CN111969790A - 一种油冷电机的冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油冷电机的冷却系统，包括机壳、转轴、轴承、转子铁心、转子端板、主油管道、副油管道、喷油孔、定子绕组、定子铁心、收油槽、进油口、出油口，进油口设置在转轴突出机壳部分的上方，转轴轴向挖空为主油管道，从转轴径向挖空到转子铁心表面为副油管道，喷油孔与副油管道一一对应，机壳底部设置收油槽和出油口。冷却油通过进油口进入转轴中的主油管道以及主油管道相连接的副油管道，与副油管道相对应的喷油孔对定子铁心和定子绕组进行喷淋冷却，最后通过机壳内壁底侧的收油槽收集冷却油，并从出油口将冷却油排出电机。本发明可以同时对转轴、转子铁心、定子绕组、定子铁心进行冷却，散热效果明显，较好的解决了电机冷却不均的问题，延长电机的使用寿命。

Description

一种油冷电机的冷却系统

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种油冷电机的冷却系统。

背景技术

随着社会科技的发展，环境保护问题越来越被重视，因此，以电动汽车为主的新能源汽车应运而生。电动汽车中电机的运行过程就是能量转化的过程，把电能转化为机械能，其中的损耗由热能的形式表现出来，进而引起电机内部的温升，使定子铜耗增加，甚至使一些磁性材料发生去磁现象，导致电机性能下降和使用寿命减小。应市场要求，电动汽车中的电机单机容量越来越大，那么要满足体积小、重量轻、功率密度大的特点，那就必须对温升控制进行进一步的研究。

传统的风冷系统虽然成本不高但是散热能力和功率密度低；水冷系统需要有专门的水道且要做好防水措施，水不可与绕组内部直接接触。风冷系统和水冷系统虽然都可以对电机进行冷却，但都难以同时满足市场要求，而不导电、不导磁的冷却油介质可以直接接触电机内部元件提高电机的功率密度，同时具有散热效果好的优点，故对油冷电机的进行研究越来越重要。

在现有油冷电机的冷却系统中，大部分专利是对定子部分冷却。一些是在机壳内侧开蛇形槽或凹槽，这种冷却结构只冷却了定子铁心并且对机壳的制造要求较高；一些冷却结构在定子绕组端部设置储油室放冷却油，这种只冷却了定子绕组端部；或者是在定子绕组内部插冷却片，这种冷却结构只冷却了定子绕组内部；使得定转子冷却不均，降低了整体的冷却效果，影响电机的使用寿命。还有一些设置了转子油路与定子油路并联的冷却方式，虽然冷却效率高，但是加工工艺复杂，成本大，不符合经济效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以同时冷却定子绕组和转子铁心的油冷电机冷却系统，可克服现有技术中存在的对定转子冷却不均和加工工艺复杂的缺点，使整个电机的散热更加有效均匀。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种油冷电机的冷却系统，包括机壳、转轴、转子铁心、定子绕组、定子铁心，所述转轴贯穿机壳的一端中心位置，所述转子铁心包裹于机壳内的转轴外围，所述定子绕组位于转子铁心外围，定子铁心包裹于定子绕组外壁，所述转子铁心与定子绕组之间具有间隙，所述转轴内沿其轴向设有主油管道，所述主油管道位于机壳内的一端为封闭的，位于机壳外的一端为进油口；贯穿转子铁心和转轴设有副油管道，副油管道的一端连通主油管道，另一端为喷油孔；所述机壳上设有出油口。

作为更进一步的优选方案，所述机壳为卧式的筒状结构，其底部的内壁沿轴向开设有收油槽，所述出油口位于收油槽内。

作为更进一步的优选方案，所述转子铁心的两端分别设有前转子端板和后转子端板，前转子端板和后转子端板均为套在转轴上的环形结构。

作为更进一步的优选方案，所述转轴的两端分别设有用于限位的前轴承和后轴承，前轴承和后轴承均固定于机壳内壁，所述转轴贯穿于前轴承和后轴承。

作为更进一步的优选方案，所述副油管道的数量大于等于三个，副油管道的管径小于主油管道的管径。

与已有技术相比较，本发明的技术方案有以下有益效果：

本发明通过在转轴中心设置主油管道，当冷却油流过时可以有效阻止转轴和轴承的温升；当冷却油经过主油管道流入转子铁心中的副油管道时，可以冷却转子铁心；当电机启动运行时，转轴转动产生的离心力，使副油管道中的冷却油通过与副油管道相对应的喷油孔甩出，从而有效的冷却了电机的定子绕组和定子铁心，阻止温升。缓解了定转子冷却不均的问题，提高电机的散热效果，进而延长电机的使用寿命。

本发明的油道均采用挖空形成的圆柱体，避免了导油板存在的成本升高；机壳底部带有倾斜角度的收油槽，这有利于冷却油的回收。整个冷却系统加工工艺简单，便于制造，可实现性高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的油管道示意图。

