CN111756162B - 电机端盖、电机、汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电机端盖、电机、汽车，其中所述电机端盖上具有轴承室，所述电机端盖的内侧壁上具有第一轴承引导流道，所述第一轴承引导流道能够承接冷却油并引导至所述轴承室中。根据本发明一种电机端盖、电机、汽车，通过第一轴承引导流道将冷却油引导至对应的轴承室中，实现对轴承室中的轴承的高效冷却，同时冷却油的引导流道的设计更加简单、合理。

Description

电机端盖、电机、汽车
技术领域
本发明涉及电机制造技术领域，具体涉及一种电机端盖、电机、汽车。
背景技术
主驱电机作为新能源汽车的动力输出部件，是新能源汽车最核心的部件之一，尤其是纯电动汽车，主驱电机是唯一的动力源，其性能、重量、体积直接影响汽车的运行情况，车架及底盘的设计布局等。随着全球汽车保有量的迅速增长，面临能源、环境和安全的压力日益加大，从可持续发展看，许多国家都已提出汽车低碳化、电动化、智能化的发展目标，并通过加强技术创新、跨产业协同融合等规划，加快推动汽车产业在新一代信息技术、清洁能源技术大背景下的转型和变革。
我国对新能源汽车技术发展已有明确要求，在国家战略性新兴产业规划中，对汽车重要零部件的性能指标进行了具体的框定，性能指标例如主驱电机的功率密度、扭矩密度等，从主车厂角度出发，为提高汽车的续航里程，要求主驱电机重量体积越来越小，以便能减轻整车的重量，除此外也可以布置更多的电池，另外市场竞争、补贴调整等成本压力的问题，也要求主驱电机向着体积更小、重量更轻、成本更低的方向发展。
目前各厂家产品减小体积节约成本采用的方案主要是提高电机转速和改善冷却条件以提高功率密度。提高电机转速受轴承、油封和配套减速器速比等因素限制，往往产生较多的负作用。改善冷却条件方面，现结构的主要问题：
1、水冷冷却因无法与发热源直接接触，是通过冷却水将传递到机壳的热量带走，冷却效果有限；
2、通过填充导热材料提高传热效率的措施，受材料成本、工艺复杂等因素限制，不适宜批量生产；
3、油冷冷却方案相对上述两个传统方案而言具有较多优点，得到业内青睐，但目前的油冷冷却方案油路结构复杂、油路流通结构不合理，这一方面增加了加工工艺成本，另一方面不够合理的油路限制了油冷冷却效果的优化，或者对电机其他部件空间构成挤占最终影响整机性能，为了优化对轴承的有效冷却，有必要提出一种具有冷却流路的电机端盖。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种电机端盖、电机、汽车，通过第一轴承引导流道将冷却油引导至对应的轴承室中，实现对轴承室中的轴承的高效冷却，同时冷却油的引导流道的设计更加简单、合理。
为了解决上述问题，本发明提供一种电机端盖，所述电机端盖上具有轴承室，所述电机端盖的内侧壁上具有第一轴承引导流道，所述第一轴承引导流道能够承接冷却油并引导至所述轴承室中。
优选地，所述电机端盖上具有贯通其内外侧的引流通孔，所述电机端盖的外侧壁上具有第二轴承引导流道，经由所述引流通孔，所述第二轴承引导流道能够承接冷却油并将冷却油引导至所述轴承室中。
优选地，所述电机端盖还包括盖板，所述第二轴承引导流道具有开口侧，所述盖板遮盖连接于所述开口侧。
优选地，所述电机端盖上还具有导流件，所述导流件能够承接冷却油并将冷却油引导至与其对应的电机转子上。
优选地，所述导流件具有导流斜面以及处于所述导流斜面两侧的挡油筋，冷却油能够坠落于所述导流斜面上。
优选地，所述导流斜面上具有多个导油槽，多个所述导油槽沿着所述导流斜面的导流方向延伸。
优选地，所述电机端盖上还构造有第一油回流槽。
本发明还提供一种电机，包括前端盖及后端盖，所述前端盖为上述的电机端盖，和/或，所述后端盖为上述的电机端盖。
