CN112311118A - 一种利用热管散热的汽车驱动电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动机技术领域，具体涉及一种利用热管散热的汽车驱动电机，包括壳体、转子铁芯、定子铁芯、散热盘、排风机构，壳体一端连接设有法兰，法兰固连转轴一端，转轴另一端位于壳体内部且连接散热盘，转轴表面设有转子铁芯，转子铁芯表面环布有磁铁，壳体表面设有散热翅片，磁铁与转子铁芯等长，转子铁芯的外表面开设有若干凹槽，且每个凹槽内均设有第一热管，第一热管与磁铁的内侧面紧贴，第一热管内部中空，且第一热管内部空腔与转子轴线呈夹角，夹角度数在1°‑15°之间，转子铁芯中部链接有转轴。本发明电机多道散热工序能有效的将电机工作时产生的热量迅速排出，确保电机的工作状态，较好的延长电机了的使用寿命。

Description

一种利用热管散热的汽车驱动电机

技术领域

本发明涉及电动机-技术领域，具体涉及一种利用热管散热的汽车驱动电机。

背景技术

随着新能源汽车的发展，电动汽车或者是带有电机驱动的混合动力车型越来越被消费者所接受。对于电动汽车中所用的驱动电机，该驱动电机一般设置在汽车的前舱内，汽车前舱的环境也较为封闭，电机在通电运行状态下会产生大量的热量，热量主要聚集在壳体、定子、转子和转子轴承等部位。

为实施对汽车驱动电机的扇热，现有技术中一般会在驱动电机的外壳上设置散热风扇，通过风冷的方式实施对电机的扇热，并且在装配电机的前舱周边装设隔热棉，从而实现对热量的阻隔，使得热量从前舱的前端散出，从而实现对电机外壳的散热。上述在电机设置散热风扇的方式，散热效果不佳，对电动汽车的电机使用寿命产生较大的影响，现市场急需一款散热性能强的驱动电机。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中驱动汽车的电机散热效果不佳的问题，提出了一种利用热管散热的汽车驱动电机。

为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用热管散热的汽车驱动电机，包括壳体、转子铁芯、定子铁芯以及转轴；定子铁芯安装于壳体内壁，转轴位于壳体外的一端连接有法兰，转轴位于壳体内的部分套设有转子铁芯，转子铁芯位于定子铁芯内部；转子铁芯设有磁性元件与数个第一热管；每一第一热管均与其对应的磁性元件相贴合；第一热管的内部中空并充有冷却液，第一热管的内壁设有吸液芯；转子铁芯与磁性元件产生的热量通过第一热管散热。

作为优选方案，磁性元件为磁铁，数个磁铁沿转子铁芯的周向外壁排列成环状；所述转子铁芯的周向外壁沿转子铁芯的轴向设有凹槽，数个凹槽沿转子铁芯的周向外壁排列成环状，每一凹槽内均设有第一热管；每一磁铁对应数个第一热管，第一热管的外壁与其对应的磁铁相贴合。

作为优选方案，磁性元件为铜条，数个铜条沿转子铁芯的周向排列成环状；所述转子铁芯的周向边缘壁面沿转子铁芯的轴向设有数个通道，每一通道内同时放置一第一热管与一铜条，铜条靠近转子铁芯的周向外壁。

进一步地，第一热管内部中空，且第一热管内部的流道倾斜设置与第一热管底面的夹角为为15-20°。

进一步地，汽车驱动电机还包括第二热管与散热翅片；散热翅片从壳体内部贯穿壳体壁面并伸出壳体外；第二热管的一端与定子铁芯连接，另一端伸入位于壳体内的散热翅片。

进一步地，壳体内壁设有卡板，定子铁芯通过卡板安装于壳体内壁，定子铁芯的两端均设有第二热管；第二热管的形状为L形；L形第二热管的短边与定子铁芯连接，长边位于散热翅片内。

进一步地，转轴内部中空并设有挡条，挡条的两侧与转轴内壁之间分别形成第一冷却通道与第二冷却通道，第一冷却通道内与第二冷却通道内均充入冷却液并均设有螺旋叶片，螺旋叶片与转轴同步转动。

进一步地，汽车驱动电机还包括散热盘；转轴另一端位于壳体内并与散热盘连接；散热盘表面设有螺旋状的散热管；第一冷却通道靠近散热盘的一端设有第一出水口，第二却液通道靠近散热盘的一端设有第一进水口；散热管设有第二进水口与第二出水口；第一出水口与第二进水口连通，第二出水口与第一进水口连通；第一冷却通道远离散热盘的一端与第二却液通道远离散热盘的一端在转轴内部相连通。

