CN111262393A - 一种驱动电机散热水道及驱动电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种驱动电机散热水道及驱动电机，其中驱动电机散热水道的水道螺旋设置；所述水道包括进水口、上水道、下水道、出水口，其中：所述进水口与出水口之间通过并联的上水道、下水道连接；所述上水道和下水道位于驱动电机两端的截面积之和小于位于驱动电机中部的截面积之和。本发明实施例提供的驱动电机散热水道，结构清晰明了，工艺简单，成本低廉；采用上水道和下水道并联式结构，冷却液进入水道后被分流至两个独立的水道，缩短过流长度，提高过流速度；并且，通过水道各部分的截面积不同的结构设计，使得进、出水口流道的水流速度相对水道中间段水流速度快，换热效率相对更高，有效改善电机两端散热情况。

Description

一种驱动电机散热水道及驱动电机

技术领域

本发明涉及驱动电机定子的散热水道设计领域，特别涉及一种驱动电机散热水道及驱动电机。

背景技术

随着新能源汽车的发展，电动汽车的驱动电机的功率密度越来越高，随之而来的是更高的发热量以及更加不均匀的温度场分布。过高的温度会导致电机性能下降，严重时会烧毁电机；不均匀的温度场会使电机局部热应力集中，对结构稳定性造成影响，严重时会使结构失效。

现有技术中，驱动电机的水冷机壳通过与定子外壁面的直接接触传热来实现热量的交换，并通过流经水道的冷却液带走热量。但对于驱动电机来说，如图1所示，定子铁芯的发热量沿轴向分布规律为两端高中间低，即电机的两端是电机的相对高温区，电机的中部是电机的相对低温区。现有的水冷机壳通常采用几字形水道和螺旋形水道两种水道，其中几字型水道的流阻高，如申请号为201720775570.7的中国专利中公开的具有冷却水道的电机机壳。

但现有的冷却水道的冷却液流动性能差，导致散热效率低下，而传统的螺旋形水道的进水口位于电机的一端，出水口位于电机的另一端，由于电机两端的温度更高，低温的冷却液由电机的一端进入水道后，被一端的高温加热，并流经中部后到达另一端高温区，而此时冷却液的温度已经升高到较高的程度，所以对出水口端，即电机另一端的高温区的冷却效果不好，导致电机的温度一端高，另一端低，造成电机散热效率低，而且轴向温度场分布不均匀。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的轴向温度场分布不均匀的问题，本发明提供一种驱动电机散热水道及驱动电机，其中驱动电机散热水道的水道螺旋设置；所述水道包括进水口、上水道、下水道、出水口，其中：

所述进水口与出水口之间通过并联的上水道、下水道连接；所述上水道和下水道位于驱动电机两端的截面积之和小于位于驱动电机中部的截面积之和。

进一步地，所述进水口与出水口之间设置多组上水道和下水道。

进一步地，所述上水道和下水道之间通过分隔板隔开。

进一步地，所述水道各部位的厚度相同；位于驱动电机两端的所述上水道和下水道的宽度之和小于位于驱动电机中部的所述上水道和下水道的宽度之和。

进一步地，所述进水口通过第一水道与上水道、下水道连接；所述出水口通过第二水道与上水道、下水道连接。

进一步地，所述进水口的进水方向沿所述第一水道设置；所述出水口的出水方向沿所述第二水道设置。

本发明另外提供一种驱动电机，采用如上任意所述的驱动电机散热水道。

进一步地，包括水冷机壳，所述水冷机壳包括机壳外壁与机壳内壁，其中：

所述水道由所述机壳外壁与机壳内壁之间的连续腔体构成。

进一步地，所述水道采用冷却液进行降温。

进一步地，所述上水道和下水道之间通过分隔板隔开；所述隔板与机壳内壁为一体化结构。

本发明实施例提供的驱动电机散热水道，结构清晰明了，工艺简单，成本低廉；采用上水道和下水道并联式结构，冷却液进入水道后被分流至两个独立的水道，缩短过流长度，提高过流速度；并且，通过水道各部分的截面积不同的结构设计，使得进、出水口流道的水流速度相对水道中间段水流速度快，换热效率相对更高，有效改善电机两端散热情况，降低温度梯度，改善温度场分布不均匀的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的现有的降温水道造成的定子轴向温度分布图；

图2为驱动电机机壳剖面图；

图3为水道立体示意图；

图4为不同截面积水道的位置标示图。

附图标记：

11机壳外壁 12机壳内壁 13水道

131进水口 132上水道 133下水道

134出水口 135隔板 136第一水道

137第二水道

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”以及类似的词语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“连接”或者“相连”等类似词语并非限定与物理或者机械的连接，而是可以包括电性的连接、光连接等，不管是直接的还是间接的。

本发明实施例提供一种驱动电机散热水道及驱动电机，其中驱动电机散热水道的水道13螺旋设置；所述水道13包括进水口131、上水道132、下水道133、出水口134，其中：

所述进水口131与出水口134之间通过并联的上水道132、下水道133连接；所述上水道132和下水道133位于驱动电机两端的截面积之和小于位于驱动电机中部的截面积之和。

具体实施时，如图2、图3所示，驱动电机散热水道的水道13螺旋设置；所述水道13包括进水口131、上水道132、下水道133、出水口134，其中：

所述进水口131与出水口134之间通过并联的上水道132、下水道133连接；所述进水口131的进水方向朝向所述上水道132和下水道133，冷却液通过进水口131进入水道13，然后经由分隔板135分流后分别进入上水道132 和下水道133，最后汇合从出水口134流出。