优选地，所述电机还包括电机机壳，所述电机机壳上构造有轴向油道，所述轴向油道与外部冷却油供应部件流路连通，所述轴向油道的至少轴向一端设置有喷油件，所述电机端盖包括导流件，所述喷油件喷出的冷却油为所述导流件承接；和/或，还包括电机机壳，所述电机机壳上构造有轴向油道，所述轴向油道与外部冷却油供应部件流路连通，所述电机机壳上还构造有与所述轴向油道贯通的进油通道，经由引流通孔，所述第二轴承引导流道能够承接所述进油通道中的冷却油并将冷却油引导至所述轴承室中。
本发明还提供一种汽车，包括主驱电机，所述主驱电机为上述的电机。
本发明提供的一种电机端盖、电机、汽车，通过第一轴承引导流道将冷却油引导至对应的轴承室中，实现对轴承室中的轴承的高效冷却，同时冷却油的引导流道的设计更加简单、合理。
附图说明
图1为本发明一种实施例的电机冷却结构的内部结构示意图；
图2为图1中冷却油的流动路线局部示意图；
图3为图2中A处的局部放大图；
图4为图1中电机机壳的立体结构示意图；
图5为图4中B处的局部放大图；
图6为图4中电机机壳的局部剖视图；
图7为本发明一种实施例的电机冷却结构的内部结构示意图；
图8为图7中C处的局部放大图；
图9为图7中D处的局部放大图；
图10为图7中E处的局部放大图；
图11为图1中喷油件的立体结构示意图；
图12为图11中的喷油件另一视角下的立体结构示意图；
图13为图1中端盖的一种实施方式的立体结构示意图；
图14为图13中端盖的局部断面结构示意图；
图15为图1中端盖的另一种实施方式的立体结构示意图；
图16为图1中端盖的再一种实施方式的立体结构示意图；
图17为图1中第一外压板的立体结构示意图；
图18为图17中第一外压板的局部断面结构示意图；
图19为图1中第一内压板或者第二内压板的立体结构示意图；
图20为图19中第一内压板或者第二内压板的局部断面结构示意图；
图21为图1的另一实施例中第一内压板或者第二内压板的立体结构示意图。
附图标记表示为：
1、电机机壳；11、轴向油道；111、第一壁；112、第二壁；12、定位凹槽；121、第一密封件；122、第二密封件；13、周向油道；14、进油通道；15、第二油回流槽；2、喷油件；211、第一喷油口；212、第二喷油口；22、环形本体；23、第一环形集油槽；231、一侧立壁；232、另一侧立壁；24、定位凸起；31、电机端盖；311、轴承室；312、第一轴承引导流道；313、引流通孔； 314、第二轴承引导流道；315、盖板；316、第一油回流槽；41、导流件；411、导流斜面；412、挡油筋；413、导油槽；51、第一铁芯压板；511、第一转子铁芯冷却油通道；5111、第一对位环槽；512、第一压板集油环槽；513、第二转子铁芯冷却油通道；5131、第二对位环槽；514、第一外压板；515、第一内压板；5151、凹槽；516、导油筋；52、第二铁芯压板；521、第三转子铁芯冷却油通道；5211、第三对位环槽；522、第二压板集油环槽；523、第二外压板；524、第二内压板；100、定子线圈；101、定子铁芯；102、电机转子；103、转子铁芯；1031、第一通流孔；1032、第二通流孔；104、转轴；105、轴承； 106、轴封。
具体实施方式