进一步地，转子铁芯与散热盘之间设有第一扇叶，第一扇叶连接于套环表面，套环套结于转轴外。

进一步地，壳体末端设有后盖，后盖朝向壳体内部的一侧设有排风机构；排风机构包括支撑杆与第二扇叶；支撑杆安装于壳体内壁，支撑杆中部设有轴承并通过轴承连接第二扇叶；第一扇叶驱动第二扇叶绕轴承转动。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：

本发明通过电机内部的多道散热工序可将电机内所产生的热量迅速排出，转子铁芯与磁铁通过设于壳体内部的第一热管进行散热；定子铁芯通过L型第二热管与散热翅片的配合进行散热；同时插接于转子铁芯中部的转轴也可起到一定的降温散热作用；散热盘与转轴联合，进一步强化降温散热效果；散发的热量会通过第一扇叶与排风机构实时排出，避免热量积于壳体内部，确保电机工作时的稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例一一种利用热管散热的汽车驱动电机的内部结构示意图；

图2为本发明实施例一转子铁芯的截面图；

图3为本发明实施例一热管的内部结构示意图；

图4为本发明实施例一转轴的内部结构示意图；

图5为本发明实施例一散热盘的主视图

图6为本发明实施例一排风机构的结构示意图；

图7为本发明实施例一一种利用热管散热的汽车驱动电机的后视图；

图8为本发明实施例一一种利用热管散热的汽车驱动电机的整体结构示意图；

图9为本发明实施例二转子铁芯结构示意图；

图10为本发明实施例二转子铁芯的截面图。

图中，1壳体；2散热翅片；3法兰；4磁铁；5转子铁芯；6定子铁芯；7转轴；71螺旋叶片；72挡条；8卡板；9散热盘；91散热管；92透气孔；10排风机构；101第二扇叶；102支撑杆；103轴承；11套环；12第一扇叶；13第二热管；14后盖；15出风孔；16铜条；17第一热管。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步地描述，但本发明的保护范围并不仅仅限于此。

实施例一：

如图1-8所示，一种利用热管散热的汽车驱动电机，包括壳体1、转子铁芯5、定子铁芯6以及转轴7。定子铁芯6安装于壳体1内壁，转轴7位于壳体1外的一端连接有法兰3，转轴7位于壳体1内的部分套设有转子铁芯5，转子铁芯5位于定子铁芯6内部。转子铁芯5设有磁性元件与数个第一热管17。每一第一热管17均与其对应的磁性元件相贴合。第一热管17的内部中空并充有冷却液，第一热管17的内壁设有吸液芯。转子铁芯5与磁性元件产生的热量通过第一热管17散热。磁性元件为磁铁4，数个磁铁4沿转子铁芯5的周向外壁排列成环状。转子铁芯5的周向外壁沿转子铁芯5的轴向设有凹槽，数个凹槽沿转子铁芯5的周向外壁排列成环状，每一凹槽内均设有第一热管17。每一磁铁4对应数个第一热管17，第一热管17的外壁与其对应的磁铁4相贴合。第一热管17内部中空，且第一热管17内部流道倾斜设置与第一热管17底面的夹角为为15-20°，磁铁4与转子铁芯5等长。本实施例的电机可用于汽车内部，其转轴7输出端的法兰3可根据实际需求进行更换。

本实施例中的转子为凸出式永磁转子，工作时磁铁4会产生大量的热量，紧贴于磁铁4的第一热管17会对磁铁4所产生的热量进行吸收、分散，同时第一热管17也可对转子铁芯5进行吸热。第一热管17经过特殊设计，并利用第一热管17本身的特性，将第一热管17内部抽成负压状态，充入适当的液体，液体沸点低，容易挥发。第一热管17的管壁设有吸液芯，吸液芯由毛细多孔材料构成。第一热管17的一端为蒸发端，另外一端为冷凝端，当第一热管17的一端受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向另外一端，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发端，如此循环不止，热量由第一热管17的一端传至另外一端，这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。第一热管17内部中空，且第一热管17内部流道倾斜设置与第一热管17底面的夹角为为15-20°，本实施例流道倾斜的设计可对第一热管17内部的液体起到离心力的作用，使得液体跟随转子铁芯5不间断的流动，进一步的加快热量的扩散。因此，本实施例的转子铁芯5与磁铁4能够通过设于壳体1内部的第一热管17进行散热，避免热量积于壳体1内部，确保电机工作时的稳定性。

