔中并与所述转子轴邻接，所述热管的导热外端位于所述安装孔外；
所述变速器还包括传动轮，所述变速壳体内设置有器件腔，所述传动轮可转动地设置在所述器件腔内，所述转子轴的驱动端和所述热管的导热外端均伸入至所述器件腔内，所述转子轴的驱动端与所述传动轮驱动连接，所述器件腔内设置有冷却油。
2.根据权利要求1所述的驱动总成，其特征在于：
所述传动轮沿轴向设置有连接孔，所述转子轴的驱动端和所述热管的导热外端均伸入至所述连接孔，所述转子轴和所述传动轮同轴转动连接。
3.根据权利要求2所述的驱动总成，其特征在于：
所述传动轮贯穿设置有连通孔，所述连通孔连通在所述连接孔和所述器件腔之间。
4.根据权利要求2所述的驱动总成，其特征在于：
所述连接孔包括沿轴向连通的驱动孔和导热孔，所述驱动孔的内壁设置有内齿部，所述转子轴的驱动端位于所述驱动孔内，所述转子轴的驱动端设置有外齿部，所述外齿部与所述内齿部啮合；
所述热管的导热外端位于所述导热孔处。
5.根据权利要求4所述的驱动总成，其特征在于：
所述传动轮在所述驱动孔处的周壁贯穿设置有连通孔，所述连通孔连通在所述导热孔和所述器件腔之间。
6.根据权利要求1所述的驱动总成，其特征在于：
所述安装孔呈盲孔设置，所述安装孔的开口位于所述转子轴的驱动端处。
7.根据权利要求1所述的驱动总成，其特征在于：
所述变速壳体在所述传动轮外侧的周壁上设置有第一冷却流道，所述第一冷却流道连通设置第一接口，所述机壳在所述转子轴外侧的周壁上设置有第二冷却流道，所述第二冷却流道连通设置第二接口，所述第一接口与所述第二接口连接。
8.根据权利要求1至7任一项所述的驱动总成，其特征在于：
所述热管的导热外端连接设置有散热片。
9.根据权利要求1至7任一项所述的驱动总成，其特征在于：
所述转子轴在所述驱动端相对的一端设置有驱动末端，所述热管的导热内端延伸至所述驱动末端。
10.交通工具，其特征在于，包括如上述权利要求1至9任一项所述的驱动总成。
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