结合参见图1至图21所示，图中箭头示出了冷却结构中的冷却油的流动方向，根据本发明的实施例，提供一种电机冷却结构，尤其是一种适用于机壳卧置的电机的冷却结构，包括电机机壳1，所述电机机壳1上构造有轴向油道 11，所述轴向油道11与外部冷却油供应部件流路连通，所述轴向油道11的至少轴向一端设置有喷油件2，所述喷油件2上具有第一喷油口211，所述第一喷油口211能够将所述轴向油道11中的冷却油喷洒于与其对应的定子线圈100 的轴向端部。该技术方案中，通过设置所述喷油件2能够将轴向油道11中的冷却油喷洒于定子线圈100的与其设置位置相对应的轴向端部，从而能够对定子线圈的轴向端部实现高效冷却，有效弥补了现有技术中多针对电机机壳、定子铁芯或者转子组件的冷却，而无法对定子线圈100的端部实现有效冷却带来的冷却效果不佳的不足。而可以理解的是，本发明中的所述喷油件2当然可以设置至少两个，至少两个所述喷油件2则分别对应于所述定子线圈100的两个轴向端部设置，以实现对定子线圈100的轴向两端的充分冷却。
优选地，所述喷油件2包括环形本体22，所述环形本体22的外周壁上具有第一环形集油槽23，所述第一喷油口211处于所述第一环形集油槽23的一侧立壁231上，所述第一喷油口211具有多个，多个所述第一喷油口211沿所述环形本体22的周向间隔设置，所述第一环形集油槽23的设置目的在于将其承接的所述轴向油道11中的冷却油进行更为合理、均匀的分配，以能够使多个所述第一喷油口211的喷油量能够符合预设，而可以理解的是，当所述电机为机壳卧置的电机时，所述第一环形集油槽23在实际的集油作用的发挥方面则主要为其处于上部的位置，而此时对应的所述第一喷油口211则主要为上部的喷油口实现喷油作用，而可以理解的是，处于下部的第一喷油口211并不喷油，但此时由于处于上部的第一喷油口211能够喷洒冷却油到定子线圈100的端部的上部区域，而冷却油在自重的作用下仍然能够撒落于定子线圈100的下部区域，从而保证所述冷却结构在电机在卧置状态下也能够实现对定子线圈 100的轴端的有效冷却。
作为一种具体的实施方式，优选地，多个所述第一喷油口211的分布分度圆的直径大于所述定子线圈100的外侧圆直径，这样能够保证电机卧置时，第一喷油口211喷出的冷却油能够依靠自重下落于处于其下方的定子线圈100上。优选地，多个所述第一喷油口211的口径大小不同。具体的，所述第一喷油口 211的口径大小与其所对应的定子线圈100的温度呈正比，也即温度越高则口径越大。进一步地，所述第一喷油口211可以环绕所述环形本体22的轴心设置多圈，多圈所述第一喷油口211的径向覆盖距离最好设置的大于所述定子线圈100轴端部的径向单边厚度。
为了能够方便地安装所述喷油件2，所述第一环形集油槽23的另一侧立壁 232上构造有定位凸起24，所述电机机壳1与所述喷油件2的对应一端设有相应的定位凹槽12，所述定位凸起24能够嵌装于所述定位凹槽12内以实现所述喷油件2与所述电机机壳1的组装连接，而进一步可以理解的是，此时电机端盖31将被设置于所述另一侧立壁232远离所述电机机壳1的一侧以实现所述喷油件2在所述电机上的最终定位。
具体的，所述电机机壳1上的具有多个所述轴向油道11，多个所述轴向油道11沿着所述电机机壳1的周向间隔设置，所述轴向油道11具有相对间隔设置的第一壁111、第二壁112，所述一侧立壁231、另一侧立壁232分别一一对应所述第二壁112、第一壁111抵接，所述一侧立壁231与所述第二壁112之间夹设有第二密封件122，和/或，所述另一侧立壁232与所述第一壁111之间夹设有第一密封件121。
所述电机机壳1上还构造有周向油道13，所述周向油道13沿所述电机机壳1的周向贯通多个所述轴向油道11，最好的，所述周向油道13朝向定子铁芯101的一侧具有开口，所述周向油道13的设置目的在于能够对所述定子铁芯101实现针对性冷却，而尤其是当所述周向油道13朝向定子铁芯101的一侧具有开口时，所述周向油道13中的冷却油能够直接接触所述定子铁芯101 实现对其的高效换热冷却，而可以理解的是，此时的所述周向油道13实际上由所述电机机壳1与所述定子铁芯101两者共同形成，而采用这一方式则还能够有效降低所述周向油道13的制作成本。