图3为本发明的油管道侧视图。

图4为本发明的收油槽立体图。

附图标记：1、机壳；2、转轴；3、转子铁心；4、主油管道；5、副油管道；6、喷油孔；7、定子绕组；8、定子铁心；9、收油槽；10、进油口；11、出油口；12、前轴承；13、后轴承；14、前转子端板；15、后转子端板；601、第一喷油孔；602、第二喷油孔；603、第三喷油孔；604、第四喷油孔。

具体实施方式

如图1至图4所示，本发明提供一种油冷电机的冷却系统，包括多个油管道及喷油孔。主油管道4由转轴2轴向挖空形成，副油管道5由转轴2径向挖空到转子铁心3表面，本实施例的副油管道5的数量为4，对应的喷油孔6的数量也为4，分别为第一喷油孔601、第二喷油孔602、第三喷油孔603和第四喷油孔604。

根据上述技术方案，所述进油口10设置在转轴2突出机壳1部分的上方，所述转轴2轴向挖空为主油管道4，所述主油管道4一端连接进油口10，另一端由没有挖通的转轴2进行封闭。

根据上述技术方案，副油管道5一端与主油管道4相连通，另一端在转子铁心8表面设置了喷油孔6，为了使冷却油均匀分布到所有油管道中，从而可以达到预期的冷却效果，所述副油管道5的直径小于主油管道直径4。本实施例中的4个副油管道轴向均匀分布在转轴2和转子铁心3内部，且最远离进油口一端的副油管道与实心转轴尾部有一段距离，多个副油管道的设计降低了主油管道发生堵塞的不良影响的同时，增大了冷却油与转子铁心的接触面积，从而提高了系统的冷却效果和可靠性。

根据上述技术方案，所述喷油孔6与副油管道5在转子铁心3表面一一对应，且喷油孔朝向定子绕组7一端，使得当电机运转时，冷却油可以均匀洒向定子绕组，对其进行冷却。

根据上述技术方案，所述喷油孔6与副油管道对应，在本实施例中与副油管道的数量一致为4个。如图2，靠近进油口一端的为第一喷油孔601，远离进油口一端的为第四喷油孔604，这两个喷油孔朝向定子绕组端部；第二喷油孔602和第三喷油孔603的喷油孔朝向定子绕组7和定子铁心8凹槽，当电机运行时，冷却油由主油管道4流到副油管道5，在离心力的作用下，冷却油通过喷油孔6洒出，从而对定子绕组7和定子铁心8进行冷却。

根据上述技术方案，所述收油槽9与机壳1一体，设置在机壳1内侧底部，是由机壳1底部内壁挖槽而成，且其表面与机壳略有角度。所述出油口11在收油槽9与机壳1形成的角上，且在远离进油口10的一端，以便冷却油在充分冷却电机各部件之后的回收。

基于上述，使用时本发明随着冷却油从进油口11进入油管道，主油管道4中的冷却油冷却转轴2，副油管道5中的冷却油冷却转子铁心3。随着电机的运行转动，由油压和离心力的作用，冷却油经过主油管道4、副油管道5，由与副油管道相对应的喷油孔6甩出，有效的冷却了电机的定子绕组7和定子铁心8。即可同时冷却定子和转子，有效散热，阻止温升，提高电机的使用寿命；且本发明的加工工艺简单，成本低，可实现性高。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种油冷电机的冷却系统，包括机壳（1）、转轴（2）、转子铁心（3）、定子绕组（7）、定子铁心（8），所述转轴（2）贯穿机壳（1）的一端中心位置，所述转子铁心（3）包裹于机壳（1）内的转轴（2）外围，所述定子绕组（7）位于转子铁心（3）外围，定子铁心（8）包裹于定子绕组（7）外壁，所述转子铁心（3）与定子绕组（7）之间具有间隙，其特征在于：所述转轴（2）内沿其轴向设有主油管道（4），所述主油管道（4）位于机壳（1）内的一端为封闭的，位于机壳（1）外的一端为进油口（10）；贯穿转子铁心（3）和转轴（2）设有副油管道（5），副油管道（5）的一端连通主油管道（4），另一端为喷油孔（6）；所述机壳（1）上设有出油口（11）。

2.根据权利要求1所述的一种油冷电机的冷却系统，其特征在于：所述机壳（1）为卧式的筒状结构，其底部的内壁沿轴向开设有收油槽（9），所述出油口（11）位于收油槽（9）内。

3.根据权利要求1所述的一种油冷电机的冷却系统，其特征在于：所述转子铁心（3）的两端分别设有前转子端板（14）和后转子端板（15），前转子端板（14）和后转子端板（15）均为套在转轴（2）上的环形结构。

4.根据权利要求1所述的一种油冷电机的冷却系统，其特征在于：所述转轴（2）的两端分别设有用于限位的前轴承（12）和后轴承（13），前轴承（12）和后轴承（13）均固定于机壳（1）内壁，所述转轴（2）贯穿于前轴承（12）和后轴承（13）。

5.根据权利要求1所述的一种油冷电机的冷却系统，其特征在于：所述副油管道（5）的数量大于等于三个，副油管道（5）的管径小于主油管道（4）的管径。

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