一方面由于机壳尺寸和冷却水道截面积S一定的前提下，进口到出口扫过机壳表面的圈数R和单圈长度L也就定了，水道总长为R*L。采用2路并联流道后，单个流道截面S积不变，圈数变为0.5R，单个流道总长变成0.5R*L。每条单独的水道截面积为S，根据伯努利方程，静压足够且截面积不变的情况下，过流速度不发生改变，从而实现了整体的过流速度被提高，增加换热效率；

并且，如图4所示，本实施例中，所述上水道132和下水道133位于驱动电机两端(如图4中的a所示)的截面积之和小于位于驱动电机中部(如图4中b所示)的截面积之和，根据伯努利方程，其余条件不变的情况下，亚音速流体截面积越小流速越快。a部分截面积小于b部分截面积,提高进出水口部分的流速，使得进、出水口流道的水流速度相对水道中间段水流速度快，换热效率相对更高，有效改善电机两端散热情况，降低温度梯度，改善温度场分布不均匀的问题。

本发明实施例提供的驱动电机散热水道，结构清晰明了，工艺简单，成本低廉；采用上水道和下水道并联式结构，冷却液进入水道后被分流至两个独立的水道，缩短过流长度，提高过流速度；并且，通过水道各部分的截面积不同的结构设计，使得进、出水口流道的水流速度相对水道中间段水流速度快，换热效率相对更高，有效改善电机两端散热情况，降低温度梯度，改善温度场分布不均匀的问题。

优选地，所述进水口131与出水口134之间设置多组上水道132和下水道133。

优选地，所述进水口131的进水方向沿所述第一水道136设置；所述出水口134的出水方向沿所述第二水道137设置。

优选地，所述上水道132和下水道133之间通过分隔板135隔开。

优选地，所述水道13各部位的厚度相同；位于驱动电机两端的所述上水道132和下水道133的宽度之和小于位于驱动电机中部的所述上水道132和下水道133的宽度之和。

具体实施时，如图4所示，所述水道13各部位的厚度相同，即并联设置的上水道132和下水道133各部分的厚度均相同；位于驱动电机两端的所述上水道132和下水道133的宽度之和小于位于驱动电机中部的所述上水道132 和下水道133的宽度之和；通过该结构设计，实现上水道132和下水道133 位于驱动电机两端的截面积之和小于位于驱动电机中部的截面积之和的目的。

优选地，所述进水口131通过第一水道136与上水道132、下水道133连接；所述出水口134通过第二水道137与上水道132、下水道133连接。

本发明另外提供一种驱动电机，采用如上任意所述的驱动电机散热水道。

优选地，包括水冷机壳，所述水冷机壳包括机壳外壁11与机壳内壁12，其中：

所述水道13由所述机壳外壁11与机壳内壁12之间的连续腔体构成。

优选地，所述水道13采用冷却液进行降温。

优选地，所述上水道132和下水道133之间通过分隔板135隔开；所述隔板135与机壳内壁12为一体化结构。

尽管本文中较多的使用了诸如机壳外壁、机壳内壁、进水口、上水道、下水道、出水口和隔板等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种驱动电机散热水道，其特征在于：水道(13)螺旋设置；所述水道(13)包括进水口(131)、上水道(132)、下水道(133)、出水口(134)，其中：

所述进水口(131)与出水口(134)之间通过并联的上水道(132)、下水道(133)连接；所述上水道(132)和下水道(133)位于驱动电机两端的截面积之和小于位于驱动电机中部的截面积之和。

2.根据权利要求1所述的驱动电机散热水道，其特征在于：所述进水口(131)与出水口(134)之间设置多组上水道(132)和下水道(133)。

3.根据权利要求1所述的驱动电机散热水道，其特征在于：所述上水道(132)和下水道(133)之间通过分隔板(135)隔开。

4.根据权利要求1所述的驱动电机散热水道，其特征在于：所述水道(13)各部位的厚度相同；位于驱动电机两端的所述上水道(132)和下水道(133)的宽度之和小于位于驱动电机中部的所述上水道(132)和下水道(133)的宽度之和。

5.根据权利要求1所述的驱动电机散热水道，其特征在于：所述进水口(131)通过第一水道(136)与上水道(132)、下水道(133)连接；所述出水口(134)通过第二水道(137)与上水道(132)、下水道(133)连接。

6.根据权利要求5所述的驱动电机散热水道，其特征在于：所述进水口(131)的进水方向沿所述第一水道(136)设置；所述出水口(134)的出水方向沿所述第二水道(137)设置。

7.一种驱动电机，其特征在于：采用如权利要求1-6任一项所述的驱动电机散热水道。

8.根据权利要求7所述的驱动电机，其特征在于：包括水冷机壳，所述水冷机壳包括机壳外壁(11)与机壳内壁(12)，其中：

所述水道(13)由所述机壳外壁(11)与机壳内壁(12)之间的连续腔体构成。

9.根据权利要求7或8所述的驱动电机，其特征在于：所述水道(13)采用冷却液进行降温。

10.根据权利要求7或8所述的驱动电机，其特征在于：上水道(132)和下水道(133)之间通过分隔板(135)隔开；所述隔板(135)与机壳内壁(12)为一体化结构。

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