进一步地，作为对所述冷却结构的一种优化实施方式，所述第一环形集油槽23的另一侧立壁232上设有第二喷油口212，所述第二喷油口212能够将所述轴向油道11中的冷却油喷洒于与其对应的电机端盖31上，也即所述喷油件 2的设置一方面能够实现对所述定子线圈100的轴端冷却的同时还能够对电机的轴承105实现冷却。具体的，所述电机端盖31上具有轴承室311，所述轴承 105设于所述轴承室311中，所述电机端盖31的内侧壁上具有第一轴承引导流道312，所述第一轴承引导流道312能够承接所述第二喷油口212喷出的冷却油并将冷却油引导至所述轴承室311中，或者，所述电机端盖31上具有贯通其内外侧的引流通孔313，所述电机端盖31的外侧壁上具有第二轴承引导流道 314，所述电机机壳1上还构造有与所述轴向油道11贯通的进油通道14，经由所述引流通孔313，所述第二轴承引导流道314能够承接所述进油通道14中的冷却油并将冷却油引导至所述轴承室311中。该技术方案中提供了一种适用于对轴承105进行冷却的端盖结构，能够将所述轴向油道11中的冷却油引导至所述轴承室311中，结构简单、新颖。
针对所述第二轴承引导流道314被设置于所述电机端盖31的外侧壁上的情况，进一步地，所述电机端盖31还包括盖板315，所述第二轴承引导流道 314具有开口侧，所述盖板315遮盖连接于所述开口侧，从而便利所述第二轴承引导流道314在所述电机端盖31上的制作，而可以理解的是，在实际应用中所述盖板315与所述电机端盖31之间设有相应的密封件以防止冷却油的泄露。进一步可以理解的是，所述盖板315的具体结构可以依据所述电机端盖31 的具体结构型式及应用场景灵活设计，例如，当所述电机端盖31作为电机的非轴伸侧端盖时，所述盖板315除了能够遮盖密封所述第二轴承引导流道314 的开口外，还能够对电机转子102具有的转轴104的相应一端以及对应的轴承 105形成密封遮盖，防止外部粉尘进入所述轴承室311中。
进一步地，所述电机端盖31上具有导流件41，所述导流件41能够承接所述第二喷油口212喷出的冷却油并将冷却油引导至与其对应的电机转子102上，具体的，所述导流件41被设置于所述电机端盖31的内侧，所述导流件41具有导流斜面411以及处于所述导流斜面411两侧的挡油筋412，所述第二喷油口212喷出的冷却油能够坠落于所述导流斜面411上。所述导流斜面411例如可以是斜平面或者弧面皆可。所述导流件41将所述轴向油道11中的冷却油经由所述喷油件2引导至所述电机转子102上，从而能够采用冷却油对电机转子102实现有效冷却。最好的，所述导流斜面411上具有多个导油槽413，多个所述导油槽413沿着所述导流斜面411的导流方向延伸，以能够对滴落于所述导流斜面411上的冷却油更集中，这有利于提升冷却油在所述导流斜面411上的流速进而提升冷却效率。
优选地，所述电机转子102与所述导流件41相对应的轴向一端设有第一铁芯压板51，所述第一铁芯压板51上构造有多个第一转子铁芯冷却油通道511，转子铁芯103具有与多个所述第一转子铁芯冷却油通道511一一对应且贯穿所述转子铁芯103轴向两端的第一通流孔1031，由所述导流件41导流出的冷却油能够进入所述第一通流孔1031并从所述第一通流孔1031背离所述第一铁芯压板51的一端流出所述转子铁芯103，该技术方案中，通过所述第一铁芯压板 51将所述导流件41导流的冷却油通过多个所述第一转子铁芯冷却油通道511 进一步导入所述转子铁芯103的第一通流孔1031，从而能够实现对所述转子铁芯103的有效冷却，进一步提升所述电机的冷却效果。具体的，所述第一铁芯压板51背离所述转子铁芯103的一侧具有第一压板集油环槽512，当所述转子铁芯103旋转时，所述第一压板集油环槽512内的冷却油在离心力的作用下被甩入所述第一转子铁芯冷却油通道511内，进而实现对转子铁芯103的内部实现有效冷却。