汽车驱动电机还包括第二热管13与散热翅片2。散热翅片2从壳体1内部贯穿壳体1壁面并伸出壳体1外。第二热管13的一端与定子铁芯6连接，另一端伸入位于壳体1内的散热翅片2。壳体1内壁对称设有卡板8，定子铁芯6通过卡板8安装于壳体1内壁，定子铁芯6的两端均设有第二热管13。第二热管13的形状为L形。L形第二热管13的短边与定子铁芯6连接，长边位于散热翅片2内。散热翅片2沿壳体1周向壁面围绕成圆周状。本实施例的定子铁芯6产热升温时，在定子铁芯6内部的热管会将热量通过第二热管13传递至散热翅片2进行散热，保证定子铁芯6的温度也长期处于正常温度，不会出现整个电机发热的现象。

转轴7内部中空并设有挡条72，且由挡条72将转轴7的内部空间隔成左右两部分。挡条72的两侧与转轴7内壁之间分别形成第一冷却通道与第二冷却通道，第一冷却通道内与第二冷却通道内均充入冷却液并均设有螺旋叶片71。当转轴7转动时，转轴7内的螺旋叶片71也会同步运动，带动转轴7内的液体进行来回运动，对转轴7进行有效的降温散热。因此，本实施例的转轴7能够起到一定的降温散热作用。

汽车驱动电机还包括散热盘9。转轴7另一端位于壳体1内并与散热盘9固定连接。散热盘9表面嵌有螺旋状的散热管91，沿散热盘9表面缠绕数圈。第一冷却通道靠近散热盘9的一端设有第一出水口，第二却液通道靠近散热盘9的一端设有第一进水口。散热管91设有第二进水口与第二出水口。第一出水口与第二进水口连通，第二出水口与第一进水口连通。第一冷却通道远离散热盘9的一端与第二却液通道远离散热盘9的一端在转轴7内部相连通。散热盘9表面还设有透气孔92。液体会通过转轴7的旋转从第一出水口流出并经第二进口进入散热管91，通过散热盘9上的螺旋状散热管91进行降温，再由第二出水口流入第二冷却通道的第一进水口，往复循环使得液体具有较好的降温效果。

因此，本实施例电机内部至少设有四道散热工序，包括第一热管17、L型的第二热管13、散热翅片2、散热盘9。通过上述四道散热工序可使电机在工作时产生的热量迅速排出，不会出现热量积于壳体1内部，导致电机壳体1内部的零部件损坏，延长了电机的使用寿命降低了对电机的损耗，确保了电机的正常运行。

转子铁芯5与散热盘9之间设有第一扇叶12，第一扇叶12连接于套环1111表面，套环1111套结于转轴7外与转轴7固定连接。壳体1末端设有后盖14，后盖14设有出风口。后盖14朝向壳体1内部的一侧设有排风机构10。排风机构10包括支撑杆102与第二扇叶101。支撑杆102安装于壳体1内壁，支撑杆102中部设有轴承103并通过轴承103连接第二扇叶101。由于第一扇叶12与转轴7相连，电机正常运转时第一扇叶12也会跟着旋转，第一扇叶12初步将转子散发的热量给排至壳体1末端，再由第二扇叶101接着排出，以进一步减少电机所产生的热量，确保电机运作的稳定性。本实施例的排风机构10无动力系统提供动力，排风机构10的动力源为第一扇叶12的风力，第一扇叶12有足够的风力时排风机构10的第二扇叶101也会绕轴承103转动，将壳体1内多余的热气尽快排出，减少积热。

本实施例在实际使用过程中，电机通电，转轴7与转子铁芯5旋转，磁铁4与转子铁芯5温度会急剧升高，转子铁芯5与磁铁4之间相接触的第一热管17可起到降温作用；定子铁芯6产热升温时，在定子铁芯6内部的热管会将热量通过第二热管13传递至散热翅片2进行散热，保证定子铁芯6的温度长期处于正常温度；转轴7内部中空的设计，其内部灌有液体用于降温；转轴7内的液体也会在转轴7内实时流动，从转轴7内的第一冷却通道流出至散热盘9上的散热管91，散热管91对液体降温后再通过第二冷却通道流入转轴7，形成循环；转子铁芯5与定子铁芯6散发的热量会通过第一扇叶12与排风机构10实时排出，避免热量积于壳体1内部，确保电机工作时的稳定性。

实施例二:

如图9、图10所示，本实施例与实施例一的区别在于磁性元件为铜条16，通电后的铜条与磁铁的功能相同。数个铜条16沿转子铁芯5的周向排列成环状。所述转子铁芯5的周向边缘壁面沿转子铁芯5的轴向设有数个通道，每通道内同时放置一第一热管17与一铜条16，铜条16靠近转子铁芯5的周向外壁。铜条16内侧贴附与其对应的第一热管17，第一热管17同样可对吸热的铜条16起到散热作用，可有效的延长电机的使用寿命。本实施例在实际使用过程中，电机与铜条16均通电，转轴7与转子铁芯5旋转，铜条16与转子铁芯5温度会急剧升高，转子铁芯5与铜条16之间相接触的第一热管17可起到降温作用。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种利用热管散热的汽车驱动电机，包括壳体、转子铁芯、定子铁芯以及转轴；定子铁芯安装于壳体内壁，转轴位于壳体外的一端连接有法兰，转轴位于壳体内的部分套设有转子铁芯，转子铁芯位于定子铁芯内部；其特征在于：

所述转子铁芯设有磁性元件与数个第一热管；每一第一热管均与其对应的磁性元件相贴合；第一热管的内部中空并充有冷却液，第一热管的内壁设有吸液芯；转子铁芯与磁性元件产生的热量通过第一热管散热。

2.根据权利要求1所述的利用热管散热的汽车驱动电机，其特征在于：磁性元件为磁铁，数个磁铁沿转子铁芯的周向外壁排列成环状；所述转子铁芯的周向外壁沿转子铁芯的轴向设有凹槽，数个凹槽沿转子铁芯的周向外壁排列成环状，每一凹槽内均设有第一热管；每一磁铁对应数个第一热管，第一热管的外壁与其对应的磁铁相贴合。

3.根据权利要求1所述的利用热管散热的汽车驱动电机，其特征在于：磁性元件为铜条，数个铜条沿转子铁芯的周向排列成环状；所述转子铁芯的周向边缘壁面沿转子铁芯的轴向设有数个通道，每一通道内同时放置一第一热管与一铜条，铜条靠近转子铁芯的周向外壁。

4.根据权利要求1-3任一项所述的利用热管散热的汽车驱动电机，其特征在于：第一热管内部中空，且第一热管内部的流道空腔倾斜设置与转子轴线呈1°-15°的夹角。

5.根据权利要求1所述的利用热管散热的汽车驱动电机，其特征在于：汽车驱动电机还包括第二热管与散热翅片；散热翅片从壳体内部贯穿壳体壁面并伸出壳体外；第二热管的一端与定子铁芯连接，另一端伸入位于壳体内的散热翅片。

6.根据权利要求5所述的利用热管散热的汽车驱动电机，其特征在于：所述壳体内壁设有卡板，所述定子铁芯通过卡板安装于壳体内壁，所述定子铁芯的两端均设有第二热管；第二热管的形状为L形；L形第二热管的短边与定子铁芯连接，长边位于散热翅片内。

7.根据权利要求1所述的利用热管散热的汽车驱动电机，其特征在于：

所述转轴内部中空并设有挡条，挡条的两侧与转轴内壁之间分别形成第一冷却通道与第二冷却通道，第一冷却通道内与第二冷却通道内均充入冷却液并均设有螺旋叶片，螺旋叶片与转轴同步转动。

8.根据权利要求7所述的利用热管散热的汽车驱动电机，其特征在于：汽车驱动电机还包括散热盘；转轴另一端位于壳体内并与散热盘连接；散热盘表面设有螺旋状的散热管；

所述第一冷却通道靠近散热盘的一端设有第一出水口，所述第二却液通道靠近散热盘的一端设有第一进水口；散热管设有第二进水口与第二出水口；第一出水口与第二进水口连通，第二出水口与第一进水口连通；第一冷却通道远离散热盘的一端与第二却液通道远离散热盘的一端在转轴内部相连通。

9.根据权利要求8所述的利用热管散热的汽车驱动电机，其特征在于：所述转子铁芯与所述散热盘之间设有第一扇叶，第一扇叶连接于套环表面，套环套结于转轴外。

10.根据权利要求9所述的利用热管散热的汽车驱动电机，其特征在于：所述壳体末端设有后盖，所述后盖朝向壳体内部的一侧设有排风机构；排风机构包括支撑杆与第二扇叶；支撑杆安装于壳体内壁，支撑杆中部设有轴承并通过轴承连接第二扇叶；第一扇叶驱动第二扇叶绕轴承转动。

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