所述第一铁芯压板51可以是一体化成型的结构，而最好的，所述第一铁芯压板51包括第一外压板514及第一内压板515，所述第一外压板 514组装于所述第一内压板515的外侧，所述第一压板集油环槽512构造于所述第一外压板514上，多个所述第一转子铁芯冷却油通道511构造于所述第一内压板515上，从而能够简化所述第一铁芯压板51的加工过程。进一步地，所述第一内压板515与所述第一外压板514的接触位置具有凹槽5151，多个所述第一转子铁芯冷却油通道511处于所述凹槽5151的槽立壁与槽底壁的相交处，可以理解的是，此时，所述槽立壁与所述槽底壁的相交处在客观上将成为所述第一压板集油环槽512甩出的冷却油的容纳引导结构，尤其是所述槽立壁能够阻挡冷却油沿着所述电机转子102的径向甩出，而被引导至所述第一通流孔1031内，而所述电机转子102的离心力则提供了所述冷却油在所述第一通流孔1031内沿轴向流动的动力。
所述第一转子铁芯冷却油通道511朝向所述转子铁芯103的开口处具有第一对位环槽5111，所述第一对位环槽5111与所述第一通流孔1031对应设置，该技术方案中，所述第一对位环槽5111的直径大于所述第一通流孔1031以及所述第一转子铁芯冷却油通道511的其他部位的直径，能够便于所述第一铁芯压板51与所述转子铁芯103的对位，保证冷却油的流动畅通，防止所述第一转子铁芯冷却油通道511与所述第一通流孔1031的错位导致冷却油的羁留进而降低电机转子的冷却效果。
更进一步的，所述第一内压板515朝向所述第一外压板514的一侧侧壁上设有多个导油筋516，多个所述导油筋516一一对应设置于多个第一转子铁芯冷却油通道511的进口处，且多个所述导油筋516处于所述进口的内侧并沿所述第一内压板515的周向间隔设置，最好的，多个所述导油筋516沿所述第一内压板515的径向向外倾斜，倾斜方向与所述电机转子102的旋转方向相同，多个所述导油筋516一一针对多个第一转子铁芯冷却油通道511的进口设置，能够使所述第一压板集油环槽512中的冷却油更加快速的引导进入所述第一转子铁芯冷却油通道511。
如上所述，所述轴向油道11的轴向两端皆设置有所述喷油件2，所述轴向油道11的轴向另一端也设置有所述喷油件2，所述电机转子102与所述喷油件 2对应的轴向另一端设有第二铁芯压板52，所述第二铁芯压板52上设有与多个所述第一转子铁芯冷却油通道511一一对应的第三转子铁芯冷却油通道521，此时所述定子线圈100的轴向另一端也能够被有效冷却，同时，所述第三转子铁芯冷却油通道521的设置则能够进一步采用所述轴向油道11中的冷却油对电机转子102进一步进行冷却。具体的，所述第二铁芯压板52背离所述转子铁芯103的一侧具有第二压板集油环槽522，所述第一铁芯压板51上还构造有多个第二转子铁芯冷却油通道513，转子铁芯103还具有与多个所述第二转子铁芯冷却油通道513一一对应且贯穿所述转子铁芯103轴向两端的第二通流孔 1032，当所述转子铁芯103旋转时，所述第二压板集油环槽522内的冷却油在离心力的作用下被甩入所述第三转子铁芯冷却油通道521内且经由所述第二转子铁芯冷却油通道513流出所述转子铁芯103。与所述第一铁芯压板51的设计思路相同的，所述第二铁芯压板52包括第二外压板523及第二内压板524，所述第二外压板523组装于所述第二内压板524的外侧，所述第二压板集油环槽 522构造于所述第二外压板523上，多个所述第三转子铁芯冷却油通道521构造于所述第二内压板524上；和/或，所述第二转子铁芯冷却油通道513朝向所述转子铁芯103的开口处具有第二对位环槽5131，所述第二对位环槽5131与所述第二通流孔1032对应设置；和/或，所述第三转子铁芯冷却油通道521朝向所述转子铁芯103的开口处具有第三对位环槽5211，所述第三对位环槽5211 与所述第二通流孔1032对应设置。
进一步地，所述电机端盖31上还构造有第一油回流槽316，和/或，所述电机机壳1上还构造有第二油回流槽15，所述电机端盖31例如可以是电机轴伸端端盖也可以是电机非轴伸端端盖，所述第一油回流槽316与所述第二油回流槽15贯通，而可以理解的，其最终通过外部的冷却油供给装置与所述进油通道14形成冷却油流动冷却循环；所述转轴104与所述电机端盖31的外侧壁之间还设有轴封106。
本发明还提供一种电机，包括上述的电机冷却结构，所述电机优选为一种机壳卧式电机。
本发明还提供一种汽车，包括主驱电机，所述主驱电机为上述的电机。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电机端盖，其特征在于，所述电机端盖上具有轴承室(311)，所述电机端盖的内侧壁上具有第一轴承引导流道(312)，所述第一轴承引导流道(312)能够承接冷却油并引导至所述轴承室(311)中；所述电机端盖上具有贯通其内外侧的引流通孔(313)，所述电机端盖的外侧壁上具有第二轴承引导流道(314)，经由所述引流通孔(313)，所述第二轴承引导流道(314)能够承接冷却油并将冷却油引导至所述轴承室(311)中，所述第二轴承引导流道(314)承接的冷却油来自于电机机壳(1)上的进油通道(14)中，所述第一轴承引导流道(312)、第二轴承引导流道(314)分别独立作用于所述轴承室(311)中的轴承。
2.根据权利要求1所述的电机端盖，其特征在于，所述电机端盖还包括盖板(315)，所述第二轴承引导流道(314)具有开口侧，所述盖板(315)遮盖连接于所述开口侧。
3.根据权利要求1所述的电机端盖，其特征在于，所述电机端盖上还具有导流件(41)，所述导流件(41)能够承接冷却油并将冷却油引导至与其对应的电机转子(102)上。
4.根据权利要求3所述的电机端盖，其特征在于，所述导流件(41)具有导流斜面(411)以及处于所述导流斜面(411)两侧的挡油筋(412)，冷却油能够坠落于所述导流斜面(411)上。
5.根据权利要求4所述的电机端盖，其特征在于，所述导流斜面(411)上具有多个导油槽(413)，多个所述导油槽(413)沿着所述导流斜面(411)的导流方向延伸。
6.根据权利要求1所述的电机端盖，其特征在于，所述电机端盖上还构造有第一油回流槽(316)。
7.一种电机，包括前端盖及后端盖，其特征在于，所述前端盖为权利要求1至6中任一项所述的电机端盖，和/或，所述后端盖为权利要求1至6中任一项所述的电机端盖。
8.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，还包括电机机壳(1)，所述电机机壳(1)上构造有轴向油道(11)，所述轴向油道(11)与外部冷却油供应部件流路连通，所述轴向油道(11)的至少轴向一端设置有喷油件(2)，所述电机端盖包括导流件(41)，所述喷油件(2)喷出的冷却油为所述导流件(41)承接；和/或，还包括电机机壳(1)，所述电机机壳(1)上构造有轴向油道(11)，所述轴向油道(11)与外部冷却油供应部件流路连通，所述电机机壳(1)上还构造有与所述轴向油道(11)贯通的进油通道(14)，经由引流通孔(313)，所述第二轴承引导流道(314)能够承接所述进油通道(14)中的冷却油并将冷却油引导至所述轴承室(311)中。
9.一种汽车，包括主驱电机，其特征在于，所述主驱电机为权利要求8所述的电机。
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